降升电压转换装置的控制电路及其模式切换方法
阅读说明:本技术 降升电压转换装置的控制电路及其模式切换方法 (Control circuit of buck-boost conversion device and mode switching method thereof ) 是由 林恒立 曾荣泓 陈信豪 于 2019-04-11 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种降升电压转换装置的控制电路及其模式切换方法。控制电路包括电流感测电路及模式判断电路。电流感测电路感测降升电压转换装置的输出电流,且提供电流感测信号。模式判断电路耦接电流感测电路,且接收电流感测信号。模式判断电路依据电流感测信号与预设电流产生预设电压,且模式判断电路依据预设电压与电流感测信号产生切换控制信号,以控制降升电压转换装置操作于降压模式、升压模式或降升压模式。本发明的降升电压转换装置能一直维持操作于正确的操作模式下,以发挥最佳的电压转换效能。(The invention discloses a control circuit of a buck-boost conversion device and a mode switching method thereof. The control circuit comprises a current sensing circuit and a mode judging circuit. The current sensing circuit senses the output current of the buck-boost conversion device and provides a current sensing signal. The mode determining circuit is coupled to the current sensing circuit and receives the current sensing signal. The mode judging circuit generates a preset voltage according to the current sensing signal and the preset current, and the mode judging circuit generates a switching control signal according to the preset voltage and the current sensing signal so as to control the buck-boost voltage conversion device to operate in a buck mode, a boost mode or a buck-boost mode. The buck-boost voltage conversion device can always maintain to operate in a correct operation mode so as to exert the optimal voltage conversion efficiency.)
技术领域
本发明与电压转换有关,尤其是关于一种降升电压转换装置的控制电路及降升压模式切换判断方法。
背景技术
请参照图1,图1为直流-直流降升电压转换器(DC-DC buck-boost converter)的输出级的示意图。
如图1所示,开关SWA与SWB串接于输入电压VIN与接地端GND之间。开关SWA与SWB的栅极分别受控于开关控制信号UG1与LG1,且开关SWA与SWB不会同时导通。开关SWD与SWC串接于输出电压VOUT与接地端GND之间。开关SWD与SWC的栅极分别受控于开关控制信号UG2与LG2,且开关SWD与SWC不会同时导通。输出电感L的一端耦接至开关SWA与SWB之间的节点LX1且其另一端耦接至开关SWD与SWC之间的节点LX2。
传统的降升压模式切换方法是比较输入电压VIN与输出电压VOUT以判断直流-直流降升电压转换器1应操作于降压模式(Buck mode)、升压模式(Boost mode)或降升压模式(Buck-boost mode),并相对应进行操作模式的切换。
