專利名稱：降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路，以及相關(guān)的方法，其中當(dāng)在輕負(fù)載時(shí)可減少導(dǎo)通時(shí)間以降低輸出漣波，而仍保持整體電路在不連續(xù)導(dǎo)通模式(DiscontinuousConduction Mode, DCM)下操作。
背景技術(shù)：
一般而言，切換式電源調(diào)節(jié)電路的功率開關(guān)控制可分為調(diào)整脈寬或調(diào)整頻率兩類，在調(diào)整頻率的架構(gòu)下，控制功率開關(guān)的電路產(chǎn)生固定導(dǎo)通時(shí)間，使功率開關(guān)每次導(dǎo)通的時(shí)間都相同，整體電路通過改變頻率，來調(diào)節(jié)輸出電壓的準(zhǔn)位，使之穩(wěn)定在所設(shè)定的電壓數(shù)值。請參見

圖1，以降壓型切換式電源調(diào)節(jié)電路為例，現(xiàn)有技術(shù)的固定導(dǎo)通時(shí)間(Constant On-Time, COT)切換式電源調(diào)節(jié)電路中，由一零電流偵測QeroCurrent Detector, ZCD)電路70偵測電感電流iL是否為零，并輸出一電流偵測訊號Vzc ；并通過一比較器80比較一代表輸出電壓Vout的反饋訊號Vfb與一參考電壓Vref，以產(chǎn)生反饋控制訊號Vc ；再經(jīng)由一個(gè)單次脈波產(chǎn)生器60，當(dāng)反饋訊號Vfb低于參考電壓Vref時(shí)，該反饋控制訊號Vc通知單次脈波產(chǎn)生器60，產(chǎn)生固定導(dǎo)通時(shí)間的單次脈波訊號。驅(qū)動(dòng)器10依據(jù)該單次脈波訊號控制功率級20的操作，以將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout，供應(yīng)給負(fù)載電路100。其中，比較器80亦可改為誤差放大器，此時(shí)其輸出的訊號為模擬訊號。此種現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，單次脈波產(chǎn)生器60的導(dǎo)通時(shí)間是固定的，亦即每次都有固定的能量由輸入轉(zhuǎn)移至輸出，因此當(dāng)在極輕載操作時(shí)，過多的能量會(huì)被儲(chǔ)存在電容上，造成輸出電壓的漣波過高。有鑒于此，本發(fā)明即針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路，以及一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路。本發(fā)明的另一目的在于，提出一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法。為達(dá)上述目的，就其中一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路，用以控制一功率級，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并提供一輸出電流給一負(fù)載，該降低功率級輸出漣波的控制電路包含(1) 一零電流偵測Gero Current Detector，Z⑶)電路，用以偵測一輸出電流為零的零電流時(shí)期，并輸出一代表該零電流時(shí)期的零電流時(shí)期訊號；(2) —導(dǎo)通時(shí)間(On-Time，TON)調(diào)整電路，其接收該零電流時(shí)期訊號，以判斷該零電流時(shí)期是否大于一第一臨界值，并根據(jù)判斷結(jié)果產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間 (TON)控制訊號；以及(3) —固定導(dǎo)通時(shí)間(COT)產(chǎn)生電路，其依據(jù)該TON控制訊號決定一方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間，以根據(jù)該方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間控制該功率級，其中當(dāng)該零電流時(shí)期小于該第一臨界值時(shí)，該COT產(chǎn)生電路輸出一較長導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號；當(dāng)該零電流時(shí)期大于該第一臨界值時(shí)，該COT產(chǎn)生電路輸出一較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號，且使得該功率級根據(jù)該較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode, DCM) ο上述降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路中，TON調(diào)整電路可包括 一斜坡產(chǎn)生器，根據(jù)該零電流時(shí)期訊號而產(chǎn)生一斜坡訊號；以及一比較器，其一輸入端接收該斜坡訊號，另一輸入端接收一參考電壓，其輸出產(chǎn)生前述TON控制訊號，其中該參考電壓對應(yīng)于該第一臨界值。該TON調(diào)整電路可更包括一選擇電路，其接收多個(gè)電壓，并依據(jù)一選擇訊號，選擇以該多個(gè)電壓中何者作為對應(yīng)于該第一臨界值的參考電壓。TON調(diào)整電路可包括不只一個(gè)比較器而是多個(gè)比較器，各比較器的一輸入端接收該斜坡訊號，另一輸入端分別接收不同的參考電壓，以產(chǎn)生多位的前述TON控制訊號，其中各參考電壓分別對應(yīng)于該第一臨界值與其它預(yù)設(shè)臨界值。而該COT產(chǎn)生電路則根據(jù)該多位的TON控制訊號而輸出不同較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號。