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TW202023168A - 恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器 - Google Patents

恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器 Download PDF

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TW202023168A
TW202023168A TW107143230A TW107143230A TW202023168A TW 202023168 A TW202023168 A TW 202023168A TW 107143230 A TW107143230 A TW 107143230A TW 107143230 A TW107143230 A TW 107143230A TW 202023168 A TW202023168 A TW 202023168A
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許哲瑋
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晶豪科技股份有限公司
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Abstract

一種用於控制降壓調節器的關閉期間與開啟期間的恆定開啟期間控制器，其包括比較器、開啟定時器、參考電壓控制器與開關切換裝置。比較器用以比較基於降壓調節器之輸出電壓產生的回授電壓與參考電壓，以產生用於終止關閉期間的終止關閉信號。開啟定時器根據降壓調節器之輸入電壓與輸出電壓，決定該開啟期間，並據此產生用於終止開啟期間的終止開啟信號。參考電壓控制器電性連接比較器，根據回授電壓與預定電壓產生參考電壓。開關切換裝置電性連接參考電壓控制器，於關閉期間的開始，瞬間下拉參考電壓至降壓調節器之電子開關裝置的節點電壓。

Description

恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器
本發明有關於一種降壓轉換器(buck converter)的控制器，且特別是一種恆定開啟期間控制器(constant on-time controller)與使用此恆定開啟期間控制器的降壓轉換器。
開啟期間控制器可以用來控制降壓調節器的開啟期間與關閉期間。於降壓調節器被開啟時(即，於開啟期間)，透過降壓調節器的電子開關裝置(例如，開關電晶體)的開啟，輸入電壓會對降壓調節器的儲能電感進行充電儲能，且於降壓調節器的輸出端產生相關於輸入電壓的輸出電壓。於降壓調節器被關閉時(即，於關閉期間)，由於降壓調節器的電子開關裝置關閉，輸入電壓與降壓調節器的儲能電感及輸出端隔離，故降壓調節器的儲能電感會將其儲存的電能往降壓調節器的輸出端傳送，以提供降壓調節器的輸出電壓。
現有的其中一種開啟期間控制器為恆定開啟期間控制器，其用來提供一個恆定開啟期間。當降壓調節器的輸出電壓低於參考電壓時，恆定開啟期間控制器降壓調節器進入開啟期間，亦即，結束降壓調節器的關閉期間。接著，降壓調節器持續開啟一段恆定開啟期間後，便會進入關閉期間。恆定開啟期間控制器具有透過輸入電壓與輸出電壓來決定恆定開啟期間的電路，因此，即使工作區間(duty cycle)有所改變，降壓調節器仍以一恆定頻率被開啟。一般而言，降壓調節器的輸出電壓的漣波(ripple)主要由儲存電感流入到輸出電感的等效串接阻抗(equivalent series resistance)之漣波電流來決定。於應用上，輸出電容可以選擇才用具有較低等效串接阻抗的多層陶瓷電容(multilayer ceramic capacitor，MLCC)，以使得降壓調節器的輸出電壓的漣波相對較小。
