CN106558975A - 具有频率追踪功能的涟波调节装置 - Google Patents

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CN106558975A CN201510622531.9A CN201510622531A CN106558975A CN 106558975 A CN106558975 A CN 106558975A CN 201510622531 A CN201510622531 A CN 201510622531A CN 106558975 A CN106558975 A CN 106558975A
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黄耀德
林家庆
林洋庆
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Abstract

一种频率追踪功能的涟波调节装置，包含一功率输出级、一涟波控制级及一频率追踪级。功率输出级根据开关控制信号将输入电压转换成输出电压。涟波控制级判断输出电压的值是否小于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据开始触发及终止触发产生该开关控制信号，该开关控制信号的一导通时间相关于该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差。频率追踪级，接收一参考时钟信号，且电连接该涟波控制级以判断该开关控制信号的周期时间是否等同该参考时钟信号的周期时间，来决定何时产生该终止触发。

Description

具有频率追踪功能的涟波调节装置
技术领域
本发明涉及一种装置，特别是涉及一种用于控制输出功率且具有频率追踪功能的涟波调节装置。
背景技术
近年来，在功率输出的控制技术上，由于：
1.现有涟波控制技术控制功率输出级的信号频率随着负载变大，而信号频率越大，负载越小而信号频率越小，无法操作于一固定频率，增加电磁干扰效应，也更导致过滤电磁干扰的技术设计困难。
2.现有电源供应器的频率控制技术，其频率转电流(或转电压)电路与具有电容回授的积分放大器，所使用的大电容增加芯片面积，且降低频率响应的速度。
如何解决上述问题，是目前研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以调整导通时间解决上述问题且具有频率追踪功能的涟波调节装置。
本发明的涟波调节装置，包含一个功率输出级、一个涟波控制级及一个频率追踪级。
功率输出级接收一输入电压及一开关控制信号且产生一输出电压，且根据该开关控制信号将该输入电压转换成该输出电压。
涟波控制级接收一终止触发，且电连接该功率输出级以判断该输出电压的值是否小于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据该开始触发及该终止触发产生该开关控制信号，该开关控制信号的一导通时间相关于该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差。
频率追踪级，接收一参考时钟信号，且电连接该涟波制级以判断该开关控制信号的周期时间是否等同该参考时钟信号的周期时间，来决定何时产生该终止触发。
本发明的涟波调节装置，该功率输出级更产生一输出电流至一负载，当该负载的变化量由轻载渐渐转为重载期间，该输出电流追随该负载的变化量渐渐增加，该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差渐渐增加，使该开关控制信号的该导通时间渐渐增加，使该开关控制信号的周期时间渐渐增加。
本发明的涟波调节装置，该频率追踪级包括一频率相位侦测器及一导通时间产生器。
该频率相位侦测器接收该参考时钟信号及该开关控制信号，且比较该开关控制信号与该参考时钟信号的一周期时间差以产生一相关于该周期时间差的频率追踪电压。
该导通时间产生器电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，且根据该频率追踪电压产生该终止触发，每次产生该终止触发的间隔时间反相关于该频率追踪电压的值，当该频率追踪电压的值减少，则该间隔时间增加。
本发明的涟波调节装置，该周期时间差是相关于该开关控制信号与该参考时钟信号的上升缘的相位差。
本发明的涟波调节装置，该导通时间产生器包括一电压转电流电路、一电容、一第一比较器及一开关。
