控制电源转换装置的方法及其相关电路制造方法及图纸

技术编号:9571022 阅读:96 留言:0更新日期:2014-01-16 03:57
本发明专利技术公开了一种控制一电源转换装置的方法,该电源转换装置包括一电感、一第一开关、一第二开关、一第三开关以及一第四开关,该第一开关耦接在一输入端与一电感的一第一端之间,该第二开关耦接在该电感的一第二端与一地端之间,该第三开关耦接在该电感的该第一端与该地端之间,该第四开关耦接在该电感的该第二端与一输出端之间。该方法包括根据该输出端的一输出电压、该第一开关的一电流以及一斜坡电压,产生一脉冲宽度调制信号;以及根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关的导通顺序。

【技术实现步骤摘要】
控制电源转换装置的方法及其相关电路
本专利技术涉及一种控制电源转换装置的方法及其相关电路,尤其涉及一种使用峰值电流模式来控制电源转换装置的方法及其相关电路。
技术介绍
直流对直流转换器(DC/DC converter)为现今电子装置中常用的电压转换器,其可将一直流输入电压(如电池提供的电压)转换为一不同电平的直流输出电压。一般来说,直流对直流转换器的种类可分为升压式(Boost)、降压式(Buck)以及升降压式(Buck-Boost)0由于电池在提供电力时,并非固定的电压,因此为了延长可携式电子产品的使用时间,采用升降压式直流对直流转换器可有效地提升电池寿命。请参考图1,图1为一公知升降压直流对直流转换器10的示意图。如图1所示,升降压直流对直流转换器10包括一电感L以及开关SA~SD。升降压直流对直流转换器10通过控制信号CONA~COND控制开关SA~SD的导通顺序,以将一输入端IN的一输入电压VIN转换为一输出电压V0UT,并将输出电压VOUT输出至一输出端0UT,以提供一输出电流IOUT至输出端OUT。详细来说,在一时钟周期内,升降压直流对直流转换器10的操作分为一充电周期与一放电周期。在充电周期中,升降压直流对直流转换器10通过调整控制信号CONA~C0ND,使开关SA、SB导通,开关SC、SD断开,则输入电压VIN开始对电感L充电。当电感L中的能量足够时,升降压直流对直流转换器10通过调整控制信号CONA~COND,让开关SA、SB断开,开关 SC、SD导通,进而使储存在电感L上的能量释放至输出端0UT,以维持输出电压VOUT为一定值。通过调整时钟周期内充电周期与放电周期的所占的时间比例,升降压直流对直流转换器10可操作在升压模式(Boost mode)或降压模式(Buck mode)。假设充电周期在时钟周期内所占的 时间比例为一比例D时,而放电周期在时钟周期内所占的时间比例为一比例(1-D),当比例D介于0.5与O之间时(0.5兰D兰0),升降压直流对直流转换器10操作在降压模式;而当比例D介于I与0.5之间时(I ^ D ^ 0.5)时,升降压直流对直流转换器10操作在升压模式。而电感L两端点的电压VLl、VL2的关系可表示为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来控制一电源转换装置的方法,该电源转换装置包括一电感、一第一开关、一第二开关、一第三开关以及一第四开关,该第一开关耦接在一输入端与一电感的一第一端之间,该第二开关耦接在该电感的一第二端与一地端之间,该第三开关耦接在该电感的该第一端与该地端之间,该第四开关耦接在该电感的该第二端与一输出端之间,该方法包括:根据该输出端的一输出电压、该第一开关的一开关电流以及一斜坡电压,产生一脉冲宽度调制信号;以及根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关。

【技术特征摘要】
1.一种用来控制一电源转换装置的方法,该电源转换装置包括一电感、一第一开关、一第二开关、一第三开关以及一第四开关,该第一开关I禹接在一输入端与一电感的一第一端之间,该第二开关耦接在该电感的一第二端与一地端之间,该第三开关耦接在该电感的该第一端与该地端之间,该第四开关耦接在该电感的该第二端与一输出端之间,该方法包括: 根据该输出端的一输出电压、该第一开关的一开关电流以及一斜坡电压,产生一脉冲宽度调制信号;以及 根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于当该第一开关断开时,该斜坡电压为一地端电位。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于当该第一开关导通且该第二开关与该第四开关交替导通时,该斜坡电压会在脉冲宽度调制信号指示该误差电压小于该第二参考电压时被重置至一地端电位并以一特定斜率增加。