发明名称 具有线性模式和切换模式能力之直流/直流转换器及其控制器与控制方法
摘要 本发明提供了一具有线性模式和切换模式能力之直流/直流转换器及其控制器与控制方法。该控制器包含线性模式控制电路和切换模式控制电路。该线性模式控制电路可提供一第一控制信号至该直流/直流转换器之一电晶体。该电晶体可回应该第一控制信号在线性区工作,以控制该直流/直流转换器之一输出电压。该切换模式控制电路可提供一第二控制信号至该直流/直流转换器之该电晶体。该电晶体可回应该第二控制信号而切换ON与OFF,以控制该直流/直流转换器之该输出电压。该线性模式控制电路与该切换模式控制电路其中之一可回应该控制器接收到之一致能信号之状态而控制该电晶体。
申请公布号 TWI279066 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW094137117 申请日期 2005.10.24
申请人 凹凸科技国际股份有限公司 发明人 亚历山德鲁 哈突拉尔;卢纯;石游玉;康斯坦汀 布卡尔
分类号 H02M3/10(2006.01) 主分类号 H02M3/10(2006.01)
代理机构 代理人 张立业 台北市松山区民生东路4段54号11楼
主权项 1.一种直流/直流转换器之控制器,其包含: 线性模式控制电路,其可提供一第一控制信号至该 直流/直流转换器之一电晶体,该电晶体回应该第 一控制信号而在一线性区工作,以控制该直流/直 流转换器之一输出电压;以及 切换模式控制电路,其可提供一第二控制信号至该 直流/直流转换器之该电晶体,该电晶体回应该第 二控制信号工作切换ON与OFF,以控制该直流/直流转 换器之该输出电压, 该线性模式控制电路和该切换模式控制电路其中 之一回应在该控制器接收到之一致能信号之状态, 可被致能以控制该电晶体。 2.如申请专利范围第1项之控制器,其中该切换模式 控制电路包含脉冲宽度调变(PWM)电路,且该第二控 制信号包含一脉冲宽度调变(PWM)信号,其中该电晶 体回应该脉冲宽度调变信号之工作周期而在ON与 OFF切换。 3.如申请专利范围第1项之控制器,其中该切换模式 控制电路包含一提供该第二控制信号之驱动器,当 该致能信号在一第一状态时,该驱动器回应该致能 信号以提供该第二控制信号,当该致能信号在一第 二状态时,该驱动器不提供该第二控制信号。 4.如申请专利范围第3项之控制器,其中该驱动器在 该驱动器之第一级包含一第一电晶体和一第二电 晶体,该第二控制信号输出一耦合至第一和第二电 晶体之该驱动器之终端,该第一和第二电晶体回应 该致能信号该第二状态下而切换OFF,俾使当该致能 信号在该第二状态下时,该驱动器之该终端不提供 该第二控制信号。 5.如申请专利范围第1项之控制器,其中该线性模式 控制电路包含低压降输出电压调整器电路,且该第 一控制信号包含一类比电压信号。 6.如申请专利范围第5项之控制器,其中当该致能信 号代表该直流/直流转换器之一负载电流小于一门 限位准时,该低压降输出电压调整器电路提供该类 比电压信号至该电晶体,且其中当该致能信号代表 该直流/直流转换器之该负载电流高于或等于该门 限位准时,该切换模式控制电路提供该第二控制号 至该电晶体。 7.如申请专利范围第1项之控制器,进一步包括一保 护电路,该保护电路被设置为接收一代表该直流/ 直流转换器之该输出电压之信号,并将该信号与一 欠电压门限位准作比较,若该信号小于该欠电压门 限位准时,该保护电路被设置为补偿一提供至该电 晶体之驱动信号,该保护电路亦被设置为将该信号 与一过电压门限位准作比较,若该信号大于该过电 压门限位准时,该保护电路补偿该提供至该电晶体 之驱动信号。 8.一种直流/直流转换器,其包含: 至少一电晶体;以及 一用以控制该至少一电晶体之控制器,该控制器包 含:线性模式控制电路,其可提供一第一控制信号, 该至少一电晶体回应该第一控制信号而在一线性 区工作,以控制该直流/直流转换器之一输出电压; 以及 切换模式控制电路,其可提供一第二控制信号,该 至少一电晶体回应该第二控制信号工作切换ON与 OFF,以控制该直流/直流转换器之该输出电压,该线 性模式控制电路和该切换模式控制电路其中之一 回应在该控制器接收到之一致能信号,可被致能以 控制该至少一电晶体。 9.如申请专利范围第8项之直流/直流转换器,其中 该切换模式控制电路包含脉冲宽度调变(PWM)电路, 且该第二控制信号包含一脉冲宽度调变(PWM)信号, 其中该电晶体回应该脉冲宽度调变信号之工作周 期而在ON与OFF切换。 