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TW201703410A - 升降壓轉換器及其控制電路 - Google Patents

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TW201703410A
TW201703410A TW104121346A TW104121346A TW201703410A TW 201703410 A TW201703410 A TW 201703410A TW 104121346 A TW104121346 A TW 104121346A TW 104121346 A TW104121346 A TW 104121346A TW 201703410 A TW201703410 A TW 201703410A
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TW104121346A
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陳志源
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茂達電子股份有限公司
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Abstract

本發明實施例提供一種升降壓轉換器及其控制電路。升降壓轉換器在輸入電壓與輸出電壓接近(即處於升降壓模式)時，控制電路將產生特定的切換訊號，而切換式穩壓元件中的四個開關將可根據切換訊號進行切換，使得四個開關不會因為輸入電壓與輸出電壓接近而頻繁地進行導通與截止。據此，本發明之升降壓轉換器及其控制電路將可減少四個開關的開關雜訊(switch noise)與整體電路的切換損失(switching loss)，進而可提高升降壓轉換器的能量轉換效率。

Description

升降壓轉換器及其控制電路
本發明提供一種升降壓轉換器及其控制電路，特別是指一種可減少切換損失之升降壓轉換器及其控制電路。
習知的升降壓轉換器(buck-boost converter)會利用切換式穩壓元件在升壓模式(boost mode)、降壓模式(buck mode)、以及升降壓模式(buck-boost mode)三者之間流輪切換操作，以將輸入電壓轉換為所需的輸出電壓。切換式穩壓元件包含有四個功率開關。當切換式穩壓元件操作在升壓模式時，切換式穩壓元件中只有兩個功率開關會輪流導通。當切換式穩壓元件操作在降壓模式時，則變成是另兩個功率開關會輪流導通。
而當輸入電壓與輸出電壓接近時，習知的升降壓轉換器將操作在升降壓模式。在升降壓模式中，若輸入電壓高於輸出電壓時，升降壓轉換器將進行如同降壓模式下之運作；而若輸入電壓高於輸出電壓時，升降壓轉換器則將進行如同升壓模式下之運作。由於輸入電壓與輸出電壓相近，切換式穩壓元件中的四個功率開關將會頻繁且交替地導通(turned-on)與截止(turned-off)，使得整體電路的切換損失(switching loss)增加，進而降低升降壓轉換器的能量轉換效率。
因此，如何減少整體電路的切換損失，將可以提高升降壓式轉換器的能量轉換效率。
本發明實施例提供一種控制電路，用於控制一升降壓轉換器中的一切換式穩壓元件。切換式穩壓元件包括一電感、一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關。電感具有一第一端與一第二端。第一開關之一端耦接第一端，第一開關之另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓。第二開關之一端耦接第一端，且第二開關之另一端接地。第三開關之一端耦接第二端，且第三開關之另一端接地。第四開關之一端耦接第二端，且第四開關之另一端傳送一輸出電壓至一輸出端。控制電路包括一回授補償元件、一判斷元件、一模式選擇元件、一第一控制器、一第二控制器與一驅動元件。回授補償元件耦接於第四開關與輸出端之間，偵測輸出電壓，且產生代表輸出電壓之一補償訊號。判斷元件耦接回授補償元件，接收補償訊號與流經電感之一電流訊號，且判斷電流訊號是否低於補償訊號。其中當判斷元件判斷電流訊號低於補償訊號時，判斷元件產生一啟動訊號。模式選擇元件接收輸入電壓與輸出電壓。於輸出電壓與輸入電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，模式選擇元件產生一升降壓模式。第一控制器耦接比較元件與模式選擇元件。第一控制器於升降壓模式根據啟動訊號持續產生高準位的一第一訊號一第一預定時間，並於第一預定時間後產生低準位的第一訊號。第二控制器耦接比較元件與模式選擇元件。第二控制器於升降壓模式根據啟動訊號持續產生高準位的一第二訊號一第二預定時間，並於第二預定時間後產生低準位的第二訊號。其中第一預定時間大於第二預定時間。驅動元件耦接模式選擇元件、第一控制器與第二控制器。驅動元件於升降壓模式根據高準位的第一訊號導通第一開關且根據低準位的第一訊號截止第一開關。驅動元件於升降壓模式根據高準位的第二訊號導通第三開關且根據低準位的第二訊號截止第三開關。 其中第一開關與第二開關為反相切換，且第三開關與第四開關為反相切換。
本發明實施例另外提供一種控制電路，用於控制一升降壓轉換器中的一切換式穩壓元件。切換式穩壓元件包括一電感、一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關。電感具有一第一端與一第二端。第一開關之一端耦接第一端，且第一開關之另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓。第二開關之一端耦接第一端，且第二開關之另一端接地。第三開關之一端耦接第二端，且第三開關之另一端接地。第四開關之一端耦接第二端，且第四開關之另一端傳送一輸出電壓至一輸出端。控制電路包括一回授補償元件、一判斷元件、一模式選擇元件、一第一控制器、一第二控制器與一驅動元件。回授補償元件耦接於第四開關與輸出端之間，偵測輸出電壓，且產生代表輸出電壓之一補償訊號。判斷元件耦接回授補償元件，接收補償訊號與流經電感之一電流訊號，且判斷電流訊號是否高於補償訊號。其中當判斷元件判斷電流訊號高於補償訊號時，判斷元件產生一啟動訊號。模式選擇元件接收輸入電壓與輸出電壓。於輸出電壓與輸入電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，模式選擇元件產生一升降壓模式。第一控制器耦接比較元件與模式選擇元件。第一控制器於升降壓模式根據啟動訊號持續產生低準位的一第一訊號一第一預定時間，並於第一預定時間後產生高準位的第一訊號。第二控制器耦接比較元件與模式選擇元件。第二控制器於升降壓模式根據啟動訊號持續產生低準位的一第二訊號一第二預定時間，並於第二預定時間後產生高準位的第二訊號。其中第一預定時間小於第二預定時間。驅動元件耦接模式選擇元件、第一控制器與第二控制器。驅動元件於升降壓模式根據低準位的第一訊號截止第一開關且根據高準位的第一訊號導通第一開關。且驅動元件根據低準位的第二訊號截止第三開關且根據高準位的第二訊號導通第三開 關。其中第一開關與第二開關為反相切換，且第三開關與第四開關為反相切換。
本發明實施例更提供一種升降壓轉換器，包括一切換式穩壓元件與上述實施例所述之控制電路。切換式穩壓元件包括一電感、一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關。電感具有一第一端與一第二端。第一開關之一端耦接第一端，且其另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓。第二開關之一端耦接第一端，且其另一端接地。第三開關之一端耦接第二端，且其另一端接地。第四開關之一端耦接第二端，且其另一端傳送一輸出電壓至一輸出端。控制電路耦接切換式穩壓元件，用於控制該切換式穩壓元件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓。
