TW201633686A - 具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路 - Google Patents

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Abstract

一種具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路。所述的多相式升壓轉換器包括M個開關電路、電容、控制電路以及檢測電路。每一開關電路皆具有一輸入端與一輸出端，輸入端與輸入電壓之間有N個電感並聯耦接，且輸出端耦接於輸出電壓。控制電路則用以根據相對應於輸出電壓的回授電壓來控制這些開關電路的導通或截止狀態。檢測電路耦接於輸入端與控制電路之間，並且用以分別判斷這些輸入端與輸入電壓間是否彼此導通，以藉此產生出第一控制信號。控制電路並會根據第一控制信號以選擇性地對這些開關電路的至少其中之一進行控制，且M為大於1的正整數，而N為小於等於M的正整數。

Description

具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路
本發明是有關於一種具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路，且特別是一種能藉由檢測多相式升壓轉換器內各相位的電感之有無，來決定是否對各相位的開關電晶體進行控制，以減少多餘功率消耗的多相式升壓轉換器及其檢測電路。
電子裝置內通常包含有各種不同的元件，每一元件所需的操作電壓可能都不相同。因此，在電子裝置中，需要透過直流對直流電壓轉換電路，達到電壓準位的調節(升壓或降壓)，以使各元件可接收穩定的電壓數值。依不同的電源需求，許多不同型態的直流對直流電壓轉換器被提出，但其皆源自於降壓轉換器(Buck/Step Down Converter)及升壓轉換器(Boost/Step Up Converter)的改良。降壓轉換器是將輸入端的直流電壓下降至一預設電壓準位，而升壓轉換器則是提升輸入端的直流電壓。
請參閱圖1，圖1是傳統的單相式升壓轉換器的電路示意圖。單相式升壓轉換器1中包括有電感L1、第一開關LG1、第二開關UG1、電容11、迴授電路13(可以是由電阻構成的分壓電路)以及脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)控制器15。PWM控制器15透過迴授電路13的回授節點101得到基於輸出電壓Vout產生之回授電壓，並且PWM控制器15將依據回授電壓以分別控 制第一開關LG1與第二開關UG1的導通狀態，以藉此調整輸出電壓Vout的準位。
舉例來說，當透過偵測回授電壓而得知輸出電壓Vout小於一個特定電壓準位時，單相式升壓轉換器1會進入升壓工作模式，此時第二開關UG1會被截止，第一開關LG1被導通，以使輸入電壓Vin對電感L1充電。接著，第二開關UG1被導通，第一開關LG1被關閉，電感L1會對電容11充電，以使輸出電壓Vout升高至另一個特定電壓準位(會大於輸入電壓Vin的電壓準位)。
接著，再請參閱圖2，圖2則是傳統的多相式升壓轉換器的電路示意圖。多相式升壓轉換器2中包括電感L1~Ln、第一開關LG1~LGn、第二開關UG1~UGn、電容11、迴授電路13以及PWM控制器15。等效上來說，圖2的多相式升壓轉換器2可視為由n個圖1的單相式升壓轉換器1所並聯組構而成，因此多相式升壓轉換器2的輸入電流實質為n個電感L1~Ln的電流之總和，且由於該n個電感L1~Ln的電流漣波有一定程度上的反相，故彼此之間可能會有所相互抵消。換句話說，對於傳統的升壓轉換器來說，透過增加其升壓轉換器的相位數目，將可以達到降低電感所造成的輸入電流漣波和輸出電壓漣波的功效，並且有利於高功率的應用。
