CN104008737B - 单电感双输出转换器、控制方法及开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关控制电路，包含：一个信号产生器；一个处理器，根据一个输入电压值、一个第一输出电压值、一个第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比；处理器预存一个输出电流值，及一个电感值，且根据输出电流值、电感值、输入电压值、第一输出电压值、第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个操作频率值；处理器根据导通时间加总值与该导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值；处理器根据操作频率值、升压模式的导通时间值及降升压模式的导通时间值，来控制信号产生器以切换一个输出电路的第一及第二开关。

Description

单电感双输出转换器、控制方法及开关控制电路

技术领域

本发明涉及一种转换器、控制方法及控制电路，特别是指一种单电感双输出转换器、单电感双输出控制方法及开关控制电路。

背景技术

在目前的液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，简称“LCD”)领域中，由于大荧幕和高清晰度的需求日益增长，如何驱动数目不断增多的像素也逐渐受到重视，再加上市场上对于微型化装置的需求，电路的面积也不断受到缩减，因此提出单电感双输出(single-inductor-dual-output，简称“SIDO”)转换器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可利用数位运算控制以找出操作频率及导通时间的开关控制电路。

本发明开关控制电路，适用于一个在一个升压模式及一个降升压模式间切换的单电感双输出转换器，该单电感双输出转换器接收一个输入电压，输出一个第一输出电压及一个第二输出电压，并包括一个电感、一个受一个第一控制信号控制于导通与不导通之间切换的第一开关，及一个受一个第二控制信号控制于导通与不导通之间切换的第二开关，该开关控制电路包含一个信号产生器。

该信号产生器受控制以分别产生该第一控制信号及该第二控制信号。

该开关控制电路还包含一个处理器。

该处理器电连接于该信号产生器，并根据一个相关于该输入电压的输入电压值、一个相关于该第一输出电压的第一输出电压值、一个相关于该第二输出电压的第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，该导通时间比是相关于一个升压模式的导通时间与一个降升压模式的导通时间。

该处理器预存一个输出电流值，及一个电感值，且根据该输出电流值、该电感值、该输入电压值、该第一输出电压值、该第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应该导通时间加总值的操作频率值，该导通时间加总值实质上等同于该升压模式的导通时间与该降升压模式的导通时间的和。

该处理器根据该导通时间加总值与该导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值。

该处理器根据该操作频率值、该升压模式的导通时间值及该降升压模式的导通时间值，来控制该信号产生器，使该第一控制信号的频率、责任导通比分别相关于该操作频率值、该升压模式的导通时间值，使该第二控制信号的频率、责任导通比分别相关于该操作频率值、该降升压模式的导通时间值。

当操作于该升压模式时，该处理器将该信号产生器的第二控制信号设定成一个去能信号使该第二开关不导通；当操作于降升压模式时，该处理器将该信号产生器的第一控制信号设定成一个去能信号使该第一开关不导通。

该导通时间比如下所示：

其中，T_{ON_BST}为该升压模式的导通时间，T_{ON_BB}为该降升压模式的导通时间，V_SP为该第一输出电压，V_SN为该第二输出电压，V_IN为该输入电压。

该处理器根据该输入电压值、该第一输出电压值进行运算以得到一个周期时间比例，该周期时间比例是相关于一个升压模式的周期时间与一个降升压模式的周期时间。

该周期时间比例如下所示：

$\frac{T_{BST}}{T_{BB}}=\frac{T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST}}{T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}}=\frac{V_{SP}^{3/2}}{(V_{SP}+V_{IN})\sqrt{V_{SP}-V_{IN}}};$

且一个升压周期时间比为：其中，T_BST为该升压模式的周期时间，T_BB为该降升压模式的周期时间，T_{OFF_BST}为一个升压模式的非导通时间，T_{OFF_BB}为一个降升压模式的非导通时间。

该输出电流值包含一个升压模式的最大输出电流值及一个降升压模式的最大输出电流值。

该处理器根据该升压模式的最大输出电流值、该电感值、该输入电压值、该第一输出电压值、该升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式下限方程式。

该处理器根据该降升压模式的最大输出电流值、该电感值、该输入电压值、该第二输出电压值、该升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式下限方程式。

该处理器根据该输入电压值、该第一输出电压值、该升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式上限方程式。

该处理器根据该输入电压值、该第二输出电压值、该升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式上限方程式。

