TWI393332B - 升降轉換電路的控制電路以及控制方法 - Google Patents

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Description

升降轉換電路的控制電路以及控制方法
本發明涉及產生已調整輸出電壓，尤其涉及升降轉換電路的控制電路以及控制方法。
傳統調整器用以根據輸入電壓提供已調整輸出電壓。第1圖為傳統升降(buck-boost)轉換電路100的示意圖。升降轉換電路100包括輸入電容器102、電感器104、輸出電容器106以及多個開關SW_A、SW_B、SW_C以及SW_D，升降轉換電路100用於根據輸入電壓V_IN產生已調整輸出電壓V_OUT，其中，輸入電容器102的一端與接地端GND之間的電壓差為輸入電壓V_IN，輸出電容器106的一端與接地端GND之間的電壓差為已調整輸出電壓V_OUT。傳統調整器控制可同時開啟開關SW_A與SW_C或同時開啟開關SW_B與SW_D。也就是說，當開啟SW_A與SW_C時關閉SW_B與SW_D，當開啟SW_B與SW_D時關閉SW_A與SW_C。因此，已調整輸出電壓V_OUT與輸入電壓V_IN會具有以下轉移函數：V_OUT/V_IN=D/(1-D)，其中D代表開關SW_A與SW_C的開啟佔空比。
第2圖為電感器104的電感電流Iind 與開關SW_D的電流ID 的波形示意圖。因為開關SW_D僅根據開啟佔空比(1-D)開啟，因此平均電感電流需要足夠高以將所期望的輸出電流提供至輸出負載(圖未示)。從第2圖可以看出，尖峰電感電流非常高，而此種情況並不是所期望的，因為開關、電感的直流電阻(Direct-Current Resistance，DCR)和/或電流路徑中的其他寄生電阻會消耗很多能量。具體地，電感104的平均電感電流IAVG,L 與開關SW_D的平均電流IAVG,SW-D 之間的關係可用以下方程式表示：IAVG,SW-D =IAVG,L *(1-D)。在V_OUT/V_IN=3.3V/3.3V並且所需輸出電流為300mA的情況下，開啟佔空比D約為50%，並且平均電感電流IAVG,L 將為600mA左右，其為平均輸出電流300mA的兩倍。然而，大的平均電感電流會導致大的轉換效率流失。
因此，需要一種創新的調整器控制設計，以使升降轉換電路在降低的平均電感電流下產生已調整輸出電壓。
有鑒於此，本發明提供升降轉換電路的控制電路以及控制方法。
一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據一第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；決定一第二佔空比設置，其中所述第二佔空比設置的產生與所述第一佔空比設置的產生無關；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據一第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；至少不參考從所述已調整輸出電壓得到的一反饋電壓來決定一第二佔空比設置；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
一種升降轉換電路的控制電路，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述控制電路包括：一第一控制區塊，用於決定一第一佔空比設置；一第二控制區塊，用於決定一第二佔空比設置，其中所述第二佔空比設置的產生與所述第一佔空比設置的產生無關；以及一邏輯電路，耦接於所述第一控制區塊與所述第二控制區塊之間，用於接收所述所述第一佔空比設置與所述第二佔空設置，根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電，根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
一種升降轉換電路的控制電路，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述控制電路包括：一第一控制區塊，用於決定一第一佔空比設置；一第二控制區塊，用於至少不參考從所述已調整輸出電壓得到的一反饋電壓來決定一第二佔空比設置；以及一邏輯電路，耦接於所述第一控制區塊與所述第二控制區塊之間，用於接收所述所述第一佔空比設置與所述第二佔空設置，根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電，根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據流經所述第一傳導控制元件或所述電感元件的電流決定一第一佔空比設置；根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；決定一第二佔空比設置；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
本發明所提供的升降轉換電路的控制電路以及控制方法的效果之一在於，可使升降轉換電路在降低的平均電感電流下產生已調整輸出電壓。
