CN112583230B - 电感电流仿真电路及电感电流仿真方法 - Google Patents

电感电流仿真电路及电感电流仿真方法 Download PDF

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Abstract

一种电感电流仿真电路及电感电流仿真方法。电感电流仿真电路包含坡信号产生电路以及仿真控制电路。电感电流仿真电路产生斜坡信号以仿真流经功率级电路中的电感的电感电流。斜坡信号产生电路根据第一信号与第二信号,产生斜坡信号。电流感测信号相关于流经上桥开关的上桥开关电流与流经下桥开关的下桥开关电流中的一个。仿真控制电路分别于第一期间与第二期间,取得电流感测信号与斜坡信号间的第一差值积分与第二差值积分,而对应产生第一信号与第二信号。其中该第一期间与该第二期间的中心时点不同。

Description

电感电流仿真电路及电感电流仿真方法
技术领域
本发明涉及一种电感电流仿真电路,特别是指一种用于切换式电源供应器中的电感电流仿真电路。本发明还涉及用于返驰式电源供应电路中的电感电流仿真方法。
背景技术
图1公开一种现有技术的具有电感电流仿真电路的切换式电源供应器(切换式电源供应器100),切换式电源供应器100用以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。切换式电源供应器100包含功率级电路110以及控制电路120。控制电路120产生操作信号,以切换功率级电路110中的上桥开关UG与下桥开关LG,而将输入电压Vin转换为输出电压Vout。如图所示,功率级电路110包括一降压型功率级电路。其中,降压型功率级电路包含上桥开关UG、下桥开关LG与电感L,其操作模式为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述。
在图1中所示的现有技术中,功率级电路110还包括电感电流仿真电路111,其包含前述电感L、电感L的等效电阻DCR、感测电阻Rx以及感测电容Cx。其中,感测电阻Rx与感测电容Cx串联后与电感L并联。通过适当选择感测电阻Rx的电阻值与感测电容Cx的电容值,可使电感电流仿真电路111在操作时,零点(zero)与极点(pole)互相抵消。于此条件下,不管流经电感L的电感电流IL为直流电流或交流电流,可通过感测电容Cx上的电压降Vcx,仿真电感电流IL,因为电压降Vcx正比于电感电流IL,其计算式为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述。
图1中所示的现有技术,其缺点在于,首先,由于感测电阻Rx的电阻值与感测电容Cx的电容值,需要针对电感L的电感值与等效电阻DCR的电阻值而设计,因此,为了可适用于具有各种不同电感值的电感L,由感测电阻Rx与感测电容Cx所形成的RC电路,难以整合至包括控制电路120的集成电路中;第二,等效电阻DCR的电阻值易受温度影响,这使得电感电流仿真电路111需考虑温度补偿,使得设计上更加地困难。
其他相关现有技术,请参阅美国专利US9065337B2、US9184651B2、US9966855B2、US10044267B1以及US10128753B2。
前述数个相关现有技术,其缺点在于,第一,前述数个相关现有技术需要额外的取样保持电路,其电感电流仿真电路所需要的空间相对较大,且其制造成本相对较高;第二,前述数个相关现有技术的电感电流仿真电路设计上较为复杂,也使其制造成本相对较高。
有鉴于此,本发明即针对上述现有技术的不足,提出一种用于切换式电源供应器中的电感电流仿真电路及电感电流仿真方法,在不采用与电感并联的LC电路的情况下,可整合为集成电路,并降低温度影响,且具有高精确度低制造成本的电感电流仿真电路。
发明内容
就其中一个观点言,本发明提供了一种电感电流仿真电路,用于一切换式电源供应器中,该切换式电源供应器,用以切换其中一功率级电路的一上桥开关或/及一下桥开关,而将一输入电压转换为一输出电压,该电感电流仿真电路用以产生一斜坡信号以仿真流经该功率级电路中的一电感的一电感电流,该电感电流仿真电路包含:一斜坡信号产生电路,用以根据一第一信号与一第二信号,产生该斜坡信号;以及一仿真控制电路,与该功率级电路及该斜坡信号产生电路耦接,用以根据一电流感测信号与该斜坡信号,产生该第一信号与该第二信号;其中该电流感测信号相关于流经该上桥开关的一上桥开关电流与流经该下桥开关的一下桥开关电流中的一个;其中该仿真控制电路于一第一期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一第一差值积分,而产生该第一信号;其中该仿真控制电路于一第二期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一第二差值积分,而产生该第二信号;其中该第一期间与该第二期间的中心时点不同。
在一较佳实施例中,该第一期间与该第二期间是该上桥开关与该下桥开关中的一个,于其导通操作时的一安定期间(settle time)后的两个不同期间。
在一较佳实施例中,该第一信号与该第二信号用以决定该斜坡信号的一上升斜率、一下降斜率、一波峰、一波谷与一峰对谷值的至少其中之二。
在一较佳实施例中,该斜坡信号的值,被调节于该电感电流的值,乘以一预设实数后,加上一预设补偿值。
在一较佳实施例中,该斜坡信号的值不小于0。
在一较佳实施例中,该仿真控制电路产生该第一信号与该第二信号,以控制该斜坡信号产生电路,而将该第一差值积与该第二差值积分都调节于0。
在一较佳实施例中,该仿真控制电路包括一放大电路,用以比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生该差值。
在一较佳实施例中,该仿真控制电路还包括一前馈电路,耦接于该放大电路的两输入端之间,用以前馈该电流感测信号与该斜坡信号,而加速调节该斜坡信号。
在一较佳实施例中,该仿真控制电路包括:一跨导运算放大器(operationaltrans-impedance amplifier,OTA),以同一该OTA,分别于该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,该放大电路包括:一第一跨导运算放大器(operationaltrans-impedance amplifier,OTA),以该第一OTA,于该第一期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第一电流;一第二OTA,以不同于该第一OTA的该第二OTA,于该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第二电流;一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,该放大电路包括:一跨导运算放大器(operational trans-impedance amplifier,OTA),以同一该OTA,分别于不同周期的该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,该斜坡信号产生电路包括:一第一转换电路,与该仿真控制电路耦接,用以根据该第一信号,产生一第一斜坡电流;一第二转换电路,与该仿真控制电路耦接,用以根据该第二信号,产生一第二斜坡电流;一斜坡电容,分别与该第一转换电路及该第二转换电路耦接,以该第一斜坡电流与该第二斜坡电流对该斜坡电容充电及放电,以产生该斜坡信号;以及一第一斜坡开关,耦接于该第一转换电路与该斜坡电容之间,用以切换而决定该第一斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第一斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关或该下桥开关中的一个的切换时间。
