TWI473395B - 轉換控制器 - Google Patents

Description

轉換控制器

本發明係關於一種轉換控制器，尤指一種可透過同一腳位設定過流值及時間週期之轉換控制器。

請參見第一圖，為習知之直流轉直流降壓轉換電路之電路示意圖。直流轉直流降壓轉換電路包含一控制器10、一電晶體開關NM、一二極體D、一電感L、一輸出電容Co以及一輸出電壓偵測器VD，用以將一輸入電壓Vin轉換成穩定的一輸出電壓Vout。輸出電壓偵測器VD偵測輸出電壓Vout以產生一電壓迴授訊號Vfb。控制器10為一固定導通時間控制器，根據電壓迴授訊號Vfb決定導通或截止電晶體開關NM。輸出電壓Vout低於一預定電壓時，控制器10導通電晶體開關NM一固定導通時間，使輸入電壓Vin之電力透過電晶體開關NM傳至電感L及輸出電容Co儲存。經過固定導通時間後，電晶體開關NM截止，電感L透過二極體D續流，以釋放電感L之儲能至輸出電容Co。為避免流經電晶體開關NM之電流過大，而損害電晶體開關NM或電感L，控制器10同時接收代表流經電晶體開關NM之電流大小之一電流偵測訊號Cse(電流流經電晶體開關NM的導通阻抗而產生)，並於判斷流經電晶體開關NM之電流大於一過流保護值時，截止電晶體開關NM。

控制器10包含一迴授比較器11、一導通時間設定器12、一驅動邏輯判斷電路14、一過流比較器15以及一過流設定器16。導通時間設定器12透過控制器10之一腳位外接一導通時間設定電阻Rton以設定導通時間長度，而過流設定器16透過另一腳位外接一過流設定電阻Rocs用以設定一過流保護參考訊號OCREF。當電壓迴授訊號Vfb低於一參考電壓訊號Vre， 代表輸出電壓Vout低於預定電壓，迴授比較器11輸出一迴授比較訊號Com至導通時間設定器12，使導通時間設定器12產生一固定脈衝寬度(即根據時間設定電阻Rton所設定導通時間長度)的導通時間訊號Ton。驅動邏輯判斷電路14於接收導通時間訊號Ton時，導通電晶體開關NM，使輸入電壓Vin的電力傳送至輸出電容Co儲存以提升輸出電壓Vout。當電流偵測訊號Cse低於過流保護參考訊號OCREF時，也就是流經電晶體開關NM的電流超過過流保護值使電晶體開關NM上的跨壓過高，過流比較器15輸出一過流保護訊號OCP至驅動邏輯判斷電路14，使驅動邏輯判斷電路14立即截止電晶體開關NM，以避免電流過高。驅動邏輯判斷電路14於下一次輸出電壓Vout低於預定電壓時再度導通電晶體開關NM。

控制器10透過不同的腳位設定過流保護值及導通時間長度以配合不同的應用環境，然會使控制器10的腳位數量增加造成的製程成本的增加。

鑑於先前技術中的以兩個不同的腳位來分別設定過流保護值及導通時間長度增加了控制器的成本，本發明透過同一腳位以不同時序及/或電壓/電流來分別設定過流保護值及時間週期，可以減少控制器的腳位數量而達到節省成本之優點。而且時間週期的設定不僅可以應用於固定導通時間之設定，亦可應用於固定截止時間之設定或固定頻率之設定。

為達上述目地，本發明提供了一種轉換控制器，用以控制一轉換電路將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中轉換電路包含一電晶體開關耦接輸入電壓。轉換控制器包含一過流設定單元、一時間設定單元以及一控制單元。過流設定單元透過一設定腳位耦接至設定電路，並根據設定電路之一電壓值以產生代表一過流值之一過流設定訊號。時間設定單元透過設定腳位耦接至一設定電路，並根據設定電路之一電流值以產生代表一時 間長度之一週期設定訊號。控制單元接收週期設定訊號及過流設定訊號，並接收代表轉換電路狀態之一迴授訊號，以根據迴授訊號及週期設定訊號控制電晶體開關，以及透過接收代表流經電晶體開關之電流大小之一電流偵測訊號，以根據電流偵測訊號及過流設定訊號決定是否截止電晶體開關，使電晶體開關之電流維持在過流值之內。

