CN102005922A - 改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法 - Google Patents

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Abstract

一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的电感电流，且在所述电感电流下降到低于低电流门坎时，控制所述升降压式电压调节器进入休眠模式；第二步骤：在所述休眠模式下监视所述升降压式电压调节器的输出电压，且在所述输出电压低于低电压门坎时，控制所述升降压式电压调节器脱离所述休眠模式。本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法具有减少轻载时的功率损耗的优点。

Description

改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法
技术领域
本发明涉及一种电压调节器，具体地说，是一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法。
背景技术
电池无法持续提供稳定的电压，因此，以电池作为电源的系统，例如可携式装置，需使用能够在降压式及升压式之间切换的升降压式电压调节器。图1为已知的升降压式电压调节器的示意图，在功率级10中，开关SW1连接在电源输入端Vin及节点N1之间，开关SW2连接在节点N1及接地端GND之间，电感L连接在节点N1及N2之间，开关SW3连接在节点N2及接地端GND之间，开关SW4连接在节点N2及电压输出端Vout之间，电容CL连接在电压输出端Vout及接地端GND之间；分压器电阻R1及R2将输出电压Vout分压产生回授信号VFB；在控制电路12中，误差放大器14放大回授信号VFB及参考电压Vref之间的差值产生误差信号VEA，脉宽调变产生器16根据误差信号VEA产生脉宽调变信号PWM，控制逻辑电路18根据脉宽调变信号PWM产生控制信号VA、VB、VC及VD分别切换开关SW1、SW2、SW3及SW4，而将输入电压Vin转换成输出电压Vout。Jorden等人的美国专利号7,265,524在升降压模式时监视升降压式电压调节器的输出电压Vout，当其超过高电压门坎时，所述升降压式电压调节器进入休眠模式，停止对电感L充电，此时开关SW1、SW2、SW3及SW4皆为开路，输出电压Vout缓慢下降，直到输出电压Vout低于低电压门坎时，所述升降压式电压调节器才回复到升降压模式，继续对电感L充放电而提高输出电压Vout。
因此已知的升降压式电压调节器的输出效率存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的电感电流，且在所述电感电流下降到低于低电流门坎时，控制所述升降压式电压调节器进入休眠模式；
第二步骤：在所述休眠模式下监视所述升降压式电压调节器的输出电压，且在所述输出电压低于低电压门坎时，控制所述升降压式电压调节器脱离所述休眠模式。
本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的方法，其中所述低电流门坎接近零。
一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的输出电压；
第二步骤：在所述输出电压上升到高于高电压门坎时，控制所述电压调节器进入脉冲节省模式；以及
第三步骤：在所述脉冲节省模式下，只要所述输出电压低于所述高电压门坎，则对所述升降压式电压调节器的电感充电一次，若所述输出电压低于低电压门坎，则控制所述升降压式电压调节器脱离所述脉冲节省模式。
一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的电感电流，且在所述电感电流下降到低于低电流门坎时，控制所述升降压式电压调节器从第一切换周期进入较长的第二切换周期；以及
第二步骤：在所述第二切换周期下监视所述升降压式电压调节器的输出电压，且在所述输出电压低于低电压门坎时，控制所述升降压式电压调节器回复到所述第一切换周期。
前述的方法，其中所述低电流门坎接近零。
一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的输出电压；
第二步骤：在所述输出电压上升到高于高电压门坎时，控制所述电压调节器从第一切换周期进入较长的第二切换周期；以及
第三步骤：在所述第二切换周期下，若所述输出电压低于低电压门坎，则控制所述升降压式电压调节器回复到所述第一切换周期。
采用上述技术方案后，本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法具有减少轻载时的功率损耗的优点。
附图说明
图1为已知的升降压式电压调节器的示意图；
图2为本发明第一实施例的波形图；
图3为本发明第二实施例的波形图；
图4为本发明第三实施例的波形图；
图5为本发明第四实施例的波形图。
图中，10、功率级12、控制电路14、误差放大器16、脉宽调变产生器18、控制逻辑电路20、输出电压的波形22、电感电流的波形24、输出电压的波形26、电感电流的波形28、输出电压的波形30、电感电流的波形32、输出电压的波形34、电感电流的波形。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
