本發(fā)明涉及電子電路，尤其涉及開關(guān)變換器及其控制器。

背景技術(shù)：

滯環(huán)控制技術(shù)常用于開關(guān)變換器的控制當(dāng)中?，F(xiàn)有的滯環(huán)控制技術(shù)通常采用固定的上限滯環(huán)信號和下限滯環(huán)信號。因此，當(dāng)電路參數(shù)發(fā)生變化時，例如，當(dāng)開關(guān)變換器的輸出電壓、輸入電壓或者開關(guān)變換器的元件器的參數(shù)發(fā)生變化時，開關(guān)變換器的頻率也會相應(yīng)地發(fā)生變化，這對于大多數(shù)的應(yīng)用場合是不希望發(fā)生的。

因此，本發(fā)明提出了一種至少能夠解決上述問題的開關(guān)變換器及其控制器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種用于控制開關(guān)變換電路的控制器。該開關(guān)變換電路包括開關(guān)和電感，電感中流過電感電流，開關(guān)變換電路通過開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷將輸入信號轉(zhuǎn)換為輸出信號以為負(fù)載供電。該控制器包括滯環(huán)限值產(chǎn)生電路和控制電路。滯環(huán)限值產(chǎn)生電路接收參考時鐘信號和控制信號，滯環(huán)限值產(chǎn)生電路根據(jù)參考時鐘信號和控制信號產(chǎn)生上限滯環(huán)信號和下限滯環(huán)信號。其中，上限滯環(huán)信號和下限滯環(huán)信號之差與參考時鐘信號與控制信號的相位差反向變化?？刂齐娐方邮丈舷逌h(huán)信號和下限滯環(huán)信號以及表征流過電感的電流的電流檢測信號，并通過將電流檢測信號和上限滯環(huán)信號及下限滯環(huán)信號進(jìn)行比較產(chǎn)生控制信號以控制開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷。

依據(jù)本發(fā)明提出的控制器和開關(guān)變換器可以在系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，根據(jù)參考時鐘信號與控制信號的相位差自適應(yīng)地改變上限滯環(huán)信號和下限滯環(huán)信號之差，從而將系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)回預(yù)設(shè)頻率上。

附圖說明

圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)變換器100。

圖2示意性地給出圖1所示開關(guān)變換器100的部分工作波形圖。

圖3示出依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于圖1中開關(guān)變換器100的滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300。

圖4示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于圖3中滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300的鑒相電路400。

圖5A和5B分別示出依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于圖3中滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300的合成電路500A和500B。

圖6A和6B分別示出依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于圖5A和5B所示合成電路的箝位電路600A和600B。

圖7示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于圖5A和5B所示合成電路的受控電流源700。

圖8示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于驅(qū)動LED負(fù)載的開關(guān)變換器800。

圖9示意性地給出圖8中開關(guān)變換器800的部分工作波形圖。

圖10示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于驅(qū)動LED負(fù)載的開關(guān)變換器1000。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在整個說明書中，對“一個實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個實(shí)施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個或多個實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。

圖1示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)變換器100。如圖1所示，開關(guān)變換器100包括開關(guān)變換電路101和控制器，其中，控制器包括滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103和控制電路102。開關(guān)變換電路101包括開關(guān)和電感，電感中流過電感電流I_L。開關(guān)變換電路101通過開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷將接收的輸入信號S_IN轉(zhuǎn)換為輸出信號S_OUT以為負(fù)載R_L供電。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，輸入信號S_IN或輸出信號S_OUT可以是電壓信號、電流信號或功率信號等任何適合形式的信號。例如，在下文圖7所示的負(fù)載R_L包括發(fā)光二極管(LED)的實(shí)施例中，輸入信號S_IN為輸入電壓信號，而輸出信號S_OUT為驅(qū)動LED負(fù)載的驅(qū)動電流信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，負(fù)載R_L根據(jù)應(yīng)用場合可具有多種形式，例如，其可以為下文圖7所示實(shí)施例中的LED，也可以是充電電池等可由開關(guān)變換器100供電的任何形式的負(fù)載。

滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103接收參考時鐘信號CLK以及用于控制開關(guān)變換電路101中開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷的控制信號CTRL，其中，參考時鐘信號CLK的頻率為開關(guān)變換器100的預(yù)設(shè)頻率。滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103根據(jù)參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL產(chǎn)生上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L，其中，所產(chǎn)生的上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的差值ΔV(在接下來的描述中，上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的差值ΔV簡稱為滯環(huán)寬度)和參考時鐘信號CLK與控制信號CTRL的相位差成反向變化，即滯環(huán)寬度ΔV隨著相位差的增大而減小，減小而增大。

在圖1所示實(shí)施例中，滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103還可以接收表征輸出信號期望值V_CLP的參考信號V_REF和表征輸出信號S_OUT的反饋信號V_FB。滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103還根據(jù)參考信號V_REF和反饋信號V_FB來產(chǎn)生上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L以使得上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的平均值V_AVG(在接下來的描述中，上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的平均值V_AVG簡稱為均值信號，該信號亦即輸出信號S_OUT)箝位在期望值V_CLP。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)參考信號V_REF和反饋信號V_FB來產(chǎn)生上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L以使上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的平均值V_AVG等于期望值V_CLP的電路可由任何現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

控制電路102耦接至滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103以接收上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L?？刂齐娐?02還耦接至開關(guān)變換電路101以接收表征電感電流I_L的電流檢測信號V_CS。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電流檢測信號V_CS的獲得可由任何現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，此處不再累述。控制電路102將電流檢測信號V_CS與上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L相比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號CTRL來控制開關(guān)變換電路101中開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷且以提供給滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103使用。

圖2示意性地給出圖1所示開關(guān)變換器100的部分工作波形圖。從上至下地，圖2中的波形圖依次表示輸出信號S_OUT，上限滯環(huán)信號V_H，均值信號V_AVG，電流檢測信號V_CS，下限滯環(huán)信號V_L，參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL。如圖2所示，在t0至t1時段內(nèi)，輸出信號的大小為S1，亦即輸出信號期望值V_CLP，控制信號CTRL和參考時鐘信號CLK的相位對齊(即參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL之間的相位差為零)，控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)具有和參考時鐘信號CLK相同的預(yù)設(shè)頻率。此時，上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之間的滯環(huán)寬度具有預(yù)設(shè)值ΔV1。在t1時刻，輸出信號S_OUT的值從S1下降至S2，控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)的頻率因而變小。此時，控制信號CTRL的上升沿比參考時鐘信號CLK的上升沿晚出現(xiàn)，即參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL之間出現(xiàn)正的相位差隨后，根據(jù)圖1所示實(shí)施例的滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103所生成的上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之間的滯環(huán)寬度ΔV隨參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL之間的相位差反向地變小。因而，控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)的頻率逐漸地變大，開關(guān)變換器100更快地積累相位，逐漸增大相位差。在t2時刻，參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL之間的相位差積累到360弧度，即控制信號CTRL的相位再次與參考時鐘信號CLK的相位對齊，控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)的頻率回到預(yù)設(shè)值。此時，上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之間的滯環(huán)寬度減小至ΔV2。

由上述分析可見，依據(jù)本發(fā)明圖1所示實(shí)施例的開關(guān)變換器100，即使外界條件發(fā)生變化，例如輸出信號S_OUT或輸入信號S_IN或開關(guān)變換器的元器件參數(shù)發(fā)生變化，使得控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)的頻率發(fā)生變化，由于滯環(huán)限值產(chǎn)生電路103能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)滯環(huán)寬度ΔV，使滯環(huán)寬度ΔV與參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL之間的相位差反向地變小，開關(guān)變換器100也能使控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)的頻率回到設(shè)定值。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖2僅示出當(dāng)輸出信號S_OUT減小時開關(guān)變換器100的工作過程，對于輸出信號S_OUT增大的情形，開關(guān)變換器100反向地工作以自適應(yīng)地調(diào)節(jié)其工作頻率回到預(yù)設(shè)頻率，此處不再詳述。另外，對于其它原因，例如，輸入信號S_IN變化或開關(guān)變換器100的元器件參數(shù)發(fā)生變化等造成開關(guān)變換器100的工作頻率發(fā)生變化的情形，開關(guān)變換器100的調(diào)節(jié)原理類似，此處亦不再詳述。