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于该根据该输出端的一输出电压、该第一开关的该开关电流值以及该斜坡电压,产生一脉冲宽度调制信号的步骤,包括: 根据该输出电压,产生一回授电压 根据该回授电压以及一第一参考电压,产生一误差电压; 侦测该开关电流,以取得一电流电压; 将该电流电压与该斜坡电压相`加,以取得一第二参考电压;以及 比较该误差电压以及该第二参考电压,以产生该脉冲宽度调制信号。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关的步骤,包括: 在该第一开关、该第四开关导通,该第二开关、该第三开关断开,且该时钟信号输出指示一时钟周期开始且该脉冲宽度调制信号输出指示该误差电压大于该第二参考电压时,导通该第一开关、该第二开关,且断开该第三开关、该第四开关。6.如权利要求4所述的方法,其特征在于根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关的步骤,包括: 在该第一开关、该第四开关导通,该第二开关、该第三开关断开,且该脉冲宽度调制信号指示该误差电压小于该第二参考电压时,导通该第三开关、该第四开关,且断开该第一开关、该第二开关。7.如权利要求4所述的方法,其特征在于根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关的步骤,包括: 在该第一开关、该第二开关导通,该第三开关、该第四开关断开,且该脉冲宽度调制信号指示该误差电压小于该第二参考电压时,导通该第一开关、该第四开关,且断开该第二开关、该第三开关。8.如权利要求4所述的方法,其特征在于根据该脉冲宽度调制信号以及一时钟信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关的步骤,包括: 在该第三开关、该第四开关导通,该第一开关、该第二开关断开,且该脉冲宽度调制信号指示该误差电压小于该第二参考电压时,导通该第一开关、该第四开关,且断开该第二开关、该第三开关。9.一种回授控制电路,用于一电源转换装置中,该电源转换装置包括一电感、一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关,该回授控制电路包括: 一脉冲宽度调制模块,包括: 一分压单元,耦接在该输出端,用来根据该电源转换装置的一输出电压,输出一回授电压; 一误差放大器,耦接在该分压单元,用来根据该回授电压以及一第一参考电压,产生一误差电压; 一电流侦测单元,用来侦测该第一开关的一开关电流; 一斜率补偿单元,用来根据一斜率补偿控制信号,产生一斜坡电压; 一加法单元,耦接在该电流侦测单元以及该斜率补偿单元,用来根据该开关电流以及该斜坡电压,产生一第二参考电压;以及 一比较单元,耦接在该误差放大器以及该加法单元,用来根据该误差电压以及该第二参考电压,产生一脉冲宽度调制信号; 一时钟产生模块,用来产生一时钟信号;以及 一逻辑控制模块,用来根据该时钟信号以及该脉冲宽度调制信号,产生该斜率补偿控制信号,及产生一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号以及一第四控制信号,以分别控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关。10.如权利要求9所述的回授控制电路,其特征在于当该第一开关断开时,该逻辑控制模块调整该斜率补偿控制信号,使该斜坡电压等于一地端电位。11.如权利要求9所述的回授控制电路,其特征在于当该第一开关导通且该第二开关与该第四开关交替导通时,该逻辑控制模块在该脉冲宽度调制信号指示该误差电压小于该第二参考电压时,调整该斜率补偿控制信号,使该斜坡电压重置至一地端电位并以一固定斜率增加。12.如权利要求9所述的回授控制电路,其特征在于当该第一开关导通,该第二开关断开,该第三开关断开,该第四开关导通,该时钟信号输出指示一时钟周期开始,且该脉冲宽度调制信号输出指示该误差电压大于该第二参考电压时,该逻辑控制模块通过该第一控制信号、该第二控制信号、该第三控制信号以及该第四控制信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关,使该第一开关维持导通,该第二开关转为导通,该第三开关维持断开,以及该第四开关转为断开。13.