恒定導通時間控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種恒定導通時間控制器，尤指一種根據(jù)自舉電壓決定恒定導通時間的恒定導通時間控制器。
【背景技術】
[0002]圖1為傳統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路示意圖。降壓轉(zhuǎn)換電路包含一上臂晶體管Ml、一下臂晶體管M2、一電感L以及一電容C。上臂晶體管Ml耦接于一輸入電壓Vin及一切換節(jié)點之間，而下臂晶體管M2耦接于切換節(jié)點及一接地電位之間。電感L以及電容C串聯(lián)于切換節(jié)點及接地電位之間，用以將切換節(jié)點的一電壓濾波成一輸出電壓Vout。降壓轉(zhuǎn)換電路的上臂晶體管Ml及下臂晶體管M2根據(jù)恒定導通時間控制器的控制而進行切換，而上臂晶體管Ml的占空比決定了輸出電壓Vout及輸入電壓Vin的比例。
[0003]恒定導通時間控制器包含比較器8和10、一 SR鎖存器9、一電容11、一晶體管12、一電阻13以及一驅(qū)動電路19。比較器8的一非倒相端及比較器10的一倒相端接收一參考電壓Vref。比較器8的一倒相端接收輸出電壓Vout,于輸出電壓Vout低于參考電壓Vref時，觸發(fā)SR鎖存器9的一設定端S，使SR鎖存器9于一輸出端Q產(chǎn)生一高電平信號。此時，驅(qū)動電路19導通上臂晶體管Ml并關斷下臂晶體管M2。SR鎖存器9同時于一倒相輸出端Q’產(chǎn)生一低電平信號，使晶體管12關斷。電阻13—端連接輸入電壓Vin，另一端連接電容11，因此此時開始對電容11充電。當電容11的一電壓上升至參考電壓Vref時，比較器10輸出高電平信號至SR鎖存器9的一重設端R,使SR鎖存器9于輸出端Q輸出一低電平信號，于倒相輸出端Q’輸出一高電平信號。此時，驅(qū)動電路19關斷上臂晶體管Ml并導通下臂晶體管M2。另外，晶體管12同時導通，使電容11的電壓通過晶體管12放電而歸零，以等待下次輸出電壓Vout再度低于參考電壓Vref。借此，使降壓轉(zhuǎn)換電路于穩(wěn)定狀態(tài)時，輸出電壓Vout實質(zhì)上等于參考電壓Vref。
[0004]上述的電路架構，利用電阻13產(chǎn)生正比于輸入電壓Vin的一電流，以對電容11充電至等于輸出電壓Vout。因此，電容11于每一周期的充電時間長度正比于輸出電壓Vout與輸入電壓Vin的比例，即恒定導通時間正比于輸出電壓Vout與輸入電壓Vin的比例。
[0005]然而，恒定導通時間控制器必須額外增加一管腳連接至輸入電壓Vin，以取得輸入電壓Vin的信息，增加了恒定導通時間控制器的封裝成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術中的恒定導通時間控制器，必須額外增加管腳以取得輸入電壓的信息，本發(fā)明利用檢測一自舉電壓以取得輸入電壓的信息，達到節(jié)省封裝體的管腳數(shù)及封裝成本。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明提供了一種恒定導通時間控制器，封裝于單一封裝體內(nèi)，用以控制一降壓轉(zhuǎn)換電路將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成一輸出電壓。恒定導通時間控制器包含一輸入電壓檢測電路、一導通時間決定電路以及一驅(qū)動電路。輸入電壓檢測電路接收一自舉電壓，以產(chǎn)生代表輸入電壓的一輸入電壓檢測信號。導通時間決定電路接收輸入電壓檢測信號，并根據(jù)輸出電壓及該輸入電壓檢測信號產(chǎn)生一恒定導通時間信號。驅(qū)動電路根據(jù)恒定導通時間信號控制降壓轉(zhuǎn)換電路。
[0008]以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質(zhì)，是為了進一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。
【附圖說明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路示意圖；
[0010]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路不意圖；
[0011]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路不意圖；
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的恒定導通時間電路的電路示意圖；
[0013]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的恒定導通時間電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0014]請參見圖2A，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路示意圖。降壓轉(zhuǎn)換電路包含一上臂晶體管Ml、一下臂晶體管M2、一電感L以及一電容C。上臂晶體管Ml耦接于一輸入電壓Vin及一切換節(jié)點之間，而下臂晶體管M2耦接于切換節(jié)點及一接地電位之間。電感L以及電容C串聯(lián)于切換節(jié)點及接地電位之間，用以將切換節(jié)點的一電壓濾波成一輸出電壓Vout。降壓轉(zhuǎn)換電路的上臂晶體管Ml及下臂晶體管M2根據(jù)恒定導通時間控制器的控制而進行切換，而上臂晶體管Ml的占空比決定了輸出電壓Vout及輸入電壓Vin的比例。
