專利名稱：改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)器，具體地說，是一種改善電源供應(yīng)器輸出端之間交互 干擾(cross-interference)的降壓式電源轉(zhuǎn)換器及其方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示傳統(tǒng)的降壓式電源轉(zhuǎn)換器IO，其包括一輸入端Vin連接12V的高壓以及 三個(gè)輸出端Voutl、 Vout2和Vout3分別提供5V、3. 3V和1. 8V的電壓。圖2顯示一簡(jiǎn)化的 電壓轉(zhuǎn)換電路12，用以說明如何將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Voutl，在電路12中，上橋 開關(guān)14和下橋開關(guān)16串聯(lián)在輸入電壓Vin和地端GND之間，開關(guān)14和16分別受控于脈 寬調(diào)變(pulse width modulation ;P麗)信號(hào)18和20而交互切換，進(jìn)而產(chǎn)生電感電流IL 通過電感L對(duì)電容C充電產(chǎn)生輸出電壓Voutl 。輸出電壓Vout2和Vout3也可以用相同的 方式得到。由于輸入電壓Vin為12V的高壓，因此開關(guān)14和16必須使用高壓組件，故開關(guān) 14和16的切換頻率較低，約為lMHz以下，因此，電感L和電容C的尺寸也比較大。
圖3顯示已知的兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器22，其中第一轉(zhuǎn)換級(jí)24將12V的高壓轉(zhuǎn)換為 5V的低壓，第二轉(zhuǎn)換器26用以將第一轉(zhuǎn)換級(jí)24所輸出5V電壓再轉(zhuǎn)換為3. 3V和1. 8V的 電壓。在轉(zhuǎn)換器22中，由于第一轉(zhuǎn)換級(jí)24連接12V的高壓，故其必須使用高壓組件，而第 二轉(zhuǎn)換級(jí)26連接5V的低壓，因此無需使用高壓組件，故切換頻率可以提高到4MHz以上，因 而在第二轉(zhuǎn)換級(jí)24中的電容和電感的尺寸也較小，由于兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器22使用較少的 高壓組件和尺寸較小的電容和電感，故在架構(gòu)上比傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換器10更簡(jiǎn)單，而且成本 也較低。然而，兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器22也衍生了新的問題，即是不同輸出端電壓的相互干擾 (cross-cha皿el-interference)。 —般來說，為了穩(wěn)定電源轉(zhuǎn)換器的各輸出端Voutl、 Vout2和Vout3上的電壓，每 一輸出端Voutl、 Vout2和Vout3都有一 P麗控制回路來監(jiān)視其上的電壓。圖4顯示傳統(tǒng) 的P麗控制回路28，其包括誤差放大器30根據(jù)參考電壓Vref和回授電壓VFB產(chǎn)生誤差信 號(hào)Vc，P麗比較器32比較誤差信號(hào)Vc和鋸齒波信號(hào)34產(chǎn)生P麗信號(hào)以切換上橋和下橋開 關(guān)，其中回授電壓VFB為輸出電壓Voutl、 Vout2和Vout3的函數(shù)。圖5用以說明電源供應(yīng) 器30輸出端之間交互干擾，其中波形36為輸出端Vout2上的電流IL2，波形38為輸出電壓 Vout2，波形40為對(duì)應(yīng)輸出電壓Vout2的誤差信號(hào)Vc2，波形42為輸出端Voutl上的電流 IL1，波形44為輸出電壓Voutl，波形46為對(duì)應(yīng)輸出電壓Voutl的誤差信號(hào)Vcl。參照?qǐng)D3、 圖4和圖5，當(dāng)兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器22的輸出Voutl發(fā)生負(fù)載瞬時(shí)而使輸出電壓Voutl產(chǎn)生 漣波時(shí)，如果轉(zhuǎn)換器22的輸出電壓Vout2和Vout3設(shè)計(jì)為電流模式控制時(shí)，其將具有快速 的線性瞬時(shí)響應(yīng)來避免輸出電壓Vout2和Vout3被影響，然而，當(dāng)兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器22的 輸出Vout2發(fā)生負(fù)載瞬時(shí)時(shí)，如時(shí)間tl所示，電流IL2上升而輸出電壓Vout2下降，如波形 36和38所示，為了穩(wěn)定輸出電壓Vout2，誤差信號(hào)Vc2的準(zhǔn)位也跟著上升，如波形40所示， 然而，轉(zhuǎn)換級(jí)26的輸入端Vin2是連接轉(zhuǎn)換級(jí)24的輸出端Voutl，因此，當(dāng)電流IL2上升時(shí)， 轉(zhuǎn)換級(jí)24的電流IL1也將跟著上升，如波形42所示，進(jìn)而使輸出電壓Voutl下降，接著誤
4差信號(hào)Vcl上升以使輸出電壓Voutl回至原準(zhǔn)位。如圖5的波形圖所示，在兩級(jí)式電源轉(zhuǎn) 換器22中，當(dāng)輸出電壓Vout2因負(fù)載發(fā)生變化而變化時(shí)，輸出電壓Voutl將受到干擾。