在前述实施例中,该斜坡信号产生电路较佳地还包括一第二斜坡开关,耦接于该第二转换电路与该斜坡电容之间,用以切换而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第二斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关及该下桥开关中的另一个的切换时间。
在一较佳实施例中,该斜坡信号产生电路还根据一零电流信号,于该电感电流为0时,控制该第一斜坡电流及/或该第二斜坡电流,对应停止对该斜坡电容充电及/或放电,以仿真该电感电流为0的状态。
在前述实施例中,该斜坡信号产生电路较佳地还包括一零电流开关,耦接于该第二转换电路与该斜坡电容之间,用以根据该零电流信号而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容放电。
就另一个观点言,本发明也提供了一种电感电流仿真方法,用于一切换式电源供应器中,该切换式电源供应器,用以切换其中一功率级电路的一上桥开关或/及一下桥开关,而将一输入电压转换为一输出电压,该电感电流仿真方法用以产生一斜坡信号以仿真流经该功率级电路中的一电感的一电感电流,该电感电流仿真方法包含:选择并感测流经该上桥开关的一上桥开关电流与流经该下桥开关的一下桥开关电流中的一个,而产生一电流感测信号;于一第一期间,取得该电流感测信号与一斜坡信号间的一差值积分,而产生一第一信号;于一第二期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一差值积分,而产生一第二信号;以及根据该第一信号与该第二信号,产生该斜坡信号;其中该第一期间与该第二期间的中心时点不同。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生该差值。
在一较佳实施例中,该比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生该差值的步骤,还包括:前馈该电流感测信号与该斜坡信号,而加速调节该斜坡信号。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法,还包括:以同一跨导运算放大器(operational trans-impedance amplifier,OTA),分别于该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;以该第二电流对一第一电容充电,而产生该第一信号;以及以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:以一第一跨导运算放大器(operational trans-impedance amplifier,OTA),于该第一期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第一电流;以不同于该第一OTA的一第二OTA,于该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第二电流;以该第一电流对一第一电容充电,而产生该第一信号;以及以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:以同一跨导运算放大器(operational trans-impedance amplifier,OTA),分别于不同周期的该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;以及以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:根据该第一信号,产生一第一斜坡电流;根据该第二信号,产生一第二斜坡电流;以该第一斜坡电流与该第二斜坡电流对一斜坡电容充电及放电,以产生该斜坡信号;以及切换一第一斜坡开关而决定该第一斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第一斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关或该下桥开关中的一个的切换时间。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:切换一第二斜坡开关而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第二斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关及该下桥开关中的另一个的切换时间。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:根据一零电流信号,于该电感电流为0时,控制该第一斜坡电流与该第二斜坡电流,停止对该斜坡电容充电及/或放电,以仿真该电感电流为0的状态。
在一较佳实施例中,电感电流仿真方法还包括:根据该零电流信号而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容放电。
以下通过具体实施例详加说明,应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术的具有电感电流仿真电路的切换式电源供应器的示意图。
图2A-2D显示本发明的第一个实施例示意图。
图3显示本发明的第二个实施例示意图。
图4显示本发明的第三个实施例示意图。
图5显示本发明的第四个实施例示意图。
图6显示本发明的第五个实施例示意图。
图7显示本发明的第六个实施例示意图。
图8显示本发明的第七个实施例示意图。
图9显示本发明的第八个实施例示意图。
图10显示本发明的第九个实施例示意图。
图11显示对应于本发明的电感电流仿真电路的一种实施例的波形示意图。
图12A-12B显示对应于本发明的电感电流仿真电路的两种实施例的波形示意图。
图13A-13J显示同步或异步的降压型、升压型、反压型、升降压型、与升反压型功率级电路。
图中符号说明
100,200 切换式电源供应器
110,210 功率级电路
111,230 电感电流仿真电路
120,220 控制电路
231 斜坡信号产生电路
233 仿真控制电路
2311,2313 转换电路
A1,A11,A12,A2,Acs1,Acs2,Aeml1,Aeml2 阴影面积
CH1,CH2,CH3 开关
Cich,Cidch 电容
Crp 斜坡电容
Cx 感测电容
DCR 等效电阻
gmich,gmidch 转导
GND 接地电位
Ich 第一斜坡电流
ICH_EN,IDCH_EN,RRP_EN 操作信号
Id 差值电流
Idch 第二斜坡电流
IL 电感电流
ILG 下桥开关电流
IUG 上桥开关电流
I1 第一电流
I2 第二电流
L 电感
LG 下桥开关