本發明也提供了另一種轉換控制器，用以控制一轉換電路將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中轉換電路包含一電晶體開關耦接輸入電壓。轉換控制器包含一過流設定單元、一時間設定單元以及一控制單元。過流設定單元透過一設定腳位耦接至設定電路，並於一第一時序時接收設定電路之一第一訊號以產生代表一過流值之一過流設定訊號。時間設定單元透過設定腳位耦接至一設定電路，並於一第二時序時接收設定電路之一第二訊號以產生代表一時間長度之一週期設定訊號。控制單元接收週期設定訊號及過流設定訊號，並接收代表轉換電路狀態之一迴授訊號，以根據迴授訊號及週期設定訊號控制電晶體開關，以及透過接收代表流經電晶體開關之電流大小之一電流偵測訊號，以根據電流偵測訊號及過流設定訊號決定是否截止電晶體開關，使電晶體開關之電流維持在過流值之內。其中，第一時序與第二時序彼此錯開。

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，為應用本發明之轉換控制器之電源轉換電路之電路方塊圖。電源轉換電路包含了一轉換控制器100以及一轉換電路150。轉換電路150將一輸入電壓Vin轉換成一輸出電壓Vout，以提供適當的驅動電壓或驅動電流至一負載(未繪出)，其中轉換電路150包含一電晶體開關SW耦接輸入電 壓Vin。控制器100接收代表代表轉換電路150電壓或電流狀態之一迴授訊號FB，以根據迴授訊號FB來產生一控制訊號SG以控制電晶體開關SW的導通與截止，以提供適當且穩定的驅動電壓或驅動電流。另外，為了避免電晶體開關SW流經的電流I過大，控制器100同時接收代表流經電晶體開關SW電流I之大小之一電流偵測訊號Cse以判斷電流I之大小。當電流I超過設定的一過流值時，控制器100立即停止電晶體開關SW之導通，使確保電流I均維持在過流值之內。

轉換控制器100包含一時間設定單元110、一過流設定單元120以及一控制單元140。時間設定單元110透過一設定腳位SET外接一設定電路130以設定一時間長度並對應產生一週期設定訊號TSET。過流設定單元亦透過上述的設定腳位SET外接至上述的設定電路130以設定一過流值並對應產生一過流設定訊號OCSET。控制單元140接收週期設定訊號TSET及迴授訊號FB，以產生控制訊號SG控制電晶體開關SW之導通與截止，以穩定轉換電路150的驅動電壓或驅動電流。

時間設定單元110及過流設定單元120均透過外接的設定電路130來分別設定時間長度之長短及過流值之高低。而由於時間長度及過流值彼此需可獨立設定，故本發明根據設定電路130的不同電性上的特徵，例如：電壓、電流、阻值等，來分別設定時間長度及過流值。而為了避免在量測設定電路130的不同電性特徵時會影響彼此電性特徵的量測，可以分時量測的方式，使時間長度及過流值於不同的時序時進行設定。例如：可如第二圖所示的實施例般，由控制單元140於不同時序分別產生一過流設定時序訊號OCSEL及一時間設定時序訊號TSEL至過流設定單元120及時間設定單元110，過流設定時序訊號OCSEL代表一第一時序而時間設定時序訊號TSEL代表一第二時序，且第一時序與第二時序彼此錯開。或者，也可以過流設定單元120及時間設定單元110彼此設定通知的方式 來使兩者設定的時序上不重疊。上述的這些可能變形將由下述的實施例來說明：請參見第三圖，為根據本發明之一第一實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。在本實施例中，電源轉換電路包含了一轉換控制器200、一設定電路230以及一轉換電路250，其中轉換控制器200為一固定導通時間控制器。轉換控制器200產生一控制訊號SG以控制轉換電路250中的電晶體開關SW，電晶體開關SW耦接至輸入電壓Vin，藉此控制由輸入電壓Vin傳送至輸出電壓Vout的電力大小，使輸出電壓Vout穩定於一預定電壓值。設定電路230為一分壓器，包含串聯之一時間設定電阻Rt及一過流設定電阻Roc，一端耦接一驅動電源VCC，另一端接地，而分壓連接點耦接至轉換控制器200。

