TWI660568B - Power conversion device and feedback control circuit - Google Patents

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Yo-Sheng Lin
林佑昇
Yang-Yun Lai
賴暘允
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National Chi Nan University
國立暨南國際大學
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Abstract

一種電源轉換裝置包含一電壓產生電路及一回授控制電路，該電壓產生電路用以產生一輸出電壓，且接收一控制信號組而調整該輸出電壓的大小，該回授控制電路包括一偵測模組、一相位偵測模組，及一控制信號組產生模組，該偵測模組用以偵測該輸出電壓而產生一回授信號，該相位偵測模組接收一參考信號及該回授信號，並產生一上數信號或一下數信號，該控制信號組產生模組接收該上數、下數信號的其中之一，且據以產生該控制信號組。

Description

電源轉換裝置及回授控制電路
本發明是有關於一種轉換裝置及控制電路，特別是指一種電源轉換裝置及回授控制電路。
參閱圖1、圖2，現有的電源轉換裝置及其所採用的相位偵測模組的操作時序，該相位偵測模組根據一參考信號f_ref及一回授信號f_FB的頻率大小而產生一上數信號UP及一下數信號DN二者之一。
由於該上數信號UP與該下數信號DN的電壓準位在各自的周期時間內皆會切換變動，使得該相位偵測模組的相位偵測效率不佳，也使得電源轉換裝置中的開關切換功率消耗增加，因此如何改善相位偵測效率及開關切換的功率消耗，是未來研究方向。
因此，本發明的一目的，即在提供一種可提升相位偵測效率，並減少整體功率消耗的電源轉換裝置。
於是，本發明電源轉換裝置包含一電壓產生電路，及一 回授控制電路。
該電壓產生電路用以產生一輸出電壓，且接收一控制信號組並根據該控制信號組調整該輸出電壓的大小。
該回授控制電路包括一偵測模組、一相位偵測模組，及一控制信號組產生模組。
該偵測模組電連接該電壓產生電路以偵測該輸出電壓而產生一回授信號，該回授信號的頻率正比於該輸出電壓。
該相位偵測模組接收一參考信號且電連接該偵測模組以接收該回授信號，並比較該參考信號的頻率與該回授信號的頻率，來決定產生一上數信號或一下數信號。當該參考信號的頻率大於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該上數信號，且在於該參考信號的頻率較大的期間內，該上數信號維持於一第一準位。當該參考信號的頻率小於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該下數信號，且在該參考信號的頻率較大的期間內，該下數信號維持於該第一準位。
該控制信號組產生模組電連接該相位偵測模組以接收該下數信號與該上數信號的其中之一，且據以產生該控制信號組。
該相位偵測模組具有一第一D型正反器、一第二D型正反器、一第三D型正反器、一第四D型正反器、一第一反相器、一第二反相器，及一NAND邏輯閘，該第一D型正反器具有一接收一第 一邏輯的資料端、一接收該參考信號的時鐘端、一重置端，及一輸出端，該第二D型正反器具有一接收一第二邏輯的資料端、一接收該回授信號的時鐘端、一電連接該第一D型正反器的重置端的重置端，及一輸出端，該第三D型正反器具有一電連接該第一D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第一反相器的時鐘端，及一輸出該上數信號的輸出端，該第四D型正反器具有一接收一電連接該第二D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第二反相器的時鐘端，及一輸出該下數信號的輸出端，該第一反相器具有一接收該參考信號的輸入端，及一電連接該第三D型正反器的該時鐘端的輸出端，該第二反相器具有一接收該回授信號的輸入端，及一電連接該第四D型正反器的該時鐘端的輸出端，該NAND邏輯閘具有一電連接該第一D型正反器的該輸出端的第一輸入端、一電連接該第二D型正反器的該輸出端的第二輸入端，及一電連接該第一D型正反器的該重置端。
