恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路用以控制一轉(zhuǎn)換電路，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的一輸出電壓。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路包含一比較器以及一邏輯電路。比較器用以比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)。邏輯電路周期地控制轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，使每一周期的一占空比的時(shí)間長(zhǎng)度固定且每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)是根據(jù)比較結(jié)果信號(hào)來(lái)決定。其中，比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路、一基本電流源及一額外電流源，差動(dòng)比較對(duì)電路比較輸入?yún)⒖夹盘?hào)及電壓信號(hào)以輸出比較結(jié)果信號(hào)，基本電流源提供差動(dòng)比較對(duì)電路所需的一偏壓電流，額外電流源提供一斜坡電流至差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道。
【專利說(shuō)明】恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為美國(guó)專利證號(hào)6369555所提供低紋波、高頻遲滯的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路包含了一緩沖電路2、一遲滯比較器4、一反饋電路6及一驅(qū)動(dòng)電路8。反饋電路6耦接遲滯比較器4的一輸出并提供一反饋信號(hào)Vkamp至緩沖電路2的一輸入端。緩沖電路2于輸入端接收反饋信號(hào)Vkamp及一輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef的一疊加信號(hào)VKEF，(= ^wf+^ump)o遲滯比較器4的一輸入端稱接緩沖電路2的一輸出端及一輸出電壓Vtm，輸出端耦接驅(qū)動(dòng)電路8。驅(qū)動(dòng)電路8可以是功率晶體管，耦接一輸入電壓Vin及一 LC濾波電路12。LC濾波電路12提供輸出電壓Vtot。[0003]由于雜訊的干擾及電壓檢測(cè)的極限，遲滯比較器4的遲滯量無(wú)法設(shè)定太小，因此無(wú)法抑制輸出電壓Vott的紋波，尤其輸出電壓Vott若越小，紋波就越明顯。
[0004]另外一種新的反饋控制方式為恒定導(dǎo)通時(shí)間控制回路，通過(guò)將輸出電容的等效串聯(lián)電阻所造成的紋波疊加入反饋信號(hào)內(nèi)，借此達(dá)到抑制紋波的效果。這樣的恒定導(dǎo)通時(shí)間的電路架構(gòu)，輸出電容必須具有較大的等效串聯(lián)電阻，工作頻率不能夠太高。
[0005]為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)專利證號(hào)7482793提出了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間、最小關(guān)斷時(shí)間的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的電路。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，為此專利的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路包含一降壓切換控制器100，耦接一 LC濾波電路。降壓切換控制器100于一端點(diǎn)102接收一輸入電壓Vin,并于一端點(diǎn)104提供一切換輸出電壓Vsw至由一電感LI及一輸出電容Qm所構(gòu)成的LC濾波電路。LC濾波電路于一端點(diǎn)114產(chǎn)生一輸出電壓以驅(qū)動(dòng)一負(fù)載116。輸出電容Ctot具有一較小等效串聯(lián)電阻ESR。降壓切換控制器100以恒定導(dǎo)通時(shí)間、最小關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行反饋控制。一對(duì)功率晶體管Ml、M2串聯(lián)于輸入電壓Vin (端點(diǎn)102)及地(一端點(diǎn)PGND)之間，并由一驅(qū)動(dòng)電路134所控制。功率晶體管Ml、M2的一連接點(diǎn)122產(chǎn)生切換輸出電壓Vsw，并通過(guò)一端點(diǎn)SW耦接至LC濾波電路。降壓切換控制器100具有兩個(gè)分離的地接點(diǎn)，端點(diǎn)PGND及SGND，以避免功率晶體管M1、M2切換時(shí)所造成的雜訊干擾。
