直流-直流转换电路及其时间信号产生器制造技术

本发明专利技术公开了一种直流‑直流转换电路及其时间信号产生器。时间信号产生器产生时间信号以使直流对直流转换电路将输入电压转换为输出电压。直流对直流转换电路耦接负载并有负载电流流经负载。时间信号产生器包括模拟数字转换单元、补偿单元、计数单元、比较单元及逻辑单元。模拟数字转换单元分别接收输出电压、输入电压及负载电流并分别转换为相对应的数字信号。补偿单元分别接收该些数字信号并进行运算处理，以产生补偿信号。计数单元依据时钟信号与触发信号来提供计数信号。比较单元接收补偿信号与计数信号以提供比较信号。逻辑单元接收触发信号与比较信号以提供时间信号。本发明专利技术可有效提升直流对直流转换电路运作于重载稳态时的电源转换效率。

DC-DC converter and its time signal generator

【技术实现步骤摘要】
直流-直流转换电路及其时间信号产生器
本专利技术与直流对直流转换电路有关，特别是关于一种直流-直流转换电路及其时间信号产生器。
技术介绍
当具有恒定导通时间的直流对直流转换电路运作于重载稳态时，由于其导通时间为恒定，为了抵消电路中的元件寄生电阻造成的电源转换损耗，其提供的时间信号的间隔时间会缩短(如图1A中的关断导通时间的间隔时间由TOFF1缩短为TOFF2所示)，开关切换周期变短，而通过输出电感的电感电流的平均值则会变大(如图1B中的电感电流由Iind1变为Iind2所示)。然而，时间信号的周期变短，代表着直流对直流转换电路的输出级的开关频率增加，导致直流对直流转换电路运作于重载稳态时的电源转换效率变差，此一缺点亟待克服。
技术实现思路
本专利技术提供一种直流-直流转换电路及其时间信号产生器，以解决现有技术所述及的问题。本专利技术的一较佳具体实施例为一种时间信号产生器。于此实施例中，时间信号产生器产生时间信号以使直流对直流转换电路将输入电压转换为输出电压。直流对直流转换电路耦接负载，并有负载电流流经负载。时间信号产生器包括模拟数字转换单元、补偿单元、计数单元、比较单元及逻辑单元。模拟数字转换单元分别接收该输出电压、该输入电压及该负载电流，并分别转换为数字输入电压信号、数字输出电压信号及数字负载电流信号。补偿单元分别接收该数字输出电压信号、该数字输入电压信号及该数字负载电流信号，且对该数字输出电压信号、该数字输入电压信号及该数字负载电流信号进行运算处理，以产生补偿信号。计数单元依据时钟信号与触发信号来提供计数信号。比较单元接收该补偿信号与该计数信号以提供比较信号。逻辑单元接收该触发信号与该比较信号以提供该时间信号。在本专利技术的一实施例中，该时间信号与该数字输入电压信号、该数字输出电压信号及该数字负载电流信号有关。在本专利技术的一实施例中，于重载期间，流经该负载的该负载电流增加，致使与该负载电流相关的该数字负载电流信号增加。该补偿单元所产生的该补偿信号及该比较单元所提供的该比较信号也随之增加。在本专利技术的一实施例中，该补偿单元包括第一乘法器、第二乘法器、加法器及除法器。第一乘法器用以将该数字负载电流信号乘以第一常数而得到第一乘积。第二乘法器用以将该数字输入电压信号乘以第二常数而得到第二乘积。加法器耦接该第一乘法器，用以将该数字输出电压信号加上该第一乘积而得到总和值。除法器耦接该加法器及该第二乘法器，用以将该总和值除以该第二乘积而得到该补偿信号。在本专利技术的一实施例中，该时间信号也随着该总和值增加，且该时间信号的增加量与该数字负载电流信号的增加量有关。在本专利技术的一实施例中，补偿单元包括第一乘法器、第二乘法器、第一除法器、第二除法器及加法器。第一乘法器用以将该数字负载电流信号乘以第一常数而得到第一乘积。第二乘法器用以将该数字输入电压信号乘以第二常数而得到第二乘积。第一除法器耦接该第一乘法器及该第二乘法器，用以将该负载电流信号除以该第二乘积而得到第一商值。第二除法器耦接该第二乘法器，用以将该数字输出电压除以该第二乘积而得到第二商值。加法器耦接该第一除法器及该第二除法器，用以相加该第一商值与该第二商值而得到该补偿信号。本专利技术的另一较佳具体实施例为一种直流-直流转换电路。于此实施例中，直流-直流转换电路将输入电压转换为输出电压。直流-直流转换电路耦接负载，并有负载电流流经负载。直流-直流转换电路包括输出级、驱动电路、回授电路及时间信号产生器。输出级耦接负载，接收至少一驱动信号以将输入电压转换为输出电压。驱动电路耦接输出级，根据时间信号产生至少一驱动信号。回授电路耦接输出级，根据输出电压产生触发信号。时间信号产生器耦接于回授电路及驱动电路之间，接收输入电压、输出电压、负载电流及触发信号，以产生时间信号。时间信号产生器包括补偿单元，分别接收与输出电压相关的数字输出电压信号、输入电压相关的一数字输入电压信号及负载电流相关的一数字负载电流信号，且对数字输出电压信号、数字输入电压信号及数字负载电流信号进行运算处理，以产生补偿信号，并根据补偿信号提供时间信号。在本专利技术的一实施例中，时间信号产生器还包括模拟数字转换单元，耦接补偿单元，分别接收输出电压、输入电压及负载电流，并分别转换为数字输出电压信号、数字输入电压信号及数字负载电流信号。在本专利技术的一实施例中，时间信号与数字输入电压信号、数字输出电压信号及数字负载电流信号有关。在本专利技术的一实施例中，于重载期间，流经负载的负载电流增加，致使与负载电流相关的数字负载电流信号增加，补偿单元所产生的补偿信号也随之增加。相较于现有技术，本专利技术的直流-直流转换电路及其时间信号产生器能够通过与负载电流相关的补偿信号来调整其提供的时间信号，因此，当直流对直流转换电路运作于重载稳态而使得负载电流增加时，本专利技术的时间信号产生器时间信号所提供的时间信号的导通时间也随之增加，由以维持直流对直流转换电路的开关频率恒定而提升直流对直流转换电路运作于重载稳态时的电源转换效率。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附附图得到进一步的了解。附图说明图1A为现有的直流对直流转换电路提供的脉宽调变信号的关断时间及周期在重载稳态下会缩短的示意图。图1B为现有的直流对直流转换电路的电感电流的平均值在重载稳态下会变大且其周期会变短的示意图。图2为本专利技术的一较佳具体实施例中的时间信号产生器应用于直流对直流转换电路的示意图。图3为图2中的时间信号产生器的功能方块图。图4A为数字式的时间信号产生器的一实施例。图4B为数字式的时间信号产生器的另一实施例。图5A及图5B分别为现有的数字式时间信号产生器与本专利技术的数字式时间信号产生器在轻载稳态下所提供的时间信号的示意图。图5C及图5D分别为现有的数字式时间信号产生器与本专利技术的数字式时间信号产生器在重载稳态下的所提供的时间信号的示意图。主要元件符号说明：Ton1、Ton2：时间信号Toff1、Toff2：关断时间的长度Iind1、Iind2：电感电流2：直流对直流转换电路1：时间信号产生器10：模拟数字转换单元11：补偿单元12：计数单元14：比较单元16：逻辑单元DR：驱动电路OS：输出级LD：负载FB：回授电路CLK：时钟信号TR：触发信号GND：接地电压SVout：数字输出电压信号Vout：输出电压SVin：数字输入电压信号Vin：输入电压SIL：数字负载电流信号IL：负载电流S1：补偿信号S2：计数信号S3：比较信号Ton：时间信号DS1：第一驱动信号DS2：第二驱动信号M1：第一乘法器M2：第二乘法器DIV：除法器DIV1：第一除法器DIV2：第二除法器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时间信号产生器，产生一时间信号以使一直流对直流转换电路将一输入电压转换为一输出电压，上述直流对直流转换电路耦接一负载，并有一负载电流流经上述负载，其特征在于，上述时间信号产生器包括：/n一模拟数字转换单元，分别接收上述输出电压、上述输入电压及上述负载电流，并分别转换为一数字输出电压信号、一数字输入电压信号及一数字负载电流信号；/n一补偿单元，分别接收上述数字输出电压信号、上述数字输入电压信号及上述数字负载电流信号，且对上述数字输出电压信号、上述数字输入电压信号及上述数字负载电流信号进行一运算处理，以产生一补偿信号；/n一计数单元，依据一时钟信号与一触发信号来提供一计数信号；/n一比较单元，接收上述补偿信号与上述计数信号以提供一比较信号；以及/n一逻辑单元，接收上述触发信号与上述比较信号以提供上述时间信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种时间信号产生器，产生一时间信号以使一直流对直流转换电路将一输入电压转换为一输出电压，上述直流对直流转换电路耦接一负载，并有一负载电流流经上述负载，其特征在于，上述时间信号产生器包括：
一模拟数字转换单元，分别接收上述输出电压、上述输入电压及上述负载电流，并分别转换为一数字输出电压信号、一数字输入电压信号及一数字负载电流信号；
一补偿单元，分别接收上述数字输出电压信号、上述数字输入电压信号及上述数字负载电流信号，且对上述数字输出电压信号、上述数字输入电压信号及上述数字负载电流信号进行一运算处理，以产生一补偿信号；
一计数单元，依据一时钟信号与一触发信号来提供一计数信号；
一比较单元，接收上述补偿信号与上述计数信号以提供一比较信号；以及
一逻辑单元，接收上述触发信号与上述比较信号以提供上述时间信号。