又，本發明的另一目的，即在提供一種可提升相位偵測效率，並減少功率消耗的回授控制電路。
於是，本發明回授控制電路，適用於控制一電壓產生電路，該電壓產生電路用以產生一輸出電壓，該回授控制電路包含一偵測模組、一相位偵測模組，及一控制信號組產生模組。
該偵測模組電連接該電壓產生電路以偵測該輸出電壓而 產生一回授信號，該回授信號的頻率正比於該輸出電壓。
該相位偵測模組接收一參考信號且電連接該偵測模組以接收該回授信號，並比較該參考信號的頻率與該回授信號的頻率，來決定產生一上數信號或一下數信號。
當該參考信號的頻率大於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該上數信號，且在於該參考信號的頻率較大的期間內，該上數信號維持於一第一準位。
當該參考信號的頻率小於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該下數信號，且在該參考信號的頻率較大的期間內，該下數信號維持於該第一準位。
該控制信號組產生模組電連接該相位偵測模組以接收該下數信號與該上數信號的其中之一，且據以產生一控制信號組來控制該電壓產生電路。
該相位偵測模組具有一第一D型正反器、一第二D型正反器、一第三D型正反器、一第四D型正反器、一第一反相器、一第二反相器，及一NAND邏輯閘，該第一D型正反器具有一接收一第一邏輯的資料端、一接收該參考信號的時鐘端、一重置端，及一輸出端，該第二D型正反器具有一接收一第二邏輯的資料端、一接收該回授信號的時鐘端、一電連接該第一D型正反器的重置端的重置端，及一輸出端，該第三D型正反器具有一電連接該第一D型正反 器的輸出端的資料端、一電連接該第一反相器的時鐘端，及一輸出該上數信號的輸出端，該第四D型正反器具有一接收一電連接該第二D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第二反相器的時鐘端，及一輸出該下數信號的輸出端，該第一反相器具有一接收該參考信號的輸入端，及一電連接該第三D型正反器的該時鐘端的輸出端，該第二反相器具有一接收該回授信號的輸入端，及一電連接該第四D型正反器的該時鐘端的輸出端，該NAND邏輯閘具有一電連接該第一D型正反器的該輸出端的第一輸入端、一電連接該第二D型正反器的該輸出端的第二輸入端，及一電連接該第一D型正反器的該重置端。
本發明的功效在於：藉由該相位偵測模組根據該參考信號與該回授信號的頻率差異而產生的該上數信號或該下數信號，二者皆可在相關的信號期間內維持於一電壓準位，進而提升相位偵測效率並減少整體功率消耗。
2‧‧‧電壓產生電路
3‧‧‧回授控制電路
31‧‧‧偵測模組
32‧‧‧相位偵測模組
321‧‧‧第一D型正反器
322‧‧‧第二D型正反器
323‧‧‧第三D型正反器
324‧‧‧第四D型正反器
325‧‧‧第一反向器
326‧‧‧第二反向器
327‧‧‧NAND邏輯閘
33‧‧‧控制信號組產生模組
3314‧‧‧正反器
332‧‧‧切換控制器
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
MP‧‧‧第一開關
MN‧‧‧第二開關
Lo‧‧‧電感
CKP‧‧‧第一控制信號
CKN‧‧‧第二控制信號
f_FB‧‧‧回授信號
f_ref‧‧‧參考信號
UP‧‧‧上數信號
331‧‧‧脈波控制器
3311‧‧‧第一比較器
3312‧‧‧第二比較器
3313‧‧‧計數器
DN‧‧‧下數信號
duty‧‧‧責任週期信號
CK_buck‧‧‧降壓信號
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明習知電源轉換裝置的一相位偵測器
圖2是一時序圖，說明該相位偵測模組的操作時序； 圖3是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的一實施例；圖4是一電路圖，說明該實施例中的一相位偵測模組；圖5是一時序圖，輔助說明該相位偵測模組的操作時序；圖6是一時序圖，輔助說明該相位偵測模組的模擬結果；圖7是一狀態圖，輔助說明該相位偵測模組的輸出信號狀態變化；圖8是一電路圖，說明該實施例中的一脈波控制器；及圖9是一時序圖，輔助說明該脈波控制器的操作時序。