綜合以上所述，本發明實施例提供一種升降壓轉換器及其控制電路。升降壓轉換器在輸入電壓與輸出電壓接近(即處於升降壓模式)時，控制電路將產生特定的切換訊號，而切換式穩壓元件中的四個開關將可根據切換訊號進行切換，使得四個開關不會因為輸入電壓與輸出電壓接近而頻繁地進行導通(turned-on)與截止(turned-off)。此外，四個開關不需要頻繁且交替地導通與截止，將可減少開關雜訊(switch noise)與整體電路的切換損失(switching loss)，進而可提高升降壓轉換器的能量轉換效率。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
10、20、30‧‧‧升降壓轉換器
50‧‧‧切換式穩壓元件
100、200、300‧‧‧控制電路
110、210、310‧‧‧回授補償元件
112‧‧‧放大器
114‧‧‧電壓源
120、220、320‧‧‧判斷元件
130、230、330‧‧‧第一控制器
132、232‧‧‧第一SR正反器
134、234‧‧‧第一計數器
140、240、340‧‧‧第二控制器
142、242‧‧‧第二SR正反器
144、244‧‧‧第二計數器
150、250、350‧‧‧模式選擇元件
160、260、360‧‧‧驅動元件
a1‧‧‧第一端
b1‧‧‧第二端
BB‧‧‧升降壓模式訊號
BK‧‧‧降壓模式訊號
BS‧‧‧升壓模式訊號
EAO‧‧‧補償訊號
FB‧‧‧回授訊號
H1、H2、H3、H4‧‧‧端點
INT‧‧‧輸入端
Isen‧‧‧電流訊號
L‧‧‧電感
L1、L2、M1、M2、T1、T2‧‧‧固定時間
L3a、L4a、M3a、M4a、T3a、T4a‧‧‧第一預定時間
L3b、L4b、M3b、M4b、T3b、T4b‧‧‧第二預定時間
OPT‧‧‧輸出端
P1、P2、P3、P4‧‧‧端點
Q1‧‧‧第一輸出端
Q2‧‧‧第二輸出端
R1‧‧‧第一重置端
R2‧‧‧第二重置端
Ra‧‧‧第一電阻
Rb‧‧‧第二電阻
S1‧‧‧第一設定端
S2‧‧‧第二設定端
St‧‧‧啟動訊號
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW4‧‧‧第四開關
Tr1、Tr2、Tr3、Tr4‧‧‧切換訊號
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
VREF‧‧‧參考電壓
Z1‧‧‧第一訊號
Z2‧‧‧第二訊號
圖1是本發明一實施例之升降壓轉換器的示意圖。
圖2是本發明一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。
圖3A-3D是本發明一實施例之控制電路的訊號波形圖。
圖4是本發明另一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。
圖5A-5D是本發明另一實施例之控制電路的訊號波形圖。
圖6是本發明另一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。
圖7A-7D是本發明另一實施例之控制電路的訊號波形圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
本發明實施例提供一種升降壓轉換器及其控制電路。升降壓轉換器在輸入電壓與輸出電壓接近(即處於升降壓模式)時，控制電路中的第一控制器與第二控制器將根據啟動訊號分別產生固定時間的一第一訊號與第二訊號，且在升降壓模式下第一訊號與第二訊號具有不同的固定時間，使得驅動元件根據第一訊號與第二訊號產生特定的切換訊號，而切換式穩壓元件中的四個開關將可根據切換訊號進行切換，使得四個開關不會因為輸入電壓與輸出電壓接近而頻繁地進行導通與截止。而電感在快速充電後遂可緩慢地進行放電，使得四個開關不需要頻繁且交替地導通與截止。據此，升降壓轉換器將可減少開關雜訊與整體電路的切換損失，進而可提高升降壓轉換器的能量轉換效率。以下將進一步介紹本發明揭露之升降壓轉換器及其控制電路。
首先，請參考圖1，其顯示本發明一實施例之升降壓轉換器的示意圖。如圖1所示，升降壓轉換器10包括一切換式穩壓元件50與一控制電路100。切換式穩壓元件50包括一電感L、一第一開關SW1、一第二開關SW2、一第三開關SW3與一第四開關SW4。 電感L具有一第一端a1與一第二端b1。第一開關SW1之一端耦接第一端a1，且其另一端接收由一輸入端INT產生的一輸入電壓Vin。第二開關SW2之一端耦接第一端a1，且其另一端接地。第三開關SW3之一端耦接第二端b1，且其另一端接地。第四開關SW4之一端耦接第二端b1，且其另一端傳送一輸出電壓Vout至一輸出端OPT。
第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4分別根據切換訊號Tr1、Tr2、Tr3與Tr4而執行導通與截止，以於升壓模式(boost mode)、降壓模式(buck mode)、以及升降壓模式(buck-boost mode)三者之間流輪切換操作。而有關升壓模式、降壓模式、以及升降壓模式會藉由後續的實施例加以說明，故在此不再贅述。在本實施例中，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4為電晶體開關，且亦可為其它型式之開關，本發明對此不作限制。
請參考圖1並同時參考圖2，圖2顯示本發明一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。控制電路100耦接切換式穩壓元件50，用以於升壓模式、降壓模式與升降壓模式之中控制切換式穩壓元件50之第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4執行導通與截止，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。控制電路100包括一回授補償元件110、一判斷元件120、一第一控制器130、一第二控制器140、一模式選擇元件150與一驅動元件160。
回授補償元件110耦接於第四開關SW4與輸出端OPT之間，以偵測輸出電壓Vout，並產生代表輸出電壓Vout之一補償訊號EAO。在本實施例中，回授補償元件110包括一第一電阻Ra、一第二電阻Rb與一放大器112。第一電阻Ra之一端電連接輸出端OPT，第一電阻Ra之另一端電連接第二電阻Rb之一端，且第二電阻Rb之另一端接地。放大器112之一負端電連接於第一電阻 Ra與第二電阻Rb之間以根據輸出電壓Vout接收一回授訊號FB。放大器112之正端電連接一電壓源114以接收電壓源114產生之一參考電壓VREF。而放大器112將根據回授訊號FB與參考電壓VREF產生代表輸出電壓Vout之補償訊號EAO。
判斷元件120耦接回授補償元件110，且接收補償訊號EAO與流經電感L之一電流訊號Isen。在本實施例中，判斷元件120係電連接電感L與第四開關SW4之間(即電感L之第二端b1)，以偵測流經電感L之電流訊號Isen。而判斷元件120亦可電連接於可以偵測到流經電感L之電流訊號Isen之處，本發明對此不作限制。
判斷元件120將進一步判斷電流訊號Isen是否低於補償訊號EAO。當判斷元件120判斷電流訊號Isen低於補償訊號EAO時，判斷元件120將產生一啟動訊號St；反之，則判斷元件120不產生啟動訊號St。在本實施例中，判斷元件120為一比較器。比較器具有一輸入正端與一輸入負端。輸入正端接收補償訊號EAO，輸入負端接收電流訊號Isen。比較器比較補償訊號EAO與電流訊號Isen，以於電流訊號Isen低於補償訊號EAO時產生啟動訊號St，代表此時流經電感L的電流訊號Isen太低，需要增加電流訊號Isen以轉換為所需的輸出電壓Vout。而若電流訊號Isen高於補償訊號EAO時比較器則不產生啟動訊號St，代表此時流經電感L的電流訊號Isen得以轉換為所需的輸出電壓Vout，不需要增加電流訊號Isen。
而上述的回授補償元件110亦可以其它元件來產生代表輸出電壓Vout之補償訊號EAO，以及判斷元件120亦可以其它元件來產生啟動訊號St，本發明對此不作限制。
