[发明专利]抗噪声切换式转换电路及其控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种切换式转换电路及其控制器，且特别涉及具有抗噪声能力的切换式转换电路及其控制器。

背景技术

切换式转换电路是现今电源供应器中的主流，其具有转换效率高、电路体积小及空载时耗电小的优点，然而缺点是电路较复杂，且脉动比较大、电磁干扰也比较大。目前市面上常见的切换式转换电路的控制方法主要有两种，其一是脉冲宽度调制(Pulse Width Modulated，以下简称：PWM)，另一是脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulated，以下简称：PFM)。脉冲宽度调制技术由于是定频操作，故电磁波干扰比较容易滤除且抗噪声的能力较强，但缺点是在轻载时电路转换效率低，瞬态响应慢。相对上，脉冲频率调制技术具有转换效率高，瞬态响应快的优点，但造成的电磁波干扰较不易滤除且抗噪声的能力较弱。

请参见图1，图1为现有应用脉冲频率调变技术的直流转直流降压转换电路的电路示意图。直流转直流降压转换电路包含一开关SW、一同步二极管D、一电感L、一输出电容C、由电阻R1、R2组成的一电压侦测电路以及一控制器10。电压侦测电路侦测直流转直流降压转换电路的一输出电压VOUT并据此产生一电压反馈信号VFB。控制器10包含一比较器12、一固定脉宽控制器22以及一驱动器32。比较器12接收电压反馈信号VFB及一参考信号Vref，并在侦测到电压反馈信号VFB的准位低于参考信号Vref的准位时触发固定脉宽控制器22产生一固定脉宽的脉冲信号至驱动器32。驱动器32根据固定脉宽控制器22的脉冲信号而产生控制信号Sc以切换开关SW，进而控制由一输入电压VIN传送至输出端的电力大小，使输出电压VOUT稳定在一电压附近。

接着请参见图2，图2为图1所示的直流转直流降压转换电路的信号时序图。当电压反馈信号VFB下降至参考信号Vref的准位时，控制器10产生固定脉宽的控制信号Sc，使开关SW导通以传递电力至输出端，使输出电压VOUT回升。由于电路噪声的干扰，电压反馈信号VFB有脉动，而使控制器10有误判而影响输出电压VOUT的稳定度。如图所示，虚线圆圈Q所圈出的部分因噪声的干扰，使控制器10误动作而提早输出控制信号Sc，使虚线圆圈S所圈出的输出电压VOUT的最高值明显高于其他周期。

为滤除噪声的干扰，立锜科技在美国专利号7023253中揭示一种改善切换系统噪声敏感度的装置及方法。请参考图3，为上述专利中所揭示的切换系统的电路示意图，其中控制器10’包含两放大器14、15、一低通滤波器16、一加法器18、一比较器24及一固定导通时间电路31。放大器14将电压反馈信号VFB放大K倍后输出一放大信号FBF，放大器15将电压反馈信号VFB放大N倍后输出后并经低通滤波器16滤波成一放大滤波信号FBS。加法器18将放大信号FBF及放大滤波信号FBS迭加后成一输出信号FBX。比较器24比较输出信号FBX及参考信号Vref，在输出信号FBX低于参考信号Vref时触发固定导通时间电路31产生控制信号S1、S2以控制一第一开关SW1及一第二开关SW2的切换。请参考图4，图4为图3所示的切换系统的信号时序图。由于放大信号FBF的准位被提高，使位于波谷、易造成的噪声的准位相对远离波谷而达到滤除噪声的作用。

然而，由于上述专利为滤除噪声而使用的低通滤波器16需使用大电容来达到滤波的功能，因此芯片(DIE)需增加面积以设置此滤波电容，或者以外接滤波电容方式设置时需额外增加芯片(Chip)的脚位数而增加成本，而且对于较高振幅的噪声仍可能造成电路误动作，使输出电压的稳定上仍会受影响。

发明内容

鉴于先前技术中的滤除噪声的干扰使用低通滤波器所造成电路成本增加及无法完全滤出高振幅噪声的问题，本发明利用时间判断的方式，不仅可避免电路成本大幅的增加，且亦可滤除高振幅噪声，同时可经适当地设置滤除参数而避免影响电路的瞬态响应。

为达上述目的，本发明提供了一种抗噪声切换式转换电路的控制器，包含一滤噪声单元、一导通时间单元以及一驱动单元。滤噪声单元根据一预定时间长度及在切换式转换电路的一输出电压低于一预定输出电压的状况进行判断，并根据判断结果决定是否输出一脉冲信号。导通时间单元在根据脉冲信号输出一固定脉宽信号。驱动单元根据固定脉宽信号控制切换式转换电路，使输出电压稳定于预定输出电压。