电压转电流电路电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一电流。
电容电连接该电压转电流电路以接收该电流，而充电产生一锯齿电压。
第一比较器具有一电连接该电容以接收该锯齿电压的非反相输入端及一接收一临界电压的反相输入端，当该锯齿电压大于该临界电压时，则产生该终止触发。
开关并联于该电容且受一反相开关控制信号控制于导通与不导通间切换，当开关导通时，则将该电容的该锯齿电压放电，该反相开关控制信号的相位相反于该开关控制信号的相位。
本发明的涟波调节装置，该导通时间产生器包括一电压转电流电路、一电容、一视窗电压范围比较器及一开关。
电压转电流电路电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一电流。
电容电连接该电压转电流电路以接收该电流，而充电产生一锯齿电压。
视窗电压范围比较器电连接该电容以接收该锯齿电压，并比较该锯齿电压与一视窗电压范围，该视窗电压范围界于一高电平电压及一低电平电压间，当该锯齿电压大于该高电平电压时，则产生该终止触发，当该锯齿电压小于低高电平电压时，则拉下该终止触发。
开关并联于该电容，且受一反终止触发控制于导通与不导通间切换，当开关导通时，则将该电容的该锯齿电压放电。
本发明的涟波调节装置，该视窗电压范围比较器包括一分压器、一高电平比较器、一低电平比较器及一SR栓锁器。
分压器接收一电源电压，且将该电源电压分压成该高电平电压及该低电平电压。
高电平比较器具有一接收该高电平电压的反相输入端及一电连接该电容以接收该锯齿电压的非反相输入端，当该锯齿电压大于该高电平电压时，则产生一重置触发。
低电平比较器具有一接收该低电平电压的非反相输入端及一电连接该电容以接收该锯齿电压的反相输入端，当该锯齿电压小于该低电平电压时，则产生一设定触发。
SR栓锁器具有一电连接该高电平比较器以接收该重置触发的重置端、一电连接该低电平比较器以接收该设定触发的设定端、一输出该终止触发的输出端，及一输出该反终止触发的反相输出端。
本发明的涟波调节装置，该导通时间产生器包括一数字仿真转换器及一计数器。
数字仿真转换器电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一逻辑值，再将该逻辑值反相以产生一数位码。
计数器电连接该数字仿真转换器以接收该数位码，当每次计数完该数位码时，产生该终止触发。
本发明的涟波调节装置，该频率追踪级包括一频率相位侦测器及一追频计数器。
频率相位侦测器接收该参考时钟信号及该开关控制信号，且比较该开关控制信号与该参考时钟信号的一周期时间差以产生一上数信号或一下数信号，当该开关控制信号的周期时间大于该参考时钟信号的周期时间时，则产生该上数信号，当该开关控制信号的周期时间小于该参考时钟信号的周期时间时，则产生该下数信号。
追频计数器电连接该频率相位侦测器以接收该上数信号或该下数信号，并据以增减一目标计数值，当计数到该目标计数值时产生该终止触发，当接收该下数信号时，则增加该目标计数值，当接收该上数信号时，则减少该目标计数值，当皆没有接收该上数信号及该下数信号时，则维持该目标计数值不变。
本发明的涟波调节装置，该涟波控制级包括一侦测器、一第二比较器、一SR栓锁器及一驱动器。
侦测器侦测该输出电压以产生一正比于该输出电压的侦测电压。
第二比较器具有一电连接该侦测器以接收该侦测电压的反相输入端，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压的非反相输入端，当该侦测电压小于该参考电压时，则产生该开始触发。
SR栓锁器具有一电连接该第二比较器以接收该开始触发的设定端、一电连接该第一比较器以接收该终止触发的重置端、一输出该开关控制信号的输出端及一输出该反相开关控制信号的反相输出端。
驱动器电连接该SR栓锁器的输出端以接收该开关控制信号，并将该开关控制信号的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级。
本发明的另一目的在于提供一种调整关闭时间以解决上述问题且具有频率追踪功能的涟波调节装置。
本发明该具有频率追踪功能的涟波调节装置包含一个功率输出级、一个涟波控制级及一个频率追踪级。
功率输出级接收一输入电压及一开关控制信号且产生一输出电压，且根据该开关控制信号将该输入电压转换成该输出电压。
涟波控制级接收一终止触发，且电连接该功率输出级以判断该输出电压的值是否大于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据该开始触发及该终止触发产生该开关控制信号，该开关控制信号的一关闭时间相关于该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差。
