降压-升压开关调节电路及其调节方法技术

一种降压‑升压开关调节电路及其调节方法，降压‑升压开关调节方法包括：根据一输入电压与一输出电压输出一模式信号、根据模式信号输出多个三角波其中之一、比较一回授信号与一参考信号以产生一误差信号、比较误差信号与产生的三角波以输出一比较信号、以及根据比较信号产生一组开关信号。其中，回授信号相关于输出电压。模式信号表示为平转模式时产生的三角波的波形大于模式信号表示为变压模式时产生的三角波的波形。

【技术实现步骤摘要】
降压-升压开关调节电路及其调节方法
本专利技术涉及降压-升压的控制机制，特别涉及一种降压-升压开关调节电路及其调节方法。
技术介绍
电压转换电路常见于电子装置中，且其通过对输入电压进行升压或降压来提供负载所需的电压。在电压转换电路中，降压-升压(Buck-Boost)转换器能在较宽的电压变化范围内提供稳定的输出电压。降压-升压转换器是通过四个功率开关的切换经由电感储能与电容的滤波来将输入电压转换为输出电压。为了较宽的电压变化范围，降压-升压转换器可具有纯升压转换模式、纯降压转换模式，以及升降压转换模式。一般降压-升压转换器的控制机制是利用两个比较器将外部误差分别与两个相同波形但不同电平的三角波比较而得到四个功率开关的开关控制信号。当外部误差在两个三角波的下峰值电平之间时，降压-升压转换器为纯降压转换模式。当外部误差在两个三角波的上峰值电平之间时，降压-升压转换器为纯升压转换模式。当外部误差在高电平的三角波的下峰值电平与低电平的三角波的上峰值电平之间时，降压-升压转换器为降压-升压转换模式。
技术实现思路
然而，在降压-升压转换器的控制电路的设计上较为复杂，且在降压-升压转换模式下输出电压的噪声较大。有鉴于此，本专利技术提供一种降压-升压开关调节电路及其调节方法，其在平转模式下使用放大且降频的三角波做为比较基础来得到功率开关的状态，因而可得到线性输出，以避免控制机制在降压与升压间来回跳动，进而减少输出电压的噪声产生。在一实施例中，一种降压-升压开关调节电路，其包括：一模式检测单元、一波形产生器、一误差放大器、一比较器以及一脉宽调制电路。模式检测单元根据一输入电压与一输出电压输出一模式信号。波形产生器根据模式信号输出多个三角波其中之一。误差放大器比较一回授信号与一参考信号以产生一误差信号。对此，回授信号相关于输出电压。比较器比较误差信号与波形产生器输出的三角波以输出比较信号。脉宽调制电路根据比较信号产生一组开关信号。其中，波形产生器在模式信号表示为平转模式时所输出的三角波的波形大于在模式信号表示为变压模式时所输出的三角波的波形。在一实施例中，一种降压-升压开关调节方法，其包括：根据一输入电压与一输出电压输出一模式信号、根据模式信号产生多个三角波其中之一、比较一回授信号与一参考信号以产生一误差信号、比较误差信号与产生的三角波以输出一比较信号、以及根据比较信号产生一组开关信号。其中，回授信号相关于输出电压。在模式信号表示为平转模式时所输出的三角波的波形大于在模式信号表示为变压模式时所输出的三角波的波形。附图说明图1为根据本专利技术一实施例的降压-升压开关调节电路的示意图。图2为根据本专利技术一实施例的降压-升压开关调节方法的流程图。图3为一示范例的各信号的时序图。图4及图5为一示范例的电压转换电路进行降压运作的示意图。图6及图7为一示范例的电压转换电路进行升压运作的示意图。图8为图1的模式检测单元的一示范例的示意图。具体实施方式参照图1，降压-升压开关调节电路包括：一模式检测单元110、一波形产生器120、一误差放大器130、一比较器140、以及一脉宽调制(PWM)电路150。波形产生器120耦接在比较器140的第一输入端与模式检测单元110之间。比较器140的第二输入端耦接误差放大器130的输出端。比较器140的输出端耦接脉宽调制电路150的控制端。在一些实施例中，降压-升压开关调节电路可还包括：一电压转换电路160。电压转换电路160耦接在电压输入端Ni与电压输出端No之间。脉宽调制电路150的输出端耦接至电压转换电路160的控制端。参照图1及图2，模式检测单元110根据输入电压Vi与输出电压Vo输出一模式信号Sm(步骤S21)。在一些实施例中，模式检测单元110比较输入电压Vi与输出电压Vo之间的关系以得知电压转换电路160的运作模式，由此输出表示当前运作模式的模式信号Sm。其中，电压转换电路160的运作模式有平转模式(如，降压-升压转换模式)以及变压模式(如，纯降压转换模式、或纯升压转换模式)。在一示范例中，模式检测单元110可接收并检测输入电压Vi与输出电压Vo并据以来得知电压转换电路160当前的运作模式，如图1所示。在另一示范例中，模式检测单元110可接收并检测输入电压Vi的回授信号(如，输入电压Vi的分压)与输出电压Vo的回授信号(如，输出电压Vo的分压)并据以得知电压转换电路160当前的运作模式(图未示)。