專利名稱：直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，尤其涉及一種輸出電壓可調(diào)的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為已知的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路包含一控制器10、兩切換開(kāi)關(guān)M1、M2、一電感L、一電容C、一自舉電路(BootstrapCircuit)BS以及一分壓電路VD。分壓電路VD檢測(cè)降壓轉(zhuǎn)換電路的一輸出電壓Vout，以產(chǎn)生一反饋信號(hào)FB?？刂破?0根據(jù)反饋信號(hào)FB控制切換開(kāi)關(guān)M1、M2的導(dǎo)通與截止，使轉(zhuǎn)換電路將一輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout并穩(wěn)定于一預(yù)定輸出電壓?？刂破?0包含一比較器12、一固定導(dǎo)通時(shí)間電路14及一邏輯控制電路16及兩閘 極驅(qū)動(dòng)單元18、20。比較器12接收反饋信號(hào)FB及一參考電壓Vref，以據(jù)此產(chǎn)生一反饋控制信號(hào)。固定導(dǎo)通時(shí)間電路14根據(jù)輸入電壓Vin及輸出電壓Vout確定一導(dǎo)通時(shí)間周期，并同時(shí)根據(jù)反饋控制信號(hào)產(chǎn)生一固定導(dǎo)通信號(hào)。邏輯控制電路16根據(jù)固定導(dǎo)通信號(hào)確定切換開(kāi)關(guān)Ml、M2的導(dǎo)通與截止時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)閘極驅(qū)動(dòng)單元18、20分別導(dǎo)通或截止切換開(kāi)關(guān)Ml、M2。而由于切換開(kāi)關(guān)M2為N型金氧半場(chǎng)效晶體管開(kāi)關(guān)，而為避免切換開(kāi)關(guān)M2導(dǎo)通時(shí)，控制器10中的閘極驅(qū)動(dòng)單元20無(wú)法提供足夠高的信號(hào)準(zhǔn)位，而無(wú)法確保導(dǎo)通切換開(kāi)關(guān)M2。故通過(guò)自舉電路BS可確保閘極驅(qū)動(dòng)單元20提供足夠高的信號(hào)準(zhǔn)位使切換開(kāi)關(guān)M2導(dǎo)通。通過(guò)固定導(dǎo)通時(shí)間電路14隨輸入電壓Vin及輸出電壓Vout來(lái)調(diào)整固定導(dǎo)通時(shí)間周期，可使直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路不論實(shí)際上輸入電壓Vin及輸出電壓Vout的高低，均可大致等效操作于固定的頻率，使電路更容易濾除切換開(kāi)關(guān)Ml、M2所造成的電磁干擾(EMI)。然而，面對(duì)當(dāng)今系統(tǒng)的節(jié)能的要求，直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路也須支持節(jié)能模式，直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓能隨節(jié)能模式進(jìn)行調(diào)整。因此，如何支持節(jié)能模式為直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的控制器所待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用一額外設(shè)定信號(hào)來(lái)設(shè)定輸出電壓的高低，以配合操作模式的需求調(diào)整輸出電壓的高低，藉此達(dá)到節(jié)能模式的要求。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，用以控制一直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路以將一輸入電壓降壓成一輸出電壓，而一電壓檢測(cè)電路根據(jù)輸出電壓產(chǎn)生一反饋信號(hào)。直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器包含一反饋電路及一驅(qū)動(dòng)電路。反饋電路根據(jù)一參考電壓及反饋信號(hào)產(chǎn)生一反饋控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)反饋控制信號(hào)產(chǎn)生至少一控制信號(hào)以控制直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路，驅(qū)動(dòng)電路包含一固定導(dǎo)通時(shí)間單元，固定導(dǎo)通時(shí)間單元根據(jù)參考電壓的準(zhǔn)位設(shè)定一固定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，使驅(qū)動(dòng)電路據(jù)此確定直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一工作周期。其中，參考電壓的準(zhǔn)位是根據(jù)輸出電壓而設(shè)定。以上的概述與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說(shuō)明與圖示加以闡述。