模式選擇元件150接收輸入電壓Vin與輸出電壓Vout。模式選擇元件150於輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout，且其電壓差值大於一預設電壓值時產生代表一降壓模式的降壓模式訊號BK；模式選擇元件150於輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout，且其電壓差值 大於一預設電壓值時產生代表一升壓模式的升壓模式訊號BS；以及模式選擇元件150於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之電壓差值小於等於預設電壓值時產生代表一升降壓模式的升降壓模式訊號BB。
舉例來說，模式選擇元件150判斷輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout，且其電壓差值大於100mV時產生高電壓的降壓模式訊號BK；模式選擇元件150判斷輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout，且其電壓差值大於100mV時產生高電壓的升壓模式訊號BS；以及模式選擇元件150判斷輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之電壓差值小於等於100mV時產生高電壓的升降壓模式訊號BB。當然，預設電壓值亦可根據實際狀況作設定，且模式選擇元件150亦可以其他訊號來切換控制電路100為降壓模式、升壓模式或升降壓模式，本發明對此不作限制。
第一控制器130耦接比較元件120與模式選擇元件150，以根據降壓模式訊號BK、升壓模式訊號BS、升降壓模式訊號BB與啟動訊號St來產生第一訊號Z1至驅動元件160。而類似地，第二控制器140耦接比較元件120與模式選擇元件150，以根據降壓模式訊號BK、升壓模式訊號BS、升降壓模式訊號BB與啟動訊號St來產生第二訊號Z2至驅動元件160。而驅動元件160耦接模式選擇元件150、第一控制器130與第二控制器140，以根據降壓模式訊號BK、升壓模式訊號BS、升降壓模式訊號BB、第一訊號Z1與第二訊號Z2來產生切換訊號Tr1、Tr2、Tr3與Tr4，並據此控制第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4之導通與截止。以下將說明控制電路100在降壓模式、升壓模式或升降壓模式下的運作情形。
請同時參考圖3A-3D，其顯示本發明一實施例之電流訊號與多個切換訊號在降壓模式、升壓模式與升降壓模式下的波形圖。圖3A為說明控制電路100在降壓模式下的運作情形。因此，當控制 電路100為降壓模式時，第一控制器130將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen低於補償訊號EAO，如圖3A之三個端點P1)產生高準位的第一訊號Z1一固定時間T1，並於固定時間T1後產生低準位的第一訊號Z1；而第二控制器140則因控制電路100為降壓模式而持續產生低準位的第二訊號Z2。
在本實施例中，第一控制器130包括一第一SR正反器132與一第一計數器134。第一SR正反器132具有一第一設定端S1、一第一重置端R1與一第一輸出端Q1。第一設定端S1接收啟動訊號St，且第一輸出端Q1根據啟動訊號St產生高準位的第一訊號Z1。第一計數器134電連接於驅動元件160、模式選擇元件150與第一重置端R1之間。而第一計數器134將判斷第一訊號Z1處於一正緣觸發時，計數固定時間T1，並在固定時間T1後重置第一訊號Z1，以產生低準位的第一訊號Z1至驅動元件160。而第一控制器130亦可由其他電路組成，本發明對此不作限制。
接著，驅動元件160將根據高準位的第一訊號Z1持續固定時間T1產生高準位的切換訊號Tr1與低準位的切換訊號Tr2，以持續固定時間T1導通第一開關SW1與截止第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件160則根據低準位的第二訊號Z2持續產生低準位的切換訊號Tr3與高準位的切換訊號Tr4，以持續截止第三開關SW3與導通第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
在固定時間T1中，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸增加。而在固定時間T1之後，第二開關SW2與第四開關SW4導通，且第一開關SW1與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸減少。據此，升降壓轉換器10得以在降壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
圖3B為說明控制電路100在升壓模式下的運作情形。因此， 當控制電路100為升壓模式時，第二控制器140將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen低於補償訊號EAO，如圖3B之三個端點P2)產生高準位的第二訊號Z2一固定時間T2，並於固定時間T2後產生低準位的第二訊號Z2；而第一控制器130則因控制電路100為升壓模式而產生高準位的第一訊號Z1。接著，驅動元件160將根據高準位的第一訊號Z1持續產生高準位的切換訊號Tr1與低準位的切換訊號Tr2，以持續導通第一開關SW1與截止第二開關SW1，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件160將根據高準位的第二訊號Z2持續固定時間T2產生高準位的切換訊號Tr3與低準位的切換訊號Tr4，以持續固定時間T2導通第三開關SW3與截止第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
在本實施例中，第二控制器140包括一第二SR正反器142與一第二計數器144。第二SR正反器142具有一第二設定端S2、一第二重置端R2與一第二輸出端Q2。第二設定端S2接收啟動訊號St，且第二輸出端Q2根據啟動訊號St產生高準位的第二訊號Z2。第二計數器144電連接於驅動元件160、模式選擇元件150與第二重置端R2之間。而第二計數器144判斷第二訊號Z2處於一正緣觸發時，計數固定時間T2，並在固定時間T2後重置第二訊號Z2，以產生低準位的第二訊號Z2至驅動元件160。而第二控制器140亦可由其他電路組成，本發明對此不作限制。
在固定時間T2中，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen逐漸增加。而在固定時間T2之後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸減少。據此，升降壓轉換器10得以在升壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
圖3C為說明控制電路100在升降壓模式且輸入電壓Vin大於 輸出電壓Vout下的運作情形。因此，當控制電路100為升降壓模式且輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout時，第一控制器130將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen低於補償訊號EAO，如圖3C之三個端點P3)產生高準位的第一訊號Z1一第一預定時間T3a，並於第一預定時間T3a後產生低準位的第一訊號Z1；而第二控制器140則根據產生的啟動訊號St產生高準位的第二訊號Z2一第二預定時間T3b，並於第二預定時間T3b後產生低準位的第二訊號Z2。
接著，驅動元件160將根據高準位的第一訊號Z1持續第一預定時間T3a產生高準位的切換訊號Tr1與低準位的切換訊號Tr2，以持續第一預定時間T3a導通第一開關SW1與截止第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件160則根據高準位的第二訊號S2持續第二預定時間T3b產生高準位的切換訊號Tr3與低準位的切換訊號Tr4，以持續第二預定時間T3b導通第三開關SW3與截止第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
值得注意的是，第一預定時間T3a係大於第二預定時間T3b，且第一預定時間T3a較佳為第二預定時間T3b的三倍以上。因此，在第一預定時間T3a與第二預定時間T3b的期間，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸入電壓Vin)而快速增加。