[0006]輸出電壓Vqut通過(guò)一端點(diǎn)FB耦接由電阻R1、R2構(gòu)成的分壓器，產(chǎn)生一反饋電壓Vfb至一誤差比較器126的一輸入端，以形成一反饋控制回路來(lái)調(diào)節(jié)切換輸出電壓Vsw。一基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器136稱接輸入電壓Vin并提供一輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef至誤差比較器126的另一輸入端。誤差比較器126比較輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef及反饋電壓Vfb，并據(jù)此產(chǎn)生一誤差電壓信號(hào)VEKK。誤差電壓信號(hào)Vekk稱接一導(dǎo)通定時(shí)器128的一開(kāi)始輸入端Start以啟動(dòng)導(dǎo)通定時(shí)器128的導(dǎo)通時(shí)間程序。此時(shí)，導(dǎo)通定時(shí)器128提供一控制信號(hào)129至一邏輯電路132，使邏輯電路132導(dǎo)通功率晶體管Ml —恒定導(dǎo)通時(shí)間以提升電感LI的電流。當(dāng)經(jīng)過(guò)恒定導(dǎo)通時(shí)間后，導(dǎo)通定時(shí)器128控制邏輯電路132關(guān)斷功率晶體管Ml并導(dǎo)通功率晶體管M2。
[0007]為執(zhí)行最小關(guān)斷時(shí)間控制，導(dǎo)通定時(shí)器128由一終止輸出端End提供一終止信號(hào)至一關(guān)斷定時(shí)器130的一開(kāi)始輸入端Start。關(guān)斷定時(shí)器130于導(dǎo)通定時(shí)器128的恒定導(dǎo)通時(shí)間完成后，開(kāi)始關(guān)斷時(shí)間程序。關(guān)斷定時(shí)器130于關(guān)斷時(shí)間程序完成時(shí)提供一終止信號(hào)至邏輯電路132。此時(shí)，若反饋電壓Vfb低于輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef，邏輯電路132導(dǎo)通功率晶體管Ml。
[0008]降壓切換控制器100包含一紋波引入電路120，連接切換輸出電壓Vsw (端點(diǎn)122)與反饋電壓Vfb (端點(diǎn)FB)之間。一前饋電容Cff連接輸出電壓Vtot (端點(diǎn)114)及紋波引入電路120(—端點(diǎn)FFWD)。通過(guò)上述的電路架構(gòu)，導(dǎo)入一定量的紋波信號(hào)進(jìn)入反饋控制回路，而使輸出電容Cqut的等效串聯(lián)電阻ESR的電阻值不受限制。
[0009]圖2所示的恒定導(dǎo)通時(shí)間的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路雖然在反饋信號(hào)引入紋波補(bǔ)償而可以使用等效串聯(lián)電阻較小的MLCC電容并適合高頻應(yīng)用。然而，系統(tǒng)輸出電壓Vtot的直流成分常常會(huì)因?yàn)橐氲蕉它c(diǎn)FFWD的紋波補(bǔ)償?shù)拇笮≡斐梢欢ǖ钠?。在Vott電壓較小時(shí)，這種由于紋波補(bǔ)償帶來(lái)的直流成分偏移尤為嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于先前技術(shù)中的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路有紋波過(guò)大或輸出電壓的直流偏移的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)比較電路引入一額外電流至差動(dòng)對(duì)的其中一通道，借此達(dá)到紋波補(bǔ)償?shù)男Ч彝瑫r(shí)避免了直流偏移的問(wèn)題。
[0011]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，用以控制一轉(zhuǎn)換電路，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的一輸出電壓。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路包含一比較器以及一邏輯電路。比較器是用以比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)。邏輯電路周期地控制轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，使每一周期的一占空比的時(shí)間長(zhǎng)度大致固定且每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)是根據(jù)比較結(jié)果信號(hào)來(lái)決定。其中，比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路、一基本電流源及一額外電流源，差動(dòng)比較對(duì)電路比較輸入?yún)⒖夹盘?hào)及電壓信號(hào)以輸出比較結(jié)果信號(hào)，基本電流源提供差動(dòng)比較對(duì)電路所需的一偏壓電流，額外電流源提供實(shí)質(zhì)上一斜坡電流至差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道。
[0012]本發(fā)明也提供了一種直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路，包含一切換模塊、一 LC濾波電路以及一控制電路。切換模塊I禹接一輸入電壓。LC濾波電路f禹接切換模塊,并輸出一輸出電壓?？刂齐娐肥怯靡灾芷谛钥刂魄袚Q模塊，將輸入電壓的一電力傳送至LC濾波電路?？刂齐娐钒槐容^器，而比較器比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)以決定每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)。其中，比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路，差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道耦接一額外電流源，以接收實(shí)質(zhì)上一斜坡電流。
