專利名稱：切換調(diào)節(jié)電路及其控制電路和用于其中的輸入電壓偵測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切換調(diào)節(jié)電路及其控制電路、及用于其中的輸入電壓偵測(cè)方法，特別是指一種可更正確判斷功率級(jí)電路電源是否就緒的切換調(diào)節(jié)電路及其控制電路與相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
切換調(diào)節(jié)電路的作用是將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓(或輸出電流)，通常由一控制芯片控制一功率級(jí)電路來(lái)達(dá)成，其中，芯片與功率級(jí)電路可能分別接收不同的電源。而當(dāng)芯片本身的電源就緒并開(kāi)始執(zhí)行軟啟動(dòng)(soft-start)時(shí)，必須確認(rèn)功率級(jí)電路的電源亦就緒。若芯片在功率級(jí)電路的電源未就緒的情況下便執(zhí)行軟啟動(dòng)，整體電路可能因此受損。
針對(duì)上述問(wèn)題，美國(guó)專利編號(hào)第US7233131號(hào)專利提出一種可偵測(cè)功率級(jí)電路電源是否就緒的切換調(diào)節(jié)電路。請(qǐng)參考圖1A，現(xiàn)有技術(shù)的切換調(diào)節(jié)電路10包含功率級(jí)電路11 ;以及控制芯片12，包括雙電源傳感器121 ;電流源122，用以進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)；第一比較器123 ;第二比較器124 ;第三比較器125 ;第一驅(qū)動(dòng)閘極126 ;以及第二驅(qū)動(dòng)閘極127?？刂菩酒?2產(chǎn)生測(cè)試訊號(hào)Vcl及Vc2，使功率級(jí)電路11的上橋元件UG導(dǎo)通(ON)且下橋元件LG關(guān)閉(OFF)，以致于第一比較器122可在上橋元件UG導(dǎo)通時(shí)通過(guò)比較中間電壓的分壓Vp與一過(guò)電流臨界電壓Voc來(lái)確認(rèn)輸入電壓Vin是否已就緒。如圖IB所示，當(dāng)輸入電壓Vin已就緒，功率級(jí)電路11的中間電壓Vph等于輸入電壓Vin，以致于其分壓Vp大于參考電壓Voc ;如圖IC所示，當(dāng)輸入電壓Vin未就緒(Vin = O,如圖所示)且上橋元件UG導(dǎo)通時(shí),功率級(jí)電路的中間電壓Vph等于輸入電壓Vin (等于地電位OV)，以致于其分壓Vp小于參考電壓Voc。因此，如適當(dāng)安排偵測(cè)時(shí)機(jī)，例如圖中偵測(cè)訊號(hào)det所示，令上橋元件UG導(dǎo)通后對(duì)分壓Vp和過(guò)電流臨界電壓Voc的相對(duì)關(guān)系進(jìn)行偵測(cè)，即可判斷出輸入電壓Vin是否就緒。但圖IC所示的情況為理想情況，實(shí)際上輸出電壓Vout不必然等于地電位0V。如圖ID所示的實(shí)際情況，當(dāng)輸入電壓Vin未就緒(Vin浮動(dòng)，如圖所示)且上橋元件UG導(dǎo)通時(shí)，功率級(jí)電路的中間電壓Vph等于輸出電壓Vout，此時(shí)由于功率級(jí)電路的輸出端Vout若有殘存電壓，則中間電壓Vph的分壓Vp就有可能大于參考電壓Voc。因此，現(xiàn)有技術(shù)便會(huì)在圖ID所示的情況當(dāng)中誤判輸入電壓Vin已就緒，以致于控制芯片12仍然會(huì)在功率級(jí)電路11的電源未就緒的情況下執(zhí)行軟啟動(dòng)，造成整體電路受損。有鑒于此，本發(fā)明即針對(duì)上述先前技術(shù)的不足，提出一種切換調(diào)節(jié)電路及其控制電路、及用于其中的輸入電壓偵測(cè)方法，可更正確的判斷功率級(jí)電路的輸入電壓Vin是否就緒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種切換調(diào)節(jié)電路。本發(fā)明的另一目的是提出一種切換調(diào)節(jié)電路的控制電路。
本發(fā)明的再一目的是提出一種用于切換調(diào)節(jié)電路的輸入電壓偵測(cè)方法。為達(dá)上述目的，就其中一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種切換調(diào)節(jié)電路，包含一功率級(jí)電路，包括互相I禹接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋元件與一下橋元件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；以及一控制電路，此控制電路包括一開(kāi)關(guān)操作電路，用以操作該功率級(jí)電路，其輸入一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使該上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)閉；以及一比較器，于該上橋元件導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該中間電壓與一參考電壓的比較結(jié)果，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)表示輸入電壓是否就緒。