该处理器预存一个导通时间上限值，并根据该升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、该升压模式上限方程式、该降升压模式上限方程式，及该导通时间上限值所界定范围中的多个数值组合，使用一个转换功率演算法计算转换功率，并进行比较以选取一个具有最大转换功率的数值组合作为该导通时间加总值及该操作频率值，其中，该导通时间上限值相关于该电感的电流饱和限制。

该升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、该升压模式上限方程式、该降升压模式上限方程式分别如下所示：

$f_{SIDO}\≥f_{BST}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{A\·T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≥f_{BB}=\frac{2I_{BB}L\·\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{A\·(T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST})}=\frac{V_{SP}-V_{IN}}{A\·T_{ON\_BST}{V}_{SP}};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{\left(1-A\right)\·\left(T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}\right)}=\frac{\left|V_{SN}\right|}{\left(1-A\right)\·T_{ON\_BB}\·\left(\left|V_{SN}\right|+V_{IN}\right)};$

其中，f_SIDO为该单电感双输出转换器的操作频率，f_BST为该升压模式的操作频率，f_BB为该降升压模式的操作频率，I_BST为该升压模式的最大输出电流，I_BB为该降升压模式的最大输出电流，L为电感值。

该处理器检测该输入电压、该第一输出电压、该第二输出电压，来得到该相关于该输入电压的输入电压值、该相关于该第一输出电压的第一输出电压值、该相关于该第二输出电压的第二输出电压值。

本发明的另一个目的即在提供一种利用数位运算控制以找出操作频率及导通时间的单电感双输出转换器。

本发明单电感双输出转换器于一个升压模式及一个降升压模式间切换，并包含：一个输出电路及一个上述的开关控制电路。

该输出电路包括一个输出一个第一输出电压的第一输出端、一个输出一个第二输出电压的第二输出端、一个电连接该第一输出端及该第二输出端的电感、一个电连接该第一输出端的第一开关，及一个电连接该第二输出端并接收一个输入电压的第二开关，该第一开关受一个第一控制信号控制于导通与不导通之间切换，该第二开关受一个第二控制信号控制于导通与不导通之间切换。

本发明的另一个目的即在提供一种单电感双输出控制方法。

本发明单电感双输出控制方法利用一个上述的单电感双输出转换器来实现，该方法包含下列步骤：

根据一个输入电压值、一个第一输出电压值、一个第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，该导通时间比是相关于一个升压模式的导通时间与一个降升压模式的导通时间。

预存一个输出电流值及一个电感值，且根据该输出电流值、该电感值、该输入电压值、该第一输出电压值、该第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应该导通时间加总值的操作频率值，该导通时间加总值实质上等同于该升压模式的导通时间与该降升压模式的导通时间的和。

根据该导通时间加总值与该导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值。

本发明的有益效果在于：实现了利用数位运算控制该单电感双输出转换器，并将该开关控制电路整合在芯片上，可在有限的空间中实现最佳的转换效率，并运算出在最佳化转换效率下的操作频率及导通时间。

附图说明

图1是本发明单电感双输出转换器的一个较佳实施例的的电路示意图；

图2是本发明单电感双输出转换器的一个较佳实施例的电感电流及时间的关系图；

图3是本发明单电感双输出控制方法的一个较佳实施例的流程图；

图4是本发明单电感双输出控制方法的一个较佳实施例的流程图；

图5是本发明单电感双输出控制方法的一个较佳实施例的操作频率及导通时间的关系图；

图6是本发明单电感双输出转换器的一个较佳实施例的一个变形的电路示意图；

图7是本发明单电感双输出转换器的一个较佳实施例的电感电流及输出电压量测值；及

图8是本发明单电感双输出转换器的一个较佳实施例在一个切换点的电感电流及输出电压量测值。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

参阅图1，本发明单电感双输出转换器的较佳实施例，可于一个升压模式及一个降升压模式间切换，且包含一个输出电路2，及一个开关控制电路3。

该输出电路2包括一个输出一个第一输出电压V_SP的第一输出端21、一个输出一个第二输出电压V_SN的第二输出端22、一个电连接该第一输出端21及该第二输出端22的电感23、一个电连接该第一输出端21的第一开关24、一个电连接该第二输出端22并接收一个输入电压V_IN的第二开关25、一个第一二极管D1、一个第二二极管D2、一个第一输出电容C1，及一个第二输出电容C2，该第一开关24受一个第一控制信号控制于导通与不导通之间切换，及第二开关25受一个第二控制信号控制于导通与不导通之间切换。