在美國(guó)專利號(hào)第7，026，800號(hào)中提出另一種兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器，其同樣包括一第 一轉(zhuǎn)換級(jí)將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一調(diào)變電壓作為一第二轉(zhuǎn)換級(jí)的輸入，只是所述調(diào)變電壓并 沒作為所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出，因此所述兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器沒有輸出端之間交互干擾的問 題，但是，所述電源轉(zhuǎn)換器的第一轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出也等于是浪費(fèi)掉了，這不符合經(jīng)濟(jì)效益。
因此已知的電源轉(zhuǎn)換器輸出端之間消除交互干擾的方法存在著上述種種不便和 問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出 一種改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器及其方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 —種改善降壓式電源轉(zhuǎn)換器中交互干擾的方法，所述電源轉(zhuǎn)換器包含一第一轉(zhuǎn)換 級(jí)將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一輸出電壓和一第二轉(zhuǎn)換級(jí)將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換為一第 二輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟 第一步驟根據(jù)一參考電壓和一回授電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)，所述回授電壓為所述 第二輸出電壓的函數(shù)； 第二步驟從所述誤差信號(hào)產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)到所述第一轉(zhuǎn)換級(jí)以穩(wěn)定所述第 一輸出電壓。 本發(fā)明的改善降壓式電源轉(zhuǎn)換器中交互干擾的方法還可以采用以下的技術(shù)措施 來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的方法，其中所述產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)的步驟包括濾波所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所 述向前饋送信號(hào)。
前述的方法，其中所述產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)的步驟包括
第一步驟濾波所述誤差信號(hào)； 第二步驟放大或衰減所述濾波后的誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
前述的方法，其中所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第 二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； 第二步驟比較所述第二回授信號(hào)和一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)；
第三步驟結(jié)合所述向前饋送信號(hào)以及所述第二參考電壓、第二回授信號(hào)、第二誤 差信號(hào)和鋸齒波信號(hào)中的一或多個(gè)以調(diào)節(jié)所述P麗信號(hào)，進(jìn)而穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
前述的方法，其中所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第 二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； 第二步驟使所述向前饋送信號(hào)和一直流偏壓通過一高通濾波器產(chǎn)生一第一信號(hào) 和一第二信號(hào)； 第三步驟利用一多輸入P麗比較器接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述 第一信號(hào)和所述第二信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
前述的方法，其中所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓的一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第 二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； 第二步驟使所述向前饋送信號(hào)通過一低通濾波器產(chǎn)生一被濾波的信號(hào)； 第三步驟利用一多輸入P麗比較器接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述
向前饋送信號(hào)和所述被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