綜上所述，由於多相式升壓轉換器相較於單相式升壓轉換器具有較高的可靠度以及效率表現，因此多相式升壓轉換器已成為目前升壓轉換器的主流應用之一。然而，在一般低功率的使用環境下，由於並不需要有過大的輸入電流應用，因此使用者可能會透過某種方式降低多相式升壓轉換器的輸入電流，來配合低功率下的使用。實務上來說，使用者可以是藉由直接移除掉此多相式升壓轉換器中的部分電感(例如，將部分電感斷路)，來相對地減少輸入電流的大小總和。以圖2為例，其能在不改變多相式升壓轉換器2的電路架構下，透過直接減少掉部分電感L1~Ln的數目，以 藉此相對降低輸入電流的大小總合。因此，這種情況亦可以看作為是藉由移除掉部分的電感L1~Ln，來達到降低多相式升壓轉換器2的相位數目。然而，在上述這種情況下，傳統的多相式升壓轉換器2並未提供有任何的內部機制來對其電感L1~Ln進行偵測，以判斷出是否有部分的電感L1~Ln被移除(例如，被斷路)。因此，PWM控制器15仍會對所有相位的第一開關LG1~LGn與第二開關UG1~UGn持續進行控制，而造成不必要的功率消耗。
本發明實施例提供一種具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器。所述的多相式升壓轉換器包括M個開關電路、電容、控制電路以及檢測電路。每一開關電路皆具有一輸入端與一輸出端，輸入端與輸入電壓之間有N個電感並聯耦接，且輸出端耦接於輸出電壓。電容耦接於輸出電壓與接地電壓之間。控制電路則用以根據相對應於輸出電壓的回授電壓來控制這些開關電路的導通或截止狀態。檢測電路耦接於輸入端與控制電路之間，並且檢測電路用以分別判斷這些輸入端與輸入電壓間是否彼此導通，以藉此產生出第一控制信號。控制電路並會根據第一控制信號以選擇性地對這些開關電路的至少其中之一進行控制，且M為大於1的正整數，而N為小於等於M的正整數。
本發明實施例另提供一種適用於多相式升壓轉換器的檢測電路，且此檢測電路用以提供多相式升壓轉換器進行相位自我檢測的操作。此多相式升壓轉換器包括M個開關電路、電容以及控制電路。每一開關電路皆具有一輸入端與一輸出端，輸入端與輸入電壓之間有N個電感並聯耦接，且輸出端耦接於輸出電壓。電容耦接於輸出電壓與接地電壓之間。控制電路則用以根據相對應於輸出電壓的回授電壓來控制這些開關電路的導通或截止狀態。檢測電路耦接於輸入端以及控制電路之間，且檢測電路用以分別判 斷這些輸入端與輸入電壓間是否彼此導通，以藉此產生出第一控制信號。控制電路則會根據第一控制信號以選擇性地對這些開關電路的至少其中之一進行控制，M為大於1的正整數，且N為小於等於M的正整數。
綜上所述，本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路，可以藉由檢測各相位的電感的有無，來決定出是否對各相位的開關電晶體進行控制，以使得多相式升壓轉換器內的PWM控制器不需要對未耦接電感之相位所對應的開關電晶體進行相關控制，進而達到減少多餘之功率消耗。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
1‧‧‧單相式升升壓轉換器
2、3‧‧‧多相式升壓轉換器
L1~Ln、L1~LN‧‧‧電感
LG1~LGn‧‧‧第一開關
UG1~UGn‧‧‧第二開關
11、31‧‧‧電容
13、37‧‧‧迴授電路
R、R1、R2‧‧‧電阻
15‧‧‧PWM控制器
101、V2‧‧‧節點
Vin、VIN‧‧‧輸入電壓
Vout、VOUT‧‧‧輸出電壓
GND‧‧‧接地電壓
SW1~SWM、SWi‧‧‧開關電路
LGi‧‧‧第一開關電晶體
UGi‧‧‧第二開關電晶體
P1~PM、Pi‧‧‧輸入端
Q1~QM、Qi‧‧‧輸出端
33‧‧‧控制電路
35‧‧‧檢測電路
3511~351M、351i‧‧‧檢測單元
353‧‧‧處理單元
61‧‧‧RS正反器
62‧‧‧脈衝產生器
63‧‧‧或閘
64第三開關電晶體
65‧‧‧第四開關電晶體
I‧‧‧電流源
66‧‧‧及閘
PORB‧‧‧第一致能信號
RS‧‧‧重置信號
IPS‧‧‧脈衝信號
T3‧‧‧第三控制信號
PWMSHD‧‧‧第二致能信號
T21~T2M、T2i‧‧‧第二控制信號
T1‧‧‧第一控制信號
FB‧‧‧回授節點
圖1是傳統的單相式升壓轉換器的電路示意圖。
圖2是傳統的多相式升壓轉換器的電路示意圖。
圖3是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的功能方塊圖。