[0015]恒定導通時間控制器封裝于單一封裝體內(nèi)，用以控制降壓轉(zhuǎn)換電路將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout。恒定導通時間控制器包含一恒定導通時間電路100、一比較器108、一 SR鎖存器109以及一驅(qū)動電路119。比較器108的一非倒相端接收一參考電壓Vr，一倒相端接收輸出電壓Vout或代表輸出電壓Vout的一輸出電壓檢測信號。例如:以一分壓器連接輸出電壓Vout，以分壓產(chǎn)生輸出電壓檢測信號。比較器108的一輸出端耦接SR鎖存器109的一設定端S,于輸出電壓Vout低于一預定輸出電壓值時，比較器108輸出一高電平信號，使SR鎖存器109于一輸出端Q產(chǎn)生一高電平信號，于一倒相輸出端Q’產(chǎn)生一低電平的一倒相信號Sq’。此時，驅(qū)動電路119輸出高電平的一上臂控制信號Sug以導通上臂晶體管M1，以及低電平的一下臂控制信號Slg以關斷下臂晶體管M2。在實際應用，SR鎖存器109可以并入驅(qū)動電路119的中，或者視驅(qū)動電路119的電路設計而省略。
[0016]在本發(fā)明，上臂晶體管Ml及下臂晶體管M2均為N型金屬氧化物半導體場效晶體管，因此，為能確實控制上臂晶體管Ml的導通，上臂控制信號Sug的一高電平時，必須高于輸入電壓Vin —閾電壓以上。本發(fā)明利用一自舉電路(bootstrap)BS, f禹接一降壓轉(zhuǎn)換電路的一切換節(jié)點(即上臂晶體管Ml及下臂晶體管M2的連接點)及一驅(qū)動電壓VDD，以提供高于Vin輸入電壓的一自舉電壓Vbs，其中驅(qū)動電壓VDD由一驅(qū)動電壓源所產(chǎn)生，連接恒定導通時間控制器，以提供恒定導通時間控制器操作所需的電力。在實際應用上，驅(qū)動電壓VDD可以是輸入電壓Vin，或不同于輸入電壓Vin的另一電壓源。詳細來說，自舉電路BS包含串聯(lián)的一二極管及一自舉電容。二極管的一正端連接驅(qū)動電壓VDD，而一負端連接自舉電容。自舉電容的另一端連接切換節(jié)點。于下臂晶體管M2導通時，驅(qū)動電壓VDD經(jīng)過二極管對自舉電容充電。當上臂晶體管M2導通時，切換節(jié)點電位被拉至輸入電壓Vin，使自舉電容可以提供Vin+VDD的電壓至恒定導通時間控制器的驅(qū)動電路119。也就是說，自舉電路BS配合上臂晶體管Ml及下臂晶體管M2的導通與關斷，周期性地提供高于輸入電壓Vin的自舉電壓Vbs。自舉電路BS可以是外接的分立元件所構成,或者部分元件(例如:二極管)或全部內(nèi)建于恒定導通時間控制器內(nèi)。
[0017]恒定導通時間電路100耦接自舉電路BS以接收自舉電壓Vbs，并藉由濾除驅(qū)動電壓VDD而得到輸入電壓Vin的信息。恒定導通時間電路100同時接收輸出電壓Vout或代表輸出電壓Vout的一輸出電壓檢測信號，以根據(jù)輸入電壓Vin及輸出電壓Vout的信息決定一恒定導通時間。以下的實施例將詳細說明恒定導通時間電路的操作及原理。
[0018]恒定導通時間電路100耦接SR鎖存器109的一重設端R，于上臂晶體管Ml導通時開始計數(shù)恒定導通時間后發(fā)出一恒定導通時間信號Son至重設端R。此時，SR鎖存器109于輸出端Q輸出一低電平信號，于倒相輸出端Q’輸出一高電平的倒相信號Sq，,使得驅(qū)動電路119關斷上臂晶體管Ml并導通下臂晶體管M2。
[0019]請參見圖2B，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實施例的降壓轉(zhuǎn)換電路及恒定導通時間控制器的電路示意圖。相較于圖2A所示的實施例，本實施例是以上臂控制信號Sug取代自舉電壓Vbs。由于驅(qū)動電路119所產(chǎn)生的上臂控制信號Sug的高邏輯電平是與自舉電壓Vbs相同，因此本發(fā)明的恒定導通時間電路100亦可以改接收上臂控制信號Sug并濾得輸入電壓Vin的信息。其余電路的說明，可參見圖2A的對應說明。
[0020]接著，請參見圖3，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實施例的恒定導通時間電路的電路示意圖。恒定導通時間電路包含一輸入電壓檢測電路及一導通時間決定電路。輸入電壓檢測電路包含一加法器202，根據(jù)一自舉電壓Vbs或一上臂控制信號Sug及一驅(qū)動電壓VDD，將自舉電壓Vbs或上臂控制信號Sug減去驅(qū)動電壓VDD后得到一輸入電壓Vin的信息并據(jù)此產(chǎn)生一輸入電壓檢測信號Svin。導通時間決定電路包含一電壓轉(zhuǎn)電流轉(zhuǎn)換電路204、一電容Con及一比較電路206。電壓轉(zhuǎn)電流轉(zhuǎn)換電路204根據(jù)輸入電壓檢測信號Svin產(chǎn)生一充電電流Ich對電容Con充電。比較電路206根據(jù)電容Con的一電壓和輸出電壓Vout，于電容Con的電壓上升至輸出電壓Vout時產(chǎn)生一恒