升降压式电源转换器的控制电路及方法技术

一种升降压式电源转换器的控制电路，用以提供控制信号驱动升降压式功率级以将输入电压转换为输出电压，所述升降压式功率级包含电感及至少二开关连接所述电感，其特征在于所述控制电路包括：回授电路，检测所述输出电压产生回授信号；误差放大器连接所述回授电路，放大所述回授信号和一参考电压之间的差值产生误差信号；动态工作周期产生器，在被启动后根据检测信号产生第一信号；以及驱动电路连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，根据所述误差信号和第一信号决定所述控制信号。本发明专利技术的升降压式电源转换器的控制电路及方法具有最佳化开关切换顺序、减少切换损失、改善效能和减少输出涟波的优点。

【技术实现步骤摘要】
升降压式电源转换器的控制电路及方法
本专利技术涉及一种升降压式电源转换器，具体地说，是一种升降压式电源转换器的控制电路及方法。
技术介绍
图1显示已知的同步式升降压式电源转换器10，其包括升降压式功率级12以及控制电路22提供信号VA、VB、VC及VD分别切换升降压式功率级12中的开关SWA、SWB、SWC及SWD以将输入电压Vin转换为输出电压Vo。在控制电路14中，电阻R1及R2分压输出电压Vo产生回授信号VFB，误差放大器24放大回授信号VFB及参考电压Vref之间的差值产生信号VCL至信号产生器22，信号产生器22提供信号VU、VX及VY，其中信号VU与信号VCL相关，信号VX及VY为锯齿波信号，比较器18比较信号VU及VX产生信号VZ1，比较器20比较信号VU及VY产生信号VZ2，逻辑电路16根据信号VZ1及VZ2产生信号VA、VB、VC及VD。图2显示图1中信号的波形图，其中波形26为信号VY，波形28为信号VU，波形30为信号VX，波形32为信号VZ1，波形34为信号VZ2，波形36为信号VA，波形38为信号VB，波形40为信号VC，波形42为信号VD。参照图1及图2，当信号VX大于信号VU时，如时间t1至t2，信号VZ1为低准位，如波形28、30及32所示，当信号VX小于信号VU时，如时间t2至t5，信号VZ1为高准位。当信号VY大于信号VU时，如时间t0至t3，信号VZ2为低准位，如波形26、28及34所示，当信号VY小于信号VU时，如时间t3至t4，信号VZ2为高准位。假设以时间t1至t5表示输出电压Vo的一个周期，在时间t1至t2期间，升降压式功率级12处于第一状态，此时开关SWA及SWC关闭(turnoff)而开关SWB及SWD打开(turnon)，如波形36至42所示。在时间t2至t3期间，升降压式功率级12处于第二状态，此时开关SWA及SWD打开而开关SWB及SWC关闭。在时间t3至t4期间，升降压式功率级12处于第三状态，此时开关SWA及SWC打开而开关SWB及SWD关闭。在时间t4至t5期间，升降压式功率级12回到第二状态。其中第二状态在一个周期中出现二次，如果能改变切换顺序将两次的第二状态排在一起，将可以减少切换损失提高效能。此外，当信号VU上升或下降而接近信号VX的峰值或信号VY的谷值时，信号VB或VC的工作周期(duty)将非常短，因此开关SWB或SWC可能还没完全打开(turnon)便又关上，这除了增加切换损失之外没有任何意义。美国专利号7,176,667也提出一种升降压式电源转换器的控制电路，其在升降压模式时利用一随输出电压Vo调节脉宽的脉宽调变信号以及一固定脉宽的信号决定开关SWA、SWB、SWC及SWD的切换，然而，这种插入固定脉宽信号的方式在模式转换时可能造成不连续的工作周期，进而导致大输出涟波。因此已知的升降压式电源转换器的控制电路存在着上述种种不便和问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种升降压式电源转换器的控制电路及方法。本专利技术的另一目的，在于提出一种最佳化开关切换顺序以改善效能的控制电路及方法。本专利技术的又一目的，在于提出一种减少输出涟波的控制电路及方法。本专利技术的再一目的，在于提出一种加速由省电模式回到正常操作的瞬时响应的控制电路及方法。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种升降压式电源转换器的控制电路，用以提供控制信号驱动升降压式功率级以将输入电压转换为输出电压，所述升降压式功率级包含电感及至少二开关连接所述电感，其特征在于所述控制电路包括：回授电路，检测所述输出电压产生回授信号；误差放大器连接所述回授电路，放大所述回授信号和一参考电压之间的差值产生误差信号；动态工作周期产生器，在被启动后根据检测信号产生第一信号；以及驱动电路连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，根据所述误差信号和第一信号决定所述控制信号。本专利技术的升降压式电源转换器的控制电路还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的控制电路，其中检测信号与所述输入电压、输出电压、通过所述电感的电感电流及所述输出电压的变化量其中至少一个相关。前述的控制电路，其中所述动态工作周期产生器根据所述检测信号提供补偿信号。前述的控制电路，其中所述动态工作周期产生器包括：模拟数字转换器，将所述检测信号转换为补偿信号；以及数字模拟转换器连接所述模拟数字转换器，将所述补偿信号转换为所述第一信号。前述的控制电路，其中更包括工作周期补偿器连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，根据所述补偿信号补偿所述误差信号。前述的控制电路，其中所述工作周期补偿器包括：分压电路，根据所述补偿信号分压所述误差信号产生第一电压；电压电流转换器连接所述分压电路，将所述第一电压转换为电流；电阻连接在所述误差放大器及电压电流转换器之间，因应所述电流产生一第二电压供调整所述误差信号。