就另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種切換調(diào)節(jié)電路的控制電路，該切換調(diào)節(jié)電路包含一功率級(jí)電路，其包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為 一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；該切換調(diào)節(jié)電路的控制電路包含一開(kāi)關(guān)操作電路，用以操作該功率級(jí)電路，其輸入一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使該上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)閉；以及一比較器，于該上橋元件導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該中間電壓與一參考電壓的比較結(jié)果，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)表示輸入電壓是否就緒。
上述切換調(diào)節(jié)電路或控制電路中，可更進(jìn)一步包含一過(guò)電流保護(hù)電路，且該比較器可包含一切換開(kāi)關(guān)，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過(guò)電流臨界電壓，與該中間電壓比較；當(dāng)該比較器選擇性接收該過(guò)電流臨界電壓時(shí)，該比較器的輸出與該過(guò)電流保護(hù)電路f禹接。上述切換調(diào)節(jié)電路或控制電路中，該參考電壓宜具有以下關(guān)系0 >參考電壓
>-Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。就再一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種輸入電壓偵測(cè)方法，包含提供一功率級(jí)電路，包括互相I禹接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；產(chǎn)生一測(cè)試訊號(hào)至該上橋兀件，以使上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間；以及于該導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，比較該中間電壓與一參考電壓，當(dāng)該中間電壓為一負(fù)電壓，且其絕對(duì)值大于該參考電壓時(shí)，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)，用以表不該輸入電壓已就緒。下面通過(guò)具體實(shí)施例詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖IA為現(xiàn)有技術(shù)的切換調(diào)節(jié)電路的示意圖；圖1B-1D顯示現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法完全正確地偵測(cè)功率級(jí)電路的輸入電壓是否就緒；圖2A標(biāo)出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；圖2B-2C顯示本發(fā)明可正確地偵測(cè)功率級(jí)電路的輸入電壓是否就緒；圖3A-3D顯示本發(fā)明如何偵測(cè)輸入電壓是否就緒；圖4標(biāo)出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例；圖5A-5H標(biāo)出功率級(jí)電路的數(shù)個(gè)實(shí)施例。圖中符號(hào)說(shuō)明10，20 切換式調(diào)節(jié)電路11，21 功率級(jí)電路
12控制芯片121雙電源感應(yīng)器122電流源123第一比較器124第二比較器125第三比較器126,223第一驅(qū)動(dòng)閘極127,234第二驅(qū)動(dòng)閘極
22控制電路221開(kāi)關(guān)操作電路222比較器225過(guò)電流保護(hù)電路226，227 切換開(kāi)關(guān)UG上橋元件LG下橋元件iL電流L電感Vug上橋節(jié)點(diǎn)Vccl芯片輸入電壓Vph中間電壓Vp中間電壓的分壓Voc過(guò)電流臨界電壓Vref參考電壓Vcl，Vc2 控制訊號(hào)Vin輸入電壓Vout輸出電壓
