[發明專利]適用于直流轉換器的數字固定導通時間控制器

有效

• 申請號: 201910722287.1
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN112350574B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 胡愷育;蔡建泓
• 申請（專利權）人: 財團法人成大研究發展基金會;奇景光電股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張琳

一種適用于直流轉換器的數字固定導通時間控制器，包含電流感測電路，其感測直流轉換器的儲存能量，以產生感測電壓；半振幅偵測器，其偵測感測電壓的峰至峰值的一半，因而產生半振幅電壓；直流電壓偵測器，在提供儲存能量的能量儲存電路當中，偵測跨于有效串聯電阻器的直流電壓，因而產生直流電壓；算術裝置，其加入感測電壓與半振幅電壓，并減去直流電壓與預設參考信號；及脈寬調變產生器，其根據算術裝置的結果以產生切換控制信號。本發明提供的技術方案可有效地改進輸出電壓偏移。

技術領域

本發明是有關一種直流(DC-to-DC)轉換器，特別是關于一種具輸出電壓偏移抵消(offset cancellation)的直流轉換器。

背景技術

電源轉換器(power converter)為一種轉換電能的電子電路，用以從一種形式轉換為另一種形式。直流(DC-to-DC)轉換器為電源轉換器的一種，用以將直流源從一個電壓位準轉換為另一電壓位準。于直流轉換器中，通常設置電感器于切換電路與輸出節點間，以儲存能量。

直流轉換器通常使用模擬電流感測電路以感測電感電流，據以控制切換電路的切換。對于固定導通時間(constant on-time,COT)直流轉換器，其使用基于漣波的模擬控制以比較感測電感電流與參考電壓，據以產生控制信號以控制切換電路的切換。然而，此種機制會產生輸出電壓偏移誤差，因而降低直流轉換器的調節效能。

因此亟需提出一種新穎的直流轉換器，以改進輸出電壓偏移。

發明內容

鑒于上述，本發明實施例的目的之一在于提出一種具輸出電壓偏移抵消的直流(DC-to-DC)轉換器，特別是適用于直流轉換器的數字固定導通時間控制器，可有效抵消輸出電壓偏移。

根據本發明實施例，適用于直流轉換器的數字固定導通時間控制器包含電流感測電路、半振幅偵測器、直流電壓偵測器、算術裝置及脈寬調變產生器。電流感測電路感測直流轉換器的儲存能量，以產生感測電壓。半振幅偵測器偵測感測電壓的峰至峰值的一半，因而產生半振幅電壓。直流電壓偵測器于提供儲存能量的能量儲存電路當中，偵測跨于有效串聯電阻器的直流電壓，因而產生直流電壓。算術裝置加入感測電壓與半振幅電壓，并減去直流電壓與預設參考信號。脈寬調變產生器根據算術裝置的結果以產生切換控制信號。

較佳地，其中該半振幅偵測器包含：升緣觸發閂鎖電路，在該切換控制信號或數字切換電壓的升緣觸發以閂鎖該感測電壓，因而產生最小值；降緣觸發閂鎖電路，在該切換控制信號或該數字切換電壓的降緣觸發以閂鎖該感測電壓，因而產生最大值；加法器，用以將該最大值減去該最小值，因而產生峰至峰值；及除二裝置，用以將該峰至峰值除以2，因而產生該半振幅電壓。

較佳地，其中該直流電壓偵測器包含：延遲元件，用以將該切換控制信號或數字切換電壓延遲半個導通周期以得到延遲的切換控制信號或數字切換電壓；升緣觸發閂鎖電路，在該延遲的切換控制信號或數字切換電壓的升緣觸發以閂鎖該感測電壓，因而產生中間值；及加法器，用以將該中間值減去該直流轉換器的數字輸出電壓，因而產生該直流電壓。

較佳地，其中該算術裝置包含：比較器，具有第一輸入節點與第二輸入節點，該比較器的比較結果饋至該脈寬調變產生器；及第一算術裝置，用以加入該感測電壓與該半振幅電壓，并減去該直流電壓，因而產生第一信號，其饋至該比較器的第一輸入節點；其中該預設參考信號作為第二信號，其饋至該比較器的第二輸入節點。

較佳地，其中該第一輸入節點為正輸入節點，且該第二輸入節點為負輸入節點。

較佳地，其中該算術裝置包含：比較器，具有第一輸入節點與第二輸入節點，該比較器的比較結果饋至該脈寬調變產生器；及第二算術裝置，用以加入該預設參考信號與該直流電壓，并減去該半振幅電壓，因而產生第二信號，其饋至該比較器的第二輸入節點；其中該感測電壓作為第一信號，其饋至該比較器的第一輸入節點。

較佳地，其中該第一輸入節點為正輸入節點，且該第二輸入節點為負輸入節點。