[發明專利]電源轉換電路、電源轉換方法及集成電路的制造方法

有效

• 申請號: 201210466676.0
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103825460A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 趙堯主
• 申請（專利權）人: 來頡科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;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: 王玉雙;常大軍

技術領域

本發明涉及一種切換式電源轉換器，特別涉及一種采用脈沖寬度調變方式、具有輸出電流監測電路、能夠根據所監測到的輸出電流量調整輸出脈沖寬度而達到穩定輸出預先設定的電流量的可定電流輸出的切換式電源轉換電路、其電源轉換方法及具有該電路的集成電路的制造方法。

背景技術

圖1是一種降壓型定電流輸出的切換式電源轉換器的電路示意圖。

參照圖1，切換式電源轉換器10包括一高位晶體管開關MH、一低位晶體管開關M_L、一控制器12、一電感14、一電容16、及一電流感測電阻18。

控制器903連接高位晶體管開關M_H的柵極與低位晶體管開關M_L的柵極，并且控制高位晶體管開關M_H和低位晶體管開關ML的開關時序。高位晶體管開關M_H的正極連接電源輸入PIN，而高位晶體管開關M_H的負極連接低位晶體管開關M_L的正極。連接低位晶體管開關M_L的負極則連接至電源負極PGND。電感14的第一端連接高位晶體管開關M_H的負極與低位晶體管開關M_L的正極相連接之處，而電感14的第二端連接電流感測電阻18的第一端。電流感測電阻18的第二端則連接至電容16的正極和負載20的正極。電容16的負極和負載20的負極則連接到電源負極PGND。

其中，當晶體管開關（即，高位晶體管開關M_H或低位晶體管開關M_L）是使用PMOS時，正極為源極且負極為漏極。而當晶體管開關是使用NMOS時，正極為漏極且負極為源極。

在電流監測上，根據電流等于電壓除以電阻的公式，利用量測到的電流感測電阻18兩端的電位差V_R以及已知的電流感測電阻18的電阻值來得出輸出電流量信號。再將輸出電流量信號回饋到脈沖寬度調變電路來調整輸出脈沖寬度，進而調節輸出電流I_L的量。

然而，在切換式電源轉換器10上，由于全部輸出電流I_L都流過電流感測電阻18，因此其消耗的能量非常大。再者，為了盡量減低電流感測電阻18的能耗，電流感測電阻18必須盡量采用低阻值的電阻元件。但阻值愈低其制造誤差精度愈難掌握，因此誤差值合格堪用的電阻元件成本相對較高。

圖2是另一種降壓型定電流輸出的切換式電源轉換器的電路示意圖。

參照圖2，此切換式電源轉換器10’與上述的切換式電源轉換器10的差異在于切換式電源轉換器10’省略電流感測電阻18。于此，在電流監測上，是利用電感14本身帶有一等效直流電阻的性質。

在切換式電源轉換器10’中，由濾波電阻Rf和濾波電容Cf串接成的一濾波線路19跨接在電感14兩端，藉以由此濾波線路19監測電感14兩端的電位差V_L。根據電流等于電壓除以電阻的公式，利用量測到的電感14兩端的電位差V_L以及已知的電感14的直流電阻值來得出輸出電流量信號。再將輸出電流量信號回饋到脈沖寬度調變電路來調整輸出脈沖寬度，進而調節輸出電流I_L的量。

然而，在切換式電源轉換器10’上，實用的電感14其直流電阻值相當低，并且相同規格的電感器之間的直流電阻值的差異經常高于百分之二十，導致實際安裝相同規格的電感器的每個切換式電源轉換器的成品，其分別感測到的理論輸出電流量與實際輸出電流量誤差過大。

發明內容

本發明的目的在于，以內部電流監測的方式適當地提供一固定電流給外部負載。

在一實施例中，一種可定電流輸出的電源轉換電路包括：一電源輸入接點、一電源輸出接點、一電源轉換電路、一電流感測電路、一采樣/保持電路、一信號產生電路、一電流誤差放大器以及一比較器。

電源轉換電路電性連接在電源輸入接點和電源輸出接點之間，并且此電源轉換電路包括一第一高位晶體管開關和一低位晶體管開關。第一高位晶體管開關和低位晶體管開關是根據一脈沖寬度調變信號而交替導通。電流感測電路用以產生對應通過第一高位晶體管開關的電流的一電流感測電壓信號。

于此，采樣/保持電路的采樣期間與第一高位晶體管開關的導通期間大致同步。在采樣期間，采樣/保持電路根據電流感測電壓信號輸出一電流監測信號。在保持期間，采樣/保持電路則輸出保持在高電位的電流監測信號。