TWI462441B - 電源轉換電路及相關的控制電路 - Google Patents

電源轉換電路及相關的控制電路 Download PDF

Info

Publication number
TWI462441B
TWI462441B TW102109129A TW102109129A TWI462441B TW I462441 B TWI462441 B TW I462441B TW 102109129 A TW102109129 A TW 102109129A TW 102109129 A TW102109129 A TW 102109129A TW I462441 B TWI462441 B TW I462441B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
circuit
transistor
upper bridge
coupled
Prior art date
Application number
TW102109129A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201436432A (zh
Inventor
Hung Yu Cheng
Chung Lung Pai
Tzu Huan Chiu
Chien Ping Lu
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Priority to TW102109129A priority Critical patent/TWI462441B/zh
Priority to US14/206,877 priority patent/US9041374B2/en
Publication of TW201436432A publication Critical patent/TW201436432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI462441B publication Critical patent/TWI462441B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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
    • H02M3/156Conversion 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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
    • H02M3/156Conversion 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
    • H02M3/158Conversion 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 including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588Conversion 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 including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)

Description

電源轉換電路及相關的控制電路
本發明有關電源轉換電路,尤指一種能夠精確地提供較小輸出信號的電源轉換電路。
有鑑於能源的日益匱乏以及環保意識的提升,各國政府以及各種產業標準皆要求電子產品能夠更有效率地利用能源以降低能源的消耗。
在電子產品中,電源轉換電路常被用來將輸入電源轉換為適當的電壓信號或電流信號,以對其他的電路元件進行供電。為了能夠降低電子產品的電力消耗,時下已經有許多控制技術能依據電源轉換電路的負載情形而調整所提供的電壓或電流。例如,有些電子產品會依據運算量或電路運作頻率等條件而具備有多種運作模式,在正常運作模式時會消耗較高的電力,而在待機等運作模式時則能夠降低電力消耗。
因此,某些現有技術已經初步提出如何於電源轉換電路的負載較小或者零負載時提供較低的輸出電流以降低電力消耗。然而,現有技術的電源轉換電路所提供的輸出電流常常受到電源轉換電路的轉換率、電源轉換電路所耦接的電感值及電路元件的製程差異所影響,進而造成電源轉換電路無法精確地提供較小的輸出信號。
有鑑於此,如何使電源轉換電路能夠精確地提供較小的輸出信號,實為業界有待解決的問題。
本說明書提供一種電源轉換電路的實施例,其包含:一上橋功率開關,包含一第一端、一第二端及一控制端,該上橋功率開關的該第一端用於耦接一第一預設電位,該上橋功率開關的該第二端用於提供一輸出信號;一第一電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第一電晶體的該第一端用於耦接該第一預設電位,該第一電晶體的該控制端用於耦接一第二預設電位;一第一電流源電路,耦接於該第一電晶體的該第二端及該第二預設電位,用於提供一參考電流信號,以於該第一電晶體的該第二端產生一參考信號;一比較電路,耦接於該上橋功率開關的該第二端以及該第一電晶體的該第二端,以依據該參考信號以及該輸出信號而產生一比較信號;一延遲電路,耦接於該比較電路,被設置成依據該比較信號及一時脈信號而產生一延遲信號;以及一脈寬調變信號產生電路,耦接於該延遲電路,依據該延遲信號及該時脈信號而產生一上橋控制信號,以設置該上橋功率開關的導通狀態;其中當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號大於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號小於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
