TWI456884B - 開關變換器電路和功率變換方法 - Google Patents
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- 一種開關變換器電路，包括：輸入端子，接收輸入電壓；輸出端子，耦接到負載電路，為所述負載電路提供輸出電壓；回饋電路，耦接到所述輸出端子，對所述輸出電壓進行採樣，以提供回饋信號；包含數位控制器的信號發生裝置，通過改變數位控制器輸出的數位信號來調整提供到比較電路的反映斜坡補償信號的參考電壓，或者調整提供到比較電路的參考電壓以及提供到回饋電路的斜坡補償信號；比較電路，將回饋信號與參考電壓相比較，產生比較信號；導通時間控制電路，產生導通時間控制信號以控制開關電路的導通時間長度；驅動電路，與比較電路和導通時間控制電路耦接，輸出驅動信號，其中驅動信號根據比較信號控制開關電路的導通時刻，以及根據導通時間控制信號控制開關電路的關斷時刻；和開關電路，與輸入端子串聯連接，通過驅動電路輸出的驅動信號控制該開關電路的導通或關斷。
- 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述回饋電路包括輸出電壓採樣電路，對輸出電壓進行採樣，以提供輸出電壓採樣信號作為所述回饋信號。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生基準參 考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第3項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器進一步包括：數位運算電路，用於將斜坡補償信號的數位信號從基準參考電壓的數位信號中減去，以得到所述參考電壓的數位信號。
- 如申請專利範圍第4項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第一數模轉換器，用於將所述參考電壓的數位信號轉換為類比信號，並輸出所述參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第3項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第二數模轉換器，該第二數模轉換器將基準參考電壓的數位信號轉換為類比信號；以及第三數模轉換器，該第三數模轉換器將斜坡補償信號的數位信號轉換為類比信號。
- 如申請專利範圍第6項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：運算電路，用於將來自第三數模轉換器的斜坡補償信號從來自第二數模轉換器的基準參考電壓中減去，以輸出所述參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第8項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第二數模轉換器，該第二數模轉換器將參考電壓的數 位信號轉換為類比信號，並輸出所述參考電壓到所述比較電路；以及第三數模轉換器，該第三數模轉換器將斜坡補償信號的數位信號轉換為類比信號，並輸出所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第9項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述第三數模轉換器將所述斜坡補償信號耦接到所述回饋電路，與所述輸出電壓採樣信號相疊加得到所述回饋信號，並輸出所述回饋信號。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第11項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第四數模轉換器，該第四數模轉換器將基準參考電壓的數位信號轉換為類比信號，並輸出基準參考電壓；以及第五數模轉換器，該第五數模轉換器將斜坡補償信號的幅值的數位信號轉換為類比信號，並輸出斜坡補償信號的幅值。
- 如申請專利範圍第12項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第一開關，該第一開關的導通和關斷由所述數位控制器控制，其一端耦接到第五數模轉換器的輸出，其另一端耦接到一電壓控制電流源的輸入端。
- 如申請專利範圍第13項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電壓控制電流源的輸出電流與第五數模轉換器輸出的所述斜坡補償信號的幅值成比例。
- 如申請專利範圍第14項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：放電電路，該放電電路由開關陣列和電流鏡電路串聯耦合而成，所述開關陣列的第一端耦接到電壓源，第二端耦接到電流鏡電路的第一端，所述開關陣列中的開關的導通和關斷由所述數位控制器控制；所述電流鏡電路的第二端作為放電電路的輸出端耦接到所述電壓控制電流源的輸出端。
- 如申請專利範圍第15項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括電容器，所述電容器耦合到所述電壓控制電流源的輸出端和所述放電電路的輸出端的交點以及地之間，用於提供所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第6項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括運算電路，用於將所述電容器提供的所述斜坡補償信號從第四數模轉換器輸出的所述基準參考電壓中減去，以輸出參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第18項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第四數模轉換器，該第四數模轉換器將參考電壓的數位信號轉換為類比信號，以輸出參考電壓到所述比較電路；以及第五數模轉換器，該第五數模轉換器將斜坡補償信號的幅值的數位信號轉換為類比信號，以輸出斜坡補償信號 的幅值。
- 如申請專利範圍第19項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括第一開關，該第一開關的導通和關斷由所述數位控制器控制，其一端耦接到第五數模轉換器的輸出，其另一端耦接到一電壓控制電流源的輸入端。
- 如申請專利範圍第20項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電壓控制電流源的輸出電流與第五數模轉換器輸出的所述斜坡補償信號的幅值成比例。
- 如申請專利範圍第21項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括放電電路，該放電電路由開關陣列和電流鏡電路串聯耦合而成，所述開關陣列的第一端耦接到電壓源，第二端耦接到電流鏡電路第一端，所述開關陣列中的開關的導通和關斷由所述數位控制器控制；所述電流鏡電路的第二端作為放電電路的輸出端耦接到所述電壓控制電流源的輸出端。
- 如申請專利範圍第22項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括電容器，所述電容器耦合到所述電壓控制電流源的輸出端和所述放電電路的輸出端的交點以及地之間，用於輸出所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第23項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電容器將所述斜坡補償信號耦接到所述回饋電路，與所述輸出電壓採樣信號相疊加得到所述回饋信號，並輸出所述回饋信號。
- 一種功率變換的方法，包括：通過輸入端子接收輸入電壓； 通過輸出端子為負載電路提供輸出電壓；通過回饋電路，對所述輸出電壓進行採樣，以提供回饋信號；經由信號發生裝置通過改變信號發生裝置中包含的數位控制器輸出的數位信號來調整提供到比較電路的反映斜坡補償信號的參考電壓，或者調整提供到比較電路的參考電壓以及提供到回饋電路的斜坡補償信號；將所述回饋信號與所述參考電壓相比較，產生比較信號；通過導通時間控制電路產生導通時間控制信號以控制開關電路的導通時間長度；根據所述比較信號和所述開關電路的導通時間，輸出驅動信號；以及基於所述驅動信號控制所述開關電路的導通或關斷；其中所述驅動信號根據比較信號控制開關電路的導通時刻，根據導通時間控制信號控制開關電路的關斷時刻。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經 由數位控制器輸出參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
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