TWI822546B - 切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法 - Google Patents

切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI822546B
TWI822546B TW112100081A TW112100081A TWI822546B TW I822546 B TWI822546 B TW I822546B TW 112100081 A TW112100081 A TW 112100081A TW 112100081 A TW112100081 A TW 112100081A TW I822546 B TWI822546 B TW I822546B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
switched capacitor
switch
voltage
switching
Prior art date
Application number
TW112100081A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202349847A (zh
Inventor
劉國基
楊大勇
張煒旭
Original Assignee
立錡科技股份有限公司
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 立錡科技股份有限公司 filed Critical 立錡科技股份有限公司
Priority to US18/312,512 priority Critical patent/US20230396162A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI822546B publication Critical patent/TWI822546B/zh
Publication of TW202349847A publication Critical patent/TW202349847A/zh

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
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current

Landscapes

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

Abstract

一種切換電容式電壓轉換電路包括：輸出電容；切換電容轉換器，其中切換電容轉換器包括：第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，形成切換電路；電感，耦接於切換電路與輸出電容之間；及飛馳電容，與切換電路耦接，飛馳電容與輸出電容形成分壓器；及控制電路，用以根據第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號，且控制電路根據脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制切換電路，而將第一電壓轉換為第二電壓；控制電路用以根據輸出電流或輸出電流相關訊號決定切換電容轉換器操作於邊界導通模式、非連續導通模式或連續導通模式。

Description

切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法
本發明係有關於一種切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法，特定而言係有關於一種可根據輸出電流而切換模式之切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法。
電機電子工程師學會(IEEE)應用電源電子研討會在2005年的一篇論文：｢用於射頻功率放大器之封包追踪的三階降壓轉換器｣(“Three-Level Buck Converter for Envelope Tracking in RF Power Amplifiers”)，提出了一種三階降壓轉換器用於封包追踪應用，例如用於射頻功率放大器中的封包追踪；此篇論文提出三階降壓轉換器之優點例如對元件的低電壓應力及與傳統二階降壓轉換器相比具有較小漣波電流。
圖1係顯示一習知美國專利US 9,793,804之三階降壓轉換器。此習知技術揭露了以四個時脈訊號CLK操作之二個三階降壓轉換器120及130，時脈訊號CLK彼此相位偏移90度。脈寬調變控制器110及115用以分別根據時脈訊號CLK產生脈寬調變訊號Spwm。降壓轉換器120及130用以分別根據脈寬調變訊號Spwm產生輸出電壓Vo1及Vo2。
本發明提出一種創新的切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法。
於一觀點中，本發明提供一種切換電容式電壓轉換電路，用以將一第一電壓轉換為一第二電壓，該切換電容式電壓轉換電路包括：一輸出電容，用以產生該第二電壓；一切換電容轉換器，耦接於該第一電壓與該第二電壓之間，其中該切換電容轉換器包括：一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，形成一切換電路，該第一開關耦接至該第一電壓且用以接收該第一電壓；一電感，耦接於該切換電路與該輸出電容之間；以及一飛馳電容，與該切換電路耦接，該飛馳電容與該輸出電容形成一分壓器；以及一控制電路，用以根據該第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號，且該控制電路根據該至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制該切換電路之該第一開關、該第二開關、該第三開關及該第四開關，而將該第一電壓轉換為該第二電壓；其中，該控制電路用以根據一輸出電流或一輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於一邊界導通模式、一非連續導通模式或一連續導通模式。
於一實施例中，該控制電路更根據流經該電感之一電感電流到達零電流之時點，而產生一零電流偵測訊號，以用於將該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式或該非連續導通模式。
於一實施例中，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號低於一第一電流閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號高於一第二電流閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號介於該第一電流閾值與該第二電流閾值之間時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
於一實施例中，該控制電路調整該複數切換訊號以達到柔性切換(soft switching)之零電流切換或零電壓切換。
於一實施例中，該控制電路藉由調整該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之不導通時間而操作於一固定切換頻率。
於一實施例中，該控制電路包括一脈寬調變電路，用以根據該第二電壓產生該至少一脈寬調變訊號，其中該至少一脈寬調變訊號包括一第一脈寬調變訊號，其中該脈寬調變電路包括：一鎖定電路，用以將該第二電壓鎖定於一參考電壓而產生一電壓鎖定訊號；一第一斜坡電路，用以產生一第一斜坡訊號；以及一第一比較電路，用以比較該電壓鎖定訊號及該第一斜坡訊號而產生該第一脈寬調變訊號。
於一實施例中，該至少一脈寬調變訊號包括一第二脈寬調變訊號，其中該脈寬調變電路更包括：一第二斜坡電路，用以產生一第二斜坡訊號；以及一第二比較電路，用以比較該電壓鎖定訊號及該第二斜坡訊號而產生該第二脈寬調變訊號；其中該第二斜坡訊號相較於該第一斜坡訊號具有一第一相位偏移。
於一實施例中，該第一斜坡電路包括一第一重置電路，用以根據該零電流偵測訊號或來自一時脈訊號之一第一觸發訊號重置該第一斜坡訊號，該第二斜坡電路包括一第二重置電路，用以根據該零電流偵測訊號或來自該時脈訊號之一第二觸發訊號重置該第二斜坡訊號，其中該第二觸發訊號相較於該第一觸發訊號具有一第二相位偏移。
於一實施例中，該第一相位偏移的幅度等於該第二相位偏移的幅度。
於一實施例中，該複數切換訊號係根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號而加以調整，以調節該第二電壓。
於一實施例中，該第三開關係耦接於該第一開關與該電感之間，用於該第一開關之該切換訊號係根據該第一脈寬調變訊號加以調整，用於該第三開關之該切換訊號係根據該第二脈寬調變訊號加以調整。
於一實施例中，該控制電路更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之一切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式。
於一實施例中，當該切換頻率高於一預定頻率閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器離開該邊界導通模式。
於一實施例中，該控制電路包括一模式控制電路，用以根據該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式，該模式控制電路包括：一電流感測電路，用以感測該輸出電流或該輸出電流相關訊號，以產生一電流感測訊號；以及一比較電路，用以將該電流感測訊號與一第一電流感測閾值及一第二電流感測閾值相比較，而產生一邊界導通訊號、一非連續導通訊號或一連續導通訊號；其中當該電流感測訊號大於該第一電流感測閾值時，該連續導通訊號切換為一致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式，當該電流感測訊號小於該第二電流感測閾值時，該非連續導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式，當該電流感測訊號介於該第一電流感測閾值及該第二電流感測閾值時，該邊界導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
於一實施例中，於該連續導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由一時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
