利用数字调制的数字DC-DC转换器制造技术

利用一阶增量－求和调制，而不是Ａ／Ｄ转换来实现数字ＤＣ－ＤＣ转换器。在该ＤＣ－ＤＣ转换器中，ＰＷＭ发生器２１０根据输入ＰＷＭ信号将输入ＤＣ电压转换为预设电平的ＤＣ电压。转换器２２０将来自ＰＷＭ发生器２１０的ＤＣ电压转换为预设电平的电压。增量－求和调制器２３０根据预设参考电压Ｖｒｅｆ，将对应于转换器２２０输出电压Ｖｏｕｔ的反馈电压Ｖｆｄ转换为１比特数字电压Ｖｏ。计数器２４０通过增量－求和调制器２３０对１比特数字电压信号Ｖｏ中的逻辑１进行计数。延迟控制器２５０根据由计数器２４０计数的逻辑１的数量来控制高电平延迟时间，并且向ＰＷＭ发生器２１０传送具有该受控高电平延迟时间的ＰＷＭ信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用数字调制的数字DC-DC转换器，并且更具体地，涉及这样一种利用数字调制的数字DC-DC转换器，它利用一阶增量-求和(delta-sigma)调制实现，而不是A/D转换，因而在数字DC-DC转换器的全部电路中减少了模拟电路的比例，而增加了数字电路的比例，因此简化了数字DC-DC转换器的电路，同时易于设计该电路，从而提高该数字DC-DC转换器的效率。
技术介绍
为了正常地操作，大多数现代电子设备需要恒压源。数字DC-DC转换器通常用于向诸如超大规模集成电路(VLSI)或者芯片上系统电路的电路供应恒定的DC电压。数字DC-DC转换器将通过输出端子输出的模拟电压转换为数字输出电压，并随之将该数字输出电压与预设参考电压相比较，以将该输出电压调整至希望的电平。为了实现这一点，数字DC-DC转换器通常使用图1所示的脉冲宽度调制(PWM)控制器。图1是常规数字DC-DC转换器的框图。图1所示的常规数字DC-DC转换器是PWM数字DC-DC转换器，它包括电源开关110、整流器120、A/D转换器130、占空比升/降测定仪140以及PWM占空比控制器150。开关110根据输入开关信号导通/断开输入电压Vin，而整流器120对从电源开关110输出的电压进行整流。A/D转换器130将整流器120的模拟输出电压Vout转换为数字信号，而占空比升/降测定仪140根据来自A/D转换器130的数字信号来确定占空比的升/降。PWM占空比控制器150根据来自占空比升/降测定仪140的占空比升/降确定信号来控制电源开关110的开关，以进行占空比控制。常规DC-DC转换器通常采用利用快闪A/D转换器的数字方案，并且通过将输出电压与参考电压进行比较来调整输出电压Vout。由于DC-DC转换器的输出电压Vout是模拟的(信号)，因而DC-DC转换器使用A/D转换器130与诸如升/降测定仪140和PWM占空比控制器150的数字元器件部分接口。快闪A/D转换器通常用作A/D转换器130。
技术实现思路
然而，由于快闪A/D转换器需要复杂的模拟电路，因而常规DC-DC转换器的整体电路复杂，这使得设计与实现其电路变得困难，并且导致高功率损耗。因此，本专利技术已经考虑到上面的问题，并且本专利技术的目标是提供利用数字调制的数字DC-DC转换器，它利用一阶增量-求和(delta-sigma)调制来实现，而不是A/D转换，因而在数字DC-DC转换器的总体电路中减少了模拟电路的比例，而增加了数字电路的比例，因此简化了数字DC-DC转换器的电路，同时易于设计该电路，从而提高了该数字DC-DC转换器的效率。根据本专利技术，可通过提供利用数字调制的数字DC-DC转换器来实现上述和其它目标，该转换器包括用于根据输入PWM信号将输入DC电压转换为预设电平的DC电压的PWM发生器；用于将从PWM发生器输出的DC电压转换为预设电平的电压的转换部分；用于根据预设参考电压将与该转换部分的输出电压相对应的反馈电压Vfd转换为1比特数字电压的增量-求和调制器；用于在预定比特单位的基础上对于在从增量-求和调制器输出的1比特数字电压信号中所包括的逻辑1进行计数的计数器；以及延迟控制器，用于根据该计数器计数的逻辑1的数量来控制高电平延迟时间，并且向PWM发生器传送具有受控高电平延迟时间的PWM信号。该数字DC-DC转换器利用一阶增量-求和(delta-sigma)调制而不是A/D转换来实现，因而在数字DC-DC转换器的总体电路中减少了模拟电路的比例，而增加了数字电路的比例，因此简化了数字DC-DC转换器的电路，同时易于设计该电路，从而提高了该数字DC-DC转换器的效率。