2.根据权利要求1所述的时间信号产生器，其特征在于，上述时间信号与上述数字输入电压信号、上述数字输出电压信号及上述数字负载电流信号有关。


3.根据权利要求1所述的时间信号产生器，其特征在于，于重载期间，流经上述负载的上述负载电流增加，致使与上述负载电流相关的上述数字负载电流信号增加，上述补偿单元所产生的上述补偿信号及上述比较单元所提供的上述比较信号也随之增加。


4.根据权利要求1所述的时间信号产生器，其特征在于，上述补偿单元包括：
一第一乘法器，用以将上述数字负载电流信号乘以一第一常数而得到一第一乘积；
一第二乘法器，用以将上述数字输入电压信号乘以一第二常数而得到一第二乘积；
一加法器，耦接上述第一乘法器，用以将上述数字输出电压信号加上上述第一乘积而得到一总和值；以及
一除法器，耦接上述加法器及上述第二乘法器，用以将上述总和值除以上述第二乘积而得到上述补偿信号。


5.根据权利要求4所述的时间信号产生器，其特征在于，上述时间信号也随着上述总和值增加，且上述时间信号的增加量与上述数字负载电流信号的增加量有关。


6.根据权利要求1所述的时间信号产生器，其特征在于，上述补偿单元包括：
一第一乘法器，用以将上述数字负载电流信号乘以一第一常数而得到一第一乘积；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志廉，洪伟修，
申请(专利权)人：力智电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71