本發明實施例提供一種恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器，以解決降壓調節器的輸出電壓的漣波相對較小時，恆定開啟期間控制器容易雜訊影響而降低其穩定性的技術問題。
為達到上述目的，本發明實施例提供的恆定開啟期間控制器可用於控制降壓調節器的關閉期間與開啟期間，且包括比較器、開啟定時器、參考電壓控制器與開關切換裝置。比較器用以比較基於降壓調節器之輸出電壓產生的回授電壓與參考電壓，以產生用於終止關閉期間的終止關閉信號。開啟定時器根據降壓調節器之輸入電壓與輸出電壓，決定該開啟期間，並據此產生用於終止開啟期間的終止開啟信號。參考電壓控制器電性連接比較器，根據回授電壓與預定電壓產生參考電壓。開關切換裝置電性連接參考電壓控制器，於關閉期間的開始，瞬間下拉參考電壓至降壓調節器之電子開關裝置的節點電壓。
可選地，開關切換裝置於開啟期間提供接地電壓作為參考電壓的基準電壓，以及於關閉期間提供節點電壓作為參考電壓的基準電壓。
可選地，開關切換裝置包括第一開關以及第二開關，其中第一開關的第一端與第二開關的第一端電性連接參考電壓控制器，第一開關的第二端與該第二開關的第二端分別電性接地電壓與節點電壓，且第一開關與第二開關分別響應於終止關閉信號與終止開啟信號而被導通。
可選地，參考電壓控制器包括誤差放大器、RC補償電路、轉導放大器與電流感測電阻。誤差放大器用以根據回授電壓與預定電壓輸出誤差放大信號。RC補償電路電性連接於誤差放大器的輸出端，用以減少高頻振盪的現象。轉導放大器電性連接誤差放大器的輸出端，用以將通過RC補償電路後的誤差放大信號轉換為電流信號。電流感測電阻電性連接於誤差放大器的輸出端與開關切換裝置之間，用以將電流信號轉換為參考電壓。
可選地，參考電壓控制器更包括斜波信號產生器與加法器。斜波信號產生器用以產生斜波信號。加法器電性連接於轉導放大器的輸出端、斜波信號產生器的輸出端與比較器，用以將斜波信號疊加至該流信號。
可選地，恆定開啟期間控制器更包括兩開關。兩開關分別電性連接比較器的正輸入端與負輸入端，並受控於終止開啟信號，以讓比較器僅於關閉期間進行比較。
可選地，恆定開啟期間控制器更包括RS正反器。RS正反器電性連接比較器、開啟定時器與降壓調節器，用以接收終止關閉信號與終止開啟信號，以產生控制信號與反向控制信號。
可選地，恆定開啟期間控制器更包括分壓器。分壓器電性連接參考電壓控制器、比較器與降壓調節器，用以根據輸出電壓產生回授電壓。
為達到上述目的，本發明實施例的降壓轉換器包括上述其中一種恆定開啟期間控制器與降壓調節器。
綜上所述，本發明實施例所提供的一種恆定開啟期間控制器與使用降壓轉換器具有較高的雜訊容限與較快的反應速度。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
本發明實施例提供一種恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器，所述恆定開啟期間控制器用以拉大回授電壓與參考電壓之間的差異，以藉此擴展雜訊容限(noise margin)。如此，便能夠解決降壓調節器的輸出電壓的漣波相對較小時，恆定開啟期間控制器容易雜訊影響而降低其穩定性的技術問題。
進一步地，恆定開啟期間控制器包括開啟計時器、比較器、參考電壓控制器與開關切換裝置，其中參考電壓控制器電性連接比較器與開關切換裝置。開啟計時器用以根據接收電壓與輸出電壓決定開啟期間，並藉此輸出終止開啟期間的終止開啟信號。參考電壓控制器根據基於輸出電壓產生的回授電壓與預定電壓比較，以產生參考電壓。開關切換裝置根據終止開啟信號與終止關閉信號而切換至接地電壓與降壓調節器之電子開關裝置的節點電壓，以於關閉期間開始時，瞬間下拉參考電壓，從而用以拉大回授電壓與參考電壓之間的差異。於關閉期間，被下拉的參考電壓會逐漸升至預定電壓且回授電壓會逐漸下降，當回授電壓低於參考電壓時，比較器會輸出用以終止關閉期間的終止關閉信號。
