專利名稱：升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器，具體地說，是一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的 控制電路及方法。
背景技術(shù)：
降壓式電源轉(zhuǎn)換器是操作如圖1所示的降壓式功率級(jí)10，而將輸入電壓Vin降壓 成為輸出電壓Vo供應(yīng)負(fù)載Rload。升壓式電源轉(zhuǎn)換器是操作如圖2所示的升壓式功率級(jí) 12，而將輸入電壓Vin升壓成為輸出電壓Vo供應(yīng)負(fù)載Rload。由于電池?zé)o法一直提供穩(wěn)定 的電壓，因此，以電池作為輸入電源Vin的系統(tǒng)，例如可攜式裝置，無法使用降壓式電源轉(zhuǎn) 換器或升壓式電源轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的電壓。由于電池的電壓會(huì)隨著電能的消耗而下降，因此，以電池作為輸入電源的系統(tǒng)需 要能夠在降壓式及升壓式之間切換的電源轉(zhuǎn)換器。升降壓式電源轉(zhuǎn)換器是操作如圖3所示 的升降壓式功率級(jí)14，而將輸入電壓Vin降壓或升壓成為輸出電壓Vo供應(yīng)負(fù)載Rload。然 而，這種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo是負(fù)電壓，不適合某些應(yīng)用，因此有了如圖4所 示的升降壓式功率級(jí)16，其能夠?qū)⑤斎腚妷篤in降壓或升壓成為正電壓的輸出電壓Vo。目 前已有許多操作升降壓式功率級(jí)16的控制電路及方法提出，例如美國專利號(hào)6，166，527及 7，518，346，然而他們?nèi)詿o法滿足使用者的需求。因此已知的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路及方法存在著上述種種不便和問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路及方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路，用以產(chǎn)生控制信號(hào)操作升降壓式功率級(jí)而 將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其特征在于所述控制電路包括回授電路，檢測(cè)所述輸出電壓而產(chǎn)生回授信號(hào)，所述回授信號(hào)為所述輸出電壓的 函數(shù)；誤差放大器，連接所述回授電路，放大所述回授信號(hào)與參考電壓之間的差值而產(chǎn) 生誤差信號(hào)；波形產(chǎn)生器，提供第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)；頻率控制器，連接所述誤差放大器，根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生振蕩信號(hào)；頻率產(chǎn)生器，連接所述頻率控制器及所述波形產(chǎn)生器，根據(jù)所述振蕩信號(hào)產(chǎn)生頻 率信號(hào)給所述波形產(chǎn)生器，以控制所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的頻率；脈寬調(diào)變比較器，連接所述誤差放大器及所述波形產(chǎn)生器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及 所述第一及第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生第一脈寬調(diào)變信號(hào)及第二脈寬調(diào)變信號(hào)；以及間極驅(qū)動(dòng)器，連接所述脈寬調(diào)變比較器及所述升降壓式功率級(jí)，根據(jù)所述第一及 第二脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
本發(fā)明的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)。前述的控制電路，其中所述第一及第二鋸齒波信號(hào)具有非線性的波形。前述的控制電路，其中所述波形產(chǎn)生器根據(jù)與所述輸入電壓及所述輸出電壓相關(guān) 的信號(hào)改變所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。前述的控制電路，其中所述波形產(chǎn)生器包括第一可變電壓源，供應(yīng)第一可變電壓；第二可變電壓源，供應(yīng)第二可變電壓；電容，連接在所述第一及第二可變電壓源之間；電阻及第一開關(guān)串聯(lián)在所述第一可變電壓源及所述電容之間，所述第一開關(guān)因應(yīng) 第一信號(hào)開啟而使所述第一可變電壓源對(duì)所述電容充電；第二開關(guān)，與所述電容并聯(lián)，因應(yīng)第二信號(hào)開啟而使所述電容放電；第三可變電壓源，提供第三可變電壓；比較器，連接所述電容及所述第三可變電壓源，比較所述第一鋸齒波信號(hào)及所述 第三可變電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)；正反器，連接所述比較器及所述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述頻率信號(hào)及所述比較信號(hào) 產(chǎn)生所述第一及第二信號(hào)；以及平移電路，連接所述第一、第二及第三可變電壓源，根據(jù)所述輸入及輸出電壓調(diào)整 所述第一、第二及第三可變電壓，因而控制所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。