控制器200包含一迴授比較器211、一時間設定單元212、一控制電路214、一過流比較器215、一過流設定單元216以及一最短截止時間單元218。迴授授比較器211接收代表輸出電壓Vout之一電壓迴授訊號Vfb以及一第一電壓參考訊號Vr1。當電壓迴授訊號Vfb低於第一電壓參考訊號Vr1時，也就是輸出電壓Vout低於預定電壓值，迴授比較器211輸出一迴授比較訊號Com1。時間設定單元212耦接設定電路230之分壓連接點，以根據設定電路230的一電流訊號來設定時間長度，並產生代表此時間長度之一週期設定訊號Ton。在此實施例中，時間設定單元212根據設定電路230所設定的時間長度為固定導通時間，故當控制電路214接收到週期設定訊號Ton時會產生控制訊號SG使電晶體開關SW導通上述設定的時間長度。經過上述設定的時間長度後，控制訊號SG轉為低準位使電晶體開關SW截止。最短截止時間單元218可以為一下緣觸發電路，於偵測到控制訊號SG轉為低準位時產生固定脈寬的一脈衝訊號Toffmin至時間設定單元212，以禁止時間設定單元212於接收到脈衝訊號Toffmin的時候產生週期設定訊號 Ton。如此，可使轉換電路250於電晶體開關SW導通時儲存的能量有時間可以釋放而避免過快累積的儲存電力超過轉換電路250的儲存上限。

過流設定單元216也同時耦接設定電路230之分壓連接點，以根據設定電路230的一電壓訊號來設定一過流值。過流設定單元216也耦接至時間設定單元212以接收週期設定訊號Ton，並於時間設定單元212停止產生週期設定訊號Ton時對設定電路230的電壓訊號進行取樣並產生代表此過流值之一過流設定訊號OCSET。而當時間設定單元212產生週期設定訊號Ton時，電晶體開關SW導通以流過一電流I並基於電晶體開關SW的導通阻抗而產生代表流經電晶體開關SW電流I之大小之一電流偵測訊號Cse。過流比較器215接收過流設定訊號OCSET及電流偵測訊號Cse，於判斷電流I到達上述過流值時產生一過流保護訊號OCP至控制電路214，使控制電路214停止產生控制訊號SG，以確保電流I均維持在過流值之內。

接著請參見第四圖，為第三圖所示第一實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。過流設定單元216包含一第一時序開關SW1、一過流設定電容Coc以及一反向器2161。時間設定單元212包含一第二時序開關SW2、一第一設定電阻RS1、一第二設定電阻RS2、一電壓隨耦器2122、一電流鏡2124、比較器2125、一SR型閂2126、一放電開關2127、一及閘2128以及一時間設定電容Ct。及閘2128接收迴授比較訊號Com1及反向之脈衝訊號Toffmin。當迴授比較訊號Com1為高準位且脈衝訊號Toffmin為低準位時，也就是輸出電壓Vout低於預定電壓值且不在強制轉換電路250釋放電力之時間時，及閘2128輸出高準位之時間設定時序訊號TSEL以導通第二時序開關SW2。此時，驅動電源VCC透過設定電路230的時間設定電阻Rt、並聯的過流設定電阻Roc 及第一設定電阻RS1至地，因此，設定電路230將提供一電流It流經第一設定電阻RS1以形成一跨壓，並透過電壓隨耦器2122將此跨壓建立於第二設定電阻RS2之上，使第二設定電阻RS流經一電流It’。電流It’和電流It比值與第二設定電阻RS2和第一設定電阻RS1成反比關係。電流鏡2124耦接一電壓VDD，並將電流It’鏡射產生電流ITSEN以對時間設定電容Ct充電。透過第二設定電阻RS2和第一設定電阻RS1的比值設定以及電流鏡2124，可以將電流It進行縮小或放大而成為電流ITSEN，使時間設定單元212可以設定的時間長度範圍更大。