10.如申请专利范围第8项之直流/直流转换器,其中 该切换模式控制电路包含一提供该第二控制信号 之驱动器,当该致能信号在一第一状态时,该驱动 器回应该致能信号以提供该第二控制信号,当该致 能信号在一第二状态时,该驱动器不提供该第二控 制信号。 11.如申请专利范围第8项之直流/直流转换器,其中 该线性模式控制电路包含低压降输出电压调整器 电路,且该第一控制信号包含一类比电压信号。 12.如申请专利范围第8项之直流/直流转换器,其中 当该致能信号代表该直流/直流转换器之一负载电 流小于一门限位准时,该低压降输出电压调整器电 路提供该类比电压信号至该电晶体,且其中当该致 能信号代表该直流/直流转换器之该负载电流高于 或等于该门限位准时,该切换模式控制电路提供该 第二控制号至该电晶体。 13.一种直流/直流转换器之控制方法,其包含: 在一第一时间期提供一第一控制信号至一直流/直 流转换器之一电晶体,该第一控制信号由一控制器 之线性模式控制电路提供,该电晶体回应该第一控 制信号而在一线性区工作,以控制该直流/直流转 换器之一输出电压;以及 在一第二时间期提供一第二控制信号至该直流/直 流转换器之该电晶体,该第二时间其与该第一时间 期不重叠,该第二控制信号由该控制器之切换模式 控制电路提供,该电晶体回应该第二控制信号工作 切换ON与OFF,以控制该直流/直流转换器之该输出电 压。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中该切换模式 控制电路包含脉冲宽度调变(PWM)电路,且该第二控 制信号包含一脉冲宽度调变(PWM)信号,其中该电晶 体回应该脉冲宽度调变信号之工作周期而在ON与 OFF切换,且其中该线性模式控制电路包含低压降输 出电压调整器电路,且该第一控制信号包含一类比 电压信号。 15.如申请专利范围第13项之方法,进一步包括: 将一个代表该直流/直流转换器之一输出电流位准 之回授信号和一门限位准比较,且若该回授信号低 于该门限位准,选择该线性模式控制电路提供该第 一控制信号至该直流/直流转换器之该电晶体,及 若该回授信号高于或等于该门限位准时,选择该切 换模式控制电路提供该第二控制信号至该直流/直 流转换器之该电晶体。 16.如申请专利范围第14项之方法,进一步包括当该 第一控制信号被选择提供至该直流/直流转换器之 该电晶体时,将该切换模式控制电路除能(disable)。 17.如申请专利范围第13项之方法,进一步包括: 将一代表该直流/直流转换器之该输出电压之信号 与一过电压门限位准比较; 将一代表该直流/直流转换器之该输出电压之信号 与一欠电压门限位准比较; 若该代表该直流/直流转换器之该输出电压之信号 大于该过电压门限位准时,驱使该输出电压至一期 望之输出电压位准; 若该代表该直流/直流转换器之该输出电压之信号 小于该欠电压门限位准时,驱使该输出电压至一期 望之输出电压位准,以确保在该第一时间期和第二 时间期之间之转换期间,该输出电压维持在一由该 过压门限位准和该欠电压门限位准间之差所界定 之范围内。 18.如申请专利范围第17项之方法,进一步包括: 当该输出电压从约0V开始并朝向该期望之输出电 压位准增加时,识别一软启动情况;以及 在该软启动情况下,使该表示该直流/直流转换器 之该输出电压之该信号与该欠电压门限位准之比 较除能,以避免一伪欠电压情形之判断。 图式简单说明: 图1为一系统实施例之示意图; 图2为图1中之直流/直流转换器之示意图; 图3为图2中之直流/直流转换器之一实施例之电路 图,其包含一直流/直流转换器之控制器; 图4阐示图3中之控制器之脉冲宽度调变电路中之 各种信号图; 图5阐示图3中之控制器之脉冲宽度调变电路中之 驱动器之一实施例之电路图; 图6阐示图3中之控制器之过电压/欠电压保护电路 之一实施例之电路图; 图7为提供致能信号至图2或3中之控制器之一实施 例之电路图; 图8为提供致能信号至图2或3中之控制器之另一实 施例之电路图; 图9阐示显示图3之直流/直流转换器之模拟之绘图; 图10为图9之绘图中从LDO模式至PWM模式之转换期间 的放大图; 图11为图9之绘图中从PWM模式至LDO模式之转换期间 的放大图;以及 图12本发明之一实施例之操作流程图。
地址 开曼群岛