前述的控制電路，其中更包括第二電阻與所述第二開關(guān)串聯(lián)，以控制所述電容的 放電速率。前述的控制電路，其中所述波形產(chǎn)生器包括第一可變電壓源，供應(yīng)第一可變電壓；第二可變電壓源，供應(yīng)第二可變電壓；電容，連接在所述第一及第二可變電壓源之間；電阻及第一開關(guān)串聯(lián)在所述第一可變電壓源及所述電容之間，所述第一開關(guān)因應(yīng) 第一信號(hào)開啟而使所述第一可變電壓源對(duì)所述電容充電；第二開關(guān)，與所述電容并聯(lián)，因應(yīng)第二信號(hào)開啟而使所述電容放電；第三可變電壓源，提供第三可變電壓；比較器，連接所述電容及所述第三可變電壓源，比較所述第二鋸齒波信號(hào)及所述 第三可變電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)；正反器，連接所述比較器及所述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述頻率信號(hào)及所述比較信號(hào) 產(chǎn)生所述第一及第二信號(hào)；以及平移電路，連接所述第一、第二及第三可變電壓源，根據(jù)所述輸入及輸出電壓調(diào)整 所述第一、第二及第三可變電壓，因而控制所述第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。前述的控制電路，其中更包括第二電阻與所述第二開關(guān)串聯(lián)，以控制所述電容的 放電速率。前述的控制電路，其中所述頻率控制器包括壓控振蕩器連接所述誤差放大器及所 述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)提供給所述頻率產(chǎn)生器，所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述誤差信號(hào)上升或下降而增加或減少。前述的控制電路，其中所述頻率控制器包括壓控振蕩器連接所述頻率產(chǎn)生器，用以提供所述振蕩信號(hào)給所述頻率產(chǎn)生器；第一開關(guān)，連接在所述誤差放大器及壓控振蕩器之間；第一電壓源，提供第一電壓；比較器，連接所述誤差放大器及所述第一電壓源，比較所述誤差信號(hào)及所述第一 電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)，在所述誤差信號(hào)小于所述第一電壓時(shí)打開所述第一開關(guān)，而使所述 壓控振蕩器根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)；第二電壓源，提供第二電壓；第二開關(guān)，連接在所述第二電壓源及所述壓控振蕩器之間；以及反相器，連接在所述比較器及所述第二開關(guān)之間，產(chǎn)生所述比較信號(hào)的反相信號(hào)， 在所述誤差信號(hào)大于所述第一電壓時(shí)打開所述第二開關(guān)，而使所述壓控振蕩器根據(jù)所述第 二電壓產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)。前述的控制電路，其中所述振蕩信號(hào)在所述誤差信號(hào)小于所述第一電壓時(shí)具有隨 所述誤差信號(hào)變動(dòng)的頻率。前述的控制電路，其中所述振蕩信號(hào)在所述誤差信號(hào)大于所述第一電壓時(shí)具有固 定的頻率。一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制方法，用以產(chǎn)生控制信號(hào)操作升降壓式功率級(jí)而 將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其特征在于所述控制方法包括下列步驟(A)檢測(cè)所述輸出電壓而產(chǎn)生回授信號(hào)，所述回授信號(hào)為所述輸出電壓的函數(shù)；(B)放大所述回授信號(hào)與參考電壓之間的差值而產(chǎn)生誤差信號(hào)；(C)根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生振蕩信號(hào)；(D)根據(jù)所述振蕩信號(hào)產(chǎn)生第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)；(E)根據(jù)所述誤差信號(hào)及所述第一及第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生第一脈寬調(diào)變信號(hào)及第 二脈寬調(diào)變信號(hào)；以及(F)根據(jù)所述第一及第二脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)。