现请参阅图2，图2为本发明第一实施例的波形图。如图所示，所述波形20表示输出电压Vout，波形22表示电感电流I。参照图1及图2，此方法监视电感电流I，当电感电流I下降到低于低电流门坎I_L时，如时间t1所示，控制电压调节器进入休眠(sleep)模式，开关SW1、SW2、SW3及SW4皆为开路，停止对电感L充电，输出电压Vout开始下降，直到时间t2时，输出电压Vout低于低电压门坎Vth_L，控制电压调节器脱离休眠模式。较佳者，在检测到输出电压Vout低于低电压门坎Vth_L，且电感电流I低于低电流门坎I_L时，会在进入休眠模式后随即脱离休眠模式，提高输出电压Vout。此方法包括监视电感电流I及输出电压Vout，低电流门坎I_L设定为接近零，藉由控制电压调节器进入和脱离休眠模式的时间点，减少轻载时的功率损耗。
图3的波形图说明根据本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法的第二实施例，波形24表示输出电压Vout，波形26表示电感电流I。参照图1及图3，此方法只监视输出电压Vout，当输出电压Vout上升到高于高电压门坎Vth_H时，控制电压调节器进入脉冲节省(pulse skipping)模式，省略脉冲调变信号PWM的部份脉冲，因而减少开关SW1、SW2、SW3及SW4的切换次数，在脉冲节省模式下，只要检测到输出电压Vout低于高电压门坎Vth_H，如时间t3和t4所示，则对电感L充电一次，使输出电压Vout上升，但是若输出电压Vout还是持续下降，而降到低于低电压门坎Vth_L，如时间t5所示，则控制电压调节器脱离脉冲节省模式。
图4的波形图说明根据本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法的第三实施例，波形28表示输出电压Vout，波形30表示电感电流I。参照图1及图4，在此实施例中，脉宽调变产生器16具有短切换周期T1及长切换周期T2，在正常操作模式使用短切换周期T1，当电感电流I低于低电流门坎I_L时，如时间t 6所示，脉宽调变产生器16切换为长切换周期T2，因此开关SW1、SW2、SW3及SW4的切换频率降低，在长切换周期T2下，当检测到输出电压Vout低于低电压门坎Vth_L时，控制脉宽调变产生器16回复短切换周期T1，因此开关SW1、SW2、SW3及SW4回复到正常操作模式的切换频率。此方法包括监视电感电流I及输出电压Vout，低电流门坎I_L设定为接近零，藉由降低开关SW1、SW2、SW3及SW4的切换频率减少轻载时的功率损耗。
图5的波形图说明根据本发明的改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法的第四实施例，波形32表示输出电压Vout，波形34表示电感电流I。此方法只监视输出电压Vout，脉宽调变产生器16亦具有短切换周期T1及长切换周期T2，在正常操作模式使用短切换周期T1，当检测到输出电压Vout上升到高于高电压门坎Vth_H时，如时间t8所示，脉宽调变产生器16切换为长切换周期T2，因此开关SW1、SW2、SW3及SW4的切换频率降低，在长切换周期T2下，当检测到输出电压Vout低于低电压门坎Vth_L时，如时间t 9所示，控制脉宽调变产生器16回复短切换周期T1，因此开关SW1、SW2、SW3及SW4回复到正常操作模式的切换频率。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的电感电流，且在所述电感电流下降到低于低电流门坎时，控制所述升降压式电压调节器进入休眠模式；
第二步骤：在所述休眠模式下监视所述升降压式电压调节器的输出电压，且在所述输出电压低于低电压门坎时，控制所述升降压式电压调节器脱离所述休眠模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低电流门坎接近零。
3.一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的输出电压；
第二步骤：在所述输出电压上升到高于高电压门坎时，控制所述电压调节器进入脉冲节省模式；以及
第三步骤：在所述脉冲节省模式下，只要所述输出电压低于所述高电压门坎，则对所述升降压式电压调节器的电感充电一次，若所述输出电压低于低电压门坎，则控制所述升降压式电压调节器脱离所述脉冲节省模式。
4.一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的电感电流，且在所述电感电流下降到低于低电流门坎时，控制所述升降压式电压调节器从第一切换周期进入较长的第二切换周期；以及
第二步骤：在所述第二切换周期下监视所述升降压式电压调节器的输出电压，且在所述输出电压低于低电压门坎时，控制所述升降压式电压调节器回复到所述第一切换周期。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述低电流门坎接近零。
6.一种改善升降压式电压调节器的轻载效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步骤：监视所述升降压式电压调节器的输出电压；
第二步骤：在所述输出电压上升到高于高电压门坎时，控制所述电压调节器从第一切换周期进入较长的第二切换周期；以及
第三步骤：在所述第二切换周期下，若所述输出电压低于低电压门坎，则控制所述升降压式电压调节器回复到所述第一切换周期。
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