參閱圖3，本發明電源轉換裝置的一實施例，包含一電壓產生電路2，及一回授控制電路3。
該電壓產生電路2用以產生一輸出電壓Vout，且接收一控制信號組並根據該控制信號組調整該輸出電壓Vout的大小，該電壓產生電路2包括一第一開關MP、一第二開關MN，及一電感Lo，而該控制信號組包括一第一控制信號CKP，及一第二控制信號CKN。
該第一開關MP為一P型MOSFET，具有一接收該第一控制信號CKP的閘極、一接收一輸入電壓Vin的源極，及一汲極。
該第二開關MN為一N型MOSFET，具有一接收該第二控 制信號CKN的閘極、一接收該輸入電壓Vin的源極，及一電連接該第一開關MP的汲極的汲極。
該回授控制電路3包括一偵測模組31、一相位偵測模組32，及一控制信號組產生模組33。
該偵測模組31電連接該電壓產生電路2以偵測該輸出電壓Vout而產生一回授信號f_FB，該回授信號f_FB的頻率正比於該輸出電壓Vout。
參閱圖4，該相位偵測模組32接收一參考信號f_ref，且電連接該偵測模組31以接收該回授信號f_FB，並比較該參考信號f_ref的頻率與該回授信號f_FB的頻率，來決定產生一上數信號UP或一下數信號DN，並根據該上數信號UP與該下數信號DN而產生一責任週期信號duty，該責任週期信號duty為基於該上數信號UP或該下數信號DN而改變其數值。
當該參考信號f_ref的頻率大於該回授信號f_FB的頻率，則該相位偵測模組32產生該上數信號UP，且在於該參考信號f_ref的頻率較大的期間內，該上數信號UP維持於一第一準位H，當該參考信號f_ref的頻率小於該回授信號f_FB的頻率，則該相位偵測模組32產生該下數信號DN，且在該參考信號f_ref的頻率較大的期間內，該下數信號DN維持於該第一準位H。在本實施例中，定義第一準位H為邏輯1，表示信號產生，並定義一第二電壓準位L 為邏輯0，表示信號沒有產生。
該相位偵測模組32具有一第一D型正反器321、一第二D型正反器322、一第三D型正反器323、一第四D型正反器324、一第一反相器325、一第二反相器326，及一NAND邏輯閘327。
該第一D型正反器321具有一接收一第一邏輯的資料端D、一接收該參考信號f_ref的時鐘端CK、一重置端Rst，及一輸出端Q。
該第二D型正反器322具有一接收一第二邏輯的資料端D、一接收該回授信號f_FB的時鐘端CK、一電連接該第一D型正反器321的重置端Rst的重置端Rst，及一輸出端Q。
該第三D型正反器323具有一電連接該第一D型正反器321的輸出端的資料端D、一電連接該第一反相器325的時鐘端CK，及一輸出該上數信號UP的輸出端Q。
該第四D型正反器324具有一接收一電連接該第二D型正反器322的輸出端的資料端D、一電連接該第二反相器326的時鐘端CK，及一輸出該下數信號DN的輸出端Q。
該第一反向器325具有一接收該參考信號f_ref的輸入端in，及一電連接該第三D型正反器323的該時鐘端CK的輸出端out。
該第二反向器326具有一接收該回授信號f_FB的輸入端in，及一電連接該第四D型正反器324的該時鐘端CK的輸出端out。
該NAND邏輯閘327具有一電連接該第一D型正反器321的該輸出端Q的第一輸入端、一電連接該第二D型正反器322的該輸出端Q的第二輸入端，及一電連接該第一D型正反器41的該重置端Rst。
該第一至第四D型正反器操作原理如下：於該參考信號f_ref的上升邊緣(rising edge)瞬間，該輸出端Q的輸出為D；該參考信號f_ref的其它時間，該輸出端Q的輸出保持不變；當該重置端Rst的值為0(亦即reset=1)瞬間，該輸出端Q的輸出為邏輯0。簡言之，只有在輸入時脈的上升邊緣及該重置端Rst可改變該輸出端Q的狀態。
再者，由圖4可知，該第三D型正反器323的輸入時脈為該第一D型正反器321的輸入時脈的反向訊號(由於該第一反向器325之緣故)。
此外，該第四D型正反器324之輸入時脈為該第二D型正反器322輸入時脈的反向訊號(由於該第二反向器326之緣故)。
這表示在該第一D型正反器321及該第三D型正反器323這個串接路徑，於該參考信號f_ref的上升邊緣，該第一D型正反器321的該輸出端Q輸出值為1，於該第三D型正反器323接收一參考暫存信號Q_ref的下降邊緣(falling edge)，該第三D型正反器323的該輸出端Q輸出為Q_ref。