在第一預定時間T3a的期間且第二預定時間T3b結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen將緩慢減少。
而在第一預定時間T3a與第二預定時間T3b結束後，第二開關 SW2與第四開關SW4導通，且第一開關SW1與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。直到電流訊號Isen低於補償訊號EA，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第一預定時間T3a與第二預定時間T3b期間之導通與截止狀況，而再次拉升電流訊號Isen。
圖3D為說明控制電路100在升降壓模式且輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout下的運作情形。因此，當控制電路100為升降壓模式且輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout時，第一控制器130將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen低於補償訊號EAO，如圖3D之三個端點P4)產生高準位的第一訊號Z1一第一預定時間T4a，並於第一預定時間T4a後產生低準位的第一訊號Z1。而類似地，第二控制器140則根據產生的啟動訊號St產生高準位的第二訊號Z2一第二預定時間T4b，並於第二預定時間T4b後產生低準位的第二訊號Z2。
接著，驅動元件160將根據高準位的第一訊號Z1持續第一預定時間T4a產生高準位的切換訊號Tr1與低準位的切換訊號Tr2，以持續第一預定時間T4a導通第一開關SW1與截止第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件160則根據高準位的第二訊號S2持續第二預定時間T4b產生高準位的切換訊號Tr3與低準位的切換訊號Tr4，以持續第二預定時間T4b導通第三開關SW3與截止第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
值得注意的是，第一預定時間T4a係大於第二預定時間T4b，且第一預定時間T4a較佳為第二預定時間T4b的三倍以上。因此，在第一預定時間T4a與第二預定時間T4b的期間，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較 大(即輸入電壓Vin)而快速增加。
在第一預定時間T4a的期間且第二預定時間T4b結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen緩慢增加。
而在第一預定時間T4a與第二預定時間T4b結束後，第二開關SW2與第四開關SW4導通，且第一開關SW1與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。直到電流訊號Isen低於補償訊號EA，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第一預定時間T4a與第二預定時間T4b期間之導通與截止狀況，而再次拉升電流訊號Isen。
由上述可知，升降壓轉換器在升降壓模式下，不論輸入電壓Vin大於、等於或小於輸出電壓Vout，控制電路100中的第一控制器130與第二控制器140將根據啟動訊號St分別持續產生第一預定時間(如圖3C的第一預定時間T3a與圖3D的第一預定時間T4a)的第一訊號Z1與第二預定時間(如圖3C的第二預定時間T3b與圖3D的第二預定時間T4b)的第二訊號Z2，且第一預定時間大於第二預定時間，使得第一開關SW1與第三開關SW3的導通時間不同。因此，當流經電感L之電流訊號Isen過低時(即低於補償訊號EAO)，控制電路100將切換第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4的導通與截止狀況，使得電流訊號Isen快速增加(即在第一預定時間與第二預定時間的期間)，接著電流訊號Isen將隨著輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的電壓差緩慢增加或減少(即在第一預定時間的期間且第二預定時間結束後)，最後電流訊號Isen快速減少直到電流訊號Isen低於補償訊號EAO(在第一預定時間T4a與第二預定時間T4b結束後)。
據此，控制電路100可產生固定導通時間，且在升降壓模式下可以產生不同的固定導通時間。因此，控制電路100在切換四個開關的過程中，有較長的時間(即在第一預定時間期間且第二預定時間結束後)對電感進行緩慢充放電，使得四個開關不需要頻繁地進行導通與截止，而不會產生大量的開關雜訊與切換損失。
接下來，請參考圖4，其顯示本發明另一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。如圖4所示，升降壓轉換器10包括一切換式穩壓元件50與一控制電路200。控制電路200包括一回授補償元件210、一判斷元件220、一第一控制器230、一第二控制器240、一模式選擇元件250與一驅動元件260。有關回授補償元件210、模式選擇元件250與一驅動元件260之內部元件與運作方式係與前一實施例之回授補償元件210、模式選擇元件250與一驅動元件260內部元件與運作方式相同，故在此不再贅述。
在本實施例中，判斷元件220電連接於電感L與第四開關SW4之間，以偵測流經電感L之電流訊號Isen。本實施例與前一實施例不同的地方在於，判斷元件220判斷電流訊號Isen是否高於補償訊號EAO。當判斷元件220判斷電流訊號Isen高於補償訊號EAO時，判斷元件220將產生啟動訊號St；反之，則判斷元件220不產生啟動訊號St。在本實施例中，判斷元件220為一比較器。比較器具有一輸入正端與一輸入負端。輸入正端接收電流訊號Isen，輸入負端接收補償訊號EAO。比較器比較電流訊號Isen與補償訊號EAO，以於電流訊號Isen高於補償訊號EAO時產生啟動訊號St，代表此時流經電感L的電流訊號Isen太高，需要降低電流訊號Isen以轉換為所需的輸出電壓Vout。而若電流訊號Isen低於補償訊號EAO時比較器則不產生啟動訊號St，代表此時流經電感L的電流訊號Isen得以轉換為所需的輸出電壓Vout，不需要降低電流訊號Isen。而上述的判斷元件220亦可以其它元件來產生啟動訊號St，本發明對此不作限制。
第一控制器230與第二控制器240耦接比較元件220與模式選擇元件250，以根據降壓模式訊號BK、升壓模式訊號BS、升降壓模式訊號BB與啟動訊號St分別產生第一訊號Z1與第二訊號Z2至驅動元件260。以下將說明控制電路200在降壓模式、升壓模式或升降壓模式下的運作情形。
請同時參考圖5A-5D，其顯示本發明另一實施例之電流訊號與多個切換訊號在降壓模式、升壓模式與升降壓模式下的波形圖。圖5A為說明控制電路200在降壓模式下的運作情形。因此，當控制電路200為降壓模式時，第一控制器230將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen高於補償訊號EAO，如圖5A之三個端點H1)產生低準位的第一訊號Z1一固定時間L1，並於固定時間L1後產生高準位的第一訊號Z1；而第二控制器240則因控制電路200為降壓模式而持續產生低準位的第二訊號Z2。
在本實施例中，第一控制器230包括一第一SR正反器232與一第一計數器234。第一SR正反器232具有一第一重置端R1、一第一設定端S1與一第一輸出端Q1。第一重置端R1接收啟動訊號St，且第一輸出端Q1根據啟動訊號St產生低準位的第一訊號Z1。第一計數器234電連接於驅動元件260、模式選擇元件250與第一設定端S1之間。而第一計數器234將判斷第一訊號Z1處於一負緣觸發時，計數固定時間L1，並在固定時間L1後設定第一訊號Z1，以產生高準位的第一訊號Z1至驅動元件260。而第一控制器230亦可由其他電路組成，本發明對此不作限制。
