[發明專利]穩壓控制方法

有效

• 申請號: 201410201637.7
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN105099185B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 黃廣順;黃偉騏;吳建興
• 申請（專利權）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: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 吳俊

技術領域

本發明是關于一種電源管理系統中的控制方法，特別是涉及到關于一種用于穩壓的控制方法。

背景技術

集成電路之電力供應的調整系利用上邊界場效應晶體管(high－side FET)與下邊界場效應晶體管(low－side FET)作為電壓電流的控制電路設計。電流系由上邊界場效晶體管的源極與下邊界場效晶體管的漏極所相連之接面或節點處流動至負載。此負載系與電感器串接，且系有電容器與此負載并接。當周期開始時上邊界場效晶體管為導通，下邊界場效晶體管為截止，電流系經由導通的上邊界場效晶體管流動至電感器、電容器與負載。此電流將使電容器所儲存之電荷量上升。而當負載所橫跨之電壓到達目標水平時，將使得上邊界場效晶體管切換為截止，下邊界場效晶體管切換為導通，此時電流將經由電容器放電。因此藉由上邊界場效晶體管與下邊界場效晶體管導通與截止的交互切換，以使輸出電壓將不隨電感電流的上升或下降而有所變動。

第1圖所示，傳統技術的切換控制裝置包含一個比較控制器10、一個上邊界場效應晶體管(high－side FET)12與一個下邊界場效應晶體管(low－side FET)14。此上邊界場效晶體管12之漏極電性連接于輸入電壓源VIN，且此上邊界場效晶體管12之源極系與此下邊界場效晶體管14之漏極電性連接。此下邊界場效晶體管14之源極系連接于接地端。而此上邊界場效晶體管12之柵極與此下邊界場效晶體管14之柵極分別與該比較控制器10做電性連接。當足夠的電壓作用于晶體管柵極上時，將產生相對應之電流于漏極與源極之間。經由電壓電流的控制操作，使此上邊界場效晶體管12之柵極與此下邊界場效晶體管14之柵極系將交互導通與截止。此外，一個電感器16系連接于此上邊界場效晶體管12之源極與此下邊界場效晶體管14之漏極所相連之接面處。而一個負載18系串接于此電感器16與接地端之間，且此負載18系將橫跨一個輸出電壓Vo。

當此上邊界場效晶體管12與此下邊界場效晶體管14即將做導通與截止的切換時，晶體管之柵極與系將保持原導通或截止一段時間。而藉由分壓電路20對輸出電壓Vo做取樣以得到一回授電壓F。此回授電壓F系經由比較控制器10與一個目標電壓T相比較，其中此目標電壓T系由一目標電壓產生器22所產生。當此回授電壓F相等于此目標電壓T時，該比較控制器10系將產生觸發訊號以使上邊界場效晶體管12與此下邊界場效晶體管14分別做導通與截止的切換。此外，系有一個電容器24與此負載18并接。此電容器24系將延遲橫跨于此負載18之輸出電壓相對于通過此負載18之電流。如此便將造成輸出電壓Vo的不穩定。

如上所述，此習知的切換控制裝置系利用輸出電壓Vo之漣波去調整輸出電流。不過此漣波對于某些電路應用是相當不適當的。因此將藉由一個等效串聯電阻(ESR)26去控制輸出電壓Vo之上升與下降。為達到此目的，此等效串聯電阻26需足夠大以使得此電容器24之作用如同電阻器，使橫跨于此負載18之輸出電壓Vo的相位系相對領先通過于此負載108之電流，進而使操作穩定。

舉例來說，使用陶瓷電容器須與約20(百萬歐姆)的等效串聯電阻26相匹配，但使用鉭材質電容器則須與約200－600(百萬歐姆)的等效串聯電阻26相匹配。然而，匹配的計算對于設計者來說相當困難。由于比較控制器10與場效晶體管12、14系為第一制造者所制造封裝，而負載18與電容器24系由第二制造者所制造。因此，此等效串聯電阻26系通常經由第一制造者所控制，此外，與此等效串聯電阻26搭配之電容器24的制造系會受制造之方法、材料與溫度等因素影響。

因此，本發明系在針對上述的困擾，提出了一種穩壓控制方法，以解決習知已有技術所產生的問題。

發明內容

本發明的主要目的，在于提供一種穩壓控制方法，其系利用具有正、負電壓的三角波訊號來產生可以控制開關切換的控制訊號，進而達到在負載穩態或瞬時變化時，穩定輸出電壓的效果。

為達上述目的，本發明提供一種穩壓控制方法，首先，分壓一個負載上之負載電壓，以產生一回授電壓。接著，接收回授電壓與一個周期性三角波訊號，且三角波訊號具有正電壓與負電壓，并相加回授電壓與三角波訊號，以產生一個總和訊號。再來，比較總和訊號及一個目標電壓，在總和訊號小于目標電壓時，產生一個控制訊號。最后，利用一個電子開關以接收控制訊號，并據此利用一個輸入電壓更新并穩定負載電壓。

茲為使各閱讀者對本發明的結構特征及所達成的功效更有進一步的了解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如后文內容。