SR型閂2126於設定端S接收迴授比較訊號Com1，於迴授比較訊號Com1為高準位時，立即於輸出端Q輸出高準位的週期設定訊號Ton。比較器2125耦接時間設定電容Ct以比較時間設定電容Ct的電壓及一電壓參考訊號Vt。當電流ITSEN對時間設定電容Ct充電使時間設定電容Ct的電壓逐漸上升至到達電壓參考訊號Vt時，比較器2125產生一高準位輸出訊號至SR型閂2126的重置端R，使週期設定訊號Ton轉為低準位；同時SR型閂2126於反向輸出端Q’輸出高準位訊號以導通放電開關2127，使時間設定電容Ct所儲存的電力釋放使其電壓降為0伏特，以等待下一個週期的運作。週期設定訊號Ton所代表的時間長度係由電流ITSEN之大小及時間設定電容Ct的電容值所決定，而電流ITSEN之大小則由第一設定電阻RS1上的跨壓來決定。因此，透過調整時間設定電阻Rt的阻值可以調整第一設定電阻RS1上的跨壓而達到調整時間長度之功能。

過流設定單元216中的反向器2161接收週期設定訊號Ton，以反向週期設定訊號Ton為過流設定時序訊號OCSEL，以控制第一時序開關SW1。因此，第一時序開關SW1與第二時序開關SW2的導通時間彼此錯開。當週期設定訊號Ton轉 為低準位時，反向器2161產生過流設定時序訊號OCSEL以導通第一時序開關SW1，此時過流設定電容Coc對設定電路230的分壓連接點之電位進行取樣，以產生過流設定訊號OCSET。當週期設定訊號Ton為高準位時，反向器2161截止第一時序開關SW1，使過流設定電容Coc維持剛才取樣的過流設定訊號OCSET之準位，以供過流比較器215進行比較。設定電路230的分壓連接點之電位係根據時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值間之比例關係來決定，因此，只要調整時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值比例，即可設定不同的過流設定訊號OCSET以決定不同的過流值。

再來請參見第五圖，為根據本發明之一第二實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。在本實施例中，電源轉換電路包含了一轉換控制器300、一設定電路330以及一轉換電路350，其中轉換控制器300為一固定截止時間控制器。轉換控制器300產生控制訊號SG以控制轉換電路350中的電晶體開關SW，電晶體開關SW耦接至輸入電壓Vin，藉此控制由輸入電壓Vin傳送至輸出端的輸出電流Iout的大小，使輸出電流Iout的穩定於一預定電流值。設定電路330為一分壓器，包含串聯之一時間設定電阻Rt及一過流設定電阻Roc，一端耦接一驅動電源VCC，另一端接地，而分壓連接點耦接至轉換控制器300。

控制器300包含一迴授差動放大器311、一時間設定單元312、一控制電路314、一過流比較器315以及一過流設定單元316。迴授差動放大器311接收代表輸出電流Iout之一電流迴授訊號Ifb以及一第二電壓參考訊號Vr2以輸出一迴授差動放大訊號Com2。時間設定單元312耦接設定電路330之分壓連接點，以根據設定電路330的一電流訊號來設定時間長度。時間設定單元312耦接控制電路314，並於控制電路314所產生的控制訊號SG為低準位時，產生代表此時間長度之一週期設定訊號Toff。在此實施例中，時間設定單元312根據設定電 路330所設定的時間長度為固定截止時間，故當控制電路314接收到週期設定訊號Toff時會持續產生低準位之控制訊號SG上述設定的時間長度，使電晶體開關SW截止上述設定的時間長度。經過上述設定的時間長度後，控制電路314輸出高準位之控制訊號SG使電晶體開關SW再度導通；或者在上述設定的時間長度內，控制電路314根據迴授差動放大訊號Com2判斷輸出電流Iout低於一預定電流值達一預定電流差時，立即產生高準位之控制訊號SG使電晶體開關SW導通，使輸出電流開始Iout上升。而當控制電路314根據迴授差動放大訊號Com2判斷輸出電流Iout高於預定電流值達預定電流差時，控制電路314將控制訊號SG轉為低準位。

過流設定單元316也同時耦接設定電路330之分壓連接點，並根據設定電路330的一電壓訊號來設定一過流值。當過流設定單元316接收到高準位之控制訊號SG時，對設定電路330的電壓訊號進行偵測並產生代表此過流值之一過流設定訊號OCSET。而當控制電路314導通電晶體開關SW時，電晶體開關SW流過一電流I並基於電晶體開關SW的導通阻抗而產生代表流經電晶體開關SW電流I之大小之一電流偵測訊號Cse。過流比較器315接收過流設定訊號OCSET及電流偵測訊號Cse，於判斷電流I到達上述過流值時產生一過流保護訊號OCP至控制電路314，使控制訊號SG轉為低準位，以確保電流I均維持在過流值之內。