於一實施例中，於該非連續導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由一時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
於一實施例中，於該邊界導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
於另一觀點中，本發明提供一種切換電容轉換器控制方法，用以將一第一電壓轉換為一第二電壓，該切換電容轉換器控制方法包括：根據該第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號；根據該至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制一切換電容轉換器，而將該第一電壓轉換為該第二電壓；以及根據該切換電容轉換器之一輸出電流或一輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於一邊界導通模式、一非連續導通模式或一連續導通模式。
於一實施例中，該切換電容轉換器控制方法更包括：根據流經該切換電容轉換器之一電感之一電感電流到達零電流之時點，而產生一零電流偵測訊號，以用於將該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式或該非連續導通模式。
於一實施例中，根據該切換電容轉換器之該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括：當該輸出電流或該輸出電流相關訊號低於一第一電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式；當該輸出電流或該輸出電流相關訊號高於一第二電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式；或當該輸出電流或該輸出電流相關訊號介於該第一電流閾值與該第二電流閾值之間時，使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
於一實施例中，該切換電容轉換器控制方法更包括：調整該複數切換訊號以達到柔性切換(soft switching)之零電流切換或零電壓切換。
於一實施例中，該切換電容轉換器控制方法更包括：藉由調整該切換電容轉換器之一第一開關、一第二開關、一第三開關或一第四開關之不導通時間而使該複數切換訊號操作於一固定切換頻率。
於一實施例中，該至少一脈寬調變訊號包括一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號，其中根據該第二電壓而產生該至少一脈寬調變訊號之步驟包括：將該第二電壓鎖定於一參考電壓而產生一電壓鎖定訊號；產生一第一斜坡訊號；比較該電壓鎖定訊號及該第一斜坡訊號而產生該第一脈寬調變訊號；產生一第二斜坡訊號；以及比較該電壓鎖定訊號及該第二斜坡訊號而產生該第二脈寬調變訊號；其中該第二斜坡訊號相較於該第一斜坡訊號具有一第一相位偏移。
於一實施例中，根據該第二電壓而產生該至少一脈寬調變訊號之步驟更包括：根據該零電流偵測訊號或來自一時脈訊號之一第一觸發訊號重置該第一斜坡訊號；以及根據該零電流偵測訊號或來自該時脈訊號之一第二觸發訊號重置該第二斜坡訊號；其中該第二觸發訊號相較於該第一觸發訊號具有一第二相位偏移。
於一實施例中，該第一相位偏移的幅度等於該第二相位偏移的幅度。
於一實施例中，該切換電容轉換器控制方法更包括：根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號調整該複數切換訊號，以調節該第二電壓。
於一實施例中，該切換電容轉換器包括一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關與一電感，其中該第三開關係耦接於該第一開關與該電感之間，其中根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號調整該複數切換訊號之步驟包括：根據該第一脈寬調變訊號調整用於該第一開關之該切換訊號；以及根據該第二脈寬調變訊號調整用於該第三開關之該切換訊號。
於一實施例中，該切換電容轉換器包括一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，其中該切換電容轉換器控制方法更包括：更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之一切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式。
於一實施例中，更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之該切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括：當該切換頻率高於一預定頻率閾值時，使該切換電容轉換器離開該邊界導通模式。
於一實施例中，根據該切換電容轉換器之該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括：感測該輸出電流或該輸出電流相關訊號，以產生一電流感測訊號；以及將該電流感測訊號與一第一電流感測閾值及一第二電流感測閾值相比較，而產生一邊界導通訊號、一非連續導通訊號或一連續導通訊號；其中當該電流感測訊號大於該第一電流感測閾值時，該連續導通訊號切換為一致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式；其中當該電流感測訊號小於該第二電流感測閾值時，該非連續導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式；其中當該電流感測訊號介於該第一電流感測閾值及該第二電流感測閾值時，該邊界導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
本發明之優點在於本發明可自動切換於非連續導通模式、邊界導通模式及連續導通模式以將效率最佳化、可依據輸出電流或切換頻率切換操作模式、當操作於邊界導通模式或非連續導通模式時不需對飛馳電容進行電壓平衡、可達成零電流切換及零電壓切換以降低切換功率損耗、當操作於邊界導通模式時可具有適應性切換頻率，且相較於傳統三階降壓轉換器可具有較高的效率。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。
圖2A係根據本發明之一實施例顯示一切換電容式電壓轉換電路之電路示意圖。圖2B係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路之電路方塊圖。如圖2A所示，切換電容式電壓轉換電路20用以將第一電壓V1轉換為第二電壓V2。切換電容式電壓轉換電路20包括輸出電容Co、切換電容轉換器202及控制電路201。輸出電容Co用以產生第二電壓V2。切換電容轉換器202耦接於第一電壓V1與第二電壓V2之間，切換電容轉換器202包括開關Q1、開關Q2、開關Q3、開關Q4、電感L及飛馳電容C1。開關Q1、開關Q2、開關Q3及開關Q4形成切換電路。開關Q1耦接至第一電壓V1且用以接收第一電壓V1。
電感L耦接於切換電路與輸出電容Co之間。飛馳電容C1與切換電路耦接，飛馳電容C1與輸出電容Co於正常操作中形成分壓器。控制電路201用以根據第二電壓V2而產生至少一脈寬調變訊號(將詳述於後)，且控制電路201根據至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號S1~S4以控制切換電路之開關Q1、開關Q2、開關Q3及開關Q4，而將第一電壓V1轉換為第二電壓V2。
請同時參照圖2A及2B，控制電路201用以根據輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r(例如但不限於電感電流IL)決定切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM, boundary conduction mode)、非連續導通模式(DCM, discontinuous conduction mode)或連續導通模式(CCM, continuous conduction mode)。當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r低於第一電流閾值時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於非連續導通模式(DCM)。當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r高於第二電流閾值時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於連續導通模式(CCM)。當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r介於第一電流閾值與第二電流閾值之間時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM)。
如圖2B所示，控制電路201包括模式控制電路2011、脈衝訊號產生電路2012、脈寬調變電路2013、零電流偵測電路2014及切換訊號產生電路2015。模式控制電路2011用以根據輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r及/或切換頻率fsw而產生邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm及連續導通訊號Sccm，以決定切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM)、非連續導通模式(DCM)或連續導通模式(CCM)。脈衝訊號產生電路2012用以根據時脈訊號CLK產生觸發訊號Stg1、Stg2。
脈寬調變電路2013用以根據邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm、觸發訊號Stg1、Stg2、零電流偵測訊號Szc及第二電壓V2而產生脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，以供切換訊號產生電路2015產生複數切換訊號S1~S4。零電流偵測電路2014用以根據流經電感L之電感電流IL到達零電流之時點，而產生零電流偵測訊號Szc，以用於將切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM)或非連續導通模式(DCM)。切換訊號產生電路2015用以根據零電流偵測訊號Szc及脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2產生切換訊號S1~S4，用以控制開關Q1~Q4。
