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TWI497882B - 電源轉換器及其操作方法 - Google Patents

電源轉換器及其操作方法 Download PDF

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TWI497882B
TWI497882B TW102117542A TW102117542A TWI497882B TW I497882 B TWI497882 B TW I497882B TW 102117542 A TW102117542 A TW 102117542A TW 102117542 A TW102117542 A TW 102117542A TW I497882 B TWI497882 B TW I497882B
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Inventor
Chih Wen Hsiao
Chih Lien Chang
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Upi Semiconductor Corp
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Description

電源轉換器及其操作方法
本發明與電源轉換器(power converter)有關，特別是關於一種能自動延伸導通時間(on-time)以增進其暫態反應速度(transient response)的電源轉換器及其操作方法。
近年來，電源供應電路已廣泛使用在不同電子產品上，例如可攜式電子產品、電腦產品等。電源供應電路可提供電壓或電流轉換或是提供具有固定電壓或電流之電力以供電子產品使用。在電源供應電路中，電源積體電路(Power integrated circuit,Power IC)為必要的主動元件之一。
請參照圖1及圖2，圖1繪示傳統具有恆定導通時間(Constant On-Time,COT)之系統架構的電源轉換器之示意圖；圖2繪示圖1的電源轉換器進行抽載時之輸出波形時序圖。如圖1及圖2所示，在傳統的恆定導通時間之系統架構下，電源轉換器1的每一個輸出週期皆由固定的導通時間(on-time)加上可變的關閉時間(off-time)構成，由於關閉時間不會為零，所以會有一最小關閉時間(minimum off-time)△Toff(min) 之設計。當系統負載變大時，導通時間計算器14所輸出的脈寬調變訊號PWM之頻率將會升高以提供更快的暫態反應速度(transient response)。
然而，由於有最小關閉時間△Toff(min) 之設計，使得脈寬調變訊號PWM無法一直維持在高準位，故無法連續輸出電感電流IL ，導致需耗費較長的時間才能提供足夠的能量將輸出電壓VOUT 拉回，因而造成下衝(under shoot)現象及輸出電壓穩定性等問題。雖然可透過跳過關閉時間(skip off-time)等技術來加以改善，但卻也相對應地增加電源轉換器1的電路複雜 度及製造成本。
因此，本發明提出一種電源轉換器及其操作方法，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。
根據本發明之一具體實施例為一種電源轉換器。於此實施例中，電源轉換器包括比較器及導通時間產生器。比較器比較第一輸入訊號及第二輸入訊號以提供控制訊號。導通時間產生器耦接比較器。導通時間產生器包括多個導通時間產生單元、邏輯單元及計算單元。導通時間產生器根據控制訊號透過該些導通時間產生單元及邏輯單元產生多個導通時間訊號，並由計算單元根據該些導通時間訊號形成脈寬調變訊號。該些導通時間訊號之導通時間的工作週期至少部分交疊，致使脈寬調變訊號之導通時間的工作週期增大。
於一實施例中，計算單元耦接邏輯單元，用以自邏輯單元接收該些導通時間訊號，並將該些導通時間訊號相加，以形成脈寬調變訊號。