该第一二极管D1具有一个电连接于该第一开关24的阳极及一个电连接于该第一输出端21的阴极。

该第二二极管D2具有一个电连接于该第二输出端22的阳极及一个电连接于该第二开关25的阴极。

第一输出电容C1电连接于该第一输出端21与地间。

第二输出电容C2电连接于该第二输出端22与地间。

该开关控制电路3，包括一个信号产生器31，及一个处理器32。

该信号产生器31受控制以分别产生该第一控制信号及该第二控制信号。

该处理器32电连接于该信号产生器31及该输出电路2，且预存一个输出电流值、一个电感值，及一个导通时间上限值，该输出电流值包含一个升压模式的最大输出电流值I_BST及一个降升压模式的最大输出电流值I_BB。

由于一般在薄膜电晶体液晶显示器和软性印刷电路板(flexibleprintedcircuitboard，简称“FPC”)间的传导界面上具有大电阻，不适合使用电流控制模式，所以本实施例要运作在非连续导通模式(discontinuous-conduction-mode，简称“DCM”)下以避免互稳压(crossregulation)，而为了下降输出涟波，该升压模式及该降升压模式必须交错运作，即一旦该升压模式结束能量的储存和释放后，该电感23便要立即交给该降升压模式使用，以重新补足输出电容的电荷。

定义T_BST为一个升压模式的周期时间，T_BB为一个降升压模式的周期时间，由于要使用在非连续导通模式，可推导出方程式(1)、(2)：

T_BST＝T_{ON_BST}+T_{OFF_BST}+T_{IDL_BST}(1)

T_BB＝T_{ON_BB}+T_{OFF_BB}+T_{IDL_BB}(2)

其中，T_{ON_BST}为一个升压模式的导通时间(即开关导通时间)，T_{ON_BB}为一个降升压模式的导通时间(即开关导通时间))，T_{OFF_BST}为一个升压模式的非导通时间(即二极管导通时间)，T_{OFF_BB}为一个降升压模式的非导通时间(即二极管导通时间)，T_{IDL_BST}是该升压模式的周期时间内该电感23电流为零的持续时间，T_{IDL_BB}是该降升压模式的周期时间内该电感23电流为零的持续时间，方程式(1)、(2)中该电感23的电流及时间波形如图2所示。

为了达到该电感23的电压-秒平衡，必须遵守方程式(3)、(4)：

T_{OFF_BST}＝T_{ON_BST}·V_IN/(V_SP-V_IN)(3)

T_{OFF_BB}＝T_{ON_BB}·V_IN/V_SN(4)

其中，V_IN为该输入电压，通常直接由电池(如锂电池)供应，V_SP为该第一输出电压(该升压模式的正输出电压)，V_SN为该第二输出电压(该降升压模式的负输出电压)。

为了符合在该升压模式的非导通时间T_{OFF_BST}和该降升压模式的非导通时间T_{OFF_BB}的输出电容电荷平衡，可推导出在不同负载电流I_BST下的一个升压模式频率f_BST和一个降升压模式频率f_BB为：

$f_{BST}=\frac{1}{T_{BST}}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2}---\left(5\right)$

$f_{BB}=\frac{1}{T_{BB}}=\frac{2I_{BB}L\·V_{SN}}{T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2}---\left(6\right)$

其中，L为电路中的电感值，在保持方程式(3)到(6)的稳定情况下，可选择要控制导通时间或是搭配操作频率以符合输入电压V_IN、第一输出电压V_SP、第二输出电压V_SN，及电感值L，此处使用恒定导通时间跳脉冲控制(constanton-timepulse-skipcontrol)技术作为说明，这是脉冲频率调制(pulse-frequency-modulation，简称“PFM”)技术的一种，会根据输出电压的涟波跳过脉冲，这种技术十分稳定，也便于利用数位控制实施。

该单电感双输出转换器执行一种单电感双输出控制方法，如图3所示，该单电感双输出控制方法包含下列步骤：

步骤81：利用该处理器32检测该输入电压V_IN、该第一输出电压V_SP、该第二输出电压V_SN，来得到该相关于该输入电压V_IN的输入电压值、该相关于该第一输出电压V_SP的第一输出电压值、该相关于该第二输出电压V_SN的第二输出电压值。

步骤82：利用该处理器32根据该输入电压值、该第一输出电压值、该第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，该导通时间比是相关于该升压模式的导通时间T_{ON_BST}与该降升压模式的导通时间T_{ON_BB}。

其中，该导通时间比的方程式如方程式(7)所示：

$\frac{T_{ON\_BST}}{T_{ON\_BB}}=\sqrt{\frac{V_{SP}-V_{IN}}{\left|V_{SN}\right|}}---\left(7\right)$