[0013]以上的概述與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說(shuō)明與圖示加以闡述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為美國(guó)專利證號(hào)6369555所提供低紋波、高頻遲滯的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的電路不意圖；
[0015]圖2為美國(guó)專利證號(hào)7482793所提供恒定導(dǎo)通時(shí)間、最小關(guān)斷時(shí)間的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路的電路不意圖；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路的電路示意圖；
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的比較器的電路圖；
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的比較器的電路圖；
[0019]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的額外電流源的電路示意圖；
[0020]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的額外電流源的電路示意圖；
[0021]圖8為圖7所示的額外電流源的信號(hào)波形圖；
[0022]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路的電路示意圖；
[0023]圖10為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路的電路示意圖。
[0024]【主要組件符號(hào)說(shuō)明】
[0025]先前技術(shù):
[0026]緩沖電路2
[0027]遲滯比較器4
[0028]反饋電路6
[0029]驅(qū)動(dòng)電路8
[0030]反饋信號(hào)Vkamp
[0031]輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef
[0032]疊加信號(hào)Vkef,
[0033]輸出電壓Vout
[0034]輸入電壓Vin
[0035]LC濾波電路12
[0036]等效串聯(lián)電阻ESR
[0037]降壓切換控制器100
[0038]端點(diǎn)102、104、114、PGND、SGND、SW、FB、FFWD
[0039]切換輸出 電壓Vsw
[0040]電感LI
[0041]輸出電容Cout
[0042]負(fù)載116
[0043]驅(qū)動(dòng)電路134
[0044]連接點(diǎn)122
[0045]電阻R1、R2
[0046]反饋電壓Vfb
[0047]誤差比較器126
[0048]基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器136
[0049]誤差電壓信號(hào)Vekk
[0050]導(dǎo)通定時(shí)器128
[0051]開(kāi)始輸入端Start
[0052]控制信號(hào)129[0053]邏輯電路132
[0054]終止輸出端End
[0055]關(guān)斷定時(shí)器130
[0056]紋波引入電路120
[0057]前饋電容Cff
[0058]功率晶體管Ml、M2
[0059]本發(fā)明:
[0060]輸入電壓Vin
[0061]輸出電壓Vout
[0062]上端晶體管SWl
[0063]下端晶體管SW2
[0064]電感LI
[0065]輸出電容Cout
[0066]比較器202
[0067]邏輯電路210
[0068]輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef
[0069]電壓信號(hào)SFB
[0070]比較結(jié)果信號(hào)Scom
[0071]基本電流源Ib
[0072]額外電流源Ia
[0073]晶體管S1-S8
[0074]充電電流源Ich
[0075]放電電流源Idis
[0076]充電開(kāi)關(guān)Sll
[0077]放電開(kāi)關(guān)S12
[0078]電容C、C1、C2
[0079]電壓轉(zhuǎn)電流電路222
[0080]電流設(shè)定電阻Rs
[0081]電流鏡228
[0082]導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Con
[0083]關(guān)斷時(shí)間信號(hào)CofT
[0084]受控放電電流源Id
[0085]電流控制電路224
[0086]電壓Vc
[0087]電流參考電壓Vl
[0088]偏移電壓Vos
[0089]連接點(diǎn)218
[0090]電阻Rll、Rl2
[0091]檢測(cè)信號(hào)Vcg【具體實(shí)施方式】
