降压转换控制器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是关于一种降压转换控制器，尤指一种预防过冲的降压转换控制器。
【背景技术】
[0002]相对于恒定频率的控制架构,恒定导通时间(Constant On-Time, COT)的控制架构的直流转直流降压转换电路在输出电压的下冲(Undershoot)上得到极大的改善。然而，输出电压的过冲(Overshoot)方面却没有明显的提高。
[0003]请参见图1，为美国专利证号第7274177号专利所揭露的具有过冲抑制电路的直流转直流降压转换电路的电路示意图。在降压脉宽调控级的驱动电路208和210分别输出一高端控制信号UG和一低端控制信号LG以分别控制一对功率开关SWl和SW2。功率开关Sffl和SW2耦接于一输入电压Vin及接地以产生一电感电流IL流经一电感L。而一电容Co经电感电流IL充电后产生一输出电压Vout，以供应一负载212。一过冲抑制电路400包含一电感402、一晶体管404,稱接输出电压Vout及接地。一操作放大器406作为一电压检测器，检测输出电压Vout并比较输出电压Vout以及一参考电压Vref而产生一信号Pl，以切换晶体管404。晶体管404 —般为关断，而当输出电压Vout高于参考电压Vref时，信号Pl导通晶体管404。一二极管D耦接于电感402及一电池408之间。当负载212由重载转为轻载时，假如输出电容Co不足以吸收电感L所释放的能量，输出电压Vout将超过参考电压Vref。这导致操作放大器406输出信号Pl导通晶体管404。晶体管404导通后，电感L所释放的能量对电感402充电，因而拉低输出电压Vout。直到输出电压Vout降低至参考电压Vref或更低，操作放大器406关断晶体管404，绝大部分因负载212而额外释放的能量，由电感402经二极管D到电池408。电池408可供电给其他组件，借此此系统无额外的能量耗损。
[0004]请参见图2，为美国专利证号第8330442号专利所揭露的电压模式的直流转直流降压转换电路的电路示意图。直流转直流降压转换电路包含一控制电路610、一栅极驱动电路620及一功率级电路630。控制电路610包含一误差放大器612、一调制器614、一信号产生器616以及一比较器618。误差放大器612接收一输出电压Vout及一参考电压Vref,比较输出电压Vout及参考电压Vref以产生一补偿信号Sc至调制器614。另外，信号产生器616可选择地以一第一频率Fl或一第二频率F2输出一斜坡信号Sr至调制器614，使调制器614根据补偿信号Sc及斜坡信号Sr产生一脉宽调制信号Sp。栅极驱动电路620接收脉宽调制信号Sp以产生一第一驱动信号Sld及一第二驱动信号S2d至功率级电路630,使功率级电路630提供一输出电流1ut及输出电压Vout。
[0005]信号产生器616不仅能以第一频率Fl及第二频率F2输出斜坡信号Sr，也能以第一频率Fl及第二频率F2输出其他波形信号，诸如:三角波。其中，第一频率Fl低于第二频率F2。另外，比较器618接收一阈电压Vth及输出电压Vout。当输出电压Vout低于阈电压Vth时，比较器618输出一第一电平信号至信号产生器616,使得信号产生器616输出第一频率Fl的斜坡信号Sr至调制器614。相对地，当输出电压Vout高于阈电压Vth时，比较器618输出一第二电平信号至信号产生器616，使得信号产生器616输出第二频率F2的斜坡信号Sr至调制器614。
[0006]当补偿信号Sc高于斜坡信号Sr时，脉宽调制信号Sp为一高电平。相对地，当补偿信号Sc低于斜坡信号Sr时,脉宽调制信号Sp为一低电平。明显地，当斜坡信号Sr改变时，脉宽调制信号Sp随之改变，另外，当斜坡信号Sr为第一频率Fl时，脉宽调制信号Sp操作在第一频率Fl ;当斜坡信号Sr为第二频率F2时，脉宽调制信号Sp操作在第二频率F2。借此，当输出电压Vout高于阈电压Vth时，也就是发生过冲时，操作频率增加而使得功率级电路630的切换速度增加，因而抑制过冲现象。