OTA1,OTA2 跨导运算放大器
Rrp 电阻
Rx 感测电阻
S1 上升斜率
S2 下降斜率
SLG 下桥驱动信号
SUG 上桥驱动信号
SW1,SW2 斜坡开关
SW3 零电流开关
TA1,TA2 转导放大器
Ton 导通期间
Toff 不导通期间
Tprd 周期
Tstl 安定期间
t1,t2,t3,t4,t5,t6 时间点
T1 第一期间
T2 第二期间
T3,T4 期间
UG 上桥开关
Vcs 电流感测信号
Vcx 电压降
Veml 斜坡信号
VGich 第一信号
VGidch 第二信号
Vin 输入电压
Vout 输出电压
Vp 波峰
Vpv 峰对谷值
Vv 波谷
ZC 零电流信号
具体实施方式
本发明中的附图均属示意,主要意在表示各电路间的耦接关系,以及各信号波形之间的关系,至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参阅图2A-2D,显示本发明的第一个实施例示意图。图2A中所示为本发明电感电流仿真电路的一种实施例(电感电流仿真电路230)。如图2A所示,切换式电源供应器200用以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。其中,切换式电源供应器200包含功率级电路210与控制电路220。功率级电路210根据至少一驱动信号,例如但不限于如图所示的上桥驱动信号SUG与下桥驱动信号SLG,分别切换对应的上桥开关UG与下桥开关LG,以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。控制电路220与功率级电路210耦接,以产生前述上桥驱动信号SUG与下桥驱动信号SLG。功率级电路并不限于配置为如图2A中的功率级电路210(降压型),根据本发明,功率级电路可配置为例如但不限于同步或异步的降压型、升压型、反压型、或升降压型功率转换电路,如图13A-13J所示。
电感电流仿真电路230用以产生斜坡信号Veml以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。如图所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231用以根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml。仿真控制电路233与功率级电路210及斜坡信号产生电路231耦接,用以根据电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,产生第一信号VGich与第二信号VGidch。在本实施例中,电流感测信号Vcs相关于流经下桥开关LG的下桥开关电流ILG;根据本发明,电流感测信号Vcs也可以相关于流经上桥开关UG的上桥开关电流IUG,仅需将相关的感测电路与上桥开关UG耦接即可。为了完整仿真电感电流IL,在一实施例中,斜坡信号Veml的上升段的期间重合于上桥开关UG导通时段Ton,而斜坡信号Veml的下降段的期间重合于上桥开关UG不导通时段Toff,因此,在一实施例中,斜坡信号产生电路231还根据上桥驱动信号SUG及/或下桥驱动信号SLG而产生斜坡信号Veml。
请参阅图2B,图2B显示对应于本发明的相关信号波形示意图。图2B上部显示上桥驱动信号SUG的波形示意图;图2B下部显示电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的波形示意图。在上桥驱动信号SUG的波形示意图中,一周期Tprd包含导通期间Ton与不导通期间Toff。其中,导通期间Ton表示上桥开关UG处于导通操作,且下桥开关LG处于不导通操作;不导通期间Toff表示上桥开关UG处于不导通操作,且下桥开关LG处于导通操作(于连续导通模式下)。在电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的波形示意图中,请同时参阅图2A,在本实施例中,电流感测信号Vcs相关于流经下桥开关LG的下桥开关电流ILG。电流感测信号Vcs例如但不限于由与下桥开关LG串联的一电阻上的电压降取得,本领域技术人员可依本发明的教示而推知其相关技术细节,在此不予赘述。在本实施例中,电流感测信号Vcs仅于下桥开关LG导通时,取得相关于流经下桥开关LG的下桥开关电流ILG;因此,电流感测信号Vcs于上桥开关UG处于导通操作的导通期间Ton,并不示意下桥开关电流ILG;就一观点而言,因为在上桥开关UG导通期间Ton期间内,下桥开关LG为不导通,因此,电流感测信号Vcs此时代表下桥开关电流ILG为0。值得注意的是,在导通期间Ton期间内,下桥开关电流ILG无法反应导通期间Ton的电感电流IL。此外,由于下桥驱动信号SLG大致上与上桥驱动信号SUG反相,且由于量测下桥开关电流ILG在实际操作上的限制,于下桥开关LG开始导通(上桥驱动信号SUG切换为低位准)后的安定期间Tstl之后,电流感测信号Vcs相对比较精确示意下桥开关电流ILG。需说明的是,安定期间Tstl为电流感测信号Vcs的一段不稳定期间,在安定期间Tstl之后的信号较为稳定,此为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述。
请同时参阅图2A与2C,斜坡信号Veml为斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch而产生,用以仿真电感电流IL。仿真控制电路233于第一期间T1,如图2C所示的时间点t1到时间点t2的期间,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第一积分运算,并根据第一积分运算的结果,如图2C的阴影面积A1,取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。仿真控制电路233于第二期间T2,如图2C所示的时间点t3到时间点t4的期间,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第二积分运算,并根据第二积分运算的结果,如图2C的阴影面积A2,取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。需说明的是,在图2C所示的实施方式中,第一差值积分示意对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第一积分运算的结果;而在其他的实施方式中,第一差值积分也可以示意分别对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml进行积分运算后,再取得两积分运算结果的差值,细节将详述于后。
其中,第一期间T1与第二期间T2的中心时点不同,此外,在一实施例中,第一期间T1与第二期间T2分别都大于0。另一方面,就一观点而言,本实施例中,仅于下桥开关LG导通时,下桥开关电流ILG才与电感电流IL相同,因此,本实施例中,第一期间T1与第二期间T2都位于下桥开关LG导通期间内(亦即上桥开关不导通期间Toff)。
在一种较佳的实施例中,仿真控制电路233产生第一信号VGich与第二信号VGidch,以控制斜坡信号产生电路231,而将第一积分运算的结果(如图2C的阴影面积A1)与第二积分运算的结果(如图2C的阴影面积A2)都调节于0。
