恒定导通时间控制器的制造方法_3

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应关系可以对应调整而达到相同作用。后面部分实施例将不特别在说明输入端与接受信号间的对应关系。
[0135]逻辑控制电路120接收比较结果信号SI I,以根据比较结果信号Sll产生具有恒定脉宽的一控制信号UG以控制上臂晶体管Ql的切换,使转换电路将输入电压Vin转换成输出电压Vout。在同步降压的应用时,逻辑控制电路120产生另一控制信号LG,以控制下臂晶体管Q2的切换。当上臂晶体管Ql及下臂晶体管Q2同为N型金氧半场效晶体管时,控制信号UG的一高逻辑电平必须高于输入电压Vin才能使上臂晶体管Ql导通。此时,逻辑控制电路120可接收自举电压Vbs,使控制信号UG的高逻辑电平高于输入电压Vin。通过对上臂晶体管Ql及下臂晶体管Q2的切换控制,调节其导通时间与关断时间的比例,而达到稳定输出电压Vout。
[0136]接着,请参见图3,图3为根据本发明的一第一实施例的电平调节电路的电路示意图。电平调节电路100包含一取样检测电路108及一压降产生电路109,根据纹波信号S3的振幅来确认第一信号SI及第二信号S2的电平的调节量,然后将相节点P的电压Vp或自举电压Vbs的电平进行偏移,使准方波信号SO的电平被调节而达到调节第一信号SI及第二信号S2的电平的功能。
[0137]取样检测电路108包含一绝对值电路105、一滤波器106以及一电压检测电路107。由于纹波信号S3是一个直流成分为零的三角波电压信号,因此纹波信号S3通过取样检测电路108中的绝对值电路105,会产生一个两倍频率且直流成分大于零的一电压信号S5。滤波器106包含一电阻R13及一电容C13,用以对高频信号进行滤波。电压信号S5经过滤波器106,产生一直流信号S6。然后,电压检测电路107检测直流信号S6的大小,以判断直流信号S6的大小是否等于一预定目标值或位于一预定目标范围,并据此生成一控制信号SW。在本实施例中,电压检测电路107可以为一放大器,用以比例缩放直流信号S6与预定目标值之差而成为控制信号SW。在本发明,预定目标值可以为零而不影响本发明的实质上恒定的纹波量的功能。控制信号SW的一电平高低代表直流信号S6与预定目标值或预定目标范围之差。
[0138]压降产生电路109 —端接收相节点P的电压Vp或自举电压VbS,于另一端产生准方波信号S0,而其上的电压降受控制信号SW控制而调整。压降产生电路109同时也受控制信号UG控制。控制信号UG产生时代表恒定导通时间控制器位于导通(On Time)期间,因此压降产生电路109仅于导通期间操作。若恒定导通时间控制器的应用环境属于典型情况(即符合预设应用环境)时,压降产生电路109并无电压降,两端的信号:相节点P的电压Vp或自举电压Vbs、准方波信号SO的电平同步且一致。若恒定导通时间控制器的应用环境非属于典型情况,纹波信号S3的振幅将偏移出预定目标值或预定目标范围。此时,电压检测电路107通过控制信号SW调整压降产生电路109的电压降。因此,调整准方波信号SO的电平而使纹波信号S3的振幅调节至一预定值或一预定范围。
[0139]请参见图4,图4为图3所示电平调节电路的信号波形图。在时间点t0至tl,恒定导通时间控制器的应用环境属于典型情况。此时,纹波信号S3的振幅等于预定值,电压检测电路107并未产生控制信号SW。因此,压降产生电路109未产生电压降,准方波信号SO的电平与相节点P的电压Vp或自举电压Vbs同步且一致。请同时参见图2,时间点tl时,恒定导通时间控制器的新应用环境的频率较低,非属于典型情况。这造成纹波信号S3的振幅也变大而偏移预定值。此时,电压信号S5及直流信号S6的大小也随之变大。时间点t2,电压检测电路107检测直流信号S6的大小高于预定值,并产生控制信号SW使压降产生电路109形成电压降,使准方波信号SO的电平低于相节点P的电压Vp或自举电压Vbs的电平。准方波信号SO的电平将回到与典型情况相同的大小,因此,纹波信号S3的振幅也修正至与典型情况相同。因此,在时间点tl到t2的期间,信号引入电路104所产生的纹波调整信号S4的纹波虽较大,然在时间点t2经调节后,纹波调整信号S4的纹波回复至与典型情况相同。因此,在典型情况与非典型情况,纹波调整信号S4的纹波大小实质上相同,而避免了传统的恒定导通时间控制器,其实际输出电压与理想输出电压的偏差值随应用环境改变的问题。
[0140]从系统的稳定性来看,传统的非恒定纹波的电路架构,在系统频率较小或输出电压Vout较高时,由于其纹波幅度很大,系统有较优秀的稳定性,但在频率较大或输出电压Vout较低时,由于纹波幅度偏小,系统的稳定性会变得很差。相较于此,本发明利用恒定纹波的电路架构,不论外部环境如何,系统都会保持很好的稳定性。