於一實施例中，該些導通時間產生單元至少包括第一導通時間產生單元及第二導通時間產生單元。第一導通時間產生單元耦接比較器，用以根據控制訊號開始進行第一導通時間之第一階段的計算。第二導通時間產生單元耦接至第一導通時間產生單元與邏輯單元之間。當第一導通時間產生單元完成第一導通時間之第一階段的計算時，第二導通時間產生單元開始進行第一導通時間之第二階段的計算且第一導通時間產生單元開始進行第二導通時間之第一階段的計算。
於一實施例中，邏輯單元包括多個正反器、設定單元及重新設定單元。該些正反器分別耦接至計算單元，用以輸出該些導通時間訊號至計算單元。設定單元分別耦接第一導通時間產生單元及該些正反器，用以選擇性地於該些正反器之間進行切換。重新設定單元分別耦接第二導通時間產生單元及該些正反器，用以選擇性地於該些正反器之間進行切換。
於一實施例中，計算單元耦接該些導通時間產生單元，用以自該些導通時間產生單元接收該些導通時間訊號，並將該些導通時間訊號相 加，以形成脈寬調變訊號。
於一實施例中，該些導通時間產生單元至少包括第一導通時間產生單元及第二導通時間產生單元。第一導通時間產生單元耦接於邏輯單元與計算單元之間，用以於第一時間根據控制訊號開始進行第一導通時間的計算。第二導通時間產生單元耦接於邏輯單元與計算單元之間，用以於第二時間根據控制訊號開始進行第二導通時間的計算，其中第一時間與第二時間之間隔為延遲時間。
於一實施例中，邏輯單元包括多個正反器及延遲單元。該些正反器至少包括第一正反器及第二正反器，第一正反器耦接於比較器與第一導通時間產生單元之間，第二正反器耦接於比較器與第二導通時間產生單元之間，第一正反器及第二正反器分別輸出控制訊號至第一導通時間產生單元及第二導通時間產生單元。延遲單元分別耦接至該些正反器與該些導通時間產生單元之間，用以根據控制訊號產生延遲時間至第一導通時間產生單元或第二導通時間產生單元。
根據本發明之另一具體實施例為一種電源轉換器操作方法。於此實施例中，電源轉換器操作方法用以操作電源轉換器。電源轉換器包括比較器及導通時間產生器。電源轉換器操作方法包括下列步驟：(a)透過比較器比較第一輸入訊號及第二輸入訊號，以提供控制訊號；(b)透過導通時間產生器根據控制訊號產生多個導通時間訊號並根據該些導通時間訊號形成脈寬調變訊號。其中，該些導通時間訊號之導通時間的工作週期至少部分交疊，致使脈寬調變訊號之導通時間的工作週期增大。
相較於先前技術，本發明所提出之電源轉換器及其操作方法具有下列優點：(1)利用多段式之導通時間計算搭配多相疊加運算實現根據抽載自動延伸導通時間(on-time extension)之功能，以提供足夠能量將電源轉換器的輸出電壓快速拉回；(2)能夠提升電源轉換器於重載發生時之暫態反應速度(transient response)；(3)電路架構簡單，不需額外增加電路複雜度及成本； (4)當多相電路要轉換為單相電路時，僅需利用既有電路即可實現自動延伸導通時間之功能。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
S10~S14‧‧‧流程步驟
1、3‧‧‧電源轉換器
10、30‧‧‧斜波產生器
12、32‧‧‧誤差放大器
14、34、34’‧‧‧導通時間產生器
LU‧‧‧邏輯單元
TG1‧‧‧第一導通時間產生單元
TG2‧‧‧第二導通時間產生單元
16、36‧‧‧脈寬調變驅動器
18、38‧‧‧輸出級
OR‧‧‧計算單元
SET‧‧‧設定單元
RESET‧‧‧重新設定單元
FF1‧‧‧第一正反器
FF2‧‧‧第二正反器
ST‧‧‧控制訊號
P1‧‧‧第一相導通時間
P2‧‧‧第二相導通時間
PWM‧‧‧脈寬調變訊號
L‧‧‧輸出電感
C‧‧‧輸出電容
R‧‧‧回饋電阻
VIN ‧‧‧輸入電壓
VREF ‧‧‧參考電壓
COMP‧‧‧誤差放大訊號
RAMP‧‧‧斜波訊號
VOUT ‧‧‧輸出電壓
IL ‧‧‧輸出電感電流
UG‧‧‧第一開關控制訊號
LG‧‧‧第二開關控制訊號
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
△Toff(min) ‧‧‧最小關閉時間
t1~tn‧‧‧第一時間~第n時間
△Td ‧‧‧延遲時間
DELAY‧‧‧延遲單元
圖1繪示傳統具有恆定導通時間之系統架構的電源轉換器。
圖2繪示圖1中之電源轉換器進行抽載時之輸出波形時序圖。
圖3繪示根據本發明之一實施例的電源轉換器的示意圖。
圖4繪示圖3中之導通時間產生器之一實施例。
