低纹波直流到直流电源转换器制造技术

直流到直流电源转换器具有第一开关、第二开关、电感、驱动电路、驱动信号、第一震荡信号、第二震荡信号和震荡信号产生电路。驱动电路根据驱动信号来控制第一和第二开关，并且驱动信号具有工作循环。第一震荡信号具有第一脉冲宽度。第二震荡信号具有第二脉冲宽度。震荡信号产生电路根据驱动信号来产生脉冲震荡信号。根据工作循环、第一脉冲宽度以及第二脉冲宽度来调制脉冲震荡信号的频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流到直流电源转换器，尤其涉及一种低纹波直 流到直流电源转换器。
技术介绍
图1显示了公知的直流到直流电源转换器10的电路图。直流到直流电源转换器io将输入电压v^转换成输出电压V。P以提供给负载Ldl。开关SH1耦合在输入电压V^与切换节点N1之间，而开关 SL1则耦合在切换节点N1与地电位之间。在图l所示的例子中，用 PMOS晶体管来实施开关SH1，而用NMOS晶体管来实施开关SL1。 电感Ll耦合在切换节点Nl与输出端01之间。输出电容C。i耦合在 输出端Ol，以便对输出电压V。,进行滤波。 直流到直流电源转换器IO具有震荡信号产生电路11、闩锁器12、 PWM控制电路13和驱动电路14。震荡信号产生电路11产生脉冲震 荡信号PL1和谐波震荡信号RM1，其彼此同步震荡。脉沖震荡信号 PL1的上升沿(Rising Edge)对应于谐波震荡信号RM1的波峰，而 脉冲震荡信号PL1的下降沿(Falling Edge)则对应于谐波震荡信号 RMl的波谷。脉冲震荡信号PLl施加到闩锁器12的设置端S，而谐 波震荡信号RMl则施加到PWM控制电路13。当脉冲震荡信号PLl 的上升沿经由设置端S而触发闩锁器12时，从闩锁器12的输出端Q 而来的驱动信号DR1变成高电位。高电位的驱动信号DR1经由驱动 电路14，使开关SHI导通，并且使开关SL1不导通，因此直流到直 流电源转换器10进入所谓的ON操作阶段。在ON操作阶段中，电 感电流Iu逐渐增大。电压返馈信号FV1代表输出电压V。P而电流返馈信号FI1则代表电感电流Iu。响应于电压返馈信号FV1、电流返馈信号FI1和谐波 震荡信号RM1， PWM控制电路13将控制信号CS1施加到闩锁器12 的重设端R。不论是采用电流模式或电压模式的PWM控制方式，当 控制信号CS1经由重设端R触发闩锁器12时，从闩锁器12的输出 端Q而来的驱动信号DR1变成低电位。低电位的驱动信号DR1经由 驱动电路14而使开关SH1不导通并且使开关SL1导通，因此直流到 直流电源转换器10进入所谓的OFF操作阶段。在OFF操作阶段中， 电感电流Iu逐渐减小。具体而言，图1所示的直流到直流电源转换器10属于降压型 (BuckType)，即将较高的输入电压Vinl转换成较低的输出电压VDl。 降压式直流到直流电源转换器10的工作循环(Duty Cycle) Du可由 下列方程式(1)所表示Du三L 丄(T0N+T0FF) Vinl (1)其中ToN代表每个周期中ON操作阶段所占时间，即驱动信号 DRl保持在高电位所占时间。ToFF则代表每周期中OFF操作阶段所 占时间，即驱动信号DRl保持在低电位所占时间。Tqn与ToFF的总 和等于脉冲震荡信号PL1的周期Ttc^。由方程式(1)可知，当输入电压Vinl越来越接近输出电压VQl 时，T(^会越来越增长。由于脉冲震荡信号PL1的周期TTOL是固定值， 所以ToN的增长会使得Toff縮短。然而，因为开关SHI从导通状态 进入不导通状态并且开关SL1从不导通状态进入导通状态都需要一 段有限的物理时间以完成电荷的累积与释放，所以必须将T0FF限制为 大于预定的最小值T0FF,min以允许正常的切换操作。因此，工作循环 Du所能达到的最大值仅为l-T0FF，min/TT0Ij。当电池因大量耗电而使得输入电压Vinl持续降低而小于[TTOL/(TTOL-ToFF,miJPV。！时，由于T0FF无法再縮短，所以直流到直流电源转换器io将进入不正常的切换操 作，导致输出电压v。,的纹波变大
