電壓轉(zhuǎn)換器以及電壓轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換方法
【專利說明】電壓轉(zhuǎn)換器以及電壓轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本應(yīng)用要求在2014年8月4日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(ΚΙΡ0)申請的韓國專利申請第10-2014-0099936號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明構(gòu)思涉及電子電路，并且更具體地，涉及電壓轉(zhuǎn)換器以及其電壓轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0004]電子設(shè)備可以包括實(shí)施各種功能的多個(gè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)。
[0005]電子設(shè)備的IP可以根據(jù)它們的功能而使用各種電壓。在這點(diǎn)上，可以使用將輸入電壓轉(zhuǎn)換成為各種電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。電壓轉(zhuǎn)換器可以是降低輸入電壓的降壓轉(zhuǎn)換器以及提高輸入電壓的升壓轉(zhuǎn)換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，提供一種電壓轉(zhuǎn)換器。所述電壓轉(zhuǎn)換器包括第一充電元件，第二充電元件，第一開關(guān)，第二開關(guān)，第一開關(guān)控制器，以及第二開關(guān)控制器。所述第一充電元件連接在輸出節(jié)點(diǎn)和開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間。所述第二充電元件連接在輸出節(jié)點(diǎn)和接地節(jié)點(diǎn)之間。所述第一開關(guān)被配置為響應(yīng)于第一控制信號(hào)控制在被供應(yīng)以輸入電壓的輸入節(jié)點(diǎn)與開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的連接。所述第二開關(guān)被配置為響應(yīng)于第二控制信號(hào)控制在開關(guān)節(jié)點(diǎn)和接地節(jié)點(diǎn)之間的連接。所述第一開關(guān)控制器被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、第一控制信號(hào)以及第二控制信號(hào)調(diào)整第一控制信號(hào)的第一激活定時(shí)，以及使用調(diào)整的第一激活定時(shí)激活第一控制信號(hào)。所述第二開關(guān)控制器被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、開關(guān)節(jié)點(diǎn)的開關(guān)信號(hào)以及第二控制信號(hào)調(diào)整第二控制信號(hào)的第二激活定時(shí)，并且使用調(diào)整的第二激活定時(shí)來激活第二控制信號(hào)。
[0007]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第二控制信號(hào)激活的時(shí)候低于地電壓時(shí)，所述第二開關(guān)控制器可以提前第二激活定時(shí)。
[0008]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第二控制信號(hào)激活的時(shí)候不低于地電壓時(shí)，所述第二開關(guān)控制器可以延遲第二激活定時(shí)。
[0009]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第二開關(guān)控制器可以輸出通過在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算并且將邏輯運(yùn)算的結(jié)果反相獲得的第二控制信號(hào)。所述第二開關(guān)控制器可以通過改變在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的延遲信號(hào)之間的延遲量來調(diào)整第二激活定時(shí)。
[0010]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第二開關(guān)控制器可以包括第一脈沖發(fā)生器、第二脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、延遲單元、解碼器、邏輯門以及反相器。所述第一脈沖發(fā)生器可以被配置為接收第二控制信號(hào)和開關(guān)信號(hào)，并且當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第二控制信號(hào)激活的時(shí)候不低于地電壓時(shí)輸出脈沖信號(hào)。所述第二脈沖發(fā)生器可以被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出復(fù)位信號(hào)。所述觸發(fā)器可以被配置為接收脈沖信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，以及輸出輸出信號(hào)。所述計(jì)數(shù)器可以被配置為在輸出信號(hào)具有第一電平時(shí)減少延遲計(jì)數(shù)，在輸出信號(hào)具有不同于第一電平的第二電平時(shí)增大延遲計(jì)數(shù)，以及輸出延遲計(jì)數(shù)。所述延遲計(jì)數(shù)的增大或減少可以與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)同步。所述延遲單元可以被配置為接收脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以及使用延遲單元中的多個(gè)延遲來延遲脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。所述解碼器可以被配置為響應(yīng)于延遲計(jì)數(shù)選擇所述多個(gè)延遲的輸出中的一個(gè)作為延遲信號(hào)。所述邏輯門可以被配置為在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算。所述反相器可以被配置成將邏輯門的輸出反相以輸出反相信號(hào)作為第二控制信號(hào)。