频率追踪级接收一参考时钟信号，且电连接该涟波控制级以判断该开关控制信号的周期时间是否等同该参考时钟信号的周期时间，来决定何时产生该终止触发。
本发明的涟波调节装置，该涟波控制级包括一侦测器、一第二比较器、一第二比较器、一SR栓锁器及一驱动器。
侦测器侦测该输出电压以产生一正比于该输出电压的侦测电压。
第二比较器具有一电连接该侦测器以接收该侦测电压的非反相输入端，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压的反相输入端，当该侦测电压大于该参考电压时，则产生该开始触发。
SR栓锁器具有一电连接该第二比较器以接收该开始触发的设定端、一电连接该第一比较器以接收该终止触发的重置端、一输出该开关控制信号的反相输出端及一输出一反相开关控制信号的输出端。
驱动器电连接该SR栓锁器的反相输出端以接收该开关控制信号，并将该开关控制信号的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级。
本发明的有益效果在于：锁定频率于定频以使过滤电磁干扰的技术较容易设计，且能节省芯片面积，且加快频率响应的速度。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将在参照附图的实施方式中清楚地呈现：
图1是本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第一实施例的一方块图；
图2是该第一实施例的一电路图；
图3是第一实施例执行一种追踪频率的方法的一流程图；
图4是第一实施例操作于负载由轻载转为重载期间的一时序图；
图5是第一实施例操作于负载由轻载急遽转为重载的暂态期间的一时序图；
图6是第一实施例操作于负载由重载急遽转为轻载的暂态期间的一时序图；
图7是本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第二实施例的一电路图；
图8是第二实施例执行一种追踪频率的方法的一流程图；
图9是第二实施例操作于负载由重载转为轻载期间的一时序图；
图10是本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第三实施例的一电路图；
图11是本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第四实施例的一电路图；
图12是第四实施例操作于负载由轻载转为重载期间的一时序图；
图13是本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第五实施例的一电路图；及
图14是第五实施例操作于负载由轻载转为重载期间的一时序图。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
<第一实施例>
参阅图1、2，本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第一实施例，包含一个功率输出级2、一个涟波控制级3及一个频率追踪级4。
功率输出级2产生一输出电压Vo及一输出电流Io至一负载，且接收一输入电压Vin及一开关控制信号GD，且根据该开关控制信号GD将该输入电压Vin转换成该输出电压Vo，该开关控制信号GD的一周期时间Tsw包括一导通时间TON及一关闭时间TOFF(导通时间TON与周期时间Tsw的比例又称为脉波占空比duty ratio)，Tsw＝TON+TOFF，也就是根据导通时间TON决定该输入电压Vin补偿多少能量至该输出电压Vo。当该负载的变化量由轻载渐渐转为重载期间，该输出电流Io追随该负载的变化量渐渐增加，该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差渐渐增加，使该开关控制信号GD的导通时间TON渐渐增加，使该开关控制信号GD的周期时间Tsw渐渐增加。
涟波控制级3接收一终止触发Reset，且电连接该功率输出级2以判断该输出电压Vo的值是否小于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据该开始触发及该终止触发Reset产生该开关控制信号GD，该开关控制信号GD的一导通时间TON相关于该开始触发Set的产生时间点与该终止触发Reset的接收时间点的时间差。