於本發明的實施例中，參考電壓控制器更可以具有斜波信號產生器。斜波信號產生器可以透過產生的斜波信號來更進一步地下拉參考電壓，以及調整下拉參考電壓上升的斜率。藉此，除了可以更進一步地減少恆定開啟期間控制器對雜訊的敏感性與維持其穩定性，更還能進一步地解決恆定開啟期間控制器因信號抖動(jitter)而穩定性不足的技術問題。
以上為本發明提供之恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器的發明概念，以下將進一步地配合圖式，詳述地描述恆定開啟期間控制器與使用其的降壓轉換器的不同實施方式與各元件功能及細節。
首先，請參照圖1，圖1是本發明實施例的降壓轉換器的示意圖。降壓轉換器1包括降壓調節器10與恆定開啟期間控制器11，其中降壓調節器10電性連接恆定開啟期間控制器11。降壓調節器10受控於恆定開啟期間控制器11，而於開啟期間開啟，以及於關閉期間關閉。恆定開啟期間控制器11提供的開啟期間為一個恆定開啟期間，且恆定開啟期間是由輸入電壓VIN 與輸出電壓VOUT 決定。於降壓調節器10被開啟時，輸入電壓VIN 對降壓調節器10的儲能電感LX 充電，並產生關聯於輸入電壓VIN 的輸出電壓VOUT 。於降壓調節器10被關閉時，輸入電壓VIN 與儲能電感LX 及降壓調節器10的輸出端隔離，儲能電感LX 放電，並相應地產生輸出電壓VOUT 。
進一步地說，恆定開啟期間控制器11會在開啟期間結束時產生終止開啟信號，以讓控制降壓調節器10進入關閉期間。於關閉期間，恆定開啟期間控制器11比較由降壓調節器10之輸出電壓VOUT 產生的回授電壓VFB 與參考電壓VREFX ，以產生終止關閉期間的終止關閉信號TOFF ，以讓控制降壓調節器10進入開啟期間。於開啟期間，恆定開啟期間控制器11所產生的參考電壓VREFX 係為預定電壓，但在開啟期間結束與關閉期間開始時(即，產生終止開啟信號時)，恆定開啟期間控制器11會將產生的參考電壓VREFX 瞬間下拉至降壓調節器10之電子開關裝置的節點電壓VSW ，然後，參考電壓VREFX 於關閉期間會逐漸地上升至預定電壓。如此，透過於關閉期間開始時將參考電壓VREFX 瞬間下拉至節點電壓VSW 的作法可以使得雜訊容限被擴展，從而解決降壓調節器10的輸出電壓VOUT 的漣波相對較小時，恆定開啟期間控制器11容易雜訊影響而降低其穩定性的技術問題。另外一方面，可選地，恆定開啟期間控制器11可以於關閉期間產生斜波信號，並透過斜波信號改變參考電壓VREFX 的斜率，以進一步地解決恆定開啟期間控制器11因信號抖動(jitter)而穩定性不足的技術問題。
降壓調節器10的實現方式說明如下，但下述降壓調節器10的實現方式並非用以限定本發明，降壓調節器10亦可以有其他種類型的實現方式。
於此實施例中，降壓調節器10包括預驅動器(pre-driver)電路101、用以作為電子開關裝置的開關電晶體PM1、NM1、儲能電感LX 、輸出電容CO 與負載電阻RLOAD 。預驅動器電路101電性連接恆定開啟期間控制器11，開關電晶體PM1、NM1的閘極電性連接預驅動器電路101，開關電晶體PM1的源極接收輸入電壓VIN ，開關電晶體NM1的源極耦接接地電壓，開關電晶體PM1、NM1的汲極電性耦接儲能電感LX 的一端，且儲能電感LX 的另一端透過輸出彼此並聯的電容CO 與負載電阻RLOAD 耦接接地電壓，並作為降壓調節器10的輸出端(亦為降壓轉換器1的輸出端)，以輸出輸出電壓VOUT 。另外，開關電晶體PM1、NM1的汲極上的電壓為前述之電子關關裝置的節點電壓VSW 。