本說明書另提供一種電源轉換電路的控制電路的實施例,用於耦接一上橋功率開關的一控制端,該上橋功率開關的一第一端用於耦接一第一預設電位,該上橋功率開關的該第二端用於提供一輸出信號;該控制電路包含:一第一電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第一電晶體的該第一端用於耦接該第一預設電位,該第一電晶體的該控制端用於耦接一第二預設電位;一第一電流源電路,耦接於該第一電晶體的該第二端及該第二預設電位,用於提供一參考電流信號,以於該第一電晶體的該第二端產生一參考信號;一比較電路,耦接於該上橋功率開關的該第二端以及該第一電晶體的該第二端,以依據該參考信號以及該輸出信號而產生一比較信號;一延遲電路,耦接於該比較電路,被設置成依據該比較信號及一時脈信號而產生一延遲信號;以及一脈寬調變信號產生電路,耦接於該延遲電路,依據該延遲信號及該時脈信號而產生一上橋控制信號,以設置該上橋功率開關的導通狀態;其中當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號大於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號小於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
上述實施例的優點之一是電源轉換電路能夠準確地輸出較小的輸出信號,以達到節約能源的效果。上述實施例的另一優點是電源轉換電路不會受到電源轉換電路的轉換率、電源轉換電路所耦接的電感值及電路元件的製程差異所影響,而能夠精確地提供較小的輸出信號。本發明的其他優點將藉由以下的說明和圖式進行更詳細的解說。
100...電源轉換電路
110...控制電路
111...電晶體
112...電流源電路
113...比較電路
114...時脈信號產生電路
115...延遲電路
116...脈寬調變信號產生電路
117...反相電路
130...上橋功率開關
150...下橋功率開關
195...電感
197...電容
199...負載
210、220...反相電路
211、212、213...電晶體
230...電壓調整電路
231、233...電流源電路
235...反相電路
237...電容
430...電壓調整電路
431、433...電流源電路
437...電容
439...切換電路
CLK...時脈信號
Delay...比較信號
DelayB...反相比較信號
INV...反相時脈信號
Iref...參考電流信號
ISIN...參考信號
LX...輸出信號
MINC...延遲信號
UG、LG...控制信號
UGB...致能信號
Vb...偏壓信號
V1~V5...電位
T1~T6...時間點
圖1為本發明一實施例的電源轉換電路簡化後的功能方塊圖。
圖2為圖1的延遲電路的一實施例簡化後的功能方塊圖。
圖3為圖1的電源轉換電路運作時的數個信號的一實施例簡化後的時序圖。
圖4為圖1的延遲電路的另一實施例簡化後的功能方塊圖。
以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中,相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。
圖1為本發明一實施例的電源轉換電路100簡化後的功能方塊圖。電源轉換電路100包含有控制電路110、上橋功率開關130及下橋功率開關150,以通過電感195及電容197而對負載199供電。為使圖面簡潔而易於說明,電源轉換電路100的其他元件和連接關係並未繪示於圖1中。
在本實施例中,上橋功率開關130及下橋功率開關150分別使用一個電晶體的方式實施。在其他實施例中,上橋功率開關130及下橋功率開關150可以分別採用一個或多個合適種類的電晶體實施,例如,BJT電晶體及FET電晶體等。
上橋功率開關130的第一端耦接第一預設電位V1,上橋功率開關130的第二端耦接於電感195。下橋功率開關150的第一端耦接第三預設電位V3,下橋功率開關150的第二端耦接於電感195。上橋功率開關130及下橋功率開關150依據控制電路110的設置,而分別呈現導通或不導通的狀態,以提供輸出信號LX,並通過電感195及電容197而傳送至負載199;
控制電路110包含有第一電晶體111、第一電流源電路112、比較電路113、時脈信號產生電路114、延遲電路115、脈寬調變信號產生電路116及第一反相電路117,以產生控制信號UG和LG,而分別設置上橋功率開關130及下橋功率開關150的導通狀態。
在本實施例中,電晶體111的第一端耦接於第一預設電位V1,電晶體111的控制端耦接於第二預設電位V2。電流源電路112耦接於電晶體111的第二端及第二預設電位。電流源電路112用於產生參考電流信號Iref,而於電晶體111的第二端產生參考信號ISIN。
比較電路113耦接於上橋功率開關130的第二端以及電晶體111的第二端,並且耦接於反相電路117。當反相電路117所提供的致能信號UGB為有效狀態(active,例如,以高態有效方式表示時,致能信號UGB為高電位)時,比較電路113依據參考信號ISIN以及輸出信號LX而產生比較信號Delay。比較電路113可以採用具有增益或不具增益的電路架構實施,以產生所需的比較信號Delay。
時脈信號產生電路114可以採用各種合適的電路架構以產生所需的時脈信號CLK,例如,時脈信號產生電路114可以產生方波、弦波或斜坡(ramp)等形式的週期性信號,以作為時脈信號CLK,
