[發明專利]升降壓式電源轉換器的控制電路及方法

有效

• 申請號: 201410147674.4
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN103973112A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 林水木
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及一種升降壓式電源轉換器，具體地說，是一種升降壓式電源轉換器的控制電路及方法。

背景技術

圖1顯示已知的同步式升降壓式電源轉換器10，其包括升降壓式功率級12以及控制電路22提供信號VA、VB、VC及VD分別切換升降壓式功率級12中的開關SWA、SWB、SWC及SWD以將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo。在控制電路14中，電阻R1及R2分壓輸出電壓Vo產生回授信號VFB，誤差放大器24放大回授信號VFB及參考電壓Vref之間的差值產生信號VCL至信號產生器22，信號產生器22提供信號VU、VX及VY，其中信號VU與信號VCL相關，信號VX及VY為鋸齒波信號，比較器18比較信號VU及VX產生信號VZ1，比較器20比較信號VU及VY產生信號VZ2，邏輯電路16根據信號VZ1及VZ2產生信號VA、VB、VC及VD。

圖2顯示圖1中信號的波形圖，其中波形26為信號VY，波形28為信號VU，波形30為信號VX，波形32為信號VZ1，波形34為信號VZ2，波形36為信號VA，波形38為信號VB，波形40為信號VC，波形42為信號VD。參照圖1及圖2，當信號VX大于信號VU時，如時間t1至t2，信號VZ1為低準位，如波形28、30及32所示，當信號VX小于信號VU時，如時間t2至t5，信號VZ1為高準位。當信號VY大于信號VU時，如時間t0至t3，信號VZ2為低準位，如波形26、28及34所示，當信號VY小于信號VU時，如時間t3至t4，信號VZ2為高準位。假設以時間t1至t5表示輸出電壓Vo的一個周期，在時間t1至t2期間，升降壓式功率級12處于第一狀態，此時開關SWA及SWC關閉(turn off)而開關SWB及SWD打開(turn on)，如波形36至42所示。在時間t2至t3期間，升降壓式功率級12處于第二狀態，此時開關SWA及SWD打開而開關SWB及SWC關閉。在時間t3至t4期間，升降壓式功率級12處于第三狀態，此時開關SWA及SWC打開而開關SWB及SWD關閉。在時間t4至t5期間，升降壓式功率級12回到第二狀態。其中第二狀態在一個周期中出現二次，如果能改變切換順序將兩次的第二狀態排在一起，將可以減少切換損失提高效能。此外，當信號VU上升或下降而接近信號VX的峰值或信號VY的谷值時，信號VB或VC的工作周期(duty)將非常短，因此開關SWB或SWC可能還沒完全打開(turn on)便又關上，這除了增加切換損失之外沒有任何意義。

美國專利號7,176,667也提出一種升降壓式電源轉換器的控制電路，其在升降壓模式時利用一隨輸出電壓Vo調節脈寬的脈寬調變信號以及一固定脈寬的信號決定開關SWA、SWB、SWC及SWD的切換，然而，這種插入固定脈寬信號的方式在模式轉換時可能造成不連續的工作周期，進而導致大輸出漣波。

因此已知的升降壓式電源轉換器的控制電路存在著上述種種不便和問題。

發明內容

本發明的目的，在于提出一種升降壓式電源轉換器的控制電路及方法。

本發明的另一目的，在于提出一種最佳化開關切換順序以改善效能的控制電路及方法。

本發明的又一目的，在于提出一種減少輸出漣波的控制電路及方法。

本發明的再一目的，在于提出一種加速由省電模式回到正常操作的瞬時響應的控制電路及方法。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種升降壓式電源轉換器的控制電路，用以提供控制信號驅動升降壓式功率級以將輸入電壓轉換為輸出電壓，所述升降壓式功率級包含電感及至少二開關連接所述電感，其特征在于所述控制電路包括：

回授電路，檢測所述輸出電壓產生回授信號；

誤差放大器連接所述回授電路，放大所述回授信號和一參考電壓之間的差值產生誤差信號；

動態工作周期產生器，在被啟動后根據檢測信號產生第一信號；以及

驅動電路連接所述誤差放大器及動態工作周期產生器，根據所述誤差信號和第一信號決定所述控制信號。

本發明的升降壓式電源轉換器的控制電路還可以采用以下的技術措施來進一步實現。

前述的控制電路，其中檢測信號與所述輸入電壓、輸出電壓、通過所述電感的電感電流及所述輸出電壓的變化量其中至少一個相關。

前述的控制電路，其中所述動態工作周期產生器根據所述檢測信號提供補償信號。

前述的控制電路，其中所述動態工作周期產生器包括：

模擬數字轉換器，將所述檢測信號轉換為補償信號；以及