圖5繪示具有圖4中之導通時間產生器的電源轉換器進行抽載時之輸出波形時序圖。
圖6繪示圖3中之導通時間產生器之另一實施例。
圖7繪示具有圖6中之導通時間產生器的電源轉換器進行抽載時之輸出波形時序圖。
圖8繪示根據本發明之另一具體實施例之電源轉換器操作方法的流程圖。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種電源轉換器。於此實施例中，本發明提出的電源轉換器應用於電源積體電路(Power IC)中，但不以此為限。本發明亦可適用於交流對直流轉換器或直流對交流轉換器等電源轉換電路的架構中。在下述諸實施例中，當元件被指為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可為直接連接或耦接至另一元件，或可能存在介於其間之元件。術語「電路」表示為至少一元件或多個元件，或者主動的且/或被動的而耦接在一起的元件以提供合適功能。術語「訊號」表示為至少一電流、電壓、負載、溫度、資料或其他訊號。斜坡訊號又可為類斜坡訊號、三角坡訊號 或鋸齒坡訊號，其可以為重複-下降形式的斜坡或是重複-上升形式的斜坡，端視應用而決定。
請參照圖3，圖3繪示此實施例之電源轉換器的示意圖。如圖3所示，電源轉換器3包含斜波產生器30、誤差放大器32、比較器33、導通時間產生器34、脈寬調變驅動器36、輸出級38、輸出電感L、輸出電容C及回饋電阻R。在其他實施例中，誤差放大器32亦可使用轉導放大器取代。輸出級38位於輸入電壓VIN 與接地端之間，且輸出級38包括第一開關SW1及第二開關SW2。誤差放大器32之兩輸入端分別耦接參考電壓VREF 及回授電壓VFB ，其中回授電壓VFB 與輸出電壓VOUT 成比例關係；誤差放大器32之輸出端及斜波產生器30分別耦接至比較器33的兩輸入端；比較器33的輸出端耦接導通時間產生器34；導通時間產生器34耦接脈寬調變驅動器36；脈寬調變驅動器36之兩輸出端分別耦接輸出級38的第一開關SW1及第二開關SW2；輸出電感L之一端耦接至輸出級38的第一開關SW1與第二開關SW2之間，另一端則耦接輸出電壓VOUT ；輸出電容C之一端耦接至輸出電感L與輸出電壓VOUT 之間，另一端則耦接至接地端；回饋電阻R之一端耦接至輸出電感L與輸出電壓VOUT 之間，另一端則耦接至誤差放大器32之一輸入端。
於此實施例中，比較器33之兩輸入端分別接收斜波產生器30所產生之斜波訊號RAMP(亦即第一輸入訊號)以及誤差放大器32根據參考電壓VREF 及輸出電壓VOUT 所產生之誤差放大訊號COMP(亦即第二輸入訊號)。比較器33比較斜波訊號RAMP與誤差放大訊號COMP以提供控制訊號ST至導通時間產生器34。接著，導通時間產生器34會根據控制訊號ST提供具有導通時間之脈寬調變訊號PWM至脈寬調變驅動器36。脈寬調變驅動器36根據脈寬調變訊號PWM透過兩輸出端分別輸出第一開關控制訊號UG及第二開關控制訊號LG至輸出級38的第一開關SW1與第二開關SW2，以控制第一開關SW1與第二開關SW2之開啟或關閉而產生流經輸出電感L的輸出電感電流IL 。
請參照圖4，圖4繪示圖3中之導通時間產生器34之一實施例。需說明的是，此實施例中之導通時間產生器34係採用多相(multi-phase) 及多階段計算(multi-step calculation)之方式產生多個具有不同相位的導通時間訊號並將每個導通時間訊號分成多個階段進行計算，以實現導通時間重疊(on-time overlapping)之效果。至於分成幾個不同相位的導通時間訊號以及將每個導通時間訊號分成幾個階段均可視實際需求加以調整，並不以此實施例為限。
如圖4所示，導通時間產生器34包括第一導通時間產生單元TG1、第二導通時間產生單元TG2、邏輯單元LU及計算單元OR。需說明的是，導通時間產生器34所包括的導通時間產生單元數目可視實際需求而調整，亦可以是三個或更多，並不以此例的兩個為限。其中，邏輯單元LU包括設定單元SET、重新設定單元RESET、第一正反器FF1及第二正反器FF2。第一導通時間產生單元TG1之輸入端耦接比較器33之輸出端，且第一導通時間產生單元TG1之輸出端耦接至設定單元SET；第二導通時間產生單元TG2之輸入端耦接第一導通時間產生單元TG1之輸出端；第二導通時間產生單元TG2之輸出端耦接重新設定單元RESET；設定單元SET分別耦接第一正反器FF1及第二正反器FF2的第一輸入端；重新設定單元RESET分別耦接第一正反器FF1及第二正反器FF2的第二輸入端；第一正反器FF1及第二正反器FF2的輸出端均耦接至計算單元OR；計算單元OR耦接脈寬調變驅動器36。