至於在該第二D型正反器322至該第四D型正反器324此串接路徑，於該回授信號f_FB的上升邊緣，該第二D型正反器322的該輸出端Q輸出值為1，於該第四D型正反器324接收一回授暫存信號Q_FB的下降邊緣(falling edge)，該第四D型正反器324的該輸出端Q輸出值為Q_FB。簡言之，於該參考信號f_ref的每一週期，該第一D型正反器321輸入的1，會送到該第三D型正反器323的該輸出端Q一次(即，輸出該上數信號UP)；於該回授信號f_FB的每一週期，該第二D型正反器322輸入的1，會送到該第四D型正反器324的該輸出端Q一次(即，輸出該下數信號DN)；由於該第一D型正反器321(或該第二D型正反器322)與該第三D型正反器323(或該第四D型正反器324)之控制時脈差半個週期(充分隔開)，所以此電路可於高速運作下仍不會出錯，相當可靠，以下進一描述該相位偵測模組32的操作時序及模擬結果。
參閱圖5、圖6，當該參考信號f_ref的頻率大於該回授信號f_FB的頻率，則先由該相位偵測模組32的該第一D型正反器321的該時鐘端CK，及該第一反向器325的該輸入端in在一周期T內接收到該參考信號f_ref，該第一D型正反器321的該輸出端Q據以產生一邏輯1的參考暫存信號Q_ref，並由該第三D型正反器323的該資料端D及該NAND邏輯閘327的該第一輸入端所接收，而該第一反向器325的該輸出端out則輸出與該參考信號f_ref反相的信號至 該第三D型正反器323的該時鐘端CK，而該第三D型正反器323的該輸出端Q則根據該資料端D與該時鐘端CK而輸出同樣為邏輯1的該上數信號UP，該第四D型正反器324的該輸出端Q則輸出邏輯0的該下數信號UP，接著，該第二D型正反器322的該時鐘端CK，及該第二反相器326的該輸入端in在該周期T內接收該回授信號f_FB，該第二D型正反器322的該輸出端Q據以產生一回授暫存信號Q_FB，並由該NAND邏輯閘327的該第二輸入端與該第四D型正反器324的該資料端D所接收，此時，該NAND閘327的該重置端Rst根據該參考暫存信號Q_ref與該回授暫存信號Q_FB而輸出一邏輯0的重置信號PD_rst，並傳送至該第一D型正反器321與該第二D型正反器322的該重置端Rst，此時，該第一D型正反器131輸出的該參考暫存信號Q_ref的電壓準位被重置為邏輯0，而該回授暫存信號Q_FB的電壓準位則切換為邏輯1，因此該NAND邏輯閘327的該重置端Rst的該重置信號PD_rst電壓準位切換至邏輯1，因此該第三正反器323的該輸出端Q所輸出的該上數信號UP在該周期T內維持在邏輯1，即，在該參考信號f_ref的頻率較大的期間內，該上數信號UP維持於邏輯1，而該第四正反器324的該輸出端Q所輸出的該下數信號DN的電壓準位在該周期T內維持在邏輯0。
當該回授信號f_FB的頻率大於該參考信號f_ref的頻率，則先由該相位偵測模組32的該第二D型正反器322的該時鐘端 CK，及該第二反向器326的該輸入端in在該周期T內接收到該回授信號f_FB，該第二D型正反器322的該輸出端Q據以產生邏輯1的該回授暫存信號Q_FB，並由該第四D型正反器324的該資料端D及該NAND邏輯閘327的該第二輸入端所接收，而該第二反向器326的該輸出端out則輸出與該回授信號f_FB反相的信號至該第四D型正反器324的該時鐘端CK，該第四D型正反器324的該輸出端Q則根據該資料端D與該時鐘端CK而輸出同樣為邏輯1的該下數信號DN，該第三D型正反器323的該輸出端Q則輸出位於該第二電壓準位L的該上數信號UP，接著，該第一D型正反器321的該時鐘端CK，及該第一反相器325的該輸入端in在該周期T內接收該參考信號f_ref，該第一D型正反器321的該輸出端Q據以產生該參考暫存信號Q_ref，並由該NAND邏輯閘327的該第一輸入端與該第三D型正反器323的該資料端D所接收，此時，該NAND閘327的該重置端Rst所輸出的該重置信號PD_rst的電壓準位則根據該參考暫存信號Q_ref與該回授暫存信號Q_FB而切換為邏輯0，並傳送至該第一D型正反器321與該第二D型正反器322的該重置端Rst，該第二D型正反器322的該輸出端Q所輸出的該回授暫存信號Q_FB的電壓準位接著被切換為邏輯0，而該參考暫存信號Q_ref的電壓準位則切換為邏輯1，該NAND邏輯閘327的該重置端Rst所輸出的該重置信號PD_rst電壓準位切換為邏輯1，因此該第四正反器324的 該輸出端Q所輸出的該下數信號DN的電壓準位在該周期T內維持在邏輯1，即，在該回授信號f_FB的頻率較大的期間內，該下數信號DN維持於邏輯1，而該第三正反器323的該輸出端Q所輸出的該上數信號UP的電壓準位在該周期T內維持在邏輯0。
