电源转换器及其斜率侦测控制器与方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电源转换器，且特别是有关于一种电源转换器及其斜率侦测控制器与方法。
【背景技术】
[0002]图1为已知的直流对直流转换器的电路图。如图1所示，直流对直流转换器100用以将输入电压Vin经由输出级110转换为输出电压Vout。直流对直流转换器100再根据输出电压Vout的变化回授至脉波宽度调变控制单元120，以控制输出级110的操作，使得输出电压Vout可被调节在一额定输出电压。
[0003]图2为已知的直流对直流转换器在负载变化瞬间的波形示意图。请一并参照图1与图2，直流对直流转换器100在正常操作下，如图2的Tl区间，直流对直流转换器100会将其输出电压Vout维持在额定输出电压的一预设范围内。当负载由重载转换成轻载的瞬间，由于直流对直流转换器100中的电路循环反应速度无法跟上负载转换瞬变(loadtransient)，因此在图2的T2区间，直流对直流转换器100所提供的电感电流IL仍比所需的负载电流Iload多，所以上述多余的电感电流IL将会对输出电容Cout充电，使得输出电压Vout升高而造成输出电压Vout超过额定输出电压的预设范围，此一现象称之为过冲(overshoot)。然而,上述情形为产品应用上所不愿看到的。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种电源转换器及其斜率侦测控制器与方法电源转换器，借此解决【背景技术】所提及的问题。
[0005]本发明提出一种电源转换器的斜率侦测控制器，其包括斜率侦测单元与输出控制单元。上述斜率侦测单元接收电源转换器的输出电压，且根据输出电压产生斜率侦测信号。上述输出控制单元耦接斜率侦测单元，且根据斜率侦测信号提供控制信号，以控制电源转换器。
[0006]在本发明的一实施例中，当斜率侦测信号超过预设值时，输出控制单元产生控制信号。
[0007]在本发明的一实施例中，控制信号用以关闭电源转换器的第一切换开关。
[0008]在本发明的一实施例中，控制信号用以截止电源转换器的时间信号产生器的导通时间信号。
[0009]在本发明的一实施例中，控制信号用以截止电源转换器的脉波宽度调变信号。
[0010]本发明提出一种电源转换器，其包括输出级、脉波宽度调变控制单元以及斜率侦测控制器。上述输出级包括第一切换开关。上述脉波宽度调变控制单元耦接输出级，且控制输出级的第一切换开关的操作。上述斜率侦测控制器耦接脉波宽度调变控制单元，且根据电源转换器的输出电压产生斜率侦测信号，以根据斜率侦测信号产生控制信号，以使得脉波宽度调变控制单元控制第一切换开关关闭。
[0011]在本发明的一实施例中，输出级还包括第二切换开关，第一切换开关又可称之为上桥开关，第二切换开关又可称之为下桥开关。
[0012]在本发明的一实施例中，脉波宽度调变控制单元包括驱动器，斜率侦测控制器耦接驱动器，使得控制信号控制驱动器关闭第一切换开关。
[0013]在本发明的一实施例中，脉波宽度调变控制单元包括时间信号产生器，斜率侦测控制器耦接时间信号产生器，使得控制信号控制时间信号产生器停止提供导通时间信号，以关闭第一切换开关。
[0014]在本发明的一实施例中，脉波宽度调变控制单元包括脉波宽度调变产生器，斜率侦测控制器耦接脉波宽度调变产生器，使得控制信号控制脉波宽度调变产生器停止提供脉波宽度调变信号，以关闭第一切换开关。
[0015]在本发明的一实施例中，脉波宽度调变产生器包括误差放大器与第一比较器，斜率侦测控制器耦接于误差放大器与第一比较器之间，以利用控制信号来影响误差放大器的误差信号来使得脉波宽度调变产生器停止提供脉波宽度调变信号。
[0016]在本发明的一实施例中，脉波宽度调变产生器包括误差放大器、第一比较器及斜波信号产生器，第一比较器的第一输入端稱接误差放大器，第一比较器的第二输入端I禹接斜波信号产生器，斜率侦测控制器耦接斜波信号产生器，以利用控制信号来影响斜波信号产生器的斜波信号来使得脉波宽度调变产生器停止提供脉波宽度调变信号。
[0017]在本发明的一实施例中，斜率侦测控制器包括斜率侦测单元与输出控制单元，斜率侦测单元为微分电路，以提供斜率侦测信号，输出控制单元根据斜率侦测信号产生控制信号。
[0018]本发明提出一种电源转换器的斜率侦测控制方法，其包括:接收电源转换器的输出电压；根据输出电压提供斜率侦测信号；以及根据斜率侦测信号产生控制信号，以控制电源转换器。
[0019]如前所述的斜率侦测控制方法，其中当上述斜率侦测信号超过一预设值时，产生上述控制信号。
[0020]综上所述，本发明所提供的电源转换器与斜率侦测控制器的侦测控制方法利用侦测输出电压斜率与开回路的控制方法来抑制输出电压过冲现象，以提高系统稳定性。
[0021]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
【附图说明】
[0022]图1图示已知的直流对直流转换器的电路图。
[0023]图2图示已知的直流对直流转换器在负载变化瞬间的波形示意图。
[0024]图3图示根据本发明的一实施例的电源转换器的电路示意图。
[0025]图4图示根据本发明的一实施例的斜率侦测控制器的电路示意图。
[0026]图5图示显示加入斜率侦测控制器后的负载由重载转换成轻载的瞬间响应。
[0027]图6A图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第一实施例的电路示意图。
[0028]图6B图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第一实施例的驱动器电路示意图。
[0029]图7A图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第二实施例的电路示意图。
[0030]图7B图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第二实施例的时间信号产生器电路示意图。
[0031]图8A图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第三实施例的电路示意图。
[0032]图8B图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第三实施例的控制误差信号电路不意图。
[0033]图8C图示根据本发明的斜率侦测控制器的控制方式的第三实施例的控制斜坡信号电路不意图。
[0034]图9图示根据本发明的一实施例的电源转换器的斜率侦测控制方法。
[0035]主要元件符号说明:
[0036]100、300电源转换器
[0037]110、31 输出级
[0038]120、32脉波宽度调变控制单元
[0039]33斜率侦测控制器
[0040]121、321误差放大器
[0041]122、322 第一比较器
[0042]123、323时间信号产生器
[0043]124、324 驱动器
[0044]325脉波宽度调变产生器
[0045]326斜波信号产生器
[0046]329补偿单元
[0047]41斜率侦测单元
[0048]42输出控制单元
[0049]Cout输出电容
[0050]Ctrl控制信号
[0051]ERR误差信号
[0052]ESR等效串联电阻
[0053]IL电感电流
[0054]Iload负载电流
[0055]Vin输入电压
[0056]Vout输出电压
[0057]V+正电压
[0058]UG第一切换开关信号
[0059]LG第二切换开关信号
[0060]PHASE相位节点
[0061]pwm脉波宽度调变信号
[0062]REF参考信号
[0063]ramp斜波信号