亦請參照圖5，圖5繪示具有圖4中之導通時間產生器34的電源轉換器3進行抽載時之輸出波形時序圖。需說明的是，於本發明中，每一相的導通時間之計算均可分為多個階段進行，並且每個階段的時間長短亦可調整。於此實施例中，每一相的導通時間均會被分為兩個相同時間長度的第一階段及第二階段進行計算。
如圖4及圖5所示，當誤差放大訊號COMP於第一時間t1上升而碰到斜波訊號RAMP時，比較器33會輸出控制訊號ST至導通時間產生器34的第一導通時間產生單元TG1，第一導通時間產生單元TG1即會開始進行第一相導通時間P1的第一階段之計算，此時設定單元SET將會切換至第一正反器FF1，並且由於第二導通時間產生單元TG2尚未被啟動，故第二導通時間產生單元TG2還沒開始進行導通時間之計算。
於第二時間t2，第一導通時間產生單元TG1完成了第一相導 通時間P1的第一階段之計算，故第二導通時間產生單元TG2會持續進行第一相導通時間P1的第二階段之計算，此時設定單元SET將會切換至第二正反器FF2，第一導通時間產生單元TG1即會開始進行第二相導通時間P2的第一階段之計算。
於第三時間t3，第二導通時間產生單元TG2完成了第一相導通時間P1的第二階段之計算，亦即完成了第一相導通時間P1的計算，故重新設定單元RESET將會重新設定第一正反器FF1，並且第一相導通時間訊號將會開始進入關閉時間之階段，此時第一導通時間產生單元TG1亦完成了第二相導通時間P2的第一階段之計算，故第二導通時間產生單元TG2會持續進行第二相導通時間P2的第二階段之計算。
於第四時間t4，第一相導通時間訊號之關閉時間階段結束，第一導通時間產生單元TG1再度開始進行第一相導通時間P1的第一階段之計算，此時設定單元SET將會切換至第一正反器FF1，並且第二導通時間產生單元TG2仍持續進行第二相導通時間P2的第二階段之計算，尚未結束。
於第五時間t5，第二導通時間產生單元TG2完成了第二相導通時間P2的第二階段之計算，亦即完成了第二相導通時間P2的計算，故重新設定單元RESET將會重新設定第二正反器FF2，並且第二相導通時間訊號將會開始進入關閉時間之階段，此時第一導通時間產生單元TG1仍持續進行第一相導通時間P1的第一階段之計算，尚未結束。其餘依此類推，一直至誤差放大訊號COMP下降而碰到斜波訊號RAMP為止，於此不另行贅述。
由上述可知：由於當第一相導通時間訊號P1處於關閉時間之階段時，第二相導通時間訊號P2處於導通時間之階段，同理，當第二相導通時間訊號P2處於關閉時間之階段時，第一相導通時間訊號P1處於導通時間之階段，因此，假設計算單元OR為一或(OR)閘，當計算單元OR分別自第一正反器FF1及第二正反器FF2的輸出端接收到第一相導通時間訊號P1及第二相導通時間訊號P2，並將兩者相加所得到之脈寬調變訊號PWM即如同圖5所示，脈寬調變訊號PWM於第一時間t1至第n時間tn內均能一直維持於高準位，故脈寬調變驅動器36能透過其兩輸出端分別輸出與脈寬調變訊號PWM相位相同的第一開關控制訊號UG及與脈寬調變訊號PWM相位相反的 第二開關控制訊號LG至輸出級38的第一開關SW1與第二開關SW2，以控制第一開關SW1與第二開關SW2之開啟或關閉而得以連續輸出電感電流IL 流經輸出電感L。因此，本實施例之電源轉換器3僅需耗費較少的時間即能提供足夠的能量將輸出電壓VOUT 拉回，故可有效地解決先前技術所遭遇到的下衝(under shoot)現象及輸出電壓穩定性等問題。
請參照圖6，圖6繪示圖3中之導通時間產生器之另一實施例。需說明的是，此實施例中之導通時間產生器34’係採用多相(multi-phase)及延遲計算(delay calculation)之方式產生多個具有不同相位的導通時間訊號並於每個導通時間訊號間相隔一延遲時間進行計算，以實現導通時間重疊(on-time overlapping)之效果。
