TW448605B - Voltage mode feedback burst mode circuit - Google Patents

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^48 6 05 ΑΓ B7 五 發明說明（ 本發明之背景 本發明係關於電壓調整器，特別是本發明乃關於開關模 式調整器。 開關模式調整器或普遍爲人所知之轉換調整器通常係用 作電壓調整器，因其在重負载時呈現較之等效線性調整器 電路馬高t效率’一典型之轉換調整器以重覆方式完全接 通-電源開關然後完全關閉之方式操作，i生一脈寬調變 信號，該信號乃以一感應器使其平均達最後電壓，由於電 源晶體驅動之轉換特質，一典型之開關模式電路之效率於 負載降低時跌落，因爲一管負載如何一固定量之電力壓在 驅動電路妒耗費。用以避免在轉負載時此種效率損失之— 法爲感測流動於輸出中之電流以及於負載輕微時省略轉換 週期。此在本説明書中係稱爲叢發模式（BurstMode) ^換 T(，叢發模式爲使用週期跳越技術以降低轉換調整器中 轉換損失及在低輸出電流位準時增高工作效率之一種操作 模式。 叢發模式在電流回授調整器中乃較易實施因爲有輸出電 流信號可供該調整器利用，使其能確定何時負載爲輕微， 典型之電壓回授轉換調整器並無此種負載電流信號可資利 用，及必須下達用另一方式進入叢發模式之決定。 鑒於上述，所希望此爲提供能使電壓模式回授轉換調整 器自動進入及退出叢發模式之一種電路與方法。 另希望此乃爲電壓模式回授轉換調整器電路之同步與非 同步拓撲提供能使電壓模式回授轉換調整器自動進入及退 ---------^------裳--------訂---------線 f請先閱讀背面之注*事項^填寫本頁) 經-^智慧財產局員工消費合作社印製 448605 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 出叢發模式之一種技術β 本發明之概诚 本發明之目的在提供一種改良之電壓模式回授轉換調整 器電路。該電路能在少許修改下以同步或非同步方式以及 步升或步降組態操作該電路提供具有能定置之作用週元一 開關電路’具有脈寬調變波產生器之一叢發模式電路，及 一固定最小非零作用週產生器，該叢發模式電路乃用以定 置該開關電路之作用週及確定該開關電路是否應進入叢發 模式者，以及一回授電路，用以接收來自該開關電路之一 信號及提供一回授信號至該叢發模式電路。 圖式之簡單說明 本發明之上述S的與其他目的以及優點可由對下列之詳 細說明連同附圖加以改憲而獲致瞭解，附圖中相同之參考 文字係指各圖中之相同另件，及其中： 圖1為一已知之步降電壓模式回授轉換調整器之方塊 圖。 圖2為根據本發明之非同步、電壓模式回授叢發模式電 路之方塊圖。 圖3為根據本發明之同步電壓模式步降回授叢發模式電 路之方塊圖。 圖4為舉例說明根據本發明之同步轉換調整器中正反器 可能狀態之狀態表。 圖5為舉例說明根據本發明之同步轉換調整器中一「反 式」閘之可能狀態之狀態表。 -5- 本紙恢尺度適用中國國冬標準（CMS ) Α4規格（2丨0X297公楚; ------- I-r r ^---裝----：--、p------線 (請先閲讀背面之注意事項再#為本頁) 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 448605 _______B7 五、發明說明（3) 圖ό爲根據本發明之同步步降電壓模式回授叢發模式電 路之方塊圖。 圖7爲根據本發明之同步步降電壓模式回授叢發模式電 路之方塊圖。 圖8爲根據本發明之同步步升電壓模式回授叢發模式電 路之方塊圖。 圖9爲根據本發明之非同步步升電壓模式回授叢發模式 電路之方塊圖β 圖1 0爲上升邊緣探測器之方棟圖。 圖1 1爲上升邊緣探測器之眞値表。 螢明之Μ韶钱明 一般而言，一轉換調整器產生與輸入電壓成比例之輸出 電恩而由電源開關處之脈寬信號之作用週置定比例、電壓 回授轉換調整器乃以感測輸出電壓及依照該輸出電壓中變 化所需者定置該轉換調整器之作用週之方式操作。轉換調 整器之輸出電壓係與負載所需之電流反數成比例'當負載 需要較大之電流時，任務開關留在接通（0Ν)位置上之時 間増如以符合該負載之電流需求，如同熟諳本技藝之人士 所知者β 衣發明許可一轉換調整器以感測輸出電流位準不必直接 感測輪出中之電流而進入低輸出電流位準之叢發模式，本 發明僅作稍許之修正即能適用於非同步及同步變換器 者。 根據本發明之原理’電壓回授轉換調整器可能適於結合 -6- 丨丨 -- -_ v a PS家標準（CXSM丨規格公餐^ - I } —— — If — — — — ' I I-----訂---------'5^ {請先閱讀背面之注急事項/填寫本頁) 148 6 05 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4) 一自動叢發模式。此自動叢發模式增.進該轉換調整器在輕 負載電流時之效率。此外’確定該轉換調整器之作用週及 亦使電路進入叢發模式之感測機構乃在並無在負載電流路 徑中之另增組件下操作。 爲達成本發明之各項目標，根據本發明原理設計之—轉 換調整器宜併合一固定之最，】、非零信號產生器以與輸出負 載近似’而於負載電流降至某一預定位準以下時使該轉換 調整器進入叢發模式。此信號係與一脈寬調變（PWM )信 號彙接工作’如下文中所述者，以控制該作用週，該 PWM仏號乃與轉換碉整器中所熟知之輸出電壓成反比。 