然而,一旦输入电压VIN相当接近输出电压VOUT时,很可能导致操作模式误判的情况发生,甚至造成直流-直流降升电压转换器1持续在不同操作模式之间反复切换,此一问题亟待解决。
发明内容
本发明提出一种降升电压转换装置的控制电路及其模式切换方法,以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。
依据本发明的一具体实施例为一种降升电压转换装置的控制电路。于此实施例中,降升电压转换装置的控制电路包括电流感测电路及模式判断电路。电流感测电路感测降升电压转换装置的输出电流,并提供电流感测信号。模式判断电路耦接电流感测电路,且接收电流感测信号。模式判断电路依据电流感测信号与预设电流产生预设电压,且模式判断电路依据预设电压与电流感测信号产生切换控制信号,以控制降升电压转换装置操作于降压模式、升压模式或降升压模式。
于一实施例中,控制电路还包括脉宽调变产生电路,耦接模式判断电路,且依据切换控制信号产生脉宽调变信号。
于一实施例中,模式判断电路包括第一判断电路及第二判断电路。第一判断电路用以依据预设电压与电流感测信号判断降压模式与降升压模式之间的切换。第二判断电路用以依据预设电压与电流感测信号判断降升压模式与升压模式之间的切换。
于一实施例中,于第一时间,电流感测信号等于预设电压,且第一判断电路于第二时间比较电流感测信号与预设电压,以产生切换控制信号控制降升电压转换装置操作于降压模式或降升压模式,第二时间晚于第一时间。
于一实施例中,于第一时间,电流感测信号等于预设电压,且第二判断电路于第二时间比较电流感测信号与预设电压,以产生切换控制信号控制降升电压转换装置操作于降升压模式或升压模式,第二时间晚于第一时间。
依据本发明的另一具体实施例为一种降升压模式切换方法。于此实施例中,降升压模式切换方法应用于降升电压转换装置。降升压模式切换判断方法包括下列步骤:感测降升电压转换装置的输出电流,并提供电流感测信号;依据电流感测信号与预设电流产生预设电压;以及依据预设电压与电流感测信号产生切换控制信号,以控制降升电压转换装置操作于降压模式、升压模式或降升压模式。
于一实施例中,降升压模式切换方法还包括:依据该切换控制信号产生一脉宽调变信号;以及依据该脉宽调变信号产生多个开关控制信号至该降升电压转换装置的一输出级。
于一实施例中,降升压模式切换方法还包括:依据该预设电压与该电流感测信号判断该降压模式与该降升压模式之间的切换;以及依据该预设电压与该电流感测信号判断该降升压模式与该升压模式之间的切换。
于一实施例中,降升压模式切换方法还包括:于一第一时间使该电流感测信号等于该预设电压后,再于一第二时间比较该电流感测信号与该预设电压,以产生该切换控制信号,其中该第二时间晚于该第一时间;若该电流感测信号大于该预设电压,则控制该降升电压转换装置操作于该降压模式;以及若该电流感测信号小于该预设电压,则控制该降升电压转换装置操作于该降升压模式。
于一实施例中,降升压模式切换方法还包括:于一第一时间使该电流感测信号等于该预设电压后,再于一第二时间比较该电流感测信号与该预设电压,以产生该切换控制信号,其中该第二时间晚于该第一时间;若该电流感测信号小于该预设电压,则控制该降升电压转换装置操作于该降升压模式;以及若该电流感测信号大于该预设电压,则控制该降升电压转换装置操作于该升压模式。
相较于现有技术,本发明的降升电压转换装置的控制电路及降升压模式切换方法可根据降升电压转换装置的输出电流感测结果判断降升电压转换装置的操作模式是否需要进行切换,故可有效避免现有技术中由于比较器无法依据输入电压与输出电压的比较结果准确判断而造成降升电压转换装置持续在不同操作模式之间反复切换的问题,由以确保降升电压转换装置能够一直维持操作于正确的操作模式下而发挥最佳的电压转换效能。
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附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为直流-直流降升电压转换器的输出级的示意图。
图2为本发明的一实施例中的降升电压转换装置的示意图。
图3为降升电压转换装置的详细示意图。
图4为脉宽调变产生电路包括模式切换电路的示意图。
