数字稳压控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种数字稳压控制系统及其方法，其系统包括具有多个不连续转换率的可调式切换电容式转换电路、差值产生器、数字控制器以及转换率控制器，且彼此互相连接而形成闭回路系统。可调式切换电容式转换电路包括接收输入电压的输入端、接收转换率信号的转换率控制端以及输出输出电压的输出端，差值产生器则比较输出电压与外部参考电压而得出差值电压，接着传输其至数字控制器，数字控制器则据此输出数字控制信号至转换率控制器。转换率控制器根据数字控制信号输出相应的转换率信号至转换率控制端，可调式切换电容式转换电路据此调整输出电压。

Digital Voltage Stabilization Control System and Its Method

【技术实现步骤摘要】
数字稳压控制系统及其方法
本专利技术关于一种稳压系统，特别是关于一种利用数字方式控制的数字稳压控制系统及其方法。
技术介绍
各个电子装置皆有特定电压的需求，因此需要设置一稳压器调整电压。常见的稳压器包含降压型稳压器、升压型稳压器以及全桥型稳压器，前述的稳压器皆具有开关元件，并调整开关元件切换的时间，例如利用脉波宽度调变(PulseWidthModulation)，来产生所需的电压。然而，上述稳压器也受限于开关的切换时间限制，从而限制稳压器的电压调整的范围。为了解决上述问题，本专利技术的专利技术者思索并设计一种数字稳压控制系统及其方法，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
技术实现思路
有鉴于上述现有的问题，本专利技术的目的在于提供一种数字稳压控制系统及其方法，用以解决现有技术中所面临的问题。基于上述目的，本专利技术提供一种数字稳压控制系统，其包括可调式切换电容式转换电路、差值产生器、数字控制器以及转换率控制器，可调式切换电容式转换电路连接差值产生器，差值产生器接着连接数字控制器，数字控制器再接着连接转换率控制器，最后转换率控制器连接可调式切换电容式转换电路而形成闭回路系统，以更稳定地调整电压，且电压的调整范围则由转换率信号控制而非开关的切换时间。可调式切换电容式转换电路具有多个不连续的转换率，并包括输入端、转换率控制端以及输出端，输入端接收输入电压，输出端输出输出电压，转换率控制端接收转换率信号，而可调式切换电容式转换电路系根据转换率信号设定使用多个不连续的转换率的其中一个，并根据所使用的转换率将输入电压转换成输出电压。差值产生器连接输出端，并比较输出电压与外部参考电压而得出差值电压，且传输差值电压至数字控制器，数字控制器根据接收的差值电压而输出数字控制信号，接着传输数字控制信号至转换率控制器，最后，转换率控制器根据接受的数字控制信号输出相应的转换率信号至转换率控制端，可调式切换电容式转换电路根据转换率信号选择多个不连续的转换率的其中一个调整输出电压。较佳地，可调式切换电容式转换电路为高解析度切换电容式转换电路。较佳地，当差值电压大于零时，数字控制器根据差值电压输出具有降低电压信息的数字控制信号，而转换率控制器依据具有降低电压信息的数字控制信号，输出具有降低倍数的转换率信号。较佳地，当差值电压小于零时，数字控制器根据差值电压输出具有升高电压信息的数字控制信号，而转换率控制器依据具有升高电压信息的数字控制信号，输出具有放大倍数的转换率信号。较佳地，当差值电压等于零时，数字控制器输出具有维持固定电压信息的数字控制信号，转换率控制器输出其数值为1的转换率信号。较佳地，可调式切换电容式转换电路更包括输出取样滤波器，输出取样滤波器连接于输出端和差值产生器之间，且输出取样滤波器替输出电压滤波，从而减少噪声干扰。较佳地，差值产生器包括模拟数字转换元件和减法元件，模拟数字转换元件连接输出取样滤波器，以将滤波后的输出电压转换成数字输出电压，减法元件连接于模拟数字转换元件和数字控制器之间，并将数字输出电压与外部参考电压相减而得出差值电压。较佳地，转换率控制器包括转换率选择表和逻辑控制元件，转换率选择表连接数字控制器，并根据接收的数字控制信号选择相应的转换率信号，逻辑控制元件连接于转换率选择表和转换率控制端之间，以将转换率信号传送至转换率控制端。基于上述目的，本专利技术提供一种数字稳压控制方法，其包括：(1)利用具有多个不连续的转换率的可调式切换电容式转换电路的输入端接收输入电压，且可调式切换电容式转换电路具有转换率控制端以及输出端，输出端输出输出电压，转换率控制端接收转换率信号。(2)接着利用差值产生器比较输出电压与外部参考电压，以得出差值电压。(3)利用数字控制器接收差值电压，从而输出数字控制信号。(4)最后，利用转换率控制器接受数字控制信号，从而根据数字控制信号输出相应的转换率信号至转换率控制端，可调式切换电容式转换电路依据根据转换率信号设定使用多个不连续的转换率的其中一个，并根据所使用的转换率调整输出电压。较佳地，更包含设置输出取样滤波器于输出端和差值产生器间，以替输出电压滤波，且差值产生器包括模拟数字转换元件和减法元件，连接输出取样滤波器和模拟数字转换元件，以将滤波后的输出电压转换为数字输出电压，接着利用减法元件将数字输出电压与外部参考电压相减而得出差值电压。较佳地，转换率控制器更包括转换率选择表和逻辑控制元件，连接数字控制器和转换率选择表，以根据数字控制信号选择相应的转换率信号，接着利用逻辑控制元件将转换率信号传送至转换率控制端。承上所述，本专利技术的数字稳压控制系统及其方法，其可具有一或多个下述优点：(1)本专利技术的数字稳压控制系统及其方法，利用数字控制器和转换率控制器输出转换率信号至可调式切换电容式转换电路，而非调整开关切换的时间，因此，电压的调整范围不受限于开关切换的时间，以更稳定地调整输出电压。(2)本专利技术的数字稳压控制系统及其方法，利用数字方式调整转换率，与模拟方式调整电压相比更为简单。附图说明图1为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第一实施例的方块图。图2为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第一实施例的可调式切换电容式转换电路图。图3为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第一实施例的差值电压的判断流程图。图4为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第二实施例的方块图。图5为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第二实施例的可调式切换电容式转换电路的小信号分析电路图。图6为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第二实施例的可调式切换电容式转换电路的平均信号分析电路图。图7为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第二实施例的数字控制器图。图8为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第三实施例的流程图。符号说明：10：可调式切换电容式转换电路11：输入端12：输出端13：转换率控制端14：输出取样滤波器20：差值产生器21：模拟数字转换元件22：减法元件30：数字控制器31：最低有效位校准元件40：转换率控制器41：转换率选择表42：逻辑控制元件COUT：电容CR：转换率信号Gcr(s)、Gio(s)、GPID(z)：转移函数KD：微分比例参数KI：积分比例参数KP：比例增益参数L：放大倍数MK：维持固定电压信息ML：升高电压信息MS：降低电压信息RL：负载电阻ROUT：等效电阻S：降低倍数SD：数字控制信号VD：数字输出电压VERR：差值电压VIN：输入电压VOUT：输出电压VREF：外部参考电压S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10：流程S21、S22、S23、S24：步骤具体实施方式本专利技术的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本专利技术可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属
具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本专利技术的范畴，且本专利技术将仅为所附加的申请专利范围所定义。如图1和图2所示，其为本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第一实施例的方块图和本专利技术的数字稳压控制系统及其方法的第一实施例的可调式切换电容式转换电路图。于此实施例中，本专利技术的数字稳压控制系统包括可调式切换电容式转换电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字稳压控制系统，其特征在于，所述的系统包括：一可调式切换电容式转换电路，具有多个不连续的转换率，并包括一输入端、一转换率控制端以及一输出端，所述输入端接收一输入电压，所述输出端输出一输出电压，所述转换率控制端接收一转换率信号，而所述可调式切换电容式转换电路根据所述转换率信号设定使用所述多个不连续的转换率的其中一个，并根据所使用的转换率将所述输入电压转换成所述输出电压；一差值产生器，连接所述输出端，并比较所述输出电压与一外部参考电压而得出一差值电压；一数字控制器，连接所述差值产生器以接收所述差值电压，从而输出一数字控制信号；以及一转换率控制器，连接于所述可调式切换电容式转换电路和所述数字控制器之间，并接收所述数字控制信号，并根据所述数字控制信号输出相应的所述转换率信号至所述可调式切换电容式转换电路。

