TW201004116A - Power converters, controller and methods for controlling output currents thereof - Google Patents
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Description
201004116 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是一種控制功率轉 方法。 本發明係關於一種控制電路， 換器輸出電流之控制系統及其控制 【先前技術】 傳統的充鞋（例如’開_式電池充電it)係透過監 控流經—電流錢器的1流控制-充電f流。充電器包括 耗接至電流感應H的-輸人電流放大[制於監控充電電 當感應70件上的電壓降相對較大時（例如，大於5輯， ，種感應方法可能較為準確。然而，#充電器需要控制相對 較小之充電電流時（例如’在喚醒（wake_up)充電過程中、 ^ykle)充電過程中，或者充電結束時），可能會出 現問？5¾。 其中-點是因為輸入電流放大器的偏移量可能在％ 3mV之間的範圍内。在這種情況下，當充電電流相對較小時， 其感應块差可能南達1 〇〇%。 【發明内容】 本發明要解決的技術問題在於提供—功率概器、功 轉換器輸出電流的控制器以及功率轉換器輸出電流的控制 二=、可以相對較準確地將供應電流/充電電流調整至相對 為解決上述技術問題，本發明提供了—種辨轉換器， 其包括-高側開關，轉接至一供電端且透過—導、選 性_接至地，其中，在—導通狀態期間，該高側_= 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20〇9〇715) 4 201004116 能（enabled)且該導通路徑被失能（disabled)，在一截止 狀態期間’該高侧開關被失能且該導通路徑被致能，在一略 過狀態期間，該高側開關和該導通路徑均被失能；以及一控 制器，耦接至該高側開關，用於根據一電流參考值控制該導 通狀態期間和該略過狀態期間，並根據該導通狀態期間和該 略過狀態期間產生一第一控制信號，以控制該高側開關和該 導通路控，並根據該第一控制信號將該功率轉換器之一輸出 電流調整至該電流參考值。
本發明還提供了 一種功率轉換器輸出電流的控制方 法，包括在一導通狀態期間，致能（enabled) 一高側開關； 在該導通狀態期間，失能（disabled)耦接至該高側開關的 一導通路徑；在一截止狀態期間，致能該導通路徑；在該戴 止狀態期間，失能該高侧開關；在一略過狀態期間，失能該 尚側開關和該導通路徑；根據一電流參考值控制該導通狀態 期間的時間長度和該略過狀態期間的時間長度；根據該導通 第一控制信號，以控制該高側開關和該導通路徑；以及根據 該第一控制信號將該輸出電流調整至該電流參考值。 本發明還提供了一種用於將功率轉換器的輪出電流調 整至電流參考值的控制器。包括：一信號產生器，用於根據 V通狀態期間的時間長度、一截止狀態期間的時間長度和 二略過狀態期間的時間長度產生一第一控制信號’以一 高側開關和—導通路徑，其中，在該導通狀態期間，該高側 開關被致能（enabled)且該導通路徑被失能（disabled)， 在該截止狀態期間，該高側開關被失能且該導通路徑被致 能，在該略過狀態期間，該高侧開關和該導通路徑均被失 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 5 201004116 =及-延時電路’耦接至該信號產生器，用於根據該電 机 > 考值來控制该略過狀態期間的時間長度。 【實施方式】 二：將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發 實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明 實施例。相反，本發明意在涵蓋由後附申請專 所界定的本發明精神和範圍内所 化、修改和均等物。 