一般在相同的电压和负载下，由于该降升压模式的效率比该升压模式低，因此需使用可调整的周期时间以补偿这两种模式间的差异。

步骤83：利用该处理器32根据该输入电压值、该第一输出电压值进行运算以得到一个周期时间比例，该周期时间比例是相关于该升压模式的周期时间T_BST与该降升压模式的周期时间T_BB，该周期时间比例的方程式如方程式(8)所示，其中，设定周期时间内该电感23的电流不为零(即T_{IDL_BST}＝0，T_{IDL_BB}＝0)。

$\frac{T_{BST}}{T_{BB}}=\frac{T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST}}{T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}}=\frac{V_{SP}^{3/2}}{(V_{SP}+V_{IN})\sqrt{V_{SP}-V_{IN}}}---\left(8\right)$

且一个升压周期时间比为：

本实施例中，为了达到最大的电感利用率，将转换器运作在边界模式(boundarymode)以得到最佳的输出能力(outputcapability)，其中，由于根号和幂次方在电路中不好运算，可使用搜寻表(lookuptable)来涵盖该输入电压值和该第一输出电压值的情形。

步骤84：利用该处理器32根据该输出电流值、该电感值L、该输入电压值、该第一输出电压值、该第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应该导通时间加总值的操作频率值f_SIDO，该导通时间加总值实质上等同于该升压模式的导通时间T_{ON_BST}与该降升压模式的导通时间T_{ON_BB}的和。

步骤84并包括以下子步骤，如图4所示：

子步骤841：利用该处理器32根据该升压模式的最大输出电流值I_BST、该电感值L、该输入电压值、该第一输出电压值、该升压周期时间比A进行运算以得到一个操作频率值f_SIDO追随导通时间变化的升压模式下限方程式，如方程式(9)所示。

$f_{SIDO}\≥f_{BST}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{A\·T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2}---\left(9\right)$

子步骤842：利用该处理器32根据该降升压模式的最大输出电流值I_BB、该电感值L、该输入电压值、该第二输出电压值、该升压周期时间比A进行运算以得到一个操作频率值f_SIDO追随导通时间变化的降升压模式下限方程式，如方程式(10)所示。

$f_{SIDO}\≥f_{BB}=\frac{2I_{BB}L\·\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2}---\left(10\right)$

如方程式(9)、(10)所示，由于使用了跳脉冲控制技术，操作频率必须大于等于调节频率(regulationfrequency)，而当负载为最大值时，方程式(9)、(10)是能保证输出稳压(outputregulation)的最低边界操作频率，若使用比方程式(9)、(10)低的操作频率会使输出电压低于该第一输出电压V_SP和该第二输出电压V_SN。

另一方面，持续增加操作频率会触碰到周期时间的限制，当该升压模式的周期时间T_BST和该降升压模式的周期时间T_BB下降，会使导通时间和非导通时间合起来不到一个周期，如此会违反非连续导通模式条件，导致该升压模式及该降升压模式之间产生互稳压。

子步骤843：利用该处理器32根据该输入电压值、该第一输出电压值、该升压周期时间比A进行运算以得到一个操作频率值f_SIDO追随导通时间变化的升压模式上限方程式，如方程式(11)所示。

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{A\·(T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST})}=\frac{V_{SP}-V_{IN}}{A\·T_{ON\_BST}{V}_{SP}}---\left(11\right)$

子步骤844：利用该处理器32根据该输入电压值、该第二输出电压值、该升压周期时间比A进行运算以得到一个操作频率值f_SIDO追随导通时间变化的降升压模式上限方程式，如方程式(12)所示。

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{(1-A)\·(T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB})}=\frac{\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}\·\left(\right|V_{SN}|+V_{IN})}---\left(12\right)$

子步骤845：利用该处理器32根据该升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、该升压模式上限方程式、该降升压模式上限方程式，及该导通时间上限值所界定范围中的多个数值组合，使用一个转换功率演算法计算转换功率，并进行比较以选取一个具有最大转换功率的数值组合作为该导通时间加总值及该操作频率值f_SIDO，其中，该导通时间上限值相关于该电感23的电流饱和限制。

一般若持续增加导通时间，会使该电感23的电流饱和，例如4.7uH的多层电感饱和电流约为1.1A，因此饱和电流会限制最大导通时间，图5显示操作频率的范围被限制在方程式(9)(曲线91)、方程式(10)(曲线92)、方程式(11)(曲线93)、方程式(12)(曲线94)，及电感饱和电流限制(垂直线95)之间。