本發(fā)明的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制方法還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)。前述的控制方法，其中所述步驟C包括使所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述誤差信號(hào)上 升或下降而增加或減少。前述的控制方法，其中所述步驟C包括在所述誤差信號(hào)小于第一電壓時(shí)使所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述誤差信號(hào)上升或 下降而增加或減少；以及在所述誤差信號(hào)大于所述第一電壓時(shí)使所述振蕩信號(hào)具有固定的頻率。前述的控制方法，其中所述步驟D包括使所述第一及第二鋸齒波信號(hào)具有非線性 的波形。前述的控制方法，其中所述步驟D包括因應(yīng)所述頻率信號(hào)而觸發(fā)第一信號(hào)；因應(yīng)所述第一信號(hào)對(duì)電容充電；
從所述電容取出所述第一鋸齒波信號(hào)；比較所述第一鋸齒波信號(hào)及可變電壓而觸發(fā)第二信號(hào)；因應(yīng)所述第二信號(hào)而使所述電容放電；以及根據(jù)所述輸入及輸出電壓控制所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。前述的控制方法，其中更包括控制所述電容的放電速率。前述的控制方法，其中所述步驟D包括因應(yīng)所述頻率信號(hào)而觸發(fā)第一信號(hào)；因應(yīng)所述第一信號(hào)對(duì)電容充電；從所述電容取出所述第二鋸齒波信號(hào)；比較所述第二鋸齒波信號(hào)及可變電壓而觸發(fā)第二信號(hào)；因應(yīng)所述第二信號(hào)而使所述電容放電；以及根據(jù)所述輸入及輸出電壓控制所述第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。前述的控制方法，其中更包括控制所述電容的放電速率。前述的控制方法，其中更包括根據(jù)與所述輸入電壓及所述輸出電壓相關(guān)的信號(hào)改 變所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路及方法具有以下 優(yōu)點(diǎn)1.提高升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性。2.減少所述升降壓式功率級(jí)的切換損失，提高所述升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的效能。


圖1為傳統(tǒng)的降壓式電源轉(zhuǎn)換器示意圖；圖2為傳統(tǒng)的升壓式電源轉(zhuǎn)換器示意圖；圖3為傳統(tǒng)的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器示意圖；圖4為另一種傳統(tǒng)的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器示意圖；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖；圖6為圖5中波形產(chǎn)生器的第一實(shí)施例的示意圖；圖7為圖6中頻率CLK為定頻時(shí)，頻率CLK及鋸齒波信號(hào)Vrampl的波形圖；圖8為圖6中頻率CLK為變頻時(shí)，頻率CLK及鋸齒波信號(hào)Vrampl的波形圖；圖9為非線性鋸齒波信號(hào)Vrampl波形的實(shí)施例的示意圖；圖10為非線性鋸齒波信號(hào)Vrampl波形的實(shí)施例的示意圖；圖11為非線性鋸齒波信號(hào)Vrampl波形的實(shí)施例的示意圖；圖12為圖5中波形產(chǎn)生器的第二實(shí)施例的示意圖；圖13為圖5中頻率控制器的第一實(shí)施例的示意圖；以及圖14為圖5中頻率控制器的第二實(shí)施例的示意圖。圖中，10、降壓式功率級(jí)12、升壓式功率級(jí)14、升降壓式功率級(jí)16、升降壓式功 率級(jí)18、升降壓式電源轉(zhuǎn)換器20、控制電路22、回授電路24、誤差放大器26、波形產(chǎn)生 器28、脈寬調(diào)變比較器30、閘極驅(qū)動(dòng)器32、頻率控制器34、頻率產(chǎn)生器36、比較器38、 SR正反器40、平移電路42、壓控振蕩器44、比較器46、反相器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步說明?，F(xiàn)請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。如圖所示，所述升降壓式電源轉(zhuǎn) 換器18包括控制電路20提供信號(hào)Si、S2、S3及S4分別驅(qū)動(dòng)升降壓式功率級(jí)16的功率開 關(guān)Q1、Q2、Q3及Q4，以將輸入電壓Vin降壓或升壓成為輸出電壓Vo。