图5为第一判断电路及电流感测电路的一实施例。
图6为当第一判断电路运作时的开关控制信号、输出电流、电流感测信号、预设电压、致能信号及锁存信号的时序图。
图7为第二判断电路及电流感测电路的一实施例。
图8为当第二判断电路运作时的开关控制信号、输出电流、电流感测信号、预设电压、致能信号及锁存信号的时序图。
图9为当第一判断电路与第二判断电路同时运作时的开关控制信号、输出电流、电流感测信号、预设电压、致能信号及锁存信号的时序图。
图10为本发明的另一实施例中的降升压模式切换判断方法的流程图。
主要元件符号说明:
VIN:输入电压
VOUT:输出电压
IOUT:输出电流
GND:接地端
L:输出电感
C:电容
R:电阻
R1~R2:分压电阻
SWA~SWD:开关
UG1~UG2:开关控制信号
LG1~LG2:开关控制信号
LX1~LX2:节点
2:降升电压转换装置
20:控制电路
22:驱动器
24:输出级
200:电流感测电路
202:模式判断电路
204:脉宽调变产生电路
202A:第一判断电路
202B:第二判断电路
204A:模式切换电路
204B:脉宽调变产生器
VSEN:电流感测信号
S1:切换控制信号
PWM:脉宽调变信号
206:加法单元
208:误差放大器
210:比较器
VRAMP:斜波信号
VSAW:相加信号
VFB:回馈电压
VREF:参考电压
COMP:误差放大信号
S2:比较信号
A1~A2:输出端
B1~B2:输出端
LA1~LA3:锁存单元
OR1~OR2:或闸
S、R:输入端
Q:输出端
S3(M1)、S3(M2)、S3(M3):模式切换信号
PWM(M1)、PWM(M2)、PWM(M3):脉宽调变信号
VSENV:预设电压
VSENP:预设电压
I:预设电流
M1~M2:开关
EN1:致能信号
EN1’:反相致能信号
EN2:致能信号
EN2’:反相致能信号
COM:比较器
LA:锁存信号
T0~T5:时间
S10~S14:步骤
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示范性实施例,并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
在本发明中,输出电流指的是图1中流经电感L的电流,或于开关SWD导通时流经开关SWD的电流。
依据本发明的一具体实施例为一种降升电压转换装置的控制电路。于此实施例中,降升电压转换装置可以是具有四开关输出级的直流-直流降升电压转换装置,且其控制电路可根据降升电压转换装置的输出电流感测结果判断降升电压转换装置应操作于降压模式(Buck mode)、升压模式(Boost mode)或降升压模式(Buck-boost mode),但不以此为限。
请参照图2,图2为此实施例中的降升电压转换装置的示意图。如图2所示,降升电压转换装置2包括控制电路20、驱动器22及输出级24。控制电路20分别耦接驱动器22及输出级24。驱动器22分别耦接控制电路20及输出级24。输出级24分别耦接驱动器22及控制电路20。
控制电路20包括电流感测电路200、模式判断电路202及脉宽调变产生电路204。电流感测电路200分别耦接输出级24及模式判断电路202。模式判断电路202分别耦接电流感测电路200及脉宽调变产生电路204。脉宽调变产生电路204分别耦接模式判断电路202及驱动器22。
电流感测电路200用以感测输出级24的输出电流IOUT,并据以产生电流感测信号VSEN至电流感测电路200。于实际应用中,电流感测电路200所提供的电流感测信号VSEN可以为电压或电流的形式,并无特定的限制。
模式判断电路202用以接收电流感测电路200所提供的电流感测信号VSEN,并据以产生切换控制信号S1至脉宽调变产生电路204。模式判断电路202包括第一判断电路202A及第二判断电路202B。
第一判断电路202A分别耦接电流感测电路200及脉宽调变产生电路204,用以依据电流感测信号VSEN与预设电压判断降升电压转换装置2在降压模式与降升压模式之间的切换,并依据上述判断结果产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2操作于降压模式或降升压模式。