促支 針太下對本發明的詳細描述中，為了提供-個針 對本發_完全的爾，咖了大量 !域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本』關二t =。在另外的—些實例中，對於大家熟知的方案、流程、 兀件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。 在-實關巾，本㈣提供了—種功率轉脾 輸入功率轉換為—不同位準的輸出功率。功率轉換哭的於出 =/電^可對-電池充電或者對—負載供電。“轉= 二括= = high-side)開關和麵接至高側開關的轉導通 :(或者-低側開關)。高侧開關耦接至一提供輸入電处 ，電源，纽透過導通路徑選擇性地與地墟 = (〇Γ^則朗，高側關被致能（導通），而導 被失能（截止）。在截止狀態（〇ff_s ^ 被截止，而導通路秤被導诵e)，月間，咼側開關 間，高側關與導稱徑均^ 態㈤㈣咖）期 有利之處在於，功率轉換时 不同方式控制輸出電流。⑨!〃輸出電/Μ·的位準以 电瓜田輪出電流相對較大時（例如，大 0525-TW-CH Spec+CIaim (sandra.t-20090715) ^ 201004116 ^ =料），或電流被調整至—相馳大 後:3庫 器可利用一放大器感應此輸出電流二 ==r對較小時(例如，小於-臨界值時= 被調整至相對較小的電流 丄f =，狀態的時間長度和略過狀=== —㈣11根據電流參考值計算㈣ 正ν通狀相時縣度和略過狀態的時間長度， ^ ，制信號以控制高側開關和導通路徑。結果，相對目 確地將所述輸出電流調整至所述電流參考值。 準 -立Γ 為根據本發明一實施例功率轉換器⑽的方塊 n施例中’功率轉換器⑽係為— 種類轉換器。如明也適用於其他 ηη . 丁直，巩/直流轉換器100接收端點 的-輸人電壓VIN並在端點112上產生—輸出電壓 包括—控制111G2、—驅動器1〇4、 .^ (匕括回側開關Q1和低側開關Q2)，以及一低 =慮波器1G8。低通齡器⑽包括—電感l和—電容c。- 上的輸峰，可用於對—負载供電或者對一電 在一實施射，高側_ Q1 _接至— 且經由低側開關Q2選擇性地相接至地。在導通狀 南側開關㈣皮導通，而低侧開關Q2被截止。在：止狀 ，高側開關Q1被截止，而低側開關Q2被導通。 j略過狀悲T，期間，高侧開關Q1和低 透過-驅動器綱输至高側開關Q1的一控制器=艮據 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) η 201004116 參考值Iref控制Tqn、τ，和之時間長度。控制器 02也可根據τ™、τ，和T，之時間長度產生—第—控制信號 (1物，從控制器102之爾端輸出的脈寬調變（pulsewidth 簡）信號），以控制高側開關❹低側開關 102τ〇Ν'τ〇ρρ#σ 第一控制仏號（例如，從控制器 =低:致能⑽獨信號），以控制低侧開關r 口此，控制器102可根據™控制信號和ldr EN作 率轉換II 1GG的輸出電流w調整至電流參考值Ire" u 具體地說’若LDR—ΕΝ信號為一邏輯莴雷 ，的狀態可控制開_和Q2。舉例說明，如果顺^ = 號為邏輯高電位，開關Q1被導通而開 工 控制信號為邏輯低電位，開_被截止而開_被^籠 果Μ信號為邏輯低電位， 為 :如™信號為邏輯低電位，則f卿和二 換吕之’在一實施例中，在導 栌跋蛊、s赭一 隹冷通狀態^期間，PWM控制
號為邏h植’而LDR—EN信號可為邏輯 J 輯低電位。在截止狀態了_期間 3韙 而1_信號為邏輯高電位。在略過狀 邏輯低電位， 信號和LDR—EN信號均為邏輯低電位。〜如匕獨，簡控制 交替地與供電端110和地输。 _開關Q2的狀態 更具體而言’在導通狀態T〇N期間，電感l _至供電端 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 8 201004116 110。如果忽略感應電阻R1上的電壓（其中，電阻R1的阻值 相對較小）’電感L兩端的壓差約等於供電端11〇上之輸入電 壓Vm減去輸出端112上之輸出電壓V()UT。在一實施例中，輸入 電壓V政於輸出電壓V〇UT，所以電感L上的跨壓為一正向電壓。 因此’電感電流II可根據下列方程式（1)而增加： di/dt=(ViN-V〇uT)/L=A Ii/Ton-------- …、 (1) 其中，ΔΙι為導通狀態Ton期間之電感電流^變化量。
