一种控制电路包含脉冲宽度调制控制电路和脉冲跳跃控制电路。所述脉冲宽度调制控制电路控制切换式开关电路，使其以脉冲宽度调制的方式将电流输出到输出电路和负载电路。所述脉冲跳跃控制电路用以控制所述脉冲宽度调制控制电路的运作。当所述切换式开关电路的输出电流降到阈值时，所述脉冲跳跃控制电路停止所述脉冲宽度调制控制电路的运作，而当所述输出电路的输出电压降到阈值时，所述脉冲跳跃控制电路恢复所述脉冲宽度调制控制电路的运作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种切换式电压调节器(switching voltage regulator),尤其涉及一种在 轻载时可提高输出效率的切换式电压调节器。
技术介绍
电压调节器是一种将输入电压转换成稳定输出电压的装置，其一般可分为线性式电 压调节器和切换式电压调节器。线性式电压调节器利用无源元件，如可变电阻器，从输 入端将连续电流供应到输出端。切换式电压调节器利用一对串联的晶体管，以交互启动 所述晶体管的方式将电流供应到输出端。由于线性式电压调节器的功率效率(power efficiency)太低，因此目前应用于手提 计算机、移动电话等移动电子设备所需的电源供应装置多以切换式电压调节器为主。图l是常规的切换式电压调节器。所述切换式电压调节器10包含切换式开关电路20、 输出电路30、回馈电路35、脉冲宽度调制控制电路40和补偿电路47。所述切换式开关电 路20包含高位端晶体管21和低位端晶体管22。所述高位端晶体管21的源极连接到输入电 压。所述低位端晶体管22的源极接地，其漏极连接到所述高位端晶体管21的漏极。所述 输出电路30包含电感器L1、电容器C1和所述电容器的寄生电阻器R1。所述电感器L1、 电容器C1和寄生电阻器R1形成低通滤波器，其接收所述切换式开关电路20的输出电流lL 并调节成输出电压到达所述切换式电压调节器10的负载RL。所述回馈电路35包含电阻器 R2和R3。所述脉冲宽度调制控制电路40包含误差放大器41、脉冲宽度调制比较器42、脉 冲产生器43、高位端驱动器44、低位端驱动器45和电流转电压放大器46。所述电阻器R1 连接到所述切换式电压调节器10的输出端。所述电阻器R2—端连接到R1，另一端接地。 所述误差放大器41的输入端分别连接所述电阻器R2和R3的接点以及参考电压。所述脉冲 宽度调制比较器42的正输入端连接到所述误差放大器41的输出端和所述补偿电路47，而 其负输入端接收所述电流转电压放大器46的输出与斜率补偿信号的和。所述脉冲产生器 43的输入端连接到所述脉冲宽度调制比较器42和时钟信号。所述高位端驱动器44和所述 低位端驱动器45的输入端连接到所述脉冲产生器43的输出端，而其输出端分别连接到所 述高位端晶体管21和所述低位端晶体管22的栅极端点。所述电流转电压放大器46用以将 流经所述电感器L1的电流转换成电压。所述误差放大器41的正输入端的电压连接所述参考电压，而所述误差放大器41负输 入端的电压是所述切换式电压调节器10输出电压的分压，因此能够控制所述切换式电压 调节器10的输出电压。一般模式时，所述脉冲产生器43的输出为低电压，因此所述高位端驱动器44启动所 述高位端晶体管21，而所述低位端驱动器45关闭所述低位端晶体管22。所述切换式开关 电路20的输出电压VL维持在高电压，而其输出电流It逐渐增加。待所述输出电流It增加 到阈值，而所述电流转电压放大器46所输出的转换电压与所述斜率补偿信号的和大于所 述误差放大器41和所述补偿电路47所产生的电压信号时，便驱动所述脉冲产生器43输出 固定时间的脉冲。所述高位端驱动器44便关闭所述高位端晶体管21，所述低位端驱动器 45启动所述低位端晶体管22，而所述输出电流L开始下降。当所述脉冲产生器43的输出 被所述时钟信号重新设定为低电压时，再次启动所述高位端晶体管21，并关闭所述低位 端晶体管22。 '图2是所述切换式开关电路20的输出电流lL和输出电压VL的波形图。如图2所示，所 述切换式开关电路20的输出电压VL的波形为方波，而所述输出电流IL的波形为三角波。然而当所述负载Ri^成为轻载，即所述输出电流Il下降吋，所述切换式电压调节器 10的功率效率会因此降低。更严重的情况是，当所述切换式电压调节器10的输出电流 下降到定值时，所述输出电流k的最小值会低于零，即所述切换式电压调节器IO会从 所述负载R^接收能量。因此，有必要设计一种电压调节器使其在轻载时可保持较高的 功率效率。