圖3係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中脈寬調變電路之電路示意圖。如圖3所示，脈寬調變電路2013包括鎖定電路20131、斜坡電路20132、比較電路20133、第二斜坡電路20134及比較電路20135。鎖定電路20131用以將與第二電壓V2相關之第二電壓相關訊號V2’鎖定於參考電壓Vref1而產生電壓鎖定訊號EAO。斜坡電路20132用以產生斜坡訊號Vramp1。於一實施例中，斜坡電路20132包括一電流源Is1及一電容Crp1。電流源Is1用以對電容Crp1進行充電，以產生斜坡訊號Vramp1。比較電路20133用以比較電壓鎖定訊號EAO及斜坡訊號Vramp1而產生脈寬調變訊號Spwm1。第二斜坡電路20134用以產生斜坡訊號Vramp2。於一實施例中，第二斜坡電路20134包括一電流源Is2及一電容Crp2。電流源Is2用以對電容Crp2進行充電，以產生斜坡訊號Vramp2。比較電路20135用以比較電壓鎖定訊號EAO及斜坡訊號Vramp2而產生脈寬調變訊號Spwm2。斜坡訊號Vramp2相較於斜坡訊號Vramp1具有第一相位偏移。
斜坡電路20132包括重置電路201321，用以根據一重置訊號Srst1重置斜坡訊號Vramp1。於一實施例中，重置電路201321包括多工器2013211及一開關Srp1。多工器2013211用以根據非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm及邊界導通訊號Sbcm選擇零電流偵測訊號Szc或來自時脈訊號CLK之觸發訊號Stg1作為重置訊號Srst1，使開關Srp1導通一小段時間，而使斜坡訊號Vramp1之位準下拉至零。於一實施例中，當邊界導通訊號Sbcm位於致能位準時，多工器2013211選擇零電流偵測訊號Szc作為重置訊號Srst1。於另一實施例中，當連續導通訊號Sccm或非連續導通訊號Sdcm位於致能位準時，多工器2013211選擇來自於時脈訊號CLK之觸發訊號Stg1作為重置訊號Srst1。
斜坡電路20134包括重置電路201341，用以根據一重置訊號Srst2重置斜坡訊號Vramp2。於一實施例中，重置電路201341包括多工器2013411及一開關Srp2。多工器2013411用以根據非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm及邊界導通訊號Sbcm選擇零電流偵測訊號Szc或來自時脈訊號CLK之觸發訊號Stg2作為重置訊號Srst2使開關Srp2導通一小段時間，而使斜坡訊號Vramp2之位準下拉至零。於一實施例中，當邊界導通訊號Sbcm位於致能位準時，多工器2013411選擇零電流偵測訊號Szc作為重置訊號Srst2。於另一實施例中，當連續導通訊號Sccm或非連續導通訊號Sdcm位於致能位準時，多工器2013411選擇來自於時脈訊號CLK之觸發訊號Stg2作為重置訊號Srst2。於一實施例中，觸發訊號Stg2相較於觸發訊號Stg1具有第二相位偏移。於一實施例中，第一相位偏移的幅度接近於或等於第二相位偏移的幅度。
圖4係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中零電流偵測電路的方塊示意圖。如圖4所示，零電流偵測電路2014根據電感電流IL產生零電流偵測訊號Szc。圖5係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中零電流偵測電路的電路示意圖。本實施例為圖4的零電流偵測電路2014之一示範性實施例。如圖5所示，於一實施例中，零電流偵測電路2014包括一比較器20141，用以比較與第二電壓V2相關之第二電壓相關訊號V2’’及與切換節點電壓Vx相關之切換節點電壓相關訊號Vx’，以產生零電流偵測訊號Szc。
圖6係根據本發明之一實施例顯示脈衝訊號產生電路之電路示意圖。如圖6所示，脈衝訊號產生電路2012例如但不限於包括一JK正反器20121與兩個脈衝訊號產生器20122、20123，用以根據時脈訊號CLK並透過脈衝訊號產生器20122、20123對應產生觸發訊號Stg1、Stg2。在本實施例中，由於觸發訊號Stg1、Stg2相關於JK正反器20121的正反輸出端的輸出訊號，因此觸發訊號Stg1、Stg2為具有180度相移的交錯訊號。
圖7係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中切換訊號產生電路之電路示意圖。如圖7所示，於一實施例中，切換訊號產生電路2015包括但不限於正反器20151a、20151b、20151c及20151d、及閘20152a、20152b、20152c、20152d、20152e及20152f、脈衝產生器20153a、20153b、20153c及20153d、反閘20154a及20154b與多工器20155a及20155b。除了圖7所顯示者以外，切換訊號產生電路2015亦可以其他實施方式加以實施。
如圖7所示，在一實施例中，正反器20151a根據反相脈衝切換訊號S4B(切換訊號S4的反相脈衝訊號)和脈寬調變訊號Spwm1產生切換訊號S1。 在脈寬調變訊號Spwm1被禁能的情況下，正反器20151a將被重置以將切換訊號S1切換為禁能位準。 且在切換訊號S1的下降緣發生後，延遲一段停滯時間(dead time)後，脈衝產生器20153a產生反相脈衝切換訊號S1B。反相脈衝切換訊號S1B用以產生切換訊號S4。 多工器20155b根據邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm而選擇觸發訊號Stg1或零電流偵測訊號Szc作為輸入及閘20152f的輸入訊號；此輸入訊號再經過及閘20152f與切換訊號S4進行及邏輯運算後，輸入正反器20151d重置接腳CLR。當零電流偵測訊號Szc或觸發訊號Stg1在切換訊號S4致能位準的期間內被致能時，切換訊號S4將被切換為禁能位準。響應於切換訊號S4的下降緣，且在切換訊號S4的下降緣發生後，延遲一段停滯時間後，脈衝產生器20153d產生反相脈衝切換訊號S4B。
請繼續參閱圖7，正反器20151c根據反相脈衝切換訊號S3B(切換訊號S3的反相脈衝訊號)產生切換訊號S2。多工器20155a根據邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm而選擇觸發訊號Stg2或零電流偵測訊號Szc作為輸入及閘20152e的輸入訊號；此輸入訊號再經過及閘20152e與切換訊號S2進行及邏輯運算後，輸入正反器20151c重置接腳CLR。當正反器20151c被重置以將切換訊號S2切換為禁能位準。 且在切換訊號S2的下降緣發生時，延遲一段停滯時間後，脈衝產生器20153c產生反相脈衝切換訊號S2B。反相脈衝切換訊號S2B用以產生切換訊號S3。
請繼續參閱圖7，正反器20151b根據反相脈衝切換訊號S2B(切換訊號S2的反相脈衝訊號)產生切換訊號S3。及閘20152d對切換訊號S3與脈寬調變訊號Spwm2的反相訊號進行及邏輯運算後，輸入正反器20151b重置接腳CLR。當正反器20151b被重置以將切換訊號S3切換為禁能位準。 且在切換訊號S3的下降緣發生時，延遲一段停滯時間後，脈衝產生器20153b產生反相脈衝切換訊號S3B。反相脈衝切換訊號S3B用以產生切換訊號S2。
請繼續參閱圖7，正反器20151d根據反相脈衝切換訊號S1B(切換訊號S1的反相脈衝訊號)產生切換訊號S4。多工器20155b根據邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm而選擇觸發訊號Stg1或零電流偵測訊號Szc作為輸入及閘20152f的輸入訊號；此輸入訊號再經過及閘20152f與切換訊號S4進行及邏輯運算後，輸入正反器20151d重置接腳CLR。當正反器20151d被重置以將切換訊號S4切換為禁能位準。 且在切換訊號S4的下降緣發生時，延遲一段停滯時間後，脈衝產生器20153d產生反相脈衝切換訊號S4B。反相脈衝切換訊號S4B用以產生切換訊號S1。
脈衝產生器20153a、20153b、20153c及20153d產生停滯時間而於輕載時延長切換訊號S1、S2、S3、S4的不導通時間，以達到省電的目的。
圖8~圖13係根據本發明之數個實施例顯示圖2A之切換電容式電壓轉換電路利用圖3之脈寬調變電路時之相關訊號之訊號波形示意圖。時脈訊號CLK、觸發訊號Stg1、Stg2、斜坡訊號Vramp1、Vramp2、脈寬調變訊號Spwm1、Spwm2、切換訊號S1~S4、零電流偵測訊號Szc、電感電流IL及切換週期Tsw係如圖8~圖13所示。
請同時參照圖8及圖3，此實施例為邊界導通模式且占空比小於50%(使得第一電壓V1高於兩倍的第二電壓V2)。於時點t2時，零電流偵測訊號Szc觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，且零電流偵測訊號Szc亦觸發切換訊號S2切換為禁能位準，使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t4時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t5時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S4切換為禁能位準，且零電流偵測訊號Szc亦觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t7時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。如圖8所示，複數切換訊號S1~S4係根據脈寬調變訊號Spwm1及脈寬調變訊號Spwm2而加以調整，以調節第二電壓V2。於一實施例中，切換訊號S1係根據脈寬調變訊號Spwm1加以調整，而切換訊號S2係根據脈寬調變訊號Spwm2加以調整。
如圖8所示，於一實施例中，於邊界導通模式中，複數切換訊號S1~S4切換為一致能位準之時點係由零電流偵測訊號Szc決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。複數切換訊號S1~S4切換為一禁能位準之時點係由零電流偵測訊號Szc決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。