預驅動器電路101接收關聯於終止關閉信號TOFF 與終止開啟信號的控制信號，並產生閘極控制信號控制開關電晶體PM1、NM1的開啟與關閉，其中預驅動器電路101可以是包括多個邏輯閘的邏輯電路，但本發明不以此為限制。在此實施例中，開關電晶體PM1、NM1分別為PMOS電晶體與NMOS電晶體，但本發明不以此為限制。
當恆定開啟期間控制器11產生終止關閉信號TOFF 時，控制信號具有邏輯高準位的電壓，如此，預驅動器電路101根據控制信號，控制PMOS電晶體與NMOS電晶體開啟，以讓輸入電壓VIN 對儲能電感LX 進行充電，以及於輸出端產生關聯於輸入電壓VIN 的輸出電壓VOUT 。當恆定開啟期間控制器11產生終止開啟信號時，控制信號具有邏輯低準位的電壓，如此，預驅動器電路101根據控制信號，控制PMOS電晶體與NMOS電晶體關閉，以儲能電感LX 對輸出斷放電，以於輸出端產生輸出電壓VOUT 。進一步地說，於開啟期間，輸出電壓VOUT 會逐漸地上升，以及於關閉期間，輸出電壓VOUT 會逐漸地下降。
恆定開啟期間控制器11的實現方式說明如下，但下述恆定開啟期間控制器11的實現方式並非用以限定本發明，恆定開啟期間控制器11亦可以有其他種類型的實現方式。
恆定開啟期間控制器11包括分壓器111、開啟定時器112、RS暫存器113、比較器114、參考電壓控制器115與開關切換裝置116。分壓器111電性連接降壓調節器10的輸出端，以接收輸出電壓VOUT 。參考電壓控制器115與比較器114電性連接分壓器111。開關切換裝置116電性連接RS暫存器113與參考電壓控制器115。RS暫存器113電性連接比較器114、開啟定時器112與降壓調節器10的預驅動器電路101。
分壓器111用以根據輸出電壓VOUT 產生回授電壓VFB ，分壓器111可以由複數個電阻RFBH 與RFBL 實現，其中電阻RFBH 的一端接收輸出電壓VOUT ，電阻RFBH 的另一端與電阻RFBL 的一端電性連接，以輸出回授電壓VFB ，以及電阻RFBL 的另一端電性連接接地電壓。開啟定時器112用以接收輸入電壓VIN 與輸出電壓VOUT ，並根據輸入電壓VIN 與輸出電壓VOUT 決定恆定的開啟期間，並於降壓調節器10開啟持續一段開啟期間後，輸出用以終止開啟期間的終止開啟信號。開啟定時器112可以是單擊開啟定時器(one-shot on-timer)，但本發明不以此為限制。
RS正反器113的重置輸入端R與設定輸入端S分別接收終止開啟信號與終止關閉信號TOFF ，以及RS正反器113的正輸出端Q輸出的控制信號與反向輸出端QB輸出的反向控制信號之準位係根據終止開啟信號與終止關閉信號TOFF 而決定。進一步地說，當終止開啟信號為邏輯高準位，RS正反器113的正輸出端Q輸出的控制信號與反向輸出端QB輸出的反向控制信號之準位分別為邏輯低準位與邏輯高準位；當終止關閉TOFF 信號為邏輯高準位，RS正反器113的正輸出端Q輸出的控制信號與反向輸出端QB輸出的反向控制信號之準位分別為邏輯高準位與邏輯低準位。
比較器114的正輸入端與負輸入端分別接收參考電壓VREFX 與回授電壓VFB ，並且比較參考電壓VREFX 與回授電壓VFB ，以在回授電壓VFB 低於參考電壓VREFX 時，產生終止關閉期間的終止關閉信號TOFF 。參考電壓控制器115接收回授電壓VFB ，並產生回授電壓VFB 與預定電壓之間的誤差放大信號。接著，參考電壓控制器115將誤差放大信號轉換為電流信號。之後，參考電壓控制器115透過電阻將電流信號轉換為參考電壓VREFX 。在此請注意，可選地，參考電壓控制器115可以將斜波信號疊加至電流信號，以解決信號抖動的技術問題，但本發明不此為限制。