如圖6所示，導通時間產生器34’包括第一導通時間產生單元TG1、第二導通時間產生單元TG2、邏輯單元LU及計算單元OR。需說明的是，導通時間產生器34’所包括的導通時間產生單元數目可視實際需求而調整，亦可以是三個或更多，並不以此例的兩個為限。其中，邏輯單元LU包括延遲單元DELAY、第一正反器FF1及第二正反器FF2。需說明的是，延遲單元DELAY可包括延遲時間產生器以及正反器等邏輯元件(圖未示)，用以產生一延遲時間使得各導通時間產生單元能夠於不同時間點開始進行導通時間之計算。
第一正反器FF1及第二正反器FF2之第一輸入端分別耦接比較器33之輸出端，且第一正反器FF1及第二正反器FF2之第二輸入端彼此耦接；第一正反器FF1之輸出端耦接至第一導通時間產生單元TG1之輸入端；第二正反器FF2之輸出端耦接至第二導通時間產生單元TG2之輸入端；延遲單元DELAY之輸入端耦接第一正反器FF1及第二正反器FF2之第二輸入端，且延遲單元DELAY之兩輸出端分別耦接至第一正反器FF1與第一導通時間產生單元TG1之間以及第二正反器FF2與第二導通時間產生單元TG2之間；第一導通時間產生單元TG1及第二導通時間產生單元TG2之輸出端均耦接至計算單元OR；計算單元OR耦接脈寬調變驅動器36。
圖7繪示具有圖6中之導通時間產生器的電源轉換器進行抽載時之輸出波形時序圖。如圖6及圖7所示，當誤差放大訊號COMP於 第一時間t1上升而碰到斜波訊號RAMP時，比較器33會輸出控制訊號ST至導通時間產生器34’的第一正反器FF1及第二正反器FF2。當第一正反器FF1接收到控制訊號ST後，第一正反器FF1即會啟動第一導通時間產生單元TG1開始進行第一相導通時間P1之計算，此時第二導通時間產生單元TG2尚未被啟動，故第二導通時間產生單元TG2還沒開始進行導通時間之計算。
從第一時間t1經過了一段延遲時間△Td後，於第二時間t2，第二正反器FF2亦啟動第二導通時間產生單元TG2開始進行第二相導通時間P2之計算。此時，第一導通時間產生單元TG1仍持續進行第一相導通時間P1之計算，尚未結束。
於第三時間t3，第一導通時間產生單元TG1完成了第一相導通時間P1之計算，故第一相導通時間訊號將會開始進入關閉時間之階段，此時第二導通時間產生單元TG2仍持續進行第二相導通時間P2之計算，尚未結束。
於第四時間t4，第二導通時間產生單元TG2完成了第二相導通時間P2之計算，故第二相導通時間訊號將會開始進入關閉時間之階段。假設延遲時間△Td剛好等於關閉時間，則此時第一相導通時間訊號之關閉時間亦剛好結束。其餘依此類推，一直至誤差放大訊號COMP下降而碰到斜波訊號RAMP為止，於此不另行贅述。
由上述可知：由於當第一相導通時間訊號P1處於關閉時間之階段時，第二相導通時間訊號P2處於導通時間之階段，同理，當第二相導通時間訊號P2處於關閉時間之階段時，第一相導通時間訊號P1處於導通時間之階段，因此，假設計算單元OR為一或(OR)閘，當計算單元OR分別自第一導通時間產生單元TG1及第二導通時間產生單元TG2的輸出端接收到第一相導通時間訊號P1及第二相導通時間訊號P2，並將兩者相加所得到之脈寬調變訊號PWM即如同圖7所示，脈寬調變訊號PWM於第一時間t1至第n時間tn內均能一直維持於高準位，故脈寬調變驅動器36能透過其兩輸出端分別輸出與脈寬調變訊號PWM相位相同的第一開關控制訊號UG及與脈寬調變訊號PWM相位相反的第二開關控制訊號LG至輸出級38的第一開關SW1與第二開關SW2，以控制第一開關SW1與第二開關SW2之開啟或關閉而得 以連續輸出電感電流IL 流經輸出電感L。因此，本實施例之電源轉換器3僅需耗費較少的時間即能提供足夠的能量將輸出電壓VOUT 拉回，故可有效地解決先前技術所遭遇到的下衝現象及輸出電壓穩定性等問題。
根據本發明之另一具體實施例為一種電源轉換器操作方法。於此實施例中，電源轉換器操作方法用以操作電源轉換器。電源轉換器包括比較器及導通時間產生器。請參照圖8，圖8繪示此實施例之電源轉換器操作方法的流程圖。
如圖8所示，於步驟S1()中，電源轉換器操作方法產生斜波訊號(第一輸入訊號)並根據參考電壓及電源轉換器之輸出電壓產生誤差放大訊號(第二輸入訊號)。於步驟S12中，電源轉換器操作方法透過比較器比較斜波訊號及誤差放大訊號，以提供控制訊號。於步驟S14中，電源轉換器操作方法透過導通時間產生器根據控制訊號產生多個導通時間訊號並根據該些導通時間訊號形成脈寬調變訊號。其中，該些導通時間訊號之導通時間的工作週期至少部分交疊，致使脈寬調變訊號之導通時間的工作週期增大。也就是說，各導通時間訊號之導通時間的工作週期之間可以是完全交疊或只有一小部分交疊，均能夠達到增大脈寬調變訊號之導通時間的工作週期的功效。