[0007]上述传统的抑制过冲的技术手段是通过将输出电压与参考电压进行比较，于判断发生过冲时再执行抑制过冲的手段。请参见图3，为传统以输出电压与参考电压进行比较以进行抑制过冲的技术的波形图。于一时间点tO检测到输出电压Vout高于阈电压Vth。然而因为电路延迟，延至时间点tl才进行抑制过冲。因此，电路延迟会削弱过冲的抑制效果。再者，参考电压的设置如果太低会影响反馈控制，使得系统的反馈控制不稳定，如果太高则抑制过冲的效果很差。
【发明内容】
[0008]针对传统过冲抑制技术的缺陷，本发明提出了一种降压转换控制器，通过检测低端晶体管的导通时间来推定过冲现象的发生，并于推定过冲时，进行抑制过冲，而达到更佳的抑制过冲效果，也避免设置过冲判定的参考电压太高或太低的问题。
[0009]为达上述目的，本发明提供了一种降压转换控制器，用以控制一直流转直流降压转换电路以将一输入电压转换成一输出电压。降压转换控制器包含一反馈控制电路、一关断时间电路以及一负载控制电路。反馈控制电路，根据代表输出电压的一反馈信号，控制直流转直流降压转换电路的一高端晶体管及一低端晶体管导通与关断。关断时间电路，根据输入电压及输出电压计算一预定关断时间长度并产生一关断通知信号。负载控制电路，根据关断通知信号以产生一过冲预防信号。其中，反馈控制电路于接收过冲预防信号时，控制低端晶体管为关断。
[0010]本发明也提供了一种降压转换控制器，用以控制一直流转直流降压转换电路以将一输入电压转换成一输出电压。降压转换控制器包含一反馈控制电路、一关断时间电路以及一负载控制电路。反馈控制电路根据代表输出电压的一反馈信号，控制直流转直流降压转换电路的一高端晶体管及一低端晶体管导通与关断。关断时间电路根据输入电压及输出电压计算一预定关断时间长度并产生一关断通知信号。负载控制电路耦接直流转直流降压转换电路，并根据关断通知信号决定是否释放直流转直流降压转换电路所储存的一能量。
[0011]本发明还提供一种降压转换控制器，用以控制一直流转直流降压转换电路以将一输入电压转换成一输出电压，降压转换控制器包含一反馈控制电路、一关断时间电路以及一负载控制电路。反馈控制电路根据代表输出电压的一反馈信号，控制直流转直流降压转换电路的一高端晶体管及一低端晶体管导通与关断，其中高端晶体管于每一周期的导通时间为一恒定值。关断时间电路根据输入电压及输出电压计算一预定关断时间长度并产生一关断通知信号。负载控制电路根据关断通知信号以产生一过冲预防信号。其中，反馈控制电路于接收过冲预防信号后一预定周期数，缩短高端晶体管的导通时间或停止高端晶体管导通。
[0012]通过本发明提供一种降压转换控制器，负载控制电路可以关断低端晶体管M2或/及释放直流转直流降压转换电路的储能两方式达到抑制过冲的作用。因此，本发明的负载控制电路除可如所述实施例般的电路外，亦可为其结合而同时具有所述两种抑制过冲作用，以期提供更加的过冲抑制能力。
【附图说明】
[0013]图1为美国专利证号第7274177号专利所揭露的具有过冲抑制电路的直流转直流降压转换电路的电路示意图。
[0014]图2为美国专利证号第8330442号专利所揭露的电压模式的直流转直流降压转换电路的电路不意图。
[0015]图3为传统以输出电压与参考电压进行比较以进行抑制过冲的技术的波形图。
[0016]图4为根据本发明的一第一较佳实施例的降压转换控制器的电路示意图。
[0017]图5为图4所示降压转换控制器与传统降压转换控制器于发生过冲时信号波形图。
[0018]图6为根据本发明的一第一较佳实施例的关断时间电路的电路示意图。
[0019]图7为根据本发明的一第一较佳实施例的负载控制电路的电路示意图。
[0020]图8为根据本发明的一第二较佳实施例的关断时间电路的电路示意图。
[0021]图9为根据本发明的一第二较佳实施例的负载控制电路的电路示意图。