開關切換裝置116用以在開啟期間時，提供接地電壓作為基準電壓(baseline voltage)，以及在關閉期間，提供節點電壓VSW 作為基準電壓。如此一來，在關閉期間開始時，參考電壓VREFX 會瞬間被下拉至節點電壓VSW ，並接著逐漸上升至預定電壓。開關切換裝置116可以由兩個開關S1與S2來實現，但本發明不以此為限制。開關S1的一端電性連接參考電壓控制器115，開關S1的另一端電性連接接地電壓，開關S2的一端電性連接參考電壓控制器115，以及開關S2的另一端電性連接節點電壓VSW 。開關S1與S2分別被控制信號與反向控制信號所控制，進一步地說，當終止開啟信號為邏輯高準位時，開關S2開啟(即，導通)，以及當終止關閉信號為邏輯高準位時，開關S1開啟。
接著，請參考圖2，圖2是本發明實施例的恆定開啟期間控制器之參考電壓控制器的示意圖。恆定開啟期間控制器11之參考電壓控制器115的其中一種實現方式如圖2所示，但下述參考電壓控制器115的實現方式並非用以限定本發明，參考電壓控制器115亦可以有其他種類型的實現方式。
於圖2的實施例中，參考電壓控制器115包括誤差放大器1151、電阻R1、R2、電容C1、加法器AAD1、轉導放大器1152與斜波信號產生氣1153。誤差放大器1151電性連接分壓器111、電阻R1的一端與轉導放大器1152的輸入端。轉導放大器1152的輸出端電性連接加法器ADD1的輸入端，且斜波信號產生器的輸出端電性連接加法器ADD1的另一輸入端。電阻R2的一端電性連接比較器114的正輸入端與加法器ADD1的輸出端，以及電阻R2的另一端電性連接開關S1的一端與開關S2的一端。電容C1的兩端分別電性連接電阻R1的另一端與接地電壓。
誤差放大器1151的負輸入端與正輸入端分別接收回授電壓VFB 與預定電壓VREF (例如，0.6伏特，但不以此為限制)，並據此產生回授電壓VFB 與預定電壓VREF 的誤差放大信號。電容C1與電阻R1形成一個RC補償電路，RC補償電路的效果在穩定電路，減少高頻振盪的現象。通過RC補償電路後的誤差放大信號會被轉導放大器1152轉換為電流信號。加法器ADD1將斜波信號RAMP_SIG疊加至電流信號，以及電阻R2作為電流感測用途，以藉此根據疊加斜波信號RAMP_SIG的電流信號產生參考電壓VREFX 。
在此請注意，斜波信號產生器1153與加法器ADD1係為了解決信號抖動的技術問題，才增設於參考電壓控制器115之中。因此，若無嚴重的信號抖動情況下，則斜波信號產生器1153與加法器ADD1可自參考電壓控制器115中移除。
請同時參考圖1至圖3，圖3是使用圖2之恆定開啟期間控制器之降壓轉換器中的節點電壓、節點電流、參考電壓與回授電壓的波形圖。於此實施例中，在時間點T0時，降壓調節器10的電子開關裝置被開啟，並於時間點T1終止開啟期間P01，亦即，於開啟期間P01，降壓調節器10開啟。於開啟期間P01，輸入電壓VIN 產生相關的輸出電壓VOUT 與節點電壓VSW ，由於對儲存電感LX 充電的原因，節點電壓VSW 逐漸下降且節點電流ISW 逐漸上升。於開啟期間P01，開關切換裝置116提供的基準電壓為接地電壓，參考電壓VREFX 會大概等於預定電壓VREF ，而回授電壓VFB 相應於輸出電壓VOUT 的上升而上升。
在時間點T1，終止開啟信號被產生，因此，降壓調節器10的電子開關裝置被關閉，降壓調節器10的電子開關裝置的節點電壓VSW 會被瞬間下拉，且儲能電感LX 開始向降壓調節器10的輸出端放電，以產生輸出電壓VOUT 。於關閉期間P12，因為儲能電感LX 持續向輸出端放電，故節點電流ISW 會逐漸下降，被下拉後的節點電壓VSW 會逐漸上升，以及回授電壓VFB 相應於輸出電壓VOUT 的下降而下降，並且在回授電壓VFB 低於參考電壓VREFX 時(亦即，於時間點T2時)，用於終止關閉期間P12的終止關閉信號被產生。於在時間點T1時，開關切換裝置116提供的基準電壓改為節點電壓VSW ，因此，參考電壓VREFX 會瞬間被下拉至節點電壓VSW ，且接著，參考電壓VREFX 會於關閉期間P12會逐漸上升至預定電壓VREF 。由於本發明實施例的恆定開啟期間控制器10是使用開關切換裝置116改變提供的基準電壓來瞬間下拉參考電壓VREFX ，因此，除了可以提升雜訊容限外，其更具有反應速度快的優勢。