接著，驅動元件260將根據低準位的第一訊號Z1持續固定時間L1產生低準位的切換訊號Tr1與高準位的切換訊號Tr2，以持續固定時間L1截止第一開關SW1與導通第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件260則根據低準位的第二訊號Z2持續產生低準位的切換訊號Tr3與高準位的切換訊號Tr4，以持續截止第三開關SW3與導通第四開關SW4， 意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
在固定時間L1中，第一開關SW1與第三開關SW3截止，且第二開關SW2與第四開關SW4導通，使得電流訊號Isen逐漸降低。而在固定時間L1之後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸增加。據此，升降壓轉換器20得以在降壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
圖5B為說明控制電路200在升壓模式下的運作情形。因此，當控制電路200為升壓模式時，第二控制器240將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen高於補償訊號EAO，如圖3B之三個端點H2)產生低準位的第二訊號Z2一固定時間L2，並於固定時間L2後產生高準位的第二訊號Z2；而第一控制器230則因控制電路200為升壓模式而產生高準位的第一訊號Z1。接著，驅動元件260將根據高準位的第一訊號Z1持續產生高準位的切換訊號Tr1與低準位的切換訊號Tr2，以持續導通第一開關SW1與截止第二開關SW1，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件260將根據低準位的第二訊號Z2持續固定時間L2產生低準位的切換訊號Tr3與高低準位的切換訊號Tr4，以持續固定時間L2截止第三開關SW3與導通第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
在本實施例中，第二控制器240包括一第二SR正反器242與一第二計數器244。第二SR正反器242具有一第二重置端R2、一第二設定端S2與一第二輸出端Q2。第二重置端R2接收啟動訊號St，且第二輸出端Q2根據啟動訊號St產生低準位的第二訊號Z2。第二計數器244電連接於驅動元件260、模式選擇元件250與第二設定端S2之間，且判斷第二訊號Z2處於一負緣觸發時，計數固定時間L2，並在固定時間L2後設定第二訊號Z2，以產生高準位的第二訊號Z2至驅動元件260。而第二控制器240亦可由 其他電路組成，本發明對此不作限制。
在固定時間L2中，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸減少。而在固定時間L2之後，第二開關SW2與第四開關SW4截止，且第一開關SW1與第三開關SW3導通，使得電流訊號Isen逐漸增加。據此，升降壓轉換器20得以在升壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
圖5C為說明控制電路200在升降壓模式且輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout下的運作情形。因此，當控制電路200為升降壓模式且輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout時，第一控制器230將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen高於補償訊號EAO，如圖5C之二個端點H3)產生低準位的第一訊號Z1一第一預定時間L3a，並於第一預定時間L3a後產生高準位的第一訊號Z1；而第二控制器240則根據產生的啟動訊號St產生低準位的第二訊號Z2一第二預定時間L3b，並於第二預定時間L3b後產生高準位的第二訊號Z2。
接著，驅動元件260將根據低準位的第一訊號Z1持續第一預定時間L3a產生低準位的切換訊號Tr1與高準位的切換訊號Tr2，以持續第一預定時間H3a截止第一開關SW1與導通第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件260則根據低準位的第二訊號S2持續第二預定時間L3b產生低準位的切換訊號Tr3與高準位的切換訊號Tr4，以持續第二預定時間L3b截止第三開關SW3與導通第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
值得注意的是，第一預定時間L3a係小於第二預定時間L3b，且第二預定時間L3b較佳為第一預定時間L3a的三倍以上。因此，在第二預定時間L3b且第一預定時間L3a的期間，第二開關SW2與第四開關SW4導通，且第一開關SW1與第三開關SW3截止， 使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。
在第二預定時間L3b的期間且第一預定時間L3a結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen將緩慢減少。
而在第二預定時間L3b與第一預定時間L3a結束後，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸入電壓Vin)而快速增加。直到電流訊號Isen高於補償訊號EAO，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第二預定時間T3b且第一預定時間T3a期間之導通與截止狀況，而再次降低電流訊號Isen。
圖5D為說明控制電路200在升降壓模式且輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout下的運作情形。因此，當控制電路200為升降壓模式且輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout時，第一控制器230將根據產生的啟動訊號St(即電流訊號Isen高於補償訊號EAO，如圖5D之二個端點H4)產生低準位的第一訊號Z1一第一預定時間L4a，並於第一預定時間L4a後產生高準位的第一訊號Z1。而類似地，第二控制器240則根據產生的啟動訊號St產生低準位的第二訊號Z2一第二預定時間L4b，並於第二預定時間L4b後產生高準位的第二訊號Z2。
接著，驅動元件260將根據低準位的第一訊號Z1持續第一預定時間L4a產生低準位的切換訊號Tr1與高準位的切換訊號Tr2，以持續第一預定時間L4a截止第一開關SW1與導通第二開關SW2，意即第一開關SW1與第二開關SW2為反相切換。而驅動元件260則根據低準位的第二訊號S2持續第二預定時間L4b產生低， 準位的切換訊號Tr3與高準位的切換訊號Tr4，以持續第二預定時間L4b截止第三開關SW3與導通第四開關SW4，意即第三開關SW3與第四開關SW4為反相切換。
值得注意的是，第一預定時間L4a係小於第二預定時間L4b，且第二預定時間L4b較佳為第一預定時間L4a的三倍以上。因此，在第二預定時間L4b與第一預定時間L4a的期間，第一開關SW1與第三開關SW3截止，且第二開關SW2與第四開關SW4導通，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。
在第二預定時間L4b的期間且第一預定時間L4a結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen緩慢增加。
而在第二預定時間L4b且第一預定時間L4a結束後，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸入電壓Vin)而快速增加。直到電流訊號Isen高於補償訊號EAO，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第一預定時間L4a與第二預定時間L4b期間之導通與截止狀況，而再次降低電流訊號Isen。
