TWI434497B - 轉換電路之控制電路 - Google Patents

Description

轉換電路之控制電路

本發明係關於一種轉換電路控制電路，尤指一種降低雜訊干擾之轉換電路控制電路。

請參見第一圖，為習知之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。直流轉直流轉換電路為降壓轉換電路，包含一控制器10、兩切換開關M1、M2、一電感L、一電容C、一自舉電路(Bootstrap Circuit)BS以及一分壓電路VD。分壓電路VD偵測降壓轉換電路的一輸出電壓Vout，以產生一迴授訊號FB。控制器10根據迴授訊號FB控制切換開關M1、M2的導通與截止，使轉換電路將一輸入電源Vin之電壓轉換成輸出電壓Vout並穩定於一預定電壓。

控制器10包含一比較器12、一固定導通時間電路14及一邏輯控制電路16及兩閘極驅動單元18、20。比較器12接收迴授訊號FB及一參考電壓Vref，以據此產生一迴授控制訊號。固定導通時間電路14根據迴授控制訊號產生一固定導通訊號。邏輯控制電路16根據固定導通訊號決定切換開關M1、M2的導通與截止時間點，並透過閘極驅動單元18、20分別導通或截止切換開關M1、M2。而由於切換開關M2為N型金氧半場效電晶體開關，而為避免切換開關M2導通時，控制器10中的閘極驅動單元20無法提供足夠高的訊號準位，而無法確保導通切換開關M2。故透過自舉電路BS可確保閘極驅動單元20提供足夠高的訊號準位使切換開關M2導通。

由於電路本身會存在一些雜訊，使比較器12的比較判斷會受到雜訊干擾而誤動作。故比較器12會設計一遲滯量，以避免雜訊的干擾。而參考電壓Vref為一固定值，故對於不同的輸出電壓Vout的要求，會改變分壓電路VD的分壓比值的方式來配合。因此，對越高的輸出電壓Vout，則分壓電路VD的分壓比值越小，使上述比較器12的遲滯量反應至輸出電壓Vout的漣波(Voltage Ripple)會越大。

鑑於先前技術中的避免雜訊而設定比較器的遲滯量之方法，會導致不同的輸出電壓設定會有不同的電壓漣波之問題，本發明以調整參考電壓的高低來配合輸出電壓的高低，可有效降低不同輸出電壓的漣波大小變化。

為達上述目的，本發明提供了一種轉換電路控制電路，用以控制轉換電路以將一輸入電源之電力轉換成一輸出電壓，而一電壓偵測電路根據輸出電壓產生一迴授訊號。轉換電路控制電路包含一參考電壓產生電路、一參考電壓調整電路、一迴授電路以及一驅動電路。參考電壓產生電路係用以產生一參考電壓。參考電壓調整電路調整參考電壓以產生一調整參考電壓。迴授電路根據調整參考電壓及迴授訊號產生一迴授控制訊號。驅動電路根據迴授控制訊號產生至少一控制訊號以控制轉換電路。

本發明也提供一種轉換電路控制電路，用以控制轉換電路以將一輸入電源之電力轉換成一輸出電壓，而一電壓偵測電路根據輸出電壓產生一迴授訊號。轉換電路控制電路包含一參考電壓產生電路、一參考電壓調整電路、一迴授電路及一驅動電路。參考電壓產生電路係用以產生一參考電壓。參考電壓調整電路耦接參考電壓產生電路以調整參考電壓之準位。迴授電路根據參考電壓及迴授訊號產生一迴授控制訊號。驅動電路，根據迴授控制訊號產生至少一控制訊號以控制轉換電路。

以上的概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

請參見第二圖，為根據本發明之一第一較佳實施例之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。轉換電路包含一轉換控制電路及一轉換電路，其中轉換控制電路包含一控制器100及一參考電壓調整電路102。在本實施例，轉換電路包含兩切換開關M1、M2、一電感L、一電容C及一自舉電路BS。兩切換開關M1、M2根據控制器100的控制於導通狀態及截止狀態之間切換，以將一輸入電源Vin之電力經電感L及電容C後轉換成一輸出電壓Vout。一電壓偵測電路104耦接轉換電路，以根據輸出電壓Vout產生一迴授訊號FB。