配合圖4並參閱圖7，進一步地詳細說明該相位偵測模組32產生該責任週期信號duty的操作原理，其中，以該上數信號UP及該下數信號DN做為一有限狀態機(FSM：Finite State Machine)的輸入信號，而其輸出為為該責任週期信號duty，假設該有限狀態機一開始處於一鎖定狀態，接著當該上數信號UP與該下數信號DN為邏輯0，則維持在Lock狀態，此時輸出的該責任週期信號duty為0；接下來若該上數信號UP為邏輯1，且該下數信號DN為邏輯0，則該有限狀態機處於一上數狀態，此時輸出的該責任週期信號duty加1；接下來若該上數信號UP為邏輯1，且該下數信號DN為邏輯0，則該有限狀態機維持在該上數狀態，此時輸出的該責任週期信號duty再加1；接著若該上數信號UP與該下數信號DN皆為邏輯0，則該有限狀態機跳至該鎖定狀態，此時輸出的該責任週期信號duty不變；接下來若該上數信號UP邏輯0，且該下數信號DN邏輯1，則該有限狀態機切換至一下數狀態，此時輸出的該責任週期信號duty減1；接下來若繼續該上數信號UP為邏輯0，且該下數信號DN為邏輯1，則該有限狀態機維持在該下數狀態，此時輸出 的該責任週期信號duty再減1；依此類推。
該控制信號組產生模組33電連接該相位偵測模組32以接收該責任週期信號duty，且據以產生該控制信號組，且控制信號組產生模組33包括一脈波控制器331，及一切換控制器332。
該脈波控制器331電連接該相位偵測模組32，並根據該責任週期信號duty，及一外部時脈信號Ex_clock(即，該參考信號f_ref)而產生一降壓信號CK_buck。
參閱圖8、圖9，以下進一步詳細說明該脈波控制器331的詳細操作原理，該脈波控制器331包括一第一比較器3311、一第二比較器3312、一計數器3313，及正反器3314，該第一比較器3311接收該邏輯0與來自該計數計3313的一輸出信號，並據以產生一在1、0間切換的設定信號，該第二比較器3312接收該責任週期信號duty與該計數計3313的該輸出信號，並據以產生一在1、0間切換的重置信號，該計數器3313接收該參考信號f_ref，並據以產生該輸出信號，該正反器3314根據該設定信號與該重置信號而產生該降壓信號CK_buck，其中，假設圖7的該有限狀態機第一次輸出的該責任週期信號duty為3(或011)，且第二次輸出的該責任週期信號duty為5(或101)作舉例。
在該有限狀態機的第一次輸出的該責任週期信號duty為3時(即，該參考信號f_ref的8個週期期間內)，該脈波控制器331 的該正反器3314輸出的該降壓信號CK_buck為11100000，其理由為：此時該第一比較器3311接收邏輯0，該第二比較器3312接收的該責任週期信號duty為3，於該參考信號f_ref第一個週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為0，此時該第一比較器3311接收的該邏輯0與該輸出信號相同(皆為0)，而該第二比較器3312接收的該輸出信號(為0)與該責任週期信號(為3)不同，因此該正反器3314接收的該設定信號為1，而該重置信號為0，因此對應的輸出的該降壓信號CK_buck為1。
於該參考信號f_ref第二個週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為1，此時該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為1)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為1)，與該責任週期信號duty(為3)不相等，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號皆為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為1。