频率追踪级4接收一参考时钟信号CLKref，且电连接该涟波控制级3以判断该开关控制信号GD的一周期时间是否等同该参考时钟信号CLKref的一周期时间，来决定何时产生该终止触发Reset，该开关控制信号GD的周期时间的增减追随于其导通时间的增减。以下将进一步说明，如图3所示，为本实施例所执行一种追踪频率的方法，当开关控制信号GD与参考时钟信号CLKref的周期时间是相同时，则表示，负载维持不变，若这两个周期时间是不相同时，则表示负载发生变动，以下将分二种状况讨论：
当负载由轻载转为重载期间，由于被负载抽走电流变多，使输出电压Vo下降较快，侦测到此一情形的涟波控制级3需快速驱动功率输出级2拉回输出电压Vo，而加快产生开关控制信号GD的频率，使得开关控制信号GD的周期时间Tsw＜参考时钟信号CLKref的周期时间Tref，而频率追踪级4为了将开关控制信号GD的频率降下至相同于参考时钟信号CLKref的频率，则调降频率追踪电压VFTC↓，使开关控制信号GD的导通时间上升TON↑，而增加开关控制信号GD的周期时间Tsw＝TON+TOFF。参数TOFF为关闭时间。
当负载由重载转为轻载期间，由于频率追踪级侦测到开关控制信号的周期时间Tsw＞参考时钟信号的周期时间Tref，而频率追踪级4为了将开关控制信号GD的频率拉升至相同于参考时钟信号CLKref的频率，则增加频率追踪电压VFTC↑，而降低开关控制信号GD的导通时间TON↓，而减少开关控制信号GD的周期时间Tsw＝TON+TOFF。
参阅图2，在此更进一步说明该涟波控制级3与该频率追踪级4的细部元件，该涟波控制级3包括一侦测器31、一第二比较器32、一SR栓锁器33及一驱动器34。
侦测器31侦测该输出电压Vo以产生一正比于该输出电压的侦测电压，该侦测器31具有串连的一第一电阻Rf1及一第二电阻Rf2。
第二比较器32具有一电连接该侦测器31以接收该侦测电压的反相输入端(－)，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压Vref的非反相输入端(+)，当该侦测电压小于该参考电压Vref时，则产生该开始触发Set，参考电压Vref与预设输出值的比例等同于侦测电压与输出电压Vo的比例，该比例相关于第一及第二电阻Rf1、Rf2的比值。
SR栓锁器33具有一电连接该第二比较器32以接收该开始触发Set的设定端S、一电连接该频率追踪级4以接收该终止触发Reset的重置端R、一输出该开关控制信号GD的输出端Q及一输出该反相开关控制信号的反相输出端
驱动器34电连接该SR栓锁器33的输出端Q以接收该开关控制信号GD，并将该开关控制信号GD的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级2。
该频率追踪级4包括一频率相位侦测器41及一导通时间产生器42。
频率相位侦测器4接收该参考时钟信号CLKref及该开关控制信号GD，且比较该开关控制信号GD与该参考时钟信号CLKref的一周期时间差以产生一相关于该周期时间差的频率追踪电压VFTC，当该开关控制信号GD的周期时间小于该参考时钟信号CLKref的周期时间时，则该频率追踪电压VFTC的值随着减少。在本实施例中，该周期时间差是相关于该开关控制信号GD与该参考时钟信号CLKref的上升缘的相位差，但不限于此，另一作法为比较该开关控制信号GD与该参考时钟信号CLKref的下降缘的相位差。
导通时间产生器42电连接该频率相位侦测器41以接收该频率追踪电压VFTC，且根据该频率追踪电压VFTC产生该终止触发Reset，每次产生该终止触发Reset的间隔时间反相关于该频率追踪电压VFTC的值，当该频率追踪电压VFTC的值减少，则该间隔时间增加。该导通时间产生器42包括一电压转电流电路A2、一电容C1、一第一比较器A1及一开关S2。
电压转电流电路A2电连接该频率相位侦测器41以接收该频率追踪电压VFTC，并将该频率追踪电压VFTC转换成一频率追踪电流IFTC。IFTC＝gm×VFTC，参数gm为电压转电流电路A2的一转导值。
电容C1电连接该电压转电流电路A2以接收该频率追踪电流IFTC，而充电产生一锯齿电压Vsaw。
第一比较器A1具有一电连接该电容C1以接收该锯齿电压Vsaw的非反相输入端(+)及一接收一临界电压VD的反相输入端(－)，当该锯齿电压Vsaw大于该临界电压VD时，则产生该终止触发Reset。由电容C1、频率追踪电流IFTC可推得TON＝(C1×VD)/IFTC。