一非同步系統通常係由至一節點之電源開關及自該節點 至地之二極體組成，一感測器係自該節點連接於輸出及一 電容器通常係自該輸出節點連接於地。一回授放大器感測 在該輸出節點足電壓並據以指令—脈寬調變器（pwM)電 路调整傳送至該電源開關之驅動信號之作用週。在該開關 控制線路上之邏輯高（HIGH)狀態使該開關接通而一邏輯 低（LOW)狀態使該開關斷開。 在高負載電流時’該電源開關於其接通時傳導電流及該 一極體在該時間之其餘部分值道士 、 丹烯4刀傳導電流。當電源開關導電 時’在感應器中之電流以線性增其 水》王喟间，立即在茲電源開關停 止=電之前到達正峰値。當該二極體導電時，在感應器中 T電流以線性降低’立即在該二極體停止導電之前到達一 最低値而使感應器中之峰間佶給 心嘩間値紋波電流之平均値等於負載 電流，如本技藝中所熟知者。杏咖，* 八 田貞載电/瓦下降時，該電路 I ^--------------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項/填寫本頁) ^97 ) 經濟5Γ·智慧財產局員工消費合作社印s 448605 A* ______ Β7 五、發明說明（5) 到達負載電流跌至該感應器中之峰間値紋波電流一半以下 之一點。當此情況發生時’該感應器中流動之電流在該週 之部份時間中反向流動。 一俟感應器電流反向流動’在輪入節點之電壓（二極 體’開關及感應器在該節點處會合）升至地電位以上，及 通過二極體之電流停止。因此，當該電路進入不連續之導 電時’一極趙導電之時間減少該二極體導體時間之縮短可 旎使輸出電壓增尚，因爲輸出電壓係由電源開關及二極體 之導電予以定置之故。爲使輸出電壓保持不變，回授放大 器命令PWM電路減少電源開關接通之時間與二極體導電 時間之減少成比例。 在根據本發明原理所製之非同步轉換調整器中，一 PWM產生器宜產生該開關之一作用週，該開關以一 MOSFET電晶體者形成爲佳，但亦可與任何適當之轉換半 導體工作，而使該作用週與輸出電壓成反比。舉例而言， 田負載所要求之輸出電流爲低時，輸出電壓升至規定位準 以上’及回授機構驅動該作用週下降。不過該作用週不致 ^洛一預定位準以下’因爲固定之最小非零功能信號產生 态阻止作用週降落至預定位準以下，所以該作用週被保持 於人爲之高位準β 在此點’當回授機構通知該負載被供應以較其所需者爲 免 、 <電流時’該機構試圖更降低該工作週。電流之此項額 卜（、應至負載乃由固定之最小非零功能信號產生器所產生 < ^號造成。此程序繼續進行直至回授機構最後指示脈寬 同家標進<CNS)A.丨規格； --------- ---I--—11·· —------線 (請先閱讀背面之注意事項/填寫本頁) 448605 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A： B7 五、發明說明（6 > 調變波產生器需有一零信號一即回授放大器命令該開關開 始在關斷狀態中之作用週爲止β當一斷路或零信號由 PWM產生器作用週之開始端產生時，數位邏輯即收到信 號使轉換調整器進入叢發模式，叢發模式使最小非零作用 週及正常作用週失效，以及轉換調整器關閉，此關閉狀態 繼續直至輸出電壓充分跌落而使回授機構在來自PWM產 生器之作用週開始處要求一接通狀態爲止，然後PWM產 生器在作用週之開始時被接通，其後數位邏輯被通知 PWM不再要求零輸出以及使轉換調整器再啓動，此_操 作之淨效果爲節省叢發模式期間之電力因爲轉換調整器可 關閉直至蝻出電流要求PWM電路再開始作用週爲止。 可將一同步電壓模式轉換調整器修正，以與非同步電壓 模式轉換調整器相似之方式進入叢發模式，同步實例與非 同步實例之不同處在於二極體係以被驅動至與第一電源開 關爲異相之第二電源開關取代之。 同步系統較非同步系統爲優之處在於較低之功率消耗。 典型者，通過第二電源開關之電力散逸實際上係較通過二 極體之電力耗散爲低，因爲以一 MOSFET電晶體形成爲宜 之一開關具有與其ON (導通）電阻乘以流經該電晶體之電 流成正比之電壓降，此數値通常係低於通過導電中二極體 之正常700毫伏電壓降。 不過’不像在非同步實例中之二極體’在同步實例中之 第二電源開關傳導任何一方向之電流’並於感應器電流反 向流動時並不停止導電，因此當負載電流下降時，兩開關 1-. r I------裝 -----—tr---I--I--線 (請先閱讀背面之注意事項/填寫本頁) -9- 448 6 05 Λ： B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印—裂 五、發明說明（ 間乙導電時間比率保持不變，輸出電壓仍係恒定以及 PWN電路絕不進入叢發模式，是以同步轉換調整器需有 另加之組件以進出叢發模式。 爲允許該電路進入叢發模式’需有一另加之迴路以感測 何時感應器電流已逆轉及關斷第二電源開關，因而迫使該 開關之作用爲同非同步實例中之二極體、此可由監視通過 與第二電源開關成串聯之電阻性元件之電壓降達成之，一 比較器乃適於擔任測量與電壓降之任務、較佳者，該電阻 性π件能成爲該開關本身，因爲如上所述，有一可測量之 電壓降通過在導電中之該開關。當通過該電阻性元件之電 壓4號指Α感應器電流已反向流動，第二電源開關即斷 開。 