[0011]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)在第二控制信號(hào)停用的時(shí)候被激活時(shí)，所述第一開關(guān)控制器可以延遲第一激活定時(shí)。
[0012]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)在第二控制信號(hào)停用的時(shí)候未被激活時(shí)，所述第一開關(guān)控制器可以提前第一激活定時(shí)。
[0013]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第一開關(guān)控制器可以輸出通過在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算并且將邏輯運(yùn)算的結(jié)果反相獲得的第一控制信號(hào)。所述第一開關(guān)控制器可以通過改變在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的延遲信號(hào)之間的延遲量來調(diào)整第一激活定時(shí)。
[0014]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第一開關(guān)控制器可以包括第一脈沖發(fā)生器、第二脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、延遲單元、解碼器、邏輯門以及反相器。所述第一脈沖發(fā)生器可以被配置為接收第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并且當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)在第二控制信號(hào)停用的時(shí)候被激活時(shí)輸出脈沖信號(hào)。所述第二脈沖發(fā)生器可以被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出復(fù)位信號(hào)。所述觸發(fā)器可以被配置為接收脈沖信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，以及輸出輸出信號(hào)。所述計(jì)數(shù)器可以被配置為在輸出信號(hào)具有第一電平時(shí)減少延遲計(jì)數(shù)，在輸出信號(hào)具有不同于第一電平的第二電平時(shí)增大延遲計(jì)數(shù)，以及輸出延遲計(jì)數(shù)。所述延遲計(jì)數(shù)的增大或減少可以與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)同步。所述延遲單元可以被配置為接收脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以及使用延遲單元中的多個(gè)延遲來延遲脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。所述解碼器響應(yīng)于延遲計(jì)數(shù)使用延遲單元中的多個(gè)延遲來選擇所述多個(gè)延遲的輸出中的一個(gè)作為延遲信號(hào)。所述邏輯門可以被配置為在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算。所述反相器可以被配置為將邏輯門的輸出反相以輸出反相信號(hào)作為第一控制信號(hào)。
[0015]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述電壓轉(zhuǎn)換器可以進(jìn)一步包括反饋控制器和脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器。所述反饋控制器可以被配置為根據(jù)開關(guān)信號(hào)的電平生成控制信號(hào)。所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器可以被配置為響應(yīng)于控制信號(hào)調(diào)整脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的脈沖寬度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，提供一種電壓轉(zhuǎn)換器。所述電壓轉(zhuǎn)換器包括第一充電元件，第二充電元件，第一開關(guān)，第二開關(guān)，第一開關(guān)控制器，以及第二開關(guān)控制器。所述第一充電元件連接在被供應(yīng)以輸入電壓的輸入節(jié)點(diǎn)與開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間。所述第二充電元件連接在輸出節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間。所述第一開關(guān)被配置為響應(yīng)于第一控制信號(hào)控制輸出節(jié)點(diǎn)與開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的連接。所述第二開關(guān)被配置為響應(yīng)于第二控制信號(hào)控制開關(guān)節(jié)點(diǎn)和接地節(jié)點(diǎn)之間的連接。所述第一開關(guān)控制器被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、開關(guān)節(jié)點(diǎn)的開關(guān)信號(hào)以及第一控制信號(hào)調(diào)整第一控制信號(hào)的第一激活定時(shí)，并且使用調(diào)整的第一激活定時(shí)來激活第一控制信號(hào)。所述第二開關(guān)控制器被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)、第一控制信號(hào)以及第二控制信號(hào)調(diào)整第二控制信號(hào)的第二激活定時(shí)，并且使用調(diào)整的第二激活定時(shí)來激活第二控制信號(hào)。