在另一示范例中，检测输入电压Vi的回授信号与输出电压Vo、或输入电压Vi与输出电压Vo的回授信号并据以得知电压转换电路160当前的运作模式(图未示)。在一些实施例中，波形产生器120接收模式信号Sm并根据模式信号Sm输出多个三角波其中的一种三角波Sr(步骤S22)。波形产生器120在模式信号Sm表示为平转模式(即电压转换电路160当前执行平转模式)时所输出的三角波Sr的波形会大于在模式信号Sm表示为变压模式(即电压转换电路160当前执行变压模式)时所输出的三角波Sr的波形。对此，不同运作模式所对应的这些三角波互不相同(如，频率不同或电平不同等)。在一些实施例中，不同运作模式所对应的这些三角波的斜面可具有大致上相同的斜率。误差放大器130的第一输入端接收一回授信号Sf，并且误差放大器130的第二输入端接收一参考信号Vr。误差放大器130会比较回授信号Sf与参考信号Vr，并根据回授信号Sf与参考信号Vr的比较结果产生一误差信号Se(步骤S23)。其中，回授信号Sf相关于输出电压Vo。参考信号Vr为来自一电压源的固定电压。在一些实施例中，降压-升压开关调节电路可还包括：一回授电路170，并且此回授电路170耦接在电压输出端No与误差放大器130的第一输入端之间。回授信号Sf可由回授电路170通过读取输出电压Vo而生成。在一示范例中，回授电路170可包括一分压电路，并对输出电压Vo进行分压来生成回授信号Sf。在一示范例中，回授电路170可包括一分压电路。分压电路耦接在电压输出端No与接地之间，电压输出端No的分压点(具有回授信号Sf)耦接至误差放大器(误差补偿器)130的第一输入端之间，以致使比较器140据以输出误差信号Se。比较器140的第一输入端接收波形产生器120所输出的三角波Sr，并且比较器140的第二输入端接收误差信号Se。对此，比较器140会比较接收到的误差信号Se与接收到的三角波Sr，并根据误差信号Se与三角波Sr的比较结果产生一比较信号Sc(步骤S24)。脉宽调制电路150接收比较信号Sc，并根据比较信号Sc产生一组开关信号Srd、开关信号Sld(步骤S25)。在一些实施例中，脉宽调制电路150能以逻辑电路实现。电压转换电路160接收输入电压Vi，并且根据开关信号Srd、开关信号Sld将输入电压Vi转换成输出电压Vo(步骤S26)。在一些实施例中，电压转换电路160可包括四个功率开关Q1、Q2、Q3、Q4以及一电感L。功率开关Q1的第一端耦接电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降压-升压开关调节电路，包括：/n一模式检测单元，根据一输入电压与一输出电压输出一模式信号；/n一波形产生器，根据该模式信号输出多个三角波其中之一，其中该波形产生器在该模式信号表示为一平转模式时所输出的三角波的波形大于在该模式信号表示为一变压模式时所输出的三角波的波形；/n一误差放大器，比较一回授信号与一参考信号以产生一误差信号，其中该回授信号相关于该输出电压；/n一比较器，比较该误差信号与该波形产生器输出的该三角波以输出一比较信号；以及/n一脉宽调制电路，根据该比较信号产生一组开关信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种降压-升压开关调节电路，包括：
一模式检测单元，根据一输入电压与一输出电压输出一模式信号；
一波形产生器，根据该模式信号输出多个三角波其中之一，其中该波形产生器在该模式信号表示为一平转模式时所输出的三角波的波形大于在该模式信号表示为一变压模式时所输出的三角波的波形；
一误差放大器，比较一回授信号与一参考信号以产生一误差信号，其中该回授信号相关于该输出电压；
一比较器，比较该误差信号与该波形产生器输出的该三角波以输出一比较信号；以及
一脉宽调制电路，根据该比较信号产生一组开关信号。


2.根据权利要求1所述的降压-升压开关调节电路，还包括：
一电压转换电路，根据该组开关信号将该输入电压转换成该输出电压。


3.根据权利要求1所述的降压-升压开关调节电路，其中，该多个三角波的斜面的斜率相同。


4.根据权利要求1所述的降压-升压开关调节电路，其中，该波形产生器在该模式信号表示为该平转模式时所输出的三角波的频率为在该模式信号表示为该变压模式时所输出的三角波的频率的一半。


5.根据权利要求1所述的降压-升压开关调节电路，其中，该变压模式包括一纯降压转换模式以及一纯升压转换模式，以及该波形产生器在该模式信号表示为该平转模式时所输出的三角波的振幅为在该模式信号表示为该纯降压转换模式时所输出的三角波的振幅与在该模式信号表示为该纯升压转换模式时所输出的三角波的振幅的加和，
并且在该模式信号表示为该纯降压转换模式时的三角波的电平低于在...

【专利技术属性】
技术研发人员：区威文，陈世杰，陈健生，郑闳轩，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71