在控制電路20中，回 授電路22檢測(cè)輸出電壓Vo而產(chǎn)生與輸出電壓Vo相關(guān)的回授信號(hào)VFB、誤差放大器24放 大回授信號(hào)VFB及參考電壓Vrefl之間的差值而產(chǎn)生誤差信號(hào)Vc、波形產(chǎn)生器26提供鋸 齒波信號(hào)Vrampl及Vramp2、脈寬調(diào)變比較器28根據(jù)誤差信號(hào)Vc及鋸齒波信號(hào)Vrampl及 Vramp2產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號(hào)PTOll及PWM2、閘極驅(qū)動(dòng)器30根據(jù)脈寬調(diào)變信號(hào)PWMl及PWM2產(chǎn) 生信號(hào)Si、S2、S3及S4、頻率控制器32根據(jù)誤差信號(hào)Vc產(chǎn)生振蕩信號(hào)Sf、以及頻率產(chǎn)生 器34根據(jù)振蕩信號(hào)Sf產(chǎn)生頻率CLK給波形產(chǎn)生器26以決定鋸齒波信號(hào)Vrampl及Vramp2 的頻率。振蕩信號(hào)Sf的頻率由誤差信號(hào)Vc決定，頻率CLK的頻率隨振蕩信號(hào)Sf的頻率改 變，因此鋸齒波信號(hào)Vrampl及Vramp2的頻率由誤差信號(hào)Vc決定。波形產(chǎn)生器26由電壓源、電阻及電容組成，利用輸入電壓Vin及輸出電壓Vo或是 其它與輸入電壓Vin及輸出電壓Vo相關(guān)的信號(hào)來控制鋸齒波信號(hào)Vramp的峰值及谷值。圖 6為波形產(chǎn)生器26的第一實(shí)施例，電阻Rl與開關(guān)Q5串聯(lián)在可變電壓源Vref2及電容C之 間，開關(guān)Q6與電容C并聯(lián)，信號(hào)S5及S6分別控制開關(guān)Q5及Q6以使電容C充放電而產(chǎn)生 鋸齒波信號(hào)Vramp 1，可變電壓源Vref3連接在電容C及地端GND之間，比較器36比較鋸齒 波信號(hào)Vramp及電壓Vref4而產(chǎn)生信號(hào)Sc，SR正反器38根據(jù)頻率CLK及信號(hào)Sc產(chǎn)生信號(hào) S5及S6，平移電路40根據(jù)輸入電壓Vin及輸出電壓Vo調(diào)整電壓Vref2、Vref3及Vref4， 因而調(diào)整鋸齒波信號(hào)Vramp的峰值及谷值。SR正反器38也可以用D型正反器或其它邏輯 電路取代。當(dāng)輸入電壓Vin接近輸出電壓Vo時(shí)，平移電路40調(diào)高電壓Vref2及Vref4或 是調(diào)低電壓Vref3以調(diào)高鋸齒波信號(hào)Vrampl的峰值或調(diào)低鋸齒波信號(hào)Vrampl的谷值，進(jìn) 而使鋸齒波信號(hào)Vrampl能與誤差信號(hào)Vc決定具有適當(dāng)工作時(shí)間(duty)的脈寬調(diào)變信號(hào) PWMl，提高升降壓式電源轉(zhuǎn)換器18的穩(wěn)定性。此外，平移電路40也可以同時(shí)調(diào)高或調(diào)低鋸 齒波信號(hào)Vrampl的峰值及谷值以平移鋸齒波信號(hào)Vramp 1，提高升降壓式電源轉(zhuǎn)換器18的 穩(wěn)定性。在頻率CLK為定頻時(shí)，鋸齒波信號(hào)Vrampl如圖7所示，在時(shí)間tl時(shí)，頻率CLK觸 發(fā)SR正反器38的輸出S5，因而打開(turn on)開關(guān)Q5而使電壓源Vref2對(duì)電容C充電， 故鋸齒波信號(hào)Vrampl開始上升；當(dāng)鋸齒波信號(hào)Vrampl大于電壓Vref4時(shí)，如時(shí)間t2所示， 比較器36的輸出Sc重置SR正反器38，因此關(guān)閉(turn off)開關(guān)Q5，并打開開關(guān)Q6而使 電容C放電至電壓Vref3的準(zhǔn)位。在此實(shí)施例中，由于頻率CLK為定頻，因此鋸齒波信號(hào) Vrampl亦為定頻。在頻率CLK為變頻時(shí)，鋸齒波信號(hào)Vrampl如圖8所示，在時(shí)間t3時(shí)，頻率CLK觸 發(fā)SR正反器38，因而開關(guān)Q5打開而使電壓源Vref2對(duì)電容C充電；在鋸齒波信號(hào)Vrampl 大于電壓Vref4時(shí)，比較器36重置SR正反器38而關(guān)閉開關(guān)Q5，并打開開關(guān)Q6使電容C放 電至電壓Vref3的準(zhǔn)位。在此實(shí)施例中，由于頻率CLK為變頻，因此鋸齒波信號(hào)Vrampl亦 為變頻。