也就是说,当降升电压转换装置2操作于降压模式时,第一判断电路202A可依据电流感测信号VSEN与预设电压的比较结果判断降升电压转换装置2应维持操作于降压模式,或是应从降压模式切换至降升压模式。
同理,当降升电压转换装置2操作于降升压模式时,第一判断电路202A也可依据电流感测信号VSEN与预设电压的比较结果判断降升电压转换装置2应维持操作于降升压模式,或是应从降升压模式切换至降压模式。
第二判断电路202B分别耦接电流感测电路200及脉宽调变产生电路204,用以依据电流感测信号VSEN与预设电压判断降升电压转换装置2在降升压模式与升压模式之间的切换,并依据上述判断结果产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2操作于升压模式或降升压模式。
也就是说,当降升电压转换装置2操作于升压模式时,第二判断电路202B可依据电流感测信号VSEN与预设电压的比较结果判断降升电压转换装置2应维持操作于升压模式,或是应从升压模式切换至降升压模式。
同理,当降升电压转换装置2操作于降升压模式时,第二判断电路202B也可依据电流感测信号VSEN与预设电压的比较结果判断降升电压转换装置2应维持操作于降升压模式,或是应从降升压模式切换至升压模式。
当脉宽调变产生电路204接收到模式判断电路202所提供的切换控制信号S1时,脉宽调变产生电路204依据切换控制信号S1产生相对应的脉宽调变信号PWM至驱动器22,再由驱动器22依据其接收到的脉宽调变信号PWM相对应地产生多个开关控制信号UG1、LG1、UG2及LG2至输出级24,由以分别控制输出级24中的多个开关的操作。
请参照图3,图3为降升电压转换装置2的详细示意图。如图3所示,控制电路20除了包括电流感测电路200、模式判断电路202及脉宽调变产生电路204之外,还包括加法单元206、误差放大器208、比较器210、分压电阻R1~R2、电阻R及电容C。
电流感测电路200分别耦接模式判断电路202及加法单元206,用以分别提供电流感测信号VSEN至模式判断电路202及加法单元206。加法单元206分别耦接电流感测电路200及比较器210的负输入端-,用以分别接收电流感测信号VSEN及斜波信号VRAMP并相加后产生相加信号VSAW至比较器210的负输入端-。
分压电阻R1及R2串接于输出电压VOUT与接地端GND之间。分压电阻R1及R2之间具有回馈电压VFB,且回馈电压VFB为输出电压VOUT的分压。误差放大器208的正输入端+及负输入端-分别接收参考电压VREF及回馈电压VFB,并据以产生误差放大信号COMP至比较器210的正输入端+。电阻R及电容C串接于误差放大器208的输出端与接地端GND之间。
当比较器210的正输入端+及负输入端-分别接收到误差放大信号COMP及相加信号VSAW时,比较器210比较误差放大信号COMP与相加信号VSAW,并依据上述比较结果产生比较信号S2至脉宽调变产生电路204。
当脉宽调变产生电路204分别接收到模式判断电路202所提供的切换控制信号S1及比较器210所提供的比较信号S2时,脉宽调变产生电路204依据切换控制信号S1及比较信号S2产生相对应的脉宽调变信号PWM至驱动器22,再由驱动器22依据脉宽调变信号PWM相对应地产生多个开关控制信号UG1、LG1、UG2及LG2至输出级24。
输出级24包括四个开关SWA~SWD、输出电感L及输出电容C。开关SWA与SWB串接于输入电压VIN与接地端GND之间。开关SWA与SWB的栅极分别受控于开关控制信号UG1与LG1,且开关SWA与SWB不会同时导通。开关SWD与SWC串接于输出电压VOUT与接地端GND之间。开关SWD与SWC的栅极分别受控于开关控制信号UG2与LG2,且开关SWD与SWC不会同时导通。输出电感L的一端耦接至开关SWA与SWB之间的节点LX1且其另一端耦接至开关SWD与SWC之间的节点LX2。电流感测电路200耦接至节点LX1,用以感测输出电流IOUT,并据以产生电流感测信号VSEN。
请参照图4,图4为脉宽调变产生电路204包括模式切换电路204A的示意图。如图4所示,模式判断电路202包括第一判断电路202A及第二判断电路202B。脉宽调变产生电路204包括模式切换电路204A及脉宽调变产生器204B。第一判断电路202A及第二判断电路202B均耦接至模式切换电路204A。模式切换电路204A耦接至脉宽调变产生器204B。