控制器100包含一參考電壓產生電路115、一迴授電路112以及一驅動電路110，其中驅動電路110包含一固定時間電路114及一邏輯控制電路116及兩閘極驅動單元118、120。參考電壓產生電路115係用以產生一參考電壓Vr0。參考電壓調整電路102調整參考電壓Vr0以產生一調整參考電壓Vr。迴授電路112根據調整參考電壓Vr0及迴授訊號FB產生一迴授控制訊號。驅動電路110根據迴授控制訊號產生至少一控制訊號以控制轉換電路之切換開關M1、M2之導通與截止。

在本實施例中，迴授電路112包含一比較器，比較器之非反相端接收調整參考電壓Vr，反相端接收迴授訊號FB，於迴授訊號FB之準位低於調整參考電壓Vr之準位時輸出一迴授控制訊號至固定時間電路114。在本實施例，固定時間電路114為一固定導通時間電路，於接收到迴授控制訊號後產生固定時間長度之訊號，使邏輯控制電路116據此控制切換開關M2導通固定時間長度以傳遞輸入電源Vin之電力至轉換電路。而由於不同的輸出電壓及輸入電壓均會影響切換開關M1、M2的工作週期，因此在固定導通時間之情況下，會造成不同的電路有不同的操作頻率。本發明之固定時間電路114可根據輸出電壓Vout及輸入電源Vin之電壓調整固定時間長度的長短，據此達到定頻之效果。

本發明之電壓偵測電路104原則上不需調整迴授訊號FB與輸出電壓Vout之間的縮放比例，而是透過參考電壓調整電路102的功能，隨輸出電壓Vout之高低提供不同的電壓。如此，可避免隨輸出電壓Vout之不同，迴授電路112所設定的遲滯量也會被縮放而導致對應的漣波大小不同。在本實施例中，參考電壓調整電路102為一分壓電路，包含串聯之兩電阻RV1、RV2，其分壓值由使用者根據輸出電壓Vout之高低而設定。

請參見第三圖，為根據本發明之一第二較佳實施例之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。轉換電路包含一轉換控制電路及一轉換電路，其中轉換控制電路包含一控制器200及一參考電壓調整電路202。轉換電路包含一切換開關M1、一二極體D、一電感L及一電容C，以將一輸入電源Vin之電力經電感L及電容C後轉換成一輸出電壓Vout。一電壓偵測電路204耦接轉換電路，以根據輸出電壓Vout產生一迴授訊號FB。相較於第二圖所示之實施例，主要差異說明如下。

控制器200包含一參考電壓產生電路215、一迴授電路212以及一驅動電路210。參考電壓調整電路202耦接參考電壓產生電路215以調整參考電壓產生電路215所產生的一參考電壓Vr’之准位。在本實施例中，參考電壓調整電路202包含一電阻RV，參考電壓產生電路215根據參考電壓調整電路202的阻值調整參考電壓Vr’之準位。迴授電路212包含一比較器，比較器之反相端接收參考電壓Vr’，非反相端接收電壓偵測電路204根據輸出電壓Vout所產生的迴授訊號FB，於迴授訊號FB之準位高於參考電壓Vr’之準位時輸出一迴授控制訊號至驅動電路210。在本實施例，驅動電路210為一固定截止驅動 電路，於接收迴授電路212所產生之迴授控制訊號時，截止切換開關M1一固定時間長度，以停止傳送輸入電源Vin之電力至轉換電路。而由於不同的輸出電壓及輸入電壓均會影響切換開關M1的工作週期，因此在固定截止時間之情況下，會造成不同的電路有不同的操作頻率。本發明之驅動電路210可根據輸出電壓Vout及輸入電源Vin之電壓調整固定時間長度的長短，據此達到定頻之效果。

同樣地，在本發明之電壓偵測電路204原則上不需調整迴授訊號FB與輸出電壓Vout之間的縮放比例，而是透過參考電壓調整電路202的功能，以隨輸出電壓Vout之高低提供不同的參考電壓，使輸出電壓Vout的漣波不致因輸出電壓Vout本身的高低而有所不同。

如上所述，本發明完全符合專利三要件：新穎性、進步性和產業上的利用性。本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以下文之申請專利範圍所界定者為準。