如图2C所示,第一期间T1例如为上桥开关UG自导通操作切换为不导通操作(下桥开关LG自不导通操作切换为导通操作)后,例如再经过一段安定期间Tstl之后,在上桥开关UG处于不导通操作的不导通期间Toff(下桥开关LG处于导通操作的导通期间)中的一段期间。第二期间T2为与第一期间T1不同的另一期间,需说明的是,所谓不同期间,是指第二期间T2的中心时点与第一期间T1的中心时点不同。
请同时参阅图2A与图2D,斜坡信号Veml为斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch而产生,用以仿真电感电流IL。仿真控制电路233于第一期间T1,如图2D所示的时间点t1到时间点t2的期间,分别对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml进行积分运算后,对应取得积分运算结果,如图2D的阴影面积Acs1与阴影面积Aeml1,再对阴影面积Acs1与阴影面积Aeml1做减法运算而得到阴影面积A1,取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。仿真控制电路233于第二期间T2,如图2D所示的时间点t3到时间点t4的期间,分别对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml进行积分运算后,对应取得积分运算结果,如图2D的阴影面积Acs2与阴影面积Aeml2,再对阴影面积Acs2与阴影面积Aeml2做减法运算而得到阴影面积A2,取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。需说明的是,在图2D所示的实施方式中,第一差值积分示意先分别对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml在时间点t1到t2进行积分运算后,对应取得积分运算结果,再对两积分运算结果做减法运算而得到第一差值积分;第二差值积分示意先分别对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml在时间点t3到t4进行积分运算后,对应取得积分运算结果,再对两积分运算结果做减法运算而得到第二差值积分。
在一种实施例中,第一期间T1与第二期间T2都在同一个不导通期间Toff中。在另一种实施例中,第一期间T1与第二期间T2都在同一个不导通期间Toff中,且有重叠的期间。在另一种实施例中,第一期间T1与第二期间T2在不同一个不导通期间Toff中,例如但不限于在交错的不同不导通期间Toff中。在另一种实施例中,第一期间T1的中心时点,早于第二期间T2的中心时点。在另一种实施例中,第一期间T1的中心时点,晚于第二期间T2的中心时点。以上所述的实施例中,都可将不导通期间Toff置换为导通期间Ton,在电流感测信号Vcs相关于流经上桥开关UG的上桥开关电流IL的情况下。也就是说,在一种较佳的实施例中,第一期间T1与第二期间T2是上桥开关UG与下桥开关LG中的一个,于其开始切换为导通操作时的安定期间(settle time)Tstl后的两个中心时点不同的期间。
在一种较佳的实施例中,斜坡信号Veml的值,被调节于电感电流IL的值,乘以预设实数后,加上预设补偿值。这是为了避免斜坡信号Veml的值成为负值,也就是说,在较佳的实施例中,斜坡信号Veml的值不小于0。因为电感电流IL的值可能为负值,而如果斜坡信号Veml的值成为负值,会增加仿真控制电路233在设计上的复杂度,因此可视实际应用的需要而调整预设实数与预设补偿值。需说明的是,在一种较佳的实施例中,斜坡信号Veml的值不小于0,在此情况下,电流感测信号Vcs所示意的电感电流IL,也会作对应的调整,使得电流感测信号Vcs的值也不小于0。
图3显示本发明的第二个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图3所示,请同时参照图2A。电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL,意即斜坡信号Veml适应性地仿真电感电流IL的波形,并示意电流值。在本实施例中,斜坡信号产生电路231包括转换电路2311与2313(分别用以作为第一转换电路与第二转换电路)、斜坡开关SW1以及斜坡电容Crp。如图所示,转换电路2311与仿真控制电路233耦接,用以根据第一信号VGich,产生第一斜坡电流Ich;转换电路2313与仿真控制电路233耦接,用以根据第二信号VGidch,产生第二斜坡电流Idch。
请继续参阅图3,斜坡开关SW1(作为第一斜坡开关)耦接于转换电路2311与斜坡电容Crp之间,用以切换而决定第一斜坡电流Ich是否对斜坡电容Crp充电及/或放电。斜坡开关SW1例如根据上桥驱动信号SUG而操作(亦即,斜坡开关SW1的切换时间同步于上桥开关UG的切换时间),以决定第一斜坡电流Ich是否流经斜坡开关SW1,而在进一步减去第二斜坡电流Idch后,对斜坡电容Crp充电,产生斜坡信号Veml的上升段。转换电路2313根据第二信号VGidch,产生第二斜坡电流Idch,以对斜坡电容Crp放电,产生斜坡信号Veml的下降段。换言之,本实施例中,在上桥开关UG导通时段Ton内,以第一斜坡电流Ich减去第二斜坡电流Idch后的电流对斜坡电容Crp充电及/或放电,而产生斜坡信号Veml的上升段,且在上桥开关UG不导通时段Toff内,以第二斜坡电流Idch对斜坡电容Crp放电,产生斜坡信号Veml的下降段。就一观点而言,斜坡信号Veml的上升段的期间重合于上桥开关UG导通时段Ton,而斜坡信号Veml的下降段的期间重合于上桥开关UG不导通时段Toff。
如前所述,第一信号VGich与第二信号VGidch对应决定第一斜坡电流Ich与第二斜坡电流Idch,而对斜坡电容Crp充电与放电,进而产生斜坡信号Veml的上升段与下降段,就一观点而言,本实施例中,转换电路2311与2313较佳地根据第一信号VGich与第二信号VGidch而决定了斜坡信号Veml的上升斜率与下降斜率,进而由此调整斜坡信号Veml使其仿真完整的电感电流IL。在一种实施例中,转换电路2311为一种电流源(current source)电路,转换电路2313为一种电流槽(current sink)电路。然而,根据本发明,并不限于此。
请参阅图2C,一般而言,在上升时段与下降时段为给定的前提下(例如前述上升时段与下降时段分别重合于上桥开关UG导通时段Ton与上桥开关UG不导通时段Toff),一斜坡信号(如斜坡信号Veml)可由其上升斜率S1、下降斜率S2、波峰Vp、波谷Vv与峰对谷值Vpv的至少其中之二来定义。因此,在一实施例中,如图2A中的斜坡信号产生电路231可根据第一信号VGich与第二信号VGidch,而决定斜坡信号Veml的上升斜率S1、下降斜率S2、波峰Vp与波谷Vv与峰对谷值Vpv的至少其中之二,以产生斜坡信号Veml,需说明的是,不论以上述何种组合控制而产生斜坡信号Veml,只要是根据第一信号VGich与第二信号VGidch,以控制斜坡信号产生电路231,而将第一积分运算的结果(如图2C的阴影面积A1)与第二积分运算的结果(如图2C的阴影面积A2)都调节于0,即符合本发明的精神。为简化说明,图3与其后的实施例,以控制上升斜率S1与下降斜率S2而决定斜坡信号Veml的实施例进行说明,而上述产生斜坡信号Veml的其他任二种组合的转换方式与电路,在本发明的教示下,本领域技术人员可推知,在此不予赘述。