于此实施例中,模式切换电路204A包括锁存单元LA1~LA3及或闸OR1~OR2。第一判断电路202A的输出端A1分别耦接至锁存单元LA1的输入端S及或闸OR2的一输入端。第一判断电路202A的输出端A2分别耦接至锁存单元LA1的输入端R及或闸OR1的一输入端。第二判断电路202B的输出端B1分别耦接至锁存单元LA3的输入端S及或闸OR2的另一输入端。第二判断电路202B的输出端B2分别耦接至锁存单元LA3的输入端R及或闸OR1的另一输入端。或闸OR1的输出端耦接至锁存单元LA2的输入端S且或闸OR2的输出端耦接至锁存单元LA2的输入端R。锁存单元LA1~LA3的输出端Q均耦接至脉宽调变产生器204B。
当第一判断电路202A判断降升电压转换装置2应操作于降压模式时,第一判断电路202A通过输出端A1输出切换控制信号S1至锁存单元LA1的输入端S及或闸OR2的一输入端;当第一判断电路202A判断降升电压转换装置2应操作于降升压模式时,第一判断电路202A通过输出端A2输出切换控制信号S1至锁存单元LA1的输入端R及或闸OR1的一输入端。
同理,当第二判断电路202B判断降升电压转换装置2应操作于升压模式时,第二判断电路202B通过输出端B1输出切换控制信号S1至锁存单元LA3的输入端S及或闸OR2的另一输入端;当第二判断电路202B判断降升电压转换装置2应操作于降升压模式时,第二判断电路202B通过输出端B2输出切换控制信号S1至锁存单元LA3的输入端R及或闸OR1的另一输入端。
模式切换电路204A中的锁存单元LA1~LA3分别依据第一判断电路202A或第二判断电路202B所提供的切换控制信号S1相对应地产生对应于降压模式、降升压模式或升压模式的模式切换信号S3至脉宽调变产生器204B,再由脉宽调变产生器204B依据模式切换信号S3产生对应于降压模式、降升压模式或升压模式的脉宽调变信号PWM。
举例而言,当模式切换电路204A中的锁存单元LA1的输入端S接收到切换控制信号S1时,代表降升电压转换装置2应操作于降压模式,因此,锁存单元LA1会相对应地产生对应于降压模式的模式切换信号S3(M1)至脉宽调变产生器204B,再由脉宽调变产生器204B依据模式切换信号S3(M1)产生对应于降压模式的脉宽调变信号PWM(M1)。
同理,当模式切换电路204A中的锁存单元LA3的输入端S接收到切换控制信号S1时,代表降升电压转换装置2应操作于升压模式,因此,锁存单元LA3会相对应地产生对应于升压模式的模式切换信号S3(M2)至脉宽调变产生器204B,再由脉宽调变产生器204B依据模式切换信号S3(M2)产生对应于降压模式的脉宽调变信号PWM(M2)。
同理,当模式切换电路204A中的或闸OR1的任一输入端接收到切换控制信号S1时,代表降升电压转换装置2应操作于降升压模式,因此,锁存单元LA2会相对应地产生对应于降升压模式的模式切换信号S3(M3)至脉宽调变产生器204B,再由脉宽调变产生器204B依据模式切换信号S3(M3)产生对应于降升压模式的脉宽调变信号PWM(M3)。
请参照图5,图5为第一判断电路202A及电流感测电路200的一实施例。如图5所示,第一判断电路202A包括预设电流I、开关M1~M2、电容C及比较器COM。预设电流I耦接于开关M1与接地端GND之间。开关M1耦接于预设电流I与开关M2之间,且开关M1的栅极受控于反相致能信号EN1’。电容C的一端耦接至开关M1与M2之间且电容C的另一端耦接至接地端GND。开关M2耦接于开关M1与电阻R之间,且开关M2的栅极受控于致能信号EN1。
电流感测电路200包括电阻R,用以感测输出电流IOUT而于开关M2与电阻R之间产生电流感测信号VSEN。第一判断电路202A依据电流感测信号VSEN与预设电流I于开关M1与M2之间产生预设电压VSENV。
比较器COM的正输入端+耦接至开关M2与电阻R之间且比较器COM的负输入端-耦接至开关M1与M2之间。比较器COM的正输入端+与负输入端-分别接收电流感测信号VSEN与预设电压VSENV,并依据电流感测信号VSEN与预设电压VSENV的比较结果产生切换控制信号S1。
