[發(fā)明專利]電壓轉(zhuǎn)換器和電壓產(chǎn)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910119043.0
• 申請(qǐng)日: 2009-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN101764514A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管建葳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;G05F1/10
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 葛強(qiáng);張一軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種電壓轉(zhuǎn)換器和電壓產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的降壓式轉(zhuǎn)換器(buck?converter)示意圖。參見圖 1，降壓式轉(zhuǎn)換器1產(chǎn)生直流(direct-current，DC)電壓輸出信號(hào)Vout， 降壓式轉(zhuǎn)換器1包括誤差放大器(error?amplifier)10、補(bǔ)償單元 (compensating?unit)11、比較器(comparator)12、驅(qū)動(dòng)器(driver)13、PMOS 晶體管14、NMOS晶體管15、電感器16和電容器17。補(bǔ)償單元11 包括電阻器110和電容器111，兩者串聯(lián)耦接于節(jié)點(diǎn)N10和接地信號(hào) GND之間。PMOS晶體管14和NMOS晶體管15串聯(lián)耦接于供應(yīng)電壓 源VDD和接地信號(hào)GND之間。

誤差放大器10接收電壓輸出信號(hào)Vout和參考電壓Vref，并根據(jù) 電壓輸出信號(hào)Vout和參考電壓Vref兩者的電壓差產(chǎn)生電壓控制信號(hào) Vc。補(bǔ)償單元11通過電壓控制信號(hào)Vc進(jìn)行充電或放電。比較器12 接收電壓控制信號(hào)Vc和鋸齒波(saw-wave)信號(hào)Vramp，并根據(jù)電壓控 制信號(hào)Vc和鋸齒波信號(hào)Vramp兩者的電壓差產(chǎn)生脈寬調(diào)制(Pulse? Width?Modulation，PWM)信號(hào)Vpwm。圖2為鋸齒波信號(hào)Vramp和PWM 信號(hào)Vpwm的波形示意圖。參見圖2，提供至現(xiàn)有技術(shù)的降壓式轉(zhuǎn)換 器1的鋸齒波信號(hào)Vramp波形的上限和下限是固定的，且鋸齒波信號(hào) Vramp的波形在每一個(gè)周期內(nèi)僅有一個(gè)斜率。假設(shè)電壓控制信號(hào)Vc 在穩(wěn)態(tài)下的電平為LV10。根據(jù)電平為LV10的電壓控制信號(hào)Vc和鋸 齒波信號(hào)Vramp兩者的電壓差，所產(chǎn)生的PWM信號(hào)Vpwm因此具有 工作周期D10。根據(jù)具有工作周期D10的PWM信號(hào)Vpwm，驅(qū)動(dòng)器 13相應(yīng)地切換pMOS晶體管14和NMOS晶體管15的狀態(tài)ON/OFF， 從而在節(jié)點(diǎn)N11產(chǎn)生方形信號(hào)Vsqu。通過電感器16和電容器17對(duì)方 形信號(hào)Vsqu進(jìn)行濾波，因此在輸出節(jié)點(diǎn)Nout產(chǎn)生DC電壓輸出信號(hào) Vout。

當(dāng)外部負(fù)載從輸出節(jié)點(diǎn)Nout下拉出一個(gè)大電流時(shí)，由于所述大電 流，電壓輸出信號(hào)Vout的電平被下拉。此時(shí)，參見圖2，根據(jù)具有更 低電平的電壓輸出信號(hào)Vout和參考電壓Vref兩者的電壓差，電壓控 制信號(hào)Vc的電平變?yōu)楦叩腖V11，因此PWM信號(hào)Vpwm具有比D10 更大的工作周期D11，此工作周期D11更有利于功率傳輸。為了縮短 響應(yīng)時(shí)間，電容器111通常具有小電容值。然而，具有小電容值的電 容器111導(dǎo)致電壓控制信號(hào)Vc的低穩(wěn)定性，因此導(dǎo)致輸出不精確的電 壓輸出信號(hào)Vout。

發(fā)明內(nèi)容

為解決電壓轉(zhuǎn)換器由于電壓控制信號(hào)的低穩(wěn)定性而輸出不精確的 電壓輸出信號(hào)的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電壓轉(zhuǎn)換器和電壓產(chǎn)生方 法。

本發(fā)明提供一種電壓轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)換 器包括：控制器，根據(jù)電壓輸出信號(hào)和第一參考電壓，用以產(chǎn)生電壓 控制信號(hào)；波形產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)，并根據(jù)電壓輸出信號(hào) 修改鋸齒波信號(hào)的波形的上限和下限的至少一者；第一比較器，根據(jù) 電壓控制信號(hào)和鋸齒波信號(hào)，用以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)；以及電壓轉(zhuǎn)換 單元，根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)，用以產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)，其中所述波形產(chǎn) 生器包括第二比較器和振蕩器，所述第二比較器用以比較所述電壓輸 出信號(hào)與第二參考電壓，以產(chǎn)生比較結(jié)果；所述振蕩器用以產(chǎn)生所述 鋸齒波信號(hào)，并根據(jù)所述比較結(jié)果，修改所述鋸齒波信號(hào)的所述波形 的所述上限和所述下限的至少一者。

本發(fā)明再提供一種電壓轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)，電壓轉(zhuǎn) 換器包括：控制器，根據(jù)電壓輸出信號(hào)和第一參考電壓，用以產(chǎn)生電 壓控制信號(hào)；波形產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)，其中鋸齒波信號(hào)的 波形在一個(gè)周期內(nèi)具有至少兩個(gè)不同的斜率，所述鋸齒波信號(hào)的所述 波形具有前部和后部，且所述前部的斜率比所述后部的斜率更陡峭； 比較器，根據(jù)電壓控制信號(hào)和鋸齒波信號(hào)，用以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)； 以及電壓轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)，用以產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)。