由上述可知，升降壓轉換器在升降壓模式下，不論輸入電壓Vin大於、等於或小於輸出電壓Vout，控制電路100中的第一控制器230與第二控制器240將根據啟動訊號St分別持續產生第一預定時間(如圖5C的第一預定時間L3a與圖5D的第一預定時間L4a)的第一訊號Z1與第二預定時間(如圖5C的第二預定時間L3b與圖5D的第二預定時間L4b)的第二訊號Z2，且第一預定時間小於第二預定時間，使得第一開關SW1與第三開關SW3的截止時間不 同。因此，當流經電感L之電流訊號Isen過高時(即高於補償訊號EAO)，控制電路200將切換第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4的導通與截止狀況，使得電流訊號Isen快速減少(即在第一預定時間且第二預定時間的期間)，接著電流訊號Isen將隨著輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的電壓差緩慢增加或減少(即在第二預定時間的期間且第一預定時間期間結束後)，最後電流訊號Isen快速增加直到電流訊號Isen高於補償訊號EAO(在第二預定時間且第一預定時間結束後)。
據此，控制電路200可產生固定截止時間，且在升降壓模式下可以產生不同的固定截止時間。因此，控制電路200在切換四個開關的過程中，有較長的時間(即在第二預定時間的期間且第一預定時間結束後)對電感進行緩慢充放電，使得四個開關不需要頻繁地進行導通與截止，而不會產生大量的開關雜訊與切換損失。
接下來請參考圖6，其顯示本發明另一實施例之升降壓轉換器的控制電路的示意圖。升降壓轉換器30包括一切換式穩壓元件50與一控制電路300。有關回授補償元件310、第一控制器330、第二控制器340、模式選擇元件350與驅動元件360之內部元件與運作方式係與前一實施例之回授補償元件210、第一控制器230、第二控制器240、模式選擇元件250與驅動元件260之內部元件與運作方式相同，故在此不再贅述。
不同的地方在於，判斷元件320改以電連接在輸入端INT與第一開關SW1之間，以偵測流經電感L之電流訊號Isen。請同時參考圖7A-7D所示，其顯示本發明另一實施例之電流訊號與多個切換訊號在降壓模式、升壓模式與升降壓模式下的波形圖。
相較於前一實施例之判斷元件220為電連接在電感L與第四開關SW4之間，本實施例之判斷元件320為電連接在輸入端INT與第一開關SW1之間。因此，當驅動元件360根據第一訊號Z1與第二訊號Z2產生高準位的切換訊號Tr2與高準位的切換訊號Tr4 以導通第二開關SW2與第四開關SW4時，判斷元件320將偵測不到電流訊號Isen而下降至0。雖然本實施例之判斷元件320與前一實施例之判斷元件220為電連接在不同的地方，使得判斷元件320與判斷元件220偵測到的電流訊號Isen不相同，但本實施例之控制電路300與前一實施例之控制電路200為進行相同的判斷機制。因此，圖7A-7D所示之第一訊號Z1、第二訊號Z2與切換訊號Tr1-Tr4之波形與圖5A-5D所示之第一訊號Z1、第二訊號Z2與切換訊號Tr1-Tr4之波形相同，且所屬技術領域具有通常知識者可從圖5A-5D得知圖7A-7D，故在此不再贅述。
因此，如圖7A所示，控制電路300操作在降壓模式下。在固定時間M1中，第一開關SW1與第三開關SW3截止，且第二開關SW2與第四開關SW4導通，使得電流訊號Isen逐漸降低。而在固定時間M1之後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸增加。據此，升降壓轉換器10得以在降壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
如圖7B所示，控制電路300操作在升壓模式下。在固定時間M2中，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen逐漸減少。而在固定時間M2之後，第一開關SW1與第四開關SW4截止，且第二開關SW2與第三開關SW3導通，使得電流訊號Isen逐漸增加。據此，升降壓轉換器20得以在升壓模式下提供足夠的電流訊號Isen，以將輸入電壓Vin轉換為所需的輸出電壓Vout。
如圖7C所示，控制電路300操作在升降壓模式下，且輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout。在第二預定時間M3b且第一預定時間M3a的期間，第二開關SW2與第四開關SW4導通，且第一開關SW1與第三開關SW3截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。
在第二預定時間M3b的期間且第一預定時間M3a結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen將緩慢減少。
而在第二預定時間M3b與第一預定時間M3a結束後，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸入電壓Vin)而快速增加。直到電流訊號Isen高於補償訊號EAO，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第二預定時間M3b且第一預定時間M3a期間之導通與截止狀況，而再次降低電流訊號Isen。
如圖7D所示，控制電路300操作在升降壓模式下，且輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout。在第二預定時間M4b與第一預定時間M4a的期間，第一開關SW1與第三開關SW3截止，且第二開關SW2與第四開關SW4導通，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸出電壓Vout)而快速減少。
在第二預定時間M4b的期間且第一預定時間M4a結束後，第一開關SW1與第四開關SW4導通，且第二開關SW2與第三開關SW3截止。此時，由於輸入電壓Vin接近輸出電壓Vout，使得電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較小(即輸入電壓Vin-輸出電壓Vout)，電流訊號Isen緩慢增加。
而在第二預定時間M4b且第一預定時間M4a結束後，第一開關SW1與第三開關SW3導通，且第二開關SW2與第四開關SW4截止，使得電流訊號Isen因電感L之第一端a1與第二端b1之電壓差較大(即輸入電壓Vin)而快速增加。直到電流訊號Isen高於補償訊號EAO，第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3與第四開關SW4再次回到第一預定時間M4a與第二預定時間M4b 期間之導通與截止狀況，而再次降低電流訊號Isen。
據此，控制電路300之判斷元件320可電連接在輸入端INT與第一開關SW1之間來偵測電流訊號Isen。而控制電路200將根據電流訊號Isen產生固定截止時間，且在升降壓模式下可以產生不同的固定截止時間。因此，控制電路200在切換四個開關的過程中，有較長的時間(即在第二預定時間的期間且第一預定時間結束後)對電感進行緩慢充放電，使得四個開關不需要頻繁地進行導通與截止，而不會產生大量的開關雜訊與切換損失。
綜上所述，本發明實施例提供一種升降壓轉換器及其控制電路。升降壓轉換器在輸入電壓與輸出電壓接近(即處於升降壓模式)時，控制電路將產生特定的切換訊號，而切換式穩壓元件中的四個開關將可根據切換訊號進行切換，使得四個開關不會因為輸入電壓與輸出電壓接近而頻繁地進行導通與截止。此外，四個開關不需要頻繁且交替地導通與截止，將可減少開關雜訊與整體電路的切換損失，進而可提高升降壓轉換器的能量轉換效率。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
10‧‧‧升降壓轉換器
50‧‧‧切換式穩壓元件
100‧‧‧控制電路
110‧‧‧回授補償元件
120‧‧‧判斷元件
130‧‧‧第一控制器
140‧‧‧第二控制器
150‧‧‧模式選擇元件
160‧‧‧驅動元件
a1‧‧‧第一端
b1‧‧‧第二端
BB‧‧‧升降壓模式訊號
BK‧‧‧降壓模式訊號
BS‧‧‧升壓模式訊號
EAO‧‧‧補償訊號
INT‧‧‧輸入端
Isen‧‧‧電流訊號
L‧‧‧電感
OPT‧‧‧輸出端
Tr1、Tr2、Tr3、Tr4‧‧‧切換訊號
St‧‧‧啟動訊號
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW4‧‧‧第四開關