典型者’具有一感應器及若干寄生電容之電路根據經驗 可有若干可厭之鈐流’在根本發明構製之轉換調整器中， 一俟第一電源開關被開斷可發生鈴流，此铃流可影響通過 該電阻性兀件之符號因而造成第二電源開關此可厭之方式 重複接通及斷開宜加入另增之電路以避免由於電路中鈴流 之結果導致第二電源開關之循環操作，如下文中所説明 者3 如圖1中所不及本技藝中所熟知者，一非同步電壓模式 轉換調整器系統1 〇〇通常係由從輸入至節點1 04之第一電 源開關102 ’從節點104連接至地之二極體1〇6，自節點 104連接至一輸出節點114之感應器j 〇8及自輸出節點i 14 連接至地之電容器i 10組成’ 一回授放大器丨14感測輸出 -10- 本呔ft汶芰:+| S ·*·· d器孓標(OCSiA.1说格Κ丨公g ) I rf | ^ !-裝'-------1τ---------線 (請先間讀背面之注意事項弄填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 448605 Λι _ B7 五、發明說明（8) 節點114處之電壓，將此電壓與一基準電壓比較，並指令 PWM電路120調整傳送至第一電源開關102之驅動信號之 作用週如負載電流所要求者’ PWM產生器122則由主時鐘 124觸發以開始一作用週。在開關控制線路上之邏輯高狀 通使第一電源開關102接通而邏輯低狀態則使其斷開（如同 PWM產生器122與第一電源開關1〇2間連接之零線所示 者）。 在问負載電流時’第一電源開關1〇2於其接通時傳導電 流，及二極體106實際上在該時間之其餘部份傳導電流， 當負載電流下降時，該電路到達負載電流跌至感應器1〇8 中峰間値絞波電流一半以下之一點，當此種情形發生時， 在感應器108中流動之電流於該作用週之—部分期間反向 流動，俟感應器電流逆轉，在節點104處之電壓升至地 電位以上及通過二極體1〇6之導電停止。因爲在輸出節點 114處之輸出電壓乃與第一電源開關1〇2之導電時間對二 極體106之導電時間之比例所定置之輪入電壓成正比，當 該電路進入不連續之導電時，其中二極體1〇6在次一週開 之前停止導電’二極體1〇6導電之時間被減少。因此，爲 使輸出電壓保持不變，回授放大器112命令脈寬調變器電 路120減少第一電源開關ι〇2之接通時間。 在本發明之_實例中，如圖2中所示，一電壓模式非同 步轉換調整器200可利用本發明之原理自動進入叢發模 式。在以非同步實例中，該電路能使用上述改變之作用週 作爲進入叢發模式之指示，圖2説明一電路根據本發明之 -11 - (CNS)A-i m im x 297 ) i!--------M-----itr---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 448605 Λ7 B7 五、發明說明（9) 原理完成此J頁操作β (請先閱讀背面之注意事項"填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2中之PWM電路220產生至少是一預定最小値之作用 週’除非戎電路接到指示須完全開閉。如若負載電流下降 及回授放大器112請求一低於該預定値之作用週。pWM電 路220以固定之最小非零作用週產生器226所定置之最小 値回應，第一電源開關102所供給之額外電流使輸出節點 114處之電壓上升，因而導致回授放大器112要求第一電 源開關102之甚至更少之接通時間。回授放大器〗12立即 調整作更低與更低作用週之請求直至其要求—零作用週此 使輸出電壓後退爲止。PWM電路220認可此一狀況因爲調 置成爲邏輯電路一部分之叢發正反器FFl 228之輸入係連 接於PWM產生器122之輸出，因而在每一主時鐘週之開始 時得以接收PWM產生器122之輸出。主時鐘124對所有内 邵組件開始定時之週期。如若回授放大器丨12請求非零之 作用週，PWM 226之輸出將在該週之開始時爲邏輯高，如 若在該週開始時爲邏輯低，該電路假定回授放大器112正 指令零作用週，及儲存該低値於叢發正反器FF1 228。然 後業發正反器FF1 228之輸出以發送邏輯低至及閘232使對 第一電源開關102之驅動失效。及閘232阻塞自固定之最 小非零作用週產生器226至第一電源開關1〇2之信號路 徑，導致轉換調整器200進入叢發模式。 在本發明之選替實例（未圖示）中，來自業發正反器FF1 228之信號可用以使在叢發模式中不用之調整器電路2〇〇 之不用部分之電力下降，此實現另增之效率改進使用來自 -12- -448605 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（1〇·) 叢發正反器FF1 228之此信號使叢發模式期間輸出電流限 制電路之電力下降係此一原理之適當實例，因為通常$叢 發模式中並無過電流狀況乃屬真實之事。 跳越數週期之後’在輸出節點！ 14處之輸出電壓降落至 回授放大器112開始再要求輸出脈波之一點，脈寬調變|5· 黾路220藉注意在主時鐘週期開始時來自pwjyj產生器122 之信號出現以探測此狀況，該信號係儲存於叢發正反器 FF1 228成為邏輯向’恢復對第一電源開關1〇2之驅動，使 遠開關開始接收信號以產生脈波，如若負載電流仍是輕 械’在輸出接點114處之電壓迅速升至回授放大器Η?要 求零脈寬之一點，及叢發週期將重覆。 現考慮同步之實例，如圖3中所示之一同步轉換調整器 電路300與非同步實例不同，因為圖1及2中所示之二極體 106係以第二電源開關304取代，而該第二開關乃被驅動 至與第一電源開關1 02異相者。 第二電源開關實際上乃同時與第一電源開關102之斷開 經由下列各項順序予以接通：首先當第一電源開關1〇2被 接通時’ RS閂鎖正反器（FF2) 232之R輸出為高，然而FF2 302之S輸入係低因為比較器308及上升邊緣探測器303之 結構所致，亦即祇要比較器308錄下節點104與地間之正 電壓，該正電壓乃在第一電源開關102導電時發生，比較 器308即發送一不變之高信號至上升邊緣探測器303。