本实施例中，由单一固定值的输入电压V_IN、第一输出电压V_SP、第二输出电压V_SN和负载条件下得出操作频率的上下限，再使用固定点求根法(Fixedpointroot-finding)作为转换功率演算法，以在方程式所界定范围中，求出具有最大转换功率的数值组合，但不限于此。

步骤85：利用该处理器32根据该导通时间加总值与该导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值。

步骤86：利用该处理器32根据该操作频率值f_SIDO、该升压模式的导通时间值及该降升压模式的导通时间值，控制该第一控制信号的频率、责任导通比分别相关于该操作频率值f_SIDO、该升压模式的导通时间值，及控制该第二控制信号的频率、责任导通比分别相关于该操作频率值f_SIDO、该降升压模式的导通时间值。

其中，当操作于该升压模式时，将该第二控制信号设定成一个去能信号使该第二开关25不导通；当操作于该降升压模式时，将该第一控制信号设定成一个去能信号使该第一开关24不导通。

步骤87：当该输入电压V_IN、该第一输出电压V_SP及该第二输出电压V_SN中任一项以上设定变动时，重复步骤81到步骤86。

如图6所示，为上述实施例的另一个变形，由于操作原理相近，所以不重述。

测量结果

本实施例中，单电感双输出控制器使用0.11umCMOS制程及1.6V+6V+32V元件制作薄膜电晶体液晶显示器的驱动器芯片，芯片上并包括了图1中的该开关控制电路3。

图7中显示了电感电流和该第一输出电压V_SP及该第二输出电压V_SN的电压涟波，其中，该输入电压V_IN＝2.8V，该第一输出电压V_SP(图中标示为BST)＝+5.3V，该第二输出电压V_SN(图中标示为BB)＝-5.3V，均符合输出位准的要求，图7中较小的尖峰(第1及第3个尖峰)是该升压模式的电感电流，而较大的尖峰(第2个尖峰)则为该降升压模式的电感电流，在相同的负载电流下(本实施例中为15mA)，该降升压模式需要较多的导通时间以补偿效率较低的问题。

参阅图1及图8，图8中显示了该电感23分别与该第一开关24及该第二开关25连接之切换点(switchingnodes)的波形，可由标示为BST与BB的电压波形上清楚看到非连续导通模式运作。

经由以上的说明，可将本实施例的优点归纳如下：

一、相较于一般以检测电流或电压来控制单电感双输出的架构，本实施例实现了利用数位运算控制，并将该开关控制电路3整合在芯片上，可在有限的空间中实现最佳的转换效率，并运算出在最佳化转换效率下的操作频率及导通时间。

二、由于该开关控制电路3整合于芯片上，大幅减少了不必要的介面延迟，所以可以通过即时运算而达到即时的操作频率优化，具有更佳的运作范围以及转换效率。

三、通过将转换器运作在边界模式，可得到最佳的输出能力，及最大的电感利用率，且可基于边界模式条件(boundarymodecondition)选择周期时间比率，而降低计算复杂度。

综上所述，本实施例不但可利用数位运算控制以找出最佳化操作频率及导通时间，也具有更佳的运作范围以及转换效率，所以确实能达成本发明之目的。

Claims (20)

1.一种单电感双输出转换器，于一个升压模式及一个降升压模式间切换，并包含：一个输出电路及一个开关控制电路；

所述输出电路包括一个输出一个第一输出电压的第一输出端、一个输出一个第二输出电压的第二输出端、一个电连接所述第一输出端及所述第二输出端的电感、一个电连接所述第一输出端的第一开关，及一个电连接所述第二输出端并接收一个输入电压的第二开关，所述第一开关受一个第一控制信号控制于导通与不导通之间切换，所述第二开关受一个第二控制信号控制于导通与不导通之间切换；

所述开关控制电路包括一个信号产生器；

所述信号产生器受控制以分别产生所述第一控制信号及所述第二控制信号；

其特征在于：

所述开关控制电路还包括一个处理器；

所述处理器电连接于所述信号产生器及所述输出电路，用于检测所述输入电压、所述第一输出电压、所述第二输出电压，来得到一相关于所述输入电压的输入电压值、一相关于所述第一输出电压的第一输出电压值、一相关于所述第二输出电压的第二输出电压值；

所述处理器根据所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，所述导通时间比相关于一个升压模式的导通时间与一个降升压模式的导通时间；