[0141]从瞬态响应的能力来看,传统的非恒定纹波的电路架构,在系统频率较小或输出电压Vout较高时,由于其纹波幅度很大,当拉载或抽载时,系统不能以最大频率工作,导致系统的反应速度变慢,瞬态响应变差。相较下,本发明的恒定纹波的电路架构,无论外部环境如何,在拉载或抽载时,系统都能提供较好的瞬态响应。
[0142]另外,传统的非恒定纹波的电路架构,代表输出电压的电压检测信号Vfb与参考电压信号Vref的比较点会随应用的变化而变化,直接导致输出电压Vout也会随应用的变化而变化,使输出电压Vout的精度大大降低。而,本发明的恒定纹波的电路架构,无论外部环境如何,电压检测信号Vfb与参考电压信号Vref的比较点都恒定,则输出电压Vout只产生一个恒定的偏差,而恒定的偏差可以很简单的消除,因此大大提高了输出电压Vout的精度。
[0143]请参见图5,图5为根据本发明的一第二实施例的恒定导通时间控制器的局部电路示意图。相较于图2所示的实施例,一电平调节电路200改接收输出电压Vout及控制信号UG以决定纹波信号S3的振幅的调节量,以取代电平调节电路100以相节点P的电压Vp或自举电压Vbs决定纹波信号S3的振幅的调节量的作法。由于控制信号UG系用以控制上臂晶体管Ql的导通与关断,因此,控制信号UG经滤波后,可以作为代表电感L的电流大小。电平调节电路200根据输出电压Vout及控制信号UG而产生准方波信号SO。低通滤波器101及102、放大器103以及比较电路115的电路操作与图2所示实施例相同,在此不再赘述。
[0144]请参见图6,图6为根据本发明的一第二实施例的电平调节电路的电路示意图。电平调节电路200包含一取样检测电路208及一压降产生电路209,根据输出电压Vout及控制信号UG以产生准方波信号SO。取样检测电路208包含一纹波幅度采样电路205、滤波器106及一电压检测电路207,根据输出电压Vout及控制信号UG产生控制信号SWA或SWB。纹波幅度米样电路205包含晶体管Ml?M4、一误差放大器206、一电阻R205及一电容Cr。晶体管Ml、误差放大器206及电阻R205构成一电压转电流转换器。晶体管M3与电阻R205串联,电阻R205的另一端接地。误差放大器206的一非倒相输入端接收输出电压Vout, —倒相输入端连接晶体管M3与电阻R205的一连接点。误差放大器206将调整晶体管M3的一等效导通电阻,使电阻R205上的电压降与输出电压Vout —致。因此,晶体管M3流经的电流大小将与输出电压Vout成正比,此电流经晶体管Ml及M2构成的电流镜,产生一电流Ir对电容Cr充电。晶体管M4与电容Cr并联。当恒定导通时间控制器的上臂晶体管Ql导通而进入导通(On Time)期间时,控制信号UG为高电平使晶体管M4导通。此时,电容Cr被放电,使所产生的电压信号S5的一电平为零。当恒定导通时间控制器的上臂晶体管Ql关断而进入关断(Off Time)期间时,控制信号UG为低电平使晶体管M4关闭。此时,电容Cr被电流Ir充电而产生随时间电平上升的电压信号S5,其斜率正比于输出电压Vout。滤波器106接收电压信号S5,并滤波后产生直流信号S6。电压检测电路207根据直流信号S6产生控制信号SWA、SWB,使压降产生电路209据此调整其电压降。
[0145]压降产生电路209包含一电流电路及一电阻R14,而电流电路有定电流源IDCl和IDC2及受控电流源Il和12。定电流源IDCl和IDC2以及受控电流源Il及12受控制信号UG控制,使定电流源IDCl和IDC2以及受控电流源Il及12仅于导通期间操作。若恒定导通时间控制器的应用环境属于典型情况时,定电流源IDCl和IDC2以及受控电流源Il及12的电流大小均相等,因此电阻R14上并无电压降,电阻R14两端的信号:相节点P的电压Vp或自举电压Vbs、准方波信号SO的电平同步且一致。若恒定导通时间控制器的应用环境非属于典型情况,纹波信号S3的振幅将偏移出预定目标值或预定目标范围。此时,电压检测电路207通过控制信号Sm、SffB调整压降产生电路209的一电压降。因此,调整准方波信号SO的电平而使纹波信号S3的振幅调节至预定值或预定范围。
[0146]请参见图7,图7为根据本发明的一实施例的电压检测电路的电路示意图。电压检测电路包含比较器COMl及COM2、D型锁存器DLl?DL2、一反相器INl、或非门NORl?N0R3、或门ORl?0R3、一脉冲发生器OS以及计数器CLl及CL2。比较器COMl的一非倒相输入端接收一最小参考电压VrefL,而一倒相输入端接收直流信号S6,当直流信号S6低于最小参考电压Vr
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