然 後上升邊緣探測器303發送一低信號至FF2 302之S輸入（參 閱圖1 1之上升邊緣探測器之狀態表，該表說明至上升邊 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公疫） ij---^--1---裝----'--訂------線 (請先Μ讀背面之注意事項再¥寫本頁) 448 6 05 經-^智慧財產局員工消費合作社印- Λ7 D7 五、發明說明（11) 緣探測器303之連續高輸入可輸出_低信號，上升邊緣探 測器303之結構係顯示於圖10中，—上升邊緣探測器乃係 以在其輸出處之短而正脈衝反應在其輸入上正轉變之一種 電路，此一結構表示上升邊緣探測器僅在正轉變時由於來 自三個反相器312之稍許傳播延遲而發出一高輸出，此項 來自三個反相器之傳播延遲造成及閘314於一正轉變時瞬 間均有高輸入，如熟諳本技藝人士所知者，因而導致在 「及」閘314末端之瞬時高輸出。因此，在所有其他情況 下之輸出如圖Η中之狀態表所示者均爲邏輯低。因爲不 是各反相器產生一低信號，即係至Vin之連接可產生一低 信號。上弁邊緣探測器303之定時精密調整可將由電容器 置於適當位置達成之是以FF2 302之Q輸出係低因爲該正 反器具有高之R輸入及低之S輸入之故（參閲圖4*FF2t 狀態表）’當第一電源開關！ 〇2斷開時，FF2 302之R輸入 變成低’及NOR (反或）閘3〇6之各輸入之一亦係低，FF2 302之R輸入變低並不影響FF23〇2之q輸出，由於該正反 器保持其以前之狀態，該R輸入仍爲低（參閲圖4中狀態表 之第二狀態）因此’ 「反或」（n0R)閘3〇6之兩輸入均爲低 及NOR閘306之輸出趨高，使第二電源開關3〇4接通。 不同圖1及2t之二極體106，第二電源開關304能傳導 兩方向中任一方向之電流並於感應器電流反向流動時繼續 導電。當負載電流下降時，第一電源開關1〇2與第二電源 開關間之導電時間比保持不變，輸出電壓亦不變及PWM 電路220在不予修正狀態中不會進入叢發模式。 -14- :¾ ^ ^ <CNS)A] ί^ΙΟ Λ j - - - - ---------^--------t---------^ (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁) 448605 經濟部智慧財產局員工消費合作社印-¾ Λ； B7 五、發明說明（12) 爲允許同步轉換調整器300進入叢發模式起見，需有一 另增迴路感測感應器電流何時逆轉，其係關閉第二電源開 304，因而迫使第二電源開關304之操作如同在非同步實 例中之二極體106—樣，在若干環境中，叢發模式可用相 當於兩開關均予關閉之圖4及5之狀態表中第三狀態説明 之。此狀態相當於叢發模式，如果在此狀態中，回授機構 112在PWM產生器112所產生之作用週開始時，要求零輸 出’以有效方式使第一電源開關1〇2失效。 兩開關均被關閉之狀態可經由下列各項發生：首先將開 關102置於OFF位置或使其I·斷開"其後，流於感應器中之 電流不能1刻改變，以及其結果在節點104處之電壓作負 向移動，但该電屋係由第電源開關3 〇4保持於稍低於地電 位（當在接通位置時，第二電源開關3〇4實際上將節點1〇4 耦合於地電位），此實際上同時使第一電源開關1〇2斷開或 將其關閉，如上文中所説明者。 在第二電源開關304已接通及使貯存於感應器1〇8中之電 流无分散逸以後，從節點1〇4通過與第二電源開關3〇4串 聯之電阻性元件610 (參閱圖6)之電壓降，如比較器3〇8所 測量此轉爲正，比較器3〇8測量通過電阻性元件“Ο及開 關304之電壓降如圖6之轉換調整器6〇〇中所示者，或沪則 量僅通過電阻性元件710之電位降如圖7之轉換調整器;〇〇 尸“者。此電阻性元件可爲第二電源開關3〇4本身(如圖3 中所示)因爲若干電流回通過第二電源開關304之較小杏壓 降而散逸，造成第二電源開關之作用如同_電: - ------------^ - -------^ -------- I (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) -15- 448605 經-部智慧时產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五 '發明說明（13) 件’在後者之狀況中’比較器3〇8測量直接通過第二電源 開關3〇4之電壓降。 當通過該電阻性元件之電壓符號在第二電源開關304之 較佳實例中趨於正時’可假定感應器電流已反向流動，通 過第二電源開關304之正電壓使第二電源開關3〇4斷開， 因爲比較器308發送一高信號至上升邊緣探測器3〇3之 故。 在來自比較器308之高信號之上升邊緣處，上升邊緣探 測器303發送一高信號至R S閂鎖正反器FF2 302之S輸入， 此使S輸入升高如圖1 1中狀態表之第四狀態所示，因而使 RS閃鎖正''反器FF2 302 tQ輸出升高。在RS閂鎖正反器 FF2 302之Q輸出處之高信號發送一高信號至閘各輸 出之一’此迫使NOR閘306之輸出爲低，如圖5中狀態表 之第三狀態所示’如若該電路既不在叢發模式中，亦未進 入該模式第一電源開關102在實際上宜與第二開關之3〇4 之斷開同時閉合，因爲脈寬調變電路22〇要求一作用週。 