具有脉冲省略模式的切换式转换器及其控制方法与流程

本发明涉及一种切换式转换器及其控制方法，特别涉及一种具有脉冲省略模式的切换式转换器及其控制方法。

背景技术：

1、在具有脉冲省略模式且操作于电流模式的现有技术的切换式转换器中，当负载电路为轻载或当负载电流切换的瞬时响应中，负载电流低于预设的位准时，现有技术切换式转换器进入脉冲省略模式。美国专利us 008587283b2公开一种具有脉冲省略模式的切换式转换器，当切换式转换器操作于脉冲省略模式，会以误差放大器比较固定位准的箝位电压vclmp与误差电压vrr，进而以比较结果决定是否进入脉冲省略模式。

2、上述现有技术的缺点在于，由于箝位电压vclmp为固定位准，因此当输入电压与输出电压变动时，进入脉冲省略模式的判断就会错误，而造成切换式转换器只能应用于固定位准的输入电压与输出电压，限制了切换式转换器的应用范围。

3、相较于上述的现有技术，本发明的切换式转换器可于输入电压与输出电压变动时，适应性调整是否进入脉冲省略模式的判断基准，由此提高切换式转换器的应用范围。

技术实现思路

1、就其中一个观点言，本发明提供了一种具有脉冲省略模式的切换式转换器，包含：一功率级电路，用以根据一调整后脉宽调制信号切换其中至少一功率开关而转换一输入电源进而产生一输出电源；一反馈控制电路，用以比较相关于该输出电源的一输出电压的一输出分压与一参考电压而产生一误差放大信号，并比较该误差放大信号与一斜坡信号而产生一初始脉宽调制信号；一操作信号产生电路，用以根据一脉冲省略信号的脉冲宽度而屏蔽一时钟信号的部分脉冲，产生一设定信号，并根据该初始脉宽调制信号与该设定信号，产生该调整后脉宽调制信号；以及一脉冲省略电路，用以比较该误差放大信号与一脉冲省略参考信号，而产生该脉冲省略信号；其中该脉冲省略电路根据该输入电源的一输入电压与该输出电压，以适应性产生一占空比信号，进而产生该脉冲省略参考信号，其中该脉冲省略参考信号的位准相关于该调整后脉宽调制信号于一未屏蔽期间的一占空比；其中该斜坡信号相关于流经该功率级电路中的一电感的一电感电流中的一上升电感电流或一下降电感电流。

2、就另一个观点言，本发明也提供了一种具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，用以转换一输入电源而产生一输出电源，该具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法包含：比较相关于该输出电源的一输出电压的一输出分压与一参考电压而产生一误差放大信号；比较该误差放大信号与一斜坡信号而产生一初始脉宽调制信号；根据该输入电源的一输入电压与该输出电压，适应性产生一占空比信号，进而产生一脉冲省略参考信号，其中该脉冲省略参考信号的位准相关于该调整后脉宽调制信号于一未屏蔽期间的一占空比；比较该误差放大信号与该脉冲省略参考信号，而产生一脉冲省略信号；根据该脉冲省略信号的脉冲宽度而屏蔽一时钟信号的部分脉冲，产生一设定信号，并根据该初始脉宽调制信号与该设定信号，产生一调整后脉宽调制信号；以及根据该调整后脉宽调制信号切换一功率级电路中的至少一功率开关而转换该输入电源而产生该输出电源；其中该斜坡信号示意流经该功率级电路中的一电感的一电感电流中的一上升电感电流或一下降电感电流。

3、在一较佳实施例中，反馈控制电路包括：一误差放大器，用以比较该输出分压与该参考电压而产生该误差放大信号；以及一第一比较器，用以比较该误差放大信号与该斜坡信号而产生该初始脉宽调制信号；其中该反馈控制电路、该操作信号产生电路与该功率级电路形成一反馈电路，用以反馈控制该误差放大信号相关于该斜坡信号。

4、在一较佳实施例中，该脉冲省略电路包括：一占空比时间电路，用以根据该输入电压与该输出电压，产生一占空比时间信号；一积分电路，用以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，执行一积分运算，而产生一积分信号；一取样保持电路，用以取样保持该积分信号的峰值，而产生该脉冲省略参考信号；以及一第二比较器，用以比较该误差放大信号与该脉冲省略参考信号，产生该脉冲省略信号。

5、在一较佳实施例中，该功率级电路包括一降压型功率级电路，其中该占空比时间电路包括：一第一充电电路，包括一第一电流源与一第一电容，其中该第一电流源根据该输入电压产生一第一充电电流，以对该第一电容充电，而产生一第一电压；一第三比较器，用以比较该输出电压与该第一电压，产生该占空比时间信号，以使该占空比时间信号的脉宽正比于该输出电压除以该输入电压；以及一重置开关，与该第一充电电路耦接，用以根据该时钟信号，重置该第一电容，其中该时钟信号的频率与该调整后脉宽调制信号于该未屏蔽期间的频率相同。

