TWI452458B - 具有多重時脈信號頻率設定模式的切換式穩壓器控制電路 - Google Patents

Description

具有多重時脈信號頻率設定模式的切換式穩壓器控制電路

本發明有關切換式穩壓器的控制電路，尤指一種具有多重時脈信號頻率設定模式的控制電路。

有些切換式穩壓器的控制電路會同時設置一頻率設定接腳和一同步信號接腳，其中，頻率設定接腳用以連接決定控制電路的內部時脈信號頻率的外部電阻，而同步信號接腳則用以接收一外部同步信號，以供控制電路將內部時脈信號設置成與外部同步信號同步之用。

雖然在控制電路上設置兩個接腳對於控制電路的時脈信號頻率設定方式能提供較高的選擇彈性，但卻需要佔用較多的晶片封裝面積。若要使切換式穩壓器的控制電路的晶片封裝面積能進一步縮小，則顯然必需進一步精簡控制電路的接腳數量。

有鑑於此，如何有效精簡切換式穩壓器的控制電路的接腳數量，又不會影響到對於控制電路的內部時脈信號的頻率設定方式的選擇彈性，實為業界有待解決的問題。

本說明書提供了一種用於切換式穩壓器的控制電路的實施例，其包含有：一控制接腳，用於耦接一外部電阻；一電阻偵測器，耦接於該控制接腳，用於在該控制接腳耦接於該外部電阻時，偵測該外部電阻的電阻值；一電流產生模組，耦接於該電阻偵測器，用於依據該電阻偵測器的偵測結果產生一相對應的控制電流；一振盪器，耦接於該控制接腳和該電流產生模組，用於產生一時脈信號；以及一模式切換電路，耦接於該控制接腳與該振盪器；其中當該模式切換電路設置該振盪器操作於一電阻控制模式時，該振盪器會依據該控制電流產生該時脈信號，使該時脈信號的頻率對應於該外部電阻的電阻值，而當該模式切換電路設置該振盪器操作於一信號控制模式時，該振盪器會依據該控制接腳所耦接的一外部同步信號產生該時脈信號，使該時脈信號同步於該外部同步信號。

上述控制電路的優點之一是，模式切換電路會自動偵測是否有外部同步信號被耦接到控制接腳，並相對應地切換振盪器的操作模式。

上述控制電路的另一優點，是只需設置單一控制接腳，便能提供兩種不同的時脈信號頻率設定方式，不僅賦予控制電路更高的使用彈性，還能有效精簡所需的晶片封裝面積。

上述控制電路的另一優點，是可有效避免模式切換電路因控制接腳上的雜訊而錯誤切換振盪器之操作模式的情況發生。

以下將配合相關圖式來說明本發明之實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。

在說明書及後續的請求項當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及後續的請求項並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的基準。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…」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一元件耦接於一第二元件，則代表該第一元件可直接（包含透過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式）連接於該第二元件，或透過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非本說明書中有特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。

圖1為本發明一實施例之電源轉換器100簡化後的功能方塊圖。電源轉換器100包含有控制電路110、切換式穩壓器120、電阻130、外部開關140、以及開關控制器150。控制電路110耦接於切換式穩壓器120，用於控制切換式穩壓器120對輸入電壓進行穩壓處理，以提供後級電路所需的操作電壓。電阻130及開關140耦接於控制電路110，而開關控制器150則耦接於開關140，用於控制開關140的運作。在運作時，電源轉換器100可利用開關控制器150來決定是否將外部的同步信號EXT耦接到控制電路110，以改變控制電路110產生時脈信號CLK的方式。當開關控制器150截止(turn off)開關140時，控制電路110產生的時脈信號CLK的頻率，會取決於外部電阻130的電阻值大小。當開關控制器150導通(turn on)開關140以將外部的同步信號EXT耦接到控制電路110時，控制電路110會將時脈信號CLK與外部的同步信號EXT進行同步。