當第二電源開關304關閉時，節點1〇4可能短時升達高阻 抗’並於感應器與節點104處之寄生電容形成LC-電路時 起振盪，如本技藝中所知者，爲阻止節點丨〇4在地電位以 下反響時第二電源開關3 04作開閉之循環，使用第二電源 開關304之第一次關閉引動以設定rs閂鎖正反器FF2 3 02、在此首次關閉引動時’ R S閂鎖正反器302保持 第二電源開關304於不想要之循環期間斷開，因爲R S問鎖 正反器FF2 302並不受來自上升邊緣探測器303之另外邏輯 — fill I i ---I----^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16， 448605 Α7 Β7 五 發明說明（14) 氏或邏輯高之影響（參閲圖4之狀態表，其中指出祇要R留 於低電位，一旦S至少已升高—次，Q不受s中進一步變化 之影響）。在此時，第一電源開關1〇2接通R S閂鎖正反器 FF2 302之輸出Q可成爲不受限制歷—短期間。此乃由於 比較器308發送一高信號之上升邊緣至上升邊緣探測器 3〇3而該探測器發送一短之高信號至FF23〇2ts輸入。（參 =圖4中狀態表之狀態4 )。然而此不受限制狀態並不影響 电路之操作因爲>1〇尺閘3〇6拒絕RS閂鎖正反器3〇2之〇輸 出。 總而„之，非同步與同步電路間之主要不同乃係可與圖 1及^中一柘體1〇6之操作相比較之圖3中第二電源開關304 疋操作。不過，第一電源開關1〇2在同步電路中進出叢發 模式乃與其在非同步電路中進出叢發模式之方式相似。因 此，當負載電流充分減少時，pwM電路22〇以上文中提及 非同步罨路所述之方式使第—電源開關關閉。 是以，此係以與圖2中所述非同步電路相似之方式修正 同步電路開關之進出叢發模式因而增進在低負載電流時之 效率’同時保持-同步轉換電路在高電流時之效益。 直。至此點本説明書已述之所有電路均屬降壓式或步降調 整器，步降調整器係用以使直流輸出電壓之位準降低至未 調整輸入電壓之平均値以下。升壓式或步升調整器可用以 使直流輸出電壓之位準升至未調整輸入電壓之位準以上。 圖8顯不根據本發明原理構製之一步升轉換調整器謂步 升轉換調整器8〇〇與圖3，6及7中所示轉換調整器⑽之主 -17- J ： 裝--------tr----------線 (請先閲讀背面之注意事項'-?'填寫本頁) 经-^智慧財產局員工消費合作社印，^ 本Hih Ξ I. ^ (CN;>；a I ΐϊί.>Γ> (_Ίι.ϊ χ .Λ ) 448 6 05 A7 -----B7 五、發明説明（15 ) 要不同在於感應器之位置及各開關。 在圖8所示之步升轉換調整器+，第一電源開關8〇2佔領 圖1及2中二極體1〇6所放置之位置。感應器8〇〇佔領圖卜3 及6-7中第一電源開關102之位置，第二電源開關^佔據 圖1-3及6-7中感應器108之位置，較佳者，圖μ及6_7之 步降轉換調整器與步升轉換調整器8〇〇之輸出信號間之主 要不同為步升轉換調整器咖之信號在數值上係增加代替 減少。 圖9顯示根據本發明原理所製之一非同步之步升轉換調 整器。需用於同步操作之電路已被除去而代以連接於輸入 節點/04及輸出節點114間之二極體U4，第一電源開關 902實際上係用於與圖8中第一電源開關8〇2之相同目的。 因此，可見本案已提供能自動進出叢發模式之電壓模式 轉換調整器電路，該轉換調整器可設計成步升及步降結 構，熟諳本技藝之人士可瞭解本發明能以與所述為實例^ 同者付諸實施，為該實例乃以舉例說明而非限制之目的而 提出者’及本發明僅受下列申請專利範圍之限 經濟部智慧財產局2P'工消费合作社印製 一麟 I楚 I公

Claims (1)

1. 391號專利申請案 專利範圍修正本(88年11月） A8 B8 C8 D8 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 ☆、申請專利範圍 L 一種非同步之電壓模式轉換調整器，具有一輸入及一輸 出’該轉換調整器能自動進入及退出叢發模式者，該轉 換調整器包含： 一開關電路，具有一作用週； 一脈寬調變器（PWM)電路，具有一 PWM產生器，一因 定之最小非零作用週產生器，一輸入及一輸出，該PWM 電路輸出耦合於該開關電路，該作用週係由諸PWM電路 定置，該轉換調整器基於PWM電路供給之信號進入及退 出叢發模式；以及 一回授電路耦合於該轉換調整器輸出與PWM產生器輸 入之間，供應一回授信號於PWM電路及該信號乃係獲自 轉換調整器輸出之電壓。 2·根據申請專利範圍第1項之轉換調整器，其中該開關電 路包含： 一轉換元件，具有一第一端及一第二端.，第一端係耦 合於該轉換調整器輸入； 一感應器，耦合於該轉換元件之第二端點，該轉換調 整器輸出之間； 一個二極體，耦合於該轉換元件之第二端與地之間； 以及 一輸出電容器，耦合於該轉換調整器輸出與地之間。 3·根據申請專利範圍第1項之轉換調整器，其中該pwM產 生器包含耦合於該回授電路之第一輸入，—第二輸入及 一輸出’該固定之最小非零作用週產生器包含一輸入及 本紙承尺度逋用中國國家梂丰（CNS )八4规格（21〇Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) , --：! |襞 訂----- --- 經濟部中央標準局身工消費合作社印製 448605 Sb8 六、申請專利範圍 ~ 一輸出’以及該PWM電路另包含： 一主時鐘，具有耦合於該PWM產生器之第二輸入之第 一輸出，耦合於該固定最小非零作用週產生器輸入之第 二輸出及一第三輸出； 一邏輯電路，具有耦合於該PWM產生器輸出之第一輸 入，耦合於該固定最小非零作用週產生器輸出之第二輸 入，耦合於該主時鐘第三輸出之第三輸入，及耦合於該 開關電路之一輸出。 