綜言之，在圖8所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q2，產生電感電流IL。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低直至零電流。一旦電感電流IL在時點t2達到零電流，零電流偵測訊號Szc被觸發，且脈寬調變訊號Spwm2重置並使斜坡訊號Vramp2開始上升。在時點t3到時點t4期間，開關Q3和Q4導通，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t4到時點t5期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低直至零電流。當電感電流IL在時點t5達到零電流時，斜坡訊號Vramp1將被觸發而開始下一個切換週期Tsw。需要說明的是，所謂脈寬調變訊號Spwm2重置，係指零電流偵測訊號Szc觸發了脈寬調變訊號Spwm2由禁能位準切換為致能位準。
請同時參照圖9及圖3，此實施例為邊界導通模式且占空比大於50%(使得第一電壓V1低於兩倍的第二電壓V2)。於時點t1時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t2時，零電流偵測訊號Szc觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，且零電流偵測訊號Szc亦觸發切換訊號S2切換為禁能位準，使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t5時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S4切換為禁能位準，且零電流偵測訊號Szc亦觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t7時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。
綜言之，在圖9所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1與Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q3，產生電感電流IL。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q1和Q2，逐漸降低直至零電流。一旦電感電流IL在時點t2達到零電流，零電流偵測訊號Szc被觸發，且脈寬調變訊號Spwm2重置並使斜坡訊號Vramp2開始上升。控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1與Spwm2，在時點t3到時點t4期間，導通開關Q1和Q3，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t4到時點t5期間，電感電流IL流過開關Q3和Q4，逐漸降低直至零電流。當電感電流IL在時點t5達到零電流時，斜坡訊號Vramp1將被觸發而開始下一個切換週期Tsw。
請同時參照圖10及圖3，此實施例為非連續導通模式且占空比小於50%(使得第一電壓V1高於兩倍的第二電壓V2)。於時點t2時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S2切換為禁能位準，於時點t3時，觸發訊號Stg2觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，且此時切換訊號S2仍為禁能位準，故使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t4時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t6時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S4切換為禁能位準，於時點t7時，觸發訊號Stg1觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，此時切換訊號S4仍為禁能位準，故使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t8時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。
如圖10所示，於一實施例中，於非連續導通模式中，複數切換訊號S1~S4切換為一致能位準之時點係由時脈訊號CLK決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。複數切換訊號S1~S4切換為一禁能位準之時點係由零電流偵測訊號Szc決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。
綜言之，在圖10所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q2，產生電感電流IL。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低直至零電流。一旦電感電流IL在時點t2達到零電流，零電流偵測訊號Szc被觸發，開關Q2轉為不導通。在時點t3，脈寬調變電路2013根據觸發訊號Stg2再次產生脈衝時，將脈寬調變訊號Spwm2轉為致能位準，並使斜坡訊號Vramp2開始上升。在時點t3到時點t4期間，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm2及Spwm1導通開關Q3和Q4，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t4到時點t5期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低直至零電流。當電感電流IL達到零電流時，開關Q4轉為不導通。在時點t5，根據觸發訊號Stg1再次產生脈衝時，斜坡訊號Vramp1將被觸發而開始下一個切換週期Tsw。
請參照圖11，此實施例為非連續導通模式且占空比大於50%(使得第一電壓V1低於兩倍的第二電壓V2)。於時點t1時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t2時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S2切換為禁能位準，於時點t3時，觸發訊號Stg2觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，且此時切換訊號S2仍為禁能位準，故使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t5時，零電流偵測訊號Szc觸發切換訊號S4切換為禁能位準，於時點t6時，觸發訊號Stg1觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，此時切換訊號S4仍為禁能位準，故使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t7時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。
綜言之，在圖11所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1與Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q3，產生電感電流IL。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q1和Q2，逐漸降低直至零電流。一旦電感電流IL在時點t2達到零電流，零電流偵測訊號Szc被觸發，開關Q2轉為不導通。在時點t3，脈寬調變電路2013根據觸發訊號Stg2再次產生脈衝時，將脈寬調變訊號Spwm2轉為致能位準，並使斜坡訊號Vramp2開始上升。在時點t3到時點t4期間，根據脈寬調變訊號Spwm1與Spwm2導通開關Q1和Q3，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t4到時點t5期間，電感電流IL流過開關Q3和Q4，逐漸降低直至零電流。在時點t5，當電感電流IL達到零電流時，開關Q4轉為不導通。在時點t6，根據觸發訊號Stg1再次產生脈衝時，斜坡訊號Vramp1將被觸發而開始下一個切換週期Tsw。
請同時參照圖12及圖3，此實施例為連續導通模式且占空比小於50%(使得第一電壓V1高於兩倍的第二電壓V2)。於時點t2時，觸發訊號Stg2觸發切換訊號S2切換為禁能位準，且觸發訊號Stg2亦觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t3時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t5時，觸發訊號Stg1觸發切換訊號S4切換為禁能位準，且觸發訊號Stg1亦觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t6時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。
如圖12所示，於一實施例中，於連續導通模式中，複數切換訊號S1~S4切換為一致能位準之時點係由時脈訊號CLK決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。複數切換訊號S1~S4切換為一禁能位準之時點係由時脈訊號CLK決定或由斜坡訊號Vramp1或斜坡訊號Vramp2與電壓鎖定訊號EAO決定。
綜言之，在圖12所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q2，產生電感電流IL流經飛馳電容C1。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低但皆高於零電流。控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm2及Spwm1，在時點t2到時點t3期間，導通開關Q3和Q4，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t3到時點t4期間，電感電流IL流過開關Q2和Q4，逐漸降低但皆高於零電流。時點t0到時點t4為一個切換週期Tsw。