在本實施例中，控制電路110包含有控制接腳(control pin)111、電阻偵測器112、電流產生模組113、振盪器114、模式切換電路(mode-switching circuit)115、以及脈寬調變器(PWM modulator)116。控制接腳111用於耦接外部電阻130與外部開關140。電阻偵測器112耦接於控制接腳111，用於在控制接腳111耦接於電阻130時，偵測電阻130的電阻值。電流產生模組113耦接於電阻偵測器112，用於依據電阻偵測器112的偵測結果產生相對應的控制電流Iosc。振盪器114耦接於控制接腳111和電流產生模組113，用於產生時脈信號CLK。模式切換電路115則耦接於控制接腳111和振盪器114，用於將振盪器114在電阻控制模式(resistor-controlled mode)與信號控制模式(signal-controlled mode)間進行切換。脈寬調變器116耦接於振盪器114，用於依據振盪器114輸出的時脈信號CLK產生脈寬調變信號PWM，以控制切換式穩壓器120的切換頻率。

當模式切換電路115設置振盪器114操作於電阻控制模式時，振盪器114會依據控制電流Iosc產生時脈信號CLK，使時脈信號CLK的頻率對應於外部電阻130的電阻值。當模式切換電路115設置振盪器114操作於信號控制模式時，振盪器114會依據外部同步信號EXT來產生時脈信號CLK，使時脈信號CLK同步於外部同步信號EXT。

實作上，控制電路110中的不同功能方塊可整合在單一電路晶片中，或是以不同的電路晶片來實現。例如，可將控制電路110中的脈寬調變器116分離出來以獨立的電路晶片實現，並將控制電路110中的其他功能方塊整合在另一電路晶片中。

圖2為圖1中的控制電路110的一實施例簡化後的功能方塊圖。在本實施例中，電阻偵測器112包含有第一比較器223、電晶體225、和第一開關227。電晶體225和開關227耦接於電流產生模組113與控制接腳111之間。比較器223的輸出端耦接於電晶體225的控制端，且比較器223的輸入端耦接於控制接腳111和第一參考電壓Vf1。比較器223用於將控制接腳111上的電壓VP與第一參考電壓Vf1進行比較，並依據比較的結果控制流經電晶體225的感應電流Ir。模式切換電路115耦接於開關227的控制端，用以控制開關227的切換。

本實施例中的振盪器114包含有第一電容241、第二開關243、第二比較器245、以及組合邏輯247。開關243耦接於電容241與電流產生模組113之間，且開關243的控制端耦接於模式切換電路115。開關243用於依據模式切換電路115的控制，選擇性地將控制電流Iosc導通到電容241。比較器245耦接於電容241和第二參考電壓Vf2，用於將電容241的跨壓與第二參考電壓Vf2進行比較，以產生比較信號CMP。組合邏輯247耦接於控制接腳111、模式切換電路115、脈寬調變器116、以及比較器245，用於依據模式切換電路115的控制，來決定時脈信號CLK的產生方式。

在圖2的實施例中，模式切換電路115包含有同步信號偵測器(sync signal detector)251和同相信號產生器(in-phase signal)253。同步信號偵測器251耦接於控制接腳111、電阻偵測器112、和振盪器114，用於偵測控制接腳111上的電壓VP，並控制電阻偵測器112和振盪器114的運作。同相信號產生器253耦接於同步信號偵測器251和振盪器114，用於依據振盪器114輸出的時脈信號CLK產生與時脈信號CLK相位相同的同相信號WS。例如，同相信號產生器253可於每次時脈信號CLK的上升緣觸發時，產生一脈寬較窄的對應脈波，以作為同相信號WS。

