TWI456884B - 開關變換器電路和功率變換方法 - Google Patents
開關變換器電路和功率變換方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI456884B TWI456884B TW100143320A TW100143320A TWI456884B TW I456884 B TWI456884 B TW I456884B TW 100143320 A TW100143320 A TW 100143320A TW 100143320 A TW100143320 A TW 100143320A TW I456884 B TWI456884 B TW I456884B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- digital
- output
- slope compensation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Claims (29)
- 一種開關變換器電路，包括：輸入端子，接收輸入電壓；輸出端子，耦接到負載電路，為所述負載電路提供輸出電壓；回饋電路，耦接到所述輸出端子，對所述輸出電壓進行採樣，以提供回饋信號；包含數位控制器的信號發生裝置，通過改變數位控制器輸出的數位信號來調整提供到比較電路的反映斜坡補償信號的參考電壓，或者調整提供到比較電路的參考電壓以及提供到回饋電路的斜坡補償信號；比較電路，將回饋信號與參考電壓相比較，產生比較信號；導通時間控制電路，產生導通時間控制信號以控制開關電路的導通時間長度；驅動電路，與比較電路和導通時間控制電路耦接，輸出驅動信號，其中驅動信號根據比較信號控制開關電路的導通時刻，以及根據導通時間控制信號控制開關電路的關斷時刻；和開關電路，與輸入端子串聯連接，通過驅動電路輸出的驅動信號控制該開關電路的導通或關斷。
- 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述回饋電路包括輸出電壓採樣電路，對輸出電壓進行採樣，以提供輸出電壓採樣信號作為所述回饋信號。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生基準參 考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第3項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器進一步包括：數位運算電路，用於將斜坡補償信號的數位信號從基準參考電壓的數位信號中減去，以得到所述參考電壓的數位信號。
- 如申請專利範圍第4項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第一數模轉換器，用於將所述參考電壓的數位信號轉換為類比信號，並輸出所述參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第3項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第二數模轉換器，該第二數模轉換器將基準參考電壓的數位信號轉換為類比信號；以及第三數模轉換器，該第三數模轉換器將斜坡補償信號的數位信號轉換為類比信號。
- 如申請專利範圍第6項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：運算電路，用於將來自第三數模轉換器的斜坡補償信號從來自第二數模轉換器的基準參考電壓中減去，以輸出所述參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第8項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第二數模轉換器，該第二數模轉換器將參考電壓的數 位信號轉換為類比信號，並輸出所述參考電壓到所述比較電路；以及第三數模轉換器，該第三數模轉換器將斜坡補償信號的數位信號轉換為類比信號，並輸出所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第9項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述第三數模轉換器將所述斜坡補償信號耦接到所述回饋電路，與所述輸出電壓採樣信號相疊加得到所述回饋信號，並輸出所述回饋信號。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第11項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第四數模轉換器，該第四數模轉換器將基準參考電壓的數位信號轉換為類比信號，並輸出基準參考電壓；以及第五數模轉換器，該第五數模轉換器將斜坡補償信號的幅值的數位信號轉換為類比信號，並輸出斜坡補償信號的幅值。
- 如申請專利範圍第12項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第一開關，該第一開關的導通和關斷由所述數位控制器控制，其一端耦接到第五數模轉換器的輸出，其另一端耦接到一電壓控制電流源的輸入端。
- 如申請專利範圍第13項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電壓控制電流源的輸出電流與第五數模轉換器輸出的所述斜坡補償信號的幅值成比例。
- 如申請專利範圍第14項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：放電電路，該放電電路由開關陣列和電流鏡電路串聯耦合而成，所述開關陣列的第一端耦接到電壓源，第二端耦接到電流鏡電路的第一端，所述開關陣列中的開關的導通和關斷由所述數位控制器控制；所述電流鏡電路的第二端作為放電電路的輸出端耦接到所述電壓控制電流源的輸出端。
- 如申請專利範圍第15項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括電容器，所述電容器耦合到所述電壓控制電流源的輸出端和所述放電電路的輸出端的交點以及地之間，用於提供所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第6項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括運算電路，用於將所述電容器提供的所述斜坡補償信號從第四數模轉換器輸出的所述基準參考電壓中減去，以輸出參考電壓到所述比較電路。
- 如申請專利範圍第2項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述數位控制器以數位方式產生參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第18項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括：第四數模轉換器，該第四數模轉換器將參考電壓的數位信號轉換為類比信號，以輸出參考電壓到所述比較電路；以及第五數模轉換器，該第五數模轉換器將斜坡補償信號的幅值的數位信號轉換為類比信號，以輸出斜坡補償信號 的幅值。
- 如申請專利範圍第19項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括第一開關，該第一開關的導通和關斷由所述數位控制器控制，其一端耦接到第五數模轉換器的輸出，其另一端耦接到一電壓控制電流源的輸入端。
- 如申請專利範圍第20項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電壓控制電流源的輸出電流與第五數模轉換器輸出的所述斜坡補償信號的幅值成比例。
- 如申請專利範圍第21項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括放電電路，該放電電路由開關陣列和電流鏡電路串聯耦合而成，所述開關陣列的第一端耦接到電壓源，第二端耦接到電流鏡電路第一端，所述開關陣列中的開關的導通和關斷由所述數位控制器控制；所述電流鏡電路的第二端作為放電電路的輸出端耦接到所述電壓控制電流源的輸出端。
- 如申請專利範圍第22項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述信號發生裝置進一步包括電容器，所述電容器耦合到所述電壓控制電流源的輸出端和所述放電電路的輸出端的交點以及地之間，用於輸出所述斜坡補償信號。