所述处理器预存一个输出电流值，及一个电感值，且根据所述输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应所述导通时间加总值的操作频率值，所述导通时间加总值等同于所述升压模式的导通时间与所述降升压模式的导通时间的和；

所述处理器根据所述导通时间加总值与所述导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值；

所述处理器根据所述操作频率值、所述升压模式的导通时间值及所述降升压模式的导通时间值，来控制所述信号产生器，使所述第一控制信号的频率相关于所述操作频率值、使所述第一控制信号的责任导通比相关于所述升压模式的导通时间值，使所述第二控制信号的频率相关于所述操作频率值、使所述第二控制信号的责任导通比相关于所述降升压模式的导通时间值。

2.如权利要求1所述的单电感双输出转换器，其特征在于：

当操作于所述升压模式时，所述处理器将所述信号产生器的第二控制信号设定成一个去能信号使所述第二开关不导通；

当操作于降升压模式时，所述处理器将所述信号产生器的第一控制信号设定成一个去能信号使所述第一开关不导通。

3.如权利要求2所述的单电感双输出转换器，其特征在于：

所述导通时间比如下所示：

$\frac{T_{ON\_BST}}{T_{ON\_BB}}=\sqrt{\frac{V_{SP}-V_{IN}}{\left|V_{SN}\right|}},$

其中，T_{ON_BST}为所述升压模式的导通时间，T_{ON_BB}为所述降升压模式的导通时间，V_SP为所述第一输出电压，V_SN为所述第二输出电压，V_IN为所述输入电压。

4.如权利要求3所述的单电感双输出转换器，其特征在于：所述处理器根据所述输入电压值、所述第一输出电压值进行运算以得到一个周期时间比例，所述周期时间比例是相关于一个升压模式的周期时间与一个降升压模式的周期时间。

5.如权利要求4所述的单电感双输出转换器，其特征在于：所述周期时间比例如下所示：

$\frac{T_{BST}}{T_{BB}}=\frac{T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST}}{T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}}=\frac{V_{SP}^{3/2}}{(V_{SP}+V_{IN})\sqrt{V_{SP}-V_{IN}}};$

且一个升压周期时间比为：

$A=\frac{T_{BST}}{T_{BST}+T_{BB}};$

其中，T_BST为所述升压模式的周期时间，T_BB为所述降升压模式的周期时间，T_{OFF_BST}为一个升压模式的非导通时间，T_{OFF_BB}为一个降升压模式的非导通时间。

6.如权利要求5所述的单电感双输出转换器，其特征在于：所述输出电流值包含一个升压模式的最大输出电流值及一个降升压模式的最大输出电流值；

所述处理器根据所述升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式下限方程式；

所述处理器根据所述降升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式下限方程式；

所述处理器根据所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式上限方程式；

所述处理器根据所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式上限方程式；

所述处理器预存一个导通时间上限值，并根据所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式，及所述导通时间上限值所界定范围中的多个数值组合，使用一个转换功率演算法计算转换功率，并进行比较以选取一个具有最大转换功率的数值组合作为所述导通时间加总值及所述操作频率值，其中，所述导通时间上限值相关于所述电感的电流饱和限制。

7.如权利要求6所述的单电感双输出转换器，其特征在于：所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式分别如下所示：

$f_{SIDO}\≥f_{BST}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{A\·T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≥f_{BB}=\frac{2I_{BB}L\·\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{A\·(T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST})}=\frac{V_{SP}-V_{IN}}{A\·T_{ON\_BST}{V}_{SP}};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{\left(1-A\right)\·\left(T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}\right)}=\frac{\left|V_{SN}\right|}{\left(1-A\right)\·T_{ON\_BB}\·\left(\left|V_{SN}\right|+V_{IN}\right)};$

其中，f_SIDO为所述单电感双输出转换器的操作频率，f_BST为所述升压模式的操作频率，f_BB为所述降升压模式的操作频率，I_BST为所述升压模式的最大输出电流，I_BB为所述降升压模式的最大输出电流，L为电感值。

8.一种开关控制电路，适用于一个在一个升压模式及一个降升压模式间切换的单电感双输出转换器，所述单电感双输出转换器接收一个输入电压，输出一个第一输出电压及一个第二输出电压，并包括一个电感、一个受一个第一控制信号控制于导通与不导通之间切换的第一开关，及一个受一个第二控制信号控制于导通与不导通之间切换的第二开关，所述开关控制电路包含一个信号产生器；