以下將搭配圖3～圖4來進一步說明控制電路110的運作方式。

圖3為圖2中的控制電路110的一運作實施例簡化後的時序圖300。如圖3所示，當開關控制器150將控制信號CS設置成低電位以截止開關140時，例如，在時間T1之前的時段，外部同步信號EXT並不會被耦接至控制接腳111。此時，控制接腳111上的電壓VP會等於比較器223的參考電壓Vf1。在此階段中，模式切換電路115中的同步信號偵測器251會將振盪器114設置成操作於電阻控制模式，並將控制信號RCM設置成高電位，以導通開關227。此時，比較器223、電晶體225和開關227會形成一負回授路徑，使得流經電晶體225的感應電流Ir的大小會與外部電阻130的電阻值呈反比。

因此，可利用電阻偵測器112來偵測外部電阻130的電阻值大小，以決定相對應的感應電流Ir。電流產生模組113則會產生與流經電晶體225的電流Ir大小相對應的控制電流Iosc。由於電流Ir的大小與外部電阻130的電阻值大小相對應，故控制電流Iosc的大小也會與外部電阻130的電阻值大小相對應。

實作上，電流產生模組113可用各種架構的電流鏡電路實現，用以複製電流Ir以產生與電流Ir大小相同或成比例關係的控制電流Iosc。例如，在圖3的實施例中，電流產生模組113包含有電晶體231、233，以及第二電容235。電晶體231的第一端耦接於電晶體233的第一端，並且耦接於一固定電位VCC。電晶體231的第二端和控制端耦接於電阻偵測器112。電晶體233的控制端則耦接於電晶體231的控制端以形成一電流鏡架構，用以將流經電阻偵測器112的電流Ir複製到電晶體233的第二端，以產生控制電流Iosc。電容235的一端耦接於電晶體231的第一端，而電容235的另外一端耦接於電晶體231和233兩者的控制端。

當模式切換電路115中的同步信號偵測器251將振盪器114設置成操作於電阻控制模式時，同步信號偵測器251會將控制信號SCM設置為低電位，以導通振盪器114中的開關243，使控制電流Iosc導通到振盪器114中的電容241。此時，同步信號偵測器251還會利用控制信號SCM，將振盪器114中的組合邏輯247設置成依據比較器245輸出的比較信號CMP來產生時脈信號CLK，使得時脈信號CLK的頻率會對應於控制電流Iosc的大小。由於控制電流Iosc的大小與外部電阻130的電阻值大小相對應，因此，組合邏輯247產生的時脈信號CLK此時的頻率取決於外部電阻130的電阻值大小。

為了自動切換時脈信號CLK的產生方式，模式切換電路115中的同步信號偵測器251會偵測控制接腳111上的電壓VP的變化。一旦電壓VP偏離一預定範圍，例如，偏離Vt1～Vt2的範圍，同步信號偵測器251便會對電壓VP進行一段時間的監測，以進一步判斷電壓VP的變化是起因於外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111，還是因為雜訊所造成。

在圖3的實施例中，當開關控制器150於時間T1將控制信號CS切換至高電位，以將外部同步信號EXT透過開關140耦接至控制接腳111時，控制接腳111上的電壓VP會受到外部同步信號EXT的波形影響而上升並開始呈現周期性的變化。當同步信號偵測器251於時間T1偵測到控制接腳111上的電壓VP超出預設上限Vt1後，會進入一觀察期(observation period)，並監測電壓VP是否開始出現週期性的高低電位轉態(transition)。

在同步信號偵測器251處於觀察期之際，為了避免控制接腳111上的電壓VP的變化影響到電流產生模組113產生的控制電流Iosc的穩定性，同步信號偵測器251可於進入觀察期時(亦即偵測到電壓VP偏離預定範圍時)，將控制信號RCM切換至低電位，以截止開關227。此時，藉由電容235的放電，可使得控制電流Iosc維持不變。如此一來，便可使振盪器114輸出的時脈信號CLK的頻率，維持在與振盪器114操作電阻控制模式時相同或接近的水平。

