涟波控制切换式稳压器以及涟波控制切换式稳压方法技术

本发明专利技术公开了一种涟波控制切换式稳压器，包含有一切换器、一电感、一电容、一输出电压处理单元以及一控制单元。其中该切换器用来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压。该电感耦接于该切换器，并依据该输出电压来产生一电感输出电压。该电容耦接于该电感。该输出电压处理单元用来依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压。该控制单元用来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。

【技术实现步骤摘要】
涟波控制切换式稳压器以及涟波控制切换式稳压方法
本专利技术所揭示的实施例相关于切换式稳压器(switchingregulator)，尤指一种涟波控制切换式稳压器(switchingregulatorwithripple-basedcontrol)以及相关涟波控制切换式稳压方法。
技术介绍
涟波控制切换式稳压器特色可以即时地将跨于滤波电容的输出电压反馈，并据以判断。是否要对电感作充电或是放电，当反馈回来的输出电压小于预设的参考电压时，则会通过打开上桥的晶体管开关以及关闭下桥的晶体管开关一个固定的供电时间(ontime)来对电感进行充电的动作，提高切换式稳压器的输出电压。当供电时间结束，且反馈回来的输出电压大于预设的参考电压时，则会通过关闭上桥的晶体管开关以及打开下桥的晶体管开关来对电感进行放电的动作，降低切换式稳压器的输出电压。然而，由于滤波电容具有寄生电感，当切换式稳压器在充电的时候，滤波电容的寄生电感会形成正跨压；反之当切换式稳压器在放电的时候，滤波电容的寄生电感会形成负跨压。因此当供电时间结束时，滤波电容的寄生电感的正跨压会瞬间转换为负跨压，将滤波电容的整体输出电压往下拉，有可能会立刻又低于预设的参考电压，造成连续触发两次供电时间(即双重脉冲)，导致打入过多的能量于电感并且加剧输出电压的次谐波振荡(subharmonicoscillation)。因此，现有技术中通常直接量测电感电流而非滤波电容的电压，以避开寄生电感的影响，然直接量测电感电流的作法成本较高且量测误差较大。有鉴于此，本领域亟需一种新颖的涟波控制切换式稳压器以改善上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种能够校正滤波电容的寄生电感效应的涟波控制切换式稳压器以及相关方法，以改善次谐波振荡的问题。依据本专利技术一示范性实施例，提出一种涟波控制切换式稳压器，包含有一切换器、一电感、一电容、一输出电压处理单元以及一控制单元。其中该切换器用来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压。该电感耦接于该切换器，并依据该输出电压来产生一电感输出电压。该电容耦接于该电感。该输出电压处理单元用来依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压。该控制单元用来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。依据本专利技术另一示范性实施例，提出一种涟波控制(ripple-basedcontrol)切换式稳压方法，用来控制一涟波控制切换式稳压器(switchingregulator)，其中该涟波控制切换式稳压器包含有一切换器、一电感耦接于该切换器以及一电容耦接于该电感，该涟波控制切换式稳压方法包含有：利用该切换器来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压；利用该电感来依据该输出电压来产生一电感输出电压；依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压；以及利用该控制单元来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。本说明书中所揭示的实施例利用校正寄生电感效应以避免双重脉冲，同时相较于传统设计中直接量测电感电流的作法，本说明书中利用校正寄生电感效应的作法具有成本较低，而且误差较小的优点。附图说明图1为本专利技术的涟波控制切换式稳压器的示范性实施例的示意图。图2为滤波电容中各元件的电压以及电流的波形图。图3为本专利技术寄生电感校正单元的示范性实施例的电路图。图4为本专利技术一特定电压增益调整单元的示范性实施例的电路图。图5为依据本专利技术涟波控制切换式稳压方法的一实施例的流程图。其中，附图标记说明如下：100涟波控制切换式稳压器102切换器104电感106滤波电容108输出电压处理单元110控制单元112特定电压增益调整单元1022、1024金属氧化半导体1082双重脉冲检测单元1084电压校正单元10842寄生电感校正单元10844微分器1102比较器1104固定导通时间单元1106非重叠处理单元108422、1122操作放大器108424增益调整电路108426、1124分压电路S502～S514步骤具体实施方式请参考图1，图1为本专利技术的涟波控制(ripple-basedcontrol)切换式稳压器(switchingregulator)100的示范性实施例的示意图。涟波控制切换式稳压器100用来在不同负载的情况下提供稳定的电压，其主要功能区块以及本实施例的技术特征将详述如下。首先，一切换器102用来依据一上桥控制信号Sup以及一下桥控制信号Sdown来控制串接一P型金属氧化半导体1022以及一N型金属氧化半导体1024，来将一供应电压VCC或是一接地电压GND输出为一输出电压Vs(请注意，本专利技术并不以Ｎ型金属氧化半导体以及P型金属氧化半导体为限，实际上任何能够提供同样功能的开关，皆属于本专利技术的范围)。