此外’在截止狀態IW期間，電感L耦接至地，且電感L
上的跨壓等於-負向電壓-V罐。因此，電感電流IlT根據;列 方程式(2)而減少： di/dt=V〇uT/L= ΔI2/T0FF-------------- —(2) 其中，ΔΙ2為戴止狀態T，期間之電感電流II變化量。除 此之外，在略過狀態TSKIP期間，由於開關Q1和Q2皆被戴止， 電阻L與開關Q1和Q2輕接的一端懸空。因此，電感㈣1 趨近於零。當開關Q1和Q2皆被截止時，只要流經電^^ 一漏電流（leakage Current)相對較小或可被忽略，則電 感電流II不等於零亦指趨近於零。 、 在-實施例中’控制器逝可根據導通狀態的時間長度 T〇N、輸人電壓VlN以及輸出電壓Vqw調整電感電流κ的限值（例 如，電流峰值I,)。舉例說日月，根據方程式⑴，料通狀態 Ton期間，電流變化量由以下方程式得出： “ Δ Ii=Ton^(Vin-Vout)/L--------------- (3) 假設電流變化量ΔΙ1的值為電流峰值Ιρκ，那麼電流峰值 Ιρκ由以下方程式給出：
Lk=Ton*(Vin-V〇UT)/L---------------- 一 ------(4) 在-實施射，在導通狀態TM_，賴電流丨说零增 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 9 201004116 2電流峰值ιΡΚ。如果輸人電壓Vin和輸出㈣已確定， 導通3值2隨導通狀態的時間長度T°N增加而增加，且隨 導通狀態的時間長度Ton減少而減少。 量△==⑵’在截止狀態1^間，電龜 △ I2=T〇FF*V〇Ut/L---------- (5) ------I π ]
輸入中1 制器1〇2根鱗通狀態之時間長短I ㈣截止狀態的時_ 了_，使 1截止I _，域電Μ由電 那麼，在-實施例中，根據方〜K/b至零。 以下方_出： 料⑸’電流峰⑽也可由 (6) I pk=Toff^Vout/L----~ 根據方程式(4)和（6)，得以下方程式： T〇FF=T〇N*(VlN - V〇UT)/V〇UT-- ~~ —· —____ 換言之，根據方程式（7)，批制 （7) Η县序Τ τ 士认道、sum 蝴裔102控制截止狀態的時 日 1長又Toff正比於¥通狀悲的時間長度τ〇Ν成。 圖2所示為根據本發明—每 κ和電感電流_效電If 電感電流 結合圖1進行描述。4 的波形示意圖。圖2將 在一實施例中，曲線2Π9、< 實施例中，電感電壓vL、電<電& ° 206分別顯示了在本 的波形圖。具體地說，在導和等效電感電流“ 等通狀悲期間Ton，雷咸雪懕V,笙 於H，且電感電流電感電壓1等 當mv ^ V a 曰力。在载止狀態期間TW，電感 電壓VL寻於-V㈣，且電感電流 电，Λ 流限值，例如’電流蜂值I > ’、感電>4具有-電 τ™、輸入電壓VIN和輪出電二且=導通狀態的時間長度 莖V晴決疋之。在略過狀態期間 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) ^ 201004116
Tsnp ’電感電流II和電感電壓為零。 根據電感電流II的曲線204，電感電流釭的等效電感電流 IL-EQV由以下方程式給出： 机
Ileqv=(Ipk/2))K(Ton+Toff)/(T〇n+Toff+Tskip)------------_ ⑻ 當方程式（4)和（7)被代入方程式（8)時，得到以下方程 式：