[0092]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路的電路不意圖。恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路用以控制一轉(zhuǎn)換電路，將一輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的一輸出電壓VoUT。在本實(shí)施例,轉(zhuǎn)換電路為一降壓轉(zhuǎn)換電路,包含一切換模塊以及一 LC濾波電路，切換模塊包含一上端晶體管SW1、一下端晶體管SW2，而LC濾波電路包含一電感LI以及一輸出電容CQUT?？刂齐娐钒槐容^器202以及一邏輯電路210。比較器202是用以比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef (如:參考電壓)及代表輸出電壓Vmjt的一電壓信號(hào)SFB,并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)Scom。邏輯電路210周期地控制轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。邏輯電路210內(nèi)建一恒定導(dǎo)通時(shí)間電路(未繪出)，以決定一恒定導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，使每一周期的一占空比的時(shí)間長(zhǎng)度大致固定。當(dāng)在每一周期的恒定導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，邏輯電路210導(dǎo)通上端晶體管SWl并關(guān)斷下端晶體管SW2，使輸入電壓Vin的電力傳送至LC濾波電路。然后，邏輯電路210關(guān)斷上端晶體管SWl并導(dǎo)通下端晶體管SW2以等待下一個(gè)周期(比較結(jié)果信號(hào)Scom)。在此同時(shí)，邏輯電路210同時(shí)檢測(cè)電感LI的電流，當(dāng)電感LI的電流為零或幾乎為零時(shí)，將下端晶體管SW2也關(guān)斷，以避免電流逆流的情況發(fā)生。比較器202于一非反相輸入端接收輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef,于一反相輸入端接收電壓信號(hào)SFB,于電壓信號(hào)SFB等于或低于輸入?yún)⒖夹盘?hào)Veef時(shí)，產(chǎn)生比較結(jié)果信號(hào)Scom。邏輯電路210根據(jù)比較結(jié)果信號(hào)Scom決定每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)，較佳的設(shè)定為同時(shí)也是恒定導(dǎo)通時(shí)間的啟始時(shí)點(diǎn)。
[0093]一基本電流源Ib及一額外電流源Ia為比較器內(nèi)兩個(gè)電流源。請(qǐng)參見(jiàn)圖4，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的比較器的電路圖。比較器包含一差動(dòng)比較對(duì)電路、一反相器電路、一基本電流源Ib及一額外電流源la。差動(dòng)輸入電路包含晶體管S1-S6，反相器電路包含晶體管S7、S8。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，反相器電路包含晶體管S7、S8并非必要組件而可省略?；倦娏髟碔b提供差動(dòng)比較對(duì)電路所需的一偏壓電流。左側(cè)的晶體管S3接收一輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef，右側(cè)的晶體管S4接收一電壓信號(hào)SFB。晶體管S2、S4的連接點(diǎn)接到反相器電路的晶體管S8。差動(dòng)比較對(duì)電路具有兩個(gè)通道，額外電流源Ia提供實(shí)質(zhì)上一斜坡電流至差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道，在此實(shí)施例為左側(cè)的通道。在一般的比較器，當(dāng)電壓信號(hào)SFB低于輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef時(shí)，晶體管S2、S4的連接點(diǎn)的電位為一低準(zhǔn)位，使晶體管S8關(guān)斷，因此比較器輸出一高準(zhǔn)位的一比較結(jié)果信號(hào)Scom。當(dāng)電壓信號(hào)SFB高于輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef時(shí)，晶體管S2、S4的連接點(diǎn)的電位為一高準(zhǔn)位，使晶體管S8導(dǎo)通，因此比較器輸出一低準(zhǔn)位的比較結(jié)果信號(hào)Scom。額外電流源Ia并不限于耦接差動(dòng)比較對(duì)電路的哪一通道。請(qǐng)參見(jiàn)圖5，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的比較器的電路圖。相較于圖4所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的額外電流源Ia耦接差動(dòng)比較對(duì)電路的另一通道，即左側(cè)的通道，依然可以提供相同的功能。
[0094]請(qǐng)參見(jiàn)圖6，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的額外電流源的電路示意圖。額外電流源包含一充電電流源Ich、一放電電流源Idis、一充電開(kāi)關(guān)S11、一放電開(kāi)關(guān)S12、一電容C、一電壓轉(zhuǎn)電流電路222、一電流設(shè)定電阻Rs以及一電流鏡228。充電電流源Ich及放電電流源Idis的電流比例等于輸出電壓Vtm及輸入電壓Vin的比例。