實際上，電源轉換器操作方法之步驟S14可採用不同的方式透過導通時間產生器產生導通時間訊號。於一實施例中，電源轉換器操作方法可採用多相(multi-phase)及多階段計算(multi-step calculation)之方式產生多個具有不同相位的導通時間訊號並將每個導通時間訊號分成多個階段進行計算，以實現導通時間重疊(on-time overlapping)之效果。
假設導通時間產生器包括第一導通時間產生單元、第二導通時間產生單元、邏輯單元及計算單元。電源轉換器操作方法之步驟S14可包括下列步驟：當第一導通時間產生單元接收到控制訊號時，第一導通時間產生單元開始進行第一導通時間之第一階段的計算；經過第一時間間隔後，第一導通時間產生單元完成第一導通時間之第一階段的計算，並由第二導通時間產生單元持續進行第一導通時間之第二階段的計算且第一導通時間產生單元開始進行第二導通時間之第一階段的計算；再經過第二時間間隔後，第二 導通時間產生單元完成第一導通時間之第二階段的計算且第一導通時間產生單元完成第二導通時間之第一階段的計算。
於另一實施例中，電源轉換器操作方法可採用多相(multi-phase)及延遲計算(delay calculation)之方式產生多個具有不同相位的導通時間訊號並於每個導通時間訊號間相隔一延遲時間進行計算，以實現導通時間重疊(on-time overlapping)之效果。
假設導通時間產生器包括第一導通時間產生單元、第二導通時間產生單元、邏輯單元及計算單元。電源轉換器操作方法之步驟S14可包括下列步驟：當邏輯單元接收到控制訊號時，邏輯單元啟動第一導通時間產生單元開始計算第一導通時間；經過一段延遲時間後，邏輯單元才啟動第二導通時間產生單元開始計算第二導通時間；當第一導通時間產生單元完成第一導通時間之計算時，第二導通時間產生單元持續計算第二導通時間。
相較於先前技術，本發明所提出之電源轉換器及其操作方法具有下列優點：(1)利用多段式之導通時間計算搭配多相疊加運算實現根據抽載自動延伸導通時間(on-time extension)之功能，以提供足夠能量將電源轉換器的輸出電壓快速拉回；(2)能夠提升電源轉換器於重載發生時之暫態反應速度(transient response)；(3)電路架構簡單，不需額外增加電路複雜度及成本；(4)當多相電路要轉換為單相電路時，僅需利用既有電路即可實現自動延伸導通時間之功能。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
34‧‧‧導通時間產生器
TG1‧‧‧第一導通時間產生單元
TG2‧‧‧第二導通時間產生單元
LU‧‧‧邏輯單元
OR‧‧‧計算單元
SET‧‧‧設定單元
RESET‧‧‧重新設定單元
FF1‧‧‧第一正反器
FF2‧‧‧第二正反器
ST‧‧‧控制訊號
P1‧‧‧第一相導通時間
P2‧‧‧第二相導通時間
PWM‧‧‧脈寬調變訊號

Claims (10)

  1. 一種電源轉換器，包括：一比較器，用以比較一第一輸入訊號及一第二輸入訊號，以提供一控制訊號；以及一導通時間產生器，耦接該比較器，該導通時間產生器包括多個導通時間產生單元、一邏輯單元及一計算單元，該導通時間產生器根據該控制訊號透過該些導通時間產生單元及該邏輯單元產生多個導通時間訊號，並由該計算單元根據該些導通時間訊號形成一脈寬調變訊號，其中，該些導通時間訊號之導通時間的工作週期至少部份交疊，致使該脈寬調變訊號之導通時間的工作週期增大。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該計算單元耦接該邏輯單元，用以自該邏輯單元接收該些導通時間訊號，並將該些導通時間訊號相加，以形成該脈寬調變訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該些導通時間產生單元至少包括：一第一導通時間產生單元，耦接該比較器，用以根據該控制訊號開始進行一第一導通時間之一第一階段的計算；以及一第二導通時間產生單元，耦接至該第一導通時間產生單元與該邏輯單元之間；其中，當該第一導通時間產生單元完成該第一導通時間之該第一階段的計算時，該第二導通時間產生單元開始進行該第一導通時間之一第二階段的計算且該第一導通時間產生單元開始進行該第二導通時間之一第一階段的計算。