專利名稱：脈寬調(diào)制控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種脈寬調(diào)制控制器，且特別是有關(guān)于一種具有多只多功 能接腳的脈寬調(diào)制控制器。
背景技術(shù)：
脈寬調(diào)制控制器(PWM controller)—般應(yīng)用于電壓轉(zhuǎn)換器中，其最主要的 用意是使得電壓轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓至電子裝置(例如主機(jī)板上 CPU所需的電源)。圖1所示為電壓轉(zhuǎn)換器100的電路圖。以圖l的電壓轉(zhuǎn)換 器100的脈寬調(diào)制控制器101的架構(gòu)而言，使用者若想激活電壓轉(zhuǎn)換器100 以提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓Vout至電子裝置(未繪示)時(shí)，其必需提供一個(gè)致 能信號(hào)(enable signal) Ve至脈寬調(diào)制控制器101所獨(dú)立定義的致能接腳EN后， 方能致能脈寬調(diào)制控制器101。圖2所示為現(xiàn)有4支'術(shù)中將圖1的脈寬調(diào)制控制器101所獨(dú)立定義出來(lái)的 致能接腳EN整并入脈寬調(diào)制控制器101的其它接腳的電壓轉(zhuǎn)換器200的電路 圖。圖2所公開(kāi)的電壓轉(zhuǎn)換器200電路圖由中國(guó)臺(tái)灣省專利申請(qǐng)案號(hào)第 93120057號(hào)所揭示的技術(shù)，其最主要是希望在脈寬調(diào)制控制器201的接腳PH 上實(shí)現(xiàn)多功能接腳的目的，而此接腳PH同時(shí)具有致能(enable)的機(jī)制、偵測(cè)(overcurrent)保護(hù)電子裝置的機(jī)制，如此的確是可以達(dá)到增加脈寬調(diào)制控制器 的接腳的可利用性及減少其封裝時(shí)的接腳數(shù)的目的。然而，為了要達(dá)到上述的目的，圖2的電壓轉(zhuǎn)換器200會(huì)衍生出一個(gè)問(wèn) 題，而這個(gè)問(wèn)題是因?yàn)榫w管M2及M3為功率晶體管，故其流經(jīng)接腳PH的 電流Iout會(huì)較大，所以相對(duì)的就會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲(noise)回傳至接腳PH,所 以有可能會(huì)導(dǎo)致脈寬調(diào)制控制器201產(chǎn)生誤動(dòng)作。除此的外，致能晶體管M1的寄生電容(parasitic capacitance)也會(huì)影響脈寬調(diào)制控制器201對(duì)電子裝置的 過(guò)電流保護(hù)機(jī)制的準(zhǔn)確度，如此很有可能會(huì)造成電于裝置的損毀。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明所提供的脈寬調(diào)制控制器適用于一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器中， 且此電壓轉(zhuǎn)換器用以提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓至電子裝置使用，而此脈寬調(diào) 制控制器包括第一輸出接腳、第一多功能接腳、反饋單元，以及致能單元。 其中，第一輸出接腳用以輸出第一輸出信號(hào)。反饋單元耦接第一多功能接腳， 此反饋單元接收一個(gè)反饋信號(hào)，并據(jù)以控制第 一輸出接腳所輸出的第 一輸出 信號(hào)的脈波寬度，其中上述反饋信號(hào)是依據(jù)上述輸出電壓而產(chǎn)生。致能單元 耦接第一多功能接腳，此致能單元是用以偵測(cè)第 一多功能接腳上的電壓以決 定是否致能脈寬調(diào)制控制器。本發(fā)明所提供的脈寬調(diào)制控制器是將現(xiàn)有整并入多功能接腳(PH)的致能 機(jī)制轉(zhuǎn)移并整并入脈寬調(diào)制控制器的反饋接腳(FB)中，故本發(fā)明的脈寬調(diào)制控 制器的反饋接腳(FB)因不作用于功率晶體管的操作回路上，故對(duì)噪聲(noise) 抑制的能力較高，所以脈寬調(diào)制控制器并不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，且又因?yàn)楸景l(fā)明 的脈寬調(diào)制控制器的致能機(jī)制所選用的致能晶體管也不在過(guò)電流保護(hù)電子裝 置機(jī)制的回路上，因而其本身的寄生電容并不會(huì)影響到脈寬調(diào)制控制器對(duì)電 子裝置的過(guò)電流保護(hù)機(jī)制的準(zhǔn)確度。