具体来说，当上桥控制信号Sup控制切换器102中的P型金属氧化半导体1022导通，以及下桥控制信号Sdown控制切换器102中的N型金属氧化半导体1024不导通时，供应电压VCC会对耦接于切换器102的一电感104进行充电的动作；反之，当上桥控制信号Sup控制切换器102中的P型金属氧化半导体1022不导通，以及下桥控制信号Sdown控制切换器102中的N型金属氧化半导体1024导通时，接地电压GND会对耦接于切换器102的电感104进行放电的动作。一般来说，涟波控制切换式稳压器100会在判断电感104的一电感输出电压Vripple小于一特定电压Vref时，控制切换器102对电感104进行充电一固定的供电时间(ontime)Tontime，当供电时间Tontime结束则停止充电，且继续监控电感输出电压Vripple是否小于特定电压Vref，一旦电感输出电压Vripple小于特定电压Vref，则会再度控制切换器102对电感104进行充电供电时间Tontime。涟波控制切换式稳压器100中使用一滤波电容106跨于电感输出电压Vripple以及接地电压GND之间，滤波电容106会具有寄生电阻与寄生电感效应，因此使用一电容C、一电感L以及一电阻R来代表等效的滤波电容106。请同时参考图2，图2为滤波电容106中各元件的电压以及电流的波形图。当切换器102对电感104进行充电时(即是一时间t1到一时间t2，其中时间t1到时间t2的间隔为供电时间Tontime；以及一时间t3到一时间t4，其中时间t3到时间t4的间隔为供电时间Tontime)，会有一电流Iac流经滤波电容106，且电流Iac的斜率为正值，由图2中可以得之，电容C的一跨压Vc的斜率的微分也会是正值，电阻R的一跨压VESR的斜率亦为正值，电感L的一跨压VESL则会保持固定的正值。最后将跨压Vc、跨压VESR以及跨压VESL相加则会得到电感输出电压Vripple。反之，当切换器102对电感104进行放电时(即是一时间t2到一时间t3；以及一时间t4到一时间t5)，电流Iac的斜率为负值，由图2中可以得之，电容C的跨压Vc的斜率的微分也会是负值，电阻R的跨压VESR的斜率亦为负值，电感L的跨压VESL则会保持固定的负值。因此，每当上桥控制信号Sup控制切换器102中的P型金属氧化半导体1022导通并维持供电时间Tontime，之后改由切换器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涟波控制切换式稳压器，包含有：一切换器，用来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压；一电感，耦接于该切换器，并依据该输出电压来产生一电感输出电压；一电容，耦接于该电感；一输出电压处理单元，用来依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压；以及一控制单元，用来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种涟波控制切换式稳压器，包含有：一切换器，用来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压；一电感，耦接于该切换器，并依据该输出电压来产生一电感输出电压；一电容，耦接于该电感；一输出电压处理单元，用来依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压；以及一控制单元，用来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号；其中该输出电压处理单元包含有：一双重脉冲检测单元，用来检测该输出电压是否含有双重脉冲并产生一检测结果；以及一电压校正单元，用来依据该检测结果、该输出电压以及该电感输出电压来产生该处理后电感输出电压。2.如权利要求1所述的涟波控制切换式稳压器，其中该电压校正单元包含有：一校正电路，用来依据该检测结果、该输出电压以及该电感输出电压产生一校正输出电压；以及一微分器，用来对该校正输出电压进行微分，并产生该处理后电感输出电压。3.如权利要求2所述的涟波控制切换式稳压器，其中该校正电路包含有：一第一运算放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中该第一输入端用来接收该电感输出电压，该输出端输出该校正输出电压；一增益调整电路，具有一增益值，用来对该输出电压进行一增益处理并于一输出端产生一增益输出电压，其中该增益值依据该检测结果来调整；以及一第一分压电路，串接于该第一运算放大器的该输出端以及该增益调整电路的该输出端之间，用来产生一第一分压至该第一运算放大器的该第二输入端。4.如权利要求3所述的涟波控制切换式稳压器，其中当该检测结果显示该输出电压含有双重脉冲时，该增益调整电路调整该增益值。5.如权利要求3所述的涟波控制切换式稳压器，另包含有一特定电压增益调整单元，包含有：一第二运算放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中该第二运算放大器的该第一输入端用来接收一预定电压；以及一第二分压电路，串接于该第二运算放大器的该输出端与一第三参考电压之间，用来产生一第二分压至该第二运算放大器的该第二输入端；其中该控制单元依据该处理后电感输出电压与该第二运算放大器的该输出端的输出电压来输出该控制信号。6.如权利要求5所述的涟波控制切换式稳压器，其中该第一、第二分压电路具有相同的分压比率。7.如权利要求5所述的涟波控制切换式稳压器，其中该第一参考电压为供应电压，以及该第二、第三参考电压均为接地电压。8.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世杰，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71