接著，請參考圖4，圖4是本發明另一實施例的降壓轉換器的示意圖。相較於圖1的實施例中，圖4的降壓轉換器1’的恆定開啟期間控制器11’額外地具有兩個關關S3與S4。開關S3的一端電性連接回授電壓VFB ，開關S3的另一端電性連接地，開關S4的一端電性連接參考電壓VREFX ，開關S4的另一端透過一RC濾波電路電性連接比較器114的正輸入端。RC濾波電路包含有一電阻RF 與一電容CF ，電阻RF 的一端連接於開關S4，電阻RF 的另一端連接比較器114的正輸入端，電容CF 的一端連接於地，電容CF 的另一端連接比較器114的正輸入端。開關S3與S4受控反向控制信號 QB，因此，開關S3與S4僅有在關閉期間才導通，從而讓比較器114僅在關閉期間才比較參考電壓VREFX 與回授電壓VFB 。
請同時參照圖4與圖5，圖5是使用圖4之恆定開啟期間控制器之降壓轉換器中的節點電壓、節點電流、比較器的正輸入端上之電壓與回授電壓的波形圖。由於開關S3與S4僅有在關閉期間P12才導通，以讓比較器114比較參考電壓VREFX 與回授電壓VFB ，因此，於開啟期間P01，比較器114的正輸入端上的電壓V’REFX 為一個低於預定電壓VREF 的較低電壓。於關閉期間P12，開關S3與S4導通，比較器114的正輸入端上的電壓V’REFX 會受到參考電壓VREFX 影響，而逐漸地自較低電壓上升至預定電壓VREF 。如此一來，透過於比較器114的正輸入端與負輸入端增設開關S3與S4的作法，可以進一步地再拉開回授電壓VFB 與電壓V’REFX 之間的差異，從而再更多地增加雜訊容限。
綜上所述，本發明實施例所提供的一種恆定開啟期間控制器與使用降壓轉換器具有較高的雜訊容限，故能夠解決降壓調節器的輸出電壓的漣波相對較小時，恆定開啟期間控制器容易雜訊影響而降低其穩定性的技術問題。較佳地，在其中一個實施例中，於關閉期間，透過斜波信號來改變參考電壓的斜率，更能夠改善信號抖動的技術問題。除此之外，由於恆定開啟期間控制器使用開關切換裝置來切換相應於參考電壓的基準電壓，因此，更具有反應速度較快的優勢。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1、1’:降壓轉換器10:降壓調節器101:預驅動器電路11、11’:恆定開啟期間控制器111:分壓器112:開啟定時器113:RS正反器114:比較器115:參考電壓控制器1151:誤差放大器1152:轉導放大器1153:斜波信號產生器116:開關切換裝置ADD1:加法器C1、CF:電容CO:輸出電容LX:儲能電感NM1、PM1:電晶體ISW:節點電流RFBH、RFBL、R1、R2、RF:電阻RLOAD:負載電阻S1～S4:開關TOFF:終止關閉信號VFB:回授電壓VIN:輸入電壓VOUT:輸出電壓VREFX:參考電壓V’REFX:比較器之正輸入端上的電壓VSW:節點電壓R:重置輸入端S:設定輸入端Q:正輸出端QB:反向輸出端RAMP_SIG:斜波信號
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。本發明的附圖茲簡單說明如下：
圖1是本發明實施例的降壓轉換器的示意圖；
圖2是本發明實施例的恆定開啟期間控制器之參考電壓控制器的示意圖；
圖3是使用圖2之恆定開啟期間控制器之降壓轉換器中的節點電壓、節點電流、參考電壓與回授電壓的波形圖；
圖4是本發明另一實施例的降壓轉換器的示意圖；以及
