電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)大致有關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)換器(power converter)，特別地，本申請(qǐng)有關(guān)于一種直流 _ 直流(Direct Current to Direct Current)轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]電源轉(zhuǎn)換器對(duì)于許多調(diào)制電子設(shè)備來(lái)說(shuō)都是必不可少的。除了別的功能，電源轉(zhuǎn)換器能夠向上或向下調(diào)節(jié)電平。電源轉(zhuǎn)換器也能將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，反之亦然。電源轉(zhuǎn)換器一般都是用一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置來(lái)實(shí)施，例如是晶體管，其能夠開(kāi)啟或關(guān)閉來(lái)將電源輸送到轉(zhuǎn)換器的輸出。電源轉(zhuǎn)換器也包含一個(gè)或多個(gè)電容或電感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明特提出一種新的電源轉(zhuǎn)換器。
[0004]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例揭露了一種電源轉(zhuǎn)換器，包含:波形產(chǎn)生器，接收輸入電壓，根據(jù)第一控制信號(hào)與第二控制信號(hào)將該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)；低通濾波器，對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生輸出電壓；第一控制電路，根據(jù)方波信號(hào)與輸出電壓產(chǎn)生第一控制信號(hào)；以及第二控制電路，根據(jù)方波信號(hào)與輸出信號(hào)產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
[0005]本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器能夠提供穩(wěn)定及精確的輸出電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的示意圖。
[0007]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的示意圖。
[0008]圖3A-3D顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一控制電路的示意圖。
[0009]圖4A-4D顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一控制電路的操作示意圖。
[0010]圖5A-5D顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二控制電路的示意圖。
[0011]圖6A-6D顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二控制電路的操作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下列說(shuō)明提供各種不同的實(shí)施例作為實(shí)施本發(fā)明的不同特征的舉例。下面描述的元件以及相互連接的具體例子都是將本發(fā)明的技術(shù)方案簡(jiǎn)化而成。這些，當(dāng)然都僅僅是舉例，而非本發(fā)明的限定。另外，本說(shuō)明書(shū)可能在不同的例子中重復(fù)一些參考標(biāo)號(hào)以及/或參考字母。這些重復(fù)是為了簡(jiǎn)單而明確地描述本發(fā)明，其本身并不代表不同說(shuō)明實(shí)施例中的關(guān)系及/或設(shè)置。
[0013]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器100的示意圖。較佳地，電源轉(zhuǎn)換器100是一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器。如圖1所示，電源轉(zhuǎn)換器100至少包含方波產(chǎn)生器110，低通濾波器120，第一控制電路130以及第二控制電路140。方波產(chǎn)生器110接收輸入電壓VINo輸入電壓VIN可以是從直流電源供電電路來(lái)的直流供電電壓。方波產(chǎn)生器110根據(jù)第一控制信號(hào)SCl及第二控制信號(hào)SC2，將輸入信號(hào)VIN在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)(switch node) NW處轉(zhuǎn)換為方波。低通濾波器120過(guò)濾方波信號(hào)SI,以在輸出節(jié)點(diǎn)NT產(chǎn)生輸出電壓V0UT。理想地，輸出電壓VOUT可僅包含方波信號(hào)SI的直流成分。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)NW與輸出節(jié)點(diǎn)NT進(jìn)一步被送到第一控制電路130與第二控制電路140，因此方波信號(hào)SI與輸出電壓VOUT被進(jìn)一步發(fā)送回第一控制電路130與第二控制電路140。第一控制電路130根據(jù)方波信號(hào)SI與輸出電壓VOUT產(chǎn)生第一控制信號(hào)SCI。第二控制電路140根據(jù)方波信號(hào)SI與輸出電壓VOUT產(chǎn)生第二控制信號(hào)SC2。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電源轉(zhuǎn)換器100由兩個(gè)分別的反饋電路控制，并用來(lái)提供穩(wěn)定及精確的輸出電壓VOUT。第一控制電路130負(fù)責(zé)控制方波信號(hào)SI的下降沿，第二控制電路140負(fù)責(zé)控制方波信號(hào)SI的上升沿。圖1中的每個(gè)模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考下面的實(shí)施例。可以了解的是每個(gè)模塊都可以用許多方式來(lái)實(shí)施，下面的實(shí)施例與圖示僅僅是例子，而非本發(fā)明的限制。
