[发明专利]低纹波直流到直流电源转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流到直流电源转换器，尤其涉及一种低纹波直流到直流电源转换器。

背景技术

图1显示了公知的直流到直流电源转换器10的电路图。直流到直流电源转换器10将输入电压V_in1转换成输出电压V_o1，以提供给负载Ld1。开关SH1耦合在输入电压V_in1与切换节点N1之间，而开关SL1则耦合在切换节点N1与地电位之间。在图1所示的例子中，用PMOS晶体管来实施开关SH1，而用NMOS晶体管来实施开关SL1。电感L1耦合在切换节点N1与输出端O1之间。输出电容C_o1耦合在输出端O1，以便对输出电压V_o1进行滤波。

直流到直流电源转换器10具有震荡信号产生电路11、闩锁器12、PWM控制电路13和驱动电路14。震荡信号产生电路11产生脉冲震荡信号PL1和谐波震荡信号RM1，其彼此同步震荡。脉冲震荡信号PL1的上升沿(Rising Edge)对应于谐波震荡信号RM1的波峰，而脉冲震荡信号PL1的下降沿(Falling Edge)则对应于谐波震荡信号RM1的波谷。脉冲震荡信号PL1施加到闩锁器12的设置端S，而谐波震荡信号RM1则施加到PWM控制电路13。当脉冲震荡信号PL1的上升沿经由设置端S而触发闩锁器12时，从闩锁器12的输出端Q而来的驱动信号DR1变成高电位。高电位的驱动信号DR1经由驱动电路14，使开关SH1导通，并且使开关SL1不导通，因此直流到直流电源转换器10进入所谓的ON操作阶段。在ON操作阶段中，电感电流I_L1逐渐增大。

电压返馈信号FV1代表输出电压V_o1，而电流返馈信号FI1则代表电感电流I_L1。响应于电压返馈信号FV1、电流返馈信号FI1和谐波震荡信号RM1，PWM控制电路13将控制信号CS1施加到闩锁器12的重设端R。不论是采用电流模式或电压模式的PWM控制方式，当控制信号CS1经由重设端R触发闩锁器12时，从闩锁器12的输出端Q而来的驱动信号DR1变成低电位。低电位的驱动信号DR1经由驱动电路14而使开关SH1不导通并且使开关SL1导通，因此直流到直流电源转换器10进入所谓的OFF操作阶段。在OFF操作阶段中，电感电流I_L1逐渐减小。

具体而言，图1所示的直流到直流电源转换器10属于降压型(Buck Type)，即将较高的输入电压V_in1转换成较低的输出电压V_o1。降压式直流到直流电源转换器10的工作循环(Duty Cycle)Du可由下列方程式(1)所表示：

Du≡TON(TON+TOFF)=Vo1Vin1---(1)]]>

其中T_ON代表每个周期中ON操作阶段所占时间，即驱动信号DR1保持在高电位所占时间。T_OFF则代表每周期中OFF操作阶段所占时间，即驱动信号DR1保持在低电位所占时间。T_ON与T_OFF的总和等于脉冲震荡信号PL1的周期T_TOL。