6、在一较佳实施例中，该积分电路包括一第二电流源与一第二电容，其中该第二电流源产生一固定电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对该第二电容充电，而产生该积分信号。

7、在一较佳实施例中，该积分电路还包括一第三电流源，用以产生相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

8、在一较佳实施例中，该功率级电路包括一反相升降压型功率级电路，其中该占空比时间电路包括：一第一充电电路，包括第四电流源、第五电流源与一第一电容，其中该第四电流源根据该输入电压产生一第四充电电流，该第五电流源根据该输出电压产生一第五充电电流，该第四充电电流与该第五充电电流用以对该第一电容充电，而产生一第一电压；一第三比较器，用以比较该输出电压与该第一电压，产生该占空比时间信号，以使该占空比时间信号的脉宽正比于该输出电压除以该输入电压与该输出电压之和；以及一重置开关，与该第一充电电路耦接，用以根据该时钟信号，重置该第一电容，其中该时钟信号的频率与该调整后脉宽调制信号于该未屏蔽期间的频率相同。

9、在一较佳实施例中，该积分电路包括一第二电流源与一第二电容，其中该第二电流源产生一固定电流，以于该占空比时间信号示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对该第二电容充电，而产生该积分信号。

10、在一较佳实施例中，该积分电路还包括一第三电流源，用以产生相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

11、在一较佳实施例中，该功率级电路包括一升压型功率级电路，其中该占空比时间信号的脉宽正比于1减去该输入电压除以该输出电压。

12、以下通过具体实施例详加说明，会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的效果。

技术特征：

1.一种具有脉冲省略模式的切换式转换器，包含：

2.如权利要求1所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该反馈控制电路包括：

3.如权利要求2所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该脉冲省略电路包括：

4.如权利要求3所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该功率级电路包括一降压型功率级电路，其中，该占空比时间电路包括：

5.如权利要求4所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该积分电路包括一第二电流源与一第二电容，其中，该第二电流源产生一固定电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对该第二电容充电，而产生该积分信号。

6.如权利要求5所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该积分电路还包括一第三电流源，用以产生相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

7.如权利要求3所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该功率级电路包括一反相升降压型功率级电路，其中，该占空比时间电路包括：

8.如权利要求7所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该积分电路包括一第二电流源与一第二电容，其中，该第二电流源产生一固定电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对该第二电容充电，而产生该积分信号。

9.如权利要求8所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该积分电路还包括一第三电流源，用以产生相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，以于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

10.如权利要求3所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器，其中，该功率级电路包括一升压型功率级电路，其中，该占空比时间信号的脉宽正比于1减去该输入电压除以该输出电压。

11.一种具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，用以转换一输入电源而产生一输出电源，该具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法包含：

12.如权利要求11所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该误差放大信号通过反馈控制而相关于该斜坡信号。

13.如权利要求12所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该比较该误差放大信号与该脉冲省略参考信号，而产生该脉冲省略信号的步骤包括：

14.如权利要求13所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该切换式转换器包括一降压型功率级电路，其中，该根据该输入电源的一输入电压与该输出电压，产生一占空比时间信号的步骤包括：

15.如权利要求14所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该执行该积分运算，而产生该积分信号的步骤包括：以一固定电流，于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对一第二电容充电，而产生该积分信号。

16.如权利要求15所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该执行该积分运算，而产生该积分信号的步骤还包括：以相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

17.如权利要求13所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该切换式转换器包括一反升降压型功率级电路，其中，该根据该输入电源的该输入电压与该输出电压，产生该占空比时间信号的步骤包括：

18.如权利要求17所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该执行该积分运算，而产生该积分信号的步骤包括：以一固定电流，于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流的期间，对该第二电容充电，而产生该积分信号。

19.如权利要求18所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该执行该积分运算，而产生该积分信号的步骤还包括：以相关于该输入电压减该输出电压的一差值电流，于该占空比时间信号的脉宽示意该电感电流为该上升电感电流或该下降电感电流持续期间，也对该第二电容充电，而产生该积分信号。

20.如权利要求13所述的具有脉冲省略模式的切换式转换器的控制方法，其中，该切换式转换器包括一升压型功率级电路，其中，该占空比时间信号的脉宽正比于1减去该输入电压除以该输出电压。

技术总结一种具有脉冲省略模式的切换式转换器及其控制方法。该具有脉冲省略模式的切换式转换器包括：功率级电路、反馈控制电路、操作信号产生电路以及脉冲省略电路。反馈控制电路根据输出电源而产生初始脉宽调制信号。操作信号产生电路根据脉冲省略信号的脉冲宽度而屏蔽时钟的部分脉冲，以产生调整后脉宽调制信号。脉冲省略电路根据输入电压与输出电压，以适应性产生占空比信号，进而产生相关于初始脉宽调制信号的占空比的脉冲省略参考信号。脉冲省略电路比较误差放大信号与脉冲省略参考信号，产生脉冲省略信号。功率级电路根据调整后脉宽调制信号而转换输入电源为输出电源。技术研发人员：陈荣昇,庄智钧,张哲玮,王世贤受保护的技术使用者：立锜科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25