圖4是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的開關電路之電路示意圖。
圖5是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測電路之功能方塊圖。
圖6是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測單元之電路示意圖。
圖7是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測單元運作時的波形示意圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
首先，請參閱圖3，圖3是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的功能方塊圖。所述的多相式升壓轉換器3包括M個開關電路SW1~SWM、電容31、控制電路33以及檢測電路35。開關電路SW1~SWM、控制電路33、檢測電路35可以是透過純硬件電路來實現，或者是透過硬件電路搭配固件或軟件來實現。總而言之，本發明並不限制多相式升壓轉換器3的具體實現方式。另外，上述開關電路SW1~SWM、控制電路33、檢測電路35可以是整合或是分開設置，且本發明亦不以此為限制。
詳細來說，每一開關電路SWM皆具有一輸入端PM以及一輸出端QM，且此多相式升壓轉換器3中所有的輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間具有N個電感L1~LN並聯耦接(亦即，輸入端Pi與輸入電壓之間VIN之間可以具有耦接於其之間的電感Lj或彼此斷路，其中i為1至M的其中之一，而j為1至N的其中之一)，而所有的輸出端Q1~QM則共同耦接至一輸出電壓VOUT。另外，電容31耦接於輸出電壓VOUT以及接地電壓GND之間。控制電路33則用以根據基於輸出電壓VOUT所產生的的回授電壓來控制上述各開關電路SW1~SWM的導通或截止狀態。檢測電路35耦接於每一輸入端P1~PM以及控制電路33，並且用以分別對每一輸入端P1~PM進行導通判斷，以藉此產生出第一控制信號T1。接著，控制電路33並會根據此第一控制信號T1以選擇性地對開關電路SW1~SWM中的至少其中一個進行控制。
根據以上內容，本技術領域中具有通常知識者應可理解到，上述各開關電路SW1~SWM即可以表示為此多相式升壓轉換器3中的每一相位，因此M為大於1的任意正整數。另外，如前面所述， 在某些較低功率的使用環境下，使用者可以透過直接移除掉部分電感的方式，來藉此相對地降低輸入電流的大小總和。因此，此多相式升壓轉換器3中所具有的電感L1~LN總數目N可以為小於等於M的任意正整數。
舉例來說，若以M為4且N為2的例子來說，即表示此多相式升壓轉換器3目前為一個具有四相位的開關電路SW1~SW4的升壓轉換器，在理想的狀態下，各開關電路SW1~SW4應該是要分別耦接有四個電感L1~L4的輸入，但實際上卻僅有其中兩相位的開關電路SW1~SW2耦接有電感L1~L2的輸入，而另外兩相位的開關電路SW3~SW4則並未耦接有電感L3~L4的輸入。換句話說，使用者可能是藉由移除掉開關電路SW3~SW4所對應的電感L3~L4，來相對地降低此多相式升壓轉換器3整個輸入電流的大小總和。然而，如前面所述，在這種例子的情況下，由於圖2中傳統的多相式升壓轉換器2並未提供有任何的內部機制來對其電感L1~L4進行偵測，以判斷出電感L3~L4實質為斷路狀態。因此，圖2中的PWM控制器15將仍會對所有相位的開關電晶體皆持續進行導通或截止狀態的控制，故傳統的多相式升壓轉換器2對於不需要動作之相位有不必要的功率消耗。
相反地，本發明實施例的多相式升壓轉換器3主要精神乃在於，可透過其內部的檢測電路35來判斷出各相位的電感L1~L4是否為存在，也就是判斷P1~PM與輸入電壓VIN彼此之間是否導通或斷路，以使得控制電路33能藉此決定出是否有需要對各相位的開關電路SW1~SW4進行導通或截止狀態的控制。也就是說，當在本發明實施例的檢測電路35判斷出電感L3~L4為不存在時(亦表示為僅有開關電路SW1~SW2耦接電感L1~L2的輸入)，檢測電路35將會發出相關的第一控制信號T1來通知控制電路33以關閉對於不需要動作之相位的開關電路SW3~SW4的任何控制。因此，相較於圖2傳統的多相式升壓轉換器2，本發明實施例的多 相式升壓轉換器3更能夠達到減少不必要功率消耗之功效。
