專利名稱：升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，具體地說，是一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生 器及其方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示傳統(tǒng)升降壓電源轉(zhuǎn)換器10，其中功率級(jí)12根據(jù)信號(hào)PWMl及PWM2將輸 入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout給負(fù)載RL，電阻Rl及R2分壓輸出電壓Vout產(chǎn)生回授信 號(hào)VFB，誤差放大器20放大回授信號(hào)VFB及參考電壓Vref之間的差值產(chǎn)生誤差信號(hào)VEA， 補(bǔ)償器18為使整體系統(tǒng)穩(wěn)定，鋸齒波產(chǎn)生器22提供鋸齒波信號(hào)SAWbuck和SAWboost，比較 器14及16根據(jù)誤差信號(hào)VEA及鋸齒波信號(hào)SAWbuck和SAWboost產(chǎn)生信號(hào)P^l和P麗2。 圖2顯示圖1中升降壓電源轉(zhuǎn)換器10操作在降壓模式時(shí)信號(hào)的波形圖，其中波形M為輸 入電壓Vin，波形沈?yàn)殇忼X波信號(hào)SAWbuckJ^B觀為誤差信號(hào)VEA，波形30為誤差信號(hào) VEAJ^B 32為信號(hào)PWM1。參照?qǐng)D1及圖2，傳統(tǒng)的升降壓電源轉(zhuǎn)換器10藉由負(fù)回授控制 回路來調(diào)整輸入電壓Vin或負(fù)載RL變化時(shí)對(duì)輸出電壓Vout所造成的影響，以輸入電壓Vin 變化為例，當(dāng)輸入電壓Vin由Vinl降至Vin2時(shí)，如波形M及時(shí)間tl所示，輸出電壓Vout 在回授路徑還沒反應(yīng)前會(huì)因?yàn)槟芰坎蛔愣认陆担捎诨厥谛盘?hào)VFB是連接在誤差放大器 20的負(fù)輸入端，因此誤差信VEA將由原本的準(zhǔn)位VEAl上升至VEA2，如波形28及30所示， 又降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的振幅及周期都是固定的，如波形沈所示，故信號(hào)PWMl的責(zé)任 周期(duty)將變大以使輸出電壓Vout回到原設(shè)定值，如波形32所示。然而，由于誤差放 大器需補(bǔ)償以滿足電源轉(zhuǎn)換器10的穩(wěn)定性，因此閉回路及補(bǔ)償器18將使誤差信號(hào)VEA無 法在輸入電壓Vin改變時(shí)立即反應(yīng)，以使輸出電壓Vout回到原設(shè)定值。因此已知的升降壓電源轉(zhuǎn)換器存在著上述種種不便和問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種在輸入電壓變化時(shí)能快速反應(yīng)以穩(wěn)定輸出電壓的升 降壓電源轉(zhuǎn)換器及其控制方法。本發(fā)明的另一目的，在于提出一種在輸入電壓變化時(shí)快速反應(yīng)以穩(wěn)定輸出電壓的 升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器及其方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種應(yīng)用在升降壓電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器 用以將一輸入電壓轉(zhuǎn)為一輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟第一步驟檢測(cè)所述輸入電壓；第二步驟根據(jù)所述輸入電壓變化提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)， 所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入 電壓改變。本發(fā)明的應(yīng)用在升降壓電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的方法，其中所述根據(jù)所述輸入電壓變化提供所述第一鋸齒波信號(hào)的步驟包 括下列步驟第一步驟提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生所述第一 鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低；第二步驟固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。前述的方法，其中更包括低通濾波所述第一鋸齒波信號(hào)以濾除所述第一鋸齒波信 號(hào)上的高頻噪聲。前述的方法，其中所述根據(jù)所述輸入電壓變化提供所述第二鋸齒波信號(hào)的步驟包 括下列步驟第一步驟提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生一充電電 壓；第二步驟固定所述充電電壓的最小值；第三步驟提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓；第四步驟將所述充電電壓減去所述偏移電壓以產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)，所述 第二鋸齒波信號(hào)的峰值固定，而其谷值隨所述輸入電壓的下降而降低。前述的方法，其中更包括低通濾波所述充電電壓以濾除所述充電電壓中的高頻噪聲。前述的方法，其中所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的周期固定。一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以將一輸入電 壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一 電容；一電流源，提供一隨所述輸入電壓變化的充電電流對(duì)所述電容充電；一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一鋸齒波信號(hào)，所述鋸齒波信號(hào)的峰 值隨所述輸入電壓下降而減少；以及一限制電路，用以固定所述鋸齒波信號(hào)的谷值。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述充電電流正比于所述輸入電壓。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述控制電路包括一開關(guān)與所述電容并聯(lián)。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述限制電路包括至少一個(gè)由雙極性接面晶體管接成 的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中更包括一低通濾波器濾除所述鋸齒波信號(hào)的高頻噪聲。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述鋸齒波信號(hào)的周期固定。一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以將一輸入電 壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一 電容；一電流源，提供一隨所述輸入電壓變化的充電電流對(duì)所述電容充電；一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一充電電壓，所述充電電壓的峰值隨 所述輸入電壓改變；
