一种电源转换器控制电路及其控制方法，系检测转换器的输出电压的变化，并于输出电压的变化超过预设值时，启动时间最佳化控制功能，以依据检测到输出电压的变化超过预设值时的电压变化率，来估算出自检测到输出电压的变化超过预设值时起，以至电感电流上升至与转换器的输出电流相同为止的时间区间T1，再依据时间区间T1来计算时间区间T2与T3。由于估算过程已将转换器的输出电容的寄生电阻纳入考量，因此，即使在输出电容具有较大的寄生电阻值时，依然能够使输出电压准确地回到稳态值，以避免发生反复触发时间最佳化控制的情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电源转换器(Power Converter)，且特别涉及一种电源转换器的 控制电路及其控制方法。
技术介绍
随着半导体科技的快速演进，使得例如电脑及其周边数字产品等也日益地更 新。在电脑及其周边数字产品的应用集成电路antegrated Circuit，简称IC)中，由于 半导体工艺的快速变化，造成集成电路电源的更多样化需求，以致应用如升压器(Boost Converter)、降压器(Buck Converter)等各种不同电源转换器所组合的脉宽调变稳压器， 来达成各种集成电路的不同电源需求，也成为能否提供多样化数字产品的极重要因素之ο电源转换器正常工作时，其输出电压应尽可能地维持稳定，使不致随着负载的变 化而升降。然而，当电源转换器所输出的抽载型态为瞬间步阶变化时，由于转换器的电感电 流无法瞬间变化，于是转换器所输出的电流有一大部分会经由输出电容来提供，导致输出 电压的急速上升或下降。为此，近期己有如"Z. Zhao,A. Prodic,Continuous-time digital controller for high-frequency DC-DC converters, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, March 2008，，与， . Meyer, Z. Zhang, Y.-F. Liu, An optimal control method for buck converters using a practical capacitor charge balance technique,IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, JULY2008”等文献提出利用非线性的控制法，作者将其命名为时间最佳化控 制(Time-Optimal Control，简称T0C)法，以在发生瞬间步阶变化的抽载型态时，将功率开 关完全导通或完全打开一段时间，期望让电感电流与输出电压在TOC的期间过后，皆能达 到符合输出规格的稳态。另夕卜，如“A. Costabeber, L. Corradini, P. Mattavelli, S. Saggini, Time optimal， parameters-insensitive digital controller for DC-DC buck converter, PESC,2008" 的文献，则提出两种适用于降压转换器的时间最佳化控制方法，其一称为根据时间的时间 最佳化控制(Time-Based T0C)法，其二称为根据电压的时间最佳化控制(Voltage-Based T0C)法。两种控制法在降压转换器的负载增载时，均是参考附图说明图1的电压电流波形示意图，来 作为其控制的理论基础，说明如后。根据时间的时间最佳化控制(Time-Based T0C)法，是在检测到转换器的输出电压 V0的变化超过预设值AVth，亦即图中的、时启动，并检测转换器的输出电压V。的最低点 Vvalley,令此一段时间为T1，再根据电荷平衡的原理，Q0、Q1为输出电容所失去的电压，Q2、Q3 为输出电容所得到的电压，若使Q0+Q1 = Q2+Q3，则可以期待V。将会回到原来的值，以计算 出功率开关完全导通的时间I\+T2及功率开关完全打开的时间Τ3。其相关计算式如下权利要求1.一种电源转换器控制电路，适用于产生稳压控制信号，以控制具有电感与输出电容 的同步整流降压转换器的功率开关的启闭，包括差值产生电路，用以接收所述同步整流降压转换器的输出电压与参考电压，以取得所 述输出电压与所述参考电压间的电压差值；脉宽调变电路，用以根据所述电压差值而产生脉宽调变信号；时间最佳化控制电路，用以检测所述输出电压的变化，且当所述输出电压的变化超过 预设值时，产生时间最佳化控制信号与选择信号，所述时间最佳化控制信号是依据检测到 所述输出电压的变化超过所述预设值时的电压变化率，来估算出自检测到所述输出电压的 变化超过所述预设值时起，以至所述电感电流上升至与所述同步整流降压转换器的输出电 流相同为止的时间区间T1，再依据时间区间T1来计算时间区间T2与τ3，以使所述时间最佳 化控制信号在T1与T2时间区间维持在一准位，且在T3时间区间维持在另一准位，并于1\、 T2与T3时间区间产生所述选择信号；以及多工器，用以依据所述选择信号，来选择将所述脉宽调变信号或所述时间最佳化控制 信号输出为所述稳压控制信号。