請同時參照圖13及圖3，此實施例為連續導通模式且占空比大於50%(使得第一電壓V1低於兩倍的第二電壓V2)。於時點t2時，觸發訊號Stg2觸發切換訊號S2切換為禁能位準，且觸發訊號Stg2亦觸發斜坡訊號Vramp2由重置訊號Srst2所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm2切換為致能位準，使得切換訊號S3切換為致能位準。於時點t5時，斜坡訊號Vramp2高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm2切換為禁能位準，進而使切換訊號S3切換為禁能位準，使得切換訊號S2切換為致能位準。於時點t6時，觸發訊號Stg1觸發切換訊號S4切換為禁能位準，且觸發訊號Stg1亦觸發斜坡訊號Vramp1由重置訊號Srst1所重置，進而使脈寬調變訊號Spwm1切換為致能位準，使得切換訊號S1切換為致能位準。於時點t7時，斜坡訊號Vramp1高於電壓鎖定訊號EAO，促使脈寬調變訊號Spwm1切換為禁能位準，進而使切換訊號S1切換為禁能位準，使得切換訊號S4切換為致能位準。
綜言之，在圖13所示的實施例中，控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，在時點t0到時點t1期間，導通開關Q1和Q3，產生電感電流IL。在時點t1到時點t2期間，電感電流IL流過開關Q1和Q2，並流經飛馳電容C1，而對飛馳電容C1與輸出電容Co充電。控制電路201根據脈寬調變訊號Spwm1及Spwm2，在時點t2到時點t3期間，導通開關Q1和Q3，通過電感L對輸出電容Co進行充電。在時點t3到時點t4期間，電感電流IL流過開關Q3和Q4，而對輸出電容Co充電，電感電流IL逐漸降低但皆高於零電流。時點t0到時點t4為一個切換週期Tsw。
圖14~圖19係根據本發明之數個實施例顯示圖2A之切換電容式電壓轉換電路利用圖3之脈寬調變電路時之相關訊號之訊號波形示意圖。第一電壓V1、第二電壓V2、輸出電流I2、電容跨壓VC1、切換節點電壓Vx及電感電流IL係如圖14~圖19所示。
其中，圖14顯示切換電容轉換器202操作於連續導通模式(CCM)且占空比小於50%；圖15顯示切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM)且占空比小於50%；圖16顯示切換電容轉換器202操作於非連續導通模式(DCM)且占空比小於50%。
其中，圖17顯示切換電容轉換器202操作於連續導通模式(CCM)且占空比大於50%；圖18顯示切換電容轉換器202操作於邊界導通模式(BCM)且占空比大於50%；圖19顯示切換電容轉換器202操作於非連續導通模式(DCM)且占空比大於50%。
圖20係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路操作於邊界導通模式、非連續導通模式及連續導通模式下第二電流相對於效率之關係圖。請同時參照圖20及圖2B，當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r低於第一電流閾值Ith1時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於非連續導通模式。當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r高於第二電流閾值Ith2時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於連續導通模式。當輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r介於第一電流閾值Ith1與第二電流閾值Ith2之間時，控制電路201使切換電容轉換器202操作於邊界導通模式。
圖21係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路操作於邊界導通模式下切換頻率或效率相對於第二電流之關係圖。請同時參照圖21、圖2A及圖2B，控制電路201更根據開關Q1、開關Q2、開關Q3或開關Q4之切換頻率fsw與輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r決定切換電容轉換器202操作於邊界導通模式、非連續導通模式或連續導通模式。於一實施例中，當切換頻率fsw高於預定頻率閾值fth時，控制電路201使切換電容轉換器202離開邊界導通模式。
圖22係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中模式控制電路之方塊示意圖。如圖22所示，模式控制電路2011根據輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r(例如但不限於電感電流IL)及/或切換頻率fsw產生邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm、連續導通訊號Sccm。
圖23係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中模式控制電路之電路方塊圖。如圖23所示，模式控制電路2011包括電流感測電路20111、比較電路20112及反或閘20113。電流感測電路20111用以感測輸出電流I2或輸出電流相關訊號I2r，以產生電流感測訊號Vcs。比較電路20112用以將電流感測訊號Vcs與第一電流感測閾值Vcs_th1及第二電流感測閾值Vcs_th2相比較，而產生邊界導通訊號Sbcm、非連續導通訊號Sdcm或連續導通訊號Sccm。當電流感測訊號Vcs大於第一電流感測閾值Vcs_th1時，連續導通訊號Sccm切換為致能位準，進而使切換電容轉換器202操作於連續導通模式。當電流感測訊號Vcs小於第二電流感測閾值Vcs_th2時，非連續導通訊號Sdcm切換為致能位準，進而使切換電容轉換器202操作於非連續導通模式。當電流感測訊號Vcs介於第一電流感測閾值Vcs_th1及第二電流感測閾值Vcs_th2時，邊界導通訊號Sbcm切換為致能位準，進而使切換電容轉換器202操作於邊界導通模式。
圖24~圖35係根據本發明之實施例顯示切換電容轉換器控制方法之步驟流程圖。如圖24所示，本發明之切換電容轉換器控制方法30包括於步驟301，根據該第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號。接著，於步驟302，根據該至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制一切換電容轉換器，而將該第一電壓轉換為該第二電壓。之後，於步驟303，根據該切換電容轉換器之一輸出電流或一輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於一邊界導通模式、一非連續導通模式或一連續導通模式。
如圖25所示，於一實施例中，本發明之切換電容轉換器控制方法30可更包括於步驟304，根據流經該切換電容轉換器之一電感之一電感電流到達零電流之時點，而產生一零電流偵測訊號，以用於將該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式或該非連續導通模式。如圖26所示，步驟303包括步驟3031、3032及3033。於步驟3031，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號低於一第一電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式。於步驟3032，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號高於一第二電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式。於步驟3033，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號介於該第一電流閾值與該第二電流閾值之間時，使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
如圖27所示，於一實施例中，本發明之切換電容轉換器控制方法30可更包括於步驟305，調整該複數切換訊號以達到柔性切換(soft switching)之零電流切換或零電壓切換。如圖28所示，於一實施例中，本發明之切換電容轉換器控制方法30可更包括於步驟306，藉由調整該切換電容轉換器之一第一開關、一第二開關、一第三開關或一第四開關之不導通時間而使該複數切換訊號操作於一固定切換頻率。如圖29所示，步驟301包括步驟3011、3012、3013、3014及3015。於步驟3011，將該第二電壓鎖定於一參考電壓而產生一電壓鎖定訊號。接著，於步驟3012，產生一第一斜坡訊號。之後，於步驟3013，比較該電壓鎖定訊號及該第一斜坡訊號而產生該第一脈寬調變訊號。接續，於步驟3014，產生一第二斜坡訊號。之後，於步驟3015，比較該電壓鎖定訊號及該第二斜坡訊號而產生該第二脈寬調變訊號。
如圖30所示，步驟301可更包括步驟3016及3017。於步驟3016，根據該零電流偵測訊號或來自一時脈訊號之一第一重置訊號重置該第一斜坡訊號。接著，於步驟3017，根據該零電流偵測訊號或來自該時脈訊號之一第二重置訊號重置該第二斜坡訊號。如圖31所示，於一實施例中，本發明之切換電容轉換器控制方法30可更包括於步驟307，根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號調整該複數切換訊號，以調節該第二電壓。如圖32所示，於一實施例中，步驟307包括步驟3071及3072。於步驟3071，根據該第一脈寬調變訊號調整用於該第一開關之該切換訊號。接續，於步驟3072，根據該第二脈寬調變訊號調整用於該第三開關之該切換訊號。
如圖33所示，於一實施例中，本發明之切換電容轉換器控制方法30可更包括於步驟308，更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之一切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式。如圖34所示，步驟308包括步驟3081。於步驟3081，當該切換頻率高於一預定頻率閾值時，使該切換電容轉換器離開該邊界導通模式。
如圖35所示，步驟303包括步驟3031’、3032’、3033a’、3033b’及3033c’。於步驟3031’， 感測該輸出電流或該輸出電流相關訊號，以產生一電流感測訊號。接續，於步驟3032’， 將該電流感測訊號與第一電流感測閾值及第二電流感測閾值相比較，而產生一邊界導通訊號、一非連續導通訊號或一連續導通訊號。之後，於步驟3033a’， 當該電流感測訊號小於該第二電流感測閾值時，該非連續導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式。於步驟3033b’， 當該電流感測訊號大於該第一電流感測閾值時，該連續導通訊號切換為一致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式。於步驟3033c’， 當該電流感測訊號介於該第一電流感測閾值及該第二電流感測閾值時，該邊界導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