所述信号产生器受控制以分别产生所述第一控制信号及所述第二控制信号；

其特征在于：

所述开关控制电路还包含一个处理器；

所述处理器电连接于所述信号产生器，并根据一个相关于所述输入电压的输入电压值、一个相关于所述第一输出电压的第一输出电压值和一个相关于所述第二输出电压的第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，所述导通时间比相关于一个升压模式的导通时间与一个降升压模式的导通时间；

所述处理器预存一个输出电流值，及一个电感值，且根据所述输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应所述导通时间加总值的操作频率值，所述导通时间加总值等同于所述升压模式的导通时间与所述降升压模式的导通时间的和；

所述处理器根据所述导通时间加总值与所述导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值；

所述处理器根据所述操作频率值、所述升压模式的导通时间值及所述降升压模式的导通时间值，来控制所述信号产生器，使所述第一控制信号的频率相关于所述操作频率值、使所述第一控制信号的责任导通比相关于所述升压模式的导通时间值，使所述第二控制信号的频率相关于所述操作频率值、使所述第二控制信号的责任导通比相关于所述降升压模式的导通时间值。

9.如权利要求8所述的开关控制电路，其特征在于：

当操作于所述升压模式时，所述处理器将所述信号产生器的第二控制信号设定成一个去能信号使所述第二开关不导通；

当操作于降升压模式时，所述处理器将所述信号产生器的第一控制信号设定成一个去能信号使所述第一开关不导通。

10.如权利要求9所述的开关控制电路，其特征在于：所述导通时间比如下所示：

$\frac{T_{ON\_BST}}{T_{ON\_BB}}=\sqrt{\frac{V_{SP}-V_{IN}}{\left|V_{SN}\right|}},$

其中，T_{ON_BST}为所述升压模式的导通时间，T_{ON_BB}为所述降升压模式的导通时间，V_SP为所述第一输出电压，V_SN为所述第二输出电压，V_IN为所述输入电压。

11.如权利要求10所述的开关控制电路，其特征在于：所述处理器根据所述输入电压值、所述第一输出电压值进行运算以得到一个周期时间比例，所述周期时间比例是相关于一个升压模式的周期时间与一个降升压模式的周期时间。

12.如权利要求11所述的开关控制电路，其特征在于：所述周期时间比例如下所示：

$\frac{T_{BST}}{T_{BB}}=\frac{T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST}}{T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}}=\frac{V_{SP}^{3/2}}{(V_{SP}+V_{IN})\sqrt{V_{SP}-V_{IN}}};$

且一个升压周期时间比为：

$A=\frac{T_{BST}}{T_{BST}+T_{BB}};$

其中，T_BST为所述升压模式的周期时间，T_BB为所述降升压模式的周期时间，T_{OFF_BST}为一个升压模式的非导通时间，T_{OFF_BB}为一个降升压模式的非导通时间。

13.如权利要求12所述的开关控制电路，其特征在于：所述输出电流值包含一个升压模式的最大输出电流值及一个降升压模式的最大输出电流值；

所述处理器根据所述升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式下限方程式；

所述处理器根据所述降升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式下限方程式；

所述处理器根据所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式上限方程式；

所述处理器根据所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式上限方程式；

所述处理器预存一个导通时间上限值，并根据所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式，及所述导通时间上限值所界定范围中的多个数值组合，使用一个转换功率演算法计算转换功率，并进行比较以选取一个具有最大转换功率的数值组合作为所述导通时间加总值及所述操作频率值，其中，所述导通时间上限值相关于所述电感的电流饱和限制。

14.如权利要求13所述的开关控制电路，其特征在于：所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式分别如下所示：

$f_{SIDO}\≥f_{BST}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{A\·T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≥f_{BB}=\frac{2I_{BB}L\·\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{A\·(T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST})}=\frac{V_{SP}-V_{IN}}{A\·T_{ON\_BST}{V}_{SP}};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{\left(1-A\right)\·\left(T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}\right)}=\frac{\left|V_{SN}\right|}{\left(1-A\right)\·T_{ON\_BB}\·\left(\left|V_{SN}\right|+V_{IN}\right)};$

其中，f_SIDO为所述单电感双输出转换器的操作频率，f_BST为所述升压模式的操作频率，f_BB为所述降升压模式的操作频率，I_BST为所述升压模式的最大输出电流，I_BB为所述降升压模式的最大输出电流，L为电感值。

