本发明专利技术涉及一种电压电流控制装置及方法，此电压电流控制装置包含一下边场效晶体管（ｌｏｗ－ｓｉｄｅ?ＦＥＴ）与一上边场效晶体管（ｈｉｇｈ－ｓｉｄｅ?ＦＥＴ）、一栅极控制集成电路（ＩＣ）、一样本保持电路（ｓａｍｐｌｅ?ａｎｄ?ｈｏｌｄ?ｃｉｒｃｕｉｔ）及一比较器，当一第一输入讯号与一第二输入讯号总合等于一第三输入讯号与一第四输入讯号总合时，此比较器将产生一触发讯号以开始新周期，以使得此上边场效晶体管（ｈｉｇｈ－ｓｉｄｅ?ＦＥＴ）为导通，此下边场效晶体管（ｌｏｗ－ｓｉｄｅ?ＦＥＴ）为截止，如此周期循环将使输出电压趋于稳定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种输出电压电流调整系统，特别涉及一种。
技术介绍
集成电路电力供应的调整是利用上边场效晶体管(high-side FET)与下边场效晶 体管(low-side FET)作为电压电流的控制电路设计。电流是由上边场效晶体管(high-side FET)的源极与下边场效晶体管(low-side FET)的漏极所相连的接面流动至负载。此负 载与电感器串接，且有电容器与此负载并接。当周期开始时上边场效晶体管(high-side FET)为导通，下边场效晶体管(low-side FET)为截止，电流经由导通的上边场效晶体管 (high-side FET)流动至电感器、电容器与负载。此电流将使电容器所储存的电荷量上升。 而当负载所横跨的电压到达目标水平时，将使得上边场效晶体管(high-sideFET)切换为 截止，下边场效晶体管(low-side FET)切换为导通，此时电流将经由电容器放电。因此藉 由上边场效晶体管(high-side FET)与下边场效晶体管(low-side FET)导通与截止的交 互切换，以使输出电压不随电感电流的上升或下降而有所变动。如图1所示，一现有的切换控制器100包含一栅极控制集成电路(IC) 101、一上边 场效晶体管102与一下边场效晶体管104。此上边场效晶体管102的漏极Dhs电性连接于 输入电压源Vin，且此上边场效晶体管(high-sideFET) 102的源极Shs是与此下边场效晶体 管(low-side FET) 104的漏极Dls电性连接。此下边场效晶体管(low-side FET) 104的源 极Sls连接于接地端。而此上边场效晶体管(high-side FET) 102的栅极Ghs与此下边场效 晶体管(low-side FET) 104的栅极Qs分别与此栅极控制集成电路(IC) 301的上边输出HS 与下边输出LS做电性连接。当足够的电压作用于晶体管栅极上时，将产生相对应的电流于 漏极与源级之间。经由电压电流的控制操作，使此上边场效晶体管(high-side FET) 102的 栅级Ghs与此下边场效晶体管(high-sideFET) 104的栅级Gls将交互导通与截止。而此栅极 控制集成电路(IC)IOl具有一输入脚位IN，其是用以接收一输入讯号并且驱动此栅极控制 集成电路(IC)IOl的输出为上边输出HS或下边输出LS。此外，一电感器106连接于此上边 场效晶体管(high-side FET) 102的源极Shs与此下边场效晶体管(low-side FET) 104的漏 极I\s所相连的接面处。而一负载108是串接于此电感器106与接地端之间，且此负载108 将横跨一输出电压\。当此上边场效晶体管(high-side FET) 102与此下边场效晶体管 (low-sideFET) 104即将做导通与截止的切换时，晶体管的栅级Ghs与Qs将保持原导通或截 止一段时间。而藉由分压网络112对输出电压VJ故取样以得到一反馈电压VFB。此反馈电压Vfb经由一比较器114与一目标电压Vto相比较，其中此目标电压Vtm是由一目标电压产生器116所产生。当此反馈电压Vfb相等于此目标电压Vto时，此比较器114将产生触发讯 号以使上边场效晶体管(high-side FET) 102与此下边场效晶体管(low-side FET) 104分 别做导通与截止的切换。此外，有一电容器110与此负载108并接。此电容器将延迟横跨于 此负载108的输出电压相对于通过此负载108的电流。如此便将造成输出电压的不稳定。如上所述，此现有的切换控制器100利用输出电压Vq的涟波去调整输出电流。不过此涟波对于某些电路应用是相当不适当的。因此将藉由一 ESR去控制输出电压的上升与 下降。为达到此目的，此ESR需足够大以使得此电容器110的作用如同电阻器。而横跨于 此负载108的输出电压Vq的相位相对领先通过于此负载108的电流Iy如图2A所示，每个 周期的开始此上边场效晶体管(high-side FET) 102为导通，此下边场效晶体管(low-side FET) 104为截止，在一固定时间Tqn结束后，此上边场效晶体管(high-side FET) 102切换为 截止，此下边场效晶体管(low-side FET) 104切换为导通，这状态将持续到此输出电压V。