本發明如上所述提供了一種切換電容式電壓轉換電路，其可自動切換於非連續導通模式、邊界導通模式及連續導通模式以將效率最佳化、可依據輸出電流或切換頻率切換操作模式、當操作於邊界導通模式或非連續導通模式時不需對飛馳電容進行電壓平衡、可達成零電流切換及零電壓切換以降低切換功率損耗、當操作於邊界導通模式時可具有適應性切換頻率，且相較於傳統三階降壓轉換器可具有較高的效率。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之最廣的權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，舉例而言，兩個或以上之實施例可以組合運用，而一實施例中之部分組成亦可用以取代另一實施例中對應之組成部件。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
110, 115:脈寬調變控制器 120, 130:(三階)降壓轉換器 20:切換電容式電壓轉換電路 201:控制電路 2011:模式控制電路 20111:電流感測電路 20112:比較電路 20113:反或閘 2012:脈衝訊號產生電路 20121:JK正反器 20122, 20123:脈衝訊號產生器 2013:脈寬調變電路 20131:鎖定電路 20132, 20134:斜坡電路 201321, 201341:重置電路 2013211, 2013411:多工器 20133, 20135:比較電路 2014:零電流偵測電路 20141:比較器 2015:切換訊號產生電路 20151a, 20151b, 20151c, 20151d:正反器 20152a, 20152b, 20152c, 20152d, 20152e, 20152f:及閘 20153a, 20153b, 20153c, 20153d:脈衝產生器 20154a, 20154b:反閘 20155a, 20155b:多工器 202:切換電容轉換器 30:切換電容轉換器控制方法 301, 3011, 3012, 3013, 3014, 3015, 3016, 3017, 302, 303, 3031, 3031’, 3032, 3032’, 3033, 3033a’, 3033b’, 3033c’, 304, 305, 306, 307, 3071, 3072, 308, 3081:步驟 C1:飛馳電容 CLK:時脈訊號 Co:輸出電容 Crp1, Crp2:電容 EAO:電壓鎖定訊號 fsw:切換頻率 fth:預定頻率閾值 I2:輸出電流 I2r:輸出電流相關訊號 IL:電感電流 Is1, Is2:電流源 Ith1:第一電流閾值 Ith2:第二電流閾值 L:電感 Lgc-H:訊號 Q1~Q4:開關 S1~S4:切換訊號 S1B~S4B:反相脈衝切換訊號 Sbcm:邊界導通訊號 Sccm:連續導通訊號 Sdcm:非連續導通訊號 Spwm, Spwm1, Spwm2:脈寬調變訊號 Srp1, Srp2:開關 Srst1, Srst2:重置訊號 Stg1, Stg2:觸發訊號 Szc:零電流偵測訊號 t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8:時點 Tsw:切換週期 V1:第一電壓 V2:第二電壓 V2’, V2’’:第二電壓相關訊號 VC1:電容跨壓 Vcs:電流感測訊號 Vcs_th1:第一電流感測閾值 Vcs_th2:第二電流感測閾值 Vo1, Vo2:輸出電壓 Vramp1, Vramp2:斜坡訊號 Vref1:參考電壓 Vx:切換節點電壓 Vx’:切換節點電壓相關訊號
圖1係顯示一習知之三階降壓轉換器。
圖2A係根據本發明之一實施例顯示一切換電容式電壓轉換電路之電路示意圖。
圖2B係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路之電路方塊圖。
圖3係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中脈寬調變電路之電路示意圖。
圖4係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中零電流偵測電路之方塊示意圖。
圖5係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中零電流偵測電路的電路示意圖。
圖6係根據本發明之一實施例顯示脈衝訊號產生電路之電路示意圖。
圖7係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中切換訊號產生電路之電路示意圖。
圖8~圖13係根據本發明之數個實施例顯示圖2A之切換電容式電壓轉換電路利用圖3之脈寬調變電路時之相關訊號之訊號波形示意圖。
圖14~圖19係根據本發明之數個實施例顯示圖2A之切換電容式電壓轉換電路利用圖3之脈寬調變電路時之相關訊號之訊號波形示意圖。
圖20係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路操作於邊界導通模式、非連續導通模式及連續導通模式下第二電流相對於效率之關係圖。
圖21係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路操作於邊界導通模式下頻率或效率相對於第二電流之關係圖。
圖22係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中模式控制電路之方塊示意圖。
圖23係根據本發明之一實施例顯示切換電容式電壓轉換電路之控制電路中模式控制電路之電路方塊圖。
圖24~圖35係根據本發明之實施例顯示切換電容轉換器控制方法之步驟流程圖。
201:控制電路
2011:模式控制電路
2012:脈衝訊號產生電路
2013:脈寬調變電路
2014:零電流偵測電路
2015:切換訊號產生電路
CLK:時脈訊號
fsw:切換頻率
I2:輸出電流
I2r:輸出電流相關訊號
IL:電感電流
S1~S4:切換訊號
Sbcm:邊界導通訊號
Sccm:連續導通訊號
Sdcm:非連續導通訊號
Spwm1,Spwm2:脈寬調變訊號
Stg1,Stg2:觸發訊號
Szc:零電流偵測訊號
V2:第二電壓

Claims (30)

  1. 一種切換電容式電壓轉換電路，用以將一第一電壓轉換為一第二電壓，該切換電容式電壓轉換電路包含： 一輸出電容，用以產生該第二電壓； 一切換電容轉換器，耦接於該第一電壓與該第二電壓之間，其中該切換電容轉換器包括： 一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，形成一切換電路，該第一開關耦接至該第一電壓且用以接收該第一電壓； 一電感，耦接於該切換電路與該輸出電容之間；以及 一飛馳電容，與該切換電路耦接，該飛馳電容與該輸出電容形成一分壓器；以及 一控制電路，用以根據該第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號，且該控制電路根據該至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制該切換電路之該第一開關、該第二開關、該第三開關及該第四開關，而將該第一電壓轉換為該第二電壓； 其中，該控制電路用以根據一輸出電流或一輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於一邊界導通模式、一非連續導通模式或一連續導通模式。
  2. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路更根據流經該電感之一電感電流到達零電流之時點，而產生一零電流偵測訊號，以用於將該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式或該非連續導通模式。
  3. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中當該輸出電流或該輸出電流相關訊號低於一第一電流閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號高於一第二電流閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式，當該輸出電流或該輸出電流相關訊號介於該第一電流閾值與該第二電流閾值之間時，該控制電路使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
  4. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路調整該複數切換訊號以達到柔性切換(soft switching)之零電流切換或零電壓切換。
  5. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路藉由調整該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之不導通時間而操作於一固定切換頻率。
  6. 如請求項2所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路包括一脈寬調變電路，用以根據該第二電壓產生該至少一脈寬調變訊號，其中該至少一脈寬調變訊號包括一第一脈寬調變訊號，其中該脈寬調變電路包括： 一鎖定電路，用以將該第二電壓鎖定於一參考電壓而產生一電壓鎖定訊號； 一第一斜坡電路，用以產生一第一斜坡訊號；以及 一第一比較電路，用以比較該電壓鎖定訊號及該第一斜坡訊號而產生該第一脈寬調變訊號。
  7. 如請求項6所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該至少一脈寬調變訊號包括一第二脈寬調變訊號，其中該脈寬調變電路更包括： 一第二斜坡電路，用以產生一第二斜坡訊號；以及 一第二比較電路，用以比較該電壓鎖定訊號及該第二斜坡訊號而產生該第二脈寬調變訊號； 其中該第二斜坡訊號相較於該第一斜坡訊號具有一第一相位偏移。