Il_e〇v=[ (vin-v〇ut)/(2*L) ]*W[ 1+(V〇ut/ViN)*(tskip/t〇n)] 视/[1+K2*(WT〇n)]---------------------------⑼ f 其中，Κι為等於(Vin-V〇ut)/(2*L)的一參數，而I為等於 v〇lIT/vIN的參數。因此，透過調整導通狀態的時間長度'和/或 略過狀態的時間長度Τ册，可控制等效電感電流“。’ 返賴1所示之實施例中，若略過狀態的時間長度丁_ 已確定或固定，控制器102可透過增加導通狀態的時^= 增加等效賴電流lLEQV，也可透過減少導通雜的時間= 度Ton減少等效電感電流Il eqv。如果導通狀態的時間長度曰^ 已確定或固定’等效電感電流ILEQV可隨著略過狀態的時^ ΰ 度TSKIP增加而減少，也可隨著略過狀態的時間長度TSKIP減小 而增加。換言之，根據方程式⑼，將等效電感電流 為電流參考值IREF，那麼控制器1〇2或一處理器（圖1 示）可計算出導通狀態的時間長度^和/或截錢態的時間 長度TW。因此’控制器102可根據TsKip控制觸 信號和敗EN錢，以將等效電感電流kEw調整: 考值 IREF。 ^ 在-實施例中’控制器1〇2透過改變導通狀態的時間長声 丁。成變電流♦值IPK。在另—實施例中，控制器⑽係為—二 漣波電流（c〇nstant-ripple_current，CRC)控制器，其押ς 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-200907I5) 1】 201004116 功率轉換li⑽產生—具奴電騎值 言減控:器广控制導通狀態的時間長度:二= ，去輸出電壓w斤得的差值成反比。例如通 間長度T4町雜絲& : ^狀‘。的日守 T〇N=K/ (ViN-Vout)--------------- 其中，I(為一可編程之常數參數。) =Γ時間長度T°FF ’使之與輸出電二反比可：制 截止狀態的時間長度Toff由以下方程式給出： T〇FF=K/V〇UT---------------------------------〇〇b) 因此，根據方程式⑷或方程式⑹，可得以下
Ipk=K/L-------------------- (11) 結果，電感電流II具有一恆定之電流峰值Ιρκ。 當方程式（IGa)、（1Gb)和（11)被代入方程式⑻時，可 以下方程式：
Il_eqv-K2*Vin/[2*L*(K*Vin+ Tskip*Vout*(Vin-Vout))] -—— (12) 在此實施例中，如果輸入電壓VIN以及輸出電壓νουτ已確定 (例如’輸入電壓VIN和輸出電壓\^分別透過控制器102的viN 端和VFB端獲得），控制器102可透過控制略過狀態的時間長 度Tskip調整等效電感電流ILW。 此外’控制器102可有一目標輸入端SLEW用於設定滿足 要求的輸出電壓Vot。在一實施例中，耦接至SLEW端的轉換電 谷CsLEW根據電阻分壓器Rz/R3中的電阻值以及控制器1 〇2的VREF 端上的參考電壓進行充電。亦可利用各種不同的方法對電容 Cslct進行充電’並且在SLEW端上產生一目標電壓vTARGET。此外， 控制器102的VFB端可接收指示輸出電壓Volt的一回授信號。 控制器102可包括一比較器’用於比較輸出電壓ν〇ΙΓΙ與目標電 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 12 201004116 壓Vtarget，以調整輸出電壓Vour至目標電壓VTARGET。除此之外，一 可選之電阻Ri或一電感直流電阻（Direct Current Resistance, DCR)電流感應電路（圖1未示）可用於提供回授電壓給控制 器102的CSN端和CSP端，以指示電感電流iL。舉例說明，csn 端和CSP端之間的電位差正比於電感電流κ。 在一實施例中’輸出端112與一負載耦接，以對負載供電。 在另一實把例中，輸出端112與一電池麵接，以對電池充電； 在此實施例中，輸出電流I·例如等效電感電流Ilw係用於對 電池充電。在一實施例中，功率轉換器1〇〇以不同的充電模式 (例如，正常電流充電模式和小電流充電模式）對電池充電。 正常電流充電模式下，用於對電池充電的輸出電流Ι〇υτ係 大於-預設臨界值（例如，感應電阻Ri上的碰降大於一預設 臨界值(例如，50inV))。^丄所示之實施例中，感應電阻私
