[發(fā)明專利]直流對直流轉(zhuǎn)換器、時間產(chǎn)生電路及其操作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310237639.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103872901A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳偉陵
• 申請（專利權(quán)）人: 力智電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/088
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;周偉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明與直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC?converter)有關(guān)，特別是關(guān)于一種直流對直流轉(zhuǎn)換器、時間產(chǎn)生電路及其操作方法。

背景技術(shù)

請參照圖1，圖1為已知的直流對直流轉(zhuǎn)換器的一次性時脈產(chǎn)生器的功能方塊圖。如圖1所示，一次性時脈產(chǎn)生器(One-Shot?Timing?Generator)TG用以輸出脈沖信號ONT_OUT以控制閘極控制單元，進而控制閘極驅(qū)動器輸出開關(guān)導(dǎo)通信號至輸出級。然而，在實際應(yīng)用中，脈沖信號ONT_OUT的脈沖寬度不一定會等同于開關(guān)導(dǎo)通信號的脈沖寬度，其原因可能是信號傳輸延遲(signal?propagation?delay)、驅(qū)動器延遲(driver?delay)或其他寄生電容所造成的延遲。這些非理想因素導(dǎo)致開關(guān)導(dǎo)通時間(On-time,Ton)產(chǎn)生誤差時間，且在不同輸入電壓下所占比例不同，造成頻率上的誤差。

請參照圖2，圖2為開關(guān)導(dǎo)通時間(Ton)隨輸入電壓(V_IN)的倒數(shù)變化的曲線圖。如圖2所示，此曲線y=3532.8x+52.041與縱軸y的截距52.041即為導(dǎo)通時間(Ton)于非理想狀況下所產(chǎn)生的誤差時間。如圖3所示，此一誤差時間將會導(dǎo)致系統(tǒng)在不同的輸入電壓(V_IN)下具有不同的操作頻率(f)。尤其在高輸入電壓時影響更為顯著，系統(tǒng)的操作頻率將會明顯降低，因而影響到系統(tǒng)的正常操作。

因此，本發(fā)明提出一種直流對直流轉(zhuǎn)換器、時間產(chǎn)生電路及其操作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所遭遇到的上述種種問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一范疇在于提出一種直流對直流轉(zhuǎn)換器。于一較佳具體實施例中，直流對直流轉(zhuǎn)換器耦接輸入電壓與輸出電感。直流對直流轉(zhuǎn)換器包括輸出級、回授回路、脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路及驅(qū)動電路。輸出級耦接輸入電壓與輸出電感，以提供輸出電壓。回授回路耦接輸出電感且接收輸出電壓，以產(chǎn)生控制信號。脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路耦接回授回路且接收控制信號，其中脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路還包括時間產(chǎn)生單元，時間產(chǎn)生單元根據(jù)校正電壓使得脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號。校正電壓反應(yīng)于輸出電壓以及與輸入電壓相關(guān)的第一電流源。驅(qū)動電路耦接輸出級與脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路，且接收脈寬調(diào)變信號以控制輸出級的操作。

本發(fā)明的另一范疇在于提出一種時間產(chǎn)生電路。于一較佳具體實施例中，時間產(chǎn)生電路應(yīng)用于直流對直流轉(zhuǎn)換器的脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路。直流對直流轉(zhuǎn)換器耦接輸入電壓，以提供輸出電壓。時間產(chǎn)生電路包括時間產(chǎn)生單元。時間產(chǎn)生單元包括時間電路、校正電路及第一比較器。時間電路用以接收脈寬調(diào)變控制信號，且根據(jù)脈寬調(diào)變控制信號及與輸入電壓相關(guān)的第一電流源來產(chǎn)生時間控制信號。校正電路包括與輸入電壓相關(guān)的第一電流源與校正電阻，且反應(yīng)輸入電壓與輸出電壓，以提供校正電壓。第一比較器耦接時間電路與校正電路，以使得脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號。

本發(fā)明的另一范疇在于提出一種直流對直流轉(zhuǎn)換器操作方法。于一較佳具體實施例中，直流對直流轉(zhuǎn)換器操作方法用以操作直流對直流轉(zhuǎn)換器。直流對直流轉(zhuǎn)換器包括輸出級、回授回路、脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路及驅(qū)動電路。輸出級耦接輸入電壓與輸出電感。回授回路耦接輸出電感。直流對直流轉(zhuǎn)換器操作方法包括下列步驟：輸出級提供輸出電壓；回授回路接收輸出電壓并產(chǎn)生控制信號；脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路接收控制信號并根據(jù)校正電壓產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號，其中校正電壓反應(yīng)于輸出電壓以及與輸入電壓相關(guān)的第一電流源；驅(qū)動電路接收脈寬調(diào)變信號并控制輸出級的操作。

本發(fā)明的另一范疇在于提出一種時間產(chǎn)生電路操作方法。于一較佳具體實施例中，時間產(chǎn)生電路操作方法用以操作時間產(chǎn)生電路。時間產(chǎn)生電路應(yīng)用于直流對直流轉(zhuǎn)換器的脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路。直流對直流轉(zhuǎn)換器耦接輸入電壓并提供輸出電壓。時間產(chǎn)生電路包括時間電路、校正電路及比較器。時間產(chǎn)生電路操作方法包括下列步驟：時間電路根據(jù)脈寬調(diào)變控制信號以及與輸入電壓相關(guān)的第一電流源產(chǎn)生時間控制信號；校正電路反應(yīng)輸入電壓與輸出電壓，以提供校正電壓；比較器接收時間控制信號與校正電壓并使得脈寬調(diào)變產(chǎn)生電路產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的直流對直流轉(zhuǎn)換器、時間產(chǎn)生電路及其操作方法能夠通過將開關(guān)導(dǎo)通時間減去隨輸入電壓變化的誤差時間的方式有效地排除由于傳輸信號延遲、驅(qū)動延遲或其他寄生電容造成的延遲等非理想的誤差時間對操作頻率的影響，由此維持恒定的開關(guān)導(dǎo)通時間與操作頻率，使其不會隨著輸入電壓而變化，故能提升系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，也可改善電磁干擾(Electro-Magnetic?interference,EMI)的現(xiàn)象。