同步信號偵測器251可於偵測到電壓VP出現一或多次週期性的高低電位轉態時，判定有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111。例如，本實施例中的同步信號偵測器251會於偵測到電壓VP出現4次高低電位轉態時，判定有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111的情況發生。等到電壓VP的方波與同相信號產生器253產生的同相信號WS兩者的相位相同或是差距小於一臨界值時，同步信號偵測器251便會離開觀察期。實作上，同步信號偵測器251可於電壓VP的方波與同相信號WS兩者的上升緣對齊時，判定兩者的相位相同，或是於電壓VP的方波的上升緣落在同相信號WS的脈波寬度範圍內時，派定電壓VP的方波與同相信號WS兩者的相位差距小於臨界值。

在圖3的實施例中，當同步信號偵測器251於時間T2偵測到電壓VP的方波與同相信號WS兩者的上升緣對齊時，便會離開觀察期。同步信號偵測器251離開觀察期時，會將振盪器114切換至信號控制模式。如時序圖300所示，同步信號偵測器251此時會將控制信號SCM切換至高電位，以將振盪器114中的組合邏輯247設置成改依據外部同步信號EXT來產生同步的時脈信號CLK，而停止依據比較器245的輸出來產生時脈信號CLK，以使得振盪器114在信號控制模式下產生的時脈信號CLK會與外部同步信號EXT同步。

當同步信號偵測器251將振盪器114切換至信號控制模式時，同步信號偵測器251可利用控制信號SCM截止振盪器114中的開關243，使控制電流Iosc停止導通到振盪器114中的電容241，藉以節省振盪器114及控制電路110在信號控制模式下的電流消耗。另外，模式切換電路115中的同相信號產生器253也可以只在同步信號偵測器251處於觀察期的時段內，才產生同相信號WS，以進一步提升控制電路110的省電效果。

圖4為圖2中的控制電路110的另一運作實施例簡化後的時序圖400。圖4的實施例與圖3的實施例很類似，差別在於當開關控制器150於時間T3將控制信號CS切換至高電位，以將外部同步信號EXT透過開關140耦接至控制接腳111時，控制接腳111上的電壓VP會受到外部同步信號EXT的波形影響而下降並開始呈現周期性的變化。

當模式切換電路115中的同步信號偵測器251於時間T3偵測到控制接腳111上的電壓VP超出預設下限Vt2後，會進入觀察期，並監測電壓VP是否開始出現週期性的高低電位轉態。

本實施例中的同步信號偵測器251於時間T4偵測到電壓VP出現第5次週期性的高低電位轉態時，會判定有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111的情況發生。等到電壓VP的方波與同相信號產生器253產生的同相信號WS兩者的相位相同(例如，兩者的上升緣對齊時)或是差距小於一臨界值時，同步信號偵測器251便會離開觀察期。

在圖4的實施例中，當同步信號偵測器251於時間T5時偵測到電壓VP的方波的上升緣落在同相信號WS的脈波寬度範圍內時，便會離開觀察期。

有關控制電路110在前述實施例中的其他運作說明，也適用於圖4的實施例，故在此不重複敘述。

在某些實施例中，也可以將模式切換電路115中的同相信號產生器253省略。在這些實施例中，當同步信號偵測器251偵測到控制接腳111上的電壓VP偏離預定範圍而進入觀察期後，同步信號偵測器251可於偵測到電壓VP出現一或多次週期性的高低電位轉態時，判定有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111。此時，同步信號偵測器251即可離開觀察期，而無需等到電壓VP的方波與同相信號產生器253產生的同相信號WS兩者的邊緣對齊。

在前述圖2的實施例中，電阻偵測器112的中的電晶體225是設置於電流產生模組113與控制接腳111之間的電流路徑上，而開關227則是設置於電晶體225與控制接腳111之間的電流路徑上。但這只是一實施例，而非侷限電阻偵測器112的實際實施方式。實作上，亦可將開關227改設置於電流產生模組113與電晶體225之間的電流路徑上。另外，電阻偵測器112中的開關個數也可依據電路設計的需要而增加，並不侷限於圖2實施例中的個數。

