[发明专利]平均电感电流式电压控制方法及其可变参考电压产生装置

说明书

技术领域

本发明是有关一种应于用直流电转直流电转换器中的平均电感电流式电压控制技术，特别是关于一种可应用于固定截止时间直流电转直流电转换器(constant off time DC/DC converter)中，平均电感电流式电压控制方法及其使用的可变参考电压产生装置。

背景技术

在日常所用的电器用品当中或是各种产业所使用的电子设备当中，其输入电压范围都在AC 100～240伏特之间，但每一种电子产品或设备的负载状况并不相同，所需驱动电压亦有所不同，因此会根据各种应用上的需要，来将电源做调整，此即称的为电压转换器。

电压转换器依类型不同大致可分为数种，交流电转交流电(AC/AC)转换器、交流电转直流电(AC/DC)转换器、直流电转直流电(DC/DC)转换器以及直流电转交流电(DC/AC)；其中，就直流电转直流电(DC/DC)转换器而言，在许多电子电路中，常有一些电子元件需要双电源以上的电源供电，例如LCD显示器、电压比较器、运算放大器等，或是由于多组电子元件的工作电压各不相同有多组不同电位的需求，此时便需要有直流电转直流电转换器来获取想要的电压。

图1为现有降压型直流电转直流电转换器的电路简图，如图所示，在晶体管开关S导通(ON)时，输入电源Vi n会有电流流过电感L，使能量储存在电感L上；而当晶体管开关S截止(OFF)时，电感L上的感应电流会释放到电阻RL上以维持电压的输出；其中，通过反馈电路10把感应电流转换的输出电压Vo反馈到控制电路12来和参考电压做比较，而后控制晶体管开关S工作周期的大小，达到输出稳定的目的。请同时参阅图2所示，在晶体管开关S导通(ON)阶段，电感L一端连接至输入电压Vi n，另一端则连接至输出电压Vo，此时，输入电压必须高于输出电压，因此会在电感L上形成一个正向压降；在晶体管开关S截止(OFF)阶段，原本连接至输入电压Vin的电感L一端被连接到地GND，此时输出电压Vo必然为正端，因此会在电感L上形成一个负向压降。

然而，在上述架构中，是利用峰值电流模式产生的峰值电感电流去与固定的参考电压做比较来控制晶体管开关，此种仅利用峰值感应电流来调整的模式，容易产生峰值到平均的错误(peak to average error)，且因此存在较差的调整准确度。如图2中(a)所示，电感L较大时，有较高的平均感应电流，此时峰值到平均的错误较小；反之，如图2中(b)所示，电感L较小时，有较低的平均感应电流，此时峰值到平均的错误则相对变大；此平均电感电流是与感应电流值存在相当大关系，且易受到电感的影响，导致整个转换器的电压调整的准确度相当差。

有鉴于此，本发明遂提出一种具有可变参考电压的平均电感电流式电压控制方法及其使用的可变参考电压产生装置，无需任何仅通过电感电流使用来调整平均电流的回路补偿或负载电流感应，以平均电感电流控制固定截止时间DC/DC转换器操作于连续导通模式。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种平均电感电流式电压控制方法，其是直流电转直流电转换器中增加可变参考电压的设计，此参考电压会随着电感电流涟波的谷值电感电流改变，再搭配平均电感电流的作用，以动态调整参考电压，并以此方式取代现有利用峰值电流与独立电感值的现有技术，且无须感应高电压端(high side)的感应电流。

本发明的另一目的是在提供一种平均电感电流式电压控制方法及其使用的可变参考电压产生装置，其是使用平均电感电流作为参考电压的依据，以平均电感电流控制固定截止时间DC/DC转换器操作于连续导通模式，故不会直接受到转换器内所使用的电感的影响，更可提高电压调整的准确度。

本发明提出的平均电感电流式电压控制方法，其是可应用于直流电转直流电转换器，此方法是先将接收到外部预设的二倍参考电流转换为二倍参考电压，以及将位于转换器内的一电感产生的谷值电感电流转换为一谷值电压；然后，将此二倍参考电压与谷值电压相减，以产生一参考电压，此即作为控制转换器内的晶体管开关切换的依据。

当然，在取得参考电压之后，即可比较此参考电压与该电感的电感电压，并输出一比较结果，且当参考电压与电感电压相等时，此比较结果是为一截止讯号，可使晶体管开关截止。