[發明專利]降壓轉換控制器

有效

• 申請號: 201410088115.0
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN104917370B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 李立民;邵超;劉中唯
• 申請（專利權）人: 登豐微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

技術領域

本發明是關于一種降壓轉換控制器，尤指一種預防過沖的降壓轉換控制器。

背景技術

相對于恒定頻率的控制架構，恒定導通時間（Constant On-Time,COT）的控制架構的直流轉直流降壓轉換電路在輸出電壓的下沖（Undershoot）上得到極大的改善。然而，輸出電壓的過沖（Overshoot）方面卻沒有明顯的提高。

請參見圖1，為美國專利證號第7274177號專利所揭露的具有過沖抑制電路的直流轉直流降壓轉換電路的電路示意圖。在降壓脈寬調控級的驅動電路208和210分別輸出一高端控制信號UG和一低端控制信號LG以分別控制一對功率開關SW1和SW2。功率開關SW1和SW2耦接于一輸入電壓Vin及接地以產生一電感電流IL流經一電感L。而一電容Co經電感電流IL充電后產生一輸出電壓Vout，以供應一負載212。一過沖抑制電路400包含一電感402、一晶體管404，耦接輸出電壓Vout及接地。一操作放大器406作為一電壓檢測器，檢測輸出電壓Vout并比較輸出電壓Vout以及一參考電壓Vref而產生一信號P1，以切換晶體管404。晶體管404一般為關斷，而當輸出電壓Vout高于參考電壓Vref時，信號P1導通晶體管404。一二極管D耦接于電感402及一電池408之間。當負載212由重載轉為輕載時，假如輸出電容Co不足以吸收電感L所釋放的能量，輸出電壓Vout將超過參考電壓Vref。這導致操作放大器406輸出信號P1導通晶體管404。晶體管404導通后，電感L所釋放的能量對電感402充電，因而拉低輸出電壓Vout。直到輸出電壓Vout降低至參考電壓Vref或更低，操作放大器406關斷晶體管404，絕大部分因負載212而額外釋放的能量，由電感402經二極管D到電池408。電池408可供電給其他組件，借此此系統無額外的能量耗損。

請參見圖2，為美國專利證號第8330442號專利所揭露的電壓模式的直流轉直流降壓轉換電路的電路示意圖。直流轉直流降壓轉換電路包含一控制電路610、一柵極驅動電路620及一功率級電路630。控制電路610包含一誤差放大器612、一調制器614、一信號產生器616以及一比較器618。誤差放大器612接收一輸出電壓Vout及一參考電壓Vref，比較輸出電壓Vout及參考電壓Vref以產生一補償信號Sc至調制器614。另外，信號產生器616可選擇地以一第一頻率F1或一第二頻率F2輸出一斜坡信號Sr至調制器614，使調制器614根據補償信號Sc及斜坡信號Sr產生一脈寬調制信號Sp。柵極驅動電路620接收脈寬調制信號Sp以產生一第一驅動信號S1d及一第二驅動信號S2d至功率級電路630，使功率級電路630提供一輸出電流Iout及輸出電壓Vout。

信號產生器616不僅能以第一頻率F1及第二頻率F2輸出斜坡信號Sr，也能以第一頻率F1及第二頻率F2輸出其他波形信號，諸如：三角波。其中，第一頻率F1低于第二頻率F2。另外，比較器618接收一閾電壓Vth及輸出電壓Vout。當輸出電壓Vout低于閾電壓Vth時，比較器618輸出一第一電平信號至信號產生器616，使得信號產生器616輸出第一頻率F1的斜坡信號Sr至調制器614。相對地，當輸出電壓Vout高于閾電壓Vth時，比較器618輸出一第二電平信號至信號產生器616，使得信號產生器616輸出第二頻率F2的斜坡信號Sr至調制器614。

當補償信號Sc高于斜坡信號Sr時，脈寬調制信號Sp為一高電平。相對地，當補償信號Sc低于斜坡信號Sr時，脈寬調制信號Sp為一低電平。明顯地，當斜坡信號Sr改變時，脈寬調制信號Sp隨之改變，另外，當斜坡信號Sr為第一頻率F1時，脈寬調制信號Sp操作在第一頻率F1；當斜坡信號Sr為第二頻率F2時，脈寬調制信號Sp操作在第二頻率F2。借此，當輸出電壓Vout高于閾電壓Vth時，也就是發生過沖時，操作頻率增加而使得功率級電路630的切換速度增加，因而抑制過沖現象。

上述傳統的抑制過沖的技術手段是通過將輸出電壓與參考電壓進行比較，于判斷發生過沖時再執行抑制過沖的手段。請參見圖3，為傳統以輸出電壓與參考電壓進行比較以進行抑制過沖的技術的波形圖。于一時間點t0檢測到輸出電壓Vout高于閾電壓Vth。然而因為電路延遲，延至時間點t1才進行抑制過沖。因此，電路延遲會削弱過沖的抑制效果。再者，參考電壓的設置如果太低會影響反饋控制，使得系統的反饋控制不穩定，如果太高則抑制過沖的效果很差。

發明內容