如圖7及圖8所示的，波形產(chǎn)生器26提供非線性鋸齒波信號(hào)Vrampl，與線性鋸齒 波信號(hào)相比，其可以使升降壓式電源轉(zhuǎn)換器18在重載時(shí)有較佳的電壓調(diào)整以及較佳的瞬 時(shí)響應(yīng)。除了圖7及圖8所示的波形，波形產(chǎn)生器26亦可使用不同的電路及方法提供其它 波形的非線性鋸齒波信號(hào)Vrampl，例如圖9、圖10及圖11所示。圖12為波形產(chǎn)生器26的 第二實(shí)施例，用以提供圖10的鋸齒波信號(hào)Vrampl，其在圖6的波形產(chǎn)生器26中增加電阻 R2串聯(lián)開關(guān)Q6。由于電阻R2的關(guān)系，當(dāng)電容C放電時(shí)，鋸齒波信號(hào)Vrampl將慢慢地降至 電壓Vref3的準(zhǔn)位，如圖10的波形所示。產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)Vramp2的電路與產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)Vrampl的電路相同，故不再贅 述。如同鋸齒波信號(hào)Vrampl —樣，鋸齒波信號(hào)Vramp2的頻率可為定頻或變頻，其波形也可 以是非線性。圖13為頻率控制器32的第一實(shí)施例，包括壓控振蕩器(Voltage-Controlled Oscillator ；VC0)42根據(jù)誤差信號(hào)Vc產(chǎn)生振蕩信號(hào)Sf，振蕩信號(hào)Sf的頻率隨誤差信號(hào)Vc 的上升或下降而增加或減少。在重載時(shí)，誤差信號(hào)Vc較大，因此VCO 110將提供頻率較高 的振蕩信號(hào)Sf，相反的，在輕載時(shí)，誤差信號(hào)Vc較小，因此VCO 110將提供頻率較低的振蕩 信號(hào)Sf。由于在輕載時(shí)鋸齒波信號(hào)Vrampl及Vramp2的頻率較低，故脈寬調(diào)變信號(hào)PWMl及 PWM2的頻率也跟著降低，因此減少升降壓式功率級(jí)16的切換損失，提高升降壓式電源轉(zhuǎn)換 器18的效能。圖14為頻率控制器32的第二實(shí)施例，除了 VCO 42以外，還包括開關(guān)SWl連接 在VCO 42及誤差放大器24之間、比較器44比較誤差信號(hào)Vc及電壓Vref5產(chǎn)生比較信號(hào) Scomp切換開關(guān)SWl、開關(guān)SW2連接在VCO 42及定電壓源Vref6之間、以及反相器46將比 較信號(hào)Scomp反相以切換開關(guān)SW2。在重載時(shí)，誤差信號(hào)Vc高于電壓Vref5，因此開關(guān)SWl 關(guān)閉而開關(guān)SW2打開，此時(shí)VCO 42將根據(jù)定電壓Vref6產(chǎn)生定頻的振蕩信號(hào)Sf。變?yōu)檩p載 時(shí)，誤差信號(hào)Vc下降，在誤差信號(hào)Vc小于電壓Vref5時(shí)，比較器44打開開關(guān)SWl并關(guān)閉開 關(guān)SW2，因此VCO 42將根據(jù)誤差信號(hào)Vc產(chǎn)生變頻的振蕩信號(hào)Sf。以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同 的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路，用以產(chǎn)生控制信號(hào)操作升降壓式功率級(jí)而將 輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其特征在于所述控制電路包括回授電路，檢測(cè)所述輸出電壓而產(chǎn)生回授信號(hào)，所述回授信號(hào)為所述輸出電壓的函數(shù)；誤差放大器，連接所述回授電路，放大所述回授信號(hào)與參考電壓之間的差值而產(chǎn)生誤差信號(hào)；波形產(chǎn)生器，提供第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)； 頻率控制器，連接所述誤差放大器，根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生振蕩信號(hào)； 頻率產(chǎn)生器，連接所述頻率控制器及所述波形產(chǎn)生器，根據(jù)所述振蕩信號(hào)產(chǎn)生頻率信 號(hào)給所述波形產(chǎn)生器，以控制所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的頻率；脈寬調(diào)變比較器，連接所述誤差放大器及所述波形產(chǎn)生器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及所述 第一及第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生第一脈寬調(diào)變信號(hào)及第二脈寬調(diào)變信號(hào)；以及閘極驅(qū)動(dòng)器，連接所述脈寬調(diào)變比較器及所述升降壓式功率級(jí)，根據(jù)所述第一及第二 脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述第一及第二鋸齒波信號(hào)具有非線 性的波形。
3.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述波形產(chǎn)生器根據(jù)與所述輸入電壓 及所述輸出電壓相關(guān)的信號(hào)改變所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