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖2A，本發(fā)明的切換調(diào)節(jié)電路20包含功率級(jí)電路21 ;以及控制電路22 (可與其它電路整合成一控制芯片)，包括開(kāi)關(guān)操作電路221 ;比較器222 ;第一驅(qū)動(dòng)閘223；以及第二驅(qū)動(dòng)閘224。本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)之處在于，比較器222的參考電壓設(shè)定位準(zhǔn)和比較時(shí)機(jī)，皆與現(xiàn)有技術(shù)不同；詳言之，本發(fā)明先通過(guò)開(kāi)關(guān)操作電路221產(chǎn)生測(cè)試訊號(hào)Vcl，使功率級(jí)電路11的上橋元件UG導(dǎo)通(ON) —段時(shí)間，再于上橋元件UG不導(dǎo)通(OFF)時(shí)比較中間電壓Vph (或中間電壓Vph的分壓)與一參考電壓Vref來(lái)確認(rèn)輸入電壓Vin是否已就緒。測(cè)試訊號(hào)Vcl例如可根據(jù)電路啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)重置訊號(hào)(Power On Reset)來(lái)產(chǎn)生。請(qǐng)參考圖3A-3D，以了解本發(fā)明如何正確無(wú)誤地確認(rèn)輸入電壓Vin是否已就緒，其中，圖3A-3B顯示電壓Vin已就緒的情形，而圖3C-3D顯示電壓Vin未就緒的情形。如圖3A所示，若輸入電壓Vin已就緒且上橋元件UG因測(cè)試訊號(hào)Vcl而導(dǎo)通時(shí)(以上橋元件UG為NMOS晶體管為例，此時(shí)上橋節(jié)點(diǎn)Vug處于高電位)，電流iL將由功率級(jí)電路21的輸入端Vin流向功率級(jí)電路21的輸出端Vout，此時(shí)中間電壓Vph約等于輸入電壓Vin ;接著，如圖3B所示，當(dāng)測(cè)試訊號(hào)Vcl結(jié)束后,上橋元件UG不導(dǎo)通(上橋元件UG為NMOS晶體管時(shí),上橋節(jié)點(diǎn)Vug處于低電位)，此時(shí)由于電感L的效應(yīng)，電流iL將由地電位經(jīng)過(guò)下橋元件LG(下橋元件LG例如為圖標(biāo)的晶體管，亦可為二極管)，進(jìn)而流向輸出端Vout，此時(shí)中間電壓Vph與地電位的差值至少等于下橋元件LG晶體管中寄生的二極管的順向偏壓Vf。亦即，當(dāng)輸入電壓已就緒，經(jīng)過(guò)圖3A-3B的測(cè)試步驟使上橋元件UG導(dǎo)通再關(guān)閉后，中間電壓Vph將為一負(fù)電壓且其絕對(duì)值至少等于二極管的順向偏壓Vf。圖3C-3D顯示在輸入電壓Vin未就緒且功率級(jí)電路21的輸出端Vout有殘存電壓的情況。如圖3C所示，當(dāng)上橋元件UG開(kāi)關(guān)因測(cè)試訊號(hào)Vcl而導(dǎo)通時(shí)，電流iL將由功率級(jí)電路21的輸出端Vout流向輸入端Vin，此時(shí)中間電壓Vph約等于輸出電壓Vout ;接著，如圖3D所示，當(dāng)測(cè)試訊號(hào)Vcl結(jié)束后，上橋元件UG不導(dǎo)通，此時(shí)電流iL仍然繼續(xù)由輸出端Vout經(jīng)過(guò)上橋元件UG晶體管寄生的二極管，流向輸入端Vin。因此，中間電壓Vph至少等于輸入電壓Vin加上上橋元件UG晶體管中寄生的二極管的順向偏壓Vf (Vph = Vin+Vf)，因輸入電 壓Vin至少為零而不為負(fù)值，故中間電壓Vph為正值(即Vph > O > -Vf)。又，在輸入電壓Vin未就緒且輸出端Vout沒(méi)有殘存電壓的情況下，當(dāng)上橋元件UG開(kāi)關(guān)因測(cè)試訊號(hào)Vcl而導(dǎo)通時(shí)，電感兩端沒(méi)有電壓差，因此不會(huì)產(chǎn)生電感電流，而當(dāng)測(cè)試訊號(hào)Vcl結(jié)束后，上橋元件UG不導(dǎo)通，此時(shí)仍然沒(méi)有電流，故中間電壓Vph為O。綜合以上三種情況，可根據(jù)下列方式判斷輸入電壓Vin是否就緒
權(quán)利要求
1.一種切換調(diào)節(jié)電路，其特征在于，包含 一功率級(jí)電路，包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；以及 一控制電路，包括 一開(kāi)關(guān)操作電路，用以操作該功率級(jí)電路，其輸入一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使該上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)閉；以及 一比較器，于該上橋元件導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該中間電壓與一參考電壓的比較結(jié)果，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)表示輸入電壓是否就緒。
2.如權(quán)利要求I所述的切換調(diào)節(jié)電路，其中，該參考電壓具有以下關(guān)系0>參考電壓>-Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
