[发明专利]遮蔽切换噪声的切换式电压转换器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种切换式电压转换器，特别涉及一种能遮蔽切换噪声的切换式电压转换器及其方法。

背景技术

图1为传统的多通道切换式电压转换器100，其包括多个通道106、108及110。在第一个通道106中，晶体管MH1及ML1串联在电源线(power line)VIN端及接地线(ground line)或基底(substrate)GND端之间，驱动器116根据脉宽调变信号PWM1产生信号U1及L1切换晶体管MH1及ML1产生输出电压VOUT1，电阻R1及R2分压输出电压VOUT1产生回授信号FB1，电流感测电路118感测通过晶体管MH1上的电流产生电流感测信号ISENSE1，控制器114根据回授信号FB1及电流感测信号ISENSE1产生脉宽调变信号PWM1。在第二个通道108中，晶体管MH2及ML2串联在电源线VIN及接地线或基底GND端之间，驱动器122根据脉宽调变信号PWM2产生信号U2及L2切换晶体管MH2及ML2产生输出电压VOUT2，电阻R3及R4分压输出电压VOUT2产生回授信号FB2，电流感测电路124感测通过晶体管MH2上的电流产生电流感测信号ISENSE2，控制器120根据回授信号FB2及电流感测信号ISENSE2产生脉宽调变信号PWM2。在第N个通道110中，晶体管MHN及MLN串联在电源线VIN及接地线GND之间，驱动器128根据脉宽调变信号PWMN产生信号UN及LN切换晶体管MHN及MLN产生输出电压VOUTN，电阻R5及R6分压输出电压VOUTN产生回授信号FBN，电流感测电路130感测通过晶体管MHN上的电流产生电流感测信号ISENSEN，控制器126根据回授信号FBN及电流感测信号ISENSEN产生脉宽调变信号PWMN。

在转换器100中，多个通道106、108及110整合在单一芯片102中，而且所有通道为共享电源线VIN以及接地线或基底GND，封装电感Lp1、Lp2及LpN由拉线(bouning wire)产生的，而封装电感Lg1、Lg2及LgN则分别由接地线GND与晶体管ML1、ML2及MLN之间的拉线提供。然而，当通道106、108及110中的晶体管MH1、ML1、MH2、ML2、MHN及MLN切换时，将产生电源噪声(power bounce)及接地噪声(ground bounce)经由共享的电源线VIN及接地线或基底GND影响其它通道。电源噪声及接地噪声一般也称为切换噪声。切换噪声除了经由电源线VIN或者接地线或基底GND影响其它通道外，也可以经由某些共享组件来影响其它通道，例如，能隙参考值及比较器等。

图2为图1中通道106的局部放大图。图3为图2中封装电感Lp1上的电流I1及电压V1波形图，其中波形200为电流I1，波形202为电压V1。参照图1至图3，当信号U1切换晶体管MP1时，封装电感Lp1上的电流I1将产生变化，如波形200所示，因而导致封装电感Lp1上的电压V1将出现涟波，如波形202所示，进而在电源线VIN上产生切换噪声Snoise，电流I1的变化量越大，切换噪声Snoise也将越大，又所有通道106、108及110共享电源线VIN，故通道106所产生的切换噪声Snoise将影响其它通道108及110。

图4为用以说明图2中切换噪声Snoise的影响示意图，其中波形300为临界值Verror1，波形302为电流感测信号ISENSE1，波形304为信号U1，波形306为切换噪声Snoise，波形308为临界值Verror2，波形310为电流感测信号ISENSE2，波形312为信号U2，临界值Verror1为利用误差放大器放大回授信号FB1及预设的参考电压之间的差值而产生的，临界值Verror2亦是回授信号FB2及预设的参考电压之间的差值的放大。同时参照图1、图2和图4，以通道106及108为例，在正常操作下，当信号U1转为低准位时，晶体管MH1将打开(turn on)直至电流感测信号ISENSE1达到临界值Verror1时，晶体管MH1才关闭(turn off)，如时间t1及t2所示，同样的，当信号U2转为低准位时，晶体管MH2将打开直至电流感测信号ISENSE2达到临界值Verror2时，晶体管MH2才关闭，然而，在时间t1时，由于晶体管MP1打开，因而产生切换噪声Snoise，如波形306所示，切换噪声Snoise经由共享电源线VIN迭加到电流感测信号ISENSE2，如波形310所示，导致通道108出现误动作而提前关闭晶体管MH2。

发明内容