搞接於電感L和電容c之間，以提供—指示電感電流 II的回授 電流。在另-實施财，感應電阻Ri雛於電容G與輸出端 112之間，以提供指不輸出電流Iqut的—回授電流。控制器⑽ 利用控制器102中的-放大器並透過CSN端和csp端感應電感 電流1L或輸出電流W ’並將感應而得之電流與-電流參考值 I REF進行比較。電流參考值J，㈣可大於電流參考值―。根 ，電机比較結果’控制開關⑴及Q2之顺控制信號的責任週 期可被調整’⑽輸出電流W輕至電流參考值丨，㈣。此外， =_將卿端上的一回授電壓KB與㈣端上的目標電 進行比較。根據電壓比較結果，疆控制信號的責任週 』可^調正，以將輸㈣流^調整至目標電__。 充電在喚醒充電過程中， 5充電、、，°束時），對電池充電的輸出電流I· 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 13 201004116 才目對較小（例如，小於預設臨界值）。有利之處在於，益需 锢=應電阻R1感應電流，而是根據電流參考值w計算或
TsKIP。因此’控制11 1G2調整輸出電流I· 4二2 Γ。舉例說明’根據方程式(9)，如果導通狀 =度τ〇Ν已確定’透過控制略過狀態的時間長度τ· :t值（例如，透過控制控制器1G2的SKIP端上的一 由控制11102中的延時電路計算/調整略過狀 心的時間長度TSKIP)，將輸出電流w調整至電流參考值IRE” 持_=所不為根據本發明另—實施例功率轉換器300的方 圖3與圖丨中標記相同的树具有相似的功能。 如圖3所示’高側關Q1經由—導通路徑_至地。導通 二極體Dl，二極體Di的P _接至高側開關qi， ^ _接至地。在此實施例中，圖丨中的低_關Q2可 在® 3所示的實施例中，在導通狀態τ〇Ν期間，顺控制 域為邏輯高電位以導通高側_ Q1並截止二極體D1。同 時，電感電流IL從零增加至電流峰值Ιρκ。在截止狀能T, 期間’ ΡΜ控制信號為邏輯低電位以截止高側開關qi厂且二 極體Eh導通’且電感電流h可經由二極體&從地流向電感 ^。同時’電感電流k可從電流峰值Ιρκ減少至零。在略過狀 態TSKIP期間，顺控制信號仍維持邏輯低電位。因此，高側 開關Q1和二極體DA被截止，且電感電流h約為零。同理， 根據方程式（9) ’透過控制導通狀態的時間長度Tqn和截止狀 態的時間長度TSKIP，輸出電流lQUT可被適當地調整。 圖 控制器 4所不為根據本發明一實施例功率轉換器1〇〇/3〇〇中 102的部分方塊示意圖。圖4將結合圖丨和圖3進行 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 14 201004116
ί ί 4所不’控制器102提供一 PWM控制信號和LDRJEN MQ2^ t i〇4 Ό， 此提供、^ΓΓ料’控㈣102可輯算時間區段，並且據 扣供適备的PWM控制信號和LDR—ΕΝ信號。 例如，控制器102包括一單擊電路4〇2及撕 '一比較琴 PWM Γ制^電路備以及一反或閘侧。單擊電路權提供 402 而单擊電路4〇4提供通—咖信號。單擊電路 (' 例說明，當(falHng喻）觸發。舉 變為輸端的輸入信號由邏輯高電位 信於且祕—η·、早擊電路搬輸出邏輯高電位的™控制 二Tu、今味:段時間(例如’一導通狀態的時間長度Τ一不變。 :逾時，™控制信號變為邏輯低電位。與此類似，合單盤 位，單擊H 喊位變為邏輯低電 時門高電位的LD請信號且維持一段 、曰（例如，一截止狀態的時間長度TW)不變。各τ ⑽—ΕΝ信號變為賴傾位。）不H结束時， 延時電路蝴是一種用於再觸發單擊電路搬的 (blanking circuit)。延瞎帝玖 ληδ + 电略 的簡糊n 口 4 ’私路408接收來自單擊電路402 H由j t 控制信號的負緣重設。