充電開(kāi)關(guān)Sll接收邏輯電路210的一導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Con，而放電開(kāi)關(guān)S12接收邏輯電路210的一關(guān)斷時(shí)間信號(hào)Coff，其中導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Con代表邏輯電路210正處于恒定導(dǎo)通時(shí)間的周期(此時(shí)上端晶體管SWl導(dǎo)通)，而關(guān)斷時(shí)間信號(hào)Coff代表邏輯電路210正處于恒定導(dǎo)通時(shí)間以外的周期(此時(shí)上端晶體管SWl關(guān)斷)。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Con導(dǎo)通充電開(kāi)關(guān)Sll時(shí)，充電電流源Ich對(duì)電容C充電(此時(shí)放電開(kāi)關(guān)S12為關(guān)斷)，使電容C的一電壓Vc上升。當(dāng)關(guān)斷時(shí)間信號(hào)CofT導(dǎo)通放電開(kāi)關(guān)S12時(shí)，放電電流源Idis對(duì)電容C放電(此時(shí)充電開(kāi)關(guān)Sll為關(guān)斷)，使電容C的電壓Vc下降。電壓轉(zhuǎn)電流電路222的一輸入端耦接電容C，以根據(jù)電容C的電壓Vc產(chǎn)生一電流經(jīng)過(guò)電流設(shè)定電阻Rs，并經(jīng)過(guò)電流鏡228鏡射出而提供一額外電流源la。因此，額外電流源Ia可提供實(shí)質(zhì)上一斜坡電流，于上端晶體管SWl導(dǎo)通時(shí)隨時(shí)間增加，且于上端晶體管SWl關(guān)斷時(shí)隨時(shí)間減少。
[0095]請(qǐng)參見(jiàn)圖7，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的額外電流源的電路示意圖。相較于圖6所示的實(shí)施例，額外增加了一個(gè)受控放電電流源Id以及一電流控制電路224。電流控制電路224于電容C的電壓Vc低于一電流參考電壓Vl時(shí)，控制受控放電電流源Id產(chǎn)生一放電電流，且放電電流的大小隨電容C的電壓Vc與電流參考電壓Vl的電壓差變大。請(qǐng)參見(jiàn)圖8，為圖7所示的額外電流源的信號(hào)波形圖。電容C的電壓Vc會(huì)隨著導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Con上升及下降。而下降過(guò)程，當(dāng)電容C的電壓Vc低于電流參考電壓Vl時(shí)，受控放電電流源Id開(kāi)始共同對(duì)電容C放電，且隨著電容C的電壓Vc越大，受控放電電流源Id的電流越大。所以，此期間，電壓Vc為非線性變化，造成額外電流源Ia也對(duì)應(yīng)產(chǎn)生非線性電流。額外電流源Ia在此段斜坡電流的變化率(斜率的絕對(duì)值)隨時(shí)間變大的非線性區(qū)，占每一周期的結(jié)束前多少的預(yù)定周期比例，可以通過(guò)電流參考電壓Vl的高低來(lái)調(diào)整。額外電流源Ia的一電流提供至差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道，會(huì)造成比較輸入?yún)⒖夹盘?hào)Vkef及電壓信號(hào)SFB會(huì)出現(xiàn)一偏移電壓Vos，此偏移電壓Vos于每一周期結(jié)束前也會(huì)出現(xiàn)非線性的變化率。因此，在每一周期結(jié)束前，偏移電壓Vos與水平的夾角會(huì)加大，而減小比較器因雜訊造成的誤差量。也就是說(shuō)，本發(fā)明的控制電路相較于已知的電路有較佳的抗雜訊能力。
[0096]請(qǐng)參見(jiàn)圖9，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的控制電路的電路示意圖。與圖3所示的控制電路的不同點(diǎn)在于本實(shí)施例的額外電流源Ia的電流根據(jù)上端晶體管SWl及下端晶體管SW2的一連接點(diǎn)218的電位而產(chǎn)生。通過(guò)由一電阻Rll及一電容Cl所構(gòu)成的一濾波電路檢測(cè)連接點(diǎn)218以產(chǎn)生一檢測(cè)信號(hào)Vcg。額外電流源Ia于檢測(cè)信號(hào)Vcg位于一高準(zhǔn)位(接近輸入電壓Vin)時(shí)，電流隨時(shí)間上升，而于檢測(cè)信號(hào)Vcg位于一低準(zhǔn)位(接近地電壓)時(shí)，電流隨時(shí)間下降。
[0097]請(qǐng)參見(jiàn)圖10，為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的控制電路的電路示意圖。與圖3所示的控制電路的不同點(diǎn)在于本實(shí)施例的額外電流源Ia的電流根據(jù)流經(jīng)電感LI的一電流而產(chǎn)生。通過(guò)有一電阻R12及一電容C2所構(gòu)成的一電感電流檢測(cè)電路檢測(cè)電感LI的電流以產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)Vcg。額外電流源Ia的電流隨電感電流變化。