於該參考信號f_ref第三個週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為2，此時該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為2)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為2)與該責任週期信號duty(為3)不相等，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號皆為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為1。
於該參考信號f_ref第四週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為3，此時該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為3)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為3)與該責任週期信號duty(為3)相同，因此該正反器3314的該設定信號為0，而該重置信號為1，對應輸出的該降壓信號CK_buck切換為0。
於該參考信號f_ref第五週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為4，此時該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為4)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為4)與該責任週期信號duty(為3)不同，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為0。
於該參考信號f_ref第六週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為5，該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為5)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為5)與該責任週期信號duty(為3)不同，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為0。
於該參考信號f_ref第七週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為6，該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出 信號(為6)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為6)與該責任週期信號duty(為3)不同，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為0。
於該參考信號f_ref第八週期訊號的上升邊緣，該計數器3313的該輸出信號為7，該第一比較器3311接收的邏輯0與該輸出信號(為7)不同，該第二比較器3312接收的該輸出信號(為7)與該責任週期信號duty(為3)不同，因此該正反器3314的該設定信號與該重置信號為0，對應輸出的該降壓信號CK_buck保持不變，仍為0。
至於在該有限狀態機的第二次輸出的該責任週期信號duty為5時(或101)(即，該參考信號f_ref的八個週期期間內)，如圖9所繪示，該脈波控制器331輸出的該降壓信號CK_buck應為11111000，其理由可依上類推，故不再贅述。
該切換控制器332電連接該脈波控制器331與該電壓產生電路2，並根據該降壓信號CK_buck及Vx產生相關的該控制信號組。