—種改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括 —第一轉(zhuǎn)換級(jí)，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一輸出電壓； —第二轉(zhuǎn)換級(jí)，將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換為一第二輸出電壓； —誤差放大器，根據(jù)一參考電壓和一回授電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)，所述回授電壓為 所述第二輸出電壓的函數(shù)； —加法模擬電路，根據(jù)一向前饋送信號(hào)穩(wěn)定所述第一輸出電壓，所述向前饋送信 號(hào)為所述誤差信號(hào)的函數(shù)。 本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，其中更包括一濾波器濾波所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，其中更包括
—濾波器，濾波所述誤差信號(hào)； —放大或衰減電路，放大或衰減所述濾波后的誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
前述的電源轉(zhuǎn)換器，其中所述加法模擬電路包括 —第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信 號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； —比較器，比較所述第二回授信號(hào)和一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)；
至少一混合器，結(jié)合所述向前饋送信號(hào)以及所述第二參考電壓、第二回授信號(hào)、第 二誤差信和鋸齒波信號(hào)中的一或多個(gè)以調(diào)節(jié)所述P麗信號(hào)，進(jìn)而穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
前述的電源轉(zhuǎn)換器，其中所述加法模擬電路包括 —第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信 號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； —高通濾波器，濾波所述向前饋送信號(hào)和一直流偏壓產(chǎn)生一第一信號(hào)和一第二信 號(hào)； —多輸入P麗比較器，接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述第一信號(hào)和所 述第二信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。 前述的電源轉(zhuǎn)換器，其中所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 —第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信
號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)； —低通濾波器，濾波所述向前饋送信號(hào)產(chǎn)生一被濾波的信號(hào)； —多輸入P麗比較器，接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述向前饋送信號(hào) 和所述被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。 采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器及其方法具有
6改善電源供應(yīng)器輸出端之間交互干擾的優(yōu)點(diǎn)。
圖1為傳統(tǒng)的降壓式電源轉(zhuǎn)換器示意圖； 圖2為一輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Voutl簡(jiǎn)化的電路圖； 圖3為已知的兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器示意圖； 圖4為傳統(tǒng)的P麗控制回路圖； 圖5為電源供應(yīng)器輸出端之間交互干擾示意圖； 圖6為應(yīng)用本發(fā)明的兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器示意圖； 圖7為圖6中加法模擬電路的實(shí)施例示意圖； 圖8為一種利用向前饋送誤差信號(hào)Vc2改善電源轉(zhuǎn)換器輸出交互干擾的實(shí)施例示 意圖； 圖9為應(yīng)用本發(fā)明的另一兩級(jí)式電源供應(yīng)器示意圖； 圖10為圖9中加法模擬電路94的第一實(shí)施例示意圖； 圖11為圖9中加法模擬電路94的第二實(shí)施例示意圖； 圖12為圖9中加法模擬電路94的第三實(shí)施例示意圖； 圖13為圖11和圖12中P麗比較器的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步說明。 現(xiàn)請(qǐng)參閱圖6，圖6為應(yīng)用本發(fā)明的兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器示意圖。如圖6所示，所述 兩級(jí)式電源轉(zhuǎn)換器48，其中第一轉(zhuǎn)換級(jí)包括直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換50和電感54，第二轉(zhuǎn)換級(jí)包括 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換56和電感58，第一轉(zhuǎn)換級(jí)將輸入電壓HV轉(zhuǎn)換為第一輸出電壓Vout 1 ，第二 轉(zhuǎn)換級(jí)再將第一輸出電壓Voutl轉(zhuǎn)換為第二輸出電壓Vout2，直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換50和56各包 括一或多對(duì)功率開關(guān)，直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換56中還包含P麗控制回路用以穩(wěn)定電壓Vout2，直流 對(duì)直流轉(zhuǎn)換的P麗控制回路可以參照?qǐng)D4，直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換56中的P麗控制回路所產(chǎn)生的 誤差信號(hào)Vc2向前饋送至直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換級(jí)50中的加法模擬電路52，用以在第二轉(zhuǎn)換級(jí)的 輸出Vout2變化時(shí)，穩(wěn)定第一轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出電壓Voutl。 —般而言，加法模擬電路52是藉由修正一典型的P麗控制回路(如圖4所示)而 得到。圖7顯示加法模擬電路52的實(shí)施例，圖中誤差放大器64和P麗比較器72為原有的 典型的P麗控制回路，而加法模擬電路包含混合器60、62、66、68之任一個(gè)或多個(gè)，以及高通 濾波器74和放大或衰減電路76 (但此放大或衰減電路76通?？杀徽显谡`差放大器64 或高通濾波器74中，故并非必要項(xiàng)目，在此獨(dú)立畫出為幫助理解)，來自第二轉(zhuǎn)換級(jí)的誤差 信號(hào)Vc2經(jīng)高通濾波器74濾波后再經(jīng)電路76放大或衰減產(chǎn)生信號(hào)A、 B、 C、 D之任一個(gè)或 多個(gè)，混合器60可結(jié)合信號(hào)A和參考電壓Vref ，并輸出其結(jié)合至誤差放大器64，混合器62 可將與電壓Voutl相關(guān)的電壓VFB1減去信號(hào)B，并輸出其差值到誤差放大器64，混合器66 可結(jié)合信號(hào)C和誤差放大器64的輸出Vcl，并輸出其結(jié)合至P麗比較器72，混合器68可將 鋸齒波信號(hào)70減去信號(hào)D，并輸出其差值到P麗比較器72，比較器72因而輸出具有適當(dāng)工 作周期的P麗信號(hào)以調(diào)變電壓Voutl。
圖8顯示一種利用向前饋送誤差信號(hào)Vc2改善電源轉(zhuǎn)換器48輸出交互干擾的實(shí) 施例，其中波形78為輸出端Vout2上的電流IL2，波形80為輸出電壓Vout2，波形82為誤差 信號(hào)Vc2，波形84為輸出端Voutl上的電流IL1，波形86為誤差信號(hào)Vcl，波形88為輸出電 壓Voutl。參照?qǐng)D6至圖8，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)換級(jí)的輸出Vout2發(fā)生負(fù)載瞬時(shí)時(shí)，如時(shí)間t2所示，第 二轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出電壓Vout2因負(fù)載電流IL2上升而下降，誤差信號(hào)Vc2的準(zhǔn)位因而上升以 將輸出電壓Vout2拉回原準(zhǔn)位，同時(shí)誤差信號(hào)Vc2向前饋送至第一轉(zhuǎn)換級(jí)，在此實(shí)施例中， 來自第二轉(zhuǎn)換級(jí)的誤差信號(hào)Vc2影響第一轉(zhuǎn)換級(jí)中的誤差信號(hào)Vcl (或造成等效之效應(yīng))， 故誤差信號(hào)Vcl在輸出電壓Voutl因輸出端Vout2干擾而產(chǎn)生變化前便因誤差信號(hào)Vc2而 改變，如波形86所示，使進(jìn)入輸出端Voutl的電流與其輸出負(fù)載電流IL1同步變化而相抵 消，因而降低輸出電壓Voutl的漣波，良好設(shè)計(jì)甚至可以完全消除輸出端Voutl和Vout2之 間的交互干擾，如波形88所示。 圖9顯示一兩級(jí)式降壓式電源供應(yīng)器90，為了方便說明，在此實(shí)施例中省略了 電感和電容等組件，電源供應(yīng)器90用以將輸入電壓HV轉(zhuǎn)換為輸出電壓Voutl、 Vout 2和 Vout3，在電源供應(yīng)器90中，第一轉(zhuǎn)換級(jí)包括直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換92用以將輸入電壓HV轉(zhuǎn)換為 輸出電壓Voutl，第二轉(zhuǎn)換級(jí)包括直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換96和98將輸出電壓Voutl轉(zhuǎn)換為輸出 電壓Vout2和Vout3，直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換96和98中的P麗控制回路(參照?qǐng)D4)所產(chǎn)生的誤 差信號(hào)Vc2和Vc3向前饋送至直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換級(jí)92中的加法模擬電路94，用以在輸出端 Vout2和Vout3發(fā)生負(fù)載瞬時(shí)時(shí)，降低或消除輸出端Voutl以及輸出端Vout2和Vout3之間 的交互干擾，進(jìn)而穩(wěn)定輸出電壓Voutl。 圖10顯示圖9中加法模擬電路94的第一實(shí)施例，其中，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換96 的誤差信號(hào)Vc2經(jīng)高通濾波器114和放大或衰減電路116產(chǎn)生信號(hào)A2、B2、C2、D2之一或多 個(gè)，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換98的誤差信號(hào)Vc3經(jīng)高通濾波器118和放大及衰減電路118產(chǎn)生 信號(hào)A3、B3、C3、D3之一或多個(gè)，混合器100可結(jié)合信號(hào)A2和A3以及參考電壓Vrefl，并輸 出其結(jié)合至誤差放大器104，混合器102可將與電壓Voutl相關(guān)的電壓VFB1減去信號(hào)B2和 B3，并輸出其差值到誤差放大器104，混合器108可結(jié)合信號(hào)C2和C3以及誤差放大器104 的輸出Vcl，并輸出其結(jié)合至P麗比較器112，混合器110可將鋸齒波信號(hào)106減去信號(hào)D2 和D3，并輸出其差值到P麗比較器112，比較器112因而輸出具有適當(dāng)工作周期的P麗信號(hào) 以調(diào)變電壓Voutl。如同前例，此放大或衰減電路116和120通?？杀徽显谡`差放大器 104或高通濾波器114和118中，故并非必要項(xiàng)目，在此獨(dú)立畫出為幫助理解。