开关S2并联于该电容C1，且受一反相开关控制信号控制于导通与不导通间切换，当开关S2导通时，则将该电容C1的该锯齿电压Vsaw放电，该反相开关控制信号的相位相反于该开关控制信号GD的相位。
如图4所示，为本实施例操作于负载由轻载转为重载期间的时序图，为了使开关控制信号GD的频率能渐渐下降接近参考时钟信号，而频率相位侦测器41渐渐降低频率追踪电压VFTC，而使频率追踪电流IFTC也渐渐降低，使电容C1充电时间渐渐增加，使锯齿电压Vsaw每次拉升至临界电压VD的时间渐渐增加，每次产生终止触发Reset的间隔时间渐渐增加，而使该开始触发Set的产生时间点与该终止触发Reset的接收时间点的时间差也渐渐增加，使开关控制信号GD的导通时间TON也渐渐增加，而最后使开关控制信号GD与参考时钟信号CLKref的频率一样。当本实施例操作于负载由轻载急遽转为重载的暂态期间、或由重载急遽转为轻载的暂态期间，其对应时序分别如图5、图6所示，当负载由重载急遽转为轻载的暂态期间，输出电压Vo快速升高，远大于预设输出值(也就是图6中的过冲电压)，则第二比较器32不会输出开始触发Set，SR栓锁器33的输出端Q不会输出开关控制信号GD，此期间驱动器34没有任何脉冲输出给功率输出级2(也就是图6中的脉冲省略)，此时输出电压Vo将会渐渐降低。当输出电压Vo又再次降低到小于预设输出值，则第二比较器32输出开始触发Set，SR栓锁器33的输出端Q输出开关控制信号GD。由于负载处于轻载状态，仍然有轻微的电流输出需求，所以频率追踪电压VFTC将会慢慢降低，而使得开关控制信号GD的导通时间TON慢慢增加，以提供负载在轻载状态下的电流需求。
<第二实施例>
参阅图7，本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第二实施例，与第一实施例差别在于：第二实施例的是调整关闭时间TOFF，来改变开关导通信号GD的周期时间，也就是该涟波控制级3产生该开关导通信号GD的方式也不同。该频率追踪级中也以关闭时间产生器47产生该终止触发Reset。
涟波控制级3接收一终止触发Reset，且电连接该功率输出级2以判断该输出电压Vo的值是否大于一预设输出值以决定何时产生一开始触发Set，且根据该开始触发Set及该终止触发Reset产生该开关控制信号GD，该开关控制信号GD的一关闭时间TOFF相关于该开始触发Set的产生时间点与该终止触发Reset的接收时间点的时间差。
以下进一步说明，该涟波控制级3包括一侦测器31、一第二比较器32、一SR栓锁器33及一驱动器34。
侦测器31侦测该输出电压Vo以产生一正比于该输出电压Vo的侦测电压，该侦测器31具有串连的一第一电阻Rf1及一第二电阻Rf2。
第二比较器32具有一电连接该侦测器31以接收该侦测电压的非反相输入端(+)，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压Vref的反相输入端(－)，当该侦测电压大于该参考电压Vref时，则产生该开始触发Set。参考电压Vref与预设输出值的比例等同于侦测电压与输出电压Vo的比例，该比例相关于第一及第二电阻Rf1、Rf2的比值。
SR栓锁器33具有一电连接该第二比较器32以接收该开始触发Set的设定端S、一电连接该第一比较器A1以接收该终止触发Reset的重置端R、一输出该开关控制信号GD的反相输出端及一输出一反相开关控制信号的输出端Q。
驱动器34电连接该SR栓锁器33的反相输出端以接收该开关控制信号GD，并将该开关控制信号GD的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级2。
如图8所示，为第二实施例所执行一种追踪频率的方法，当开关控制信号GD与参考时钟信号CLKref的周期时间是相同时，则表示，负载维持不变，若这两个周期时间是不相同时，则表示负载发生变动，以下将分二种状况讨论：
当负载由重载转为轻载期间，由于频率追踪级4侦测到开关控制信号GD的周期时间Tsw＜参考时钟信号CLKref的周期时间Tref，而减少频率追踪电压VFTC↓，而增加开关控制信号GD的关闭时间TOFF↑，而增加开关控制信号GD的周期时间Tsw＝TON+TOFF。
当负载由轻载转为重载期间，由于频率追踪级4侦测到开关控制信号GD的周期时间Tsw＞参考时钟信号CLKref的周期时间Tref，而增加频率追踪电压VFTC↑，而降低开关控制信号GD的关闭时间TOFF↓，而降低开关控制信号GD的周期时间Tsw＝TON+TOFF。