圖3示出依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于圖1中開關(guān)變換器100的滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300。如圖3所示，滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300包括鑒相電路301和合成電路302。其中，鑒相電路301接收參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL，并根據(jù)參考時鐘信號CLK和控制信號CTRL的相位差產(chǎn)生相位誤差信號合成電路302耦接至鑒相電路301以接收相位誤差信號并根據(jù)相位誤差信號產(chǎn)生上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L。其中，相位誤差信號和參考時鐘信號CLK與控制信號CTRL的相位差呈同向變化且上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之差與相位誤差信號呈反向變化，或者相位誤差信號和參考時鐘信號CLK與控制信號CTRL的相位差呈反向變化且上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之差與相位誤差信號呈同向變化。在一個實(shí)施例中，相位誤差信號為一電壓信號。

在圖3所示實(shí)施例中，合成電路302還可以接收表征輸出信號期望值V_CLP的參考信號V_REF和表征輸出信號S_OUT的反饋信號V_FB，并進(jìn)一步根據(jù)參考信號V_REF和反饋信號V_FB來產(chǎn)生上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L以使得上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L的平均值被箝位在輸出信號期望值V_CLP上。

圖4示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于圖3中滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300的鑒相電路400。如圖4所示，鑒相電路400包括D觸發(fā)器T1和T2、與門電路AND、電流源CS1和電流源CS2，第一開關(guān)TR1和第二開關(guān)TR2以及充電電容C_C。D觸發(fā)器T1和T2分別具有第一輸入端D、第二輸入端C和第三輸入端R。D觸發(fā)器T1還具有第一輸出端Q1和第二輸出端Q1′，D觸發(fā)器T2還具有輸出端Q2(在接下來的表述中，符號Q1、Q1′和Q2還可用來表示相應(yīng)輸出端輸出的電平信號)。D觸發(fā)器T1和T2的第一輸入端D均接收電源電壓V_CC，D觸發(fā)器T1和T2的第二輸入端C分別接收參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON，D觸發(fā)器T1和T2的第三輸入端R耦接在一起。D觸發(fā)器T1和T2的第二輸入端C分別形成鑒相電路400的第一輸入端和第二輸入端。與門電路AND具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，與門電路AND的第一輸入端和第二輸入端分別耦接至D觸發(fā)器T1的第一輸出端Q1和D觸發(fā)器T2的輸出端Q2，與門電路AND的輸出端耦接至D觸發(fā)器T1和T2的第三輸入端R。開關(guān)TR1和TR2分別具有第一端、第二端和控制端，其中，開關(guān)TR1和TR2的控制端分別耦接至D觸發(fā)器T1的第二輸出端Q1′和D觸發(fā)器T2的輸出端Q2，開關(guān)TR1和TR2的第一端耦接在一起。在圖4所示的實(shí)施例中，第一開關(guān)TR1和第二開關(guān)TR2由晶體管實(shí)現(xiàn)，且分別為P管和N管。電流源CS1耦接至晶體管TR1的第二端以在晶體管TR1導(dǎo)通時向其扇入電流I1，電流源CS2耦接至晶體管TR2的第二端以在晶體管TR2導(dǎo)通時從其扇出電流I2。充電電容C_C(在接下來的某些描述中，符號C_C亦可用于表示充電電容的容值)耦接于晶體管TR1和TR2的第一端與參考地之間，充電電容C_C和晶體管TR1和TR2的公共端形成鑒相電路400的輸出端，而充電電容C_C兩端的電壓即為相位誤差信號此處用符號V_PLL表示。