一限制電路，用以固定所述充電電壓的最小值；—電壓源，提供一隨所述輸入電壓改變的偏移電壓，所述充電電壓減去所述偏移 電壓產(chǎn)生一鋸齒波信號(hào)，所述鋸齒波信號(hào)的峰值固定而谷值則隨所述輸入電壓下降而減 少。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述充電電流反比于所述輸入電壓。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述偏移電壓反比于所述輸入電壓。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述控制電路包括一開關(guān)與所述電容并聯(lián)。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述限制電路包括至少一個(gè)由雙極性接面晶體管接成 的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中更包括一低通濾波器濾除所述充電電壓的高頻噪聲。前述的鋸齒波產(chǎn)生器，其中所述鋸齒波信號(hào)的周期固定。一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括一功率級(jí)，用以將一輸入電壓轉(zhuǎn)為一輸出電壓；—誤差放大器，根據(jù)一與所述輸出電壓具有比例關(guān)系的回授信號(hào)及一參考電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)；一鋸齒波產(chǎn)生器，提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波 信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓改變；一第一比較器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及第一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一第一控制信號(hào)給所述 功率級(jí)；一第二比較器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一第二控制信號(hào)給所 述功率級(jí)。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一 電容；一電流源，提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)所述電容充電；一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生所述第一鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒 波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低；一限制電路，用以固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路包括一開關(guān)與所述電容并聯(lián)。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述限制電路包括至少一個(gè)由雙極性接面晶體管 接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中更包括一低通濾波器濾除所述第一鋸齒波信號(hào)的高頻噪聲。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一 電容；一電流源，提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)所述電容充電；一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一充電電壓，所述充電電壓的峰值隨 所述輸入電壓的下降而上升；一限制電路，用以固定所述充電電壓的最小值；一電壓源，提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓，所述充電電壓減去所述偏移電壓產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路包括一開關(guān)與所述電容并聯(lián)。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述限制電路包括至少一個(gè)由雙極性接面晶體管 接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中更包括一低通濾波器濾除所述充電電壓的高頻噪聲。前述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其中所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的周期固定。一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的控制方法，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以一輸入電壓轉(zhuǎn)為 一輸出電壓，其特征在于所述控制方法包括下列步驟第一步驟根據(jù)一與所述輸出電壓具有比例關(guān)系的回授信號(hào)及一參考電壓產(chǎn)生一誤差信號(hào)；第二步驟提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的 峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓改變；第三步驟根據(jù)所述誤差信號(hào)、第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸出 電壓。前述的控制方法，其中所述提供一第一鋸齒波信號(hào)的步驟包括下列步驟第一步驟提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生所述第一 鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低；第二步驟固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。前述的控制方法，其中更包括低通濾波所述第一鋸齒波信號(hào)以濾除所述第一鋸齒 波信號(hào)上的高頻噪聲。前述的控制方法，其中所述提供一第二鋸齒波信號(hào)的步驟包括下列步驟第一步驟提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生充電電 壓；第二步驟固定所述充電電壓的最小值；第三步驟提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓；以及第四步驟將所述充電電壓減去所述偏移電壓以產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)，所述 第二鋸齒波信號(hào)的峰值固定，而其谷值隨所述輸入電壓的下降而降低。前述的控制方法，其中更包括低通濾波所述充電電壓以濾除所述充電電壓中的高 頻噪聲。前述的控制方法，其中所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的周期固定。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器及其方法具有 在輸入電壓變化時(shí)能快速反應(yīng)以穩(wěn)定所述輸出電壓的優(yōu)點(diǎn)。


圖1顯示傳統(tǒng)升降壓電源轉(zhuǎn)換器的示意圖；圖2顯示圖1中信號(hào)的波形圖；圖3顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在降壓模式時(shí)的責(zé)任周期Dbuck與降壓鋸齒波信 號(hào)SAWbuck之間的關(guān)系示意圖4顯示降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值隨輸入電壓Vin調(diào)整的實(shí)施例示意圖；圖5顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在升壓模式時(shí)的責(zé)任周期Dboost與升壓鋸齒波 信號(hào)SAWboost之間的關(guān)系示意圖；圖6顯示升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的谷值隨輸入電壓Vin調(diào)整的實(shí)施例示意圖；圖7顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器示意圖；圖8顯示圖7中鋸齒波產(chǎn)生器產(chǎn)生降壓鋸齒波信號(hào)實(shí)施例示意圖；圖9顯示圖8中信號(hào)的波形圖；圖10顯示圖7中鋸齒波產(chǎn)生器產(chǎn)生升壓鋸齒波信號(hào)實(shí)施例示意圖；圖11顯示圖10中信號(hào)的波形圖。圖中，10、升降壓電源轉(zhuǎn)換器 12、功率級(jí) 14、比較器 16、比較器 18、補(bǔ)償 器 20、誤差放大器 22、鋸齒波產(chǎn)生器 24、輸入電壓Vin的波形 26、降壓鋸齒波信號(hào) SAffbuck的波形28、誤差信號(hào)VEA的波形30、誤差信號(hào)VEA的波形32、信號(hào)PWMl的波 形40、降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的波形42、誤差信號(hào)VEA的波形44、輸入電壓Vin的波 形46、降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的波形48、誤差信號(hào)VEA的波形50、升壓鋸齒波信號(hào) SAWboost的波形52、誤差信號(hào)VEA的波形54、輸入電壓Vin的波形56、升壓鋸齒波信 號(hào)SAWboost的波形58、誤差信號(hào)VEA的波形60、升降壓電源轉(zhuǎn)換器62、功率級(jí)64、比 較器66、比較器68、補(bǔ)償器70、誤差放大器72、鋸齒波產(chǎn)生器7202、電流源7204、 控制電路 7206、限制電路 7208、低通濾波器 7210、電流源 7212、控制電路 7214、限 制電路 7216、低通濾波器 7218、電流源 7220、運(yùn)算放大器 80、輸入電壓Vin的波形 82、頻率Clk的波形84、降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的波形90、輸入電壓Vin的波形92、 頻率Clk的波形94、升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的波形。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步說明。現(xiàn)請(qǐng)參閱圖3，圖3顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在降壓模式時(shí)的責(zé)任周期Dbuck與 降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck之間的關(guān)系，如圖所示，所述波形40為降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck， 波形42為誤差信號(hào)VEA，VH為降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值，VL為降壓鋸齒波信號(hào) SAffbuck的谷值。根據(jù)圖3中的相似三角形ABC及ADE可以推出升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在 降壓模式時(shí)的輸出/輸入比Vout/Vin = Dbuck = (VEA-VL) / (VH-VL) 公式 1由公式1可知，當(dāng)輸入電壓Vin變化時(shí)，若希望輸出電壓Vout及誤差信號(hào)VEA維持 不變，可以調(diào)整降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的谷值VL及峰值VH，進(jìn)而改變責(zé)任周期Dbuck，優(yōu) 選固定降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的谷值VL，隨輸入電壓Vin調(diào)整降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck 的峰值VH。圖4顯示降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值隨輸入電壓Vin調(diào)整的實(shí)施例，其中 波形44為輸入電壓Vin，波形46為降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck，波形48為誤差信號(hào)VEA。當(dāng) 輸入電壓Vin由Vinl降至Vin2時(shí)，如波形44所示，降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值也由 VHl降至VH2，如波形46所示，由于降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的充電時(shí)間固定，因此在降壓 鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值下降后，降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的上升斜率也下降，故能在誤 差信號(hào)VEA不變的情況下，如波形48所示，使責(zé)任周期Dbuck增加。
圖5顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在升壓模式時(shí)的責(zé)任周期Dboost與升壓鋸齒波 信號(hào)SAWboost之間的關(guān)系，其中波形50為升壓鋸齒波信號(hào)SAWboostJ^B 52為誤差信號(hào) VEA。根據(jù)圖5中的相似三角形ABC及ADE可以推出升降壓電源轉(zhuǎn)換器操作在升壓模式時(shí) 的輸出/輸入比Vout/Vin = 1/(I-Dboost) = (VH-VL)/(VH-VEA) 公式 2由公式2可知，在輸入電壓Vin改變時(shí)，若要在輸出電壓Vout及誤差信號(hào)VEA不變 的情況下改變責(zé)任周期Dboost，可以藉由調(diào)整升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的峰值及谷值來 達(dá)成，優(yōu)選固定升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的峰值VH，隨輸入電壓Vin調(diào)整鋸齒波信號(hào)SAW 的谷值VL。圖6顯示升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的谷值隨輸入電壓Vin調(diào)整的實(shí)施例，其中 波形討為輸入電壓Vin，波形56為升壓鋸齒波信號(hào)SAWboostJ^B 58為誤差信號(hào)VEA。當(dāng) 輸入電壓Vin由Vinl降至Vin2時(shí)，如波形M所示，升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的谷值也由 VLl降至VL2，如波形56所示，升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的谷值下降后，由于誤差信號(hào)VEA 維持不變，如波形58所示，故需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能切到誤差信號(hào)VEA，因此責(zé)任周期Dboost 增加。圖7顯示升降壓電源轉(zhuǎn)換器60，其包括一功率級(jí)62因應(yīng)控制信號(hào)PWMl及PWM2將 輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout，電阻Rl及R2分壓輸出電壓Vout產(chǎn)生回授信號(hào)VFB， 誤差放大器70根據(jù)回授信號(hào)VFB及參考電壓Vref產(chǎn)生誤差信號(hào)VEA，補(bǔ)償器68補(bǔ)償誤差 信號(hào)VEA以滿足電源轉(zhuǎn)換器60的穩(wěn)定性，鋸齒波產(chǎn)生器72檢測(cè)輸入電壓Vin提供兩組鋸 齒波信號(hào)SAWbuck及SAWboost，其中鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值隨所述輸入電壓Vin改變， 鋸齒波信號(hào)SAWboost的谷值隨所述輸入電壓Vin改變，比較器64及66比較誤差信號(hào)VEA 及鋸齒波信號(hào)SAWbuck及SAWboost產(chǎn)生控制信號(hào)PWMl和PWM2。圖8顯示圖7中鋸齒波產(chǎn)生器72產(chǎn)生降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的實(shí)施例，其中電 流源7202根據(jù)輸入電壓Vin提供正比于輸入電壓Vin的充電電流Icl對(duì)電容Cl充電，控 制電路7204包括一開關(guān)SWl與電容Cl并聯(lián)，頻率Clk切換開關(guān)SWl以控制電容Cl的充放 電，進(jìn)而產(chǎn)生降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck，限制電路7206用以固定降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck 的谷值，其包括一接成二極管的雙極性接面二極管(BJT) Ql連接在電容Cl及接地端GND之 間，由電阻Rfl及電容Cfl組成的低通濾波器7208用以濾除降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck在頻 率Clk轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的高頻噪聲，在此實(shí)施例中，降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的谷值固定，而 其峰值隨輸入電壓Vin的下降而降低。圖9顯示圖8中信號(hào)的波形圖，其中波形80為輸入 電壓Vin，波形82為頻率Clk，波形84為降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck。參照?qǐng)D8及圖9，在時(shí) 間tl時(shí)，輸入電壓Vin下降，如波形80所示，由于充電電流Icl與輸入電壓Vin具有正比 例關(guān)系，故充電電流Icl也將跟著下降，而頻率Clk的周期Ts及脈沖寬度都是固定的，如波 形82所示，也就是說，電容Cl的充電時(shí)間不變，因此降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的峰值將下 降，如波形84所示，在時(shí)間t2時(shí)，頻率Clk打開(turn on)開關(guān)SW1，故電容Cl開始放電， 由于晶體管Ql的基極及射極之間有一壓差Vbe，因此，降壓鋸齒波信號(hào)SAWbuck的谷值將固 定在Vbe的準(zhǔn)位。圖10顯示圖7中鋸齒波產(chǎn)生器72產(chǎn)生升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost的實(shí)施例。圖 11顯示圖10中信號(hào)的波形圖。在圖10中，電流源7210根據(jù)輸入電壓Vin產(chǎn)生一反比于輸 入電壓Vin的充電電流Ic2對(duì)電容C2充電，控制電路7212包括開關(guān)SW2與電容C2并聯(lián)，具有固定周期及脈沖寬度的頻率Clk切換開關(guān)SW2以控制電容C2的充放電，如圖11的波形 92所示，進(jìn)而產(chǎn)生充電電壓VI，限制電路7214用以固定充電電壓Vl的谷值，其包括二個(gè)接 成二極管的BJT Q2及Q3串聯(lián)在電容C2及接地端GND之間，因此充電電壓Vl的最小值將 被固定在2倍Vbe的準(zhǔn)位，由電阻Rf2及電容Cf2組成的低通濾波器7216用以濾除充電電 壓Vl中的高頻噪聲以產(chǎn)生電壓V2，運(yùn)算放大器7220將電壓V2映像至節(jié)點(diǎn)a，電流源7218 根據(jù)輸入電壓Vin產(chǎn)生反比于輸入電壓Vin的充電電流Ic3流經(jīng)電阻R3產(chǎn)生直流的偏移 電壓Vof，節(jié)點(diǎn)a上的電壓V2減去偏移電壓Vof產(chǎn)生升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost。當(dāng)輸入電 壓Vin下降時(shí)，如波形90所示，充電電壓Vl的峰值上升，故電壓V2的峰值上升，但是偏移 電壓Vof也將隨輸入電壓Vin下降而上升，因此電壓V2經(jīng)偏移電壓Vof下拉后可以得到峰 值固定但谷值隨輸入電壓Vin的下降而降低的升壓鋸齒波信號(hào)SAWboost，如波形94所示。
以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同 的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用在升降壓電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用 以將一輸入電壓轉(zhuǎn)為一輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟第一步驟檢測(cè)所述輸入電壓；第二步驟根據(jù)所述輸入電壓變化提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述 第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓 改變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述輸入電壓變化提供所述第一 鋸齒波信號(hào)的步驟包括下列步驟第一步驟提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生所述第一鋸齒 波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低；第二步驟固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，更包括低通濾波所述第一鋸齒波信號(hào)以濾 除所述第一鋸齒波信號(hào)上的高頻噪聲。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述輸入電壓變化提供所述第二 鋸齒波信號(hào)的步驟包括下列步驟第一步驟提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生一充電電壓；第二步驟固定所述充電電壓的最小值；第三步驟提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓；第四步驟將所述充電電壓減去所述偏移電壓以產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)，所述第二 鋸齒波信號(hào)的峰值固定，而其谷值隨所述輸入電壓的下降而降低。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，更包括低通濾波所述充電電壓以濾除所述 充電電壓中的高頻噪聲。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的周期固定。
7.一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以將一輸入電壓 轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電容；一電流源，提供一隨所述輸入電壓變化的充電電流對(duì)所述電容充電；一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一鋸齒波信號(hào)，所述鋸齒波信號(hào)的峰值隨 所述輸入電壓下降而減少；以及一限制電路，用以固定所述鋸齒波信號(hào)的谷值。
8.如權(quán)利要求7所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述充電電流正比于所述輸入電壓。
9.如權(quán)利要求7所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述控制電路包括一開關(guān)與所述 電容并聯(lián)。，
10.如權(quán)利要求7所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述限制電路包括至少一個(gè)由雙 極性接面晶體管接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。
11.如權(quán)利要求7所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，更包括一低通濾波器濾除所述鋸 齒波信號(hào)的高頻噪聲。
12.如權(quán)利要求7所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述鋸齒波信號(hào)的周期固定。
13.一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以將一輸入電 壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電容；一電流源，提供一隨所述輸入電壓變化的充電電流對(duì)所述電容充電； 一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一充電電壓，所述充電電壓的峰值隨所述 輸入電壓改變；一限制電路，用以固定所述充電電壓的最小值；一電壓源，提供一隨所述輸入電壓改變的偏移電壓，所述充電電壓減去所述偏移電壓 產(chǎn)生一鋸齒波信號(hào)，所述鋸齒波信號(hào)的峰值固定而谷值則隨所述輸入電壓下降而減少。
14.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述充電電流反比于所述輸入 電壓。
15.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述偏移電壓反比于所述輸入 電壓。
16.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述控制電路包括一開關(guān)與所 述電容并聯(lián)。
17.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述限制電路包括至少一個(gè)由 雙極性接面晶體管接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。
18.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，更包括一低通濾波器濾除所述 充電電壓的高頻噪聲。
19.如權(quán)利要求13所述的鋸齒波產(chǎn)生器，其特征在于，所述鋸齒波信號(hào)的周期固定。
20.一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括 一功率級(jí)，用以將一輸入電壓轉(zhuǎn)為一輸出電壓；一誤差放大器，根據(jù)一與所述輸出電壓具有比例關(guān)系的回授信號(hào)及一參考電壓產(chǎn)生一 誤差信號(hào)；一鋸齒波產(chǎn)生器，提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào) 的峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓改變；一第一比較器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及第一鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一第一控制信號(hào)給所述功率級(jí)；一第二比較器，根據(jù)所述誤差信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一第二控制信號(hào)給所述功 率級(jí)。
21.如權(quán)利要求20所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括 一電容；一電流源，提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)所述電容充電； 一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生所述第一鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信 號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低；一限制電路，用以固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。
22.如權(quán)利要求21所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制電路包括一開關(guān) 與所述電容并聯(lián)。
23.如權(quán)利要求21所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述限制電路包括至少一個(gè)由雙極性接面晶體管接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。
24.如權(quán)利要求21所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，更包括一低通濾波器濾除 所述第一鋸齒波信號(hào)的高頻噪聲。
25.如權(quán)利要求20所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括 一電容；一電流源，提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)所述電容充電； 一控制電路，控制所述電容的充放電以產(chǎn)生一充電電壓，所述充電電壓的峰值隨所述 輸入電壓的下降而上升；一限制電路，用以固定所述充電電壓的最小值；一電壓源，提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓，所述充電電壓減去所述偏移電壓 產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)。
26.如權(quán)利要求25所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制電路包括一開關(guān) 與所述電容并聯(lián)。
27.如權(quán)利要求25所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述限制電路包括至少一 個(gè)由雙極性接面晶體管接成的二極管串聯(lián)在所述電容及一接地端之間。
28.如權(quán)利要求25所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，更包括一低通濾波器濾除 所述充電電壓的高頻噪聲。
29.如權(quán)利要求20所述的升降壓電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一及第二鋸齒波信 號(hào)的周期固定。
30.一種升降壓電源轉(zhuǎn)換器的控制方法，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以一輸入電壓轉(zhuǎn)為 一輸出電壓，其特征在于所述控制方法包括下列步驟第一步驟根據(jù)一與所述輸出電壓具有比例關(guān)系的回授信號(hào)及一參考電壓產(chǎn)生一誤差 信號(hào)；第二步驟提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值 隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓改變；第三步驟根據(jù)所述誤差信號(hào)、第一鋸齒波信號(hào)及第二鋸齒波信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
31.如權(quán)利要求30所述的控制方法，其特征在于，所述提供一第一鋸齒波信號(hào)的步驟 包括下列步驟第一步驟提供一正比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生所述第一鋸齒 波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓的下降而降低； 第二步驟固定所述第一鋸齒波信號(hào)的谷值。
32.如權(quán)利要求31所述的控制方法，其特征在于，更包括低通濾波所述第一鋸齒波信 號(hào)以濾除所述第一鋸齒波信號(hào)上的高頻噪聲。
33.如權(quán)利要求30所述的控制方法，其特征在于，所述提供一第二鋸齒波信號(hào)的步驟 包括下列步驟第一步驟提供一反比于所述輸入電壓的充電電流對(duì)一電容充電以產(chǎn)生充電電壓； 第二步驟固定所述充電電壓的最小值； 第三步驟提供一反比于所述輸入電壓的偏移電壓；以及第四步驟將所述充電電壓減去所述偏移電壓以產(chǎn)生所述第二鋸齒波信號(hào)，所述第二鋸齒波信號(hào)的峰值固定，而其谷值隨所述輸入電壓的下降而降低。
34.如權(quán)利要求33所述的控制方法，其特征在于，更包括低通濾波所述充電電壓以濾 除所述充電電壓中的高頻噪聲。
35.如權(quán)利要求30所述的控制方法，其特征在于，所述第一及第二鋸齒波信號(hào)的周期 固定。
全文摘要
一種應(yīng)用在升降壓電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法，所述升降壓電源轉(zhuǎn)換器用以將一輸入電壓轉(zhuǎn)為一輸出電壓，其特征在于所述方法包括下列步驟第一步驟檢測(cè)所述輸入電壓；第二步驟根據(jù)所述輸入電壓變化提供一第一鋸齒波信號(hào)及一第二鋸齒波信號(hào)，所述第一鋸齒波信號(hào)的峰值隨所述輸入電壓改變，所述第二鋸齒波信號(hào)的谷值隨所述輸入電壓改變。本發(fā)明的升降壓電源轉(zhuǎn)換器的鋸齒波產(chǎn)生器及其方法具有在輸入電壓變化時(shí)能快速反應(yīng)以穩(wěn)定所述輸出電壓的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K4/08GK102055306SQ200910212080
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者何心欣, 陳科宏, 黃柄境 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司