[发明专利]直流对直流转换器及其电压转换方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种直流对直流转换器，且特别是有关于一种可调整脉冲宽度调制信号的脉冲宽度的直流对直流转换器及其电压转换方法。

背景技术

众所周知，电脑系统中的中央处理器(CPU)、动态随机存取存储器(DRAM)、绘图晶片(graphic chip)、晶片组(chip set)所使用的操作电压皆不相同，因此，电脑系统中需要许多直流转直流变换器用以将电源供应器提供的直流输入电压(例如19V)转换成为各元件所需的操作电压。恒定导通时间(Constant On Time，COT)稳压器是一种直流对直流转换器。一般而言，当反馈电压小于参考电压时，恒定导通时间稳压器可以在一固定周期内导通一主要开关，并可调整主要开关的不导通周期，以便能提供稳定的输出电压。

当恒定导通时间稳压器的负载变化剧烈时，控制的恒定导通时间稳压器的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的操作频率亦会产生相对应的变化。举例来说，当恒定导通时间稳压器的负载变轻时，脉冲宽度调制信号的频率降低，各个脉冲间的距离变大。当恒定导通时间稳压器的负载变的很轻时，将使得脉冲宽度调制信号的频率低于25kHz，此时的频率开始进入人耳可接收的音频范围之内。如此一来，将使得使用者在使用各种应用恒定导通时间稳压器的电子产品(例如手机、电脑或随身听等)时出现杂音干扰，进而影响到电子产品的使用品质。

发明内容

本发明提供一种直流对直流转换器及其电压转换方法，可在不影响转换效率的情形下，保持脉冲宽度调制信号的操作频率高于人耳可接收到的音频范围。

本发明提出一种直流对直流转换器，其包括调整模块、输出模块以及控制模块。调整模块依据第一脉冲宽度调制信号与直流对直流转换器的输出电压输出具有恒定导通时间的第二脉冲宽度调制信号。输出模块耦接调整模块、接地电压与直流对直流转换器的输入电压，反应第二脉冲宽度调制信号切换接地电压与输入电压，以对应输出模块的切换将输入电压转换为输出电压。控制模块耦接调整模块与输出模块，检测第二脉冲宽度调制信号的频率，当第二脉冲宽度调制信号的频率低于一预设频率时，控制输出模块降低输出电压直到第二脉冲宽度调制信号出现上升沿，并控制调整模块缩减第二脉冲宽度调制信号的脉冲宽度。

在本发明的一实施例中，上述的输出模块包括电感、切换单元以及驱动单元。电感的第一端输出输出电压。切换单元耦接电感的第二端、输入电压与接地电压。驱动单元耦接调整模块、控制模块以及切换单元，依据第二脉冲宽度调制信号控制切换单元切换输入电压以及接地电压，进而在电感的第一端输出输出电压。

在本发明的一实施例中，上述的切换单元包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管与第二晶体管串接在输入电压与接地电压之间，第一晶体管与第二晶体管的栅极耦接驱动单元，第一晶体管与第二晶体管的共同接点耦接电感的第二端，第一晶体管与第二晶体管的导通状态受控于驱动单元，驱动单元还依据一优先权机制与控制信号来强制导通第二晶体管，直到下一个第一脉冲宽度调制信号提早产生。当第二脉冲宽度调制信号的频率低于预设频率时，驱动单元导通第二晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的直流对直流转换器中的输出模块还包括一电流检测单元，其耦接驱动单元，检测电感上的电流，当电感上的电流降为零时，驱动单元关闭第二晶体管，而当第二脉冲宽度调制信号的频率低于预设频率时且电感上的电流降为零时，驱动单元利用优先权机制强制导通第二晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的控制模块包括频率检测单元以及缩减控制单元。频率检测单元检测第一脉冲宽度调制信号或第二脉冲宽度调制信号在每一信号周期内的上升沿的转态时间点，当第一脉冲宽度调制信号或第二脉冲宽度调制信号的上升沿延迟出现时，频率检测单元输出控制信号以控制驱动单元导通第二晶体管，以触发下一个第一脉冲宽度调制信号提早产生。缩减控制单元耦接频率检测单元与调整模块，控制调整模块缩减第二脉冲宽度调制信号的脉冲宽度。