[0014]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器200的示意圖。在圖2的實(shí)施例中，方波產(chǎn)生器I1包含柵極驅(qū)動(dòng)器(gate driver) 115，第一 PMOS晶體管MPl，第一 NMOS晶體管MN1。柵極驅(qū)動(dòng)器115根據(jù)第一控制信號(hào)SCl與第二控制信號(hào)SC2產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)柵極驅(qū)動(dòng)器115接收第一控制信號(hào)SCl的反信號(hào)的脈沖時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器115可將驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2從邏輯低電平轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫺唠娖?，并?dāng)柵極驅(qū)動(dòng)器115接收第二控制信號(hào)SC2的反信號(hào)的脈沖時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器115可將驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2從高邏輯電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈瓦壿嬰娖?。第?PMOS晶體管MPl包含用來(lái)接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的柵極，耦接到輸入電壓VIN的源極，以及耦接到開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)NW的漏極。第一 NMOS晶體管MNl具有用來(lái)接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的柵極，耦接到地電壓VSS (例如0V)的源極，以及耦接到開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)NW的漏極。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)NW用來(lái)從方波產(chǎn)生器110輸出方波信號(hào)SI。第一 PMOS晶體管MPl與第一 NMOS晶體管麗I可組成反相器。驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2可以是一個(gè)大電流，用來(lái)驅(qū)動(dòng)及控制反相器的輸入端。方波產(chǎn)生器110可根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2，通過(guò)周期性地開(kāi)啟及關(guān)閉反相器來(lái)產(chǎn)生方波信號(hào)SI。結(jié)果，方波信號(hào)SI可具有與輸入電壓VIN相等的邏輯高電平，以及與地電壓VSS相等的邏輯低電平。在圖2的實(shí)施例中，低通濾波器120包含第一電感LI與第一電容Cl。第一電感LI耦接在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)NW與輸出節(jié)點(diǎn)NT之間。第一電容Cl耦接在輸出節(jié)點(diǎn)NT與地電壓VSS之間。輸出節(jié)點(diǎn)NT用來(lái)從低通濾波器120輸出輸出電壓V0UT。低通濾波器120可從方波信號(hào)SI中大致消除交流成分，因此輸出電壓VOUT大致由方波信號(hào)SI的直流成分組成。
[0015]組成兩條分別的反饋路徑的第一控制電路130與第二控制電路140，可用各種電路元件來(lái)實(shí)施。請(qǐng)參考下面的實(shí)施例與圖示來(lái)理解。
[0016]圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一控制電路130A的示意圖。在圖3A的實(shí)施例中，第一控制電路130A包含第一比較器310，第一直流電壓源320，第一電流源330，第一開(kāi)關(guān)340以及第二電容C2。第一比較器310具有第一正輸入端，耦接到第一節(jié)點(diǎn)NI的第一負(fù)輸入端，以及用來(lái)輸出第一控制信號(hào)SCl的第一輸出端。第一直流電壓源320提供電壓差VH。第一直流電壓源320具有耦接到第一正輸入端的正電極，以及耦接到參考電壓VREF的負(fù)電極。第一電流源330輸出第一電流Il至第一節(jié)點(diǎn)NI。第二電容C2耦接在第一節(jié)點(diǎn)NI與輸出電壓VOUT之間。第一開(kāi)關(guān)340耦接在第一節(jié)點(diǎn)NI與輸出電壓VOUT之間(也就是說(shuō)，第一開(kāi)關(guān)與340與第二電容C2是平行耦接的)，并根據(jù)方波信號(hào)SI選擇性地關(guān)閉及開(kāi)啟。
[0017]圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一控制電路130A的操作示意圖。請(qǐng)一并參考圖3A與圖4A。輸出電壓VOUT包含直流成分與相對(duì)小的交流成分，而參考電壓VREF約等于直流成分。方波信號(hào)SI包含交錯(cuò)的邏輯高與邏輯低的時(shí)段。第一開(kāi)關(guān)340由方波信號(hào)SI控制，并在方波信號(hào)SI的邏輯高時(shí)段內(nèi)開(kāi)啟，在方波信號(hào)SI的邏輯低時(shí)段內(nèi)關(guān)閉。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)340開(kāi)啟時(shí)，第二電容C2由第一電流Il充電，第一節(jié)點(diǎn)NI處的電壓從原始輸出電壓VOUT開(kāi)始漸漸增加。接著，第一節(jié)點(diǎn)NI處的電壓被拉升至一個(gè)閾值，其是參考電壓VREF加上電壓差VH0此時(shí)，第一比較器310產(chǎn)生第一控制信號(hào)SCl的反信號(hào)，以控制方波產(chǎn)生器110來(lái)結(jié)束方波信號(hào)SI的當(dāng)前邏輯高時(shí)段，第一開(kāi)關(guān)340也相應(yīng)關(guān)閉。更具體地，第一控制信號(hào)SCl的反信號(hào)的脈沖可拉升柵極驅(qū)動(dòng)器115的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2，來(lái)關(guān)閉第一 PMOS晶體管MPl并開(kāi)啟第一 NMOS晶體管麗1，如此方波信號(hào)SI的當(dāng)前邏輯高時(shí)段被結(jié)束。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)340關(guān)閉時(shí)，第一節(jié)點(diǎn)NI處的電壓重設(shè)至原始輸出電壓VOUT，其可在方波信號(hào)SI下次進(jìn)入邏輯高時(shí)段之前都不改變。
[0018]圖3B顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一控制電路130B的示意圖。在圖3B的實(shí)施例中，第一控制電路130B包含第一比較器310，第一直流電壓源320，第一電流源330，第一開(kāi)關(guān)340，第二電流源350，第二 NMOS晶體管麗2，第三NMOS晶體管麗3以及第二電容C2。第一比較器310具有耦接到第一節(jié)點(diǎn)NI的第一正輸入端，耦接到第二節(jié)點(diǎn)N2的第一負(fù)輸入端，以及用于輸出第一控制信號(hào)SCl的第一輸出端。第二