4_根據+請專利範圍第3項之轉換調整器，其中該邏輯電 路包含： 一叢發正反器’具有耦合於該PWM產生器輸出之一〇 輸入’核合於該第三時鐘輸出之一時脈衝輸入及一q輸 出； 一或（OR)閘，具有耦合於該PWM產生器輸出之第一 輪入’耦合於該固定最小非零作用週產生器輸出之第二 輸入及一輸出：以及 一及（AND )閘’具有耦合於該「或」閘輸出之第一輸 入；耦合於該叢發正反器之Q輸出之第二輸入及轉合於 該開關電路之一輸出’而由該「及」閘定置用於該開關 電路之作用週》 5-根據申請專利範圍第1項之轉換調整器，其中該回授電 路包含一回授放大器’該放大器具有耦合於基準電壓之 正終端，輕合於該轉換調整器輸出之一負終端及輕A於 該PWM電路輸入之一輸出終端。 -2- 本紙張尺度適用中«國家揉準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） --------—裝------訂-----線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 448605 Α8 Β8 C8 D8 經濟部t央樣牟局貝工消費合作社印袈 七、申請專利範圍 6. —種同步電壓模式轉換調整器，具有一輸入及一輸出， 該轉換調整器能自動進入及退出叢發模式，包含： 一開關電路，具有第一作用週及第二作用週，第二作 用週實質上乃與第一作用週為異相； 一脈寬調變器（PWM)電路，具有一 PWM產生器，一固 定最小非零作用週產生器’一輸入及一輸出，該PWM電 路輸出轉合於該開關電路’第一作用週係由該pwM電路 定置’及第二作用週係部份由該pWM電路定置，該轉換 調整器基於PWM電路供給之信號進出叢發模式；以及 一回授電路，耦合於轉換調整器輸出及PWM電路輸入 之間’供應一回授信號至該PWM電路，該回授信號係獲 自轉換調整器輸出處之電壓β 7. 根據申請專利範圍第6項之轉換調整器，其中該開關電 路包括： 一第一轉換元件，具有第一端及第二端，第一端耦合 於該轉換調整器輸入，第一轉換元件乃連接於該P WM電 路，俾使第一轉換元件響應於PWM電路供給之第一作用 週而斷開及接通； 一感應器，耦合於該第一轉換元件之第二端與該轉換 調整器輸出之間； 一第二轉換元件，耦合於該PWM電路輸出與第一轉換 元件之第二端間’第二轉換元件係部分應第二作用週而 斷開及接通；及 一輸出電容器，耦合於該轉換調整器輸出與地之間。 -3- --------i------ΐτ------0 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） ABCD 448605 六、申請專利範圍 8‘根據申請專利範圍第7項之轉換調整器，其中該第二轉 換元件包含： 一比較器，具有一負終端’一正終端及一輸出終端， 該正終端輯合於第一轉換元件之第二端，該負終端轉合 於地； 一上升邊緣探測器，具有連接於該比較器輸出終端之 一輸入以及一輸出； .一 RS閂鎖正反器，具有一 R輸入，一 s輸入及一 q輸 出’該S輸入耦合於上升邊緣探測器輸出，該·尺輸入耦合 於PWM電路輸出：以及 一「反或」閘，具有第一輸入，第二輸入及一輸出， 第一輸入連接於PWM電路輸出，第二輸入連接於rs問 鎖正反器之Q輸出及該「反或」閘輸出連接於第二轉換 元件而使「反或」閘供應該作用週於第二轉換元件。 9.根據申請專利範圍第7項之轉換調整器，其中該第二轉 換元件包含： 一電阻性元件，耦合於第二轉換元件之第二端與地之 間； 一比較器’具有一負終端，一正終端及一輪出終端， 正終端耦合於第一轉換元件之第一端’負終端耦合於 地； 一上升邊緣探測器，具有連接於該比較器輪出終端之 一輸入以及一輸出； 一 RS問鎖正反器，具有一 R輸入’一 S輸入及一 q輸 -4- 本紙张尺度逋用中困國家標隼（CNS ) A4規格（21 〇 X 297公釐） i 1 * 裝 I !. 訂 f I _ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫木頁) 經濟部中央標率局男工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8 4 48 6 0 5 六、申請專利範園 ' ^— 出，該S輸入耦合於上升邊緣禊，0,丨哭认 豕徠測器輸出，該R輸入轉人 於PWM電路輸出，以及 π w -「反或」（臟)問’具有第—輸入，第二輸入及一 輸出，第一輸入連接於PWM電路輸出，第二輸人連接於 R S閂鎖正反器之Q輸出及該N〇R閘輸出連接於第二轉換 元件而使NOR閘之輸出斷開及接通第二轉換元件。 10. 根據申請專利範圍第7項之轉換調整器’其中該第二 換元件包含： 一電阻性元件，概合於第二轉換元件之第二端與地之 問； -比較器’具有-負終端-正終端及—輸出終端，正 終端韓合於第二轉換元件之第二端，負終端耦合於地； 一上升邊緣探測器，具有連接於該比較器輸出終端之 一輸入以及一輸出； 一 RS閂鎖正反器，具有一 r輸入，_8輸入及一 q輸 出’該S輸入耦合於上升邊緣探測器輸出，R輸入耦合於 PWM電路輸出；以及 反或」（NOR)閘’具有第一輸入，第二輸入及一 輸出第一輸入連接於PWM電路輸出’該第二輸入連接於 RS閂鎖正反器之Q輸出，及該n〇R閘輸出連接於第二轉 換元件而使NOR閘之輸出斷開及接通第二轉換元件。 11. 根據申請專利範圍第6項之轉換調整器，其中該pwM產 生器包含耦合於回授電路之一第一輸入，一第二輸入及 一輸出，該固定最小非零作用週產生器包含—輸入及一 本紙張尺度適用t囷國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X297公釐） ί I .