恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系關(guān)于一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器，尤指一種具有紋波補(bǔ)償?shù)暮愣▽?dǎo)通時(shí)間控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前恒定導(dǎo)通時(shí)間(Constant On Time,簡稱COT)架構(gòu)的同步降壓轉(zhuǎn)換器,配合集成電路操作電壓下降的趨勢，輸出電壓的紋波大小的要求越來越嚴(yán)謹(jǐn)。為達(dá)到輸出電壓紋波小的要求，同步降壓轉(zhuǎn)換器通常使用低等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance,簡稱ESR)的多層陶瓷電容(Mult1-layer Ceramic Capacitor,簡稱MLCC)作為輸出電容。然而，積層陶瓷電容的使用雖降低了輸出電壓的紋波大小，但同時(shí)也帶來穩(wěn)定性的問題。因此，需要額外引入紋波，以改善積層陶瓷電容的應(yīng)用的穩(wěn)定性問題。引入紋波的方法可區(qū)分為控制器外部引入和控制器內(nèi)部引入兩種，其中以控制器內(nèi)部引入具有較佳的成本優(yōu)勢。
[0003]請參見圖1，圖1為傳統(tǒng)的具有紋波補(bǔ)償?shù)暮愣▽?dǎo)通時(shí)間控制器的應(yīng)用電路圖。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器控制一直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路,使一輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成一輸出電壓Vout0直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路包含一上臂晶體管Q1、一下臂晶體管Q2、一電感L以及一輸出電容Cout。輸出電容Cout具有一等效電阻Re。上臂晶體管Ql與下臂晶體管Q2經(jīng)一相節(jié)點(diǎn)P相互連接，而上臂晶體管Ql的另一端連接輸入電壓Vin，下臂晶體管Q2的另一端接地。電感L 一端連接相節(jié)點(diǎn)P，另一端連接輸出電容Cout，以產(chǎn)生輸出電壓Vout。
[0004]恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器耦接上臂晶體管Ql及下臂晶體管Q2的相節(jié)點(diǎn)P。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器包含一脈寬調(diào)制控制器11及一驅(qū)動器17。脈寬調(diào)制控制器11包含一同步信號產(chǎn)生電路13及一脈寬調(diào)制比較電路15。同步信號產(chǎn)生電路13包含了一低通濾波器3以及一誤差放大器5。低通濾波器3包含一電阻R4及一電容C4，并連接相節(jié)點(diǎn)P，以濾除相節(jié)點(diǎn)P的電壓信號Vp的高頻成分，而在一節(jié)點(diǎn)X產(chǎn)生近似三角波的一信號Sip。誤差放大器5的一非倒相輸入端接收一參考電壓信號Vref 1，一倒相輸入端接收信號Slp，以據(jù)此產(chǎn)生一誤差放大信號S12。脈寬調(diào)制比較電路15包含一加法器7及一比較器9。加法器7把誤差放大信號S12與一參考電壓信號Vref2相加產(chǎn)生一相加信號S13。直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路所輸出的輸出電壓Vout經(jīng)一電壓檢測電路I分壓產(chǎn)生一電壓檢測信號Vfb。比較器9的一非倒相輸入端接收相加信號S13,—倒相輸入端接收電壓檢測信號Vfb,以據(jù)此產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號S9至驅(qū)動器17。驅(qū)動器17根據(jù)脈寬調(diào)制信號S9控制上臂晶體管Ql及下臂晶體管Q2，以穩(wěn)定輸出電壓Vout。
[0005]傳統(tǒng)的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的缺點(diǎn)是在不同的應(yīng)用環(huán)境，例如:輸入電壓Vin、輸出電壓Vout或操作頻率不同，相節(jié)點(diǎn)P的電壓信號Vp的振幅和占空比會有較大的變化，導(dǎo)致產(chǎn)生的相加信號S13上的紋波量也隨應(yīng)用環(huán)境而改變。這會造成實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓的偏差值在不同應(yīng)用環(huán)境下會有不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于【背景技術(shù)】中的實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓的偏差值會隨著應(yīng)用環(huán)境不同，本發(fā)明的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器能提供不隨應(yīng)用環(huán)境而改變、實(shí)質(zhì)上恒定的紋波量，而達(dá)到避免實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓的偏差值隨應(yīng)用環(huán)境改變的問題。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器，用以控制一轉(zhuǎn)換電路的切換以產(chǎn)生一輸出電壓。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器包含一紋波發(fā)生器、一比較電路以及一邏輯控制電路。紋波發(fā)生器根據(jù)含有轉(zhuǎn)換電路的一電感所流經(jīng)的一電流成分的一第一信號以及含有輸出電壓成分的一第二信號或電感的電流成分，以產(chǎn)生一紋波信號，其中，第二信號含有電感的電流成分時(shí)，第二信號的一振幅小于第一信號的一振幅。紋波發(fā)生器包含一電平調(diào)節(jié)電路，根據(jù)紋波信號的一振幅調(diào)節(jié)第一信號及第二信號的電平。比較電路接收紋波信號、一參考電壓信號以及代表輸出電壓的一電壓檢測信號，并根據(jù)紋波信號調(diào)整參考電壓信號及電壓檢測信號其中之一，以產(chǎn)生具有紋波信號的一紋波信息的一紋波調(diào)整信號，比較電路比較紋波調(diào)整信號與參考電壓信號及電壓檢測信號的另一，以產(chǎn)生一比較結(jié)果信號。邏輯控制電路根據(jù)比較結(jié)果信號產(chǎn)生具有一恒定脈寬的一控制信號以控制轉(zhuǎn)換電路的切換。