模式切換電路115設定觀察期的方式可以依據電路設計的需求而調整，並不侷限於前述實施例的方式。例如，模式切換電路115也可以將觀察期設定成固定時間長度。

圖5為圖1中的控制電路110的另一實施例簡化後的功能方塊圖。圖5中的控制電路110與圖2中的控制電路110很類似，兩實施例的差異之一在於圖5中的電流產生模組113另包含有偏壓電路537，但省略了電容235。偏壓電路537耦接於電晶體233的控制端和模式切換電路115，用於依據模式切換電路115的控制，選擇性地對電晶體233的控制端施加一預定偏壓。

圖5中的模式切換電路115另包含有通知信號產生器555，耦接於控制接腳111和同步信號偵測器251，用於偵測控制接腳111上的電壓VP的方波周期，且當通知信號產生器555偵測到電壓VP的方波周期超過一預定長度時，會產生對應的通知信號Tout給同步信號偵測器251。

當模式切換電路115中的同步信號偵測器251將振盪器114設置成操作在信號控制模式時，通知信號產生器555會記錄電壓VP的多個方波週期個別的時間長度，且同步信號偵測器251會將控制信號SCM切換至高電位，以控制偏壓電路537開始對電晶體233的控制端施加預定偏壓。

以下將搭配圖6來進一步說明圖5中的控制電路110的運作方式。

如圖6所示，開關控制器150於時間T6將控制信號CS設置成低電位以截止開關140後，外部同步信號EXT便停止耦接至控制接腳111。當通知信號產生器555於時間T7偵測到電壓VP的某個方波週期的長度比前一個方波週期長時，會產生通知信號Tout以通知同步信號偵測器251。

當收到通知信號Tout時，同步信號偵測器251會進入觀察期，並將控制信號SCM切換至低電位，以導通振盪器114中的開關243，並將振盪器114中的組合邏輯247設置成改依據比較器245輸出的比較信號CMP來產生時脈信號CLK。此時，控制電流Iosc會導通到振盪器114中的電容241，且控制電流Iosc的大小是由偏壓電路537對電晶體233的控制端所施加的偏壓大小來決定。因此，振盪器114輸出的時脈信號CLK的頻率大小，也會取決於偏壓電路537對電晶體233的控制端所施加的偏壓大小。

若電壓VP持續落在一預定範圍內的時間，超過時脈信號CLK的一預定數量的週期，則同步信號偵測器251便可判定外部同步信號EXT已停止耦接到控制接腳111。

例如，在圖6實施例中，同步信號偵測器251會於偵測到電壓VP持續落在電壓範圍Vp1～Vp2內的時間超過時脈信號CLK的2個週期時，例如在時間T8時，判定外部同步信號EXT已被停止耦接到控制接腳111。此時，如時序圖600所示，同步信號偵測器251會離開觀察期，並將振盪器114切換至電阻控制模式。同時，同步信號偵測器251會將控制信號RCM切換至高電位，以控制偏壓電路537停止對電晶體233的控制端施加偏壓，並導通電阻偵測器112中的開關227，使電阻偵測器112開始偵測外部電阻130的電阻值大小，以決定電流Ir和控制電流Iosc的大小。

在圖6的實施例中，由於振盪器114於同步信號偵測器251進入觀察期時(亦即時間T7)即已開始運作，所以當同步信號偵測器251離開觀察期時(亦即時間T8)，振盪器114即可迅速達到穩態運作，使得振盪器114輸出的時脈信號CLK的頻率會對應於外部電阻130的電阻值大小。

如前所述，同步信號偵測器251會在振盪器114操作於信號控制模式時，控制偏壓電路537對電晶體233的控制端施加預定偏壓，直到振盪器114被切換至電阻控制模式時才停止。此外，利用偏壓電路537對電晶體233的控制端施加預定偏壓的方式，也可使振盪器114從信號控制模式切換到電阻控制模式的過程中所產生的時脈信號CLK的頻率保持穩定，避免影響到後級的脈寬調變器116發生誤作動。