當簡控制 =，=變為邏輯低電位，延時電路彻的計時二 。 s㈣間（例如’—截止狀態的時間長度TW加上 彻仏’即ΤΛ)結束時，延時電路 410 ==電路4°2的_制信號。因此，== w由邏輯面電位變為邏輯低電位，單擊電路4〇4被觸發。制 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-200907I5) 15 201004116 w比較器406將控制器102的VFB端上的回授電壓Vfb與控 制器102的SLEW端上的目標電麼yTARGET進行比較，以產生一輪 出^給反或閘侧。在—實施例中，如果回授電壓Vfb不小於 目標電壓VtARGET，其輸出信號為邏輯低電位。如果回授電壓〜 小於目標電壓V_ ’其輸出信號為邏輯高電位，那麼反或間 410輸^邏輯低電位以觸發單擊電路4〇2。此刻，簡控制信號 此，在一實施例中’控制器102可以將輸出電壓V·調整至目 標電壓Vtakcet。 在-實施例中，當處於正常電流充電模式下時，控制器102 致能比較ϋ權骑輪出· v調整至目標電壓v臟”當處 於小電流充電模式下時，控制器搬失能比較器稱，並透過 控制Ton、TW和TW調整輸出電流Ι〇υτ。 —在-實施例中’ @ 4中所示之控制器1〇2可應用在圖）所 丁之功率轉換H 1GG中’以控制高侧開關φ和低側開關收。 在另一實施例:，圖4中所示之控制器1G2也可應用在圖3所 不之功率轉換& 中，以控制高側開關以和二極體D在 此實施例中，單擊電路侧的輸出端卩被縣空。 圖5所示為根據本發明—實施例第一控制信號（簡控 制=)、第-控制信號（LDR—EN信號）和電感電流江之波 形不意圖。圖5將結合圖4進行描述 如圖5所不，曲線502和5〇4分別顯示了酬控制信號 猶糊。當單擊電路碰被觸發時，PWM 控制㈣為邏如電位並且維持了 TGN的時間。在TQN期間， 電，電流L增加。當PM控制信號由邏輯高電位變為邏輯低電 位日守，早擊電路404被觸發，且延時電路權被重設。例如， 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 201004116 由邏輯低電位變為邏輯高電位，ι特了 τ。, 感電itti時間結束時變為邏輯低電位。在此τ-_，電 所計時間，重設’以開始計算時間。當 々 時’延時電路備輸出邏輯高電位以觸 = 進而使應控制信號變為邏輯高電位。在丁_ d間電感電流II約為零。 作方ϋ所不為根據本發明一實施例功率轉換器100/3⑽操 2程600。圖6將結合圖卜圖2和圖3進行描述。、 將it驟咖和嶋中’控制器⑽在導通狀態Τ™_ 如《γ汗關Q1導通’並將轉接至高侧開關Ql的導通路徑（例 =側開關Q2或二極體Dl)截止。在步驟咖和_中， 二極ί 止狀態丁卿期間將導通路徑（低侧開關Q2或 ° 並將而側開關Q1截止。在步驟610中，控 =102在略過狀態TsKIp期間將高側開關⑴和導通路 側開關Q2或二極體])〇截止。 _ 替612中，控制器⑽根據電流參考值-控制導 的時間長度Tskip°例如，根 據方程式⑼，控制器⑽«電流參考值Iref計算導 的時間長度T〇N以及/或者截止狀態的時間長度τ層。/ 和截控制器102根據導通狀態的時間長度τ⑽ 矛截止狀&的k間長度TsKlp來產生 =_)以控制高侧_Q1和導通==’， t 中描述，控制器102根據第—控制信號將功率轉 調整至電流參考例如’等效電感電流^) 細上所述，本發明提供了—種功率轉鋪，其根據功率 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 17 201004116 = 以不同的模式調整輪出電流。功率 等等。舉例說明，功率統和電源供應系統 載，或者糾―充電雷、=φ /k供—供應電流給一負 拖哭n :、充電電^給—電池。有利之處在於，功率轉 的二準Μ較準確地將供應電流/充電電流調整至相對較低 上文具體實施方式和附圖僅為本發明之 在不脫離後附申請專利範圍所界定的姻^ 二保瘦祀_前提下可以有各種增補、修改和替換。