以下為根據多個圖式對本發明的較佳實施例進行詳細描述，本領域習知技藝者閱讀後應可明確了解本發明的目的。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第3圖為根據本發明實施例的升降轉換器300的示意圖。升降轉換器300根據本發明的控制方法運行，並且升降轉換器300包括升降轉換電路320與控制電路330，其中控制電路330用於執行本發明的控制方法以控制升降轉換電路320根據位於輸入節點N_IN處接收的輸入電壓V_IN提供輸出節點N_OUT處的已調整輸出電壓V_OUT。升降轉換電路320包括輸入電容器302、輸出電容器304、電感元件(例如電感器)306、第一傳導控制元件308、第二傳導控制元件310、第三傳導控制元件312以及第四傳導控制元件314。輸入電容器302的一端與接地端GND之間的電壓差等於輸入電壓V_IN的大小，並且輸出電容器304的一端與接地端GND之間的電壓差等於已調整輸出電壓V_OUT的大小。第一傳導控制元件耦接於升降轉換電路320的輸入節點N_IN與電感元件306的第一端N1之間。第二傳導控制元件310耦接於電感元件306的第一端N1與參考電壓節點(例如接地端GND)之間。第三傳導控制元件312耦接於電感元件306的第二端N2與參考電壓節點(例如接地端GND)之間。第四傳導控制元件314耦接於電感元件306的第二端N2與升降轉換電路320的輸出節點N_OUT之間。
升降轉換電路320的一種配置中，所有傳導控制元件308、310、312以及314可利用開關(例如金屬氧化物半導體(Metal-Oxide Semiconductor，MOS)電晶體)實現。另一種配置中，第一傳導控制元件308與第三傳導控制元件312可利用開關(例如MOS電晶體)實現，第二傳導控制元件310與第四傳導控制元件314可利用二極體實現。舉例來說，第二傳導控制元件310由二極體實現，二極體的陽極耦接於接地端GND，二極體的陰極耦接於第一端N1；第四傳導控制元件314由二極體實現，二極體的陽極耦接於第二端N2，陰極耦接於輸出節點N_OUT。上述硬體配置可達到產生已調整輸出電壓V_OUT的相同目的。
此實施例中，控制電路330包括，但並不限於，第一控制區塊332、第二控制區塊334以及邏輯電路336。第一控制區塊332用於決定第一佔空比設置(例如D1*T，其中D1為加權參數，T為時間週期長度)，第二控制區塊334用於決定第二佔空比設置(例如D2*T，其中D2為加權參數，T為時間週期長度)。第二佔空比D2*T的產生可與第一佔空比D1*T的產生不相關；更具體地，第一控制區塊332根據流經第一傳導控制元件308或電感元件306的電流和/或根據從已調整輸出電壓V_OUT得到的反饋電壓來決定第一佔空比設置D1*T；第二控制區塊334可至少不參考從已調整輸出電壓V_OUT得到的反饋電壓來決定第二佔空比設置D2*T。邏輯電路336耦接於第一控制區塊332與第二控制區塊334並且用於接收第一佔空比設置D1*T與第二佔空比設置D2*T，並接著至少根據第一佔空比設置D1*T與第二佔空比設置D2*T分別產生控制信號SC_1、SC_2、SC_3以及SC_4至傳導控制元件308、310、312以及314。舉例來說，在一種情況下，邏輯電路336控制升降轉換電路320順序地進入第一階段Phase_1、第二階段Phase_2以及第三階段Phase_3。升降轉換電路320的第一階段Phase_1中，邏輯電路336根據第一佔空比設置D1*T控制第一傳導控制元件308與第三傳導控制元件312為導電並且控制第二傳導控制元件310與第四傳導控制元件314為不導電。升降轉換電路320的第二階段Phase_2中，邏輯電路336根據第二佔空比設置D2*T控制第一傳導控制元件308與第四傳導控制元件314為導電並且控制第二傳導控制元件310與第三傳導控制元件312為不導電。升降轉換電路320的第三階段Phase_3中，邏輯電路336根據第三佔空比設置(例如基於第一佔空比設置D1*T與第二佔空比設置D2*T得到的(1-D1-D2)*T)控制第二傳導控制元件310與第四傳導控制元件314為導電並且控制第一傳導控制元件308與第三傳導控制元件312為不導電。一個時間週期T之中第一佔空比設置D1*T、第二佔空比設置D2*T以及第三佔空比設置(1-D1-D2)*T的順序如第4圖所示。
與第1圖所示升降轉換電路100的傳統控制設計相比，第4圖中的控制設計至少在第一階段Phase_1與第三階段Phase_3之間插入另一個階段(例如第二階段Phase_2)。因此，第二階段Phase_2與第三階段Phase_3中第四傳導控制元件314導電。這樣，控制電路330允許第四傳導控制元件314具有更長電流傳導週期，轉換效率得到提高。第5圖為電感元件306的電感電流Iind ’與第四傳導控制元件314的電流ID ’的波形示意圖。由於第四傳導控制元件314在第二階段Phase_2與第三階段Phase_3中導電，因此具有低電流值的平均電感電流可提供期望的輸出電流至輸出負載。具體地，已調整輸出電壓V_OUT與輸入電壓V_IN具有如下轉移方程：V_OUT/V_IN=(D1+D2)/(1-D1)；並且電感元件306的平均電感電流IAVG,L ’與第四傳導控制元件314的平均電流IAVG,SW-D ’可利用如下方程式表示：IAVG,SW-D ’=IAVG,L ’*(1-D1)。在V_OUT/V_IN=3.3V/3.3V並且所需輸出電流為300mA的情況下，開啟佔空比D約為25%，並且平均電感電流IAVG,L ’將為400mA左右，其比傳統升降轉換設計小很多。利用上述控制方法可極大地降低平均電感電流並由於耗能減少而相應地提高轉換效率。