如图9所示，为本实施例操作于负载由重载转为轻载期间的时序图，为了使开关控制信号GD的频率能渐渐下降接近参考时钟信号CLKref，而频率相位侦测器41渐渐降低频率追踪电压VFTC，而使频率追踪电流IFTC也渐渐降低，使电容C1充电时间渐渐增加，使锯齿电压Vsaw每次拉升至临界电压VD的时间渐渐增加，每次产生终止触发Reset的间隔时间渐渐增加，而使该开始触发Set的产生时间点与该终止触发Reset的接收时间点的时间差也渐渐增加，使开关控制信号GD的关闭时间TOFF也渐渐增加，而最后使开关控制信号GD与参考时钟信号CLKref的频率一样。
<第三实施例>
参阅图10，本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第三实施例，与第一实施例差别在于：该导通时间产生器42包括一电压转电流电路A2、一电容C1、一视窗电压范围比较器A3，及一开关S2。
电压转电流电路A2电连接该频率相位侦测器41以接收该频率追踪电压VFTC，并将该频率追踪电压VFTC转换成一电流IFTC。
电容C1电连接该电压转电流电路A2以接收该电流IFTC，而充电产生一锯齿电压Vsaw。
视窗电压范围比较器A3电连接该电容C1以接收该锯齿电压，并比较该锯齿电压Vsaw与一视窗电压范围，该视窗电压范围界定于一高电平电压VH及一低电平电压VL间，当该锯齿电压Vsaw大于该高电平电压VH时，则产生该终止触发Reset，当该锯齿电压Vsaw小于低高电平电压VL时，则拉下该终止触发Reset。该视窗电压范围比较器A3包括一分压器43、一高电平比较器44、一低电平比较器45及一SR栓锁器46。
分压器43接收一电源电压VDD，且将该电源电压VDD分压成该高电平电压VH及该低电平电压VL。高电平比较器44具有一接收该高电平电压VH的反相输入端(－)及一电连接该电容C1以接收该锯齿电压Vsaw的非反相输入端(+)，当该锯齿电压Vsaw大于该高电平电压VH时，则产生一重置触发。低电平比较器45具有一接收该低电平电压VL的非反相输入端(+)及一电连接该电容C1以接收该锯齿电压Vsaw的反相输入端(－)，当该锯齿电压Vsaw小于该低电平电压VL时，则产生一设定触发。SR栓锁器46具有一电连接该高电平比较器44以接收该重置触发的重置端R、一电连接该低电平比较器45以接收该设定触发的设定端S、一输出该终止触发Reset的输出端Q，及一输出该反终止触发的反相输出端
开关S2并联于该电容C1，且受一反终止触发控制于导通与不导通间切换，当开关S2导通时，则将该电容C1的该锯齿电压Vsaw放电。
<第四实施例>
参阅图11，本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第四实施例，与第一实施例差别在于：以数位计数方式来决定开关控制信号GD的周期时间；具体技术差别为，该导通时间产生器42包括一数字仿真转换器5及一计数器6。
数字仿真转换器5电连接该频率相位侦测器41以接收该频率追踪电压VFTC，并将该频率追踪电压VFTC转换成一逻辑值，再将该逻辑值反相以产生一数位码。计数器6电连接该数字仿真转换器5以接收该数位码，当每次计数完该数位码时，产生该终止触发Reset。
如图12所示，为本实施例操作于负载由轻载转为重载期间的时序图，为了使开关控制信号GD的频率能渐渐下降接近参考时钟信号CLKref，而频率相位侦测器41渐渐降低频率追踪电压VFTC，而使逻辑值渐渐变小，而反相于该逻辑值的数位码则渐渐增加，使计数器5每次需要计数时间渐渐增加，使每次产生终止触发Reset的间隔时间渐渐增加，而使该开始触发Set的产生时间点与该终止触发Reset的接收时间点的时间差也渐渐增加，使开关控制信号GD的导通时间TON也渐渐增加，而最后使开关控制信号GD与参考时钟信号CLKref的频率一样。参数CNT[3:0]定义为四位元的数位码，参数TON,1～TON,16表示对应不同数位码的导通时间，CNT[3:0]＝0000、0001、0010…1110、1111，则分别表示TON,1、TON,2、TON,3…TON,15、TON,16。而在图12中，限于版面为方便说明，于0010、1110间的其余数位码省略画出。
<第五实施例>
参阅图13，本发明具有频率追踪功能的涟波调节装置的一第五实施例，与第一实施例差别在于：该频率追踪级4包括一频率相位侦测器41及一追频计数器7。
频率相位侦测器41接收该参考时钟信号CLKref及该开关控制信号GD，且比较该开关控制信号GD与该参考时钟信号CLKref的一周期时间差以产生一上数信号UP或一下数信号DOWN，当该开关控制信号GD的周期时间大于该参考时钟信号CLKref的周期时间时，则产生该上数信号UP，当该开关控制信号GD的周期时间小于该参考时钟信号CLKref的周期时间时，则产生该下数信号DOWN。