本 f術魏巾具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用 曰可根據具體的環境和卫作要求在不f離發明準則的前 提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其 匕方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而 非限制，本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法均等 物界定，而不限於此前之描述。 【圖式簡單說明】 以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進 行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中： 圖1所示為根據本發明一實施例功率轉換器的方塊示意 圖。 圖2所示為根據本發明一實施例電感電壓yL、電感電流 II和電感電流II的等效電感電流IL EQV的波形示意圖。。 圖3所示為根據本發明另一實施例功率轉換器的方塊示 意圖。 圖4所示為根據本發明一實施例功率轉換器中之控制器 0525-TW-CH Spec+CIaim (sandra.t-200907I5) 18 201004116 部分方塊示意圖。 圖5所示為根據本發明一實施例第一控制信號（PWM控 制信號）、第二控制信號（LDR_EN信號）和電感電流IL之波 形示意圖。 圖6所示為根據本發明一實施例功率轉換器操作方法流 程。 【主要元件符號說明】 100 :功率轉換器/DC/DC轉換器 ( 102:控制器 104 :驅動器 106 :開關 108 :低通濾波器 110 :端點/供電端 112 :端點/輸出端 202、204、206 :曲線 300 :功率轉換器 402、404 :單擊電路 406 :比較器 408 :延時電路 410 :反或閘 502、504 :曲線 600 :流程 602〜616 :步驟 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 19
Claims (1)
- 201004116 七、申請專利範圍： 1. 一種功率轉換器，包括： 一高侧開關，耦接至一供電端且透過一導通路徑選擇 性地耦接至地，其中，在一導通狀態期間，該高側開 關被致能（enabled )且該導通路庐 isa e ) ’在一戴止狀態期間，該高側開關被失能 且該導通路徑被致能，在一略過狀態期間，該高側開 關和該導通路徑均被失能；以及 控制器，搞接至該咼侧開關，用於根據—電流灸考 值控制S亥導通狀態期間和該略過狀態期間，並根據嗲 導通狀態期間和該略過狀態期間產生—第一控制俨 號，以控制該高側開關和該導通路徑，並根據=第二 控制信號將該功率轉換器之一輸出電流調整至S電流 參考值。 2. 如申請專利範圍第1項的功率轉換器，其中，在該導 通狀態期間，該第一控制信號處於一第—狀熊，且在 該截止狀態及該略過狀態期間，該第_控制^號處於 一第二狀態。 3. 如申請專利範圍第1項的功率轉換器，其中，該導通 路4k包括一低側開關，其受控於來自該控制器之一第 二控制信號，其中，在該導通狀態期間及該略過狀態 期間’該第二控制信號處於一第一狀態，在該截止狀 怨期間’該第二控制信號處於—第二狀態。 4. 如申請專利範圍第1項的功率轉換器，其中，該導通 路徑包括一二極體，該二極體的一 p極耦接至該高側 開關’且該二極體的一 N極輕接至地。 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 20 201004116 =申二專利範圍第1項的功率轉換器，進-步包括： _感轉接至5亥鬲側開關和該導通路徑，盆中冷 =、ί感的—電感電流於該導通狀態期間增加，該電 戴止狀態期間減少，且該電感電流在該略 過狀悲期間約等於零。 