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种减少输出电压的纹波的直流到直流 电源转换器。根据本专利技术的目的，提供一种直流到直流电源转换器，用于将 输入电压转换成为输出电压。该直流到直流电源转换器具有第一开 关、第二开关、电感、驱动电路、驱动信号、第一震荡信号、第二 震荡信号、以及震荡信号产生电路。该第一开关、该第二开关、与 该电感共同耦合在切换节点。当该第一开关导通并且该第二开关不 导通时，流经该电感的电感电流增加。当该第一开关不导通并且该 第二开关导通时，该电感电流则减少。该驱动电路根据该驱动信号 来控制该第一开关和该第二开关，并且该驱动信号具有工作循环。 该第一震荡信号具有第一脉冲宽度Wl。该第二震荡信号具有第二脉冲宽度w2，其中w2 〉 2*wl。该震荡信号产生电路根据该驱动信号 来产生脉冲震荡信号。根据该工作循环、该第脉冲宽度wl和该第二 脉冲宽度w2来调制该脉冲震荡信号的频率，以减少该输出电压的纹 波。附图说明图1显示了公知的直流到直流电源转换器的电路图。 图2显示了根据本专利技术的直流到直流电源转换器的电路图。 图3显示了图2中的震荡信号产生电路的详细电路图。 图4显示了图3中的控制电路的详细电路图。 图5 (a)到5 (c)显示了图3中的震荡信号产生电路的波形时 序图。图6显示脉冲震荡信号的频率PL随驱动信号DR的工作循环D 变化的对比图。具体实施例方式结合附图，下文中的说明将使本专利技术的前述与其他目的、特征、 与优点更明显。现在将参照附图详细说明根据本专利技术的优选实施例。 图2显示了根据本专利技术的直流到直流电源转换器20的电路图。8直流到直流电源转换器20属于降压型，即将较高的输入电压Vh转换成较低的输出电压V。，而提供给负载Ld。开关SH耦合在输入电压 Vin和切换节点N之间，而开关SL则耦合在切换节点N与地电位之 间。在图2所示的例子中，用PMOS晶体管来实施开关SH而用NMOS 晶体管来实施开关SL。电感L耦合在切换节点N与输出端O之间。 输出电容C。耦合在输出端O，以便对输出电压V。进行滤波。直流到直流电源转换器20具有震荡信号产生电路21、闩锁器22、 PWM控制电路23和驱动电路24。震荡信号产生电路21产生脉冲震 荡信号PL和谐波震荡信号RM，其彼此同步震荡并且具有相同的周 期。脉冲震荡信号PL的上升沿对应于谐波震荡信号RM的波峰，而 脉冲震荡信号PL的下降沿则对应于谐波震荡信号RM的波谷。脉冲 震荡信号PL施加到闩锁器22的设置端S，而谐波震荡信号RM则施 加到PWM控制电路23。当脉冲震荡信号PL的上升沿经由设置端S 而触发闩锁器22时，从闩锁器22的输出端Q而来的驱动信号DR变 成高电位。高电位的驱动信号DR经由驱动电路24而使开关SH导通 并并且使开关SL不导通，因此直流到直流电源转换器20进入所谓的 ON操作阶段。在ON操作阶段中，电感电流lL逐渐增大。电压返馈信号FV代表输出电压V。，而电流返馈信号FI则代表 电感电流Il。响应于电压返馈信号FV、电流返馈信号FI和谐波震荡 信号RM， PWM控制电路23施加控制信号CS到闩锁器22的重启端 R。不论是采用电流模式或电压模式的PWM控制方式，当控制信号 CS经由重启端R触发闩锁器22时，从闩锁器22的输出端Q而来的 驱动信号DR变成低电位。低电位的驱动信号DR经由驱动电路24 而使开关SH不导通并并且使开关SL导通，因此直流到直流电源转 换器20进入所谓的OFF操作阶段。在OFF操作阶段中，电感电流II 逐、渐减小。驱动信号DR经由震荡信号产生电路21，可适性地调制脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换器，用于将输入电压转换成为输出电压，包括：　第一开关；　第二开关；　电感，其中所述第一开关、所述第二开关和所述电感共同耦合在切换节点，使得当所述第一开关导通并且所述第二开关不导通时，流经所述电感的电感电流增加， 而当所述第一开关不导通并且所述第二开关导通时，所述电感电流则减少；　驱动电路，根据驱动信号，用于控制所述第一开关和所述第二开关，所述驱动信号具有工作循环；以及　震荡信号产生电路，其具有第一震荡信号和第二震荡信号，所述第一震荡信号 具有第一脉冲宽度ｗ１并且所述第二震荡信号具有第二脉冲宽度ｗ２，所述震荡信号产生电路用于产生脉冲震荡信号，所述脉冲震荡信号具有初始值为Ｆ的频率，　其中根据所述工作循环、所述第一脉冲宽度ｗ１和所述第二脉冲宽度ｗ２来调制所述频率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天赐，陈立政，
申请(专利权)人：致新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]