請注意，第5圖中電流輪廓僅用於解釋本發明。實際上，電流輪廓可根據升降模式下的不同操作狀態而改變。換句話說，開啟佔空比D1與已插入可程式(programmable)開啟佔空比D2決定電感電流與開關電流的最終電流輪廓。簡單地說，只要將附加的第二階段插入第一階段與第三階段之間(請注意，傳統升降轉換電路僅具有兩個階段)，則可有效地降低平均電感電流。
請結合第6圖參考第3圖。第6圖為第3圖中升降轉換器300的第一實施方式的示意圖。此實施例中，升降轉換器600包括升降轉換電路610，升降轉換電路610具有電感器L、輸入電容器C1、輸出電容器C2以及利用MOS晶體管實現的多個開關SW_1、SW_2、SW_3以及SW_4，多個開關SW_1、SW_2、SW_3以及SW_4分別由控制信號SC_1、SC_2、SC_3以及SC_4控制。本領域技術人員根據第3圖中升降轉換電路的描述可輕易了解第6圖中的升降轉換電路，因此為簡潔省略進一步描述。
第一控制區塊620應用電流程式模式(Current Programmed Mode，CPM)控制，CPM監測流經開關SW_1或電感器L的電流以程式化第一佔空比設置D1*T。此實施例中，開關/電感電流由電流感測單元(current sensing unit)(例如電流變換器、感測電阻或其他具有電流感測能力的元件)621感測。因此，電流感測單元621產生已感測電壓Vcs ，已感測電壓Vcs 與流經開關SW_1/電感L的實際電流成比例。利用電感電流/開關電流控制已調整輸出電壓產生的電流模式轉換器的控制信號對擾動很敏感。當升降轉換器以50%的佔空比運行時，擾動不會影響整體轉換器的運行。然而，當佔空比大於50%，擾動的影響就會變得顯著，其可導致控制信號的振盪。為了避免由擾動引起的振盪，振盪器622產生具有一定斜率的補償鋸齒斜波信號Vramp ，補償鋸齒斜波信號Vramp 結合從電流感測單元621產生的已感測電壓Vcs ，通過加法器623以穩定迴路，藉此產生波形信號Vcomp 。電阻R1與電阻R2形成分壓器，以根據已調整輸出電壓V_OUT產生反饋電壓VFB。比較器624將反饋電壓VFB與參考電壓VREF進行比較以產生控制電壓Vc 。接著，由補償單元(例如比例積分(Proportional and Integral，PI)補償器)625補償的控制電壓Vc 通過比較器626與波形信號Vcomp 進行比較。最後，根據比較器626的比較結果決定第一佔空比設置D1*T。簡單地說，CPM控制根據已調整輸出電壓的大小與電感器/開關電流的大小調節第一佔空比設置D1*T。與僅監測已調整輸出電壓的電壓模式控制相比，CPM控制具有很多優勢，例如對大相位容限更易補償、由於電感器移動至高頻而使得動力更簡單、暫態響應(transient response)更迅速以及基於必要電流感測操作而避免過流斷電(over-current failure)。
此實施例中，第3圖中的第二控制區塊334由單觸發(one-shot)電路(例如可調諧單觸發電路630)實現，可調諧單觸發電路630通過處理具有特定參考切換週期的參考時鐘信號CLK_Ref來決定第二佔空比設置D2*T。也就是說，通過設置參考時鐘信號CLK_Ref的特定參考切換週期，第二佔空比設置D2*T將會具有滿足應用需要的期望值，因為第二佔空比設置D2*T與參考時鐘信號CLK_Ref的特定參考切換週期成比例。
基於第一佔空比設置D1*T與第二佔空比設置D2*T，邏輯電路640產生控制信號SC_1、SC_2、SC_3以及SC_4，控制信號SC_1、SC_2、SC_3以及SC_4用於控制升降轉換電路610順序地進入不同階段(例如Phase_1、Phase_2以及Phase_3)。最後，在降低的平均電感電流的傳導下，從升降轉換電路610產生期望的輸出電壓V_OUT。
請結合第7圖參考第3圖。第7圖為第3圖中升降轉換器300的第二實施方式的示意圖。此實施方式中，升降轉換器700包括升降轉換電路610、第一控制區塊620、第二控制區塊710以及邏輯電路640。第6圖中升降轉換器600與第7圖中升降轉換器700的主要區別在於第二控制區塊的實施。如第7圖所示，第二控制區塊710包括測量電路712與決定電路714。測量電路712用於測量升降轉換電路610的輸出負載以獲得輸出負載資訊LI。此實施方式中，測量電路712通過測量流經開關SW_4的電荷來獲得升降轉換電路610的輸出負載資訊LI，開關SW_4實現第3圖中的第四傳導控制元件314。另一個實施方式中，測量電路712通過感測振盪器622的頻率而獲得升降轉換電路610的輸出負載資訊LI。決定電路714耦接於測量電路712並用於根據輸出負載資訊LI決定第二佔空比設置D2*T。請注意，此實施方式中，當平均輸出負載增加時，已插入可程式開啟佔空比增加，反之亦然。另外，第二佔空比設置D2*T的更新頻率取決於設計的考慮，因此是可調的。
