升压转换器电路与升压转换器电路控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制电路，特别涉及一种适用于升压转换器的控制电路与对应的控制方法。
【背景技术】
[0002]电子装置通常包含多个元件，各元件分别需要不同的操作电压。因此，对于电子装置而言，直流-直流电压转换器为不可缺少的装置，用以调整并且稳定电压电平。多种不同的直流-直流电压转换器基于不同的功率需求被开发出来，包括降压转换器(buckconverter)及升压转换器(booster converter)。降压转换器可将输入的直流电压降低至一预设电压电平，而升压转换器可将输入的直流电压提高。随着电路技术的演进，降压转换器及升压转换器也对应地被调整，以应用于不同的系统架构及符合不同的系统需求。
[0003]—般而言，升压转换器可运作于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n，缩写为PWM)模式与脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulat1n，缩写为PFM)模式。然而，PWM模式与PFM模式各有优劣。举例而言，若升压转换器在电子装置系统开机时直接运作在PWM模式，则会发生电感电流过大的问题。
[0004]有鉴于此，需要一种适用于升压转换器的控制电路与对应的控制方法，可有效避免升压转换器在开机过程中产生电感电流过大的问题，以保护电子装置系统内的电子元件不会因为过大的电流而造成损伤。
【发明内容】
[0005]本发明公开一种升压转换器电路，包括一升压转换器与一控制电路。升压转换器用以根据一输入电压在一输出端产生一输出电压。升压转换器包括一电感、一第一晶体管以及一第二晶体管。第一晶体管耦接在电感与一接地点之间，用以根据一第一控制信号切换其导通状态。第二晶体管耦接在电感与输出端之间，用以根据一第二控制信号切换其导通状态。控制电路耦接至升压转换器，用以根据一时钟信号产生第一控制信号与第二控制信号。控制电路控制第一晶体管与第二晶体管在一既定时间区间根据一第一切换频率轮流被导通，并且其中第一切换频率小于时钟信号的一频率。
[0006]本发明更公开一种升压转换器控制方法，用以控制一升压转换器，其中升压转换器根据一输入电压产生一输出电压，升压转换器包括一电感、親接在电感与一接地点之间的一第一晶体管、耦接在电感与一输出端之间的一第二晶体管、以及耦接至第二晶体管与输出端的一电容。此升压转换器控制方法包括:在一第一时间区间持续导通第二晶体管，用以充电电容；在一第二时间区间根据一第一切换频率轮流导通第一晶体管与第二晶体管；以及在一第三时间区间根据一第二切换频率轮流导通第一晶体管与第二晶体管，其中该第一切换频率小于该第二切换频率。
【附图说明】
[0007]图1是显示根据本发明的一实施例所述的升压转换器电路。
[0008]图2是显示一种升压转换器开机波形示意图。
[0009]图3是显示另一种升压转换器开机波形示意图。
[0010]图4是显示根据本发明的一实施例所述的控制电路方块图。
[0011]图5是显示根据本发明的另一实施例所述的控制电路方块图。
[0012]图6是显示根据本发明的一实施例所述的逻辑控制单元电路图。
[0013]图7是显示根据本发明的一实施例所述的信号波形图。
[0014]图8是显示根据本发明的一实施例所述的控制信号波形图。
[0015]图9是显示根据本发明的一实施例所述的升压转换器控制方法流程图。
[0016]图10是显示根据本发明的一实施例所述的升压转换器开机波形示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明。
[0018]图1是显示根据本发明的一实施例所述的升压转换器电路。升压转换器电路100可包括一升压转换器110与一控制电路120。升压转换器110用以根据一输入电压VIN在一输出端产生一输出电压VOUT。升压转换器110包括电感L、耦接在电感L与接地点之间的晶体管LG、耦接在电感L与输出端之间的晶体管UG、以及耦接至晶体管UG与输出端的电容C。控制电路120耦接至升压转换器110，用以根据一时钟信号CLK产生控制信号Ctrl_l与Ctrl_2，其中晶体管LG接收控制信号Ctrl_l，用以根据控制信号Ctrl_l切换其导通状态，晶体管UG接收控制信号Ctrl_2，用以根据控制信号Ctrl_2切换其导通状态。
[0019]—般而言，升压转换器可运作在脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n，缩写为PWM)模式与脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulat1n，缩写为PFM)模式。
[0020]图2是显示一种升压转换器开机波形示意图。如图所示，在既定时间区间Tl?T3内，升压转换器运作在PFM模式，而在时间点T3之后，升压转换器改为运作在PWM模式。其中时间点Tl可被设定为输出电压VOUT自小于输入电压VIN被提升至大于输入电压VIN的切换时间点，而时间点T3可以被设定为自时间点Tl后等待一段既定时间，或是被设定为输出电压VOUT可稳定地被产生的时间点。
[0021]在PFM模式下，晶体管LG与UG轮流被导通。当电感电流IL斜率为正时，晶体管LG被导通，直到电感电流IL持续增加到达过电流(Over Current)电平OC时，改为让晶体管UG被导通。当晶体管UG被导通时，电感电流IL的斜率由正转为负。待输出电压VOUT稳定地大于输入电压VIN —段时间后，S卩，在时间点T3之后，升压转换器改为运作在PWM模式。
[0022]图3是显示另一种升压转换器开机波形示意图。图3所示的情境为升压转换器所耦接的负载R为重载的情境，而图2所示的情境为升压转换器所耦接的负载R为轻载的情境。由图2与图3中可看出，当升压转换器所耦接的负载R为轻载时，在既定时间区间Tl?T3内，电感电流IL会大于流经负载R的平均电流10UT。然而，此一过大的电感电流IL对于负载R或电路内的其他电子元件会成为涌入电流(Inrush Current)。瞬间涌入电流将会导致电子元件的寿命减损。因此，本发明提供一种适用于升压转换器的控制电路与对应的控制方法，可有效避免升压转换器在开机过程中产生过大的电感电流的问题，以保护电子装置系统内的电子元件不会因为过大的电流而造成损伤。
[0023]根据本发明的一实施例，控制电路120可控制晶体管LG与UG在既定时间区间Tl?T3内根据一较低的切换频率轮流被导通，并且可在晶体管LG被导通一短暂期间后，立即切换为导通晶体管UG，用以有效减少在开机过程中所产生的电感电流IL，以解决上述电感电流过大的问题。
[0024]图4是显示根据本发明的一实施例所述的控制电路方块图。根据本发明的一实施例，控制电路420可包括多个比较器，例如比较器421、422与423、一时钟产生电路424、一逻辑控制单元425、一触发器426、一时序控制电路427以及一多工器428。比较器421用以比较一分压与一参考电压VREF的大小，以产生一比较信号EAO，其中此分压为根据输出电压VOUT所产生的反馈电压VFB。比较器422进一步比较