圖I為已知的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。圖3為圖2所示實(shí)施例中的固定導(dǎo)通時(shí)間電路的電路示意圖。附圖標(biāo)記現(xiàn)有技術(shù) 10 :控制器Ml、M2:切換開(kāi)關(guān)L:電感C:電容BS:自舉電路VD:分壓電路Vout:輸出電壓FB:反饋信號(hào)Vin:輸入電壓Vref:參考電壓12:比較器14:固定導(dǎo)通時(shí)間電路16:邏輯控制電路18、20:閘極驅(qū)動(dòng)單元本發(fā)明100 :控制器112:反饋電路114:固定導(dǎo)通時(shí)間電路115 參考電壓產(chǎn)生電路116:邏輯控制電路118、120 :閘極驅(qū)動(dòng)單元1141:比較器1142 :SR 正反器1143:反相器M1、M2:切換開(kāi)關(guān)L 電感C :電容BS:自舉電路VD:分壓電路
Vout:輸出電壓FB :反饋信號(hào)Vin:輸入電壓Vr:參考電壓Sfb :反饋控制信號(hào)Sto:固定導(dǎo)通信號(hào)VrO :參考基準(zhǔn)電壓RV1、RV2:電阻 I:電流源Cton:時(shí)間電容MI 電流鏡Rton:導(dǎo)通時(shí)間電阻Vset:初始電壓S :設(shè)定端R :重設(shè)端Q :輸出端SWd:放電單元
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見(jiàn)圖2，為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路包含一控制器100、兩切換開(kāi)關(guān)Ml、M2、一電感L、一電容C、一自舉電路BS以及一分壓電路VD。分壓電路VD檢測(cè)降壓轉(zhuǎn)換電路的一輸出電壓Vout，以產(chǎn)生一反饋信號(hào)FB?？刂破?00根據(jù)反饋信號(hào)FB控制切換開(kāi)關(guān)Ml、M2的導(dǎo)通與截止，使轉(zhuǎn)換電路將一輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout并穩(wěn)定于一預(yù)定電壓?？刂破?00包含一反饋電路112、一驅(qū)動(dòng)電路,其中驅(qū)動(dòng)電路包含一固定導(dǎo)通時(shí)間電路114、一邏輯控制電路116及兩閘極驅(qū)動(dòng)單元118、120。反饋電路112包含一比較器，其反相輸入端接收反饋信號(hào)FB而非反相輸入端接收一參考電壓Vr，并據(jù)此輸出一反饋控制信號(hào)Sfb。固定導(dǎo)通時(shí)間電路114接收反饋控制信號(hào)Sfb及參考電壓Vr并產(chǎn)生一固定導(dǎo)通信號(hào)Sto，其中固定導(dǎo)通信號(hào)Sto的脈寬(即固定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度)根據(jù)參考電壓Vr的準(zhǔn)位高低而確定，而固定導(dǎo)通信號(hào)Sto的產(chǎn)生時(shí)間根據(jù)反饋控制信號(hào)Sfb而確定。邏輯控制電路116耦接兩切換開(kāi)關(guān)Ml、M2的連接點(diǎn)以檢測(cè)電感L的電流，并根據(jù)反饋控制信號(hào)Sfb以據(jù)此判斷切換開(kāi)關(guān)M1、M2的導(dǎo)通及截止時(shí)序。閘極驅(qū)動(dòng)單元118、120則根據(jù)邏輯控制電路116的判斷結(jié)果分別控制切換開(kāi)關(guān)Ml、M2的導(dǎo)通與截止。在本實(shí)施例中，直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一工作周期，即輸入電壓Vin通過(guò)切換開(kāi)關(guān)Ml傳送電力至直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的時(shí)間比例，是由切換開(kāi)關(guān)Ml的導(dǎo)通時(shí)間來(lái)確定。