延遲電路115耦接於比較電路113及時脈信號產生電路114,依據比較信號Delay及時脈信號CLK而產生延遲信號MINC。
脈寬調變信號產生電路116,耦接於時脈信號產生電路114及延遲電路115,依據時脈信號CLK及延遲信號MINC而產生上橋控制信號UG及下橋控制信號LG,以分別設置上橋功率開關130及下橋功率開關150的導通狀態。例如,脈寬調變信號產生電路116會依據時脈信號CLK的上升緣(rising edge)而將上橋控制信號UG設置為有效狀態(例如,以高態有效方式表示時,上橋控制信號UG高電位時為有效),並依據延遲信號MINC的下降緣(falling edge)而將上橋控制信號UG設置為無效狀態(inactive,例如,以高態有效方式表示時,上橋控制信號UG低電位時為無效)。
反相電路117會依據上橋控制信號UG而對應地產生與上橋控制信號UG反相的致能信號UGB,例如,當上橋控制信號UG為高電位時,致能信號UGB被設置為低電位,而當上橋控制信號UG為低電位時,致能信號UGB被設置為高電位。
在本實施例中,當脈寬調變信號產生電路116所產生的上橋控制信號UG使上橋功率開關130呈現不導通狀態時,若輸出信號LX大於參考信號ISIN,則比較電路113會產生高電位的比較信號Delay,以設置延遲電路115對應地調整延遲信號MINC,而增加上橋控制信號UG呈現有效狀態的時間以及增加上橋功率開關130的導通時間。當脈寬調變信號產生電路116所產生的上橋控制信號UG使上橋功率開關130呈現不導通狀態時,若輸出信號LX小於參考信號ISIN,則比較電路113會產生低電位的比較信號Delay,以設置延遲電路115對應地調整延遲信號MINC,而降低上橋控制信號UG呈現有效狀態的時間以及降低上橋功率開關130的導通時間。因此,當控制電路110將參考信號ISIN設置為所需的數值時,控制電路110即能夠通過設置上橋控制信號UG呈現有效狀態的時間,而調整上橋功率開關130的導通時間,以將輸出信號LX設置為所需的數值。
在圖1的實施例中,為易於說明起見,電晶體111和上橋功率開關130的第一端皆設置為耦接於第一預設電位V1,電晶體111的第二端及控制端皆設置為耦接於第二預設電位V2,而下橋功率開關150的第一端、電容197及負載199皆設置為耦接於第三預設電位V3。在其他的實施例中,上述的元件也能夠依據不同的設計考量而分別耦接於相同或不同的電位。
圖2為圖1的延遲電路115的一實施例簡化後的功能方塊圖,在圖2的實施例中,延遲電路115包含有第二反相電路210、第三反相電路220及電壓調整電路230,以依據時脈信號CLK及比較信號Delay而產生所需的延遲信號MINC。為使圖面簡潔而易於說明,延遲電路115的其他元件和連接關係並未繪示於圖2中。
反相電路210包含第一輸入端、第二輸入端及輸出端,反相電路210的第一輸入端用於接收時脈信號CLK,反相電路210的第二輸入端用於接收偏壓信號Vb,以於反相電路210的輸出端提供與時脈信號CLK反相的反相時脈信號INV。
在圖2的實施例中,反相電路210包含有第二電晶體211、第三電晶體212及第四電晶體213,電晶體211的控制端用於接收時脈信號CLK,電晶體211的第一端耦接於第四預設電位V4,電晶體211的第二端耦接於反相電路220。電晶體212的控制端用於接收時脈信號CLK,電晶體212的第一端耦接於第三反相電路220,電晶體212的第二端耦接於電晶體213的第一端。電晶體213的控制端用於接收偏壓信號Vb,電晶體213的第二端耦接於第五預設電位V5。
反相電路220耦接於反相電路210的輸出端,以依據反相時脈信號INV而產生與反相時脈信號INV反相的延遲信號MINC。
在圖2的實施例中,電壓調整電路230包含第二電流源電路231及第三電流源電路233、第四反相電路235及電容237,以依據比較信號Delay而產生偏壓信號Vb,而提供至反相電路210的第二輸入端。
電流源電路231的第一端耦接於第五預設電位V5,電流源電路231的第二端耦接於電容237及反相電路210的第二輸入端。當比較信號Delay為有效狀態時,電流源電路231對電容237進行放電,以調降偏壓信號Vb。
電流源電路233的第一端耦接於第四預設電位V4,電流源電路233的第二端耦接於電容237及反相電路210的第二輸入端。當反相比較信號DelayB為有效狀態時,電流源電路233對電容237進行充電,以調升偏壓信號Vb。
反相電路235會依據比較信號Delay而對應地產生與比較信號Delay反相的反相比較信號DelayB。
因此,當時脈信號CLK為高電位時(當以高態有效的方式表示),若比較信號Delay為有效,電流源電路231會對電容237進行放電以調降偏壓信號Vb,而能增加延遲信號MINC呈現高電位的時間。當時脈信號CLK為高電位時,若比較信號Delay為無效時,反相比較信號DelayB為有效,電流源電路233會對電容237進行充電以調升偏壓信號Vb,而能降低延遲信號MINC呈現高電位的時間。
圖3為圖1的電源轉換電路運作時的數個信號的一實施例簡化後的時序圖,以下將以圖1和2搭配圖3,進一步說明電源轉換電路100的運作方式。
於時間T1、T2、T3和T4時,輸出信號LX大於參考信號ISIN,比較電路113輸出高電位的比較信號Delay,電流源電路231對電容237進行放電,以調降偏壓信號Vb,使延遲信號MINC呈現高電位的時間增加,而增加上橋功率開關130的導通時間。
於時間T5時,輸出信號LX小於參考信號ISIN,比較電路113輸出低電位的比較信號Delay,電流源電路231對電容237進行充電,以調升偏壓信號Vb,使延遲信號MINC呈現高電位的時間降低,而降低上橋功率開關130的導通時間。
於時間T6時,輸出信號LX大於參考信號ISIN,比較電路113輸出高電位的比較信號Delay,電流源電路231對電容237進行放電,以調降偏壓信號Vb,使延遲信號MINC呈現高電位的時間增加,而增加上橋功率開關130的導通時間。