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電源轉換器，其中該邏輯單元包括：多個正反器(flip-flop)，分別耦接至該計算單元，用以輸出該些導通時間訊號至該計算單元；一設定單元，分別耦接該第一導通時間產生單元及該些正反器，用以選擇性地於該些正反器之間進行切換；以及一重新設定單元，分別耦接該第二導通時間產生單元及該些正反器，用以選擇性地於該些正反器之間進行切換。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該計算單元耦接該些導通時間產生單元，用以自該些導通時間產生單元接收該些導通時間訊號，並將該些導通時間訊號相加，以形成該脈寬調變訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換器，其中該些導通時間產生單元至少包括：一第一導通時間產生單元，耦接於該邏輯單元與該計算單元之間，用以於一第一時間根據該控制訊號開始進行一第一導通時間的計算；以及一第二導通時間產生單元，耦接於該邏輯單元與該計算單元之間，用以於一第二時間根據該控制訊號開始進行一第二導通時間的計算，其中該第一時間與該第二時間之間隔為一延遲時間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電源轉換器，其中該邏輯單元包括：多個正反器，至少包括一第一正反器及一第二正反器，該第一正反器耦接於該比較器與該第一導通時間產生單元之間，該第二正反器耦接於該比較器與該第二導通時間產生單元之間，該第一正反器及該第二正反器分別輸出該控制訊號至該第一導通時間產生單元及該第二導通時間產生單元；以及 一延遲單元，分別耦接至該些正反器與該些導通時間產生單元之間，用以根據該控制訊號產生該延遲時間至該第一導通時間產生單元或該第二導通時間產生單元。
  8. 一種電源轉換器操作方法，用以操作一電源轉換器，該電源轉換器包括一比較器及一導通時間產生器，該電源轉換器操作方法包括下列步驟：(a)透過該比較器比較一第一輸入訊號及一第二輸入訊號，以提供一控制訊號；以及(b)透過該導通時間產生器根據該控制訊號產生多個導通時間訊號並根據該些導通時間訊號形成一脈寬調變訊號，其中，該些導通時間訊號之導通時間的工作週期至少部份交疊，致使該脈寬調變訊號之導通時間的工作週期增大。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源轉換器操作方法，其中該導通時間產生器包括多個導通時間產生單元、一邏輯單元及一計算單元，該些導通時間產生單元至少包括一第一導通時間產生單元及一第二導通時間產生單元，步驟(b)包括下列步驟：(b1)當該第一導通時間產生單元接收到該控制訊號時，該第一導通時間產生單元開始進行一第一導通時間之一第一階段的計算；以及(b2)經過一第一時間間隔後，該第一導通時間產生單元完成該第一導通時間之該第一階段的計算時，該第二導通時間產生單元開始進行該第一導通時間之一第二階段的計算且該第一導通時間產生單元開始進行該第二導通時間之一第一階段的計算。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電源轉換器操作方法，其中該導通時間 產生器包括多個導通時間產生單元、一邏輯單元及一計算單元，該些導通時間產生單元至少包括一第一導通時間產生單元及一第二導通時間產生單元，步驟(b)包括下列步驟：(b1’)當該邏輯單元接收到該控制訊號時，該邏輯單元啟動該第一導通時間產生單元開始計算一第一導通時間；(b2’)經過一段延遲時間後，該邏輯單元才啟動該第二導通時間產生單元開始計算一第二導通時間；以及(b3’)當該第一導通時間產生單元完成該第一導通時間之計算時，該第二導通時間產生單元持續計算該第二導通時間。
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