[0098]綜上所述，本發(fā)明的控制電路，周期性控制切換模塊，將輸入電壓的一電力傳送至LC濾波電路以產(chǎn)生一輸出電壓。控制電路包含一比較器，比較器比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)以決定每一周期的的啟始時(shí)點(diǎn)。值得注意的是，比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路，差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道耦接一額外電流源，以接收實(shí)質(zhì)上一斜坡電流。如此，比較器具有周期性的斜坡補(bǔ)償，可抑制輸出電壓的紋波。尤其，斜坡電流的部分具有非線性時(shí)，可進(jìn)一步降低雜訊造成比較器的比較誤差，而減少抖動(dòng)(Jitter)的問(wèn)題。[0099]如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件:新穎性、創(chuàng)造性和產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例揭露，然熟悉本項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例等效的變化與置換，均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其特征在于，用以控制一轉(zhuǎn)換電路，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的一輸出電壓，該恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路包含: 一比較器，用以比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表該輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)；以及 一邏輯電路，周期地控制該轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，使每一周期的一占空比的時(shí)間長(zhǎng)度固定且每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)是根據(jù)該比較結(jié)果信號(hào)來(lái)決定； 其中，該比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路、一基本電流源及一額外電流源，該差動(dòng)比較對(duì)電路比較該輸入?yún)⒖夹盘?hào)及該電壓信號(hào)以輸出該比較結(jié)果信號(hào)，該基本電流源提供該差動(dòng)比較對(duì)電路所需的一偏壓電流，該額外電流源提供一斜坡電流至該差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其特征在于，該轉(zhuǎn)換電路為一降壓轉(zhuǎn)換電路，包含一上端晶體管及一下端晶體管，該斜坡電流以下述其中之一的方式提供: a.于該上端晶體管導(dǎo)通時(shí)隨時(shí)間增加，且于該上端晶體管關(guān)斷時(shí)隨時(shí)間減少； b.根據(jù)該上端晶體管及該下端晶體管的一連接點(diǎn)的一電位產(chǎn)生； c.根據(jù)流經(jīng)一LC濾波電路的一電感的一電流產(chǎn)生；以及 d.根據(jù)該輸入電壓及該輸出電壓產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其特征在于，該額外電流源于每一周期的結(jié)束前一預(yù)定周期比例內(nèi)，該斜坡電流的變化率隨時(shí)間變大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其特征在于，該額外電流源包含一電容、一充電電流源、一放電電流源以及一電壓轉(zhuǎn)電流電路，該充電電流源用以對(duì)該電容充電，該放電電流源用以對(duì)該電容放電，以及該電壓轉(zhuǎn)電流電路根據(jù)該電容的一電壓產(chǎn)生該斜坡電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其特征在于，該放電電流源的一電流是根據(jù)該電容的該電壓而決定。
6.一種直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包含: 一切換模塊，稱接一輸入電壓； 一 LC濾波電路,I禹接該切換模塊,并輸出一輸出電壓；以及 一控制電路，用以周期性控制該切換模塊，將該輸入電壓的一電力傳送至該LC濾波電路，該控制電路包含一比較器，該比較器比較一輸入?yún)⒖夹盘?hào)及代表該輸出電壓的一電壓信號(hào)，并據(jù)此輸出一比較結(jié)果信號(hào)以決定每一周期的啟始時(shí)點(diǎn)； 其 中，該比較器具有一差動(dòng)比較對(duì)電路，該差動(dòng)比較對(duì)電路的其中一通道耦接一額外電流源，以接收一斜坡電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該轉(zhuǎn)換電路為一降壓轉(zhuǎn)換電路，包含一上端晶體管及一下端晶體管，該斜坡電流以下述其中之一的方式提供: a.于該上端晶體管導(dǎo)通時(shí)隨時(shí)間增加，且于該上端晶體管關(guān)斷時(shí)隨時(shí)間減少； b.根據(jù)該上端晶體管及該下端晶體管的一連接點(diǎn)的一電位產(chǎn)生； c.根據(jù)流經(jīng)該LC濾波電路的一電感的一電流產(chǎn)生；以及 d.根據(jù)該輸入電壓及該輸出電壓產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該額外電流源于每一周期的 結(jié)束前一預(yù)定周期比例內(nèi)，該斜坡電流的變化率隨時(shí)間變大。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK103929049SQ201310012117
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】李立民, 邵超, 徐獻(xiàn)松, 甘泉 申請(qǐng)人:登豐微電子股份有限公司