另外，根據以上之教示，本技術領域中具有通常知識者應可歸納出其中幾種開關電路SW1~SWM的具體實現方式。舉例來說，請參閱圖4，圖4是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的開關電路之電路示意圖。圖4中部分與圖3相似之元件以相似之圖號標示，因此在此不再詳述其細節。開關電路SWi包括第一開關電晶體LGi以及第二開關電晶體UGi。其中第一開關電晶體LGi的汲極端耦接於此開關電路SWi的輸入端Pi、源極端耦接於接地電壓GND、閘極端耦接於控制電路33，並且此第一開關電晶體LGi受控於控制電路33，以決定其自身的導通或截止狀態。另外，第二開關電晶體UGi的汲極端耦接於此開關電路SWi的輸入端Pi、源極端耦接於接地電壓GND、閘極端耦接於控制電路33，並且同樣地此第二開關電晶體UGi亦受控於控制電路33，但具有與第一開關電晶體LGi完全相反的導通或截止狀態。具體來說，實務上第一開關電晶體LGi可以為一個N型金氧半場效電晶體(N-channel MOSFET，NMOS)，而第二開關電晶體UGi可以為一個P型金氧半場效電晶體(P-channel MOSFET，PMOS)。總而言之，本發明並不限制第一開關電晶體LGi與第二開關電晶體UGi的具體實現方式，本技術領域中具有通常知識者可依據實際需求或應用來進行設計。
進一步來說，控制電路33將會依據相對應於輸出電壓VOUT的回授電壓，來控制第一開關電晶體LGi與第二開關電晶體UGi的導通或截止狀態。因此，請參閱圖3，本發明實施例的多相式升壓轉換器3進一步還可以包括有一迴授電路37。迴授電路37耦接於輸出電壓VOUT與控制電路33之間，並且用以根據輸出電壓VOUT的電壓大小來產生出相對應的回授電壓至控制電路33。實務上來說，迴授電路37可以是由兩串聯電阻R1與R2所構成的分壓電路，其中電阻R1耦接於輸出電壓VOUT以及回授節點FB之 間，而電阻R2耦接於回授節點FB以及接地電壓GND之間，並且迴授電路37以將輸出電壓VOUT的電壓分壓而在回授節點FB以產生出相應的回授電壓。值得注意的是，本發明並不限制迴授電路37的具體實現方式，本技術領域中具有通常知識者可依據實際需求或應用來進行設計。
另外一方面，為了更進一步說明關於多相式升壓轉換器3中檢測電路35的實現細節，本發明進一步提供其檢測電路35的一種實施方式。請參閱圖5，圖5是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測電路之功能方塊圖。然而，下述僅是多相式升壓轉換器3內檢測電路35的其中一種詳細實現方式，其並非用以限制本發明。另外，本例所述的檢測電路35可以在圖3所示的多相式升壓轉換器3執行，因此請一併參閱圖3與圖5以利理解。其中圖5中部分與圖3相似之元件以相似之圖號標示，因此在此不再詳述其細節。
詳細來說，檢測電路35可以包括有M個檢測單元3511~351M以及處理單元353。每一檢測單元3511~351M依序耦接於各開關電路SW1~SWM的輸入端P1~PM之一，且各檢測單元3511~351M用以判斷輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間是否彼此導通，以藉此分別產生出第二控制信號T21~T2M。另外，處理單元353則耦接於各檢測單元3511~351M以及控制電路33之間，並且處理單元353用以將分別接收到的多個第二控制信號T21~T2M轉換為具有M個位元的第一控制信號T1且輸出至控制電路33。