圖1為現(xiàn)有電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)人員將圖1的脈寬調(diào)制控制器獨(dú)立定義出來(lái)的致能接腳 整并入脈寬調(diào)制控制器的其它接腳的電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。 圖3為依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本 發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。圖3為依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器300的電路圖。本實(shí)施例的 電壓轉(zhuǎn)換器300的功效系為提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓Vout至一個(gè)電子裝置(未 繪示)，例如為主機(jī)板上的CPU,但并不限制于此。其中，本實(shí)施例的脈寬調(diào) 制控制器(PWM controller) 301并不限制應(yīng)用于控制電源(power)的領(lǐng)域，也就 是說(shuō)，只要有需要運(yùn)用脈寬調(diào)制信號(hào)(PWMsignal)的電子裝置，都屬于本發(fā)明 實(shí)質(zhì)所主張的保護(hù)范圍之內(nèi)。請(qǐng)合并參照?qǐng)D2及圖3，本實(shí)施例的脈寬調(diào)制控制器301的架構(gòu)與現(xiàn)有技 術(shù)圖2所揭露的脈寬調(diào)制控制器201的架構(gòu)最大的不同處在于現(xiàn)有技術(shù)圖2 揭露的脈寬調(diào)制控制器201將致能機(jī)制(enable)、偵測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器200的輸入 電壓Vin及其內(nèi)部電源電壓Vcc 1的機(jī)制(voltage detecting)，以及過(guò)電流(over current)保護(hù)電子裝置的機(jī)制等三種功能整并入接腳PH中，但本實(shí)施例的脈 寬調(diào)制控制器301是保留偵測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器300的輸入電壓Vin及其內(nèi)部電源 電壓Vcc 1的機(jī)制與過(guò)電流保護(hù)電子裝置的機(jī)制等二種功能整并入接腳PH中， 而將致能機(jī)制轉(zhuǎn)移并整并入反饋接腳FB中。首先，先解釋有關(guān)第一多功能接腳FB相關(guān)的二種機(jī)制的電路運(yùn)作流程。 于本實(shí)施例的脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)與此多功能接腳FB相互耦接的單元有二 個(gè)，其一為致能單元，另一為反饋單元。其中，致能單元用以偵測(cè)多功能接 腳FB上的電壓狀態(tài)，以致能脈寬調(diào)制控制器301。于本實(shí)施例中，致能單元 由致能開(kāi)關(guān)Ml(例如為NMOS晶體管)與致能比較器EC所組成，其中致能開(kāi) 關(guān)Ml受控于一個(gè)致能信號(hào)Ve，藉此當(dāng)致能信號(hào)Ve為高電位時(shí)，致能開(kāi)關(guān) Ml會(huì)導(dǎo)通，所以此時(shí)多功能接腳FB上的電壓準(zhǔn)位會(huì)拉升至脈寬調(diào)制控制器 301內(nèi)部電源電壓Vccl的電壓準(zhǔn)位。
才妄著，因?yàn)榇藭r(shí)，多功能接扭卩FB上電壓準(zhǔn)^立為電源電壓Vccl的電壓準(zhǔn) 位，故此時(shí)致能比較器EC的正輸入端(+)電壓準(zhǔn)位也是電源電壓Vccl的電壓 準(zhǔn)位，其會(huì)與一個(gè)預(yù)先設(shè)定在其負(fù)輸八端(-)的致能參考電壓Von相比較，以 決定是否致能脈寬調(diào)制控制器301。也就是說(shuō)，當(dāng)致能比較器EC的輸出端有 動(dòng)作時(shí)，即有輸出信號(hào)SHDN，這也就代表著脈寬調(diào)制控制器301處在致能 (enable)的狀態(tài)；反之，當(dāng)致能比較器EC的輸出端沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，即沒(méi)有輸出 信號(hào)SHDN,這也就代表著脈寬調(diào)制控制器301處在失能(disable)的狀態(tài)。反饋單元接收一個(gè)反饋信號(hào)(feedback signal),并依據(jù)此反饋信號(hào)控制脈 寬調(diào)制控制器301的第一輸出接腳UGATE及第二輸出接腳LGATE所分別輸 出的第一輸出信號(hào)Vcl及第二輸出信號(hào)Vc2的脈寬。其中，上述反饋信號(hào)依 據(jù)電壓轉(zhuǎn)換器300提供至電子裝置的輸出電壓Vout而產(chǎn)生，且脈寬調(diào)制控制 器301的第 一輸出接腳UGATE及第二輸出接腳LGATE所各別輸出的第 一輸 出信號(hào)及第二輸出信號(hào)的相位差為180度，亦即相互反相。而眾所皆知的是， 反饋單元所欲達(dá)到的最主要的目的乃是要使脈寬調(diào)制控制器301整體的運(yùn)作 處在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。于本實(shí)施例中，反饋單元由誤差放大器EA、反饋比較器CMP及邏輯分 相器LS所組成，其中誤差放大器EA的負(fù)輸入端(-)接收反饋信號(hào)后，其會(huì)與 一個(gè)預(yù)先設(shè)定在其正輸入端(+)的誤差參考電壓Verr相比較，并經(jīng)由誤差放大 器的補(bǔ)償而輸出一個(gè)誤差信號(hào)ES至反饋比較器CMP的正輸入端(+)。