^1^1 lIJKi n ^^^1 0¾. i 麴 (請先w讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印装 on 4 t-Γ β〇5 C8 ----——---- 08__ 六、申請專利範圍 ~ 輸出，及該PWM電路另包含： 一固定最小非零作用週產生器，具有一輸入 出； 輪 一王時鐘，具有耦合於pWM產生器之第二輪入之μ〜 輸出，耦合於固定最小非零作用週產生輸入之第罘 出，及耦合於叢發正反器之時脈衝輸入之第三輸出厂輪 一邏輯電路，具有耦合於pWM產生器輸出之第—轸 入，耦合於固定最小非零作用週產生器輸出之第二= 入，耦合於主時鐘第三輸出之第三輸入’以及耦合:該 開關電路之一輸出β 12. 根據申請專利範圍第1 1項之轉換調整器，其中該邏輯電 路包含·’ 一叢發正反器，具有耦合於PWM產生器輸出之一£)輸 入’一時脈衝輸入及一 Q輸出； 一主時鐘’具有耦合於PWM產生器之第二輸入之第一 輸出，耦合於固定最小非零作用週產生器輸入之第二輸 出及耦合於叢發正反器之時脈衝輸入之第三輸出； 一「或j問，具有耦合於PWM產生器輪出之第一輸 入，耦合於固定最小非零作用週產生器輸出之第二輸入 及一輸出；以及 一「及」閘’具有耦合於該或閘輸出之第一輸入，耦 合於叢發正反器之Q輸出之第二輸入及輕合於該開關電 路之一輸出。 13. 根據申請專利範圍第6項之轉換調整器，其中該回授電 -6- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4見格（210X297公釐） — 裝------II-----k ί請先閎讀背面之注意事嗔再填寫本頁) 經濟部t央標準局貝工消費合作社印装 4-48 605 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 路包含一回授放大器，具有耦合於基準電壓之一正終 端，耦合於轉換調整器輸出之一負終端，及耦合於PWM 電路之一輸出終端。 14. 一種非同步之步升電壓模式轉換調整器，具有一輸入及 一輸出，該轉換調整器能自動進入及退出叢發模式，該 轉換調整器包含： 一開關電路，具有一作用週； ^脈宽調變器（P WM)電路，具有一 PWM產生器，一固 定最小非零作用週產生器，一輸入及一輸出，該PWM電 路輸出耦合於該開關電路，該作用週係由PWM電路定 置，該轉換調整器基於PWM電路所供給之信號進入及退 出叢發模式：以及 一回授電路，耦合於該轉換調整器輸出及PWM電路輸 入之間，供給一回授信號於PWM電路，該信號相當於轉 換調整器輸出處之電壓。 15. 根據申請專利範圍第1 4項之轉換調整器，其中該開關電 路包含·_ 一感應器，具有一第一端及一第二端’第一端搞合於 轉換調整器； 一轉換元件，耦合於該感應器之第二端與地之間； 一個二極體，耦合於該感應器之第二端與轉換調整器 輸出之間；以及 一輸出電容器，耦合於轉換調整器輸出與地之間。 16. 根據申請專利範圍第1 4項之轉換調整器，其中該PWM --------—裝------訂------、線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（2丨0 X 297公釐） ABCD 4486〇5 κ、申請專利範圍 產生器包含耦合於該回授電路之第一輸入，一第二輸入 及一輸出*該固定最小非零作用週產生器包含—輸入及 —輸出，及該P WM電路另包含： 一主時鐘’具有耦合於PWM產生器之第二輸入之第一 輪出’棋合於固定最小非零作用週產生器輸入之第二輸 出及一第三輸出；以及 一邏輯電路’具有耦合於PWM產生器輸出之第—輸 入，耦合於固定最小非零作用週產生器輸出之第二輸 入，耦合於主時鐘第三輸出之第三輸入，及耦合於開關 電路之一輸出。 17·根據申請專利範圍第1 6項之轉換調整器，其中該邏輯電 路包含： 一叢發正反器，具有耦合於PWM產生器輸出之一1)輸 入，耦合於第三時脈衝輸出之時脈衝輸入及一 Q輸出： 一或閘，具有耦合於pWM產生器輸出之第一輸入，耦 合於固定最小非零作用週產生器輸出之第二輸入及一輸 出；以及 一及（AND)閘，具有耦合於該或閘輸出之第一輸入， 耦合於叢發正反器之Q輸出之第二輸入，及耦合於該開 關電路之-輸出’而由該及間定置用於該開關電路之第 一作用週。 18.根據申請專利範圍第1 4項之轉換調整器，其中該回授電 路包含一回授放大器，具有耦合於基準電壓^一正終 端，搞合於轉換調整器輸出之一負終端，及棋合於pwM ~ 8 - ^紙張尺度逋用中國國冢標準（CNS )人4此格f2(〇x297公瘦）~~~-- Hi 1^1 · ^—iv ^^^^1 ^ϋλ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬揉隼局員工消費合作社印製 448605 A8 B8 C8 D8 經濟部中央揉隼局貞工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 ' 電路輸入之一輸出終端。 19. 