在圖6的實施例中，偏壓電路537對電晶體233的控制端所施加的偏壓，會使得振盪器114一開始被切換到電阻控制模式時所接收到的控制電流Iosc，略高於振盪器114達到穩態運作時的大小。實作上，也可以將偏壓電路537對電晶體233的控制端所施加的偏壓，設計成使得振盪器114一開始被切換到電阻控制模式時所接收到的控制電流Iosc略低於振盪器114達到穩態運作時的大小。

有關前述圖2的控制電路110在振盪器114從電阻控制模式被切換至信號控制模式的過程的運作說明，也適用於圖5的實施例，故在此不重複敘述。實作上，同步信號偵測器251也可以在將振盪器114從電阻控制模式切換到信號控制模式間的觀察期中，控制偏壓電路537對電晶體233的控制端施加預定偏壓的方式，以使振盪器114從電阻控制模式切換到信號控制模式的過程中所產生的時脈信號CLK的頻率能保持穩定，避免影響到後級的脈寬調變器116發生誤作動。

在前述的說明中，通知信號產生器555只要偵測到電壓VP的某個方波週期的長度比前一個方波週期長時，便會發出通知信號Tout給同步信號偵測器251。這只是一實施例，而非侷限通知信號產生器555的實際實施方式。例如，通知信號產生器555也可以在偵測到電壓VP的某個方波週期的長度比前一個方波週期長超過一預定程度時，例如，比前一個方波週期長複數倍時，才發出通知信號Tout給同步信號偵測器251。或者，通知信號產生器555也可以在偵測到電壓VP的某個方波週期的長度超過控制電路110的設計規格能接受的限度時，才發出通知信號Tout給同步信號偵測器251。

在前述的各實施例中，開關140、開關227和偏壓電路537等部分功能方塊的控制信號是以高態有效(active high)的形式表示，而開關243等部分功能方塊的控制信號是以低態有效(active low)的形式表示，但這只是為了方便舉例說明，並非侷限這些功能方塊的控制信號的實際實施方式。

另外，前述實施例中用來實現電流產生模組113的電流鏡架構，只是用來產生控制電流Iosc的許多方式之一，而非侷限電流產生模組113的實際實施方式。實作上，也可以利用更多的電晶體來組成不同架構的電流鏡，以實現前述電流產生模組113的功能。

由前述說明可知，即便開關控制器150在切換外部開關140時不主動通知控制電路110，前揭控制電路110中的模式切換電路115也會自動偵測是否有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111，並相對應地切換振盪器114的操作模式。因此，本案提出的控制電路110只需設置單一控制接腳111，便能提供兩種不同的時脈信號頻率設定方式，不僅賦予控制電路110更高的使用彈性，還能有效精簡所需的晶片封裝面積。

此外，當振盪器114操作在信號控制模式下時，是利用組合邏輯247直接依據外部同步信號EXT來產生同步的時脈信號CLK，而不是利用鎖相迴路(PLL)或延遲鎖定迴路(DLL)之類的回授控制架構來鎖定外部同步信號EXT。因此，當模式切換電路115將振盪器114切換至信號控制模式時，振盪器114可以迅速地將時脈信號CLK與外部同步信號EXT進行同步，並達到更佳的省電效果。而且，前揭振盪器114所需的電路面積也遠比採用鎖相迴路或延遲鎖定迴路實現的時脈產生器來得小，更有利於精簡控制電路110所需的電路面積。