先前技術：

10‧‧‧控制器

12．．．比較器

14．．．固定導通時間電路

16．．．邏輯控制電路

18、20．．．閘極驅動單元

M1、M2．．．切換開關

L．．．電感

C．．．電容

BS．．．自舉電路

VD．．．分壓電路

Vout．．．輸出電壓

FB．．．迴授訊號

Vin．．．輸入電源

Vref．．．參考電壓

本發明：

100、200．．．控制器

102、202．．．參考電壓調整電路

104、204．．．電壓偵測電路

110、210．．．驅動電路

112、212．．．迴授電路

114．．．固定時間電路

115．．．參考電壓產生電路

116．．．邏輯控制電路

118、120．．．閘極驅動單元

M1、M2．．．切換開關

L．．．電感

C．．．電容

BS．．．自舉電路

Vin．．．輸入電源

Vout．．．輸出電壓

FB．．．迴授訊號

Vr0、Vr’．．．參考電壓

Vr．．．調整參考電壓

RV、RV1、RV2．．．電阻

D．．．二極體

第一圖為習知之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。

第二圖為根據本發明之一第一較佳實施例之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。

第三圖為根據本發明之一第二較佳實施例之直流轉直流轉換電路之電路示意圖。

100．．．控制器

102．．．參考電壓調整電路

110．．．驅動電路

112．．．迴授電路

114．．．固定時間電路

115．．．參考電壓產生電路

116．．．邏輯控制電路

118、120．．．閘極驅動單元

M1、M2．．．切換開關

L．．．電感

C．．．電容

BS．．．自舉電路

Vin．．．輸入電源

Vout．．．輸出電壓

FB．．．迴授訊號

Vr0．．．參考電壓

Vr．．．調整參考電壓

RV1、RV2．．．電阻

Claims (8)

1. 一種轉換電路控制電路，用以控制該轉換電路以將一輸入電源之電力轉換成一輸出電壓，而一電壓偵測電路根據該輸出電壓產生一迴授訊號，該轉換電路控制電路包含：一參考電壓產生電路，用以產生一參考電壓；一參考電壓調整電路，包含一分壓電路，其中該分壓電路之一端接收該參考電壓，另一端接地，以分壓該參考電壓成生一調整參考電壓；一迴授電路，根據該調整參考電壓及該迴授訊號產生一迴授控制訊號；以及一驅動電路，根據該迴授控制訊號產生至少一控制訊號以控制該轉換電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉換電路控制電路，其中該參考電壓調整電路包含至少一電阻。
3. 如申請專利範圍第2項所述之轉換電路控制電路，其中該分壓電路之分壓比係根據該輸出電壓而定。
4. 如申請專利範圍第1項所述之轉換電路控制電路，其中該迴授電路包含一比較器，該比較器接收該迴授訊號及該調整參考電壓而產生該迴授控制訊號，該驅動電路為一固定導通驅動電路或一固定截止驅動電路，根據該迴授控制訊號傳送或停止傳送該輸入電源之電力一固定時間長度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之轉換電路控制電路，其中該固定時間長度係根據該輸入電源之電壓及該輸出電壓所決定。
6. 一種轉換電路控制電路，用以控制該轉換電路以將一輸入電源之電力轉換成一輸出電壓，而一電壓偵測電路根據該輸出電壓產生一迴授訊號，該轉換電路控制電路包含：一參考電壓產生電路，用以產生一參考電壓；一參考電壓調整電路，耦接該參考電壓產生電路，其中，該參考電壓調整電路包含一電阻，該參考電壓產生電路根據該電阻之一阻值調整該參考電壓之準位；一迴授電路，根據該參考電壓及該迴授訊號產生一迴授控制訊號；以及一驅動電路，根據該迴授控制訊號產生至少一控制訊號以控制該轉換電路。
7. 如申請專利範圍第6項所述之轉換電路控制電路，其中該迴授電路包含一比較器，該比較器接收該迴授訊號及經該參考電壓調整電路調整準位之該參考電壓而產生該迴授控制訊號，該驅動電路為一固定導通驅動電路或一固定截止驅動電路，根據該迴授控制訊號傳送或停止傳送該輸入電源之電力一固定時間長度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之轉換電路控制電路，其中該固定時間長度係根據該輸入電源之電壓及該輸出電壓所決定。