請注意，根據參考時鐘的切換週期或升降轉換電路的輸出負載資訊決定第二佔空比設置D2*T僅為解釋本發明，並不能限制本發明。具體地，任何能夠決定第二佔空比設置D2*T且第二佔空比設置D2*T的產生與第一佔空比設置D1*T的產生無關(即Phase_2的佔空比與用於控制Phase_1的佔空比的控制信號無關)或不需至少參考從已調整輸出電壓V_OUT得到的反饋電壓的方法，都可以用來實施第二控制區塊。這些替換設計都遵循本發明的精神。
考慮一種特殊情況，輸出電流比所需的電流低，升降轉換電路320與610通過跳過第一階段Phase_1而進入節能模式，即在節能模式下，保持第四傳導控制元件314(開關SW_4)導電而第三傳導控制元件312(開關SW_3)不導電。因此第二階段Phase_2的第二佔空比設置D2*T由第一控制區塊332與620控制，而非由參考時鐘的切換週期或升降轉換電路的輸出負載資訊控制。換句話說，當在節能模式下Phase_1不存在時，D2*T=D1*T。第8圖為一個時間週期中第二佔空比設置D1*T與第三佔空比設置(1-D1)*T的順序示意圖。請注意，當Phase_1不存在時，升降轉換電路320與610作為降壓轉換器。
應用本發明控制方法的升降轉換器利用簡單的方式即可降低平均電感電流、顯著提高電源效率並且由於更低的電流流經第一傳導控制元件(例如利用MOS電晶體實施的開關)308而需要更小的輸入電容器；另外，應用本發明控制方法的升降轉換器可方便實施於目標裝置中。舉例來說，應用本發明控制設計的升降轉換器可應用於任何支持大輸入電壓範圍的手持儀器，用於以高轉換效率提供比輸入電壓高、低或與輸入電壓相同的已調整輸出電壓。
上述的實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的範疇。任何習知技藝者可依據本發明的精神輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利範圍應以申請專利範圍為準。
100、320、610．．．升降轉換電路
102、302．．．輸入電容器
104．．．電感器
106、304．．．輸出電容器
300、600．．．升降轉換器
306．．．電感元件
308．．．第一傳導控制元件
310．．．第二傳導控制元件
312．．．第三傳導控制元件
314．．．第四傳導控制元件
330．．．控制電路
332、620．．．第一控制區塊
334、710．．．第二控制區塊
336、640．．．邏輯電路
621．．．電流感測單元
622．．．振盪器
623．．．加法器
624、626．．．比較器
625．．．補償單元
630．．．可調諧單觸發電路
712．．．測量電路
714．．．決定電路
第1圖為傳統升降轉換電路的示意圖。
第2圖為電感器的電感電流與開關的電流的波形示意圖。
第3圖為根據本發明實施例的升降轉換器的示意圖。
第4圖為一個時間週期T之中第一佔空比設置、第二佔空比設置以及第三佔空比設置的順序示意圖。
第5圖為電感元件的電感電流與第四傳導控制元件的電流的波形示意圖。
第6圖為第3圖中升降轉換器的第一實施方式的示意圖。
第7圖為第3圖中升降轉換器的第二實施方式的示意圖。
第8圖為一個時間週期中第二佔空比設置與第三佔空比設置的順序示意圖。
300．．．升降轉換器
302．．．輸入電容器
304．．．輸出電容器
306．．．電感元件
308．．．第一傳導控制元件
310．．．第二傳導控制元件
312．．．第三傳導控制元件
314．．．第四傳導控制元件
320．．．升降轉換電路
330．．．控制電路
332．．．第一控制區塊
334．．．第二控制區塊
336．．．邏輯電路

Claims (13)

  1. 一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據一第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；決定一第二佔空比設置，其中所述第二佔空比設置的產生與所述第一佔空比設置的產生無關；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中所述第三佔空比設置是基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之升降轉換電路的控制方法，其中決定所述第二佔空比設置的步驟包括：接收具有一參考切換週期的一參考時鐘信號；以及根據所述參考切換週期決定所述第二佔空比設置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之升降轉換電路的控制方法，其中根據所述參考切換週期決定所述第二佔空比設置的步驟包括：通過利用一單觸發電路處理具有所述參考切換週期的所述參考時鐘信號來決定所述第二佔空比設置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之升降轉換電路的控制方法，其中決定所述第二佔空比設置的步驟包括：測量所述升降轉換電路的一輸出負載以獲得輸出負載資訊；以及根據所述輸出負載資訊決定所述第二佔空比設置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之升降轉換電路的控制方法，其中測量所述升降轉換電路的所述輸出負載的步驟包括：測量流經所述第四傳導控制元件的電荷以獲得所述輸出負載資訊。