追频计数器7电连接该频率相位侦测器41以接收该上数信号UP或该下数信号DOWN，并据以增减一目标计数值，当计数到该目标计数值时产生该终止触发Reset，当接收该下数信号DOWN时，则增加该目标计数值，当接收该上数信号UP时，则减少该目标计数值，当皆没有接收该上数信号UP及该下数信号DOWN时，则维持该目标计数值不变。当负载由轻载转为重载期间，本实施例的操作时序图，如图14所示。
上述所提的本发明第三实施例、第四实施例、第五实施例皆是调整导通时间TON来改变开关导通信号GD的周期时间来实现追踪参考时钟信号CLKref频率的目的。上述三个实施例也可比照第二实施例精神，以调整关闭时间TOFF来改变开关导通信号GD的周期时间来实现追踪参考时钟信号CLKref频率的目的，但在此不再赘述。
综上所述，上述实施例具有以下优点：
1.本案技术当负载变为轻载或重载时，由于频率追踪级4会追踪开关控制信号GD的频率以锁定成如同参考时钟信号CLKref的频率，达到定频改善电磁干扰效应，也容易设计过滤电磁干扰的技术。
2.相较于现有频率控制技术，本案以频率相位侦测器41取代频率转电流(或转电压)电路与积分放大器，能节省芯片面积，且加快频率响应的速度，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (12)

1.一种具有频率追踪功能的涟波调节装置，其特征在于：包含：
一个功率输出级，接收一输入电压及一开关控制信号且产生一输出电压，且根据该开关控制信号将该输入电压转换成该输出电压；
一个涟波控制级，接收一终止触发，且电连接该功率输出级以判断该输出电压的值是否小于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据该开始触发及该终止触发产生该开关控制信号，该开关控制信号的一导通时间相关于该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差；及
一个频率追踪级，接收一参考时钟信号，且电连接该涟波控制级以判断该开关控制信号的一周期时间是否等同该参考时钟信号的一周期时间，来决定何时产生该终止触发，该开关控制信号的周期时间的增减追随于其导通时间的增减。
2.根据权利要求1所述的涟波调节装置，其特征在于：该功率输出级更产生一输出电流至一负载，
当该负载的变化量由轻载渐渐转为重载期间，该输出电流追随该负载的变化量渐渐增加，该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差渐渐增加，使该开关控制信号的该导通时间渐渐增加，使该开关控制信号的周期时间渐渐增加。
3.根据权利要求1所述的涟波调节装置，其特征在于：该频率追踪级包括：
一频率相位侦测器，接收该参考时钟信号及该开关控制信号，且比较该开关控制信号与该参考时钟信号的一周期时间差以产生一相关于该周期时间差的频率追踪电压；及
一导通时间产生器，电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，且根据该频率追踪电压产生该终止触发，每次产生该终止触发间隔时间反相关于该频率追踪电压的值，当该频率追踪电压的值减少，则该间隔时间增加。
4.根据权利要求3所述的涟波调节装置，其特征在于：该周期时间差是相关于该开关控制信号与该参考时钟信号的上升缘的相位差。
5.根据权利要求3所述的涟波调节装置，其特征在于：该导通时间产生器包括：
一电压转电流电路，电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一电流；
一电容，电连接该电压转电流电路以接收该电流，而充电产生一锯齿电压；
一第一比较器，具有一电连接该电容以接收该锯齿电压的非反相输入端及一接收一临界电压的反相输入端，当该锯齿电压大于该临界电压时，则产生该终止触发；及
一开关，并联于该电容，且受一反相开关控制信号控制于导通与不导通间切换，当开关导通时，则将该电容的该锯齿电压放电，该反相开关控制信号的相位相反于该开关控制信号的相位。
6.根据权利要求3所述的涟波调节装置，其特征在于：该导通时间产生器包括：
一电压转电流电路，电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一电流；
一电容，电连接该电压转电流电路以接收该电流，而充电产生一锯齿电压；