再者，由於前揭的模式切換電路115是在控制接腳111上的電壓VP偏離預定範圍時，才會進入觀察期進一步監測電壓VP的變化態樣，且只有在偵測到電壓VP出現一或多次週期性的高低電位轉態時，模式切換電路才會判定有外部同步信號EXT被耦接到控制接腳111。因此，可有效避免模式切換電路115因控制接腳111上的雜訊而錯誤切換振盪器114之操作模式的情況發生。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明請求項所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．電源轉換器

110．．．控制電路

111．．．控制接腳

112．．．電阻偵測器

113．．．電流產生模組

114．．．振盪器

115．．．模式切換電路

116．．．脈寬調變器

120．．．切換式穩壓器

130．．．外部電阻

140．．．外部開關

150．．．開關控制器

223、245．．．比較器

227、243．．．開關

225、231、233．．．電晶體

235、241．．．電容

247．．．組合邏輯

251．．．同步信號偵測器

253．．．同相信號產生器

537．．．偏壓電路

555．．．通知信號產生器

圖1為本發明的電源轉換器的一實施例簡化後的功能方塊圖。

圖2為圖1中的控制電路的一實施例簡化後的功能方塊圖。

圖3至圖4為圖2中的控制電路的不同運作實施例簡化後的時序圖。

圖5為圖1中的控制電路的另一實施例簡化後的功能方塊圖。

圖6為圖5中的控制電路的一運作實施例簡化後的時序圖。

100．．．電源轉換器

110．．．控制電路

111．．．控制接腳

112．．．電阻偵測器

113．．．電流產生模組

114．．．振盪器

115．．．模式切換電路

116．．．脈寬調變器

120．．．切換式穩壓器

130．．．外部電阻

140．．．外部開關

150．．．開關控制器

Claims (18)