[0017]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第一控制信號(hào)被激活之前達(dá)到目標(biāo)電平時(shí)，所述第一開關(guān)控制器可以提前第一激活定時(shí)。
[0018]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第一控制信號(hào)被激活之前未達(dá)到目標(biāo)電平時(shí)，所述第一開關(guān)控制器可以延遲第一激活定時(shí)。
[0019]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第一開關(guān)控制器可以包括第一脈沖發(fā)生器、第二脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、延遲單元、解碼器、邏輯門以及反相器。所述第一脈沖發(fā)生器可以被配置為接收第一控制信號(hào)和開關(guān)信號(hào)，并且當(dāng)開關(guān)信號(hào)的電平在第一控制信號(hào)被激活之前未達(dá)到目標(biāo)電平時(shí)輸出脈沖信號(hào)。所述第二脈沖發(fā)生器可以被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出復(fù)位信號(hào)。所述觸發(fā)器可以被配置為接收脈沖信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，以及輸出輸出信號(hào)。所述計(jì)數(shù)器可以被配置為在輸出信號(hào)具有第一電平時(shí)減少延遲計(jì)數(shù)，在輸出信號(hào)具有不同于第一電平的第二電平時(shí)增大延遲計(jì)數(shù)，以及輸出延遲計(jì)數(shù)。所述延遲計(jì)數(shù)的增大或減少可以與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)同步。所述延遲單元可以被配置為接收脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以及使用延遲單元中的多個(gè)延遲來延遲脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。所述解碼器可以被配置為響應(yīng)于延遲計(jì)數(shù)選擇所述多個(gè)延遲的輸出中的一個(gè)作為延遲信號(hào)。所述邏輯門可以被配置為在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算。所述反相器可以被配置為將邏輯門的輸出反相以輸出反相信號(hào)作為第一控制信號(hào)。
[0020]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)在第一控制信號(hào)停用的時(shí)候處于停用狀態(tài)時(shí)，所述第二開關(guān)控制器可以提前第二激活定時(shí)。
[0021]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)在第一控制信號(hào)激活的時(shí)候被激活時(shí)，所述第二開關(guān)控制器可以延遲第二激活定時(shí)。
[0022]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第二開關(guān)控制器可以包括第一脈沖發(fā)生器、第二脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、延遲單元、解碼器、邏輯門以及反相器。所述第一脈沖發(fā)生器可以被配置為接收第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并且當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)在第一控制信號(hào)停用的時(shí)候被激活時(shí)輸出脈沖信號(hào)。所述第二脈沖發(fā)生器可以被配置為響應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出復(fù)位信號(hào)。所述觸發(fā)器可以被配置為接收脈沖信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，以及輸出輸出信號(hào)。所述計(jì)數(shù)器可以被配置為在輸出信號(hào)具有第一電平時(shí)減少延遲計(jì)數(shù)，在輸出信號(hào)具有不同于第一電平的第二電平時(shí)增大延遲計(jì)數(shù)，以及輸出延遲計(jì)數(shù)。所述延遲計(jì)數(shù)的增大或減少可以與脈沖寬度調(diào)制信號(hào)同步。所述延遲單元可以被配置為接收脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以及使用延遲單元中的多個(gè)延遲來延遲脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。所述解碼器可以被配置為響應(yīng)于延遲計(jì)數(shù)選擇所述多個(gè)延遲的輸出中的一個(gè)作為延遲信號(hào)。所述邏輯門可以被配置為在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和延遲信號(hào)之間實(shí)施邏輯運(yùn)算。所述反相器可以被配置為將邏輯門的輸出反相以輸出反相信號(hào)作為第二控制信號(hào)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，提供一種操作電壓轉(zhuǎn)換器的方法。所述電壓轉(zhuǎn)換器包括第一開關(guān)以及經(jīng)由開關(guān)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)連接到第一開關(guān)的第二開關(guān)。所述方法包括:檢測用于控制第一開關(guān)的第一信號(hào)、用于控制第二開關(guān)的第二信號(hào)、以及開關(guān)節(jié)點(diǎn)處的第三信號(hào)；基于第一信號(hào)是否從第二信號(hào)延遲來控制第一開關(guān)的接通定時(shí)；以及基于第三信號(hào)是否低于地電壓來控制第二開關(guān)的接通定時(shí)。