圖5A和5B分別示出依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于圖3中滯環(huán)限值產(chǎn)生電路300的合成電路500A和500B。如圖5A所示，合成電路500A包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、受控電流源CS和箝位電路CLP。第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和受控電流源CS均具有第一端和第二端。其中，第二電阻R2的第一端耦接至第一電阻R1的第一端，第三電阻R3的第一端耦接至第二電阻R2的第二端，第三電阻R3的第二端耦接至參考地，受控電流源CS的第一端接收電源電壓V_CC，受控電流源CS的第二端耦接至第一電阻R1的第二端。受控電流源CS還具有控制端，其接收相位誤差信號并根據(jù)相位誤差信號產(chǎn)生從第一端流向第二端的受控電流I。在一個實(shí)施例中，受控電流I與相位誤差信號成比例。第一電阻R1的第二端提供上限滯環(huán)信號V_H，第二電阻R2的第二端提供下限滯環(huán)信號V_L。箝位電路CLP具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，該第一輸入端接收參考信號V_REF，第二輸入端接收反饋信號V_FB，輸出端耦接至第一電阻R1和第二電阻R2的公共連接點(diǎn)。箝位電路CLP根據(jù)參考信號V_REF和反饋信號V_FB將第一電阻R1和第二電阻R2的公共連接點(diǎn)上的電壓箝位在輸出信號期望值V_CLP上。在一個實(shí)施例中，第三電阻具有可調(diào)的電阻值。

圖5B所示的合成電路500B和圖5A所示的合成電路500A相似，此處，僅對其不同之處加以描述。與圖5A所示的合成電路500A相比，在圖5B所示合成電路500B中，第三電阻R3和受控電流源CS的位置對換，即第三電阻R3耦接于電源電壓V_CC和第一電阻R1的第二端之間，而受控電流源CS耦接于第二電阻R2的第二端和參考地之間，且提供流向參考地的受控電流I。在一個實(shí)施例中，受控電流I與相位誤差信號成比例。

圖6A示出依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于圖5A和5B所示合成電路的箝位電路600A。如圖6A所示，箝位電路600A包括誤差放大器EA和運(yùn)算放大器OTA。誤差放大器EA具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端接收參考信號V_REF，第二輸入端接收反饋信號V_FB，誤差放大器EA放大反饋信號V_FB和參考信號V_REF之間的差值，并在輸出端產(chǎn)生誤差放大信號V_EAO。運(yùn)算放大器OTA具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端耦接至誤差放大器EA的輸出端以接收誤差放大信號V_EAO，第二輸入端耦接至第一電阻R1和第二電阻R2的連接點(diǎn)，運(yùn)算放大器OTA在輸出端產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號V_ADJ以調(diào)節(jié)第三電阻R3的電阻值以將第一電阻R1和第二電阻R2的連接點(diǎn)的值箝位在輸出信號期望值V_CLP。

圖6B示出依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的箝位電路600B。與圖6A所示的箝位電路600A相比，圖6B所示的箝位電路600B還進(jìn)一步包括濾波電路FIL。濾波電路FIL具有輸入端和輸出端，其輸入端接收電流檢測信號V_CS，濾波電路FIL對電流檢測信號V_CS進(jìn)行濾波，并在輸出端提供反饋信號V_FB。這樣，依據(jù)圖6B所示的實(shí)施例，由于電流檢測信號V_CS表征的是電感電流，因而反饋信號V_FB能夠表征輸出電流，從而，采用圖6B所示的箝位電路600B開關(guān)變換器能夠?qū)敵鲭娏鬟M(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將其箝位在期望值。

圖7示出依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于圖5A和5B所示合成電路的受控電流源700。受控電流源700包括低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO、電流源CS3、CS4和CS5。如圖7所示，低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO具有輸入端和輸出端，其中，輸入端接收相位誤差信號低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO根據(jù)相位誤差信號在輸出端產(chǎn)生低壓差線性穩(wěn)壓電流I_LDO，低壓差線性穩(wěn)壓電流I_LDO的方向為扇入低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO的方向。電流源CS3具有第一輸出端和第二輸出端，其分別在第一輸出端和第二輸出端提供電流I31和電流I32，電流I31和電流I32的方向為從電流源CS3扇出的方向。電流源CS4具有輸入端和輸出端，其中，輸入端耦接至低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO的輸出端和電流源CS3的第一輸出端。電流源CS5具有輸入端和輸出端，其中，輸入端耦接至電流源CS3的第二輸出端，電流源CS5的輸出端和電流源CS4的輸出端耦接在一起形成受控電流源700的輸出端以產(chǎn)生受控電流I。