- 如申請專利範圍第23項所述的開關變換器電路，其特徵在於，所述電容器將所述斜坡補償信號耦接到所述回饋電路，與所述輸出電壓採樣信號相疊加得到所述回饋信號，並輸出所述回饋信號。
- 一種功率變換的方法，包括：通過輸入端子接收輸入電壓； 通過輸出端子為負載電路提供輸出電壓；通過回饋電路，對所述輸出電壓進行採樣，以提供回饋信號；經由信號發生裝置通過改變信號發生裝置中包含的數位控制器輸出的數位信號來調整提供到比較電路的反映斜坡補償信號的參考電壓，或者調整提供到比較電路的參考電壓以及提供到回饋電路的斜坡補償信號；將所述回饋信號與所述參考電壓相比較，產生比較信號；通過導通時間控制電路產生導通時間控制信號以控制開關電路的導通時間長度；根據所述比較信號和所述開關電路的導通時間，輸出驅動信號；以及基於所述驅動信號控制所述開關電路的導通或關斷；其中所述驅動信號根據比較信號控制開關電路的導通時刻，根據導通時間控制信號控制開關電路的關斷時刻。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經由數位控制器輸出基準參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的方法，其特徵在於，經 由數位控制器輸出參考電壓的數位信號和斜坡補償信號的幅值的數位信號。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010601558.7A CN102035384B (zh) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | 开关变换器电路和功率变换方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201230643A TW201230643A (en) | 2012-07-16 |
| TWI456884B true TWI456884B (zh) | 2014-10-11 |
Family
ID=43887851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100143320A TWI456884B (zh) | 2010-12-13 | 2011-11-25 | 開關變換器電路和功率變換方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8749216B2 (zh) |
| CN (1) | CN102035384B (zh) |
| TW (1) | TWI456884B (zh) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2764611C (en) | 2008-06-05 | 2017-11-21 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Methods and instrumentation for during-synthesis monitoring of polymer functional evolution |
| US9293989B2 (en) * | 2011-04-21 | 2016-03-22 | Green Solution Technology Co., Ltd. | DC to DC buck converting controller with programmable on-time period unit |
| CN102364854B (zh) * | 2011-06-30 | 2014-08-13 | 成都芯源系统有限公司 | 准固定导通时间控制电路和降压式开关调节电路 |
| CN102427343B (zh) * | 2011-12-02 | 2014-10-22 | 成都芯源系统有限公司 | 计时信号产生电路及方法和电源电路 |
| CN102412707B (zh) * | 2011-12-05 | 2014-05-21 | 成都芯源系统有限公司 | 开关变换器及其控制电路和控制方法 |
| CN102427295B (zh) * | 2011-12-09 | 2013-09-18 | 成都芯源系统有限公司 | 开关调节电路 |
| US9588532B2 (en) * | 2012-03-26 | 2017-03-07 | Infineon Technologies Americas Corp. | Voltage regulator having an emulated ripple generator |
| CN102801288B (zh) | 2012-08-29 | 2015-05-13 | 成都芯源系统有限公司 | 控制电路、开关模式变换器及控制方法 |
| BR112015008485A2 (pt) * | 2012-10-18 | 2017-07-04 | Koninklijke Philips Nv | dispositivo condutor e método de condução para condução de uma carga |
| US8917073B2 (en) | 2012-11-02 | 2014-12-23 | Monolithic Power Systems, Inc. | Cot converter with controlled frequency and associated method |
| CN104113193B (zh) * | 2013-04-17 | 2017-10-03 | 台达电子工业股份有限公司 | 功率转换装置 |
| CN103475214A (zh) | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 成都芯源系统有限公司 | 开关变换器及其控制电路和控制方法 |
| US9716432B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-07-25 | Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. | Switching converter with constant on-time controller thereof |
| CN103840643B (zh) * | 2014-03-24 | 2017-03-08 | 成都芯源系统有限公司 | 多相开关变换器及其控制电路和控制方法 |
| CN104022648B (zh) | 2014-04-23 | 2017-01-11 | 成都芯源系统有限公司 | 开关变换器及其控制电路和控制方法 |
| CN104065261B (zh) | 2014-06-26 | 2017-01-11 | 成都芯源系统有限公司 | 开关变换器及其控制电路和控制方法 |
| US9385601B2 (en) | 2014-06-30 | 2016-07-05 | Monolithic Power Systems Co., Ltd. | SMPS with output ripple reduction control and method thereof |
| CN104092368B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-08-17 | 电子科技大学 | 一种用于cot控制模式开关调整器的定时器电路 |
| US9467045B2 (en) * | 2014-09-18 | 2016-10-11 | Monolithic Power Systems, Inc. | SMPS with adaptive COT control and method thereof |
| US9270176B1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-02-23 | Monolithic Power Systems, Inc. | Constant on-time switching converter with internal ramp compensation and control method thereof |
| CN104638723B (zh) | 2015-02-02 | 2017-02-22 | 成都芯源系统有限公司 | 电池充电电路及其方法 |
| GB2538782A (en) * | 2015-05-28 | 2016-11-30 | Snap Track Inc | Improved tracking |