接著請參見第六圖，為第四圖所示第二實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。過流設定單元316包含一第一時序開關SW1。時間設定單元312包含一第二時序開關SW2、一誤差放大器3122、一電流鏡3124、比較器3125、一SR型閂3126、一放電開關3127、一反向器3128以及一時間設定電容Ct。當控制訊號SG為低準位時，將反向器3128反向成為高準位之時間設定時序訊號TSEL以導通第二時序開 關SW2。誤差放大器3122比較設定電路330之分壓連接點之準位及一參考電壓Vref，並據此輸出一閘極控制訊號VG控制電流鏡3124的金氧半電晶體的等效阻抗，使設定電路330之分壓連接點之準位等於參考電壓Vref。此時，由設定電路330提供的電流It等於(驅動電源VCC的電壓-參考電壓Vref)/時間設定電阻Rt的阻值。電流It經電流鏡3124的調整後產生電流ITSEN以對時間設定電容Ct充電。由上述可知，藉由調整時間設定電阻Rt的阻值可調整時間設定電容Ct充電至電壓參考訊號Vt的準位的時間。

SR型閂3126於設定端S接時間設定時序訊號TSEL，於時間設定時序訊號TSEL為高準位時，立即於輸出端Q輸出高準位的週期設定訊號Toff。比較器3125耦接時間設定電容Ct以比較時間設定電容Ct的電壓及電壓參考訊號Vt。當電流ITSEN對時間設定電容Ct充電使時間設定電容Ct的電壓逐漸上升至到達電壓參考訊號Vt時，比較器3125產生一高準位輸出訊號至SR型閂3126的重置端R，使週期設定訊號Toff轉為低準位；同時SR型閂3126於反向輸出端Q’輸出高準位訊號以導通放電開關3127，使時間設定電容Ct所儲存的電力釋放使其電壓降為0伏特，以等待下一個週期的運作。

過流設定單元316中的第一時序開關SW1於控制訊號SG為高準位時導通，此時過流設定電容Coc對設定電路330的分壓連接點之電位進行取樣，以產生過流設定訊號OCSET，經過流設定電容Coc的濾波作用，可使過流設定訊號OCSET維持穩定的準位而不受電路上的雜訊干擾。設定電路330的分壓連接點之電位係根據時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值間之比例關係來決定，因此，只要調整時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值比例，即可設定不同的過流設定訊號OCSET以決定不同的過流值。由於第二時序開關SW2根據反向的控制訊號SG而第一時序開關SW1直接根據的控制 訊號SG來操作，因此第一時序開關SW1與第二時序開關SW2的導通時間彼此錯開。

再來請參見第七圖，為根據本發明之一第三實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。在本實施例中，電源轉換電路包含了一轉換控制器400、一設定電路430以及一轉換電路450，其中轉換控制器400為一固定頻率控制器。轉換控制器400產生控制訊號SG以控制轉換電路450中的電晶體開關SW，電晶體開關SW耦接至輸入電壓Vin，藉此控制由輸入電壓Vin傳送至輸出電壓Vout的電力大小，使輸出電壓Vout穩定於一預定電壓值。設定電路430為一分壓器，包含串聯之一時間設定電阻Rt及一過流設定電阻Roc，一端耦接一驅動電源VCC，另一端接地，而分壓連接點耦接至轉換控制器400。

控制器400包含一迴授誤差放大器411、一時間設定單元412、一控制電路414、一過流比較器415以及一過流設定單元416。迴授誤差放大器411接收代表輸出電壓Vout之電壓迴授訊號Vfb以及一第三電壓參考訊號Vr3以產生一迴授誤差放大訊號Com3。時間設定單元412耦接設定電路430之分壓連接點，以根據設定電路430的一電壓訊號來調整時間週期之長度，並產生代表此時間長度之一週期設定訊號Tr以及對應的一脈衝訊號Tp，其中週期設定訊號Tr為一斜坡訊號。在此實施例中，時間設定單元412根據設定電路430所設定的時間長度為固定的操作週期時間，也就是週期設定訊號Tr及脈衝訊號Tp為一固定頻率之訊號。控制電路414根據週期設定訊號Tr及迴授誤差放大訊號Com3調整控制訊號SG的工作週期，使輸出電壓穩定於預定電壓值。

