[发明专利]控制电路、时间计算单元及控制电路操作方法

说明书

技术领域

本发明与直流对直流转换器(DC-DC converter)有关，特别是关于一种运作于电源转换器中的控制电路、时间计算单元及控制电路操作方法。

背景技术

一般而言，为了加快电源转换器对于负载暂态变化，会将开关导通信号的导通时间(脉冲信号的宽度)固定放大为原来的二倍或数倍。举例而言，如图1所示，当负载由轻载增至重载时，输出电感电流IL由低准位变为高准位，开关导通信号UG的导通时间(脉冲信号的宽度)将会由原本的Ton放大三倍为3Ton，由此使得原本快速下降的回授电压FB能够尽快回复。图2则绘示其控制逻辑电路的示意图。如图2所示，比较器20将会输出脉宽调变截距信号PWM_offset，以触发开关40从原本产生具有一倍宽度的开关导通信号切换为产生具有三倍宽度的开关导通信号。

当设计者进行此系统的设计时，虽可决定脉冲信号宽度放大的倍率，然而，在实际操作时，此一预设的放大倍率是固定的，并无法随着不同负载大小而进行动态调整，故缺乏使用上的弹性。此外，由于一倍宽度及数倍宽度的脉冲信号的切换是仰赖比较器20所输出的脉宽调变截距信号PWM_offset的控制，但由于此一截距大小不定，难以准确判断是否应控制开关40进行切换，故现有技术控制不易，效果不佳。

因此，本发明提出一种运作于电源转换器中的控制电路、时间计算单元及控制电路操作方法，以解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。

发明内容

本发明的一范畴在于提出一种控制电路。于一较佳具体实施例中，控制电路运作于电源转换器中且耦接负载。控制电路包括输出级及时间计算单元。时间计算单元耦接输出级。时间计算单元接收控制信号及参考电压并提供开关导通信号至输出级，其中控制信号的产生与电源转换器的输出电压有关。当控制信号与参考电压之间的差值由于负载的改变而变大时，时间计算单元动态增加开关导通信号的导通时间。

于一实施例中，时间计算单元包括第一电流源、电流镜、运算放大器、比较器、电容及开关。电流镜由第一电晶体及第二电晶体的闸极彼此相对耦接而构成。第一电流源耦接于第一电晶体与接地端之间。电容耦接于第二电晶体与接地端之间。开关的两端分别耦接电容的两侧。运算放大器与比较器均耦接至第二电晶体与电容之间。

于一实施例中，第一电流源与电源转换器的输入电压有关。第一电流源通过电流镜提供第一电流对电容进行充电。运算放大器为电压转电流元件，用以接收控制信号及参考电压并选择性地产生第二电流源。比较器接收电容的充电电压与电源转换器的输出电压并输出开关导通信号。当充电电压大于输出电压时，比较器停止输出开关导通信号。

于一实施例中，时间计算单元包括第一电流源、运算放大器及电容，第一电流源提供第一电流，当控制信号大于参考电压时，运算放大器产生供第二电流源，第一电流为第二电流源的一第二电流与流经电容的一充电电流之和，当负载变大时，控制信号增大，控制信号与参考电压之间的差值随之变大，运算放大器所产生的第二电流源的第二电流变大，致使充电电流变小，导致开关导通信号的导通时间变长。

于一实施例中，当负载由轻载变为重载时，运算放大器根据控制信号与参考电压之间的差值线性增加第二电流源的第二电流，致使开关导通信号的导通时间线性增加。

本发明的另一范畴在于提出一种时间计算单元。时间计算单元运用于电源转换器中且耦接负载。电源转换器包括输出级。时间计算单元包括第一电流源、电流镜、运算放大器、比较器及电容。电容耦接于电流镜与接地端之间。第一电流源耦接于电流镜与接地端之间，用以通过电流镜提供第一电流对电容进行充电。运算放大器耦接至电流镜与电容之间，用以接收控制信号及参考电压，其中控制信号的产生与电源转换器的输出电压有关。比较器耦接运算放大器、电流镜、电容及输出级，用以提供开关导通信号至输出级。当控制信号与参考电压之间的差值由于负载的改变而变大时，比较器动态增加开关导通信号的导通时间。

本发明的另一范畴在于提出一种电源转换器操作方法。于一较佳具体实施例中，控制电路操作方法用以操作控制电路。控制电路运作于电源转换器中且耦接负载。控制电路包括输出级。电源转换器操作方法包括下列步骤：接收控制信号及参考电压，并提供开关导通信号至输出级，其中控制信号的产生与电源转换器的输出电压有关；当控制信号与参考电压之间的差值由于负载的改变而变大时，动态增加开关导通信号的导通时间。