TON調(diào)整電路所產(chǎn)生的TON控制訊號亦可為模擬訊號，例如TON調(diào)整電路可包括一低通濾波器，其接收該零電流時(shí)期訊號，以產(chǎn)生模擬的TON控制訊號。COT產(chǎn)生電路可包括一可變斜坡產(chǎn)生器，依據(jù)該TON控制訊號，產(chǎn)生一 COT斜坡訊號；以及一COT比較器，接收該COT斜坡訊號并與一電壓比較，以產(chǎn)生前述方波訊號，其中該電壓可為輸出電壓、與輸出電壓相關(guān)的反饋電壓、或預(yù)設(shè)的電壓。就其中另一個(gè)觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種降低COT切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法，用以控制一功率級，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并提供一輸出電流給一外部負(fù)載，該降低輸出漣波的方法包含偵測一輸入電流為零的零電流時(shí)期，并輸出一代表該零電流時(shí)期的零電流時(shí)期訊號；判斷該零電流時(shí)期是否大于一第一臨界值，并根據(jù)判斷結(jié)果產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間(TON)控制訊號；當(dāng)該零電流時(shí)期小于該第一臨界值時(shí)，產(chǎn)生一較長導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號，當(dāng)該零電流時(shí)期大于該第一臨界值時(shí)，產(chǎn)生一第一較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號；以及根據(jù)該方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間控制該功率級，其中當(dāng)該功率級根據(jù)該第一較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous ConductionMode，DCM)。在上述控制電路或方法的其中一個(gè)實(shí)施例中，該第一臨界值宜對應(yīng)于較短導(dǎo)通時(shí)間下的邊界電流，該第一臨界值的計(jì)算方法為
權(quán)利要求
1.一種降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路，用以控制一功率級，以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并提供一輸出電流給一負(fù)載，其特征在于，該控制電路包含一零電流偵測電路，用以偵測一輸出電流為零的零電流時(shí)期，并輸出一代表該零電流時(shí)期的零電流時(shí)期訊號；一導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路，其接收該零電流時(shí)期訊號，以判斷該零電流時(shí)期是否大于一第一臨界值，并根據(jù)判斷結(jié)果產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間控制訊號；以及一固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路，其依據(jù)該導(dǎo)通時(shí)間控制訊號決定一方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間， 以根據(jù)該方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間控制該功率級，其中當(dāng)該零電流時(shí)期小于該第一臨界值時(shí)，該固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路輸出一較長導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號；當(dāng)該零電流時(shí)期大于該第一臨界值時(shí)，該固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路輸出一較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號，且使得該功率級根據(jù)該較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式。
2.如權(quán)利要求1所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該第一臨界值對應(yīng)于較短導(dǎo)通時(shí)間下的邊界電流，該第一臨界值的計(jì)算方法為第一臨界值Ton2其中，Tonl為較長導(dǎo)通時(shí)間，Toffl為對應(yīng)于較長導(dǎo)通時(shí)間下的關(guān)閉時(shí)間，Τοη2為較短導(dǎo)通時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路將該第一臨界值和該零電流時(shí)期訊號分別轉(zhuǎn)換成為電壓值再進(jìn)行比較，以判斷零電流時(shí)期是否大于該第一臨界值。
4.如權(quán)利要求1所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路包括一斜坡產(chǎn)生器，根據(jù)該零電流時(shí)期訊號而產(chǎn)生一斜坡訊號；以及一比較器，其一輸入端接收該斜坡訊號，另一輸入端接收一參考電壓，其輸出產(chǎn)生前述導(dǎo)通時(shí)間控制訊號，其中該參考電壓對應(yīng)于該第一臨界值。