| CN105141114B (zh) | 2015-09-07 | 2018-01-23 | 成都芯源系统有限公司 | 恒定导通时长控制的开关变换器及其控制电路 |
| CN105245100B (zh) | 2015-10-28 | 2018-08-03 | 成都芯源系统有限公司 | 升压电路及其控制方法 |
| US10348197B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-07-09 | Monolithic Power Systems, Inc. | DC-DC converter with transient control and the method thereof |
| US10193442B2 (en) | 2016-02-09 | 2019-01-29 | Faraday Semi, LLC | Chip embedded power converters |
| CN105896942B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-12-25 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 开关型调节器的控制电路、控制方法及开关型调节器 |
| CN107809175B (zh) * | 2016-09-09 | 2024-01-30 | 苏州力生美半导体有限公司 | 开关电源、数控电压源及数控可调基准源芯片 |
| US10298123B2 (en) * | 2017-06-06 | 2019-05-21 | Infineon Technologies Austria Ag | Power supply control and use of generated ramp signal to control activation |
| US10790746B2 (en) * | 2017-08-04 | 2020-09-29 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | Power dissipation regulated buck architecture |
| US10778081B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-09-15 | Texas Instruments Incorporated | Ripple compensation for burst mode control |
| US10566901B2 (en) * | 2018-06-22 | 2020-02-18 | Monolithic Power Systems, Inc. | Constant-frequency control method with fast transient |
| US10504848B1 (en) | 2019-02-19 | 2019-12-10 | Faraday Semi, Inc. | Chip embedded integrated voltage regulator |
| US11069624B2 (en) | 2019-04-17 | 2021-07-20 | Faraday Semi, Inc. | Electrical devices and methods of manufacture |
| US10797598B1 (en) * | 2019-07-16 | 2020-10-06 | Microchip Technology Incorporated | Calibrated ripple injection-based constant on-time buck converter with pre-bias startup in continuous conduction mode |
| US11063516B1 (en) | 2020-07-29 | 2021-07-13 | Faraday Semi, Inc. | Power converters with bootstrap |
| CN112910225B (zh) * | 2021-01-18 | 2022-01-07 | 杰华特微电子股份有限公司 | 开关电路的控制方法、控制电路及开关电路 |
| CN112803770B (zh) * | 2021-03-17 | 2022-01-11 | 电子科技大学 | 一种自适应斜坡补偿电路 |
| CN114172388B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-07-12 | 陕西亚成微电子股份有限公司 | 一种降低负载调整率、高速响应的开关电源及其控制方法 |
| US11990839B2 (en) | 2022-06-21 | 2024-05-21 | Faraday Semi, Inc. | Power converters with large duty cycles |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200711279A (en) * | 2005-07-11 | 2007-03-16 | Rohm Co Ltd | Voltage-fall type switching regulator, and its control circuit, and electronic equipment using the same |
| TW200803130A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-01 | Mediatek Inc | Switching regulators and slope compensation method thereof |
| TWI303917B (en) * | 2005-08-29 | 2008-12-01 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Control circuit of dc-dc converter and its control method |
| US7508181B2 (en) * | 2006-03-22 | 2009-03-24 | Anpec Electronics Corporation | Switching regulator capable of compensating output errors |
| TW201025811A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Richtek Technology Corp | Control circuit and method for digital synchronous switching converter |
| US20100181983A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Qian Ouyang | Constant on-time converter and the method of operation |
| CN101889396A (zh) * | 2007-10-22 | 2010-11-17 | 大动力公司 | 数字电源控制系统的自跟踪adc |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969515A (en) * | 1998-02-27 | 1999-10-19 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for digital control of a power converter current |
| JP4098533B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2008-06-11 | Ｔｄｋ株式会社 | スイッチング電源装置用制御回路及びこれを用いたスイッチング電源装置 |
| JP4311564B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2009-08-12 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 電流モード制御型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路および制御方法 |