附图说明通过下面的详细说明并结合附图，可以更加清楚地理解本专利技术的上述和其它目标、特征以及其它优点，其中图1是常规数字DC-DC转换器的框图；图2是根据本专利技术的数字DC-DC转换器的框图；图3是图2所示的一阶增量-求和调制器的电路；图4是表示具有两个相位的第一和第二非交迭时钟信号的波形的示意图；图5是当参考电压Vref固定时，根据本专利技术的DC-DC转换器的输出电压Vout的特性图；以及图6a和6b是当参考电压Vref突变时，根据本专利技术的DC-DC转换器的输出电压Vout的特性图。具体实施例方式下面将参考附图详细说明本专利技术的优选实施例。图2是根据本专利技术的数字DC-DC转换器的框图。如图2所示，根据本专利技术的数字DC-DC转换器包括PWM发生器210、转换器220、增量-求和调制器230、计数器240以及延迟控制器250。PWM发生器210根据输入的PWM信号将输入DC电压转换为预设电平的DC电压。转换器220将从PWM发生器210输出的DC电压转换为预设电平的电压。增量-求和调制器230根据预设参考电压Vref将对应于转换器220的输出电压Vout的反馈电压Vfd转换为1比特数字电压Vo。计数器240在预定比特单位的基础上，对在从增量-求和调制器230输出的1比特数字电压信号Vo中所包括的逻辑1进行计数。延迟控制器250根据由计数器240计数的逻辑1的数量来控制高电平延迟时间，并且向PWM发生器210传送具有受控高电平延迟时间的PWM信号。图3是图2所示一阶增量-求和调制器230的电路图。如图3所示，增量-求和调制器230包括开关电容器部分231、积分器232、比较器233以及D/A转换器234。开关电容器部分231根据具有两个相位的第一和第二非交迭时钟信号SC1和SC2进行开关，以对反馈电压Vfd和D/A转换器234的输出电压VA的每一个进行采样。积分器232对于由开关电容器部分231采样的每一电压进行积分。比较器233比较从积分器232输出的电压和预设参考电压Vref，并且输出具有逻辑状态“1”或“0”的1比特数字电压Vo。D/A转换器234根据数字电压Vo的逻辑状态将从比较器233输出的数字电压Vo转换为预设模拟电压VA，并将模拟电压VA传送给开关电容器部分231。增量-求和调制器230以一阶增量-求和调制器来实现，其输出1比特数字电压信号“1”或“0”，并且在用于将输入模拟电压转换为数字电压时与常规1比特A/D转换器具有相同的功能。图4表示具有两个相位的第一与第二非交迭时钟信号SC1和SC2的波形。第一时钟信号SC1由占空比小于50％的脉冲构成，而第二时钟信号SC2也由占空比小于50％的脉冲构成。当第一时钟信号SC1处于低电平时第二时钟信号SC2处于高电平，因此第一和第二时钟信号SC1和SC2并不交迭。如图3所示，开关电容器部分231包括电容器C1、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3以及第四开关SW4。第一开关SW1根据第一时钟信号SC1导通/断开，以选择性地将电容器C1与开关电容器部分231的输入端相连接，通过该输入端接收反馈电压Vfd。通过电容器C1与第一开关SW1连接的第二开关SW2根据第一时钟信号SC1导通/断开，以选择性地将电容器C1与参考电压Vref相连接。第三开关SW3根据第二时钟信号SC2导通/断开，以选择性地将第一开关SW1和电容器C1之间的连接点与D/A转换器234的输出端相连接。第四开关SW4根据第二时钟开关SC2导通/断开，以选择性地将电容器C1与开关电容器部分231本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用数字调制的数字ＤＣ－ＤＣ转换器，包括：ＰＷＭ发生器，用于根据输入ＰＷＭ信号将输入ＤＣ电压转换为预设电平的ＤＣ电压；转换部分，用于将从所述ＰＷＭ发生器输出的ＤＣ电压转换为预设电平的电压；增量－求和调制器，用于根 据预设参考电压将与所述转换部分的输出电压相对应的反馈电压Ｖｆｄ转换为１比特数字电压；计数器，用于在预定比特单位的基础上，对于在从所述增量－求和调制器输出的１比特数字电压信号中所包括的逻辑１进行计数；以及延迟控制器，用于根据所 述计数器计数的逻辑１的数量来控制高电平的延迟时间，并且向所述ＰＷＭ发生器传送具有该受控高电平延迟时间的ＰＷＭ信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢正真，朴成镇，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]