圖8示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于驅(qū)動LED負(fù)載的開關(guān)變換器800。在圖8所示實(shí)施例中，LED負(fù)載R_L包括多個串聯(lián)連接的發(fā)光二極管(LED)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，LED負(fù)載可以為單個的LED，也可以為多個LED的并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，或者是LED串的并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。如圖8所示，開關(guān)變換器800包括開關(guān)變換電路801和控制器，其中，控制器包括滯環(huán)限值產(chǎn)生電路803和控制電路802。其中，開關(guān)變換電路801采用同步降壓變換拓?fù)洌浒ǖ谝婚_關(guān)M1、第二開關(guān)M2、電感L和電容C。開關(guān)變換電路801通過第一開關(guān)M1和第二開關(guān)M2的導(dǎo)通與關(guān)斷將開關(guān)變換電路801接收的輸入電壓V_IN轉(zhuǎn)換為驅(qū)動LED負(fù)載的驅(qū)動電流I_OUT。第一開關(guān)M1的一端接收輸入電壓V_IN，另一端耦接至第二開關(guān)M2的一端。第二開關(guān)M2的另一端接地。電感L的一端耦接至第一開關(guān)M1和第二開關(guān)M2的公共端，電感L中流過電感電流I_L。電容C耦接在電感L的另一端和參考地之間。電感L和電容C的公共端提供驅(qū)動電流I_OUT，電容C兩端的電壓即為開關(guān)變換電路801提供的輸出電壓V_OUT。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖8所示的開關(guān)變換電路801只是示例性的，在其它實(shí)施例中，開關(guān)變換電路可采用任何現(xiàn)有的合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如，升壓變換拓?fù)?、升降壓變換拓?fù)?、反激式變換拓?fù)涞鹊?；另外，開關(guān)變換電路可根據(jù)需求采用同步或非同步結(jié)構(gòu)。

滯環(huán)限值產(chǎn)生電路803采用了圖3所示的電路結(jié)構(gòu)，其包括鑒相電路831和合成電路832。其中，鑒相電路831具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端接收參考時鐘信號CLK，第二輸入端接收用于控制第一開關(guān)M1的導(dǎo)通與關(guān)斷的第一控制信號HSON。鑒相電路831依據(jù)參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON的相位差產(chǎn)生相位誤差信號其中，相位誤差信號與參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON的相位差成正比。更加具體地，鑒相電路831采用了圖4所示的鑒相電路結(jié)構(gòu)，此處不再累述。

合成電路832采用了圖5B所示的合成電路結(jié)構(gòu)，對于其電路連接形式此處不再累述。而合成電路832中的箝位電路CLP采用圖6B所示的箝位電路結(jié)構(gòu)，因此，在圖8所示實(shí)施例中，反饋信號V_FB表征電流檢測信號V_CS的平均值，進(jìn)而能夠表征電感電流I_L的平均值，即驅(qū)動電流I_OUT。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在圖8所示實(shí)施例中，箝位電路833通過對電流檢測信號V_CS進(jìn)行濾波以獲得表征驅(qū)動電流I_OUT的反饋信號V_FB，利用此技術(shù)，可以勿需利用與LED負(fù)載串聯(lián)耦接的電阻對驅(qū)動電流I_OUT進(jìn)行采樣，從而可以避免串聯(lián)電阻所帶來的額外損耗，這對于高驅(qū)動電流I_OUT的應(yīng)用場合尤其有益；另外，此方法還可以避免采樣串聯(lián)電阻所帶來的控制信號的延遲，能夠提高驅(qū)動電流I_OUT的精度。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，如下文圖10實(shí)施例所示的，本發(fā)明亦可應(yīng)用于利用與LED負(fù)載串聯(lián)耦接的電阻R_CS對驅(qū)動電流I_OUT進(jìn)行采樣來生成反饋信號V_FB的場合，這是符合本發(fā)明的精神的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在某些實(shí)施例中，反饋信號V_FB也可能表征輸出電壓或者輸出功率甚至是幾者的組合，這根據(jù)待穩(wěn)定的輸出信號而定。例如在負(fù)載為充電電池的應(yīng)用場合中，根據(jù)不同的充電時段，需要對輸出電流或輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)定，相應(yīng)地，則反饋信號V_FB可根據(jù)不同的充電時段分別表征輸出電流和輸出電壓。另外，合成電路832中的受控電流源CS采用圖7所示的電路結(jié)構(gòu)，此處亦不再累述。

