降壓轉(zhuǎn)換控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是關(guān)于一種降壓轉(zhuǎn)換控制器，尤指一種預(yù)防過(guò)沖的降壓轉(zhuǎn)換控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)于恒定頻率的控制架構(gòu),恒定導(dǎo)通時(shí)間(Constant On-Time, COT)的控制架構(gòu)的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路在輸出電壓的下沖(Undershoot)上得到極大的改善。然而，輸出電壓的過(guò)沖(Overshoot)方面卻沒有明顯的提高。
[0003]請(qǐng)參見圖1，為美國(guó)專利證號(hào)第7274177號(hào)專利所揭露的具有過(guò)沖抑制電路的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。在降壓脈寬調(diào)控級(jí)的驅(qū)動(dòng)電路208和210分別輸出一高端控制信號(hào)UG和一低端控制信號(hào)LG以分別控制一對(duì)功率開關(guān)SWl和SW2。功率開關(guān)Sffl和SW2耦接于一輸入電壓Vin及接地以產(chǎn)生一電感電流IL流經(jīng)一電感L。而一電容Co經(jīng)電感電流IL充電后產(chǎn)生一輸出電壓Vout，以供應(yīng)一負(fù)載212。一過(guò)沖抑制電路400包含一電感402、一晶體管404,稱接輸出電壓Vout及接地。一操作放大器406作為一電壓檢測(cè)器，檢測(cè)輸出電壓Vout并比較輸出電壓Vout以及一參考電壓Vref而產(chǎn)生一信號(hào)Pl，以切換晶體管404。晶體管404 —般為關(guān)斷，而當(dāng)輸出電壓Vout高于參考電壓Vref時(shí)，信號(hào)Pl導(dǎo)通晶體管404。一二極管D耦接于電感402及一電池408之間。當(dāng)負(fù)載212由重載轉(zhuǎn)為輕載時(shí)，假如輸出電容Co不足以吸收電感L所釋放的能量，輸出電壓Vout將超過(guò)參考電壓Vref。這導(dǎo)致操作放大器406輸出信號(hào)Pl導(dǎo)通晶體管404。晶體管404導(dǎo)通后，電感L所釋放的能量對(duì)電感402充電，因而拉低輸出電壓Vout。直到輸出電壓Vout降低至參考電壓Vref或更低，操作放大器406關(guān)斷晶體管404，絕大部分因負(fù)載212而額外釋放的能量，由電感402經(jīng)二極管D到電池408。電池408可供電給其他組件，借此此系統(tǒng)無(wú)額外的能量耗損。
[0004]請(qǐng)參見圖2，為美國(guó)專利證號(hào)第8330442號(hào)專利所揭露的電壓模式的直流轉(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)換電路包含一控制電路610、一柵極驅(qū)動(dòng)電路620及一功率級(jí)電路630。控制電路610包含一誤差放大器612、一調(diào)制器614、一信號(hào)產(chǎn)生器616以及一比較器618。誤差放大器612接收一輸出電壓Vout及一參考電壓Vref,比較輸出電壓Vout及參考電壓Vref以產(chǎn)生一補(bǔ)償信號(hào)Sc至調(diào)制器614。另外，信號(hào)產(chǎn)生器616可選擇地以一第一頻率Fl或一第二頻率F2輸出一斜坡信號(hào)Sr至調(diào)制器614，使調(diào)制器614根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)Sc及斜坡信號(hào)Sr產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號(hào)Sp。柵極驅(qū)動(dòng)電路620接收脈寬調(diào)制信號(hào)Sp以產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sld及一第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2d至功率級(jí)電路630,使功率級(jí)電路630提供一輸出電流1ut及輸出電壓Vout。
[0005]信號(hào)產(chǎn)生器616不僅能以第一頻率Fl及第二頻率F2輸出斜坡信號(hào)Sr，也能以第一頻率Fl及第二頻率F2輸出其他波形信號(hào)，諸如:三角波。其中，第一頻率Fl低于第二頻率F2。另外，比較器618接收一閾電壓Vth及輸出電壓Vout。當(dāng)輸出電壓Vout低于閾電壓Vth時(shí)，比較器618輸出一第一電平信號(hào)至信號(hào)產(chǎn)生器616,使得信號(hào)產(chǎn)生器616輸出第一頻率Fl的斜坡信號(hào)Sr至調(diào)制器614。相對(duì)地，當(dāng)輸出電壓Vout高于閾電壓Vth時(shí)，比較器618輸出一第二電平信號(hào)至信號(hào)產(chǎn)生器616，使得信號(hào)產(chǎn)生器616輸出第二頻率F2的斜坡信號(hào)Sr至調(diào)制器614。
[0006]當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)Sc高于斜坡信號(hào)Sr時(shí)，脈寬調(diào)制信號(hào)Sp為一高電平。相對(duì)地，當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)Sc低于斜坡信號(hào)Sr時(shí),脈寬調(diào)制信號(hào)Sp為一低電平。明顯地，當(dāng)斜坡信號(hào)Sr改變時(shí)，脈寬調(diào)制信號(hào)Sp隨之改變，另外，當(dāng)斜坡信號(hào)Sr為第一頻率Fl時(shí)，脈寬調(diào)制信號(hào)Sp操作在第一頻率Fl ;當(dāng)斜坡信號(hào)Sr為第二頻率F2時(shí)，脈寬調(diào)制信號(hào)Sp操作在第二頻率F2。借此，當(dāng)輸出電壓Vout高于閾電壓Vth時(shí)，也就是發(fā)生過(guò)沖時(shí)，操作頻率增加而使得功率級(jí)電路630的切換速度增加，因而抑制過(guò)沖現(xiàn)象。