前述的控制电路，其中所述驱动电路包括：第一比较器连接所述误差放大器，比较所述误差信号及一锯齿波信号产生第一比较信号；第二比较器连接所述动态工作周期产生器，比较所述第一信号及锯齿波信号产生第二比较信号；以及逻辑电路连接所述第一比较器及第二比较器，根据所述第一及第二比较信号产生所述控制信号。前述的控制电路，其中更包括模式选择器连接所述动态工作周期产生器根据所述检测信号产生致能信号以启动所述动态工作周期产生器。前述的控制电路，其中更包括模式选择器连接所述动态工作周期产生器根据所述误差信号产生致能信号以启动所述动态工作周期产生器。前述的控制电路，其中更包括箝制检测器连接所述误差放大器，根据第二检测信号箝制所述误差信号的准位，所述第二检测信号与所述输入电压、输出电压及电感电流其中至少一个相关。一种升降压式电源转换器的控制方法，用以提供控制信号驱动升降压式功率级以将输入电压转换为输出电压，所述升降压式功率级包含电感及至少二开关连接所述电感，其特征在于所述控制方法包括下列步骤：(A)检测所述输出电压产生回授信号；(B)放大所述回授信号及一参考电压之间的差值产生误差信号；(C)根据检测信号决定第一信号；(D)根据致能信号触发所述第一信号；以及(E)根据所述误差信号及第一信号决定所述控制信号。前述的控制方法，其中所述检测信号与所述输入电压、输出电压、通过所述电感的电感电流及所述输出电压的变化量其中至少一个相关。前述的控制方法，其中更包括根据检测信号提供补偿信号；以及根据所述补偿信号补偿所述误差信号。前述的控制方法，其中所述步骤C包括：将所述检测信号转换为所述补偿信号；以及将所述补偿信号转换为所述第一信号。前述的控制方法，其中所述根据所述补偿信号补偿所述误差信号的步骤包括：根据所述补偿信号分压所述误差信号产生第一电压；将所述第一电压转换为电流给一电阻以产生一第二电压；以及藉由所述第二电压调整所述误差信号。前述的控制方法，其中所述步骤E包括：比较所述误差信号及一锯齿波信号产生第一比较信号；比较所述第一信号及锯齿波信号产生第二比较信号；以及根据所述第一及第二比较信号产生所述控制信号。前述的控制方法，其中更包括根据所述检测信号产生所述致能信号。前述的控制方法，其中更包括根据所述误差信号产生所述致能信号。前述的控制方法，其中更包括根据第二检测信号箝制所述误差信号的准位，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升降压式电源转换器的控制电路，用以提供控制信号驱动升降压式功率级以将输入电压转换为输出电压，所述升降压式功率级包含电感及至少二开关连接所述电感，其特征在于所述控制电路包括：回授电路，检测所述输出电压产生回授信号；误差放大器连接所述回授电路，放大所述回授信号和一参考电压之间的差值产生误差信号；动态工作周期产生器，在被启动后根据检测信号产生第一信号；以及驱动电路连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，根据所述误差信号和第一信号决定所述控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种升降压式电源转换器的控制电路，用以提供控制信号驱动升降压式功率级以将输入电压转换为输出电压，所述升降压式功率级包含电感及至少二开关连接所述电感，其特征在于所述控制电路包括：回授电路，用以检测所述输出电压产生回授信号；误差放大器连接所述回授电路，用以放大所述回授信号和一参考电压之间的差值产生第一误差信号；动态工作周期产生器，用以在被启动后根据第一检测信号提供补偿信号及产生第一信号；工作周期补偿器连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，用以根据所述补偿信号补偿所述第一误差信号产生第二误差信号；以及驱动电路连接所述误差放大器及动态工作周期产生器，用以根据所述第二误差信号和第一信号决定所述控制信号。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一检测信号与所述输入电压、输出电压、通过所述电感的电感电流及所述输出电压的变化量其中至少一个相关。3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述动态工作周期产生器包括：模拟数字转换器，用以将所述第一检测信号转换为所述补偿信号；以及数字模拟转换器连接所述模拟数字转换器，用以将所述补偿信号转换为所述第一信号。4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述工作周期补偿器包括：分压电路，用以根据所述补偿信号分压所述第一误差信号产生第一电压；电压电流转换器连接所述分压电路，用以将所述第一电压转换为电流；电阻连接在所述误差放大器及电压电流转换器之间，用以响应所述电流而产生一第二电压供调整所述第一误差信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括：第一比较器连接所述工作周期补偿器，用以比较所述第二误差信号及一锯齿波信号产生第一比较信号；第二比较器连接所述动态工作周期产生器，用以比较所述第一信号及锯齿波信号产生第二比较信号；以及逻辑电路连接所述第一比较器及第二比较器，用以根据所述第一及第二比较信号产生所述控制信号。6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，更包括模式选择器连接所述动态工作周期产生器，用以根据所述第一检测信号产生致能信号以启动所述动态工作周期产生器。7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，更包括模式选择器连接所述动态工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：林水木，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71