控制電路802包括電流檢測電路CS、第一比較器CMP1、第二比較器CMP2和邏輯電路LOG。電流檢測電路CS具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至電感L以接收電感電流I_L，電流檢測電路CS根據(jù)電感電流I_L在其輸出端產(chǎn)生表征電感電流I_L的電流檢測信號V_CS。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電流檢測電路CS可由任何現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，此處略述。第一比較器CMP1具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至滯環(huán)限值產(chǎn)生電路803以接收上限滯環(huán)信號V_H，所述第二輸入端耦接至電流檢測電路CS的輸出端以接收電流檢測信號V_CS。第一比較器CMP1將上限滯環(huán)信號V_H與電流檢測信號V_CS進(jìn)行比較，并在輸出端產(chǎn)生比較信號CM1。類似地，第二比較器CMP2具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至滯環(huán)限值產(chǎn)生電路803以接收下限滯環(huán)信號V_L，所述第二輸入端耦接至電流檢測電路CS的輸出端以接收電流檢測信號V_CS。第二比較器CMP2將下限滯環(huán)信號V_L與電流檢測信號V_CS進(jìn)行比較，并在輸出端產(chǎn)生比較信號CM2。邏輯電路LOG具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，其中，第一輸入端耦接至第一比較器CMP1的輸出端以接收第一比較信號CM1，第二輸入端耦接至第二比較器CMP2的輸出端以接收第二比較信號CM2，并根據(jù)第一比較信號CM1和第二比較信號CM2產(chǎn)生第一控制信號HSON和第二控制信號LSON以分別去控制第一開關(guān)M1和第二開關(guān)M2的導(dǎo)通與關(guān)斷。工作時，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)M1導(dǎo)通而第二開關(guān)M2關(guān)斷時，電流檢測信號V_CS升高，直到達(dá)到上限滯環(huán)信號V_H；隨后，第一開關(guān)M1關(guān)斷而第二開關(guān)M2導(dǎo)通，電流檢測信號V_CS下降，直到達(dá)到下限滯環(huán)信號V_L。此后，上述過程循環(huán)進(jìn)行。在一個實(shí)施例中，第一控制信號HSON和第二控制信號LSON為相互互補(bǔ)的信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，邏輯電路LOG可以由任何現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，例如，RS觸發(fā)電路，因而此處不再累述。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，控制電路802采用滯環(huán)控制的方式來生成第一控制信號HSON和第二控制信號LSON以分別去控制第一開關(guān)M1和第二開關(guān)M2的導(dǎo)通與關(guān)斷，控制電路802的具體電路形式可以由任何現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，此處亦不再累述。

圖9示意性地給出圖8中開關(guān)變換器800的部分工作波形圖。從上至下地，圖9中的波形圖依次表示輸出電壓V_OUT、上限滯環(huán)電壓V_H、輸出電壓期望值V_CLP、電流檢測信號V_CS、下限滯環(huán)電壓V_L、參考時鐘信號CLK、第一控制信號HSON、D觸發(fā)器T1的輸出信號Q1、D觸發(fā)器T2的輸出信號Q2和相位誤差信號V_PLL。