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Z1‧‧‧第一訊號
Z2‧‧‧第二訊號

Claims (22)

  1. 一種控制電路，用於控制一升降壓轉換器中的一切換式穩壓元件，該切換式穩壓元件包括一電感、一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關，該電感具有一第一端與一第二端，該第一開關之一端耦接該第一端，該第一開關之另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓，該第二開關之一端耦接該第一端，該第二開關之另一端接地，該第三開關之一端耦接該第二端，該第三開關之另一端接地，該第四開關之一端耦接該第二端，且該第四開關之另一端傳送一輸出電壓至一輸出端，該控制電路包括：一回授補償元件，耦接於該第四開關與該輸出端之間，偵測該輸出電壓，且產生代表該輸出電壓之一補償訊號；一判斷元件，耦接該回授補償元件，接收該補償訊號與流經該電感之一電流訊號，且判斷該電流訊號是否低於該補償訊號，其中當該判斷元件判斷該電流訊號低於該補償訊號時，該判斷元件產生一啟動訊號；一模式選擇元件，接收該輸入電壓與該輸出電壓，且於該輸入電壓與該輸出電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，產生一升降壓模式；一第一控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生高準位的一第一訊號一第一預定時間，並於該第一預定時間後產生低準位的該第一訊號；一第二控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生高準位的一第二訊號一第二預定時間，並於該第二預定時間後產生低準位的該第二訊號，其中該第一預定時間大於該第二預定時間；以及一驅動元件，耦接該模式選擇元件、該第一控制器與該第二控制器，該驅動元件於該升降壓模式根據高準位的該第一訊號導通該第一開關且根據低準位的該第一訊號截止該第一開關，根據高 準位的該第二訊號導通該第三開關且根據低準位的該第二訊號截止該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  2. 如請求項第1項之控制電路，其中，該判斷元件為一比較器，該比較器具有一輸入正端與一輸入負端，該輸入正端接收該補償訊號，該輸入負端接收該電流訊號，且比較該補償訊號與該電流訊號，以於該電流訊號低於該補償訊號時產生該啟動訊號。
  3. 如請求項第1項之控制電路，其中，該回授補償元件包括一第一電阻、一第二電阻與一放大器，該第一電阻之一端電連接該輸出端，該第一電阻之另一端電連接該第二電阻之一端，該第二電阻之另一端接地，該放大器之一負端電連接於該第一電阻與該第二電阻之間以根據該輸出電壓接收一回授訊號，該放大器之正端電連接一電壓源以接收該電壓源產生之一參考電壓，且該放大器根據該回授訊號與該參考電壓產生代表該輸出電壓之該補償訊號。
  4. 如請求項第1項之控制電路，其中，該第一控制器包括：一第一SR正反器，具有一第一設定端、一第一重置端與一第一輸出端，該第一設定端接收該啟動訊號，且該第一輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第一訊號；以及一第一計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第一重置端之間，且判斷該第一訊號處於一正緣觸發時，計數該第一預定時間，並於該第一預定時間後重置該第一訊號，以產生低準位的該第一訊號。
  5. 如請求項第4項之控制電路，其中，該第二控制器包括： 一第二SR正反器，具有一第二設定端、一第二重置端與一第二輸出端，該第二設定端接收該啟動訊號，且該第二輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第二訊號；以及一第二計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第二重置端之間，且判斷該第二訊號處於一正緣觸發時，計數該第二預定時間，並於該第二預定時間後重置該第二訊號，以產生低準位的該第二訊號。
  6. 如請求項第1項之控制電路，其中，於該輸入電壓大於該輸出電壓且該電壓差值大於該預設電壓值時，該模式選擇元件產生一降壓模式，其中該驅動元件於該降壓模式根據高準位的該第一訊號導通該第一開關且根據低準位的該第一訊號截止該第一開關，且持續截止該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  7. 如請求項第1項之控制電路，其中，於該輸入電壓小於該輸出電壓且該電壓差值大於該預設電壓值時，該模式選擇元件產生一升壓模式，其中該驅動元件於該升壓模式根據高準位的該第二訊號導通該第三開關且根據低準位的該第二訊號截止該第三開關，且持續導通該第一開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  8. 如請求項第1項之控制電路，其中，該判斷元件電連接該電感與該第四開關之間，以偵測流經該電感之該電流訊號。
  9. 一種升降壓轉換器，包括：一切換式穩壓元件，包括：一電感，具有一第一端與一第二端； 一第一開關，其一端耦接該第一端，且其另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓；一第二開關，其一端耦接該第一端，且其另一端接地；一第三開關，其一端耦接該第二端，且其另一端接地；一第四開關，其一端耦接該第二端，且其另一端傳送一輸出電壓至一輸出端；一控制電路，耦接該切換式穩壓元件，用於控制該切換式穩壓元件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，且該控制電路包括：一回授補償元件，耦接於該第四開關與該輸出端之間，偵測該輸出電壓，且產生代表該輸出電壓之一補償訊號；一判斷元件，耦接該回授補償元件，接收該補償訊號與流經該電感之一電流訊號，且判斷該電流訊號是否低於該補償訊號，其中當該判斷元件判斷該電流訊號低於該補償訊號時，該判斷元件產生一啟動訊號；一模式選擇元件，接收該輸入電壓與該輸出電壓，且於該輸入電壓與該輸出電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，產生一升降壓模式；一第一控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生高準位的一第一訊號一第一預定時間，並於該第一預定時間後產生低準位的該第一訊號；一第二控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生高準位的一第二訊號一第二預定時間，並於該第二預定時間後產生低準位的該第二訊號，其中該第一預定時間大於該第二預定時間；以及一驅動元件，耦接該模式選擇元件、該第一控制器與該第二控制器，該驅動元件於該升降壓模式根據高準位的該第一訊號導通該第一開關且根據低準位的該第一訊號截止該第一開 關，根據高準位的該第二訊號導通該第三開關且根據低準位的該第二訊號截止該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  10. 如請求項第9項之升降壓轉換器，其中，該第一控制器包括：一第一SR正反器，具有一第一設定端、一第一重置端與一第一輸出端，該第一設定端接收該啟動訊號，且該第一輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第一訊號；以及一第一計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第一重置端之間，且判斷該第一訊號處於一正緣觸發時，計數該第一預定時間，並於該第一預定時間後重置該第一訊號，以產生低準位的該第一訊號。
  11. 如請求項第10項之升降壓轉換器，其中，該第一控制器包括：一第二SR正反器，具有一第二設定端、一第二重置端與一第二輸出端，該第二設定端接收該啟動訊號，且該第二輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第二訊號；以及一第二計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第二重置端之間，且判斷該第二訊號處於一正緣觸發時，計數該第二預定時間，並於該第二預定時間後重置該第二訊號，以產生低準位的該第二訊號。