如权利要求9所述的电源转换装置,其特征在于当该第一开关导通,该第二开关断开,该第三开关断开,该第四开关导通,且该脉冲宽度调制信号输出指示该误差电压小于该第二参考电压时,该逻辑控制模块通过该第一控制信号、该第二控制信号、该第三控制信号以及该第四控制信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关,使该第一开关转为断开,该第二开关维持断开,该第三开关转为导通,以及该第四开关维持导通。14.如权利要求9所述的电源转换装置,其特征在于当该第一开关导通,该第二开关导通,该第三开关断开,该第四开关断开,且该脉冲宽度调制信号输出指示该误差电压小于该第二参考电压时,该逻辑控制模块通过该第一控制信号、该第二控制信号、该第三控制信号以及该第四控制信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关,使该第一开关维持导通,该第二开关转为断开,该第三开关维持断开,以及该第四开关转为导通。15.如权利要求9所述的电源转换装置,其特征在于当该第一开关断开、该第二开关断开、该第三开关导通,该第四开关导通,该时钟信号输出指示一时钟周期开始,且该脉冲宽度调制信号输出指示该误差电压大于该第二参考电压时,该逻辑控制模块通过该第一控制信号、该第二控制信号、该第三控制信号以及该第四控制信号,控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关,使该第一开关转为导通、该第二开关维持断开、该第三开关转为断开,以及该第四开关维持导通。16.如权利要求9所述的电源转换装置,其特征在于该逻辑控制模块包括: 一控制信号产生单元,包括: 一反相器,用来输出反相的该第二控制信号; 一第一正反器,包括一数据端接收反相的该第二控制信号,一时钟端接收该脉冲宽度调制信号,一重置端接收一第一脉冲信号,以及一输出端输出一降压指不信号; 一第二正反器,包括一数据端接收该第一控制信号,一时钟端接收该时钟信号,一重置端接收一第二脉冲信号,以及一输出端输出一升压指不信号; 一第一脉冲产生器,包括一输入端接收该升压指不信号,以及一输出端输出该第一脉冲信号; 一第二脉冲产生器,包括一输入端接收该降压指不信号,以及一输出端输出该第二脉冲信号; 一第一与门,包括一第一输入端接收该降压指示信号,一第二输入端接收该时钟信号,以及一输出端;` 一第二与门,包括一第一输入端接收该升压指示信号,一第二输入端接收该时钟信号,以及一输出端; 一第三正反器,包括一重设端耦接在该第一与门的该输出端,一第一设定端接收该时钟信号,以及一输出端; 一第四正反器,包括一重设端耦接在该第二与门的该输出端,一第二设定端接收该时钟信号,以及一输出端; 一第一预驱动器,包括一输入端I禹接在该第三正反器的该输出端,一第一输出端输出该第一控制信号,以及一第二输出端输出该第三控制信号;以及 一第二预驱动器,包括一输入端I禹接在该第四正反器的该输出端,一第一输出端输出该第二控制信号,以及一第二输出端输出该第四控制信号;以及一补偿信号产生单元,包括: 一第三脉冲产生器,包括一输入端接收该脉冲宽度调制信号,以及一输出端输出一第三脉冲信号; 一第三与门,包括一第一输入端接收该第三脉冲信号,一第二输入端接收该升压控制信号,以及一输出端; 一反相器,用来输出反相的该第一控制信号;以及 一或门,包括一第一输入端I禹接在该第三与门的该输出端,一第二输入端I禹接在该反相器的该输出端,以及一输出端输出该斜率补偿控制信号。17.如权利要求9所述的电源转换装置,其特征在于该逻辑控制装置包括: 一控制信号产生单元,包括: 一第一反相器,用来输出反相的该第二控制信号; 一第一正反器,包括一数据端接收反相的该第二控制信号,一时钟端接收该脉冲宽度调制信号,一第一重置端接收一第一脉冲信号,以及一第一输出端输出一降压指不信号;一第二正反器,包括一数据端接收该第一控制信号,一时钟端接收该时钟信号,一重置端接收一第二脉冲信号,以及一输出端输出一升压指不信号; 一第一脉冲产生器,包括一输入端接收该升压指不信号,以及一输出端输出该第一脉冲信号; 一第二脉冲产生器,包括一输入端接收该降压指不信号,以及一输出端输出该第二脉冲信号; 一第三正反器,包括一数据端接收该降压指示信号、一时钟端接收该脉冲宽度调制信号、一重置端接收该时钟信号,以及一输出端; 一第一与门,包括一第一输入端接收该升压指示信号,一第二输入端接收该时钟信号,以及一输出端; 一第四正反器,包括一数据端接收一系统最高...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢俊禹
申请(专利权)人:联咏科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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