[0007]上述傳統(tǒng)的抑制過(guò)沖的技術(shù)手段是通過(guò)將輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較，于判斷發(fā)生過(guò)沖時(shí)再執(zhí)行抑制過(guò)沖的手段。請(qǐng)參見圖3，為傳統(tǒng)以輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較以進(jìn)行抑制過(guò)沖的技術(shù)的波形圖。于一時(shí)間點(diǎn)tO檢測(cè)到輸出電壓Vout高于閾電壓Vth。然而因?yàn)殡娐费舆t，延至?xí)r間點(diǎn)tl才進(jìn)行抑制過(guò)沖。因此，電路延遲會(huì)削弱過(guò)沖的抑制效果。再者，參考電壓的設(shè)置如果太低會(huì)影響反饋控制，使得系統(tǒng)的反饋控制不穩(wěn)定，如果太高則抑制過(guò)沖的效果很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)傳統(tǒng)過(guò)沖抑制技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種降壓轉(zhuǎn)換控制器，通過(guò)檢測(cè)低端晶體管的導(dǎo)通時(shí)間來(lái)推定過(guò)沖現(xiàn)象的發(fā)生，并于推定過(guò)沖時(shí)，進(jìn)行抑制過(guò)沖，而達(dá)到更佳的抑制過(guò)沖效果，也避免設(shè)置過(guò)沖判定的參考電壓太高或太低的問題。
[0009]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種降壓轉(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轉(zhuǎn)換成一輸出電壓。降壓轉(zhuǎn)換控制器包含一反饋控制電路、一關(guān)斷時(shí)間電路以及一負(fù)載控制電路。反饋控制電路，根據(jù)代表輸出電壓的一反饋信號(hào)，控制直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一高端晶體管及一低端晶體管導(dǎo)通與關(guān)斷。關(guān)斷時(shí)間電路，根據(jù)輸入電壓及輸出電壓計(jì)算一預(yù)定關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)度并產(chǎn)生一關(guān)斷通知信號(hào)。負(fù)載控制電路，根據(jù)關(guān)斷通知信號(hào)以產(chǎn)生一過(guò)沖預(yù)防信號(hào)。其中，反饋控制電路于接收過(guò)沖預(yù)防信號(hào)時(shí)，控制低端晶體管為關(guān)斷。
[0010]本發(fā)明也提供了一種降壓轉(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轉(zhuǎn)換成一輸出電壓。降壓轉(zhuǎn)換控制器包含一反饋控制電路、一關(guān)斷時(shí)間電路以及一負(fù)載控制電路。反饋控制電路根據(jù)代表輸出電壓的一反饋信號(hào)，控制直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一高端晶體管及一低端晶體管導(dǎo)通與關(guān)斷。關(guān)斷時(shí)間電路根據(jù)輸入電壓及輸出電壓計(jì)算一預(yù)定關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)度并產(chǎn)生一關(guān)斷通知信號(hào)。負(fù)載控制電路耦接直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路，并根據(jù)關(guān)斷通知信號(hào)決定是否釋放直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路所儲(chǔ)存的一能量。
[0011]本發(fā)明還提供一種降壓轉(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轉(zhuǎn)換成一輸出電壓，降壓轉(zhuǎn)換控制器包含一反饋控制電路、一關(guān)斷時(shí)間電路以及一負(fù)載控制電路。反饋控制電路根據(jù)代表輸出電壓的一反饋信號(hào)，控制直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的一高端晶體管及一低端晶體管導(dǎo)通與關(guān)斷，其中高端晶體管于每一周期的導(dǎo)通時(shí)間為一恒定值。關(guān)斷時(shí)間電路根據(jù)輸入電壓及輸出電壓計(jì)算一預(yù)定關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)度并產(chǎn)生一關(guān)斷通知信號(hào)。負(fù)載控制電路根據(jù)關(guān)斷通知信號(hào)以產(chǎn)生一過(guò)沖預(yù)防信號(hào)。其中，反饋控制電路于接收過(guò)沖預(yù)防信號(hào)后一預(yù)定周期數(shù)，縮短高端晶體管的導(dǎo)通時(shí)間或停止高端晶體管導(dǎo)通。
[0012]通過(guò)本發(fā)明提供一種降壓轉(zhuǎn)換控制器，負(fù)載控制電路可以關(guān)斷低端晶體管M2或/及釋放直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的儲(chǔ)能兩方式達(dá)到抑制過(guò)沖的作用。因此，本發(fā)明的負(fù)載控制電路除可如所述實(shí)施例般的電路外，亦可為其結(jié)合而同時(shí)具有所述兩種抑制過(guò)沖作用，以期提供更加的過(guò)沖抑制能力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為美國(guó)專利證號(hào)第7274177號(hào)專利所揭露的具有過(guò)沖抑制電路的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。
[0014]圖2為美國(guó)專利證號(hào)第8330442號(hào)專利所揭露的電壓模式的直流轉(zhuǎn)直流降壓轉(zhuǎn)換電路的電路不意圖。
[0015]圖3為傳統(tǒng)以輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較以進(jìn)行抑制過(guò)沖的技術(shù)的波形圖。
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的降壓轉(zhuǎn)換控制器的電路示意圖。
[0017]圖5為圖4所示降壓轉(zhuǎn)換控制器與傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換控制器于發(fā)生過(guò)沖時(shí)信號(hào)波形圖。
[0018]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的關(guān)斷時(shí)間電路的電路示意圖。
[0019]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的負(fù)載控制電路的電路示意圖。
[0020]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的關(guān)斷時(shí)間電路的電路示意圖。
[0021]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的負(fù)載控制電路的電路示意圖。