技术实现思路
本专利技术的一实施例的控制电路应用于包含高位端晶体管和低位端晶体管的切换式 开关电路，所述切换式开关电路连接到输出电路，其包含脉冲宽度调制控制电路和脉冲 跳跃控制电路。所述脉冲宽度调制控制电路控制所述切换式开关电路，使其以脉冲宽度 调制的方式输出电流。所述脉冲跳跃控制电路用以控制所述脉冲宽度调制控制电路的运 作，当所述切换式开关电路的输出电流降到阈值特定次数时，所述脉冲跳跃控制电路停 止所述脉冲宽度调制控制电路的运作，而当所述输出电路的输出电压的分压降到阈值 时，所述脉冲跳跃控制电路恢复所述脉冲宽度调制控制电路的运作。本专利技术的一实施例的控制电路包含脉冲宽度调制逻辑电路、脉冲宽度调制比较器、 误差放大器、电压匹配电路、脉冲跳跃逻辑电路、轻载比较器和零电流比较器。所述脉 冲宽度调制逻辑电路用以产生控制信号到所述切换式开关电路，使其以脉冲宽度调制的7方式输出电流。所述脉冲宽度调制比较器用以产生所述脉冲宽度调制逻辑电路的输入信 号。所述误差放大器将所述输出电路的输出电压的分压与第一参考电压相减并放大输出 所述相减后的信号到所述脉冲宽度调制比较器。所述电压匹配电路产生与所述切换式开 关电路的输出电压匹配的电压到所述脉冲宽度调制比较器。所述脉冲跳跃逻辑电路用以 产生停止所述脉冲宽度调制逻辑电路的信号。所述轻载比较器将所述输出电路的输出电 压的分压与第二参考电压的相减信号传送到所述脉冲跳跃逻辑电路。所述零电流比较器 将流经所述低位端晶体管的电流信号传送到所述脉冲跳跃逻辑电路。本专利技术的一实施例的切换式电压调节器的控制方法包含下列步骤启动所述高位端 晶体管并关闭所述低位端晶体管；如果所述切换式开关电路的输出电流大于阈值，那么 关闭所述高位端晶体管并启动所述低位端晶体管；如果流经所述低位端晶体管的电流反 向，那么关闭所述高位端晶体管和所述低位端晶体管以及如果所述切换式电压调节器 的输出电压小于阈值，那么启动所述高位端晶体管并关闭所述低位端晶体管。 附图说明图l显示常规的切换式电压调节器；图2显示常规的切换式开关电路的输出电流和输出电压的波形图； 图3显示本专利技术的一实施例的切换式电压调节器； 图4显示本专利技术的脉冲跳跃逻辑电路的示意图； 图5显示本专利技术的脉冲跳跃逻辑电路的另一示意图6是轻载时本专利技术的切换式开关电路的输出电流和所述切换式电压调节器的输出 电压的波形图；以及图7显示本专利技术的一实施例的切换式电压调节器控制方法的流程图。具体实施例方式图3显示本专利技术的一实施例的切换式电压调节器及其控制电路。所述切换式电压调 节器50包含切换式开关电路60、输出电路70、控制电路75和回馈电路76。所述控制电路 75包含脉冲宽度调制控制电路80和脉冲跳跃控制电路90。所述回馈电路76包含电阻器R5 和R6。所述切换式开关电路60包含高位端晶体管61和低位端晶体管62。所述高位端晶体 管61的源极连接到输入电压。所述低位端晶体管62的源极接地，其漏极连接到所述高位 端晶体管61的漏极。所述输出电路70包含电感器L2、电容器C2和所述电容器等效串接的 寄生电阻器R4。所述电感器L2、电容器C2和寄生电阻器R4形成低通滤波器，其接收所 述切换式开关电路60的输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制电路，其应用于包含低位端晶体管和高位端晶体管的切换式开关电路，所述切换式开关电路连接到输出电路，其特征在于所述控制电路包含： 脉冲宽度调制控制电路，其用于控制所述切换式开关电路以脉冲宽度调制的方式输出电流；以及 脉冲跳跃 控制电路，其用以控制所述脉冲宽度调制控制电路的运作，其中当所述切换式开关电路的输出电流降到阈值达特定次数时，所述脉冲跳跃控制电路停止所述脉冲宽度调制控制电路的运作，而当所述输出电路的输出电压的分压降到阈值时，所述脉冲跳跃控制电路恢复所述脉冲宽度调制控制电路的运作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严之岳，
申请(专利权)人：台湾类比科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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