簡單來說，由於檢測電路35主要是用來判斷開關電路SW1~SWM的輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間是否彼此導通，因此在本實施例中，此檢測電路35包括有與輸入端P1~PM具有相同數目的M個檢測單元3511~351M，並且每一檢測單元3511~351M僅用以對其所對應關聯的輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷。接著，處理單元353則會分別接收到各檢測 單元3511~351M的判斷結果(第二控制信號T21~T2M)，並且依序將各檢測單元3511~351M的判斷結果匯整為第一控制信號T1。
因此，根據以上之教示，本技術領域中具有通常知識者應可理解出，上述所謂的對各輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷，即表示為了判斷出各輸入端P1~PM是否耦接有電感。舉例來說，若在某輸入端P1所對應的檢測單元3511判斷出此輸入端P1與輸入電壓VIN之間彼此不為導通時，即表示說此輸入端P1並未耦接有電感，故此輸入端P1的開關電路SW1將不再需要進行切換，且檢測電路35會進一步地通知控制電路33，以關閉對於此開關電路SW1的任何控制。
於一實務上，各檢測單元3511~351M可以在判斷出相應的輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間彼此為導通時，輸出為邏輯高電壓準位的第二控制信號T21~T2M至處理單元353，或者在判斷出相應的輸入端P1~PM與輸入電壓VIN之間彼此不為導通時，輸出為邏輯低電壓準位的第二控制信號T21~T2M至處理單元353。總而言之，上述採用的方式在此僅是用以舉例，其並非用以限制本發明。
進一步來說，各第二控制信號T21~T2M反映的是當前所關聯的各輸入端P1~PM是否耦接有電感。因此，若此多相式升壓轉換器3的相位數目越多，亦表示說其檢測電路35所產生出的第二控制信號T21~T2M數目也會越多。有鑒於此，處理單元353乃可以進一步地是採用一種數位化數據的表示方式，來反映出各輸入端P1~PM是否耦接有電感的結果。舉例來說，若此多相式升壓轉換器3目前為一個具有四相位的開關電路SW1~SW4的升壓轉換器。若僅有前兩相位的開關電路SW1~SW2耦接有電感，而後兩相位的開關電路SW3~SW4並未耦接有電感，則對應各開關電路SW1~SW4的檢測單元3511~3514所產生出的第二控制信號T21~T24之電壓準位應分別表示為：邏輯高電壓準位、邏輯高電壓準 位、邏輯低電壓準位與邏輯低電壓準位。
接著，處理單元353將依序根據各第二控制信號T21~T24的電壓準位之高或低來決定出第一控制信號T1中所有位元的位元值。例如，若第二控制信號T2k為邏輯高電壓準位時，處理單元353則決定第一控制信號T1的第k位元的位元值為1(於此例中k為1至4的其中之一)，相反地，若第二控制信號T2k為邏輯低電壓準位時，處理單元353則決定第一控制信號T1的第k位元的位元值為0。因此，處理單元353依序根據上述例子中的各檢測單元3511~3514所整理出的第一控制信號T1應表示為：1100。最後，由此可知，基於此第一控制信號T1的結果，控制電路33將只會對於有耦接電感的前兩相位的開關電路SW1~SW2進行導通或截止狀態的控制，也就是說，控制電路33會關閉對於未耦接有電感的開關電路SW3~SW4的任何控制。值得注意的是，上述採用的方式在此僅是用以舉例，其並非用以限制本發明。
另外一方面，為了更進一步說明關於檢測電路內各檢測單元的詳細實現細節，本發明進一步提供其檢測單元的一種實施方式。請參閱圖6，圖6是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測單元之電路示意圖。然而，下述僅是檢測電路內檢測單元的其中一種詳細實現方式，其並非用以限制本發明。另外，圖6中部分與圖3、圖5相似之元件以相似之圖號標示，因此在此不再詳述其細節。
請一併參閱圖3、圖5與圖6以利理解，其中所述的檢測單元351i包括有RS正反器61、脈衝產生器62、或閘63、第三開關電晶體64、第四開關電晶體65與及閘66。另外，上述元件可以是整合或是分開設置，且本發明並不以此為限制。