图4显示本发明的第三个实施例示意图,本实施例与第二个实施例不同之处在于,在本实施例中,斜坡信号产生电路231除了包括转换电路2311与2313、斜坡开关SW1以及斜坡电容Crp之外,还包括斜坡开关SW2。斜坡开关SW2耦接于转换电路2313与斜坡电容Crp之间,例如根据下桥驱动信号SLG而操作,以决定第二斜坡电流Idch是否流经斜坡开关SW2,以对斜坡电容Crp放电,产生斜坡信号Veml的下降段。当然,斜坡开关SW2也可以根据相关于上桥驱动信号SUG而操作,与第二个实施例相比,转换电路2311与2313中,相关的系数也需要对应调整。具体而言,本实施例中,在上桥开关UG导通时段Ton内,以第一斜坡电流Ich对斜坡电容Crp充电及/或放电,而产生斜坡信号Veml的上升段,且在上桥开关UG不导通时段Toff内,以第二斜坡电流Idch对斜坡电容Crp放电,产生斜坡信号Veml的下降段。
图5显示本发明的第四个实施例示意图,本实施例与第三个实施例不同之处在于,在本实施例中,斜坡信号产生电路231不包括斜坡开关SW1。与第三个实施例相比,转换电路2311与2313中,相关的系数也需要对应调整。
图6显示本发明的第五个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图6所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。在本实施例中,斜坡信号产生电路231包括转换电路2311与2313、斜坡开关SW1以及斜坡电容Crp。其中,转换电路2311包括转导放大器(transconductance amplifier)TA1;转换电路2311包括转导放大器TA2。如图所示,转导放大器TA1具有转导gmich,将第一信号VGich的电压,转换为第一斜坡电流Ich;转导放大器TA2具有转导gmidch,将第二信号VGidch的电压,转换为第二斜坡电流Idch。
图7显示本发明的第六个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图7所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。在本实施例中,仿真控制电路233包括跨导运算放大器(operational trans-impedanceamplifier)OTA1、开关CH1与CH2、以及电容Cich与Cidch。其中跨导运算放大器为一种将电压信号差值转换为电流信号的放大器电路,其操作特性为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述。
在本实施例中,以同一跨导运算放大器OTA1(作为放大电路),例如分别于第一期间T1与第二期间T2,比较电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而根据电流感测信号Veml与斜坡信号Vcs的差值,分别于第一期间T1与第二期间T2,对应产生第一电流I1与第二电流I2。开关CH1耦接于跨导运算放大器OTA1与电容Cich(用以作为第一电容)之间,根据操作信号ICH_EN而操作,于第一期间T1,以跨导运算放大器OTA1根据电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,所产生的差值电流Id,导通以作为第一电流I1。开关CH2耦接于跨导运算放大器OTA1与电容Cidch(用以作为第二电容)之间,根据操作信号IDCH_EN而操作,于第二期间T2,以跨导运算放大器OTA1根据电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,所产生的差值电流Id,导通以作为第二电流I2。第一电流I1对电容Cich充电(亦即对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值于第一期间T1进行积分),以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。第二电流I2对电容Cidch充电(亦即对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值于第二期间T2进行积分),以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。也就是说,在本实施例中,第一信号VGich示意如图2C中,阴影面积A1所示的第一积分运算的结果;而第二信号VGidch示意如图2C中,阴影面积A2所示的第二积分运算的结果。
图8显示本发明的第七个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图7所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。在本实施例中,仿真控制电路233包括跨导运算放大器(operational trans-impedanceamplifier)OTA1、开关CH1与CH2、前馈电路2331以及电容Cich与Cidch。
本实施例与第六个实施例不同之处在于,在本实施例中,仿真控制电路233还包括前馈电路2331。前馈电路2331耦接于作为放大电路的跨导运算放大器OTA1的两输入端之间,用以前馈(feedforward)电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而加速调节斜坡信号Veml。详言之,如图所示,前馈电路2331例如包括电阻Rrp与开关CH3。电阻Rrp与开关CH3串联后耦接于跨导运算放大器OTA1的反向输入端与非反向输入端之间。开关CH3根据操作信号RRP_EN而操作,以决定是否将电阻Rrp跨接于跨导运算放大器OTA1的反向输入端与非反向输入端之间,使得在开关CH3导通期间,例如在斜坡信号Veml仿真电感电流IL一段初始期间,为了提高斜坡信号Veml趋近电流感测信号Vcs的速度,直接以电阻Rrp电连接跨导运算放大器OTA1的两输入端,以加速调节该斜坡信号,可以用相对较短的时间,使斜坡信号Veml趋近电流感测信号Vcs。
图9显示本发明的第八个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图9所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。在本实施例中,仿真控制电路233包括跨导运算放大器(operational trans-impedanceamplifier)OTA1与OTA2、开关CH1与CH2以及电容Cich与Cidch。