圖11顯示圖9中加法模擬電路94的第二實(shí)施例，其中誤差放大器122根據(jù)參考 電壓VREF1和與輸出電壓Voutl相關(guān)的回授電壓VFB1產(chǎn)生誤差信號(hào)Vcl至P麗比較器130 的輸入端INP1，鋸齒波信號(hào)124連接至P麗比較器130的輸入端INN1，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn) 換96的誤差信號(hào)Vc2配合以任一直流偏壓VB1經(jīng)高通濾波器126得到信號(hào)Vc2'和VB1'至 P麗比較器130的輸入端INP2和INN2(事實(shí)上VB1' = VB1)，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換98的誤 差信號(hào)Vc3配合以任一直流偏壓VB2(VB1， VB2可相同)經(jīng)高通濾波器128得到信號(hào)Vc3' 和VB2'至P麗比較器130的輸入端INP3和INN3 (事實(shí)上VB2' = VB2)，比較器130根據(jù)信 號(hào)Vcl、 Vc2'、Vc3'、VBl'和VB2'以及鋸齒波信號(hào)124輸出具有適當(dāng)工作周期的P麗信號(hào) 以調(diào)變電壓Voutl。 圖12顯示圖9中加法模擬電路94的第三實(shí)施例，其中誤差放大器132根據(jù)參考電壓VREF1和與輸出電壓Voutl相關(guān)的回授電壓VFB1產(chǎn)生誤差信號(hào)Vcl至P麗比較器140 的輸入端INPl，鋸齒波信號(hào)134連接至P麗比較器140的輸入端INNl，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn) 換96的誤差信號(hào)Vc2連接至P麗比較器40的輸入端INP2，低通濾波器136對(duì)誤差信號(hào)Vc2 濾波后得到信號(hào)Vc2'至P麗比較器140的輸入端INN2，來自直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換98的誤差信 號(hào)Vc3連接至P麗比較器的輸入端INP3，低通濾波器138濾波誤差信號(hào)Vc3產(chǎn)生信號(hào)Vc3' 至P麗比較器140的輸入端INN3，比較器130根據(jù)信號(hào)Vcl、Vc2、Vc3、Vc2'和Vc3'以及鋸 齒波信號(hào)134輸出具有適當(dāng)工作周期的P麗信號(hào)以調(diào)變電壓Voutl。 圖13系圖11和圖12中P麗比較器130和140的實(shí)施例，其包括一電流鏡142由 兩個(gè)M0S晶體管144和146組成，其中M0S晶體管144和146的源極1442和1462連接在一 起并連接到電源電壓VDD，且其閘極1444和1464連接在一起并連接到M0S晶體管144的汲 極1446，電流鏡142提供兩個(gè)分支， 一參考邊分支和一鏡射邊分支分別為MOS晶體管144和 146的汲極1446和1466。此外，更包括三個(gè)輸入級(jí)148、 154和160，每一個(gè)輸入級(jí)均由一對(duì) MOS晶體管和一電流源所組成，三個(gè)輸入級(jí)皆為互導(dǎo)放大器，用以將兩個(gè)輸入電壓信號(hào)之間 的差值變換成電流信號(hào)。第一輸入級(jí)148具有一gml的互導(dǎo)，而另兩個(gè)輸入級(jí)154和160 具有g(shù)m2、 gm3的互導(dǎo)(gml， gm2， gm3依應(yīng)用情況需要可以相等或不同)。在輸入級(jí)148中 MOS晶體管150和152的汲極1502和1522分別連接到MOS晶體管144和146的汲極1446 和1466，而其源極1506和1526連接一起并連接到電流源166， MOS晶體管150和152的閘 極1504和1524分別為輸入端INP1和INN1。在輸入級(jí)154中MOS晶體管156和158的汲 極1562和1582分別連接到MOS晶體管144和146的汲極1446和1466，而其源極1566和 1586連接一起并連接到電流源168， MOS晶體管156和158的閘極1564和1584分別為輸 入端INP2和INN2。在輸入級(jí)160中MOS晶體管162和164的汲極1622和1642分別連接 到MOS晶體管144和146的汲極1446和1466，而其源極1626和1646連接一起并連接到電 流源170，M0S晶體管162和164的閘極1624和1644分別為輸入端INP3和INN3。增益級(jí) 172放大鏡射邊晶體管146汲極1466上的信號(hào)產(chǎn)生P麗信號(hào)。 以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同 的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。組件符號(hào)說明
10電源轉(zhuǎn)換器12電壓轉(zhuǎn)換電路14開關(guān)16開關(guān)18P麗信號(hào)20P麗信號(hào)22電源轉(zhuǎn)換器24第一轉(zhuǎn)換級(jí)26第二轉(zhuǎn)換級(jí)28P麗控制回路30誤差放大器0087] 32 P麗比較器