6. t申請專利範圍第5項的功率轉換器，其中，該控制 =根據該導通狀態期間的時間長度、該功率轉換器的 -輸^電壓和—輸出電壓調整該韻電流的一限值。 (: .如申凊專利範圍帛1項的功率轉換器，其巾，該控制 器控制該導通狀態期間的時間長度反比於該功率轉換 器的-輸入電壓減去該功率轉換器的一輸出電壓。 8. =申請專利範圍第1項的功率轉換器，其中，該控制 器根據該導通狀態期間的時間長度、該功率轉換器的 輸入電壓以及該功率轉換器的一輸出電壓控制該截 止狀態的時間長度。 9. 如申請專利範圍第〗項的功率轉換器，其中，該輸出 ; 電流隨著該略過狀態的時間長度增加而減少。 10. —種功率轉換器之一輸出電流的控制方法，包括： 在一導通狀態期間，致能（enabled) —高側開關； 在5亥導通狀態期間，失能（disabled)搞接至該高侧 開關的一導通路徑； 在一截止狀態期間，致能該導通路徑； 在該截止狀態期間’失能該高側開關； 在一略過狀態期間，失能該高側開關和該導通路徑； 根據一電流參考值控制該導通狀態期間的時間長度和 該略過狀態期間的時間長度； 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 21 201004116 ‘二狀態期間的時間長度和該略過狀態期間的 $導、^2" i第—控制信號，以控繼高侧開關和 sf導通路僅，·以及 ^據4帛控制域將簡^電流調整至該電流參考 11·利範圍第10項的方法，其中，該導通路徑 η 第二控制信號的—低側開關。 專利範圍第10項的方法，其令，料通路徑 極體’該二極體的—Ρ極祕至該高側開關， 且3亥一極體的一 N極耦接至地。 13.如申請專利範圍第1G項的方法，進—步包括： 控制該導通狀態期間的時間長度反比於該功率轉換器 的-輸入電壓減去該功率轉換⑽—輸出電壓。 Η.=請專利範圍第10項的方法，其中，該輸出電流 隨著該略過狀態期間的時間長度增加而減少。 15. 一種將一功率轉換器之-輸出電流調整至-電流來考 值的控制器，包括： > L號產生為，用於根據—導通狀態期間的時間長 度、-截止狀態期間的時間長度和一略過狀態期間的 時間長度產生-第-控制信號，以控制一高侧開關和 -導通路徑，其中，在解通狀態綱，該高側開關 被致能（enabled)且該導通路徑被失能（disabled)， 在該截止狀態期間，該高側開關被失能且該導通路徑 被致能，在該略過狀態期間，該高側開關和該導通路 徑均被失能；以及 .延時電路，耦接至該信號產生器，用於根據該電流 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 22 201004116 參考值來控制該略過狀態期間的時間長度。 Win =，態期間的時間長度、該截止狀態期間的 時間長度和該略過狀態期間的時間長度，控制流 ，至該高側開關和該導通路徑之—電感的—電感電 17. 如申請專利範圍第16項的控㈣，其中，在該導通 狀態期間，該電感電流增加，在該截止狀態期^，該^電流減少，且在該略過狀態期間，該電感電 等於。 18. 如申請專利範圍第16項的控制器’其中，該輸出電 流等於該電感電流的一等效電流。 19. 如申請專利範圍第15項的控制器，其中，該導通路 徑包括受控於來自該控制器的一第二控制信號之 側開關。 _ 20. ，申請專利範圍第15項的控繼，其中，該導通路 钇包括—極體’该二極體的一 Ρ極搞接至該高側開 關，且該二極體的一 Ν極輕接至地。 21. 如申請專利範圍第15項的控制器，其中，該截止狀 態期間的時間長度與該導通狀態期間的時間長度 比。 22. 如申請專利範圍帛15項的控制器，其中，該控制器 控制該導通狀態期間的時間長度反比於該功率轉換器 的一輸入電壓減去該功率轉換器的一輸出電壓。 23. 如申請專利範圍第15項的控㈣，其中，該輸出電 流隨著該略過狀態期間的時間長度增加而減少。 0525-TW-CH Spec+Claim (sandra.t-20090715) 23
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