詳細來說，RS正反器61的設定端用以接收有一第一致能信號PORB，而RS正反器61的重置端用以接收有一重置信號RS，並且此RS正反器61則會在重置信號RS不為真的情況下，透過其 正相輸出端輸出為邏輯高電壓準位的第二控制信號T2i。因此，根據以上內容，本技術領域中具有通常知識者應可以理解出，此RS正反器61於一開始時所預設輸出的即為邏輯高電壓準位的第二控制信號T2i。換句話說，在檢測單元351i一開始對其所關聯的輸入端Pi與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷之前，檢測單元351i事先預設認為此輸入端Pi耦接有電感。因此，若是在進行判斷的過程中，檢測單元351i發現到此輸入端Pi事實上並未耦接有電感時，其檢測單元351i則會藉由輸入為真的重置信號RS使得此RS正反器輸出為邏輯低電壓準位的第二控制信號T2i。
另外，附帶一提的是，此第一致能信號PORB主要用以觸發檢測單元351i開始對所關聯的輸入端Pi與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷。因此，第一致能信號PORB可以是藉由此多相式升壓轉換器3內部或外部的某元件所提供，總之，本發明並不以此為限。除此之外，本發明也不限制第一致能信號PORB觸發其檢測單元351i開始進行導通判斷的具體實施方式，本技術領域中具有通常知識者可依據實際需求或應用來進行設計。舉例來說，於一實務上，此第一致能信號PORB可以是當輸入電壓VIN的電壓達到某一臨界值(例如2.4V)時而產生出其下降緣以觸發檢測單元351i開始進行對輸入端Pi與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷。總而言之，上述採用的方式在此僅是用以舉例，其並非用以限制本發明。
之後，脈衝產生器62用以依據第一致能信號PORB的下降緣觸發而產生出一脈衝信號IPS。或閘63則用以根據此脈衝信號IPS以及RS正反器61的反相輸出端的輸出信號，來產生出第三控制信號T3。
另外，第三開關電晶體64的汲極端與源極端分別耦接於相應的輸入端Pi以及接地電壓GND，且其閘極端受控於第三控制信號T3以決定其自身的導通或截止狀態。第四開關電晶體65的汲極 端以及源極端則分別耦接於一電流源I以及輸入電壓VIN，而其閘極耦接於相應的輸入端Pi，且此第四開關電晶體64則受控於相應的此輸入端Pi上的信號，以決定其自身的導通或截止狀態。最後，及閘66用以根據此第四開關電晶體65的汲極端上的信號以及一第二致能信號PWMSHD來產生出重置信號RS。附帶一提是，上述所謂的第二致能信號PWMSHD可以視為一個會隨著輸入電壓VIN的電壓上升而相對改變的信號，並且當在此多相式升壓轉換器3開機程序完成後，以關閉掉此第二致能信號PWMSHD。
除此之外，為了更進一步說明關於檢測單元351i的詳細運作流程，以下將再使用其他圖例來說明本發明實施例的檢測單元351i係如何對所相應的輸入端Pi與輸入電壓VIN之間是否彼此導通進行判斷，並且產生出第二控制信號T2i。請參閱圖7，圖7是本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器的檢測單元運作時的波形示意圖。其中圖7為圖6所示的檢測單元351i在執行過程的波形圖，因此可請一併參閱圖3、圖6與圖7以利理解。
首先，當此多相式升壓轉換器3一開機時，輸入電壓VIN的電壓便開始上升，並且在輸入電壓VIN的電壓上升達到某一臨界值(例如2.4V)時，使得第一致能信號PORB產生出其下降緣。同時地，此第一致能信號PORB的下降緣便會觸發脈衝產生器62以產生出脈衝信號IPS。
因此，若當檢測單元351所相應的輸入端Pi並未耦接有電感時，亦即使得第四開關電晶體65接收到為邏輯低電壓準位的閘極信號。同時地，第四開關電晶體65會根據其閘極信號而導通，以使得及閘66的其中一輸入端接收到為輸入電壓VIN的電壓，而其另一輸入端則接收到為第二致能信號PWMSHD。由此可知，由於此時流經及閘66兩輸入端的信號皆為邏輯高電壓準位，因此及閘66亦會產生出為真的重置信號RS。因此，藉由輸入為真的重置信 號RS，此RS正反器61會輸出為邏輯低電壓準位的第二控制信號T2i。值得注意的是，上述方式在此僅是用以舉例，其並非用以限制本發明。