5.如權(quán)利要求4所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路還包括一選擇電路，其接收多個(gè)電壓，并依據(jù)一選擇訊號，選擇以該多個(gè)電壓中何者作為對應(yīng)于該第一臨界值的參考電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中該導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路包括多個(gè)比較器，各比較器的一輸入端接收該斜坡訊號，另一輸入端分別接收不同的參考電壓，以產(chǎn)生多位的前述導(dǎo)通時(shí)間控制訊號，其中各參考電壓分別對應(yīng)于該第一臨界值與其它預(yù)設(shè)臨界值。
7.如權(quán)利要求6所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中該固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路根據(jù)該多位的導(dǎo)通時(shí)間控制訊號而輸出不同較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號。
8.如權(quán)利要求1所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路包括一可變斜坡產(chǎn)生器，依據(jù)該導(dǎo)通時(shí)間控制訊號，產(chǎn)生一固定導(dǎo)通時(shí)間斜坡訊號；以及一固定導(dǎo)通時(shí)間比較器，接收該固定導(dǎo)通時(shí)間斜坡訊號并與一電壓比較，以產(chǎn)生前述方波訊號，其中該電壓可為輸出電壓、與輸出電壓相關(guān)的反饋電壓、或預(yù)設(shè)的電壓。
9.如權(quán)利要求7所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路， 其中，該可變斜坡產(chǎn)生器包括彼此串聯(lián)的一電流源與一電容，其中該電流源的電流可受控于前述導(dǎo)通時(shí)間控制訊號而變化，或該電容的電容值可受控于前述導(dǎo)通時(shí)間控制訊號而變化。
10.如權(quán)利要求1所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路，其中，該導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整電路包括一低通濾波器，其接收該零電流時(shí)期訊號，以產(chǎn)生模擬的導(dǎo)通時(shí)間控制訊號。
11.一種降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法，用以控制一功率級， 以將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并提供一輸出電流給一外部負(fù)載，其特征在于，該降低輸出漣波的方法包含偵測一輸入電流為零的零電流時(shí)期，并輸出一代表該零電流時(shí)期的零電流時(shí)期訊號；判斷該零電流時(shí)期是否大于一第一臨界值，并根據(jù)判斷結(jié)果產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間控制訊號；當(dāng)該零電流時(shí)期小于該第一臨界值時(shí)，產(chǎn)生一較長導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號，當(dāng)該零電流時(shí)期大于該第一臨界值時(shí)，產(chǎn)生一第一較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號；以及根據(jù)該方波訊號的導(dǎo)通時(shí)間控制該功率級，其中當(dāng)該功率級根據(jù)該第一較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式。
12.如權(quán)利要求11所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法，其中，該第一臨界值對應(yīng)于較短導(dǎo)通時(shí)間下的邊界電流，該第一臨界值的計(jì)算方法為第-臨界值二(恤1 +碰『(丁如^丁卯2)Τοη2其中，Tonl為較長導(dǎo)通時(shí)間，Toffl為對應(yīng)于較長導(dǎo)通時(shí)間下的關(guān)閉時(shí)間，Τοη2為較短導(dǎo)通時(shí)間。
13.如權(quán)利要求11所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法，其中，還包括依據(jù)一選擇訊號，自多個(gè)臨界值中選擇一個(gè)，作為該第一臨界值。
14.如權(quán)利要求11所述的降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的方法，其中，還包括判斷該零電流時(shí)期是否大于一第二臨界值，此第二臨界值大于第一臨界值；當(dāng)該零電流時(shí)期大于該第二臨界值時(shí)，產(chǎn)生一第二較短導(dǎo)通時(shí)間的方波訊號，該第二較短導(dǎo)通時(shí)間小于第一較短導(dǎo)通時(shí)間，其中當(dāng)該功率級根據(jù)該第二較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式。
全文摘要
本發(fā)明提出一種降低固定導(dǎo)通時(shí)間切換式電源調(diào)節(jié)電路輸出漣波的控制電路及其方法，用以控制一功率級，該控制電路判斷輸出電流為零的零電流時(shí)期是否大于一臨界值，以決定是否要調(diào)整為較短的導(dǎo)通時(shí)間，且使得該功率級根據(jù)該較短導(dǎo)通時(shí)間操作時(shí)，仍處于不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)。
文檔編號H02M1/14GK102347684SQ20101024276
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者蔡裕農(nóng) 申請人:立锜科技股份有限公司