也就是，于每一個(gè)周期開(kāi)始(反饋信號(hào)FB的準(zhǔn)位低于參考電壓Vr的準(zhǔn)位時(shí))，反饋電路112產(chǎn)生反饋控制信號(hào)Sfb，使固定導(dǎo)通時(shí)間電路114產(chǎn)生固定脈寬的固定導(dǎo)通信號(hào)Sto，邏輯控制電路116將根據(jù)固定導(dǎo)通信號(hào)Sto導(dǎo)通切換開(kāi)關(guān)Ml。經(jīng)上述固定時(shí)間長(zhǎng)度后，邏輯控制電路116截止切換開(kāi)關(guān)Ml并導(dǎo)通切換開(kāi)關(guān)M2，使電感L的電流可通過(guò)切換開(kāi)關(guān)M2續(xù)流。當(dāng)電感L的電流因釋能而降至零時(shí)，切換開(kāi)關(guān)M2被截止。參考電壓Vr可以為外部的一控制信號(hào)，由外部電路或使用者根據(jù)預(yù)定輸出電壓的高低確定此參考電壓Vr的準(zhǔn)位。在本實(shí)施例中，控制器100還包含一參考電壓產(chǎn)生電路115。參考電壓產(chǎn)生電路115產(chǎn)生一參考基準(zhǔn)電壓VrO。使用者則通過(guò)一分壓電路將參考基準(zhǔn)電壓VrO分壓成所需的參考電壓Vr，并傳送至反饋電路112及固定導(dǎo)通時(shí)間電路114。分壓電路包含電阻RV1、RV2，其分壓值則根據(jù)輸入電壓及預(yù)定輸出電壓來(lái)設(shè)定。另外，分壓電路VD的分壓比也會(huì)影響輸出電壓Vout和反饋信號(hào)FB之間的比例關(guān)系，因此，電阻RV1、RV2的分壓比設(shè)定也會(huì)隨著分壓電路VD的分壓來(lái)調(diào)整。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，為圖2所示實(shí)施例中的固定導(dǎo)通時(shí)間電路的電路示意圖。固定導(dǎo)通時(shí)間電路114包含一電流源I、一時(shí)間電容Cton及一比較器1141。電流源I的電流則通過(guò)一電流鏡MI及一導(dǎo)通時(shí)間電阻Rton來(lái)設(shè)定。導(dǎo)通時(shí)間電阻Rton稱接輸入電壓Vin,使導(dǎo)通時(shí)間電阻Rton的電流會(huì)輸入電壓Vin的高低調(diào)整。此電流并經(jīng)電流鏡MI鏡射至電流源I。于每次周期一開(kāi)始，電流源I對(duì)時(shí)間電容Cton充電，使時(shí)間電容Cton的電壓由零開(kāi)始上升。比較器1141比較時(shí)間電容Cton的電壓及初始電壓Vset及參考電壓Vr其中之一 以產(chǎn)生固定導(dǎo)通信號(hào)Sto，其中初始電壓Vset高于參考電壓Vr。在電路啟動(dòng)之初，比較器1141比較時(shí)間電容Cton的電壓及初始電壓Vset，如此導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng)而使輸出電壓Vout可以快速上升。當(dāng)輸出電壓Vout將(或已)到達(dá)預(yù)定輸出電壓時(shí)，比較器1141比較時(shí)間電容Cton的電壓及參考電壓Vr，使輸出電壓Vout穩(wěn)定于預(yù)定輸出電壓。固定導(dǎo)通時(shí)間電路114還包含一 SR正反器1142及一反相器1143，SR正反器1142設(shè)定端S經(jīng)反相器1143耦接比較器1141的輸出端，重設(shè)端R耦接反饋電路112，而輸出端Q耦接一放電單元SWd。放電單元Swd耦接時(shí)間電容Cton的兩端，以根據(jù)SR正反器1142的控制對(duì)時(shí)間電容Cton放電。當(dāng)時(shí)間電容Cton的電壓高于參考電壓Vr時(shí)，固定導(dǎo)通信號(hào)Sto變?yōu)榈蜏?zhǔn)位并經(jīng)反相器1143反相后觸發(fā)SR正反器1142，使放電單元SWd對(duì)時(shí)間電容Cton放電。當(dāng)輸出電壓Vout小于預(yù)定輸出電壓時(shí)，反饋控制信號(hào)Sfb為高準(zhǔn)位，使SR正反器1142重設(shè)以停止放電單兀SWd的放電。因此，于每一周期的開(kāi)始，輸出電壓Vout小于預(yù)定輸出電壓時(shí)，時(shí)間電容Cton進(jìn)入充電狀態(tài)，電流源I開(kāi)始對(duì)時(shí)間電容Cton充電。而當(dāng)時(shí)間電容Cton的電壓高于參考電壓Vr，時(shí)間電容Cton進(jìn)入放電狀態(tài)，使時(shí)間電容Cton的電壓歸零以等待下一個(gè)周期重新計(jì)時(shí)。