一视窗电压范围比较器，电连接该电容以接收该锯齿电压，并比较该锯齿电压与一视窗电压范围，该视窗电压范围界于一高电平电压及一低电平电压间，当该锯齿电压大于该高电平电压时，则产生该终止触发，当该锯齿电压小于低高电平电压时，则拉下该终止触发；及
一开关，并联于该电容，且受一反终止触发控制于导通与不导通间切换，当开关导通时，则将该电容的该锯齿电压放电。
7.根据权利要求6所述的涟波调节装置，其特征在于：该视窗电压范围比较器包括：
一分压器，接收一电源电压，且将该电源电压分压成该高电平电压及该低电平电压；
一高电平比较器，具有一接收该高电平电压的反相输入端及一电连接该电容以接收该锯齿电压的非反相输入端，当该锯齿电压大于该高电平电压时，则产生一重置触发；
一低电平比较器，具有一接收该低电平电压的非反相输入端及一电连接该电容以接收该锯齿电压的反相输入端，当该锯齿电压小于该低电平电压时，则产生一设定触发；及
一SR栓锁器，具有一电连接该高电平比较器以接收该重置触发的重置端、一电连接该低电平比较器以接收该设定触发的设定端、一输出该终止触发的输出端，及一输出该反终止触发的反相输出端。
8.根据权利要求3所述的涟波调节装置，其特征在于：该导通时间产生器包括：
一数字仿真转换器，电连接该频率相位侦测器以接收该频率追踪电压，并将该频率追踪电压转换成一逻辑值，再将该逻辑值反相以产生一数位码；及
一计数器，电连接该数字仿真转换器以接收该数位码，当每次计数完该数位码时，产生该终止触发。
9.根据权利要求1所述的涟波调节装置，其特征在于：该频率追踪级包括：
一频率相位侦测器，接收该参考时钟信号及该开关控制信号，且比较该开关控制信号与该参考时钟信号的一周期时间差以产生一上数信号或一下数信号，当该开关控制信号的周期时间大于该参考时钟信号的周期时间时，则产生该上数信号，当该开关控制信号的周期时间小于该参考时钟信号的周期时间时，则产生该下数信号；及
一追频计数器，电连接该频率相位侦测器以接收该上数信号或该下数信号，并据以增减一目标计数值，当计数到该目标计数值时产生该终止触发，当接收该下数信号时，则增加该目标计数值，当接收该上数信号时，则减少该目标计数值，当皆没有接收该上数信号及该下数信号时，则维持该目标计数值不变。
10.根据权利要求1所述的涟波调节装置，其特征在于：该涟波控制级包括：
一侦测器，侦测该输出电压以产生一正比于该输出电压的侦测电压；
一第二比较器，具有一电连接该侦测器以接收该侦测电压的反相输入端，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压的非反相输入端，当该侦测电压小于该参考电压时，则产生该开始触发；
一SR栓锁器，具有一电连接该第二比较器以接收该开始触发的设定端、一电连接该第一比较器以接收该终止触发的重置端、一输出该开关控制信号的输出端及一输出该反相开关控制信号的反相输出端；及
一驱动器，电连接该SR栓锁器的输出端以接收该开关控制信号，并将该开关控制信号的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级。
11.一种具有频率追踪功能的涟波调节装置，其特征在于：包含：
一个功率输出级，接收一输入电压及一开关控制信号且产生一输出电压，且根据该开关控制信号将该输入电压转换成该输出电压；
一个涟波控制级，接收一终止触发，且电连接该功率输出级以判断该输出电压的值是否大于一预设输出值以决定何时产生一开始触发，且根据该开始触发及该终止触发产生该开关控制信号，该开关控制信号的一关闭时间相关于该开始触发的产生时间点与该终止触发的接收时间点的时间差；及
一个频率追踪级，接收一参考时钟信号，且电连接该涟波控制级以判断该开关控制信号的周期时间是否等同该参考时钟信号的周期时间，来决定何时产生该终止触发。
12.根据权利要求11所述的涟波调节装置，其特征在于：该涟波控制级包括：
一侦测器，侦测该输出电压以产生一正比于该输出电压的侦测电压；
一第二比较器，具有一电连接该侦测器以接收该侦测电压的非反相输入端，及一接收一正比于该预设输出值的参考电压的反相输入端，当该侦测电压大于该参考电压时，则产生该开始触发；
一SR栓锁器，具有一电连接该第二比较器以接收该开始触发的设定端、一电连接该第一比较器以接收该终止触发的重置端、一输出该开关控制信号的反相输出端及一输出一反相开关控制信号的输出端；及
一驱动器，电连接该SR栓锁器的反相输出端以接收该开关控制信号，并将该开关控制信号的准位放大以加强驱动能力，再予以输出至该功率输出级。
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