2.如权利要求1所述的电源转换器控制电路，其中时间区间T1是依下式计算而得3.如权利要求2所述的电源转换器控制电路，其中时间区间T2与T3是依下式计算而得4.如权利要求1所述的电源转换器控制电路，其中所述时间最佳化控制电路包括第一比较器，用以检测所述输出电压突升的变化，且当所述输出电压突升超过所述预设值时，输出电压突升信号；第二比较器，用以检测所述输出电压突降的变化，且当所述输出电压突降超过所述预 设值时，输出电压突降信号；以及控制器，用以依据所述电压突升信号与所述电压突降信号，来产生所述时间最佳化控 制信号与所述选择信号。5.如权利要求1所述的电源转换器控制电路，其中所述脉宽调变电路包括补偿器，用以参考所述电压差值而产生脉宽控制信号；以及脉宽调变器，用以接受脉宽控制信号的控制而产生所述脉宽调变信号。6.一种电源转换器控制电路的控制方法，适用于产生稳压控制信号，以控制具有电感 与输出电容的同步整流降压转换器的功率开关的启闭，包括取得所述同步整流降压转换器的输出电压与参考电压间的电压差值；参考所述电压差值而产生脉宽调变信号；检测所述输出电压的变化，且当所述输出电压的变化超过预设值时，产生时间最佳化 控制信号与选择信号，所述时间最佳化控制信号是依据检测到所述输出电压的变化超过所 述预设值时的电压变化率，来估算出自检测到所述输出电压的变化超过所述预设值时起， 以至所述电感电流上升至与所述同步整流降压转换器的输出电流相同为止的时间区间T1, 再依据时间区间T1来计算时间区间T2与T3，以使所述时间最佳化控制信号在T1与T2时间 区间维持在一准位，且在T3时间区间维持在另一准位，并于1\、T2与T3时间区间产生所述 选择信号；以及依据所述选择信号，来选择将所述脉宽调变信号或所述时间最佳化控制信号输出为所 述稳压控制信号。7.如权利要求6所述的控制方法，其中时间区间T1是依下式计算而得8.如权利要求7所述的控制方法，其中时间区间T2与T3是依下式计算而得 AVc0= AVth-AI0-Rc9.如权利要求6所述的控制方法，其中检测所述输出电压的变化，以产生所述时间最 佳化控制信号与所述选择信号的步骤还包括检测所述输出电压突升的变化，且当所述输出电压突升超过所述预设值时，输出电压 突升信号；检测所述输出电压突降的变化，且当所述输出电压突降超过所述预设值时，输出电压 突降信号；以及依据所述电压突升信号与所述电压突降信号，来产生所述时间最佳化控制信号与所述 选择信号。全文摘要一种电源转换器控制电路及其控制方法，系检测转换器的输出电压的变化，并于输出电压的变化超过预设值时，启动时间最佳化控制功能，以依据检测到输出电压的变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源转换器控制电路，适用于产生稳压控制信号，以控制具有电感与输出电容的同步整流降压转换器的功率开关的启闭，包括：差值产生电路，用以接收所述同步整流降压转换器的输出电压与参考电压，以取得所述输出电压与所述参考电压间的电压差值；脉宽调变电路，用以根据所述电压差值而产生脉宽调变信号；时间最佳化控制电路，用以检测所述输出电压的变化，且当所述输出电压的变化超过预设值时，产生时间最佳化控制信号与选择信号，所述时间最佳化控制信号是依据检测到所述输出电压的变化超过所述预设值时的电压变化率，来估算出自检测到所述输出电压的变化超过所述预设值时起，以至所述电感电流上升至与所述同步整流降压转换器的输出电流相同为止的时间区间Ｔ↓［１］，再依据时间区间Ｔ↓［１］来计算时间区间Ｔ↓［２］与Ｔ↓［３］，以使所述时间最佳化控制信号在Ｔ↓［１］与Ｔ↓［２］时间区间维持在一准位，且在Ｔ↓［３］时间区间维持在另一准位，并于Ｔ↓［１］、Ｔ↓［２］与Ｔ↓［３］时间区间产生所述选择信号；以及多工器，用以依据所述选择信号，来选择将所述脉宽调变信号或所述时间最佳化控制信号输出为所述稳压控制信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱博义，陈德玉，张炜旭，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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