在本实施例中,以跨导运算放大器OTA1(作为第一跨导运算放大器),例如于第一期间T1,比较电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而以电流感测信号Veml与斜坡信号Vcs的差值,于第一期间T1,产生第一电流I1。以跨导运算放大器OTA2(作为第二跨导运算放大器),例如于第二期间T2,比较电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而以电流感测信号Veml与斜坡信号Vcs的差值,于第二期间T2,产生第二电流I2。开关CH1耦接于跨导运算放大器OTA1与电容Cich(用以作为第一电容)之间,根据操作信号ICH_EN而操作,于第一期间T1,以跨导运算放大器OTA1根据电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,所产生的差值电流Id1,转换为第一电流I1。开关CH2耦接于跨导运算放大器OTA2与电容Cidch(用以作为第二电容)之间,根据操作信号IDCH_EN而操作,于第二期间T2,以跨导运算放大器OTA2根据电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,所产生的差值电流Id2,转换为第二电流I2。第一电流I1对电容Cich充电,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。第二电流I2对电容Cidch充电,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。也就是说,在本实施例中,第一信号VGich示意如图2C中,阴影面积A1所示的第一积分运算的结果;而第二信号VGidch示意如图2C中,阴影面积A2所示的第二积分运算的结果。
相较于第六个实施例与第七个实施例,本实施例使用了两个不同的跨导运算放大器OTA1与OTA2,因此本实施例中,第一期间T1与第二期间T2可以重叠。需说明的是,在第六个实施例与第七个实施例中,仅以一个跨导运算放大器OTA1,于不同的第一期间T1与第二期间T2,分别产生差值电流Id;因此,在第六个实施例与第七个实施例中,第一期间T1与第二期间T2不可重叠。在另一实施例中,可将第一期间T1与第二期间T2分别安排于不同周期Tprd之内(例如以交错的周期顺序,安排第一期间T1与第二期间T2),而比较电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而以电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,分别于不同周期Tprd的第一期间T1与第二期间T2,以分别取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分与第二差值积分,而对应产生第一电流I1与第二电流I2。
图10显示本发明的第九个实施例示意图,其显示为本发明电感电流仿真电路的一种较具体的实施例(电感电流仿真电路230)。如图10所示,电感电流仿真电路230包含斜坡信号产生电路231以及仿真控制电路233。斜坡信号产生电路231根据第一信号VGich与第二信号VGidch,产生斜坡信号Veml,以仿真流经功率级电路210中的电感L的电感电流IL。相较于图8所示的第七个实施例,在本实施例中,斜坡信号产生电路231还包括零电流开关SW3,耦接于第二转换电路2313与斜坡电容Crp之间,用以根据零电流信号ZC而决定第二斜坡电流Idch是否对斜坡电容Crp放电。当零电流信号ZC示意电感电流为0时,控制第二斜坡电流Idch,对应停止对斜坡电容Crp放电,以仿真电感电流IL为0的状态。特别是应用在切换式电源供应器操作于不连续导通模式(discontinuous-conduction mode,DCM)时。
在典型的切换式电源器中,零电流信号ZC一般而言,在电感电流IL为0时,切换为高电位,因此,图10中,将零电流信号ZC经过逻辑非门后,以于电感电流IL不为0时,控制零电流开关SW3为导通,使第二斜坡电流Idch对斜坡电容Crp放电;而于电感电流IL为0时,控制零电流开关SW3为不导通,使第二斜坡电流Idch停止对斜坡电容Crp放电。
图11显示对应于本发明的电感电流仿真电路的一种实施例的波形示意图。与图2C类似,在图11所示的期间T1,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第一积分运算,并根据第一积分运算的结果,如图11的阴影面积A11与A12,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。仿真控制电路233于图11所示的第二期间T2,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第二积分运算,并根据第二积分运算的结果,如图11的阴影面积A2,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。
需说明的是,图11所示的波形示意图中,如果在期间T1的中心时点,如图中时间点t5所示,电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml交错,则因为阴影面积A11与A12互相抵消的结果,造成阴影面积A1为0。因此,需要进一步将第二积分运算的结果,也就是阴影面积A2调节为0。图11旨在说明,根据本发明,并不仅将第一差值积分(第一积分运算结果)调节为0,也需要将第二差值积分(第二积分运算结果)调节为0,以避免如图11所示的状况发生,造成斜坡信号Veml与电感电流IL间的误差太大。
图12A显示对应于本发明的电感电流仿真电路的一种实施例的波形示意图。与图2C及图11类似,在图12A所示的期间T1,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第一积分运算,并根据第一积分运算的结果,如图12A的阴影面积A1,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。仿真控制电路233于图12A所示的第二期间T2,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第二积分运算,并根据第二积分运算的结果,如图12A的阴影面积A2,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。
需说明的是,图12A所示的波形示意图中,在期间T1与期间T2重叠,例如在图12A所示的,期间T1为期间T2中的一段期间,则较佳的方式,是以如图9所示的实施例,具有两个不同的转导放大器OTA1与OTA2来对电流感测信号Veml与斜坡信号Vcs的差值,作积分运算。
图12B显示对应于本发明的电感电流仿真电路的一种实施例的波形示意图。与图12A类似,在图12B所示的期间T1,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第一积分运算,并根据第一积分运算的结果,如图12B的阴影面积A1,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第一差值积分,而产生第一信号VGich。仿真控制电路233于图12B所示的第二期间T2,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的差值进行第二积分运算,并根据第二积分运算的结果,如图12B的阴影面积A2,以取得电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml间的第二差值积分,而产生第二信号VGidch。