3.如權(quán)利要求I所述的切換調(diào)節(jié)電路，其中，該比較器更包含一切換開(kāi)關(guān)，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過(guò)電流臨界電壓，與該中間電壓比較。
4.如權(quán)利要求3所述的切換調(diào)節(jié)電路，其中，還包含有一過(guò)電流保護(hù)電路，當(dāng)該比較器選擇性接收該過(guò)電流臨界電壓時(shí)，該比較器的輸出與該過(guò)電流保護(hù)電路耦接。
5.如權(quán)利要求I所述的切換調(diào)節(jié)電路，其中，該功率級(jí)電路包括降壓轉(zhuǎn)換電路、升壓轉(zhuǎn)換電路、或升降壓轉(zhuǎn)換電路。
6.一種切換調(diào)節(jié)電路的控制電路，該切換調(diào)節(jié)電路包含一功率級(jí)電路，其包括互相耦接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋元件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；其特征在于，該切換調(diào)節(jié)電路的控制電路包含 一開(kāi)關(guān)操作電路，用以操作該功率級(jí)電路，其輸入一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使該上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)閉；以及 一比較器，于該上橋元件導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該中間電壓與一參考電壓的比較結(jié)果，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)表示輸入電壓是否就緒。
7.如權(quán)利要求6所述的切換調(diào)節(jié)電路的控制電路，其中，該參考電壓具有以下關(guān)系0>參考電壓> -Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
8.如權(quán)利要求6所述的切換調(diào)節(jié)電路的控制電路，其中，該比較器還包含一切換開(kāi)關(guān)，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過(guò)電流臨界電壓，與該中間電壓比較。
9.如權(quán)利要求8所述的切換調(diào)節(jié)電路的控制電路，其中，還包含有一過(guò)電流保護(hù)電路，當(dāng)該比較器選擇性接收該過(guò)電流臨界電壓時(shí)，該比較器的輸出與該過(guò)電流保護(hù)電路耦接。
10.一種輸入電壓偵測(cè)方法，其特征在于，包含 提供一功率級(jí)電路，包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓； 產(chǎn)生一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間；以及 于該導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，比較該中間電壓與一參考電壓，當(dāng)該中間電壓為一負(fù)電壓，且其絕對(duì)值大于該參考電壓時(shí)，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)，用以表示該輸入電壓已就緒。
11.如權(quán)利要求10所述的輸入電壓偵測(cè)方法，其中，該參考電壓具有以下關(guān)系0>參考電壓> -Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
全文摘要
本發(fā)明提出一種切換調(diào)節(jié)電路，包含功率級(jí)電路，包括互相耦接的一上橋元件與一下橋元件，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并在該上橋元件與一下橋元件間的一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一中間電壓；以及一控制電路，此控制電路包括一開(kāi)關(guān)操作電路，用以操作該功率級(jí)電路，其輸入一測(cè)試訊號(hào)至該上橋元件，以使該上橋元件導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)閉；以及一比較器，于該上橋元件導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該中間電壓與一參考電壓的比較結(jié)果，產(chǎn)生一就緒訊號(hào)表示輸入電壓是否就緒。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102868288SQ20111019395
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者汪若瑜, 溫偉智 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司