  12. 一種控制電路，用於控制一升降壓轉換器中的一切換式穩壓元件，該切換式穩壓元件包括一電感、一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關，該電感具有一第一端與一第二端，該第一開關之一端耦接該第一端，該第一開關之另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓，該第二開關之一端耦接該第一端，該第二開關之另一端接地，該第三開關之一端耦接該第二端，該第三 開關之另一端接地，該第四開關之一端耦接該第二端，且該第四開關之另一端傳送一輸出電壓至一輸出端，該控制電路包括：一回授補償元件，耦接於該第四開關與該輸出端之間，偵測該輸出電壓，且產生代表該輸出電壓之一補償訊號；一判斷元件，耦接該回授補償元件，接收該補償訊號與流經該電感之一電流訊號，且判斷該電流訊號是否高於該補償訊號，其中當該判斷元件判斷該電流訊號高於該補償訊號時，該判斷元件產生一啟動訊號；一模式選擇元件，接收該輸入電壓與該輸出電壓，且於該輸入電壓與該輸出電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，產生一升降壓模式；一第一控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生低準位的一第一訊號一第一預定時間，並於該第一預定時間後產生高準位的該第一訊號；一第二控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生低準位的一第二訊號一第二預定時間，並於該第二預定時間後產生高準位的該第二訊號，其中該第一預定時間小於該第二預定時間；以及一驅動元件，耦接該模式選擇元件、該第一控制器與該第二控制器，該驅動元件於該升降壓模式根據低準位的該第一訊號截止該第一開關且根據高準位的該第一訊號導通該第一開關，根據低準位的該第二訊號截止該第三開關且根據高準位的該第二訊號導通該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  13. 如請求項第12項之控制電路，其中，該判斷元件為一比較器，該比較器具有一輸入正端與一輸入負端，該輸入正端接收該電流訊號，該輸入負端接收該補償訊號，且比較該電流訊號與該補償 訊號，以於該電流訊號高於該補償訊號時產生該啟動訊號。
  14. 如請求項第12項之控制電路，其中，該回授補償元件包括一第一電阻、一第二電阻與一放大器，該第一電阻之一端電連接該輸出端，該第一電阻之另一端電連接該第二電阻之一端，該第二電阻之另一端接地，該放大器之一負端電連接於該第一電阻與該第二電阻之間以根據該輸出電壓產生一回授訊號，該放大器之正端電連接一電壓源以接收該電壓源產生之一參考電壓，且該放大器根據該回授訊號與該參考電壓產生代表該輸出電壓之該補償訊號。
  15. 如請求項第12項之控制電路，其中，該第一控制器包括：一第一SR正反器，具有一第一重置端、一第一設定端與一第一輸出端，該第一重置端接收該啟動訊號，且該第一輸出端根據該啟動訊號產生低準位的該第一訊號；以及一第一計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第一設定端之間，且判斷該第一訊號處於一負緣觸發時，計數該第一預定時間，並於該第一預定時間後設定該第一訊號，以產生高準位的該第一訊號。
  16. 如請求項第15項之控制電路，其中，該第一控制器包括：一第二SR正反器，具有一第二重置端、一第二設定端與一第二輸出端，該第二重置端接收該啟動訊號，且該第二輸出端根據該啟動訊號產生低準位的該第二訊號；以及一第二計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第二設定端之間，且判斷該第二訊號處於一負緣觸發時，計數該第二預定時間，並於該第二預定時間後設定該第二訊號，以產生高準位的該第二訊號。
  17. 如請求項第12項之控制電路，其中，於該輸入電壓大於該輸出電壓且該電壓差值大於該預設電壓值時，該模式選擇元件產生一降壓模式，其中該驅動元件於該降壓模式根據低準位的該第一訊號截止該第一開關且根據高準位的該第一訊號導通該第一開關，且持續截止該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  18. 如請求項第12項之控制電路，其中，於該輸入電壓小於該輸出電壓且該電壓差值大於該預設電壓值時，該模式選擇元件產生一升壓模式，其中該驅動元件於該升壓模式根據低準位的該第二訊號截止該第三開關且根據高準位的該第二訊號導通該第三開關，且持續導通該第一開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  19. 如請求項第12項之控制電路，其中，該判斷元件電連接於該電感與該第四開關之間或電連接於該輸入端與該第一開關之間，以偵測流經該電感之該電流訊號。
  20. 一種升降壓轉換器，包括：一切換式穩壓元件，包括：一電感，具有一第一端與一第二端；一第一開關，其一端耦接該第一端，且其另一端接收由一輸入端產生的一輸入電壓；一第二開關，其一端耦接該第一端，且其另一端接地；一第三開關，其一端耦接該第二端，且其另一端接地；一第四開關，其一端耦接該第二端，且其另一端傳送一輸出電壓至一輸出端； 一控制電路，耦接該切換式穩壓元件，用於控制該切換式穩壓元件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，且該控制電路包括：一回授補償元件，耦接於該第四開關與該輸出端之間，偵測該輸出電壓，且產生代表該輸出電壓之一補償訊號；一判斷元件，耦接該回授補償元件，接收該補償訊號與流經該電感之一電流訊號，且判斷該電流訊號是否高於該補償訊號，其中當該判斷元件判斷該電流訊號高於該補償訊號時，該判斷元件產生一啟動訊號；一模式選擇元件，接收該輸入電壓與該輸出電壓，且於該輸入電壓與該輸出電壓之一電壓差值小於等於一預設電壓值時，產生一升降壓模式；一第一控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生低準位的一第一訊號一第一預定時間，並於該第一預定時間後產生高準位的該第一訊號；一第二控制器，耦接該比較元件與該模式選擇元件，且於該升降壓模式根據該啟動訊號持續產生低準位的一第二訊號一第二預定時間，並於該第二預定時間後產生高準位的該第二訊號，其中該第一預定時間小於該第二預定時間；以及一驅動元件，耦接該模式選擇元件、該第一控制器與該第二控制器，該驅動元件於該升降壓模式根據低準位的該第一訊號截止該第一開關且根據高準位的該第一訊號導通該第一開關，根據低準位的該第二訊號截止該第三開關且根據高準位的該第二訊號導通該第三開關，其中該第一開關與該第二開關為反相切換，且該第三開關與該第四開關為反相切換。
  21. 如請求項第20項之升降壓轉換器，其中，該第一控制器包括：一第一SR正反器，具有一第一設定端、一第一重置端與一第 一輸出端，該第一設定端接收該啟動訊號，且該第一輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第一訊號；以及一第一計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第一重置端之間，且判斷該第一訊號處於一正緣觸發時，計數該第一預定時間，並於該第一預定時間後重置該第一訊號，以產生低準位的該第一訊號。
  22. 如請求項第21項之升降壓轉換器，其中，該第一控制器包括：一第二SR正反器，具有一第二設定端、一第二重置端與一第二輸出端，該第二設定端接收該啟動訊號，且該第二輸出端根據該啟動訊號產生高準位的該第二訊號；以及一第二計數器，電連接於該驅動元件、該模式選擇元件與該第二重置端之間，且判斷該第二訊號處於一正緣觸發時，計數該第二預定時間，並於該第二預定時間後重置該第二訊號，以產生低準位的該第二訊號。
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