過流設定單元416也同時耦接設定電路430之分壓連接點，以根據設定電路430的一電流訊號來設定一過流值。過流設定單元416也耦接至時間設定單元412以接收脈衝訊號Tp，當脈衝訊號Tp為低準位時對設定電路430之電流訊號進 行取樣並產生代表此過流值之一過流設定訊號OCSET。控制電路414導通電晶體開關SW以流過一電流I，一電流偵測訊號Cse基於代表流經電晶體開關SW電流I之大小及電晶體開關SW的導通阻抗而產生。過流比較器415接收過流設定訊號OCSET及電流偵測訊號Cse，於判斷電流I到達上述過流值時產生一過流保護訊號OCP至控制電路414，使控制電路414停止產生控制訊號SG，以確保電流I均維持在過流值之內。

接著請參見第八圖，為第七圖所示第三實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。過流設定單元416包含一第一時序開關SW1、一過流設定電阻Ro以及一反向器4161。時間設定單元412包含一第二時序開關SW2、一第三設定電阻RS3、一電壓隨耦器4122、一電流鏡4124、一第一比較器4125、一SR型閂4126、一第二比較器4127、一放電電流源4128以及一時間設定電容Ct。當時間設定電容Ct的電壓下降至低於一第一參考電位Vt1時，第一比較器4125產生高準位輸出至SR型閂4126之設定端S，使SR型閂4126於輸出端Q輸出高準位之脈衝訊號Tp，使第二時序開關SW2導通。此時，電壓隨耦器4122根據設定電路430的分壓連接點之電位，控制第三設定電阻RS3上的跨壓，使第三設定電阻RS3的跨壓等於設定電路430的分壓連接點之電位，此時流經第三設定電阻RS3的電流It經電流鏡4124鏡射而產生電流ITSEN以對時間設定電容Ct充電。透過調整設定電路430的時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值比例，即可設定不同的電流ITSEN對時間設定電容Ct充電，進而達到調整轉換控制器400的操作頻率之功能。

當時間設定電容Ct的電壓上升至一第二參考電位Vt2時，第二比較器4127產生高準位輸出至SR型閂4126之重置端R，使SR型閂4126於輸出端Q輸出低準位之脈衝訊號Tp，此時反向輸出端Q’輸出高準位訊號使放電電流源4128啟動， 以對時間設定電容Ct進行放電至低於一第一參考電位Vt1為止。另外，時間設定電容Ct的電壓會隨充電與放電而產生斜波訊號之週期設定訊號Tr，以作為控制電路414產生控制訊號SG之參考。

過流設定單元416中的反向器4161接收脈衝訊號Tp，反向脈衝訊號Tp後輸出為過流設定時序訊號OCSEL，以控制第一時序開關SW1。因此，第一時序開關SW1與第二時序開關SW2的導通時間彼此錯開。

當脈衝訊號Tp轉為低準位時，反向器4161產生過流設定時序訊號OCSEL以導通第一時序開關SW1，此時設定電路430提供一電流流過過流設定電阻Ro而產生一過流設定訊號OCSET。由於此時設定電路430之分壓連結點的電壓係由時間設定電阻Rt與並聯的過流設定電阻Ro及過流設定電阻Roc的阻值比例來決定，因此藉由改變時間設定電阻Rt及過流設定電阻Roc的阻值可以改變過流設定訊號OCSET的準位高低。

根據這些實施例可知，本發明可透過同一腳位以不同時序及/或電壓/電流來分別設定過流保護值及時間週期，可以減少控制器的腳位數量而達到節省成本之優點。而且時間週期的設定不僅可以應用於固定導通時間之設定，亦可應用於固定截止時間之設定或固定頻率之設定。