15.如权利要求8所述的开关控制电路，其特征在于：所述处理器检测所述输入电压、所述第一输出电压、所述第二输出电压，来得到所述相关于所述输入电压的输入电压值、所述相关于所述第一输出电压的第一输出电压值、所述相关于所述第二输出电压的第二输出电压值。

16.一种单电感双输出控制方法，其特征在于：所述方法包含下列步骤：

(A)根据一个输入电压值、一个第一输出电压值和一个第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间比，所述导通时间比相关于一个升压模式的导通时间与一个降升压模式的导通时间；

(B)预存一个输出电流值及一个电感值，且根据所述输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述第二输出电压值进行运算以得到一个导通时间加总值及一个对应所述导通时间加总值的操作频率值，所述导通时间加总值等同于所述升压模式的导通时间与所述降升压模式的导通时间的和；及

(C)根据所述导通时间加总值与所述导通时间比进行运算以得到一个升压模式的导通时间值与一个降升压模式的导通时间值。

17.如权利要求16所述的单电感双输出控制方法，其特征在于：步骤(A)中，所述导通时间比如下所示：

$\frac{T_{ON\_BST}}{T_{ON\_BB}}=\sqrt{\frac{V_{SP}-V_{IN}}{\left|V_{SN}\right|}},$

其中，T_{ON_BST}为所述升压模式的导通时间，T_{ON_BB}为所述降升压模式的导通时间，V_SP为所述第一输出电压，V_SN为所述第二输出电压，V_IN为所述输入电压。

18.如权利要求17所述的单电感双输出控制方法，其特征在于：步骤(A)中，根据所述输入电压值、所述第一输出电压值进行运算以得到一个周期时间比例，所述周期时间比例是相关于一个升压模式的周期时间与一个降升压模式的周期时间，所述周期时间比例如下所示：

$\frac{T_{BST}}{T_{BB}}=\frac{T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST}}{T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}}=\frac{V_{SP}^{3/2}}{(V_{SP}+V_{IN})\sqrt{V_{SP}-V_{IN}}};$

且一个升压周期时间比为：

$A=\frac{T_{BST}}{T_{BST}+T_{BB}};$

其中，T_BST为所述升压模式的周期时间，T_BB为所述降升压模式的周期时间，T_{OFF_BST}为一个升压模式的非导通时间，T_{OFF_BB}为一个降升压模式的非导通时间。

19.如权利要求18所述的单电感双输出控制方法，其特征在于：所述输出电流值包含一个升压模式的最大输出电流值及一个降升压模式的最大输出电流值，且步骤(B)包括以下子步骤：

(B1)根据所述升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式下限方程式；

(B2)根据所述降升压模式的最大输出电流值、所述电感值、所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式下限方程式；

(B3)根据所述输入电压值、所述第一输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的升压模式上限方程式；

(B4)根据所述输入电压值、所述第二输出电压值和所述升压周期时间比进行运算以得到一个操作频率值追随导通时间变化的降升压模式上限方程式；

(B5)预存一个导通时间上限值，并根据所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式，及所述导通时间上限值所界定范围中的多个数值组合，使用一个转换功率演算法计算转换功率，并进行比较以选取一个具有最大转换功率的数值组合作为所述导通时间加总值及所述操作频率值，其中，所述导通时间上限值相关于所述电感的电流饱和限制。

20.如权利要求19所述的单电感双输出控制方法，其特征在于：所述升压模式下限方程式、降升压模式下限方程式、所述升压模式上限方程式、所述降升压模式上限方程式分别如下所示：

$f_{SIDO}\≥f_{BST}=\frac{2I_{BST}L\·(V_{SP}-V_{IN})}{A\·T_{ON\_BST}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≥f_{BB}=\frac{2I_{BB}L\·\left|V_{SN}\right|}{(1-A)\·T_{ON\_BB}^2{V}_{IN}^2};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{A\·(T_{ON\_BST}+T_{OFF\_BST})}=\frac{V_{SP}-V_{IN}}{A\·T_{ON\_BST}{V}_{SP}};$

$f_{SIDO}\≤\frac{1}{\left(1-A\right)\·\left(T_{ON\_BB}+T_{OFF\_BB}\right)}=\frac{\left|V_{SN}\right|}{\left(1-A\right)\·T_{ON\_BB}\·\left(\left|V_{SN}\right|+V_{IN}\right)};$

其中，f_SIDO为所述单电感双输出转换器的操作频率，f_BST为所述升压模式的操作频率，f_BB为所述降升压模式的操作频率，I_BST为所述升压模式的最大输出电流，I_BB为所述降升压模式的最大输出电流，L为电感值。