該控制信號組包括一由該第一開關MP的閘極所接收的第一控制信號CKP，及一由該第二開關MN的閘極所接收的第二控制信號CKN，該第一、第二開關MP、MN分別根據該第一、第二 控制信號CKP、CKN切換於一導通狀態及一不導通狀態，關於該切換控制器332根據該相位偵測模組32進一步達到省電目的之運用方式，可進一步參考Xin Zhang等人所著作之期刊論文(”A 0.6 V Input CCM/DCM Operating Digital Buck Converter in 40 nm CMOS”IEEE Journal Of Solid-State Circuits,vol.49,no.11,Nov.2014)，將其CCM(Continuous Conduction Mode，連續導通模式)/DCM(Discontinuous Conduction Mode，不連續導通模式)自動控制的技術引用進本案中，也就是根據該降壓控制信號CK_buck及該電感Lo左側電壓Vx產生相關的該控制信號組，例如：當該第一控制信號CKP為1，該第二控制信號CKN為0時，該第一開關MP與該第二開關MN皆關閉，該Lo無流通電流，進入DCM狀態，或當該第一控制信號CKP與該第二控制信號CKN為相同的輸出訊號的狀態，亦即，該第一開關MP開啟，該第二開關MN一關閉，該電感Lo有電流通過，進入CCM狀態)，以達成輕負載時使用DCM模式，而重負載時使用CCM模式的省電效果。
綜上所述，本發明電源轉換裝置及回授控制電路藉由該相位偵測模組根據該參考信號與該回授信號的頻率大小比較而產生該上數信號與該下數信號二者之一，且該上數信號在該參考信號頻率較大的期間內，可維持在該第一準位，而該下數信號在該回授 信號頻率較大的期間內，可維持在該第一準位，因此提昇相位偵測模組的相位偵測效率，而接收該上數、下數信號二者之一的該控制信號組產生模組由於該上數信號與該下數信號在周期時間內可保持穩定，因而可減少功率消耗，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (8)

  1. 一種電源轉換裝置，包含：一電壓產生電路，用以產生一輸出電壓，且接收一控制信號組，並根據該控制信號組調整該輸出電壓的大小；及一回授控制電路，包括，一偵測模組，電連接該電壓產生電路以偵測該輸出電壓而產生一回授信號，該回授信號的頻率正比於該輸出電壓，一相位偵測模組，接收一參考信號，且電連接該偵測模組以接收該回授信號，並比較該參考信號的頻率與該回授信號的頻率，來決定產生一上數信號或一下數信號，當該參考信號的頻率大於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該上數信號，且在於該參考信號的頻率較大的期間內，該上數信號維持於一第一準位，當該參考信號的頻率小於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該下數信號，且在該參考信號的頻率較大的期間內，該下數信號維持於該第一準位，及一控制信號組產生模組，電連接該相位偵測模組以接收該下數信號與該上數信號的其中之一，且據以產生該控制信號組該相位偵測模組具有一第一D型正反器、一第二D型正反器、一第三D型正反器、一第四D型正反器、一第一反相器、一第二反相器，及一NAND邏輯閘，該第一D型正反器具有一接收一第一邏輯的資料端、一接收該參考信號的時鐘端、一重置端，及一輸出端，該第二D型正反器具有一接收一第二邏輯的資料端、一接收該回授信號的時鐘端、一電連接該第一D型正反器的重置端的重置端，及一輸出端，該第三D型正反器具有一電連接該第一D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第一反相器的時鐘端，及一輸出該上數信號的輸出端，該第四D型正反器具有一接收一電連接該第二D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第二反相器的時鐘端，及一輸出該下數信號的輸出端，該第一反相器具有一接收該參考信號的輸入端，及一電連接該第三D型正反器的該時鐘端的輸出端，該第二反相器具有一接收該回授信號的輸入端，及一電連接該第四D型正反器的該時鐘端的輸出端，該NAND邏輯閘具有一電連接該第一D型正反器的該輸出端的第一輸入端、一電連接該第二D型正反器的該輸出端的第二輸入端，及一電連接該第一D型正反器的該重置端。
  2. 如請求項1所述的電源轉換裝置，其中，該控制信號組產生模組包括一脈波控制器及一切換控制器，該脈波控制器電連接該相位偵測模組，並根據該上數信號、該下數信號，及一外部時脈信號而產生一降壓信號，該切換控制器電連接該脈波控制器與該電壓產生電路，並根據該降壓信號產生相關的該控制信號組。