举例而言,如图6所示,当降升电压转换装置2操作于降压模式时,控制输出级24中的开关SWA的开关控制信号UG1于时间T0至T2为高位准且于时间T2至T3为低位准,亦即于时间T0至T2的期间,输出级24中的开关SWA导通且开关SWB关闭;于时间T2至T3的期间,输出级24中的开关SWA关闭且开关SWB导通。
于时间T0至T2的期间,输出电流IOUT会随时间线性上升,其斜率为[(输入电压VIN-输出电压VOUT)/输出电感L];于时间T2至T3的期间,输出电流IOUT会随时间线性下降,其斜率为[(-输出电压VOUT)/输出电感L]。至于电流感测信号VSEN的曲线也会与输出电流IOUT一致,故于此不另行赘述。
于时间T0至T1的期间,致能信号EN1为高位准,致使开关M2受控于致能信号EN1而导通,且开关M1受控于反相致能信号EN1’而关闭;于时间T1至T3的期间,致能信号EN1为低位准,致使开关M2受控于致能信号EN1而关闭,且开关M1受控于反相致能信号EN1’而导通。
于时间T1,电流感测信号VSEN等于预设电压VSENV。接下来,由于预设电流I使得预设电压VSENV与电流感测信号VSEN的爬升斜率不同,因此两者之间会出现差异。
于时间T2,锁存信号LA触发第一判断电路202A比较电流感测信号VSEN大于预设电压VSENV,代表降升电压转换装置2应维持操作于降压模式不变,故第一判断电路202A相对应产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2维持操作于降压模式不变。
换句话说,在时间T1到时间T2的时段中,若输出电流IUOT的电流变化斜率的绝对值小于预设电流I的电流变化斜率的绝对值,降升电压转换装置2进入降升压模式;反之,降升电压转换装置2脱离降升压模式。
至于当降升电压转换装置2操作于降升压模式时,第一判断电路202A判断降升电压转换装置2应维持操作于降升压模式或切换至降压模式的情形,亦可依此类推,于此不另行赘述。
请参照图7,图7为第二判断电路202B及电流感测电路200的一实施例。如图7所示,第二判断电路202B包括预设电流I、开关M1~M2、电容C及比较器COM。预设电流I耦接于开关M1与接地端GND之间。开关M1耦接于预设电流I与开关M2之间,且开关M1的栅极受控于反相致能信号EN2’。电容C的一端耦接至开关M1与M2之间且电容C的另一端耦接至接地端GND。开关M2耦接于开关M1与电阻R之间,且开关M2的栅极受控于致能信号EN2。
电流感测电路200包括电阻R,用以感测输出电流IOUT而于开关M2与电阻R之间产生电流感测信号VSEN。第二判断电路202B依据电流感测信号VSEN与预设电流I于开关M1与M2之间产生预设电压VSENP。
比较器COM的正输入端+耦接至开关M2与电阻R之间且比较器COM的负输入端-耦接至开关M1与M2之间。比较器COM的正输入端+与负输入端-分别接收电流感测信号VSEN与预设电压VSENP,并依据电流感测信号VSEN与预设电压VSENP的比较结果产生切换控制信号S1。
举例而言,如图8所示,当降升电压转换装置2操作于降升压模式时,控制输出级24中的开关SWC的开关控制信号UG2于时间T0至T1为高位准且于时间T1至T3为低位准,亦即于时间T0至T1的期间,输出级24中的开关SWC导通且开关SWD关闭;于时间T1至T3的期间,输出级24中的开关SWC关闭且开关SWD导通。
于时间T0至T1的期间,输出电流IOUT会随时间线性上升,其斜率为(输入电压VIN/输出电感L),且电流感测信号VSEN为零;于时间T1至T3的期间,输出电流IOUT会随时间线性下降,其斜率为[(输入电压VIN-输出电压VOUT)/输出电感L],且电流感测信号VSEN的曲线与输出电流IOUT一致。
于时间T0至T2的期间,致能信号EN2为高位准,致使开关M2受控于致能信号EN2而导通,且开关M1受控于反相致能信号EN2’而关闭;于时间T2至T3的期间,致能信号EN2为低位准,致使开关M2受控于致能信号EN2而关闭,且开关M1受控于反相致能信号EN2’而导通。
于时间T2,第二判断电路202B判断电流感测信号VSEN等于预设电压VSENP。接下来,由于预设电压VSENP与电流感测信号VSEN的斜率不同,因此两者之间会出现差异。