OOSS] 34 鋸齒波信號(hào)
0089] 36 輸出端Vout2上電流IL2的波形
0090] 38 輸出電壓Vout2的波形
0091] 40 對(duì)應(yīng)輸出電壓Vout2的誤差信號(hào)Vc2的波形
0092] 42 輸出端Voutl上電流IL1的波形
0093] 44 輸出電壓Voutl的波形
0094] 46 對(duì)應(yīng)輸出電壓Voutl的誤差信號(hào)Vcl的波形
00g5] 48 電源轉(zhuǎn)換器
0096] 50 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換
0097] 52 加法模擬電路
0098] 54 電感
0099] 56 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換
0100] 58 電感
0101] 60 混合器
0102] 62 混合器
0103] 64 誤差放大器
0104] 66 混合器
0105] 68 混合器
0106] 70 鋸齒波信號(hào)
0107] 72 P麗比較器
0108] 74 高通濾波器
0109] 76 放大或衰減電路
0110] 78 輸出端Vout2上電流IL2的波形
0111] 80 輸出電壓Vout2的波形
0112] 82 誤差信號(hào)Vc2的波形
0113] 84 輸出端Voutl上電流IL1的波形
0114] 86 誤差信號(hào)Vcl的波形
0115] 88 輸出電壓Voutl的波形
0116] 90 電源轉(zhuǎn)換器
0117] 92 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換
0118] 94 加法模擬電路
0119] 96 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換
0120] 98 直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換
0121] 100 混合器
0122] 102 混合器
0123] 104 誤差放大器
0124] 106 鋸齒波信號(hào)
0125] 108 混合器
110混合器112P麗比較器114高通濾波器116放大或衰減電路118高通濾波器120放大或衰減電路122誤差放大器124鋸齒波信號(hào)126高通濾波器128高通濾波器130P麗比較器132誤差放大器134鋸齒波信號(hào)136低通濾波器138低通濾波器140P麗比較器142電流鏡144M0S晶體管1442MOS晶體管144的源極1444MOS晶體管144的閘極1446MOS晶體管144的汲極146MOS晶體管1462MOS晶體管146的源極1464MOS晶體管146的閘極1466MOS晶體管146的汲極148輸入級(jí)150MOS晶體管1502MOS晶體管150的汲極1504MOS晶體管150的閘極1506MOS晶體管150的源極152MOS晶體管1522MOS晶體管152的汲極1524MOS晶體管152的閘極1526MOS晶體管152的源極154輸入級(jí)156MOS晶體管1562MOS晶體管156的汲極1564MOS晶體管156的閘極1566MOS晶體管156的源極158M0S晶體管1582MOS晶體管156的汲極1584MOS晶體管156的閘極1586MOS晶體管156的源極160輸入級(jí)162MOS晶體管1622MOS晶體管162的汲極1624MOS晶體管162的閘極1626MOS晶體管162的源極164MOS晶體管1642MOS晶體管164的汲極1644MOS晶體管164的閘極1646MOS晶體管164的源極166電流源168電流源170電流源172增益級(jí)
1權(quán)利要求
一種改善降壓式電源轉(zhuǎn)換器中交互干擾的方法，所述電源轉(zhuǎn)換器包含一第一轉(zhuǎn)換級(jí)將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一輸出電壓和一第二轉(zhuǎn)換級(jí)將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換為一第二輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟第一步驟根據(jù)一參考電壓和一回授電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)，所述回授電壓為所述第二輸出電壓的函數(shù)；第二步驟從所述誤差信號(hào)產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)到所述第一轉(zhuǎn)換級(jí)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)的步驟包括濾波 所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)的步驟包括 第一步驟濾波所述誤差信號(hào)；第二步驟放大或衰減所述濾波后的誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；第二步驟比較所述第二回授信號(hào)和一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)； 第三步驟結(jié)合所述向前饋送信號(hào)以及所述第二參考電壓、第二回授信號(hào)、第二誤差信號(hào)和鋸齒波信號(hào)中的一或多個(gè)以調(diào)節(jié)所述P麗信號(hào)，進(jìn)而穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；第二步驟使所述向前饋送信號(hào)和一直流偏壓通過一高通濾波器產(chǎn)生一第一信號(hào)和一 