因此,控制電路110就能夠通過設置參考信號ISIN,而對應地調整上橋控制信號UG的導通時間。此外,即便電源轉換電路100需提供較小的輸出信號,控制電路110也能夠藉由上述的方式精確的控制上橋控制信號UG的導通時間,而能夠精準地提供較小的輸出信號。
在上述的實施例中,各個功能方塊皆能夠進行適當的組合及變化,而仍然能達成相同或類似的功效。例如,圖4為圖1的延遲電路115的另一實施例簡化後的功能方塊圖,在圖4的實施例中,延遲電路115包含有反相電路210、反相電路220及電壓調整電路430,以依據時脈信號CLK及比較信號Delay而產生所需的延遲信號MINC。為使圖面簡潔而易於說明,延遲電路115的其他元件和連接關係並未繪示於圖4中。
圖4的實施例類似於圖2的實施例,主要的差異在於電壓調整電路230和430的實施方式。在圖4的實施例中,電壓調整電路430包含第四電流源電路431、第五電流源電路433、電容437及切換電路439,以依據比較信號Delay而產生偏壓信號Vb,而提供至反相電路210的第二輸入端。
電流源電路431的第一端耦接於第五預設電位V5,電流源電路431的第二端耦接於電容437及切換電路439。電流源電路433的第一端耦接於第四預設電位V5,電流源電路433的第二端耦接於電容437及切換電路439。當比較信號Delay為有效狀態時,切換電路439會將電流源電路431耦接至電容437,電流源電路431會對電容437進行放電以調降偏壓信號Vb。當比較信號Delay為無效狀態時,切換電路439會將電流源電路433耦接至電容437,電流源電路433會對電容437進行充電以調升偏壓信號Vb。
因此,當時脈信號CLK為高電位時(當以高態有效的方式表示),若比較信號Delay為有效時,電流源電路431會對電容437進行放電以調降偏壓信號Vb,而能增加延遲信號MINC呈現高電位的時間。當時脈信號CLK為高電位時,若比較信號Delay為無效時,電流源電路433會對電容437進行充電以調升偏壓信號Vb,而能降低延遲信號MINC呈現高電位的時間。
在上述的實施例中,各個功能方塊皆能夠分別以一個或多個電路元件實施,多個功能方塊也能夠整合於單一的電路元件。例如,控制電路110可以採用積體電路晶片的方式實施,而時脈信號產生電路114可以設置於積體電路晶片的內部及/或外部,上橋功率開關130及/或下橋功率開關150也能夠設置於積體電路晶片。
在上述的實施例中,各個信號及功能方塊採用高態有效(active high)的方式實施,以便於說明。在其他實施例中,各個信號及功能方塊皆可以分別採用高態有效及低態有效(active low)的方式實施。
在上述的實施例中,電源轉換電路能夠依據參考信號ISIN及上橋功率開關所提供的輸出信號LX,而對應地設置上橋功率開關的導通時間,使電源轉換電路能夠準確地輸出所需的電壓。此外,上述的電源轉換電路不會受到電源轉換電路的轉換率、電源轉換電路所耦接的電感值及電路元件的製程差異等影響,而能夠精確地輸出較小的輸出信號。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而,所屬技術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。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。另外,「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此,若文中描述第一元件耦接於第二元件,則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件,或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至第二元件。
在說明書及申請專利範圍中使用的「電壓信號」一詞在實作上可用電流形式來表達,而在說明書及申請專利範圍中使用的「電流信號」一詞在實作上也可用電壓形式來表達。
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,除非說明書中特別指明,否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
以上僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋範圍。
100...電源轉換電路
110...控制電路
111...電晶體
112...電流源電路
113...比較電路
114...時脈信號產生電路
115...延遲電路
116...脈寬調變信號產生電路
117...反相電路
130...上橋功率開關
150...下橋功率開關
195...電感
197...電容
199...負載
CLK...時脈信號
Delay...比較信號
Iref...參考電流信號
ISIN...參考信號
LX...輸出信號
MINC...延遲信號
UG、LG...控制信號
UGB...致能信號
V1、V2、V3...電位

Claims (10)

  1. 一種電源轉換電路,其包含:
    一上橋功率開關,包含一第一端、一第二端及一控制端,該上橋功率開關的該第一端用於耦接一第一預設電位,該上橋功率開關的該第二端用於提供一輸出信號;
    一第一電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第一電晶體的該第一端用於耦接該第一預設電位,該第一電晶體的該控制端用於耦接一第二預設電位;
    一第一電流源電路,耦接於該第一電晶體的該第二端及該第二預設電位,用於提供一參考電流信號,以於該第一電晶體的該第二端產生一參考信號;