1. 一種用於切換式穩壓器的控制電路，其包含有：
   一控制接腳，用於耦接一外部電阻；
   一電阻偵測器，耦接於該控制接腳，用於在該控制接腳耦接於該外部電阻時，偵測該外部電阻的電阻值；
   一電流產生模組，耦接於該電阻偵測器，用於依據該電阻偵測器的偵測結果產生一相對應的控制電流；
   一振盪器，耦接於該控制接腳和該電流產生模組，用於產生一時脈信號；以及
   一模式切換電路，耦接於該控制接腳與該振盪器；
   其中當該模式切換電路設置該振盪器操作於一電阻控制模式時，該振盪器會依據該控制電流產生該時脈信號，使該時脈信號的頻率對應於該外部電阻的電阻值，而當該模式切換電路設置該振盪器操作於一信號控制模式時，該振盪器會依據該控制接腳所耦接的一外部同步信號產生該時脈信號，使該時脈信號同步於該外部同步信號。
2. 如請求項1所述的控制電路，其中當該振盪器操作於該電阻控制模式時，該模式切換電路會在該控制接腳耦接於該外部同步信號達一段時間後，將該振盪器切換至該信號控制模式。
3. 如請求項2所述的控制電路，其中當該振盪器操作於該信號控制模式時，該模式切換電路會在該控制接腳停止耦接於該外部同步信號達一段時間後，將該振盪器切換至該電阻控制模式。
4. 如請求項3所述的控制電路，其中該電阻偵測器包含有：
   一第一比較器，耦接於該控制接腳與一第一參考電壓，用於將該控制接腳上的電壓與該第一參考電壓進行比較；
   一電晶體，耦接於該電流產生模組與該控制接腳之間，且該電晶體的控制端耦接於該第一比較器的一輸出端；以及
   一第一開關，耦接於該電流產生模組與該控制接腳之間；
   其中在該控制接腳耦接於該外部同步信號前，該模式切換電路會導通該第一開關，而當該控制接腳上的電壓變化超過一預定範圍時，該模式切換電路會截止該第一開關。
5. 如請求項4所述的控制電路，其中該電晶體設置於該電流產生模組與該控制接腳之間的電流路徑上，而該第一開關則是設置於該電晶體與該控制接腳之間的電流路徑上，或是設置於該電流產生模組與該電晶體之間的電流路徑上。
6. 如請求項5所述的控制電路，其中該電流產生模組產生的該控制電流與流經該電晶體的一感應電流大小相同或成比例關係。
7. 如請求項3所述的控制電路，其中該電流產生模組包含有：
   一電流鏡，包含有複數個電晶體；以及
   一偏壓電路，耦接於該模式切換電路，用於依據該模式切換電路的控制，對該電流鏡的其中之一電晶體的控制端施加一預定偏壓。
8. 如請求項7所述的控制電路，其中當該模式切換電路將該振盪器設置成操作在該信號控制模式時，該模式切換電路會控制該偏壓電路對該電流鏡的其中之一電晶體的控制端施加一預定偏壓。
9. 如請求項8所述的控制電路，其中在該模式切換電路將該振盪器從該電阻控制模式切換到該信號控制模式間的一預定時段中，該模式切換電路會控制該偏壓電路對該電流鏡的其中之一電晶體的控制端施加一預定偏壓。
10. 如請求項9所述的控制電路，其中該電流產生模組另包含有：
    一第二電容，耦接於該電流鏡的其中之一電晶體的控制端。
11. 如請求項3所述的控制電路，其中該振盪器包含有：
    一第一電容；
    一第二開關，耦接於該第一電容與該電流產生模組之間，用於依據該模式切換電路的控制，選擇性地將該控制電流導通到該第一電容；
    一第二比較器，耦接於該第一電容和一第二參考電壓，用於將該第一電容的跨壓與該第二參考電壓進行比較，以產生一比較信號；以及
    一組合邏輯，耦接於該控制接腳、該模式切換電路、以及該第二比較器，用於依據該模式切換電路的控制，來產生該時脈信號。
12. 如請求項11所述的控制電路，其中當該模式切換電路將該振盪器設置成操作於該電阻控制模式時，該模式切換電路會導通該第二開關，並將該組合邏輯設置成依據該比較信號來產生該時脈信號。
13. 如請求項11所述的控制電路，其中當該模式切換電路將該振盪器設置成操作於該信號控制模式時，該模式切換電路會截止該第二開關，並將該組合邏輯設置成依據該外部同步信號來產生該時脈信號。
14. 如請求項3所述的控制電路，其中該模式切換電路包含有：
    一同步信號偵測器，耦接於該控制接腳、該電阻偵測器、和該振盪器，用於偵測該控制接腳上的電壓，並控制該電阻偵測器和該振盪器的運作。
15. 如請求項14所述的控制電路，其中該同步信號偵測器會於偵測到該控制接腳上的電壓出現一或多次週期性的高低電位轉態時，將該振盪器切換至該信號控制模式。
16. 如請求項14所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有：
    一同相信號產生器，耦接於該同步信號偵測器和該振盪器，用於依據該時脈信號產生與該時脈信號相位相同的一同相信號；
    其中該同步信號偵測器會於偵測到該控制接腳上的電壓出現一或多次週期性的高低電位轉態，且該控制接腳上的電壓的方波與該同相信號兩者的相位相同或是差距小於一臨界值時，將該振盪器切換至該信號控制模式。
17. 如請求項16所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有：
    一通知信號產生器，耦接於該控制接腳和該同步信號偵測器，用於偵測該控制接腳上的電壓的方波周期，且於該控制接腳上的電壓的方波周期超過一預定長度時，產生一對應的通知信號給該同步信號偵測器；
    其中當該同步信號偵測器收到該通知信號時，會將該振盪器切換至該電阻控制模式。
18. 如請求項14所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有：
    一通知信號產生器，耦接於該控制接腳和該同步信號偵測器，用於偵測該控制接腳上的電壓的方波周期，且於該控制接腳上的電壓的方波周期超過一預定長度時，產生一對應的通知信號給該同步信號偵測器；
    其中當該同步信號偵測器收到該通知信號時，會將該振盪器切換至該電阻控制模式。