  6. 一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據一第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；至少不參考從所述已調整輸出電壓得到的一反饋電壓來決定一第二佔空比設置；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中所述第三佔空比設置是基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到。
  7. 一種升降轉換電路的控制電路，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述控制電路包括：一第一控制區塊，用於決定一第一佔空比設置；一第二控制區塊，用於決定一第二佔空比設置，其中所述第二佔空比設置的產生與所述第一佔空比設置的產生無關；以及一邏輯電路，耦接於所述第一控制區塊與所述第二控制區塊之間，用於接收所述所述第一佔空比設置與所述第二佔空設置，根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電，根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中所述第三佔空比設置是基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之升降轉換電路的控制電路，其中所述第二控制區塊決定所述第二佔空比設置的操作包括：接收具有一參考切換週期的一參考時鐘信號；以及根據所述參考切換週期決定所述第二佔空比設置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之升降轉換電路的控制電路，其中所述控制區塊包括一單觸發電路，所述單觸發電路通過處理具有所述參考切換週期的所述參考時鐘信號來決定所述第二佔空比設置。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之升降轉換電路的控制電路，其中所述第二控制區塊決定所述第二佔空比設置的操作包括：測量所述升降轉換電路的一輸出負載以獲得輸出負載資訊；以及根據所述輸出負載資訊決定所述第二佔空比設置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之升降轉換電路的控制電路，其中所述第二控制區塊包括：一測量電路，用於通過測量流經所述第四傳導控制元件的電荷以獲得所述升降轉換電路的所述輸出負載資訊；以及一決定電路，耦接於所述測量電路，用於根據所述輸出負載資訊決定所述第二佔空比設置。
  12. 一種升降轉換電路的控制電路，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述控制電路包括：一第一控制區塊，用於決定一第一佔空比設置；一第二控制區塊，用於至少不參考從所述已調整輸出電壓得到的一反饋電壓來決定一第二佔空比設置；以及一邏輯電路，耦接於所述第一控制區塊與所述第二控制區塊之間，用於接收所述所述第一佔空比設置與所述第二佔空設置，根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電，根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到所述第三佔空比設置。
  13. 一種升降轉換電路的控制方法，用於在所述升降轉換電路的一輸出節點提供一已調整輸出電壓，所述升降轉換電路包括一電感元件、一第一傳導控制元件、一第二傳導控制元件、一第三傳導控制元件以及一第四傳導控制元件，所述第一傳導控制元件耦接於所述升降轉換電路的一輸入節點與所述電感元件的一第一端之間，所述第二傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第一端與一參考電壓節點之間，一第三傳導控制元件耦接於所述電感元件的一第二端與所述參考電壓節點之間，所述第四傳導控制元件耦接於所述電感元件的所述第二端與所述輸出節點之間，所述方法包括：根據流經所述第一傳導控制元件或所述電感元件的電流決定一第一佔空比設置；根據所述第一佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為不導電；決定一第二佔空比設置；根據所述第二佔空比設置控制所述第一傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第二傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電；以及根據一第三佔空比設置控制所述第二傳導控制元件與所述第四傳導控制元件為導電，並且控制所述第一傳導控制元件與所述第三傳導控制元件為不導電，其中所述第三佔空比設置是基於所述第一佔空比設置與所述第二佔空比設置得到。
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