    一比較電路,耦接於該上橋功率開關的該第二端以及該第一電晶體的該第二端,以依據該參考信號以及該輸出信號而產生一比較信號;
    一延遲電路,耦接於該比較電路,被設置成依據該比較信號及一時脈信號而產生一延遲信號;以及
    一脈寬調變信號產生電路,耦接於該延遲電路,依據該延遲信號及該時脈信號而產生一上橋控制信號,以設置該上橋功率開關的導通狀態;
    其中當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號大於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號小於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
  2. 如請求項1的電源轉換電路,其中該延遲電路包含:
    一電壓調整電路,依據該比較信號而產生一偏壓信號;
    一第二反相電路,包含一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第二反相電路的該第一輸入端用於接收該時脈信號,該第二反相電路的該第二輸入端用於接收該偏壓信號,以於該第二反相電路的該輸出端提供一反相信號;以及
    一第三反相電路,耦接於該第二反相電路的該輸出端,依據該反相信號而產生該延遲信號;
    其中當該比較信號為有效時,該電壓調整電路調降該偏壓信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該比較信號為無效時,該電壓調整電路調升該偏壓信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
  3. 如請求項2的電源轉換電路,其中該電壓調整電路另包含:
    一第二電流源電路,耦接於該第二反相電路的該第二輸入端,當該比較信號為有效時,對一電容進行放電以調降該偏壓信號,而增加該上橋功率開關的導通時間;以及
    一第三電流源電路,耦接於該第二反相電路的該第二輸入端,當該比較信號為無效時,對該電容進行充電以調升該偏壓信號,而降低該上橋功率開關的導通時間。
  4. 如請求項3的電源轉換電路,其中該電壓調整電路另包含:
    一第四反相電路,依據該比較信號而產生一反相比較信號;
    其中該第二電流源電路會依據該比較信號而對該電容進行放電,以調降該偏壓信號;並且該第三電流源電路會依據該反相比較信號而對該電容進行充電,以調升該偏壓信號。
  5. 如請求項4的電源轉換電路,其中該電壓調整電路另包含:
    一切換電路,耦接於該第二反相電路的該第二輸入端、該第二電流源電路及該第三電流源電路;
    其中當該比較信號為有效時,該切換電路會將該第二電流源電路耦接至該第二反相電路的該第二輸入端,以對該電容進行放電,而調降該偏壓信號;並且當該比較信號為無效時,該切換電路會將該第三電流源電路耦接至該第二反相電路的該第二輸入端,以對該電容進行充電,而調升該偏壓信號。
  6. 如請求項2的電源轉換電路,其中該第二反相電路另包含:
    一第二電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第二電晶體的該控制端用於接收該時脈信號,該第二電晶體的該第一端用於耦接一第四預設電位,該第二電晶體的該第二端用於耦接該第三反相電路;
    一第三電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第三電晶體的該控制端用於接收該時脈信號,該第三電晶體的該第一端用於耦接該第三反相電路;以及
    一第四電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第四電晶體的該控制端用於接收該偏壓信號,該第四電晶體的該第一端用於耦接該第三電晶體的該第二端,該第四電晶體的該第二端用於耦接一第五預設電位。
  7. 一種電源轉換電路的控制電路,用於耦接一上橋功率開關的一控制端,該上橋功率開關的一第一端用於耦接一第一預設電位,該上橋功率開關的該第二端用於提供一輸出信號;該控制電路包含:
    一第一電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第一電晶體的該第一端用於耦接該第一預設電位,該第一電晶體的該控制端用於耦接一第二預設電位;
    一第一電流源電路,耦接於該第一電晶體的該第二端及該第二預設電位,用於提供一參考電流信號,以於該第一電晶體的該第二端產生一參考信號;
    一比較電路,耦接於該上橋功率開關的該第二端以及該第一電晶體的該第二端,以依據該參考信號以及該輸出信號而產生一比較信號;
    一延遲電路,耦接於該比較電路,被設置成依據該比較信號及一時脈信號而產生一延遲信號;以及
    一脈寬調變信號產生電路,耦接於該延遲電路,依據該延遲信號及該時脈信號而產生一上橋控制信號,以設置該上橋功率開關的導通狀態;
    其中當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號大於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該上橋控制信號設置該上橋功率開關呈現不導通狀態時,若該輸出信號小於該參考信號,則該比較電路設置該延遲電路對應地調整該延遲信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
  8. 如請求項7的控制電路,其中該延遲電路包含:
    一電壓調整電路,依據該比較信號而產生一偏壓信號;