需说明的是,图12B所示的波形示意图中,分别于不同周期内安排前述的第一期间与第二期间,例如于周期Tprd1内的第一期间T1,与周期Tprd2内的第二期间T2,以交错的周期顺序,安排第一期间T1与第二期间T2,而比较电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml,而以电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值,分别于分别于不同周期内(Tprd1,Tprd2)的第一期间T1与第二期间T2,对应产生第一电流I1与第二电流I2。需说明的是,本实施例中,周期Tprd1内的第一期间T1的中心点(t5),与周期Tprd2内的第二期间T2的中心点(t6)不可为各自对应周期内对应相同的时间点,换言之,期间T3与T4不等长。
值得注意的是,本发明的电感电流仿真电路,由于采用了不同期间的电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值面积来进行控制,因而具有诸多优点,首先,对电流感测信号Vcs与斜坡信号Veml的差值进行积分而获得面积,其电路设计单纯,可降低成本,再者,由于采取上述差值的面积进行反馈控制,因此可提高控制的精确度,且具有较高的电路误差容忍度。
以上已针对较佳实施例来说明本发明,但以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例,并不限于单独应用,也可以组合应用,举例而言,两个或以上的实施例可以组合运用,而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以思及各种等效变化以及各种组合,举例而言,本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”,不限于根据该信号的本身,也包含于必要时,将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等,之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以思及各种等效变化以及各种组合,其组合方式甚多,在此不一一列举说明。因此,本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (30)

1.一种电感电流仿真电路,用于一切换式电源供应器中,该切换式电源供应器,用以切换其中一功率级电路的一上桥开关或/及一下桥开关,而将一输入电压转换为一输出电压,该电感电流仿真电路用以产生一斜坡信号以仿真流经该功率级电路中的一电感的一电感电流,该电感电流仿真电路包含:
一斜坡信号产生电路,用以根据一第一信号与一第二信号,产生该斜坡信号;以及
一仿真控制电路,与该功率级电路及该斜坡信号产生电路耦接,用以根据一电流感测信号与该斜坡信号,产生该第一信号与该第二信号;
其中该电流感测信号相关于流经该上桥开关的一上桥开关电流与流经该下桥开关的一下桥开关电流中的一个;
其中该仿真控制电路于一第一期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一第一差值积分,而产生该第一信号;
其中该仿真控制电路于一第二期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一第二差值积分,而产生该第二信号;
其中该第一期间与该第二期间的中心时点不同。
2.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该第一期间与该第二期间是该上桥开关与该下桥开关中的一个,于其导通操作时的一安定期间后的两个不同期间。
3.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该第一信号与该第二信号用以决定该斜坡信号的一上升斜率、一下降斜率、一波峰、一波谷与一峰对谷值的至少其中之二。
4.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号的值,被调节于该电感电流的值,乘以一预设实数后,加上一预设补偿值。
5.如权利要求4所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号的值不小于0。
6.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路产生该第一信号与该第二信号,以控制该斜坡信号产生电路,而将该第一差值积分与该第二差值积分都调节于0。
7.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路包括一放大电路,用以比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生一差值,其中,该仿真控制电路根据该差值,产生该第一差值积分与该第二差值积分。
8.如权利要求7所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路还包括一前馈电路,耦接于该放大电路的两输入端之间,用以前馈该电流感测信号与该斜坡信号,而加速调节该斜坡信号。
9.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路包括:
一跨导运算放大器,以同一该跨导运算放大器,分别于该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;
一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及
一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
10.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路包括:
一第一跨导运算放大器,以该第一跨导运算放大器,于该第一期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第一电流;
一第二跨导运算放大器,以不同于该第一跨导运算放大器的该第二跨导运算放大器,于该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第二电流;
一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及
一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
11.如权利要求7所述的电感电流仿真电路,其中,该仿真控制电路包括:
一跨导运算放大器,以同一该跨导运算放大器,分别于不同周期的该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;
一第一电容,以该第一电流对该第一电容充电,而产生该第一信号;以及
一第二电容,以该第二电流对该第二电容充电,而产生该第二信号。
12.如权利要求1所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号产生电路包括:
一第一转换电路,与该仿真控制电路耦接,用以根据该第一信号,产生一第一斜坡电流;
一第二转换电路,与该仿真控制电路耦接,用以根据该第二信号,产生一第二斜坡电流;