于时间T3,第二判断电路202B判断电流感测信号VSEN大于预设电压VSENP,代表降升电压转换装置2应维持操作于降升压模式不变,故第二判断电路202B相对应产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2维持操作于降升压模式不变。
同理,若第二判断电路202B判断电流感测信号VSEN小于预设电压VSENP,代表降升电压转换装置2应切换至升压模式,故第二判断电路202B相对应产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2从降升压模式切换至升压模式。
至于当降升电压转换装置2操作于降升压模式时,第二判断电路202B判断降升电压转换装置2应维持操作于降升压模式或切换至升压模式的情形,亦可依此类推,于此不另行赘述。
接着,请参照图9,图9为当第一判断电路202A与第二判断电路202B同时运作时的开关控制信号UG1及LG2、输出电流IOUT、电流感测信号VSEN、预设电压VSENV~VSENP、致能信号EN1~EN2及锁存信号LA的时序图。
如图9所示,假设降升电压转换装置2于时间T0至T3的期间操作于升压模式且于时间T3至T5的期间操作于降压模式。
当降升电压转换装置2于时间T0至T3的期间操作于升压模式时,于时间T0至T1的期间,输出级24中的开关SWC导通且开关SWD关闭;于时间T1至T3的期间,输出级24中的开关SWC关闭且开关SWD导通。
于时间T0至T1的期间,输出电流IOUT会随时间线性上升,其斜率为(输入电压VIN/输出电感L),且电流感测信号VSEN为零;于时间T1至T3的期间,输出电流IOUT维持不变,其斜率为[(输入电压VIN-输出电压VOUT)/输出电感L],且电流感测信号VSEN与输出电流IOUT一致。
于时间T0至T2的期间,致能信号EN1及EN2均为高位准,致使第一判断电路202A与第二判断电路202B中的开关M2分别受控于致能信号EN1及EN2而导通,且第一判断电路202A与第二判断电路202B中的开关M1分别受控于反相致能信号EN1’及EN2’而关闭;于时间T2至T5的期间,致能信号EN1及EN2均为低位准,致使第一判断电路202A与第二判断电路202B中的开关M2分别受控于致能信号EN1及EN2而关闭,且第一判断电路202A与第二判断电路202B中的开关M1分别受控于反相致能信号EN1’及EN2’而导通。
于时间T2,第一判断电路202A判断电流感测信号VSEN等于预设电压VSENV且第二判断电路202B判断电流感测信号VSEN等于预设电压VSENP。接下来,由于预设电流I会造成预设电压VSENV及VSENP与电流感测信号VSEN的斜率均不同,因此时间T2的后三者之间会出现差异。
于时间T4,降升电压转换装置2操作于降升压模式,第一判断电路202A判断电流感测信号VSEN小于预设电压VSENV,代表降升电压转换装置2应维持降升压模式,故第一判断电路202A产生切换控制信号S1,以控制降升电压转换装置2维持操作于降升压模式。其余可依此类推,故于此不另行赘述。
依据本发明的另一具体实施例为一种降升压模式切换判断方法。于此实施例中,降升压模式切换判断方法应用于降升电压转换装置,用以判断降升电压转换装置应该操作于降压模式、升压模式或降升压模式,但不以此为限。
请参照图10,图10为此实施例中的降升压模式切换方法的流程图。如图10所示,降升压模式切换方法包括下列步骤:
步骤S10:感测降升电压转换装置的输出电流,并提供电流感测信号;
步骤S12:依据电流感测信号与预设电流产生预设电压;以及
步骤S14:依据预设电压与电流感测信号产生切换控制信号,以控制降升电压转换装置操作于降压模式、升压模式或降升压模式。
至于降升压模式切换方法的其他详细实施方式,均可参照上述实施例的相关叙述内容,于此不另行赘述。
相较于现有技术,本发明的降升电压转换装置的控制电路及降升压模式切换方法可根据降升电压转换装置的输出电流感测结果判断降升电压转换装置的操作模式是否需要进行切换,故可有效避免现有技术中由于比较器无法依据输入电压与输出电压的比较结果准确判断而造成降升电压转换装置持续在不同操作模式之间反复切换的问题,由以确保降升电压转换装置能够一直维持操作于正确的操作模式下而发挥最佳的电压转换效能。
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