綜上所述，本發明實施例所提供的具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器及其檢測電路，可以藉由檢測各相位的電感的有無，來決定出是否對各相位的開關電晶體進行控制，以使得多相式升壓轉換器內的PWM控制器不需要對為未耦接電感之相位所對應的開關電晶體進行相關控制，進而減少多餘功率消耗。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
3‧‧‧多相式升壓轉換器
L1~LN‧‧‧電感
SW1~SWM‧‧‧開關電路
31‧‧‧電容
33‧‧‧控制電路
35‧‧‧檢測電路
37‧‧‧迴授電路
R1、R2‧‧‧電阻
P1~PM‧‧‧輸入端
Q1~QM‧‧‧輸出端
T1‧‧‧第一控制信號
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓
FB‧‧‧回授節點
GND‧‧‧接地電壓

Claims (16)

  1. 一種具有相位自我檢測的多相式升壓轉換器，包括：M個開關電路，每一該些開關電路皆具有一輸入端以及一輸出端，其中該些輸入端與一輸入電壓之間有N個電感並聯耦接，且該些輸出端耦接於一輸出電壓；一電容，耦接於該輸出電壓與一接地電壓之間；一控制電路，用以根據相對應於該輸出電壓的一回授電壓來控制該些開關電路的導通或截止狀態；以及一檢測電路，耦接於該些輸入端以及該控制電路之間，且該檢測電路用以分別判斷該些輸入端與該輸入電壓間是否彼此導通，以藉此產生出一第一控制信號；其中，該控制電路則會根據該第一控制信號選擇性地對該些開關電路的至少其中之一進行控制，M為大於1的正整數，且N為小於等於M的正整數。
  2. 如請求項第1項所述的多相式升壓轉換器，其中每一該些開關電路包括：一第一開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於該輸入端以及該接地電壓，其一閘極端耦接於該控制電路，其中該第一開關電晶體受控於該控制電路，以決定該第一開關電晶體的導通或截止狀態；以及一第二開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於該輸入端以及該輸出端，其一閘極端耦接於該控制電路，其中該第二開關電晶體受控於該控制電路且具有與該第一開關電晶體完全相反的導通或截止狀態。
  3. 如請求項第2項所述的多相式升壓轉換器，其中該第一開關電晶體是一N型金氧半場效電晶體(N-channel MOSFET，NMOS)。
  4. 如請求項第3項所述的多相式升壓轉換器，其中該第二開關電晶體是一P型金氧半場效電晶體(P-channel MOSFET，PMOS)。
  5. 如請求項第1項所述的多相式升壓轉換器，其中該多相式升壓轉換器更包括：一迴授電路，耦接於該輸出電壓與該控制電路之間，用以根據該輸出電壓的電壓大小來產生出相對應的該回授電壓。
  6. 如請求項第1項所述的多相式升壓轉換器，其中該檢測電路包括：M個檢測單元，其中每一該些檢測單元依序耦接於該些輸入端的其中之一，且每一該些檢測單元用以對相應的該輸入端進行導通判斷，以藉此產生出一第二控制信號；以及一處理單元，耦接於該些檢測單元以及該控制電路之間，且該處理單元用以將分別接收到的該些第二控制信號轉換為具有M個位元的該第一控制信號並輸出至該控制電路。
  7. 如請求項第6項所述的多相式升壓轉換器，其中每一該些檢測單元，在判斷出相應的該輸入端與該輸入電壓間彼此導通時，用以輸出為邏輯高電壓準位的該第二控制信號至該處理單元，而在判斷出相應的該輸入端與該輸入電壓間彼此不導通時，用以輸出為邏輯低電壓準位的該第二控制信號至該處理單元。
  8. 如請求項第7項所述的多相式升壓轉換器，其中該處理單元依序根據該些第二控制信號的電壓準位為邏輯低電壓準位或邏輯高電壓準位來決定出該第一控制信號中該M個位元的位元值。