本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例揭示，然所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描述本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例等效的變化與置換，均應(yīng)是涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，用以控制一直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路以將一輸入電壓降壓成一輸出電壓，而一電壓檢測(cè)電路根據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一反饋信號(hào)，該直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器包含 一反饋電路，根據(jù)一參考電壓及該反饋信號(hào)產(chǎn)生一反饋控制信號(hào)；以及 一驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)該反饋控制信號(hào)產(chǎn)生至少一控制信號(hào)以控制該直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路，該驅(qū)動(dòng)電路包含一固定導(dǎo)通時(shí)間單元，該固定導(dǎo)通時(shí)間單元根據(jù)該參考電壓的準(zhǔn)位設(shè)定一固定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，使驅(qū)動(dòng)電路據(jù)此確定該直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一工作周期； 其中，該參考電壓的準(zhǔn)位是根據(jù)一預(yù)定輸出電壓而設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，其中還包含一參考電壓產(chǎn)生電路以產(chǎn)生一參考基準(zhǔn)電壓，而該參考電壓是由一分壓電路根據(jù)該參考基準(zhǔn)電壓而產(chǎn)生，其中該分壓電路的一分壓值是根據(jù)該輸入電壓及該預(yù)定輸出電壓而定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，其中該反饋電路包含一比較器，該比較器根據(jù)該參考電壓及該反饋信號(hào)產(chǎn)生該反饋控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，其中該固定導(dǎo)通時(shí)間單元包含一電流源、一時(shí)間電容及一比較器，該電流源提供一充電電流對(duì)該時(shí)間電容充電，其中該充電電流的電流大小是依該輸入電壓而定，該比較器根據(jù)該時(shí)間電容的電壓及該參考電壓設(shè)定該固定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器，其中該固定導(dǎo)通時(shí)間單元還包含一放電單元，根據(jù)該比較器的比較結(jié)果及該反饋控制信號(hào)確定該放電單元對(duì)該時(shí)間電容放電的時(shí)序。
全文摘要
本發(fā)明的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器包含一反饋電路及一驅(qū)動(dòng)電路；反饋電路根據(jù)參考電壓及反饋信號(hào)產(chǎn)生一反饋控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)該反饋控制信號(hào)產(chǎn)生至少一控制信號(hào)以控制直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路，該驅(qū)動(dòng)電路包含一固定導(dǎo)通時(shí)間單元，該固定導(dǎo)通時(shí)間單元根據(jù)該參考電壓的準(zhǔn)位設(shè)定一固定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，使驅(qū)動(dòng)電路據(jù)此確定該直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一工作周期；其中，該參考電壓的準(zhǔn)位是根據(jù)一預(yù)定輸出電壓而設(shè)定。直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換控制器根據(jù)預(yù)定輸出電壓的高低調(diào)整固定導(dǎo)通時(shí)間的周期長(zhǎng)度，藉此可配合不同的輸出電壓需求及配合不同操作模式調(diào)整輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M3/157GK102751870SQ201110100828
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者余仲哲, 徐獻(xiàn)松, 李立民, 邵超 申請(qǐng)人:登豐微電子股份有限公司