  8. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該第一斜坡電路包括一第一重置電路，用以根據該零電流偵測訊號或來自一時脈訊號之一第一觸發訊號重置該第一斜坡訊號，該第二斜坡電路包括一第二重置電路，用以根據該零電流偵測訊號或來自該時脈訊號之一第二觸發訊號重置該第二斜坡訊號，其中該第二觸發訊號相較於該第一觸發訊號具有一第二相位偏移。
  9. 如請求項8所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該第一相位偏移的幅度等於該第二相位偏移的幅度。
  10. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該複數切換訊號係根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號而加以調整，以調節該第二電壓。
  11. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該第三開關係耦接於該第一開關與該電感之間，用於該第一開關之該切換訊號係根據該第一脈寬調變訊號加以調整，用於該第三開關之該切換訊號係根據該第二脈寬調變訊號加以調整。
  12. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之一切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式。
  13. 如請求項12所述之切換電容式電壓轉換電路，其中當該切換頻率高於一預定頻率閾值時，該控制電路使該切換電容轉換器離開該邊界導通模式。
  14. 如請求項1所述之切換電容式電壓轉換電路，其中該控制電路包括一模式控制電路，用以根據該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式，該模式控制電路包括： 一電流感測電路，用以感測該輸出電流或該輸出電流相關訊號，以產生一電流感測訊號；以及 一比較電路，用以將該電流感測訊號與一第一電流感測閾值及一第二電流感測閾值相比較，而產生一邊界導通訊號、一非連續導通訊號或一連續導通訊號； 其中當該電流感測訊號大於該第一電流感測閾值時，該連續導通訊號切換為一致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式，當該電流感測訊號小於該第二電流感測閾值時，該非連續導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式，當該電流感測訊號介於該第一電流感測閾值及該第二電流感測閾值時，該邊界導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
  15. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中於該連續導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由一時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
  16. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中於該非連續導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由一時脈訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
  17. 如請求項7所述之切換電容式電壓轉換電路，其中於該邊界導通模式中，該複數切換訊號切換為一致能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定，該複數切換訊號切換為一禁能位準之時點係由該零電流偵測訊號決定或由該第一斜坡訊號或該第二斜坡訊號與該電壓鎖定訊號決定。
  18. 一種切換電容轉換器控制方法，用以將一第一電壓轉換為一第二電壓，該切換電容轉換器控制方法包含： 根據該第二電壓而產生至少一脈寬調變訊號； 根據該至少一脈寬調變訊號，產生複數切換訊號以控制一切換電容轉換器，而將該第一電壓轉換為該第二電壓；以及 根據該切換電容轉換器之一輸出電流或一輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於一邊界導通模式、一非連續導通模式或一連續導通模式。
  19. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，更包含： 根據流經該切換電容轉換器之一電感之一電感電流到達零電流之時點，而產生一零電流偵測訊號，以用於將該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式或該非連續導通模式。
  20. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，其中根據該切換電容轉換器之該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括： 當該輸出電流或該輸出電流相關訊號低於一第一電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式； 當該輸出電流或該輸出電流相關訊號高於一第二電流閾值時，使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式；或 當該輸出電流或該輸出電流相關訊號介於該第一電流閾值與該第二電流閾值之間時，使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
  21. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，更包含： 調整該複數切換訊號以達到柔性切換(soft switching)之零電流切換或零電壓切換。
  22. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，更包含： 藉由調整該切換電容轉換器之一第一開關、一第二開關、一第三開關或一第四開關之不導通時間而使該複數切換訊號操作於一固定切換頻率。
  23. 如請求項19所述之切換電容轉換器控制方法，其中該至少一脈寬調變訊號包括一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號，其中根據該第二電壓而產生該至少一脈寬調變訊號之步驟包括： 將該第二電壓鎖定於一參考電壓而產生一電壓鎖定訊號； 產生一第一斜坡訊號； 比較該電壓鎖定訊號及該第一斜坡訊號而產生該第一脈寬調變訊號； 產生一第二斜坡訊號；以及 比較該電壓鎖定訊號及該第二斜坡訊號而產生該第二脈寬調變訊號； 其中該第二斜坡訊號相較於該第一斜坡訊號具有一第一相位偏移。
  24. 如請求項23所述之切換電容轉換器控制方法，其中根據該第二電壓而產生該至少一脈寬調變訊號之步驟更包括： 根據該零電流偵測訊號或來自一時脈訊號之一第一觸發訊號重置該第一斜坡訊號；以及 根據該零電流偵測訊號或來自該時脈訊號之一第二觸發訊號重置該第二斜坡訊號； 其中該第二觸發訊號相較於該第一觸發訊號具有一第二相位偏移。
  25. 如請求項24所述之切換電容轉換器控制方法，其中該第一相位偏移的幅度等於該第二相位偏移的幅度。
  26. 如請求項23所述之切換電容轉換器控制方法，更包含： 根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號調整該複數切換訊號，以調節該第二電壓。
  27. 如請求項26所述之切換電容轉換器控制方法，其中該切換電容轉換器包括一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關與一電感，其中該第三開關係耦接於該第一開關與該電感之間，其中根據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號調整該複數切換訊號之步驟包括： 根據該第一脈寬調變訊號調整用於該第一開關之該切換訊號；以及 根據該第二脈寬調變訊號調整用於該第三開關之該切換訊號。
  28. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，其中該切換電容轉換器包括一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，其中該切換電容轉換器控制方法更包含： 更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之一切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式。
  29. 如請求項28所述之切換電容轉換器控制方法，其中更根據該第一開關、該第二開關、該第三開關或該第四開關之該切換頻率與該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括： 當該切換頻率高於一預定頻率閾值時，使該切換電容轉換器離開該邊界導通模式。
  30. 如請求項18所述之切換電容轉換器控制方法，其中根據該切換電容轉換器之該輸出電流或該輸出電流相關訊號決定該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式、該非連續導通模式或該連續導通模式之步驟包括： 感測該輸出電流或該輸出電流相關訊號，以產生一電流感測訊號；以及 將該電流感測訊號與一第一電流感測閾值及一第二電流感測閾值相比較，而產生一邊界導通訊號、一非連續導通訊號或一連續導通訊號； 其中當該電流感測訊號大於該第一電流感測閾值時，該連續導通訊號切換為一致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該連續導通模式； 其中當該電流感測訊號小於該第二電流感測閾值時，該非連續導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該非連續導通模式； 其中當該電流感測訊號介於該第一電流感測閾值及該第二電流感測閾值時，該邊界導通訊號切換為該致能位準，進而使該切換電容轉換器操作於該邊界導通模式。
TW112100081A 2022-06-01 2023-01-03 切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法 TWI822546B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/312,512 US20230396162A1 (en) 2022-06-01 2023-05-04 Switched capacitor voltage converter circuit and control method of switched capacitor converter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263347612P 2022-06-01 2022-06-01
US63/347,612 2022-06-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI822546B true TWI822546B (zh) 2023-11-11
TW202349847A TW202349847A (zh) 2023-12-16

Family

ID=88884883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112100081A TWI822546B (zh) 2022-06-01 2023-01-03 切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117155115A (zh)
TW (1) TWI822546B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1826893A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-29 STMicroelectronics S.r.l. Method for controlling a multiphase interleaving converter and corresponding controller, in particular for a sudden connection of a load
US20070296383A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Ming Xu Non-Isolated Bus Converters with Voltage Divider Topology
CN101860206A (zh) * 2010-05-12 2010-10-13 杭州矽力杰半导体技术有限公司 三电平降压型变换器
US20110133704A1 (en) * 2009-06-10 2011-06-09 Stmicroelectronics S.R.I Method for controlling an interleaving multiphase regulator and corresponding system
US20170194864A1 (en) * 2013-10-07 2017-07-06 Lion Semiconductor Inc. Feedback control for hybrid regulator including a buck converter and a switched capacitor converter
US9793804B2 (en) * 2014-10-23 2017-10-17 Qualcomm Incorporated Circuits and methods for controlling a three-level buck converter
TW202002489A (zh) * 2018-06-22 2020-01-01 美商半導體組件工業公司 整流器電路、使用整流器電路的切換功率轉換器及其相關方法
US11316424B2 (en) * 2011-05-05 2022-04-26 Psemi Corporation Dies with switches for operating a switched-capacitor power converter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1826893A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-29 STMicroelectronics S.r.l. Method for controlling a multiphase interleaving converter and corresponding controller, in particular for a sudden connection of a load
US20070296383A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Ming Xu Non-Isolated Bus Converters with Voltage Divider Topology
US20110133704A1 (en) * 2009-06-10 2011-06-09 Stmicroelectronics S.R.I Method for controlling an interleaving multiphase regulator and corresponding system
CN101860206A (zh) * 2010-05-12 2010-10-13 杭州矽力杰半导体技术有限公司 三电平降压型变换器
US11316424B2 (en) * 2011-05-05 2022-04-26 Psemi Corporation Dies with switches for operating a switched-capacitor power converter
US20170194864A1 (en) * 2013-10-07 2017-07-06 Lion Semiconductor Inc. Feedback control for hybrid regulator including a buck converter and a switched capacitor converter
US9793804B2 (en) * 2014-10-23 2017-10-17 Qualcomm Incorporated Circuits and methods for controlling a three-level buck converter
TW202002489A (zh) * 2018-06-22 2020-01-01 美商半導體組件工業公司 整流器電路、使用整流器電路的切換功率轉換器及其相關方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202349847A (zh) 2023-12-16
CN117155115A (zh) 2023-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10951120B2 (en) Flyback converter, control circuit and control method therefor
US20210175805A1 (en) Regulation Loop Circuit
US9263941B2 (en) Power factor-corrected resonant converter and parallel power factor-corrected resonant converter
US10693376B2 (en) Electronic converter and method of operating an electronic converter
US8922181B2 (en) Power control circuit performing soft start operation. power supply device, and electronic device
CN111355368B (zh) 功率转换器
US20170324323A1 (en) Single inductor dual output voltage converter and the method thereof
CN111277135B (zh) 功率转换器
CN116111840A (zh) 一种高效率快速瞬态响应的双相Buck电路电源管理芯片
Lu et al. Absolute minimum deviation controller for multi-level flying capacitor direct energy transfer converters
TWI822546B (zh) 切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法
CN113507209B (zh) 脉冲宽度调制直流-直流转换器、控制方法、电子设备
TWI755144B (zh) 諧振切換式電源轉換器
TWI767346B (zh) 諧振切換式電源轉換器
US20220209663A1 (en) Systems and methods for controlling operation modes of dc-to-dc voltage converters
TWI755143B (zh) 諧振切換式電源轉換器
US11247576B2 (en) Power factor correction circuit capable of performing bidirectional power transfer and charger including the same
TWI660568B (zh) Power conversion device and feedback control circuit
Vaz et al. Detailed design procedure of a DC-DC buck-boost converter employing a passive snubber
TWI818588B (zh) 切換電容式電壓轉換電路
TWI818731B (zh) 切換電容式電壓轉換電路及切換電容轉換器控制方法
US20230396162A1 (en) Switched capacitor voltage converter circuit and control method of switched capacitor converter
Sun et al. A Circuit for Reducing the Reverse Current in DCM DC-DC Converters
US20240055986A1 (en) Multi-phase switching converter under a phase-added operation and control method thereof
TWI811035B (zh) 切換電容式電壓轉換電路及切換電容式電壓轉換方法