  9. 如請求項第8項所述的多相式升壓轉換器，其中每一該些檢測單元包括：一RS正反器，其一設定端與一重置端分別接收一第一致能信號以及一重置信號，並且在該重置信號不為真時，在其一正相輸出端輸出為邏輯高電壓準位的該第二控制信號；一脈衝產生器，用以依據該第一致能信號的下降緣觸發而 產生出一脈衝信號；一或閘，用以根據該脈衝信號以及該RS正反器的一反相輸出端的輸出信號來產生出一第三控制信號；一第三開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於相應的該輸入端以及該接地電壓，且其一閘極端受控於該第三控制信號，以決定該第三開關電晶體的導通或截止狀態；一第四開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於一電流源以及該輸入電壓，其一閘極耦接於相應的該輸入端，並且該第四開關電晶體受控於相應的該輸入端上的信號，以決定該第四開關電晶體的導通或截止狀態；以及一及閘，用以根據該第四開關電晶體的該汲極端上的信號以及一第二致能信號來產生出該重置信號。
  10. 如請求項第9項所述的多相式升壓轉換器，其中該第一致能信號是用以根據在該輸入電壓的電壓達到一第一臨界值時而產生出其下降緣。
  11. 一種檢測電路，用以提供一多相式升壓轉換器進行相位自我檢測的操作，且該多相式升壓轉換器包括：M個開關電路，每一該些開關電路皆具有一輸入端以及一輸出端，其中該些輸入端與一輸入電壓之間有N個電感並聯耦接，且該些輸出端耦接於一輸出電壓；一電容，耦接於該輸出電壓與一接地電壓之間；以及一控制電路，用以根據相對應於該輸出電壓的一回授電壓來控制該些開關電路的導通或截止狀態；其中，該檢測電路耦接於該些輸入端以及該控制電路之間，且該檢測電路用以分別判斷該些輸入端與該輸入電壓間是否彼此導通，以藉此產生出一第一控制信號；其中，該控制電路則會根據該第一控制信號選擇性地對該些開關電路的至少其中之一進行控制，M為大於1的正整數， 且N為小於等於M的正整數。
  12. 如請求項第11項所述的檢測電路，其中該檢測電路包括：M個檢測單元，其中每一該些檢測單元依序耦接於該些輸入端的其中之一，且每一該些檢測單元用以對相應的該輸入端進行導通判斷，以藉此產生出一第二控制信號；以及一處理單元，耦接於該些檢測單元以及該控制電路之間，且該處理單元用以將分別接收到的該些第二控制信號轉換為具有M個位元的該第一控制信號並輸出至該控制電路。
  13. 如請求項第12項所述的檢測電路，其中每一該些檢測單元，在判斷出相應的該輸入端與該輸入電壓間彼此導通時，用以輸出為邏輯高電壓準位的該第二控制信號至該處理單元，而在判斷出相應的該輸入端與該輸入電壓間彼此不導通時，用以輸出為邏輯低電壓準位的該第二控制信號至該處理單元。
  14. 如請求項第13項所述的檢測電路，其中該處理單元依序根據該些第二控制信號的電壓準位為邏輯低電壓準位或邏輯高電壓準位來決定出該第一控制信號中該M個位元的位元值。
  15. 如請求項第14項所述的檢測電路，其中每一該些檢測單元包括：一RS正反器，其一設定端與一重置端分別接收一第一致能信號以及一重置信號，並且在該重置信號不為真時，在其一正相輸出端輸出為邏輯高電壓準位的該第二控制信號；一脈衝產生器，用以依據該第一致能信號的下降緣觸發而產生出一脈衝信號；一或閘，用以根據該脈衝信號以及該RS正反器的一反相輸出端的輸出信號來產生出一第三控制信號；一第三開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於相應的該輸入端以及該接地電壓，且其一閘極端受控於該第三控制信號，以決定該第三開關電晶體的導通或截止狀態； 一第四開關電晶體，其一汲極端以及一源極端分別耦接於一電流源以及該輸入電壓，其一閘極耦接於相應的該輸入端，並且該第四開關電晶體受控於相應的該輸入端上的信號，以決定該第四開關電晶體的導通或截止狀態；以及一及閘，用以根據該第四開關電晶體的該汲極端上的信號以及一第二致能信號來產生出該重置信號。
  16. 如請求項第15項所述的檢測電路，其中該第一致能信號是用以根據在該輸入電壓的電壓達到一第一臨界值時而產生出其下降緣。
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