[0008]本發(fā)明也提供了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器，用以控制一轉(zhuǎn)換電路的切換以產(chǎn)生一輸出電壓。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器包含一紋波發(fā)生器、一比較電路以及一邏輯控制電路。紋波發(fā)生器根據(jù)含有轉(zhuǎn)換電路的一電感所流經(jīng)的一電流成分的一第一信號以及含有輸出電壓成分或電感的電流大成分的一第二信號，以產(chǎn)生一紋波信號，其中，第二信號含有電感的電流成分時(shí)，第二信號的一振幅小于第一信號的一振幅。紋波發(fā)生器包含一電平調(diào)節(jié)電路，根據(jù)輸出電壓及一控制信號或根據(jù)紋波信號的一振幅調(diào)節(jié)紋波信號的振幅。比較電路接收紋波信號、一參考電壓信號以及代表輸出電壓的一電壓檢測信號，并根據(jù)紋波信號調(diào)整參考電壓信號及電壓檢測信號的其中之一，以產(chǎn)生具有紋波信號的一紋波信息的一紋波調(diào)整信號，比較電路比較紋波調(diào)整信號與參考電壓信號及電壓檢測信號的另一，以產(chǎn)生一比較結(jié)果信號。邏輯控制電路根據(jù)比較結(jié)果信號產(chǎn)生具有一恒定脈寬的控制信號以控制轉(zhuǎn)換電路的切換。
[0009]本發(fā)明又提供了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器，用以控制一轉(zhuǎn)換電路的切換以產(chǎn)生一輸出電壓。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器包含一紋波發(fā)生器、一比較電路以及一邏輯控制電路。紋波發(fā)生器根據(jù)含有轉(zhuǎn)換電路的一電感所流經(jīng)的一電流成分的一第一信號以及含有輸出電壓成分或電感的電流成分的一第二信號，以產(chǎn)生一紋波信號，其中，第二信號含有電感的電流成分時(shí)，第二信號的一振幅小于第一信號的一振幅。紋波發(fā)生器包含一電平調(diào)節(jié)電路，根據(jù)輸出電壓及一控制信號或根據(jù)紋波信號的一振幅產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號。比較電路接收紋波信號、一參考電壓信號以及代表輸出電壓的一電壓檢測信號，并根據(jù)紋波信號調(diào)整參考電壓信號及電壓檢測信號的其中之一，以產(chǎn)生具有紋波信號的一紋波信息的一紋波調(diào)整信號，比較電路比較紋波調(diào)整信號與參考電壓信號及電壓檢測信號的另一，以產(chǎn)生一比較結(jié)果信號。比較電路包含一信號引入電路，根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)紋波調(diào)整信號的一振幅。邏輯控制電路根據(jù)比較結(jié)果信號產(chǎn)生具有一恒定脈寬的控制信號以控制轉(zhuǎn)換電路的切換。
[0010]以上的概述與接下來的詳細(xì)說明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。
【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)的具有紋波補(bǔ)償?shù)暮愣▽?dǎo)通時(shí)間控制器的應(yīng)用電路圖；
[0012]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的應(yīng)用電路圖；
[0013]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例的電平調(diào)節(jié)電路的電路示意圖；
[0014]圖4為圖3所示電平調(diào)節(jié)電路的信號波形圖；
[0015]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的局部電路示意圖；
[0016]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的電平調(diào)節(jié)電路的電路示意圖；
[0017]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電壓檢測電路的電路示意圖；
[0018]圖8為圖6及圖7所示實(shí)施例的信號波形圖；
[0019]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的局部電路示意圖；
[0020]圖10為根據(jù)本發(fā)明的一第三實(shí)施例的電平調(diào)節(jié)電路的電路示意圖；
[0021]圖11為根據(jù)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器的局部電路示意圖；
[0022]圖12為根據(jù)本發(fā)明的一第五實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的局部電路示意圖；
[0023]圖13為根據(jù)本發(fā)明的一第六實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的局部電路示意圖；
[0024]圖14為根據(jù)本發(fā)明的一第七實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的局部電路示意圖；
[0025]圖15為根據(jù)本發(fā)明的一第八實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的局部電路示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:
【背景技術(shù)】:
[0027]I:電壓檢測電路；
[0028]3:低通濾波器；
[0029]5:誤差放大器；
[0030]7:加法器；
[0031]9:比較器；
[0032]11:脈寬調(diào)制控制器；
[0033]13:同步信號產(chǎn)生電路；
[0034]15:脈寬調(diào)制比較電路；
[0035]17:驅(qū)動器；
[0036]C4:電容；
[0037]Cout:輸出電容；
[0038]L:電感；
[0039]P:相節(jié)點(diǎn);
[0040]Ql:上臂晶體管；
[0041]Q2:下臂晶體管；
[0042]R4:電阻；
[0043]Re:等效電阻；
[0044]S3:紋波信號；
[0045]S9:脈寬調(diào)制信號；
[0046]S12:誤差放大信號；
[0047]S13:相加信號；
[0048]Slp:信號；
[0049]Vfb:電壓檢測信號；
[0050]Vin:輸入電壓；
[0051]Vout:輸出電壓；
[0052]Vp:電壓信號；
[0053]Vrefl:參考電壓信號