【技术特征摘要】
2018.03.01 TW 1071067651.一种数字稳压控制系统，其特征在于，所述的系统包括：一可调式切换电容式转换电路，具有多个不连续的转换率，并包括一输入端、一转换率控制端以及一输出端，所述输入端接收一输入电压，所述输出端输出一输出电压，所述转换率控制端接收一转换率信号，而所述可调式切换电容式转换电路根据所述转换率信号设定使用所述多个不连续的转换率的其中一个，并根据所使用的转换率将所述输入电压转换成所述输出电压；一差值产生器，连接所述输出端，并比较所述输出电压与一外部参考电压而得出一差值电压；一数字控制器，连接所述差值产生器以接收所述差值电压，从而输出一数字控制信号；以及一转换率控制器，连接于所述可调式切换电容式转换电路和所述数字控制器之间，并接收所述数字控制信号，并根据所述数字控制信号输出相应的所述转换率信号至所述可调式切换电容式转换电路。2.如权利要求1所述的数字稳压控制系统，其特征在于，所述可调式切换电容式转换电路为高解析度切换电容式转换电路。3.如权利要求1所述的数字稳压控制系统，其特征在于，当所述差值电压大于零时，所述数字控制器根据所述差值电压输出具有一降低电压信息的所述数字控制信号，而所述转换率控制器依据具有所述降低电压信息的所述数字控制信号，输出具有一降低倍数的所述转换率信号。4.如权利要求1所述的数字稳压控制系统，其特征在于，当所述差值电压小于零时，所述数字控制器根据所述差值电压输出具有一升高电压信息的所述数字控制信号，而所述转换率控制器依据具有所述升高电压信息的所述数字控制信号，输出具有一放大倍数的所述转换率信号。5.如权利要求1所述的数字稳压控制系统，其特征在于，当所述差值电压等于零时，所述数字控制器输出具有一维持固定电压信息的所述数字控制信号，所述转换率控制器输出其数值为1的所述转换率信号。6.如权利要求1所述的数字稳压控制系统，其特征在于，所述可调式切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢仲铭，许伟展，
申请(专利权)人：新唐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71