圖5是使用圖4之恆定開啟期間控制器之降壓轉換器中的節點電壓、節點電流、比較器的正輸入端上之電壓與回授電壓的波形圖。
1:降壓轉換器
10:降壓調節器
101:預驅動器電路
11:恆定開啟期間控制器
111:分壓器
112:開啟定時器
113:RS正反器
114:比較器
115:參考電壓控制器
116:開關切換裝置
CO:輸出電容
LX:儲能電感
NM1、PM1:電晶體
ISW:節點電流
RFBH、RFBL:電阻
RLOAD:負載電阻
S1、S2:開關
TOFF:終止關閉信號
VFB:回授電壓
VIN:輸入電壓
VOUT:輸出電壓
VREFX:參考電壓
VSW:節點電壓
R:重置輸入端
S:設定輸入端
Q:正輸出端
QB:反向輸出端

Claims (9)

  1. 一種恆定開啟期間控制器，用於控制一降壓調節器的一關閉期間與一開啟期間，包括： 一比較器，用於比較基於該降壓調節器之一輸出電壓產生的一回授電壓與一參考電壓，以產生用於終止該關閉期間的一終止關閉信號； 一開啟定時器，根據該降壓調節器之一輸入電壓與該輸出電壓決定該開啟期間，並據此產生用於終止該開啟期間的一終止開啟信號； 一參考電壓控制器，電性連接該比較器，根據該回授電壓與一預定電壓產生該參考電壓；以及 一開關切換裝置，電性連接該參考電壓控制器，於該關閉期間的開始，瞬間下拉該參考電壓至該降壓調節器之一電子開關裝置的一節點電壓。
  2. 根據請求項第1項之恆定開啟期間控制器，其中該開關切換裝置於該開啟期間提供一接地電壓作為該參考電壓的一基準電壓，以及於該關閉期間提供該節點電壓作為該參考電壓的一基準電壓。
  3. 根據請求項第2項之恆定開啟期間控制器，其中該開關切換裝置包括： 一第一開關以及一第二開關，其中該第一開關的一第一端與該第二開關的一第一端電性連接該參考電壓控制器，該第一開關的一第二端與該第二開關的一第二端分別電性連接該接地電壓與該節點電壓，且該第一開關與該第二開關分別響應於該終止關閉信號與該終止開啟信號而被導通。
  4. 根據請求項第1項之恆定開啟期間控制器，其中該參考電壓控制器包括： 一誤差放大器，用以根據該回授電壓與該預定電壓輸出一誤差放大信號； 一RC補償電路，電性連接於該誤差放大器的一輸出端； 一轉導放大器，電性連接該誤差放大器的該輸出端，用以將通過RC補償電路後的該誤差放大信號轉換為一電流信號；以及 一電流感測電阻，電性連接於該誤差放大器的該輸出端與該開關切換裝置之間，用以將該電流信號轉換為該參考電壓。
  5. 根據請求項第4項之恆定開啟期間控制器，其中該參考電壓控制器更包括： 一斜波信號產生器，用以產生一斜波信號；以及 一加法器，電性連接於該轉導放大器的該輸出端、該斜波信號產生器的一輸出端與該比較器，用以將該斜波信號疊加至該電流信號。
  6. 根據請求項第1項之恆定開啟期間控制器，更包括： 一RC濾波電路； 一第一開關以及一第二開關，其中該第一開關的一第一端與該第二開關的一第一端電性連接該參考電壓控制器，該第一開關的一第二端與該第二開關的一第二端分別電性連接該接地電壓與該RC濾波電路，且RC濾波電路電性連接該比較器的一正輸入端，該第一開關以及該第二開關受控於該終止開啟信號，以讓該比較器僅於該關閉期間進行比較。
  7. 根據請求項第1項之恆定開啟期間控制器，更包括： 一RS正反器，電性連接該比較器、該開啟定時器與該降壓調節器，用以接收該終止關閉信號與該終止開啟信號，以產生一控制信號與一反向控制信號。
  8. 根據請求項第1項之恆定開啟期間控制器，更包括： 一分壓器，電性連接該參考電壓控制器、該比較器與該降壓調節器，用以根據該輸出電壓產生該回授電壓。
  9. 一種降壓轉換器，包括： 如請求項第1至8項其中一項所述的恆定開啟期間控制器；以及 該降壓調節器。
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