| US7554310B2 (en) * | 2005-03-18 | 2009-06-30 | Power-One, Inc. | Digital double-loop output voltage regulation |
| US7595624B2 (en) * | 2005-11-30 | 2009-09-29 | Texas Instruments Incorporated | Slope compensation for switching regulator |
| CN101728954B (zh) | 2008-10-21 | 2013-04-10 | 成都芯源系统有限公司 | 用于dc-dc变流器的控制电路及其方法 |
| JP5464695B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2014-04-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ、直流電圧変換方法 |
-
2010
- 2010-12-13 CN CN201010601558.7A patent/CN102035384B/zh active Active
-
2011
- 2011-11-25 TW TW100143320A patent/TWI456884B/zh active
- 2011-12-13 US US13/324,504 patent/US8749216B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200711279A (en) * | 2005-07-11 | 2007-03-16 | Rohm Co Ltd | Voltage-fall type switching regulator, and its control circuit, and electronic equipment using the same |
| TWI303917B (en) * | 2005-08-29 | 2008-12-01 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Control circuit of dc-dc converter and its control method |
| US7508181B2 (en) * | 2006-03-22 | 2009-03-24 | Anpec Electronics Corporation | Switching regulator capable of compensating output errors |
| TW200803130A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-01 | Mediatek Inc | Switching regulators and slope compensation method thereof |
| CN101889396A (zh) * | 2007-10-22 | 2010-11-17 | 大动力公司 | 数字电源控制系统的自跟踪adc |
| TW201025811A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Richtek Technology Corp | Control circuit and method for digital synchronous switching converter |
| US20100181983A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Qian Ouyang | Constant on-time converter and the method of operation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8749216B2 (en) | 2014-06-10 |
| TW201230643A (en) | 2012-07-16 |
| CN102035384B (zh) | 2014-12-24 |
| CN102035384A (zh) | 2011-04-27 |
| US20120146606A1 (en) | 2012-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI456884B (zh) | 開關變換器電路和功率變換方法 | |
| WO2005039029A3 (en) | Total feed forward switching power supply control | |
| EP2369729A3 (en) | Phase angle measurement of a dimming circuit for a switching power supply | |
| JP2015503901A5 (zh) | ||
| TWI523385B (zh) | 多模式控制功率轉換器 | |
| WO2007041554A3 (en) | In system analysis and compensation for a digital pwm controller | |
| GB2562677A (en) | Switched mode converter with variable common mode voltage buffer | |
| WO2014078625A3 (en) | Slope compensation module | |
| WO2010017447A3 (en) | Current sensing for high voltage buck converter | |
| EP2259415A3 (en) | Single-stage power supply with power factor correction and constant current output | |
| ATE457546T1 (de) | Stromversorgung mit leistungsfaktor | |
| WO2008137656A3 (en) | Power factor correction controller with feedback reduction | |
| JP2008092796A5 (zh) | ||
| JP2013220012A5 (zh) | ||
| EP2424089A3 (en) | Power supply circuit and power conversion device | |
| US8907649B2 (en) | Voltage converter having an adjustable output | |
| WO2007035392A3 (en) | Switched mode power converter | |
| EP1978624A3 (en) | Method and apparatus for integrated voltage drop compensation relating to cable being connected to a d.c. converter | |
| JP2012135203A5 (zh) | ||
| EP1679783A3 (en) | Current controlled switch mode power supply | |
| EP1732199A3 (en) | Method and apparatus to reduce maximum power from a power supply with transition region regulation | |
| WO2009003063A3 (en) | A current mode boost converter using slope compensation | |
| TW200644376A (en) | Method and charging apparatus controlled by computer for converting input power into required charging voltage and charging current | |
| WO2008098091A3 (en) | Regulated output current and slope control | |
| JP4979796B2 (ja) | 負荷駆動装置 |