  3. 如請求項2所述的電源轉換裝置，其中，該控制信號組包括一第一控制信號，及一第二控制信號，該電壓產生電路包括一第一開關、一第二開關，及一電感，該第一開關具有一接收該第一控制信號的控制端、一接收一輸入電壓的第一端，及一第二端，該第二開關具有一接收該第二控制信號的控制端、一接收該輸入電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，該電感具有一電連接該第一開關的第二端的第一端，及一提供該輸出電壓的第二端。
  4. 如請求項3所述的電源轉換裝置，其中，該第一開關是一P型電晶體，該第一開關的一第一端、一第二端，及一控制端分別是源極、汲極，及閘極，該第二開關是一N型電晶體，該第二開關的一第一端、一第二端，及一控制端分別是源極、汲極，及閘極。
  5. 一種回授控制電路，適用於控制一電壓產生電路，該電壓產生電路用以產生一輸出電壓，該回授控制電路包含：一偵測模組，電連接該電壓產生電路以偵測該輸出電壓而產生一回授信號，該回授信號的頻率正比於該輸出電壓；一相位偵測模組，接收一參考信號且電連接該偵測模組以接收該回授信號，並比較該參考信號的頻率與該回授信號的頻率，來決定產生一上數信號或一下數信號，當該參考信號的頻率大於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該上數信號，且在於該參考信號的頻率較大的期間內，該上數信號維持於一第一準位，當該參考信號的頻率小於該回授信號的頻率，則該相位偵測模組產生該下數信號，且在該參考信號的頻率較大的期間內，該下數信號維持於該第一準位；及一控制信號組產生模組，電連接該相位偵測模組以接收該下數信號與該上數信號的其中之一，且據以產生一控制信號組來控制該電壓產生電路該該相位偵測模組具有一第一D型正反器、一第二D型正反器、一第三D型正反器、一第四D型正反器、一第一反相器、一第二反相器，及一NAND邏輯閘，該第一D型正反器具有一接收一第一邏輯的資料端、一接收該參考信號的時鐘端、一重置端，及一輸出端，該第二D型正反器具有一接收一第二邏輯的資料端、一接收該回授信號的時鐘端、一電連接該第一D型正反器的重置端的重置端，及一輸出端，該第三D型正反器具有一電連接該第一D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第一反相器的時鐘端，及一輸出該上數信號的輸出端，該第四D型正反器具有一電連接該第二D型正反器的輸出端的資料端、一電連接該第二反相器的時鐘端，及一輸出該下數信號的輸出端，該第一反相器具有一接收該參考信號的輸入端，及一電連接該第三D型正反器的該時鐘端的輸出端，該第二反相器具有一接收該回授信號的輸入端，及一電連接該第四D型正反器的該時鐘端的輸出端，該NAND邏輯閘具有一電連接該第一D型正反器的該輸出端的第一輸入端、一電連接該第二D型正反器的該輸出端的第二輸入端，及一電連接該第一D型正反器的該重置端。
  6. 如請求項5所述的回授控制電路，其中，該控制信號組產生模組包括一脈波控制器及一切換控制器，該脈波控制器電連接該相位偵測模組，並根據該上數信號、該下數信號，及一外部時脈信號而產生一降壓信號，該切換控制器電連接該脈波控制器與該電壓產生電路，並根據該降壓信號產生相關的該控制信號組。
  7. 如請求項6所述的回授控制電路，其中，該控制信號組包括一第一控制信號，及一第二控制信號，該電壓產生電路包括一第一開關、一第二開關，及一電感，該第一開關具有一接收該第一控制信號的控制端、一接收一輸入電壓的第一端，及一第二端，該第二開關具有一接收該第二控制信號的控制端、一接收該輸入電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，該電感具有一電連接該第一開關的第二端的第一端，及一提供該輸出電壓的第二端。
  8. 如請求項7所述的回授控制電路，其中，該第一開關是一P型電晶體，該第一開關的一第一端、一第二端，及一控制端分別是源極、汲極，及閘極，該第二開關是一N型電晶體，該第二開關的一第一端、一第二端，及一控制端分別是源極、汲極，及閘極。
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