[发明专利]直流对直流转换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明与转换电路有关，特别是关于一种直流对直流转换器及其控制方法。

背景技术

已知的降压直流对直流转换装置(Buck DC-DC Converter)采用固定导通时间(Constant On Time,COT)的方式控制，如图1所示，其需要靠输出电压Vout上的涟波(ripple)回授并触发产生脉宽调变信号。当输出电容Cout采用的是具有低等效串联电阻的多层陶瓷电容(Multi-layer Ceramic Capacitor,MLCC)时，将会使得输出电压Vout回授的涟波过小，而过于平滑的回授信号受到电路中的电感及电容影响，会导致误差放大器A1输出的比较信号Comp产生相位延迟。一旦比较信号Comp的相位延迟达到180度时，将会出现共振现象而导致整个系统不稳定。

已知的升压直流对直流转换装置(Boost DC-DC Converter)采用固定关闭时间(Constant Off Time)的方式控制，如图2所示，若采用多层陶瓷电容(MLCC)作为输出电容Cout一样会有输出电压上的涟波过小的问题。如果直接采用固定导通时间(COT)的方式控制，尤其是当输出电容Cout采用的是电解电容时，回授信号甚至会出现与斜波信号Ramp反相的涟波。若未采用适当的补偿电路进行相位的补偿，很可能会导致输出崩溃的现象发生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种直流对直流转换器及其控制方法，以解决现有技术所述及的问题。

本发明的一较佳具体实施例为一种直流对直流转换器。于此实施例中，直流对直流转换器耦接补偿电路并通过外部电感耦接输入电压。直流对直流转换器包括第一电力开关、第二电力开关、输出接脚、回授接脚及电力开关控制接脚。第一电力开关耦接外部电感的一端。第二电力开关耦接外部电感的一端。输出接脚耦接第二电力开关。回授接脚耦接输出接脚。电力开关控制接脚耦接第一电力开关，且提供第一时间信号至第一电力开关。补偿电路耦接于回授接脚与电力开关控制接脚之间，补偿电路包括积分器，积分器自电力开关控制接脚接收第一时间信号，且提供补偿信号至回授接脚。

在本发明的一实施例中，积分器包括彼此串接的电阻及第一电容，且电阻的第一端耦接电力开关控制接脚，第一电容耦接于电阻的第二端与接地端之间。

在本发明的一实施例中，积分器包括彼此串接的电阻及第一电容，且电阻的第一端耦接电力开关控制接脚，第一电容耦接于电阻的第二端与直流对直流转换器的输出电压。

在本发明的一实施例中，补偿电路还包括滤波电容，滤波电容耦接于积分器与回授接脚之间。

在本发明的一实施例中，补偿信号为斜波信号，且斜波信号与第一时间信号同步。

在本发明的一实施例中，直流对直流转换器还包括恒定导通时间产生单元，分别耦接第一电力开关与第二电力开关。

在本发明的一实施例中，直流对直流转换器还包括误差放大器及比较器，误差放大器耦接补偿电路及回授接脚，比较器耦接于误差放大器与恒定导通时间产生单元之间。

根据本发明的另一较佳具体实施例为直流对直流转换器的控制方法。于此实施例中，直流对直流转换器包括恒定导通时间产生单元、电力开关控制接脚及回授接脚，其中电力开关控制接脚与回授接脚之间耦接补偿电路。该控制方法包括：通过恒定导通时间产生单元提供第一时间信号至第一电力开关控制接脚；以及利用补偿电路处理第一时间信号，以提供补偿信号至回授接脚。

相较于现有技术，本发明的直流对直流转换器及其控制方法系利用补偿电路处里控制信号以产生涟波信号，并通过补偿电路中的滤波电容滤除涟波信号中的直流部分，由此产生稳定且良好的涟波信号对回授信号(feedbacksignal)进行相位补偿，进而产生稳定的控制信号，使得Boost直流对直流转换系统能够维持正常运作，能有效避免现有技术发生的输出崩溃现象。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为已知的Buck直流对直流转换系统的示意图。

图2为已知的Boost直流对直流转换系统的示意图。

图3为根据本发明的一具体实施例的直流对直流转换器与补偿电路的功能方块图。

图4及图5为当第一电容的第二端耦接至接地端时的直流对直流转换器与补偿电路的示意图。

图6为当第一电容的第二端耦接至接地端时的第一时间信号、第二时间信号、补偿信号及参考电压的时序图。

图7及图8为当第一电容的第二端耦接至输出接脚时的直流对直流转换器与补偿电路的示意图。