[发明专利]切换式电容动态开关时间控制电路及其控制方法

说明书

技术领域

实施例公开关于一种切换式电容动态开关时间控制电路。

背景技术

目前电源管理芯片(Power Management IC)在便携式电子产品上的运用已经越来越广泛，从手机、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、甚至是笔记型计算机，电源管理都是一个很大且重要的课题。在电源管理芯片中，直流/直流电压转换器是最为常见的电路。在直流/直流电压转换器的操作中，是利用上下桥的功率晶体管（Power MOS）作切换来提供稳定的输出电压，然而输出电流会因为Power MOS不断切换的关系会产生纹波(ripple)。

而控制方式针对不同的运作模式以及需求有相当多不同的方式。一般常见的控制方法有脉冲宽度调整(pulse width modulation)以及脉冲频率调整(pulse frequency modulation)两种，前者固定频率并调整脉冲的责任周期来改变控制开关信号，后者则以可能固定开启或是关闭的时间，但调整开关周期频率的方式来进行等效的责任周期改变。

对于低功耗的直流/直流电压转换器，在控制器的设计上，由于平均输出电流低所以常采用非连续导通模式(discontinuous conduction mode)操作，因此在操作上会尽量要求降低功耗，所以采用非定频的控制(PFM)取代常用的定频控制(PWM)以降低不必要的开关周期，降低整个直流/直流转换器电路上的切换损失来达到整体效率提升或是更低输入能量可用范围的目的。

直流/直流电压转换器在非连续导通模式操作时，电感电流在放电时会降至零电平并与输出或是输入切开，使输出电流不连续故称为非连续导通。而在电感电流达到零电平时，会因为电感电流纹波(inductor current ripple)的关系有可能发生电感电流逆流的情况，此时电感电流逆流的能量是由输出电容所提供的，电流路径是由输出端流到零电位(VSS)进一步会形成能量的浪费，或是由于开关时间不准确造成电流必须经过二极管导通的方式流至输出端，因此直流/直流电压转换器的转换效率就会降低。为了避免此问题的发生，在一般直流/直流电压转换器中都会加上零电流检测电路，当电感电流即将发生逆流时，会由零电流检测电路迅速通知系统电路，把会形成逆流路径上的晶体管关闭，避免逆流的发生，以维持较高的转换效率。因此准确的关闭开关就成为一个控制上最重要的部分。

而在制造准确的开关时间上，有使用零电流检测电路(zero currentdetection)，或是利用输入输出电压关系而计算出上下桥开关时间的方式。

发明内容

实施例提出一种切换式电容动态开关时间控制电路。

根据实施例的一种切换式电容动态开关时间控制电路，包括第一时间产生器以及第二时间产生器；其中，第一时间产生器括有一第一电容，第一时间产生器通过第一电容的充电以决定一第一时间；第二时间产生器包括有一第二电容，第二时间产生器与第一时间产生器连接，当第一时间结束时，第二时间产生器通过第二电容的放电以决定一第二时间。

根据实施例的一种切换式电容动态开关时间控制方法，包括有：一第一电容响应第一电流进行充电；判断该第一电容的充电状态，当该第一电容的充电电压超过一阈值时停止充电，该第一电容开始充电至停止充电的时间定义为一第一时间；产生一分压于一第二电容的一端，该第二电容响应该第二电流源产生的一第二电流进行放电；判断该第二电容的放电状态，当该第二电容的放电电压低於一阈值时停止放电，该第二电容开始放电至停止放电的时间定义为一第二时间。

以上的关于实施例的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释实施例的精神与原理，并且提供权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为实施例所公开的切换式电容动态开关时间控制电路。

图2A、图2B、图2C为实施例所公开的切换式电容动态开关时间控制电路的操作示意图。

图3为实施例所公开的切换式电容动态开关时间控制电路的时序图。

图4为实施例所公开的校正电路。

图5为图4的实施例所公开的近似电路。

【主要元件符号说明】

10..................................    第一时间产生器

20..................................    第二时间产生器

30..................................    输入电流源