下 降至小于此目标电压Vta,为止。而当此ESR过于小时，将使电容器110作用无法如同电阻 器，将造成输出电压\相位落后于电感电流l·。如图2B所示，此输出电压\之所以不稳定 是由于此反馈电压Vfb的相位过于落后电感电流込的相位，以致于此比较器110无法实时 触发新周期以使此输出电压V。实时提升。而此上边场效晶体管(high-side FET) 102与此 下边场效晶体管(low-side FET) 104交互切换导通，将使电感电流Il由上升逐渐至下降但 此输出电压\将不会随之变动，然而此结果将使栅极电压VHse与V·在每一周期切换不只 一次，以至于输出将变的很不稳定。为解决输出电压\的相位落后问题，对于与此电容器串接的ESR须足够大，以使 输出电压I的相位超前电感电流l·进而使操作稳定。举例来说，使用陶瓷电容器须与20 毫欧的ESR相匹配，但使用钽材质电容器则须与200-600毫欧的ESR相匹配。然而，匹配的 计算对于设计者来说相当困难。由于栅极控制集成电路(IC)IOl与场效晶体管102、104是 由第一制造者所制造封装，而负载108与电容器110是由第二制造者所制造。因此，此ESR 通常经由第一制造者所控制，此外，与此ESR搭配的电容器110的制造会受制造的方法、材 料与温度等因素影响。尚有另解决方法是藉由电流追随器去控制场效晶体管102与104的触发。此方法 将使输出电压得以保持相位领前于所追随的电流，但电流追随器的制造过于复杂且须增加 额外硬件成本，此外，此电感106的电感量具有特定范围的限制方能使电流追随器得以正 常操作，而对于电感量的计算有诸多考虑的因子，因此并不经常实行。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种电压电流控制装及方法，其经由比较器对所撷取的 四种输入讯号做比较，以达到控制上场效晶体管与下场效晶体管交互导通与截止的切换， 进而使输出电压达到稳定。本专利技术的另一目的是提供一种电压电流控制装及方法，其藉由致能讯号以达到同 时关闭上边场效晶体管与下边场效晶体管的功效。进而使通过负载的电流为零以储存电能 减少电能消耗。本专利技术的再一目的是提供一种电压电流控制装及方法，其能够于没有等效串连电阻的情况下，达到稳定输出电压的功效，适合应用于各种阶层的集成电路的电源设计。本专利技术的又一目的是提供一种电压电流控制装及方法，其不须依赖电流追随器，且不须在空间有限的集成电路中预先固定电感的摆放位置。以能够有效节省硬件空间。为达到上述目的，本专利技术在周期开始时，上边场效晶体管为导通，下边场效晶体管 为截止。经过一定时间后，上边场效晶体管(FET)将切换为截止，下边场效晶体管(FET)则 将切换为导通。此刻将感测第一输入讯号、第二输入讯号、第三输入讯号及第四输入讯号。 当第二输入讯号等于第三输入讯号与第四输入讯号相加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电压电流控制装置，其特征在于，包含：一下边场效晶体管（ＦＥＴ），包含一源极、一栅极及一漏极，且所述下边场效晶体管的所述漏极连接于接地端；一上边场效晶体管（ＦＥＴ），包含一源极、一栅极及一漏极，所述上边场效晶体管的所述漏极连接于一输入电压源，且所述上边场效晶体管的所述源极与所述下边场效晶体管的所述漏极做电性连接；一栅极控制集成电路（ＩＣ），包含一上边输出与一下边输出，所述上边输出与所述上边场效晶体管的所述栅级做电性连接，所述下边输出与所述下边场效晶体管的所述栅极做电性连接；一个样本保持电路，其于所述下边场效晶体管（ＦＥＴ）为导通，在周期的部份期间用以样本或储存通过一负载的一第一输入讯号电流。一比较器，其输出连接于所述栅极控制集成电路（ＩＣ）的输入，并用以接收所述第一输入讯号和一第二输入讯号的组合讯号及一第三输入讯号和一第四输入讯号的组合讯号，所述第二输入讯号为一目标电压，所述第三输入讯号为电流周期通过所述负载的电流，所述第四输入讯号为横跨于所述负载的一输出电压，所述比较器将输出一触发讯号于所述第一输入讯号与所述第二输入讯号的总合相等于所述第三输入讯号与所述第四输入讯号的总合，并且所述触发讯号用以触发新周期的开始以使所述上边场效晶体管（ＦＥＴ）为导通，所述下边场效晶体管（ＦＥＴ）为截止。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张育诚，
申请(专利权)人：万国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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