一種同步之步升電壓模式轉換調整器’具有一輸入及一 輪出’該轉換調整器係能自動進入及退出叢發模式者， 包含： 一感應器’具有第一端及第二端，該第一端連接於轉 換調整器輸入； 一第一電源開關，具有一作用週，該第一電源開關耦 合於感應器之第二端與地之間； 一第—電源開關，具有核合於該感應器第二端之第一 端及镇合於轉換調整器輸出之第二端，該第二電源開喊 具有一第二作用週； 一比較器，具有耦合於轉換調整器輸出之一正終端， 耦合於感應器之第二端之一負終端及一輸出； 一上升邊緣檢測器，具有連接於該比較器輸出終端之 一輸入，以及一輸出； 一閂鎖正反器，具有一R輸入，一 S輸入及一Q輸出， S輸入耦合於上升邊緣探測器輸出，R輸入耦合於pwm 電路輪出；及 一「反或」（NOR)閘，具有耦合於該閂鎖正反器之Q 輸出之第一輸入，一第二輸入及連接於第二電源開關之 一輸出，而由該NOR閘供給第二電源開關以第二作用 週； 一電容器，耦合於該轉換調整器輸出與地之間； —回授放大器，具有耦合於基準電壓之一正終端，轉 -9- - 1 HI n^— IP 士^(^1 HI 1^1 ^ J. n^i td 1^1 1^1 、v* 髮 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙法尺度逍用中國國家梂準{ CNS ) A4此格 ( 210X297公釐） 448605 AB B8 ___ C8 ______D« 〃申請專利範園 ' --— 合於該轉換調整器輸出之—負終端及-輸出終端； PWM產生器’具有耦合於該回授放大器輸出端之第 —輸入’ 一第二輸入及—輪出； 一固定最小非零作用週產生器，具有—輪入及一輸 出； 叢發正反器，具有耦合於PWM產生器輸出之一 d輸 入，一時脈衝輸入及一 Q輸出； 一主時鐘，具有耦合於PWM產生器之第二輸入之第— 輸出，耦合於固定最小非零作用週產生器輸入之第二輸 出及耦合於叢發正反器之時脈衝輸入之第三輸出； 一或（OR)閘，具有耦合於PWM產生器輸出之第一輸 入’搞合於固定最小非零作用週產生器之第二輸入以及 一輸出；以及 一及閘’具有搞合於該或閘輸出之第一輸出，轉合於 叢發正反器之Q輸出之第二輸入，及耦合於閂鎖正反器 之R輸入及賴合於該或開之第二輸入之一輸出，該輸出 係連接於第一電源開關而使該及閘定置用於該開關電路 之作用週。 經濟部中央梂隼局貝工消費合作社印«. 20.—種非同步之電壓模式轉換調整器，具有一輸入及一輸 出，該轉換調整器能自動進入及退出叢發模式者，該轉 換調整器包含： 一開關電路，具有一作用週； —脈寬調變器（PWM)電路，具有一 PWM產生器，一獨 立固定之最小非零作用週產生器，一輸入及一輸出，該 -10 - 本紙张尺度通用中國國家梂準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 448605 A8 B8 C8 D8 經濟部令央揉隼局負工消费合作社印裝 々、申請專利範園 PWM電路輸出摘合於該開關電路，該作用週係由該pwM 電路定置’該轉換碉整器基於PWM電路供給之信號進入 及退出叢發模式；以及 一回授電路輕合於該轉換調整器輸出與PWM產生器輸 入之間，供應一回授信號至pWM電路及該信號乃係獲自 轉換調整器輸出之電壓，其中該回授信號係用以定置該 作用週，並且，在輕微負載狀況時，該獨立作用週產生 器供應一最小信號至PWM電路，維持該作用週在一比回 授電路所定置為高之位準，直到該回授定置一零作用 週’在該點轉換調整器進入叢發模式。 21.—種非同步之電壓模式轉換調整器，具有—輸入及一輸 出，該轉換碉整器能自動進入及退出叢發模式者，包 含： 一開關電路’具有一第一作用週及一第二作用週，該 第二作用週實質上乃與第一作用週為異相； 一脈寬調變器（PWM)電路，具有一 PWM產生器，一獨 立固定之最小非零作用週產生器，一輸入及—輸出，該 PWM電路輸出耦合於該開關電路，該第一作用週係由該 PWM電路定置’且該第二作用週係部份由該pWM電路定 置’該轉換調整器基於PWM電路供給之信號進出叢發模 式；以及 一回授電路耦合於該轉換調整器輸出與PWM電路輸入 之間’供應一回授信號至PWM電路及該信號乃係獲自轉 換調整器輸出之電壓，其中該回授信號係用以定置該第 -11 - ------ΐτ-----'0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 443605 A8 B8 C8 DS 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 六、申請專利範圍 一作用週’且用以部份定置該第二作用週，並且，在輕 微負載狀況時，該獨立作用週產生器供應—最小信號至 PWM電路，維持該第一作用週在一比回授電路所定置為 向之位準，直到該回授定置一零作用週，在該點轉換調 整器進入叢發模式。 22. —種非同步步升電壓模式轉換調整器，具有—輸入及一 輪出’該轉換調整器能自動進入及退出叢發模式者，該 轉換調整器包含： 一開關電路，具有一作用週； —脈寬調變器（PWM)電路，具有一 PWM產生器，一無 立固定之最小非零作用週產生器，一輸入及—輸出，該 PWM電路輸出耦合於該開關電路，該作用週係由該pwM 電路定置，該轉換調整器基於pWM電路供給之信號進入 及退出叢發模式；以及 —回授電路耦合於該轉換調整器輸出與PWM電路輸入 之間’供應一回授信號至PWM電路及該信號乃相應於在 轉換調整器輸出之電壓，其中該回授信號係用以定置該 作用週，並且，在輕微負載狀況時，該獨立作用週產生 器供應一最小信號至PWM電路，維持該作用週在一比回 授電路所定置為高之位準，直到該回授定置—零作用 週’在該點轉換調整器進入叢發模式。 -12- 本紙張尺度遑用中國國家揉率（CNS ) Α4洗格（2丨ο X 297公釐） 1^------ΐτ-----0 <請先閱磧背面之注意事項再填寫本頁)