[發(fā)明專利]平均電感電流式電壓控制方法及其可變參考電壓產(chǎn)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110279331.X
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN103023323A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永儀
• 申請（專利權(quán)）人: 萬國半導體(開曼)股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)一種應于用直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器中的平均電感電流式電壓控制技術(shù)，特別是關(guān)于一種可應用于固定截止時間直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器(constant?off?time?DC/DC?converter)中，平均電感電流式電壓控制方法及其使用的可變參考電壓產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

在日常所用的電器用品當中或是各種產(chǎn)業(yè)所使用的電子設(shè)備當中，其輸入電壓范圍都在AC?100～240伏特之間，但每一種電子產(chǎn)品或設(shè)備的負載狀況并不相同，所需驅(qū)動電壓亦有所不同，因此會根據(jù)各種應用上的需要，來將電源做調(diào)整，此即稱的為電壓轉(zhuǎn)換器。

電壓轉(zhuǎn)換器依類型不同大致可分為數(shù)種，交流電轉(zhuǎn)交流電(AC/AC)轉(zhuǎn)換器、交流電轉(zhuǎn)直流電(AC/DC)轉(zhuǎn)換器、直流電轉(zhuǎn)直流電(DC/DC)轉(zhuǎn)換器以及直流電轉(zhuǎn)交流電(DC/AC)；其中，就直流電轉(zhuǎn)直流電(DC/DC)轉(zhuǎn)換器而言，在許多電子電路中，常有一些電子元件需要雙電源以上的電源供電，例如LCD顯示器、電壓比較器、運算放大器等，或是由于多組電子元件的工作電壓各不相同有多組不同電位的需求，此時便需要有直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器來獲取想要的電壓。

圖1為現(xiàn)有降壓型直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器的電路簡圖，如圖所示，在晶體管開關(guān)S導通(ON)時，輸入電源Vi?n會有電流流過電感L，使能量儲存在電感L上；而當晶體管開關(guān)S截止(OFF)時，電感L上的感應電流會釋放到電阻RL上以維持電壓的輸出；其中，通過反饋電路10把感應電流轉(zhuǎn)換的輸出電壓Vo反饋到控制電路12來和參考電壓做比較，而后控制晶體管開關(guān)S工作周期的大小，達到輸出穩(wěn)定的目的。請同時參閱圖2所示，在晶體管開關(guān)S導通(ON)階段，電感L一端連接至輸入電壓Vi?n，另一端則連接至輸出電壓Vo，此時，輸入電壓必須高于輸出電壓，因此會在電感L上形成一個正向壓降；在晶體管開關(guān)S截止(OFF)階段，原本連接至輸入電壓Vin的電感L一端被連接到地GND，此時輸出電壓Vo必然為正端，因此會在電感L上形成一個負向壓降。

然而，在上述架構(gòu)中，是利用峰值電流模式產(chǎn)生的峰值電感電流去與固定的參考電壓做比較來控制晶體管開關(guān)，此種僅利用峰值感應電流來調(diào)整的模式，容易產(chǎn)生峰值到平均的錯誤(peak?to?average?error)，且因此存在較差的調(diào)整準確度。如圖2中(a)所示，電感L較大時，有較高的平均感應電流，此時峰值到平均的錯誤較小；反之，如圖2中(b)所示，電感L較小時，有較低的平均感應電流，此時峰值到平均的錯誤則相對變大；此平均電感電流是與感應電流值存在相當大關(guān)系，且易受到電感的影響，導致整個轉(zhuǎn)換器的電壓調(diào)整的準確度相當差。

有鑒于此，本發(fā)明遂提出一種具有可變參考電壓的平均電感電流式電壓控制方法及其使用的可變參考電壓產(chǎn)生裝置，無需任何僅通過電感電流使用來調(diào)整平均電流的回路補償或負載電流感應，以平均電感電流控制固定截止時間DC/DC轉(zhuǎn)換器操作于連續(xù)導通模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是在提供一種平均電感電流式電壓控制方法，其是直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器中增加可變參考電壓的設(shè)計，此參考電壓會隨著電感電流漣波的谷值電感電流改變，再搭配平均電感電流的作用，以動態(tài)調(diào)整參考電壓，并以此方式取代現(xiàn)有利用峰值電流與獨立電感值的現(xiàn)有技術(shù)，且無須感應高電壓端(high?side)的感應電流。

本發(fā)明的另一目的是在提供一種平均電感電流式電壓控制方法及其使用的可變參考電壓產(chǎn)生裝置，其是使用平均電感電流作為參考電壓的依據(jù)，以平均電感電流控制固定截止時間DC/DC轉(zhuǎn)換器操作于連續(xù)導通模式，故不會直接受到轉(zhuǎn)換器內(nèi)所使用的電感的影響，更可提高電壓調(diào)整的準確度。

本發(fā)明提出的平均電感電流式電壓控制方法，其是可應用于直流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器，此方法是先將接收到外部預設(shè)的二倍參考電流轉(zhuǎn)換為二倍參考電壓，以及將位于轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一電感產(chǎn)生的谷值電感電流轉(zhuǎn)換為一谷值電壓；然后，將此二倍參考電壓與谷值電壓相減，以產(chǎn)生一參考電壓，此即作為控制轉(zhuǎn)換器內(nèi)的晶體管開關(guān)切換的依據(jù)。

當然，在取得參考電壓之后，即可比較此參考電壓與該電感的電感電壓，并輸出一比較結(jié)果，且當參考電壓與電感電壓相等時，此比較結(jié)果是為一截止訊號，可使晶體管開關(guān)截止。