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

11‧‧‧迴授比較器

12‧‧‧導通時間設定器

14‧‧‧驅動邏輯判斷電路

15‧‧‧過流比較器

16‧‧‧過流設定器

NM‧‧‧電晶體開關

D‧‧‧二極體

L‧‧‧電感

Co‧‧‧輸出電容

VD‧‧‧輸出電壓偵測器

Vin‧‧‧輸入電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vfb‧‧‧電壓迴授訊號

Cse‧‧‧電流偵測訊號

Rton‧‧‧導通時間設定電阻

Rocs‧‧‧過流設定電阻

OCREF‧‧‧過流保護參考訊號

Vre‧‧‧參考電壓訊號

OCP‧‧‧過流保護訊號

本發明：

100、200、300、400‧‧‧轉換控制器

110‧‧‧時間設定單元

120‧‧‧過流設定單元

130、230、330、430‧‧‧設定電路

140‧‧‧控制單元

150、250、350、450‧‧‧轉換電路

211‧‧‧迴授比較器

212、312、412‧‧‧時間設定單元

2122、4122‧‧‧電壓隨耦器

2124、3124、4124‧‧‧電流鏡

2125、3125‧‧‧比較器

2126、3126、4126‧‧‧SR型閂

2127、3127‧‧‧放電開關

2128‧‧‧及閘

214、314、414‧‧‧控制電路

215、315、415‧‧‧過流比較器

216、316、416‧‧‧過流設定單元

2161、4161‧‧‧反向器

218‧‧‧最短截止時間單元

311‧‧‧迴授差動放大器

3122‧‧‧誤差放大器

3128‧‧‧反向器

411‧‧‧迴授誤差放大器

4125‧‧‧第一比較器

4127‧‧‧第二比較器

4128‧‧‧放電電流源

Coc‧‧‧過流設定電容

Com1‧‧‧迴授比較訊號

Com2‧‧‧迴授差動放大訊號

Com3‧‧‧迴授誤差放大訊號

Cse‧‧‧電流偵測訊號

Ct‧‧‧時間設定電容

FB‧‧‧迴授訊號

I、It、It’、ITSEN‧‧‧電流

Ifb‧‧‧電流迴授訊號

Iout‧‧‧輸出電流

OCP‧‧‧過流保護訊號

OCSEL‧‧‧過流設定時序訊號

OCSET‧‧‧過流設定訊號

Q‧‧‧輸出端

Q’‧‧‧反向輸出端

Roc‧‧‧過流設定電阻

RS1‧‧‧第一設定電阻

RS2‧‧‧第二設定電阻

RS3‧‧‧第三設定電阻

Rt‧‧‧時間設定電阻

S‧‧‧設定端

R‧‧‧重置端

Ro‧‧‧過流設定電阻

SET‧‧‧設定腳位

SG‧‧‧控制訊號

SW‧‧‧電晶體開關

SW1‧‧‧第一時序開關

SW2‧‧‧第二時序開關

Toff、Ton、Tr‧‧‧週期設定訊號

Toffmin‧‧‧脈衝訊號

Tp‧‧‧脈衝訊號

TSEL‧‧‧時間設定時序訊號

TSET‧‧‧週期設定訊號

VCC‧‧‧驅動電源

VDD‧‧‧電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vfb‧‧‧電壓迴授訊號

Vr1‧‧‧第一電壓參考訊號

Vr2‧‧‧第二電壓參考訊號

Vr3‧‧‧第三電壓參考訊號

Vt‧‧‧電壓參考訊號

Vt1‧‧‧第一參考電位

Vt2‧‧‧第二參考電位

第一圖為習知之直流轉直流降壓轉換電路之電路示意圖。

第二圖為應用本發明之轉換控制器之電源轉換電路之電路方塊圖。

第三圖為根據本發明之一第一實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。

第四圖為第三圖所示第一實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。

第五圖為根據本發明之一第二實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。

第六圖為第五圖所示第二實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。

第七圖為根據本發明之一第三實施例之電源轉換電路之電路方塊圖。

第八圖為第七圖所示第三實施例中的時間設定單元及過流設定單元之電路示意圖。

100‧‧‧轉換控制器

110‧‧‧時間設定單元

120‧‧‧過流設定單元

130‧‧‧設定電路

140‧‧‧控制單元

150‧‧‧轉換電路

Vin‧‧‧輸入電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

SW‧‧‧電晶體開關

Vin‧‧‧輸入電壓

FB‧‧‧迴授訊號

SG‧‧‧控制訊號

I‧‧‧電流

Cse‧‧‧電流偵測訊號

SET‧‧‧設定腳位

TSET‧‧‧週期設定訊號

OCSET‧‧‧過流設定訊號

OCSEL‧‧‧過流設定時序訊號

TSEL‧‧‧時間設定時序訊號

Claims (12)