[0024]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，所述第一開關(guān)的接通定時(shí)的控制可以包括當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)從第二信號(hào)延遲時(shí)加快第一開關(guān)的接通定時(shí)以及當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)未從第二信號(hào)延遲時(shí)延遲第一開關(guān)的接通定時(shí)。所述第二開關(guān)的接通定時(shí)的控制可以包括當(dāng)?shù)谌盘?hào)低于地電壓時(shí)加快第二開關(guān)的接通定時(shí)以及當(dāng)?shù)谌盘?hào)不低于地電壓時(shí)延遲第二開關(guān)的接通定時(shí)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，提供一種操作電壓轉(zhuǎn)換器的方法。所述電壓轉(zhuǎn)換器包括第一開關(guān)以及經(jīng)由開關(guān)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)連接到第一開關(guān)的第二開關(guān)。所述方法包括:檢測用于控制第一開關(guān)的第一信號(hào)、用于控制第二開關(guān)的第二信號(hào)、以及開關(guān)節(jié)點(diǎn)處的第三信號(hào)；當(dāng)在第一信號(hào)被激活之前第三信號(hào)達(dá)到參考電平時(shí)加快第一開關(guān)的接通定時(shí)；當(dāng)在第一信號(hào)被激活之前第三信號(hào)未達(dá)到參考電平時(shí)延遲第一開關(guān)的接通定時(shí)；當(dāng)?shù)诙盘?hào)從第一信號(hào)延遲時(shí)加快第二開關(guān)的接通定時(shí)；以及當(dāng)?shù)诙盘?hào)未從第一信號(hào)延遲時(shí)延遲第二開關(guān)的接通定時(shí)。
【附圖說明】
[0026]通過參照以下附圖描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，本發(fā)明構(gòu)思的上述及其他特征將變得更加清楚，其中:
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的圖；
[0028]圖2示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、電壓轉(zhuǎn)換器的第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及開關(guān)電壓隨著時(shí)間推移的變化；
[0029]圖3示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思當(dāng)示例性實(shí)施例的、當(dāng)?shù)诙蛰d時(shí)間(dead time)降低時(shí)第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)和開關(guān)電壓的變化；
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的第一開關(guān)控制器的圖；
[0031]圖5和圖6示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、第一開關(guān)控制器的內(nèi)部信號(hào)以及與第一開關(guān)控制器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的波形；
[0032]圖7是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的操作方法的流程圖；
[0033]圖8是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的第二開關(guān)控制器的圖；
[0034]圖9和圖10示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、第二開關(guān)控制器的內(nèi)部信號(hào)以及與第二開關(guān)控制器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的波形；
[0035]圖11是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的操作方法的流程圖；
[0036]圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的圖；
[0037]圖13示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、電壓轉(zhuǎn)換器的第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及開關(guān)電壓隨著時(shí)間推移的變化；
[0038]圖14和圖15示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、第一開關(guān)控制器的內(nèi)部信號(hào)以及與第一開關(guān)控制器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的波形；
[0039]圖16是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的操作方法的流程圖；
[0040]圖17和圖18示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、第二開關(guān)控制器的內(nèi)部信號(hào)以及與第二開關(guān)控制器相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的波形；
[0041]圖19是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器的操作方法的流程圖；以及
[0042]圖20是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性