接下來，結(jié)合圖8和圖9對開關(guān)變換器800的工作原理進(jìn)行描述。如圖9所示，在t0至t1時段內(nèi)，輸出電壓V_OUT的大小為V1，控制信號CTRL(亦即開關(guān)變換器100)具有和參考時鐘信號CLK相同的預(yù)設(shè)頻率。此時，上限滯環(huán)電壓V_H和下限滯環(huán)電壓V_L之間的滯環(huán)寬度具有預(yù)設(shè)值ΔV1。此時，第一控制信號HSON和參考時鐘信號CLK的相位對齊。因而，參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON的上升沿同時到來，這使得D觸發(fā)器T1和T2的第一輸出端Q1和Q2同時輸出高電平信號。此時，相應(yīng)地，與門電路AND輸出高電平信號復(fù)位觸發(fā)器T1和T2，從而D觸發(fā)器T1和T2的第一輸出端Q1和Q2的輸出信號立刻由高電平轉(zhuǎn)換為低電平。因而，近似地，在t0至t1時段內(nèi)，D觸發(fā)器T1和T2的第一輸出端Q1和Q2一直輸出低電平信號，D觸發(fā)器T1的第二輸出端Q1′一直輸出高電平信號。從而，晶體管TR1和TR2均保持關(guān)斷。因此，無電流流入充電電容C_C，充電電容C_C兩端的電壓，亦即鑒相電路931輸出的相位誤差信號V_PLL保持不變。

在t1時刻，輸出電壓V_OUT從V1下降至V2。則如前所述，第一控制信號HSON的頻率變小，第一控制信號HSON和參考時鐘信號CLK的相位不再對齊，第一控制信號HSON比參考時鐘信號CLK的上升沿遲延時間t到來(遲延時間t即表征參考時鐘信號CLK與第一控制信號HSON的相位差)。在參考時鐘信號CLK的上升沿到來時，D觸發(fā)器T1的第一輸出端Q1輸出高電平信號，而此時D觸發(fā)器T2的第一輸出端Q2的輸出信號為低電平，與門電路AND的輸出信號為低電平，其不會對D觸發(fā)器T1和T2進(jìn)行復(fù)位，因而，D觸發(fā)器T1和T2的輸出信號Q1和Q2在遲延時間t內(nèi)保持不變，直到第一控制信號HSON的上升沿到來。這樣，在遲延時間t內(nèi)，晶體管TR1保持導(dǎo)通，而晶體管TR2保持關(guān)斷，電流源CS1提供的電流I1流入充電電容C_C，充電電容C_C兩端的電壓，亦即鑒相電路931輸出的相位誤差信號V_PLL逐漸增大，其可表示為：

$V_{PLL}=\frac{I1}{C_C}\×t---\left(1\right)$

而由低壓差線性穩(wěn)壓電路的工作原理可知，低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO輸出的低壓差線性穩(wěn)壓電流I_LDO可表示為：

$I_{LDO}=\frac{V_{PLL}}{R_{OSC}}=\frac{I1}{C_C\×R_{OSC}}\×t---\left(2\right)$

其中，R_OSC表示低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO中串聯(lián)電阻的阻值。

這樣，電流源CS4下拉的電流I4為：

I4＝I31-I_LDO (3)

因而，受控電流I為：

$I=I4+I32=I31-\frac{I1}{C_C\×R_{OSC}}\×t+I32---\left(4\right)$

而根據(jù)圖8所示的滯環(huán)限值產(chǎn)生電路803產(chǎn)生的上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L可分別表示為：

V_H＝V_CLP+R1×I (5)

V_L＝V_CLP-R2×I (6)

在圖8所示的實(shí)施例中，第一電阻R1和第二電阻R2的電阻值取相同值，均為R，因而，上限滯環(huán)信號V_H和下限滯環(huán)信號V_L之間的滯環(huán)寬度ΔV可表示為：

ΔV＝2×R×I (7)

將上述公式結(jié)合起來，可得滯環(huán)寬度ΔV：

$\mathrm{\Δ}V=2\×R\×(I31+I32-\frac{I1}{C_C\×R_{OSC}}\×t)---\left(8\right)$

由上式可見，當(dāng)開關(guān)變換電路800的頻率發(fā)生變化，導(dǎo)致參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON出現(xiàn)相位差t時，則滯環(huán)寬度ΔV與參考時鐘信號CLK和第一控制信號HSON的相位差t成反向變化，從而，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)滯環(huán)寬度的目的。經(jīng)過幾個周期的調(diào)節(jié)后，開關(guān)變換電路800的頻率再次回到預(yù)設(shè)頻率。

雖然已參照幾個典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。