    一第二反相電路,包含一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端,該第二反相電路的該第一輸入端用於接收該時脈信號,該第二反相電路的該第二輸入端用於接收該偏壓信號,以於該第二反相電路的該輸出端提供一反相信號;以及
    一第三反相電路,耦接於該第二反相電路的該輸出端,依據該反相信號而產生該延遲信號;
    其中當該比較信號為有效時,該電壓調整電路調降該偏壓信號,以增加該上橋功率開關的導通時間;當該比較信號為無效時,該電壓調整電路調升該偏壓信號,以降低該上橋功率開關的導通時間。
  9. 如請求項8的控制電路,其中該電壓調整電路另包含:
    一第二電流源電路,耦接於該第二反相電路的該第二輸入端,當該比較信號為有效時,對一電容進行放電以調降該偏壓信號,而增加該上橋功率開關的導通時間;以及
    一第三電流源電路,耦接於該第二反相電路的該第二輸入端,當該比較信號為無效時,對該電容進行充電以調升該偏壓信號,而降低該上橋功率開關的導通時間。
  10. 如請求項9的控制電路,其中該第二反相電路另包含:
    一第二電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第二電晶體的該控制端用於接收該時脈信號,該第二電晶體的該第一端用於耦接一第四預設電位,該第二電晶體的該第二端用於耦接該第三反相電路;
    一第三電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第三電晶體的該控制端用於接收該時脈信號,該第三電晶體的該第一端用於耦接該第三反相電路;以及
    一第四電晶體,包含一第一端、一第二端及一控制端,該第四電晶體的該控制端用於接收該偏壓信號,該第四電晶體的該第一端用於耦接該第三電晶體的該第二端,該第四電晶體的該第二端用於耦接一第五預設電位。
TW102109129A 2013-03-14 2013-03-14 電源轉換電路及相關的控制電路 TWI462441B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102109129A TWI462441B (zh) 2013-03-14 2013-03-14 電源轉換電路及相關的控制電路
US14/206,877 US9041374B2 (en) 2013-03-14 2014-03-12 Power converting circuit and control circuit thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102109129A TWI462441B (zh) 2013-03-14 2013-03-14 電源轉換電路及相關的控制電路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201436432A TW201436432A (zh) 2014-09-16
TWI462441B true TWI462441B (zh) 2014-11-21

Family

ID=51524728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102109129A TWI462441B (zh) 2013-03-14 2013-03-14 電源轉換電路及相關的控制電路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9041374B2 (zh)
TW (1) TWI462441B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI822344B (zh) * 2022-09-20 2023-11-11 立錡科技股份有限公司 切換式電源轉換電路及其轉換控制電路與方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080291711A1 (en) * 2007-04-25 2008-11-27 Advanced Analogic Technologies, Inc. Step-down switching regulator with freewheeling diode
TW201025806A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Green Solution Technology Inc Transforming circuit and controller for reducing audio noise
JP2010187437A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Thine Electronics Inc 同期整流方式を用いたコンパレータ方式dc−dcコンバータ
TW201044762A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Richtek Technology Corp Voltage mode switching regulator and control circuit and method therefor
TW201134069A (en) * 2010-03-31 2011-10-01 Green Solution Tech Co Ltd De-glitch switching power supply circuit and controller for controlling the same
