[發明專利]具有快速瞬時響應機制的降壓電路及其運作方法

有效

• 申請號: 201110005211.0
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN102594146A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李秋平;尹明德
• 申請（專利權）人: 原景科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅

技術領域

本發明是有關于一種降壓電路，且特別是有關于一種具有快速瞬時響應(transient?response)機制的降壓(buck)電路及其運作方法。

背景技術

降壓電路是個用以將電壓進行壓降的直流至直流電源轉換器。降壓電路除了在直流輸出端濾除不必要的電壓漣波外，更將輸入電壓降低準位，而在輸出端產生輸出電壓。

連接在降壓電路的輸出端的外部負載可能會依運作情形的不同而操作于重載狀態或是輕載狀態。在由重載狀態轉移至輕載狀態時，外部負載自降壓電路所汲取的電流將因而減少。此時，多余的電流無法為外部負載所消耗。然而，在習知的降壓電路設計中，其放電的速度緩慢，需要長時間才能放電完成，對于電路的轉態并不是理想的結果。

因此，如何設計一個新的降壓電路及其運作方法，以具有快速瞬時響應機制來使電路的轉態能快速完成，乃為此一業界亟待解決的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種具有快速瞬時響應(transient?response)機制的降壓(buck)電路及其運作方法，以具有快速瞬時響應機制來使電路的轉態能快速完成。

本發明的一實施方式是在提供一種具有快速瞬時響應(transient?response)機制的降壓(buck)電路，包含：高側金屬氧化物半導體晶體管、低側金屬氧化物半導體晶體管、瞬時控制模塊以及運作控制模塊。高側金屬氧化物半導體晶體管用以接收輸入電壓。低側金屬氧化物半導體晶體管連接于高側金屬氧化物半導體晶體管與接地電位之間，其中高側及低側金屬氧化物半導體晶體管通過連接點相連接，以于連接點根據輸入電壓產生輸出電壓至外部負載。瞬時控制模塊連接至低側金屬氧化物半導體晶體管的柵極。運作控制模塊連接至高側金屬氧化物半導體晶體管之柵極及低側金屬氧化物半導體晶體管的柵極，以在外部負載位于重載狀態而使瞬時控制模塊抑能時，根據輸出電壓控制高側金屬氧化物半導體晶體管以及低側金屬氧化物半導體晶體管的運作。其中當外部負載由重載狀態轉移至輕載狀態，而使輸出電壓升高超過預設準位時，瞬時控制模塊被致能，以使低側金屬氧化物半導體晶體管導通并進行放電以降低輸出電壓。

依據本發明一實施例，當輸出電壓降低至特定準位，瞬時控制模塊被抑能以使運作控制模塊根據輸出電壓控制低側金屬氧化物半導體晶體管的運作。

依據本發明另一實施例，運作控制電路包含運作比較器，以接收運作參考電壓以及根據輸出電壓產生的回授電壓，以產生比較結果，其中比較結果為運作參考電壓以及回授電壓之差。其中回授電壓為輸出電壓的分壓。運作控制模塊實質上根據比較結果控制高側金屬氧化物半導體晶體管以及低側金屬氧化物半導體晶體管的運作。

依據本發明又一實施例，瞬時控制模塊于比較結果的值小于瞬時參考電壓時致能，并于比較結果大于瞬時參考電壓時抑能。

依據本發明再一實施例，瞬時控制模塊于比較結果的值小于第一瞬時參考電壓時致能，并于比較結果大于第二瞬時參考電壓時抑能。

依據本發明更具有的一實施例，運作控制模塊還包含波寬調變器以及運作控制邏輯，以使運作控制邏輯根據波寬調變器由比較結果產生的控制信號，控制高側金屬氧化物半導體晶體管以及低側金屬氧化物半導體晶體管的運作。

依據本發明再具有的一實施例，降壓電路還包含：電感以及電容。電感具有連接至連接點的第一端以及連接至外部負載的第二端。電容耦合于第二端。

本發明的另一實施方式是在提供一種降壓電路運作方法，應用于具有快速瞬時響應機制的降壓電路中，降壓電路運作方法包含下列步驟：判斷連接于降壓電路的外部負載位于重載狀態；抑能瞬時控制模塊；根據降壓電路提供至外部負載的輸出電壓控制降壓電路的高側金屬氧化物半導體晶體管以及低側金屬氧化物半導體晶體管的運作；判斷外部負載由重載狀態轉移至輕載狀態，而使輸出電壓升高超過預設準位；致能瞬時控制模塊，以使低側金屬氧化物半導體晶體管導通并進行放電以降低輸出電壓。

依據本發明一實施例，降壓電路運作方法，還包含一步驟：于輸出電壓降低至特定準位時，抑能瞬時控制模塊以使運作控制模塊根據輸出電壓控制低側金屬氧化物半導體晶體管的運作。

依據本發明另一實施例，降壓電路運作方法還包含一步驟：接收運作參考電壓以及接收根據輸出電壓產生的回授電壓，以產生比較結果，其中比較結果為運作參考電壓以及回授電壓之差。

依據本發明又一實施例，判斷外部負載位于重載狀態的步驟還包含判斷比較結果的值大于瞬時參考電壓。

判斷外部負載由重載狀態轉移至輕載狀態的步驟還包含判斷比較結果的值小于瞬時參考電壓。