第二信號(hào)；第三步驟利用一多輸入P麗比較器接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述第一 信號(hào)和所述第二信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟包括 第一步驟根據(jù)一第二參考電壓的一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；第二步驟使所述向前饋送信號(hào)通過一低通濾波器產(chǎn)生一被濾波的信號(hào)；第三步驟利用一多輸入P麗比較器接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述向前饋送信號(hào)和所述被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
7. —種改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括 一第一轉(zhuǎn)換級(jí)，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一輸出電壓； 一第二轉(zhuǎn)換級(jí)，將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換為一第二輸出電壓；一誤差放大器，根據(jù)一參考電壓和一回授電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)，所述回授電壓為所述 第二輸出電壓的函數(shù)；一加法模擬電路，根據(jù)一向前饋送信號(hào)穩(wěn)定所述第一輸出電壓，所述向前饋送信號(hào)為 所述誤差信號(hào)的函數(shù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，更包括一濾波器濾波所述誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，更包括 一濾波器，濾波所述誤差信號(hào)；一放大或衰減電路，放大或衰減所述濾波后的誤差信號(hào)產(chǎn)生所述向前饋送信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述加法模擬電路包括 一第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；一比較器，比較所述第二回授信號(hào)和一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)； 至少一混合器，結(jié)合所述向前饋送信號(hào)以及所述第二參考電壓、第二回授信號(hào)、第二誤差信和鋸齒波信號(hào)中的一或多個(gè)以調(diào)節(jié)所述P麗信號(hào)，進(jìn)而穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
11. 如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述加法模擬電路包括 一第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；一高通濾波器，濾波所述向前饋送信號(hào)和一直流偏壓產(chǎn)生一第一信號(hào)和一第二信號(hào)； 一多輸入P麗比較器，接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
12. 如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述穩(wěn)定所述第一輸出電壓的步驟 包括一第二誤差放大器，根據(jù)一第二參考電壓和一第二回授信號(hào)產(chǎn)生一第二誤差信號(hào)，所 述第二回授信號(hào)為所述第一輸出電壓的函數(shù)；一低通濾波器，濾波所述向前饋送信號(hào)產(chǎn)生一被濾波的信號(hào)；一多輸入P麗比較器，接收所述第二誤差信號(hào)、一鋸齒波信號(hào)、所述向前饋送信號(hào)和所 述被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一 P麗信號(hào)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。
全文摘要
一種改善降壓式電源轉(zhuǎn)換器中交互干擾的方法，所述電源轉(zhuǎn)換器包含一第一轉(zhuǎn)換級(jí)將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一輸出電壓和一第二轉(zhuǎn)換級(jí)將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換為一第二輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟第一步驟根據(jù)一參考電壓和一回授電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)，所述回授電壓為所述第二輸出電壓的函數(shù)；第二步驟從所述誤差信號(hào)產(chǎn)生一向前饋送信號(hào)到所述第一轉(zhuǎn)換級(jí)以穩(wěn)定所述第一輸出電壓。本發(fā)明的改善交互干擾的降壓式電源轉(zhuǎn)換器及其方法具有改善電源供應(yīng)器輸出端之間交互干擾的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/10GK101753015SQ20081018555
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者劉景萌 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司