TW201304379A (zh) * 2011-07-01 2013-01-16 Richtek Technology Corp 切換調節電路及其控制電路、及用於其中的輸入電壓偵測方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917227B1 (en) * 2001-05-04 2005-07-12 Ixys Corporation Efficient gate driver for power device
JP3476446B2 (ja) * 2001-11-20 2003-12-10 沖電気工業株式会社 チョッパ型コンパレータ
CN101237190A (zh) 2008-01-25 2008-08-06 魏其萃 用于功率电流变换器临界断续电流模式高精度平均输出电流控制方案

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080291711A1 (en) * 2007-04-25 2008-11-27 Advanced Analogic Technologies, Inc. Step-down switching regulator with freewheeling diode
TW201025806A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Green Solution Technology Inc Transforming circuit and controller for reducing audio noise
JP2010187437A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Thine Electronics Inc 同期整流方式を用いたコンパレータ方式dc−dcコンバータ
TW201044762A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Richtek Technology Corp Voltage mode switching regulator and control circuit and method therefor
TW201134069A (en) * 2010-03-31 2011-10-01 Green Solution Tech Co Ltd De-glitch switching power supply circuit and controller for controlling the same
TW201304379A (zh) * 2011-07-01 2013-01-16 Richtek Technology Corp 切換調節電路及其控制電路、及用於其中的輸入電壓偵測方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI822344B (zh) * 2022-09-20 2023-11-11 立錡科技股份有限公司 切換式電源轉換電路及其轉換控制電路與方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9041374B2 (en) 2015-05-26
US20140266133A1 (en) 2014-09-18
TW201436432A (zh) 2014-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8643443B1 (en) Comparator and relaxation oscillator employing same
TWI463776B (zh) 靴帶式直流至直流轉換器
CN107294506B (zh) 晶体振荡器电路
US9413244B2 (en) Voltage conversion circuit with voltage selection of transistor bulk
TW201820067A (zh) 切換調整器同步節點緩衝器電路
TW201006136A (en) A power saving circuit for PWM circuit
US10348300B2 (en) Multi-level adiabatic charging methods, devices and systems
CN111033274B (zh) 低功率低占空比开关电容器分压器
CN112953526A (zh) 一种环形振荡电路、方法以及集成芯片
TWI462441B (zh) 電源轉換電路及相關的控制電路
TWI715328B (zh) 升壓轉換器
TWI692203B (zh) 位準轉換電路
TWI496388B (zh) 電源轉換器的控制電路及相關的控制方法
US20110062931A1 (en) Dc-dc converter
TWI451225B (zh) 低待機電流的電源轉換器控制電路及控制方法
TWI591946B (zh) 電源產生電路及其操作方法
CN215072364U (zh) 一种环形振荡电路以及集成芯片
TWI812079B (zh) 高輸出穩定度之電源供應器
CN105991126B (zh) 一种反相器
TWI751659B (zh) 延長開關壽命之電源供應器
KR101113158B1 (ko) 전류원을 이용한 가변적 사구간 제어회로
TWI719506B (zh) 電壓產生系統、電壓產生電路以及相關方法
TW200401506A (en) Integrated circuit with clock signal modification
TWI460981B (zh) 電容倍增之雙迴路控制電路
JP2011259167A (ja) 三角波発生回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees