多相直流对直流控制器的制作方法

本发明与电源转换有关，特别是关于一种多相直流对直流控制器。

背景技术：

多相直流对直流控制器包含时间信号产生单元及多个脉宽调变接脚，时间信号产生单元透过多个脉宽调变接脚以传送多个脉宽调变信号至多个外接的驱动电路(driver)或驱动开关电路(drmos)。

请参照图1，于现有技术中，传统的多相直流对直流控制器1中的减相单元10可根据电流感测接脚csnx所侦测到的侦测信号ds判断闲置相位数，藉以找出没有操作而闲置的脉宽调变接脚。当电流感测接脚csnx所侦测到的侦测信号ds为工作电压vcc时，减相单元10判定脉宽调变接脚pwmx不需发送脉宽调变信号并于时间t1发出控制信号sw1(如图2所示)至时间信号产生单元12，以中断时间信号产生单元12与脉宽调变接脚pwmx之间的通路。

请参照图1及图2，传统的多相直流对直流控制器1还包括作为多功能接脚(multi-functionpin)的驱动控制接脚drctrl。驱动控制接脚drctrl连接驱动电路2中的致能接脚en，于时间t2开始透过外接的对地电阻rg产生参考电流is0以供脉宽调变接脚pwmx进行功能设定，并于上述功能设定完成后，亦即时间t3发出致能信号endr启动驱动电路2。

然而，当驱动控制接脚drctrl所连接的驱动电路2中的致能接脚en具有内部接地电阻时，将会影响到驱动控制接脚drctrl外接的对地电阻rg的阻值，使其产生的参考电流出现误差，继而导致功能设定误动作。为了改善上述缺失，现有技术在多相控制器1中的驱动控制接脚drctrl与驱动电路2中的致能接脚en之间额外设置缓冲器元件bf(如图1所示)，但却也导致电路成本的增加。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种多相直流对直流控制器，以解决现有技术所述及的问题。

本发明的一较佳具体实施例为一种多相直流对直流控制器。于此实施例中，控制器连接驱动器。驱动器具有致能接脚。控制器包括第n相位电流感测接脚、第n相位脉宽调变接脚、相位侦测选择单元、致能设定单元及切换单元。第n相位脉宽调变接脚连接致能接脚。相位侦测选择单元连接第n相位电流感测接脚，且依据第n相位电流感测接脚的侦测信号产生控制信号。致能设定单元提供致能信号。切换单元连接致能设定单元与相位侦测选择单元，且依据控制信号进行信号路径切换，使得致能信号经由第n相位脉宽调变接脚提供至驱动器的致能接脚。

在本发明的一实施例中，第n相位电流感测接脚连接预设电压。

在本发明的一实施例中，控制器还包括驱动控制接脚。当致能信号经由第n相位脉宽调变接脚提供至驱动器的致能接脚时，驱动控制接脚连接第一参数设定单元。

在本发明的一实施例中，控制器还包括驱动控制接脚及缓冲电路。缓冲电路分别连接致能设定单元与驱动控制接脚。当控制信号指示多个相位被使用时，致能信号则经由缓冲电路与驱动控制接脚提供至驱动器的致能接脚。

在本发明的一实施例中，驱动器具有脉宽调变输入接脚。控制器还包括第一相位脉宽调变接脚，连接脉宽调变输入接脚，且提供脉宽调变信号至脉宽调变输入接脚。

在本发明的一实施例中，控制器还包括第n相位电流感测辅助接脚，连接第二参数设定单元。

在本发明的一实施例中，控制器还包括功能设定单元。功能设定单元分别连接第n相位脉宽调变接脚及第n相位电流感测辅助接脚。功能设定单元包括比较器及切换开关。比较器具有第一输入端。切换开关，其一端连接第一输入端且其另一端根据控制信号选择性地连接第n相位脉宽调变接脚或第n相位电流感测辅助接脚。

相较于现有技术，本发明的多相直流对直流控制器利用其闲置的脉宽调变接脚输出致能信号至驱动开关电路中的致能接脚，以启动驱动电路。藉此，在有闲置的脉宽调变接脚的情况下，本发明的多相直流对直流控制器的驱动控制接脚不再是多功能接脚，而仅需单纯作为产生参考电流的设定接脚即可。由于驱动控制接脚不再连接驱动电路中的致能接脚，因此，即使致能接脚具有内部接地电阻，亦不会对驱动控制接脚所产生的参考电流造成影响，故可省去额外设置外部缓冲器元件的成本并可有效增加电路应用的灵活性。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为传统的多相直流对直流控制器的示意图。

图2为传统的多相直流对直流控制器的各信号的时序图。

图3为本发明的一较佳具体实施例中的多相直流对直流控制器的示意图。

图4为多相直流对直流控制器的切换单元包括多个切换器的示意图。

图5为当侦测信号为工作电压时多相直流对直流控制器的各信号的时序图。

图6为多相直流对直流控制器的功能设定单元包括比较器及切换开关的示意图。

图7为本发明的另一较佳具体实施例中的多相直流对直流控制器的示意图。

主要元件符号说明：

3、5：多相直流对直流控制器

4：驱动开关电路

30：相位侦测选择单元

32：时间信号产生单元

34：致能设定单元

35：切换单元

36：参考电压选择单元

37：比较器

38：功能设定单元

39：参考电流产生单元

drctrl：驱动控制接脚

pwm1～pwmx：脉宽调变接脚

csp1～cspx：电流感测辅助接脚

csn1～csnx：电流感测接脚

en：致能接脚

pwm：脉宽调变输入接脚

gnd：接地接脚

vcc：工作电压接脚

boot：启动接脚

ph：相位接脚

r：电阻

rg：接地电阻

l：电感

c：电容

vcc：工作电压

sw1：控制信号

ds：侦测信号

endr：致能信号

ton：脉宽调变信号

is0～isx：参考电流

351～352：切换器

s1～s12：切换开关

t0～t3：时间

50：相位侦测选择单元

52：时间信号产生单元

54：致能设定单元

55：切换单元

58：功能设定单元

pwm1～pwm4：脉宽调变接脚

csp1～csp4：电流感测辅助接脚

csn1～csn4：电流感测接脚

ton2～ton4：时间信号

551～553：第一切换器组～第三切换器组

551a～551b、552a～552b、553a～553b：切换器

iset：设定电流

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示范性实施例，并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在图式及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

根据本发明的一较佳具体实施例为一种多相直流对直流控制器。于此实施例中，多相直流对直流控制器可连接驱动器(例如驱动电路或驱动开关电路)并选择性地输出脉宽调变信号或致能信号至驱动器，但不以此为限。

请参照图3，图3为此实施例中的多相直流对直流控制器的示意图。如图3所示，多相直流对直流控制器3连接驱动开关电路4。多相直流对直流控制器3包括相位侦测选择单元30、时间信号产生单元32、致能设定单元34、切换单元35、参考电压选择单元36、比较器37、功能设定单元38、参考电流产生单元39、驱动控制接脚drctrl、x个脉宽调变接脚pwm1～pwmx、x个电流感测辅助接脚csp1～cspx及x个电流感测接脚csn1～csnx，x为大于2的正整数。x个脉宽调变接脚pwm1～pwmx、x个电流感测辅助接脚csp1～cspx及x个电流感测接脚csn1～csnx可分别对应于不同的相位。x个电流感测接脚csn1～csnx可连接一预设电压。驱动开关电路4包括致能接脚en、脉宽调变输入接脚pwm、接地接脚gnd、工作电压接脚vcc、启动接脚boot及相位接脚ph。

比较器37的输出端连接至驱动控制接脚drctrl；比较器37的正输入端+连接参考电压选择单元36且比较器37的负输入端－分别连接参考电流产生单元39及比较器37的输出端；致能设定单元34分别连接切换单元35及参考电压选择单元36；时间信号产生单元32分别连接功能设定单元38、参考电流产生单元39及脉宽调变接脚pwm1；相位侦测选择单元30分别连接切换单元35、功能设定单元38及电流感测接脚csnx；参考电流产生单元39分别连接比较器37的负输入端－及输出端、切换单元35、时间信号产生单元32、功能设定单元38及脉宽调变接脚pwm1；切换单元35分别连接相位侦测选择单元30、时间信号产生单元32、致能设定单元34、功能设定单元38、参考电流产生单元39、脉宽调变接脚pwmx及电流感测辅助接脚cspx；功能设定单元38分别连接相位侦测选择单元30、时间信号产生单元32、切换单元35、脉宽调变接脚pwm1～pwmx及电流感测辅助接脚cspx。

当致能信号endr经由脉宽调变接脚pwmx提供至驱动开关电路4的致能接脚en时，驱动控制接脚drctrl连接第一参数设定单元(例如接地电阻rg)并透过第一参数设定单元接地；脉宽调变接脚pwm1透过电阻r接地并连接至驱动开关电路4的脉宽调变输入接脚pwm；脉宽调变接脚pwmx连接至驱动开关电路4的致能接脚en；电流感测辅助接脚cspx连接第二参数设定单元(例如电阻r)并透过第二参数设定单元接地；电流感测接脚csnx连接电阻r；电流感测辅助接脚csp1连接至电阻r与电容c之间；电流感测接脚csn1透过电阻r连接至输出电感l与电容c之间。驱动开关电路4的工作电压接脚vcc连接工作电压vcc且工作电压接脚vcc与接地接脚gnd分别连接电容c的两端；相位接脚ph连接至输出电感l；启动接脚boot透过串接的电阻r与电容c连接至相位接脚ph与输出电感l之间。

脉宽调变接脚pwm1用以提供脉宽调变信号ton至驱动开关电路4的脉宽调变输入接脚pwm。电流感测接脚csnx用以根据其接收到的信号提供侦测信号ds至相位侦测选择单元30，并由相位侦测选择单元30根据电流感测接脚csnx的侦测信号ds产生控制信号sw1至切换单元35。致能设定单元34用以提供致能信号endr至切换单元35。时间信号产生单元32用以提供脉宽调变信号ton至切换单元35。切换单元35用以根据控制信号sw1进行信号路径切换，使得致能信号endr经由脉宽调变接脚pwmx提供至驱动开关电路4的致能接脚en。实际上，当切换单元35接收到控制信号sw1时，切换单元35可依据控制信号sw1选择性地透过驱动控制接脚drctrl或脉宽调变接脚pwmx输出致能信号endr至驱动电路的致能接脚en。参考电流产生单元39用以对驱动控制接脚drctrl透过外接的对地电阻rg产生的参考电流is0进行镜像(mirror)后得到镜像的参考电流is1～isx。

于一实施例中，当电流感测接脚csnx提供的侦测信号ds为工作电压vcc时，代表脉宽调变接脚pwmx此时处于闲置未使用的状态，因此，相位侦测选择单元30会根据侦测信号ds提供控制信号sw1至切换单元35，并由切换单元35根据控制信号sw1进行相对应的切换动作，致使致能设定单元34所提供的致能信号endr能够透过切换单元35及闲置的脉宽调变接脚pwmx输出至驱动开关电路4。也就是说，本发明的直流对直流控制器3的切换单元35可将原本由驱动控制接脚drctrl所提供的驱动电路致能功能切换为由闲置未使用的脉宽调变接脚pwmx进行，透过闲置的脉宽调变接脚pwmx将致能信号endr输出至驱动开关电路4的致能接脚en，以启动驱动开关电路4。此时，驱动控制接脚drctrl仅单纯作为产生参考电流的设定接脚而无其他功能，至于电流感测接脚csnx亦仅提供侦测信号ds而无其他功能。

于另一实施例中，当电流感测接脚csnx提供的侦测信号ds为输出电压相关信号时，代表脉宽调变接脚pwmx此时并非处于闲置未使用的状态，因此，相位侦测选择单元30会根据侦测信号ds提供控制信号sw1至切换单元35，并由切换单元35根据控制信号sw1进行相对应的切换动作，致使时间信号产生单元32所提供的脉宽调变信号ton能够透过脉宽调变接脚pwmx输出至驱动开关电路4。此时，由于并无闲置的相位可输出致能信号endr，故仍会透过驱动控制接脚drctrl将致能信号endr输出至驱动开关电路4的致能接脚en，并且驱动控制接脚drctrl与致能设定单元34之间可设置有缓冲电路(图未示)，使得缓冲电路分别连接致能设定单元34与驱动控制接脚drctrl。当控制信号sw1指示多个相位被使用时，致能设定单元34所提供的致能信号endr可经由缓冲电路与驱动控制接脚drctrl提供至驱动开关电路4的致能接脚en，但不以此为限。

需说明的是，在有闲置相位的情况下，直流对直流控制器3中的驱动控制接脚drctrl不再作为多功能接脚，而仅单纯作为产生参考电流的设定接脚，其透过外接的对地电阻rg产生参考电流is0并经参考电流产生单元39镜像处理后得到镜像的参考电流is1，以供脉宽调变接脚pwmx进行功能设定。

如图4所示，切换单元35可包括多个切换器351～352。切换器351包括切换开关s1～s2且切换器352包括切换开关s3～s4。切换开关s1连接于参考电流产生单元39中的参考电流is1与电流感测辅助接脚cspx之间；切换开关s2连接于参考电流产生单元39中的参考电流is1与脉宽调变接脚pwmx之间；切换开关s3连接于时间信号产生单元32与脉宽调变接脚pwmx之间；切换开关s4连接于致能设定单元34与脉宽调变接脚pwmx之间。

请同时参照图4及图5，于一实施例中，当直流对直流控制器3于时间t0被启动时，若电流感测接脚csnx提供的侦测信号ds为工作电压vcc，代表脉宽调变接脚pwmx此时处于闲置未使用的状态，因此，于时间t1下，相位侦测选择单元30会根据侦测信号ds提供控制信号sw1至切换单元35且切换单元35会根据控制信号sw1导通切换开关s1与s4且不导通切换开关s2与s3。于时间t2下，由于切换开关s1为导通，使得驱动控制接脚drctrl透过外接的对地电阻rg产生的参考电流is0经参考电流产生单元39的镜像处理后所得的参考电流is1可提供给电流感测辅助接脚cspx作为功能设定之用。

于上述功能设定完成后，由于切换开关s4为导通，使得致能设定单元34可与脉宽调变接脚pwmx导通，因此，于时间t3下，致能设定单元34所提供的致能信号endr即可透过导通的切换开关s4与闲置的脉宽调变接脚pwmx输出至驱动开关电路4的致能接脚en，以启动驱动开关电路4。

于另一实施例中，当电流感测接脚csnx提供的侦测信号ds为输出电压相关信号时，代表脉宽调变接脚pwmx此时并非处于闲置未使用的状态。因此，相位侦测选择单元30会根据侦测信号ds提供控制信号sw1至切换单元35，并由切换单元35根据控制信号sw1导通切换开关s2与s3且不导通切换开关s1与s4。由于切换开关s2为导通，使得驱动控制接脚drctrl透过外接的对地电阻rg产生的参考电流is1可提供给电流感测辅助接脚cspx作为功能设定之用。由于切换开关s3为导通，使得时间信号产生单元32可与脉宽调变接脚pwmx导通，因此，时间信号产生单元32所提供的脉宽调变信号ton能够透过导通的切换开关s3与脉宽调变接脚pwmx输出至驱动开关电路4。

于实际应用中，如图6所示，直流对直流控制器3的功能设定单元38可包括比较器381及切换开关382。切换开关382的一端连接比较器的正输入端+且切换开关382的另一端则会根据控制信号sw1选择性地连接脉宽调变接脚pwmx或电流感测辅助接脚cspx。至于比较器的负输入端－则连接参考电压vref，但不以此为限。

上述实施例均描述闲置相位数为1的情况。实际上，当闲置相位数大于1时，直流对直流的多相控制器可包括多组相同的切换单元分别对应于不同相位的电流感测辅助接脚cspx与脉宽调变接脚pwmx并且相位侦测选择单元可分别产生多个控制信号给上述多组切换单元。

举例而言，如图7所示，多相控制器5包括相位侦测选择单元50、时间信号产生单元52、致能设定单元54、切换单元55、功能设定单元58、脉宽调变接脚pwm1～pwm4、电流感测辅助接脚csp1～csp4及电流感测接脚csn1～csn4。分别对应于不同相位的电流感测接脚csn1～csn4可称为第n相位电流感测接脚，n＝1～4；分别对应于不同相位的电流感测辅助接脚csp1～csp4可称为第n相位电流感测辅助接脚并可外接参数设定单元(例如电阻)，n＝1～4；分别对应于不同相位的脉宽调变接脚pwm1～pwm4可称为第n相位脉宽调变接脚，n＝1～4；相位侦测选择单元50用以提供相位侦测选择的功能，亦可称为相位侦测选择单元；致能设定单元54用以提供致能信号，亦可称为致能设定单元，但均不以此为限。

于此实施例中，相位侦测选择单元50分别连接不同相位的电流感测接脚csn2～csn4并分别依据不同相位的电流感测接脚csn2～csn4的侦测信号产生相对应的控制信号sw1～sw3至切换单元55中的第一切换器组551～第三切换器组553。第一切换器组551分别连接脉宽调变接脚pwm2与电流感测辅助接脚csp2；第二切换器组552分别连接脉宽调变接脚pwm3与电流感测辅助接脚csp3；第三切换器组553分别连接脉宽调变接脚pwm4与电流感测辅助接脚csp4。切换器组551～553分别包括切换器551a～553a、551b～553b，切换器551a～553a、551b～553b分别包括切换开关s1～s12。致能设定单元54用以提供致能信号endr至切换单元55。切换单元55中的第一切换器组551～第三切换器组553分别依据相对应的控制信号sw1～sw3进行信号路径切换，使得致能设定单元54所提供的致能信号endr能够经由闲置的脉宽调变接脚pwm2～pwm4输出至例如驱动器的致能接脚，但不以此为限。时间信号产生单元52分别产生时间信号ton2～ton4并分别提供给第一切换器组551～第三切换器组553。依据参考电流is0镜像而得的参考电流is1～is3分别提供设定电流iset给第一切换器组551～第三切换器组553。

此外，类似于图6，图7中的功能设定单元58亦可包括比较器及切换开关。切换开关的一端连接比较器的一输入端且切换开关的另一端则会根据控制信号选择性地连接不同相位的脉宽调变接脚pwm2～pwm4或电流感测辅助接脚csp2～csp4。至于比较器的另一输入端则连接参考电压，但不以此为限。

于实际应用中，不同相位的电流感测接脚(或称第n相位电流感测接脚)csn2～csn4可连接预设电压，例如工作电压或输出电压相关信号，但不以此为限。类似于前述实施例，当致能信号经由某一相位的脉宽调变接脚提供至驱动器的致能接脚时，驱动控制接脚可连接参数设定单元(例如电阻)。当控制信号指示多个相位被使用时，致能信号则可经由驱动控制接脚以及设置于驱动控制接脚与致能设定单元54之间的缓冲电路来提供至驱动器的致能接脚。

相较于现有技术，本发明的多相直流对直流控制器利用其闲置的脉宽调变接脚输出致能信号至驱动开关电路中的致能接脚，以启动驱动电路。藉此，在有闲置的脉宽调变接脚的情况下，本发明的多相直流对直流控制器的驱动控制接脚不再是多功能接脚，而仅需单纯作为产生参考电流的设定接脚即可。由于驱动控制接脚不再连接驱动电路中的致能接脚，因此，即使致能接脚具有内部接地电阻，亦不会对驱动控制接脚所产生的参考电流造成影响，故可省去额外设置外部缓冲器元件的成本并可有效增加电路应用的灵活性。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。