一斜坡电容,分别与该第一转换电路及该第二转换电路耦接,根据该第一斜坡电流与该第二斜坡电流,而对该斜坡电容充电及放电,以产生该斜坡信号;以及
一第一斜坡开关,耦接于该第一转换电路与该斜坡电容之间,用以切换而决定该第一斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第一斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关或该下桥开关中的一个的切换时间。
13.如权利要求12所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号产生电路还包括一第二斜坡开关,耦接于该第二转换电路与该斜坡电容之间,用以切换而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第二斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关及该下桥开关中的另一个的切换时间。
14.如权利要求12所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号产生电路还根据一零电流信号,于该电感电流为0时,控制该第一斜坡电流及/或该第二斜坡电流,对应停止对该斜坡电容充电及/或放电,以仿真该电感电流为0的状态。
15.如权利要求14所述的电感电流仿真电路,其中,该斜坡信号产生电路还包括一零电流开关,耦接于该第二转换电路与该斜坡电容之间,用以根据该零电流信号而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容放电。
16.一种电感电流仿真方法,用于一切换式电源供应器中,该切换式电源供应器,用以切换其中一功率级电路的一上桥开关或/及一下桥开关,而将一输入电压转换为一输出电压,该电感电流仿真方法用以产生一斜坡信号以仿真流经该功率级电路中的一电感的一电感电流,该电感电流仿真方法包含:
选择并感测流经该上桥开关的一上桥开关电流与流经该下桥开关的一下桥开关电流中的一个,而产生一电流感测信号;
于一第一期间,取得该电流感测信号与一斜坡信号间的一第一差值积分,而产生一第一信号;
于一第二期间,取得该电流感测信号与该斜坡信号间的一第二差值积分,而产生一第二信号;以及
根据该第一信号与该第二信号,产生该斜坡信号;
其中该第一期间与该第二期间的中心时点不同。
17.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,该第一期间与该第二期间是该上桥开关与该下桥开关中的一个,于其导通操作时的一安定期间后的两个不同期间。
18.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,该第一信号与该第二信号用以决定该斜坡信号的一上升斜率、一下降斜率、一波峰、一波谷与一峰对谷值的至少其中之二。
19.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,该斜坡信号的值,被调节于该电感电流的值,乘以一预设实数后,加上一预设补偿值。
20.如权利要求19所述的电感电流仿真方法,其中,该斜坡信号的值不小于0。
21.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,该第一信号与该第二信号,用以调整该斜坡信号,进而将该第一差值积分与该第二差值积分都调节于0。
22.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生一差值,其中,分别 于该第一期间与该第二期间根据该差值,对应产生该第一差值积分与该第二差值积分。
23.如权利要求22所述的电感电流仿真方法,其中,该比较该电流感测信号与该斜坡信号,而产生该差值的步骤,还包括:前馈该电流感测信号与该斜坡信号,而加速调节该斜坡信号。
24.如权利要求22所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
以同一跨导运算放大器,分别于该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;
以该第一电流对一第一电容充电,而产生该第一信号;以及
以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
25.如权利要求22所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
以一第一跨导运算放大器,于该第一期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第一电流;
以不同于该第一跨导运算放大器的一第二跨导运算放大器,于该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,产生一第二电流;
以该第一电流对一第一电容充电,而产生该第一信号;以及
以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
26.如权利要求22所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
以同一跨导运算放大器,分别于不同周期的该第一期间与该第二期间,比较该电流感测信号与该斜坡信号,而根据该电流感测信号与该斜坡信号的差值,分别于该第一期间与该第二期间,对应产生一第一电流与一第二电流;
以该第一电流对一第一电容充电,而产生该第一信号;以及
以该第二电流对一第二电容充电,而产生该第二信号。
27.如权利要求16所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
根据该第一信号,产生一第一斜坡电流;
根据该第二信号,产生一第二斜坡电流;
以该第一斜坡电流与该第二斜坡电流对一斜坡电容充电及放电,以产生该斜坡信号;以及
切换一第一斜坡开关而决定该第一斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第一斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关或该下桥开关中的一个的切换时间。
28.如权利要求27所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
切换一第二斜坡开关而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容充电及/或放电,其中该第二斜坡开关的切换时间同步于该上桥开关及该下桥开关中的另一个的切换时间。
29.如权利要求27所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
根据一零电流信号,于该电感电流为0时,控制该第一斜坡电流及/或该第二斜坡电流,对应停止对该斜坡电容充电及/或放电,以仿真该电感电流为0的状态。
30.如权利要求29所述的电感电流仿真方法,其中,还包括:
根据该零电流信号而决定该第二斜坡电流是否对该斜坡电容放电。
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