接著，反饋比較器CMP將正輸入端(+)所接收的誤差信號(hào)ES與其負(fù)輸入 端(-)所接收的三角波信號(hào)做一比較后以調(diào)制成脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM signal)輸 出至邏輯分相器LS，而邏輯分相器LS接收到反饋比較器CMP所輸出的脈寬 調(diào)制信號(hào)后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換成相互反相的第一輸出信號(hào)Vcl與第二輸出信號(hào) Vc2,并分別輸出至所對(duì)應(yīng)的柵極驅(qū)動(dòng)器A4與A3,以各別在脈寬調(diào)制控制器 301的第一輸出接腳UGATE及第二輸出接腳LGATE輸出，并切換功率晶體 管M2及M3。 另外，以下再解釋有關(guān)第二多功能接腳PH相關(guān)的二種機(jī)制的電路運(yùn)作流程。于本實(shí)施例的脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)與此多功能接腳PH相互耦接的單元有二個(gè)，其一為電源感測(cè)羊元，另一為過(guò)電流保護(hù)羊元。其中，電源感測(cè)羊元用以感測(cè)多功能接腳PH上的電壓及脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)部的電源電壓 Vccl，并據(jù)以判斷電壓轉(zhuǎn)換器300的輸入電壓Vin及脈寬調(diào)制控制器301內(nèi) 部的電源電壓Vccl是否激活。于本實(shí)施例中，電源感測(cè)單元由電源比較器A2與雙電源感測(cè)器DPD所 組成，其中雙電源感測(cè)器DPD用以感測(cè)脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)部的電源電壓 Vccl以判定其是否激活，并依據(jù)電源比較器A2所輸出的電源比較信號(hào)PORE 以判斷電壓轉(zhuǎn)換器300的輸入電壓Vin是否激活。本實(shí)施例的雙電源感測(cè)器 DPD在感測(cè)脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)部的電源電壓Vccl的同時(shí)，其會(huì)輸出 一個(gè) 確認(rèn)信號(hào)pre—chk至柵極驅(qū)動(dòng)器A4，以導(dǎo)通功率晶體管M2,此時(shí)電源比較器 A2的正輸入端(+)系接收多功能接腳PH上的電壓準(zhǔn)位，其會(huì)與 一個(gè)預(yù)先設(shè)定 在其負(fù)輸入端(-)的電源參考電壓Vi叩or相比較，而決定是否產(chǎn)生一個(gè)電源比 較信號(hào)PORE至雙電源感測(cè)器DPD。承接上述，當(dāng)多功能接腳PH上的電壓準(zhǔn)位高于或等于電源參考電壓 Vinpor時(shí)，電源比較器A2的輸出端就會(huì)有動(dòng)作，亦即有輸出電源比較信號(hào) PORE,這也就代表著電壓轉(zhuǎn)換器300的輸入電壓Vin有激活；反之，代表著 電壓轉(zhuǎn)換器300的輸入電壓Vin沒(méi)有激活。接著，當(dāng)雙電源感測(cè)器DPD也感測(cè)到脈寬調(diào)制控制器301內(nèi)部的電源電 壓Vccl也被激活時(shí)，其會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)POR,以使脈寬調(diào)制控制器301的反 饋單元產(chǎn)生第一輸出信號(hào)Vcl及第二輸出信號(hào)Vc2,并各別透過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)器 A4及A3切換功率晶體管M2及M3,以在多功能接腳PH上產(chǎn)生輸出電流lout, 進(jìn)而據(jù)以提供一個(gè)輸出電壓Vout(亦即輸出電流Iout乘上電壓轉(zhuǎn)換器300的負(fù) 載RL的結(jié)果)至電子裝置。于本實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)單元用以偵測(cè)多功能接腳PH上的電壓準(zhǔn)位，
以防止其所輸出的輸出電流lout過(guò)大而損毀電子裝置。于本實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)單元由一個(gè)電流源I與過(guò)電流比較器A5所組成，其中電流源I提供一 個(gè)固定電流If至多功能接腳PH上及過(guò)電流比較器A5的負(fù)輸入端(-)，且過(guò)電 流比較器A5的正輸入端(+)接收一個(gè)過(guò)電流參考電壓Voc，故當(dāng)多功能接腳 PH上的電壓準(zhǔn)位(亦即電流If乘上電阻Rs的結(jié)果)低于過(guò)電流參考電壓Voc 時(shí)，即表示多功能接腳PH所輸出的輸出電流lout過(guò)大，所以過(guò)電流比較器 A5的輸出端會(huì)輸出一個(gè)過(guò)電流比較信號(hào)OC,以使脈寬調(diào)制控制器301的反 ^t單元停止切換功率晶體管M2及M3,藉此停止切換功率晶體管M2及M3 的動(dòng)作以保護(hù)電子裝置。