升压转换器制造技术

一种升压转换器，包含电感器与二极管，电性串联于输入电压与输出电压之间；电晶体，电性耦接至电感器与二极管的互连节点；及控制器，根据暂态模式与估计负载电流，以控制电晶体的切换。在离开轻至重负载暂态模式之前，输出电压具有至少一个第一谷点，其值为暂态电压临界；接着具有至少一个第二谷点，其值高于第一谷点。一谷点。一谷点。

【技术实现步骤摘要】
升压转换器


[0001]本专利技术是有关一种升压转换器，特别是一种具有快速暂态反应的升压转换器。

技术介绍

[0002]升压转换器(boost converter)为直流至直流(DC
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to
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DC)电源转换器的一种，用以将输入电压提升为输出电压。升压转换器属于一种切换模式(switched
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mode)电源供应器。
[0003]升压转换器可用于背光面板(例如微型发光二极管(mini
‑
LED)背光面板)的驱动器。由于微型发光二极管背光面板的暂态(transient)改变快速，因此需要使用具有快速暂态反应的升压转换器。
[0004]佩雷兹(Peretz)等人提出一种具有快速暂态反应的升压转换器，揭示于“用于非直接能量转换的直流至直流转换器的硬件有效可程序化
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偏差控制器(Hardware
‑
Efficient Programmable
‑
Deviation Controller for Indirect Energy Transfer DC
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DC Converters)”，美国电机电子工程师学会电源电子会报(IEEE Transactions on Power Electronics)，第30册，第6号，第3376～3388页，2015年6月，其内容视为本说明书的一部份。然而，佩雷兹的升压转换器使用查表(lookup table)储存固定系数，用以控制负载暂态，因而产生振荡而减缓负载暂态。
[0005]因此亟需提出一种新颖机制，用以有效控制升压转换器的负载暂态。

技术实现思路

[0006]鉴于上述，本专利技术实施例的目的之一在于提出一种具有快速暂态反应的升压转换器，可避免有害的振荡且可有效加速轻至重负载暂态。
[0007]根据本专利技术实施例，升压转换器包含电感器、二极管、电晶体及控制器。电感器与二极管电性串联于输入电压与输出电压之间。电晶体电性耦接至电感器与二极管的互连节点。控制器根据暂态模式与估计负载电流，以控制电晶体的切换。在离开轻至重负载暂态模式之前，输出电压具有至少一个第一谷点，其值为暂态电压临界；接着具有至少一个第二谷点，其值高于第一谷点。
[0008]较佳地，更包含：电容器，电性连接于该输出电压与地之间。
[0009]较佳地，更包含：暂态侦测器，借由比较该输出电压与稳态窗以侦测该暂态模式，其中该稳态窗介于上边界与下边界之间。
[0010]较佳地，更包含：电流估计器，根据该输出电压的变化以产生该估计负载电流。
[0011]较佳地，该估计负载电流是根据该轻至重负载暂态模式的开始期间的输出电压的斜率而产生。
[0012]较佳地，当电感电流大于该估计负载电流，经过预设时间后的该输出电压记录为该暂态电压临界。
[0013]较佳地，该控制器在该轻至重负载暂态模式当中执行以下步骤：(a)当侦测到该轻
至重负载暂态模式，开启该电晶体；(b)当电感电流大于该估计负载电流且该输出电压低于该暂态电压临界，关闭该电晶体；及(c)当该电感电流低于该估计负载电流且该输出电压高于该下边界，离开该轻至重负载暂态模式，否则回至步骤(b)。
[0014]较佳地，该稳态窗具有延伸下边界，其低于该下边界，两者之间具有预设差值；如果该输出电压低于该下边界但高于该延伸下边界，则以适应暂态电压临界置换该暂态电压临界，其中该适应暂态电压临界高于该暂态电压临界，两者之间具有预设差值。
[0015]较佳地，该第二谷点的值为该适应暂态电压临界。
[0016]较佳地，更提供适应负载电流，其高于该估计负载电流，两者之间具有预设差值；如果电感电流高于该适应负载电流，则该控制器关闭该电晶体。
[0017]较佳地，该适应负载电流是根据该下边界与该暂态电压临界而得到。
[0018]较佳地，该第二谷点与该暂态电压临界之间的差值小于该稳态窗的高度。
[0019]借由上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点效果：本专利技术升压转换器能够避免有害的振荡且可有效加速轻至重负载暂态。
附图说明
[0020]图1显示本专利技术实施例的具有快速暂态反应的升压转换器的方框图。
[0021]图2A显示本专利技术实施例的升压转换器的轻至重负载暂态模式的流程图。
[0022]图2B例示轻至重负载暂态模式的相关信号的波形图。
[0023]图3A显示本专利技术实施例的升压转换器的重至轻负载暂态模式的流程图。
[0024]图3B例示重至轻负载暂态模式的相关信号的波形图。
[0025]图4例示本专利技术另一实施例升压转换器的轻至重负载暂态模式的相关信号的波形图。
[0026]图5例示升压转换器在轻至重负载暂态模式未使用延伸下边界、适应暂态电压临界的相关信号的波形图。
[0027]图6例示本专利技术又一实施例升压转换器的轻至重负载暂态模式的相关信号的波形图。
[0028]【主要元件符号说明】
[0029]100：升压转换器
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11：暂态侦测器
[0030]12：电流估计器
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13：控制器
[0031]14：感测放大器
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21：轻至重负载暂态模式
[0032]22：产生Ith
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23：开启电晶体
[0033]24：IL>Ith？
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25：Vo<Vth？
[0034]26：关闭电晶体
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27：IL<Ith？
[0035]28：Vo>VL？
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31：重至轻负载暂态模式
[0036]32：产生Ith
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33：关闭电晶体
[0037]34：Vo<VH？
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35：开启电晶体
[0038]36：IL>Ith？
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Vi：输入电压
[0039]Vo：输出电压
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R：电阻器
[0040]L：电感器
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D：二极管
[0041]M：电晶体
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C：电容器
[0042]TR：暂态模式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升压转换器，其特征在于，包含：电感器与二极管，电性串联于输入电压与输出电压之间；电晶体，电性耦接至该电感器与该二极管的互连节点；及控制器，根据暂态模式与估计负载电流，以控制该电晶体的切换；其中在离开轻至重负载暂态模式之前，该输出电压具有至少一个第一谷点，其值为暂态电压临界；接着具有至少一个第二谷点，其值高于该第一谷点。2.根据权利要求1所述的升压转换器，其特征在于，更包含：电容器，电性连接于该输出电压与地之间。3.根据权利要求1所述的升压转换器，其特征在于，更包含：暂态侦测器，借由比较该输出电压与稳态窗以侦测该暂态模式，其中该稳态窗介于上边界与下边界之间。4.根据权利要求3所述的升压转换器，其特征在于，更包含：电流估计器，根据该输出电压的变化以产生该估计负载电流。5.根据权利要求4所述的升压转换器，其特征在于，该估计负载电流是根据该轻至重负载暂态模式的开始期间的输出电压的斜率而产生。6.根据权利要求1所述的升压转换器，其特征在于，当电感电流大于该估计负载电流，经过预设时间后的该输出电压记录为该暂态电压临界。7.根据权利要求3所述的升压转换器，其特征在于，该控制器在该轻至重负载暂态...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊彦，蔡建泓，黄嘉玄，吴登贵，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：