1. 一種轉換控制器，用以控制一轉換電路將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中該轉換電路包含一電晶體開關耦接該輸入電壓，該轉換控制器包含：一過流設定單元，透過一設定腳位耦接至一設定電路，並根據該設定電路之一電壓值以產生代表一過流值之一過流設定訊號，其中該過流設定訊號獨立於該輸出電壓，其中該設定電路包含一分壓器，該分壓器之分壓連接點耦接該設定腳位，該過流設定單元包含一第一時序開關；一時間設定單元，透過該設定腳位耦接至該設定電路，並根據該設定電路之一電流值以產生代表一時間長度之一週期設定訊號；以及一控制單元，接收該週期設定訊號及該過流設定訊號，並接收代表該轉換電路狀態之一迴授訊號，以根據該迴授訊號及該週期設定訊號控制該電晶體開關，以及透過接收代表流經該電晶體開關之電流大小之一電流偵測訊號，以根據該電流偵測訊號及該過流設定訊號決定是否截止該電晶體開關，使該電晶體開關之電流維持在該過流值之內，其中該控制單元更於一第一時序時導通該第一時序開關，使該過流設定單元接收來自該分壓連接點之電壓，該過流設定單元包含一過流設定電容，於該第一時序時對該電壓值進行取樣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉換控制器，其中該電流偵測訊號係根據該電晶體開關之導通阻抗而產生。
3. 如申請專利範圍第2項所述之轉換控制器，其中該轉換控制器為一固定導通時間控制器或一固定截止時間控制器，根據該週期設定訊號決定固定導通時間週期或定固定截止時間週期。
4. 如申請專利範圍第1項所述之轉換控制器，其中該時間設定單元包含一第二時序開關，該控制單元於一第二時序時導通該第二時序開關，使該時間設定單元接收來自該分壓器之電流，其中該第一時序與該第二時序彼此錯開。
5. 如申請專利範圍第2項所述之轉換控制器，其中該轉換控制器為一固定頻率控制器，根據該週期設定訊號決定操作頻率。
6. 一種轉換控制器，用以控制一轉換電路將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中該轉換電路包含一電晶體開關耦接該輸入電壓，該轉換控制器包含：一過流設定單元，透過一設定腳位耦接至一設定電路，並於一第一時序時接收該設定電路之一第一訊號以產生代表一過流值之一過流設定訊號，其中該過流設定訊號獨立於該輸出電壓；一時間設定單元，透過該設定腳位耦接至該設定電路，並於一第二時序時接收該設定電路之一第二訊號以產生代表一時間長度之一週期設定訊號；以及一控制單元，接收該週期設定訊號及該過流設定訊號，並接收代表該轉換電路狀態之一迴授訊號，以根據該迴授訊號及該週期設定訊號控制該電晶體開關，以及透過接收代表流經該電晶體開關之電流大小之一電流偵測訊號，以根據該電流偵測訊號及該過流設定訊號決定是否截止該電晶體開關，使該電晶體開關之電流維持在該過流值之內；其中該第一時序與該第二時序彼此錯開。
7. 如申請專利範圍第6項所述之轉換控制器，其中該電 流偵測訊號係根據該電晶體開關之導通阻抗而產生。
8. 如申請專利範圍第7項所述之轉換控制器，其中該過流設定單元包含一過流設定電容，於該第一時序時對該第一訊號之準位進行取樣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之轉換控制器，其中該過流設定單元包含一過流設定電容及一第一時序開關，於該第一時序時，該第一時序開關導通使該過流設定電容對該第一訊號之準位進行取樣。
10. 如申請專利範圍第7項所述之轉換控制器，其中該轉換控制器為一固定導通時間控制器或一固定截止時間控制器，根據該週期設定訊號決定固定導通時間週期或定固定截止時間週期。
11. 如申請專利範圍第7項所述之轉換控制器，其中該設定電路包含一分壓器，該分壓器之分壓連接點耦接該設定腳位。
12. 如申請專利範圍第7項所述之轉換控制器，其中該轉換控制器為一固定頻率控制器，根據該週期設定訊號決定操作頻率。