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn) 飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種脈寬調(diào)制控制器，適于一電壓轉(zhuǎn)換器，所述的電壓轉(zhuǎn)換器用以提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓至一電子裝置，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制器包括一第一輸出接腳，用以輸出一第一輸出信號(hào)；一第一多功能接腳；一反饋單元，耦接所述的第一多功能接腳，所述的反饋單元接收反饋信號(hào)，并據(jù)以控制所述的第一輸出信號(hào)的脈波寬度，其中所述的反饋信號(hào)依據(jù)所述的輸出電壓而產(chǎn)生；以及一致能單元，耦接所述的第一多功能接腳，用以偵測(cè)所述的第一多功能接腳上的電壓，以決定是否致能所述的脈寬調(diào)制控制器。
2. 如權(quán)利要求1所述的脈寬調(diào)制控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制 器還包括一第二多功能接腳；一電源感測(cè)單元，耦接所述的第二多功能接腳，用以感測(cè)所述的第二多功 能接腳上的電壓及所述的脈寬調(diào)制控制器內(nèi)部的一電源電壓，并據(jù)以判斷該電壓轉(zhuǎn)換器的 一輸入電壓及所述的電源電壓是否激活；以及一過(guò)電流保護(hù)單元，耦接所述的第二多功能接腳，用以偵測(cè)所述的第二多 功能接腳上的電壓以防止所述的第二多功能接腳輸出的的電流過(guò)大。
3. 如權(quán)利要求1所述的脈寬調(diào)制控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制 器還包括一第二輸出接腳，用以輸出一第二輸出信號(hào)，其中所述的第二輸出信 號(hào)與所述的第一輸出信號(hào)的相位差為180度。
4. 如權(quán)利要求2所述的脈寬調(diào)制控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制 器的致能單元包括一致能開(kāi)關(guān)，耦接于所述的電源電壓與所述的第一多功能接腳之間，且受 控于一致能信號(hào)；以及一致能比較器，用以比較所述的第一多功能接腳上的電壓及一致能參考電壓，以決定是否致能該脈寬調(diào)制控制器。
5. 如權(quán)利要求1所述的脈寬調(diào)制控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制器的反饋單元包括一誤差放大器，用以比較所述的反饋信號(hào)及一誤差參考電壓以輸出一誤差信號(hào)；一反^t比較器，用以比較所述的誤差信號(hào)及三角波信號(hào)以調(diào)制成一脈寬調(diào)制信號(hào)；以及一邏輯分相器，用以將所述的脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述的第一輸出信號(hào)及 該第二輸出信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求2所述的脈寬調(diào)制器控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控 制器的所述的電源感測(cè)單元包括一電源比較器，用以比較所述的第二多功能接腳上的的電壓及一電源參考 電壓后而產(chǎn)生一電源比較信號(hào)；以及并根據(jù)所述的電源比較信號(hào)以判斷該輸入電壓是否激活。
7. 如權(quán)利要求2所述的脈寬調(diào)制控制器，其特征在于，所述的脈寬調(diào)制控制 器的所述的過(guò)電流保護(hù)單元包括一電流源，提供一固定電流至所述的第二多功能接腳；以及 一過(guò)電流比較器，用以比較該第二多功能接腳上的電壓及一過(guò)電流參考電 壓以防止所述的第二多功能接腳輸出的電流過(guò)大。
全文摘要
一種脈寬調(diào)制控制器，將現(xiàn)有的整并入多功能接腳(PH)的致能機(jī)制轉(zhuǎn)移并整并入脈寬調(diào)制控制器的反饋接腳(FB)中，故本發(fā)明的脈寬調(diào)制控制器對(duì)噪聲抑制的能力會(huì)提升，所以脈寬調(diào)制控制器就不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，且本發(fā)明的脈寬調(diào)制控制器的致能機(jī)制所選用的致能晶體管，其本身的寄生電容并不會(huì)影響到脈寬調(diào)制控制器對(duì)電子裝置的過(guò)電流保護(hù)機(jī)制的準(zhǔn)確度，所以可以確保落實(shí)脈寬調(diào)制控制器對(duì)電子裝置的過(guò)電流保護(hù)機(jī)制。
文檔編號(hào)H02M3/10GK101212177SQ20061017144
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者李仲平 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司