4.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述波形產(chǎn)生器包括 第一可變電壓源，供應(yīng)第一可變電壓；第二可變電壓源，供應(yīng)第二可變電壓； 電容，連接在所述第一及第二可變電壓源之間；電阻及第一開關(guān)串聯(lián)在所述第一可變電壓源及所述電容之間，所述第一開關(guān)因應(yīng)第一 信號(hào)開啟而使所述第一可變電壓源對(duì)所述電容充電；第二開關(guān)，與所述電容并聯(lián)，因應(yīng)第二信號(hào)開啟而使所述電容放電； 第三可變電壓源，提供第三可變電壓；比較器，連接所述電容及所述第三可變電壓源，比較所述第一鋸齒波信號(hào)及所述第三 可變電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)；正反器，連接所述比較器及所述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述頻率信號(hào)及所述比較信號(hào)產(chǎn)生 所述第一及第二信號(hào)；以及平移電路，連接所述第一、第二及第三可變電壓源，根據(jù)所述輸入及輸出電壓調(diào)整所述 第一、第二及第三可變電壓，因而控制所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于，更包括第二電阻與所述第二開關(guān)串聯(lián)， 以控制所述電容的放電速率。
6.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述波形產(chǎn)生器包括 第一可變電壓源，供應(yīng)第一可變電壓；第二可變電壓源，供應(yīng)第二可變電壓； 電容，連接在所述第一及第二可變電壓源之間；電阻及第一開關(guān)串聯(lián)在所述第一可變電壓源及所述電容之間，所述第一開關(guān)因應(yīng)第一信號(hào)開啟而使所述第一可變電壓源對(duì)所述電容充電；第二開關(guān)，與所述電容并聯(lián)，因應(yīng)第二信號(hào)開啟而使所述電容放電； 第三可變電壓源，提供第三可變電壓；比較器，連接所述電容及所述第三可變電壓源，比較所述第二鋸齒波信號(hào)及所述第三 可變電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)；正反器，連接所述比較器及所述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述頻率信號(hào)及所述比較信號(hào)產(chǎn)生 所述第一及第二信號(hào)；以及平移電路，連接所述第一、第二及第三可變電壓源，根據(jù)所述輸入及輸出電壓調(diào)整所述 第一、第二及第三可變電壓，因而控制所述第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
7.如權(quán)利要求6所述的控制電路，其特征在于，更包括第二電阻與所述第二開關(guān)串聯(lián)， 以控制所述電容的放電速率。
8.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述頻率控制器包括壓控振蕩器連接 所述誤差放大器及所述頻率產(chǎn)生器，根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)提供給所述頻率 產(chǎn)生器，所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述誤差信號(hào)上升或下降而增加或減少。
9.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述頻率控制器包括 壓控振蕩器連接所述頻率產(chǎn)生器，用以提供所述振蕩信號(hào)給所述頻率產(chǎn)生器； 第一開關(guān)，連接在所述誤差放大器及壓控振蕩器之間；第一電壓源，提供第一電壓；比較器，連接所述誤差放大器及所述第一電壓源，比較所述誤差信號(hào)及所述第一電壓 而產(chǎn)生比較信號(hào)，在所述誤差信號(hào)小于所述第一電壓時(shí)打開所述第一開關(guān)，而使所述壓控 振蕩器根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)； 第二電壓源，提供第二電壓；第二開關(guān)，連接在所述第二電壓源及所述壓控振蕩器之間；以及 反相器，連接在所述比較器及所述第二開關(guān)之間，產(chǎn)生所述比較信號(hào)的反相信號(hào)，在所 述誤差信號(hào)大于所述第一電壓時(shí)打開所述第二開關(guān)，而使所述壓控振蕩器根據(jù)所述第二電 壓產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于，所述振蕩信號(hào)在所述誤差信號(hào)小于所 述第一電壓時(shí)具有隨所述誤差信號(hào)變動(dòng)的頻率。
11.如權(quán)利要求9所述的控制電路，其特征在于，所述振蕩信號(hào)在所述誤差信號(hào)大于所 述第一電壓時(shí)具有固定的頻率。
12.—種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制方法，用以產(chǎn)生控制信號(hào)操作升降壓式功率級(jí)而 將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其特征在于所述控制方法包括下列步驟(A)檢測(cè)所述輸出電壓而產(chǎn)生回授信號(hào)，所述回授信號(hào)為所述輸出電壓的函數(shù)；(B)放大所述回授信號(hào)與參考電壓之間的差值而產(chǎn)生誤差信號(hào)；(C)根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生振蕩信號(hào)；(D)根據(jù)所述振蕩信號(hào)產(chǎn)生第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)；(E)根據(jù)所述誤差信號(hào)及所述第一及第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生第一脈寬調(diào)變信號(hào)及第二脈 寬調(diào)變信號(hào)；以及(F)根據(jù)所述第一及第二脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步驟C包括使所述振蕩信號(hào)的頻 率隨所述誤差信號(hào)上升或下降而增加或減少。
14.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步驟C包括在所述誤差信號(hào)小于第一電壓時(shí)使所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述誤差信號(hào)上升或下降 而增加或減少；以及在所述誤差信號(hào)大于所述第一電壓時(shí)使所述振蕩信號(hào)具有固定的頻率。
15.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步驟D包括使所述第一及第二鋸 齒波信號(hào)具有非線性的波形。
16.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步驟D包括 因應(yīng)所述頻率信號(hào)而觸發(fā)第一信號(hào)；因應(yīng)所述第一信號(hào)對(duì)電容充電；從所述電容取出所述第一鋸齒波信號(hào)；比較所述第一鋸齒波信號(hào)及可變電壓而觸發(fā)第二信號(hào)；因應(yīng)所述第二信號(hào)而使所述電容放電；以及根據(jù)所述輸入及輸出電壓控制所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
17.如權(quán)利要求16所述的控制方法，其特征在于，更包括控制所述電容的放電速率。
18.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述步驟D包括 因應(yīng)所述頻率信號(hào)而觸發(fā)第一信號(hào)；因應(yīng)所述第一信號(hào)對(duì)電容充電；從所述電容取出所述第二鋸齒波信號(hào)；比較所述第二鋸齒波信號(hào)及可變電壓而觸發(fā)第二信號(hào)；因應(yīng)所述第二信號(hào)而使所述電容放電；以及根據(jù)所述輸入及輸出電壓控制所述第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
19.如權(quán)利要求18所述的控制方法，其特征在于，更包括控制所述電容的放電速率。
20.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，更包括根據(jù)與所述輸入電壓及所述 輸出電壓相關(guān)的信號(hào)改變所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的峰值及谷值。
全文摘要
一種升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路，用以產(chǎn)生控制信號(hào)操作升降壓式功率級(jí)而將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其特征在于所述控制電路包括回授電路，誤差放大器，波形產(chǎn)生器，頻率控制器，頻率產(chǎn)生器，脈寬調(diào)變比較器和閘極驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的控制電路及方法具有提高升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性和減少所述升降壓式功率級(jí)的切換損失，提高所述升降壓式電源轉(zhuǎn)換器的效能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/158GK101997411SQ200910170689
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者劉國基, 陳文瑋 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司