[发明专利]双固定时间切换式电源电路及其开关电路及其方法

说明书

一种双固定时间切换式电源电路及其开关电路及其方法，该双固定时间的切换式电源电路，包含一功率电路，包括电感以及功率开关，用以将输入电压转换为输出电压，以及一开关电路，用以根据一输出电压相关信号而产生一开关控制信号以控制功率开关，切换式电源电路包括一比较电路，用以比较误差放大信号与三角波信号而产生比较结果，以及一时间决定电路，用以根据比较结果而产生开关控制信号，其中当功率开关转为ON时起，其导通至少一最小ON时间，且持续ON至三角波信号大于误差放大信号为止，而转为OFF；其中当功率开关转为OFF时起，其OFF至少一最小不导通时间，且持续OFF至三角波信号小于误差放大信号为止，而转为ON。

技术领域

本发明涉及一种固定时间(constant time)的切换式电源电路，特别是指一种需要产生两组固定时间的切换式电源电路。本发明还涉及控制切换式电源电路的控制电路与方法。

背景技术

请参阅图1A，图中示出一种现有技术的固定时间切换式电源电路 (切换式电源电路1A)。切换式电源电路1A包含降压功率电路10，其包括电感L、功率开关S1，S2，以及控制电路50。控制电路50控制功率开关S1，S2的切换，以将输入电压VIN转换为输出电压VO。控制电路50中，误差放大器51将反馈信号FB(表示输出电压VO的信息)与参考电压VR比较，产生误差放大信号EAO。PWM(脉宽调制)比较器55 将误差放大信号EAO与斜坡信号RMP比较而产生比较结果CPO，而闩锁电路57根据比较结果CPO以及一固定时间产生器58产生开关控制信号CTRL，其包括G1，G2，分别控制功率开关S1，S2。误差放大信号EAO、斜坡信号RMP、与电感L的电流输入端电压VLX的关系如图1B 所示，当误差放大信号EAO大于斜坡信号RMP时，控制电路50以一固定导通时间TON控制功率开关S1为导通(ON)，而于固定导通时间TON 之后控制功率开关S1为不导通(OFF)，其中功率开关S2与功率开关 S1大致上为反相操作。

图1A的现有技术的缺点在于，在快速负载变化时，其导通时间为固定而无法调制，因此电感电流ILD上升的速度会被固定导通时间TON 与最小不导通时间所限制，导致输出电压VO会有较大的电位下降。此外，在降压功率转换操作时，若输入电压VIN与输出电压VO的电平相近，因固定导通时间TON无法自动延伸，因此工作比受限且无法无缝调整到较高值(例如接近100％)，导致必需以较高频来切换功率开关 S1，S2，此时输出电压的纹波就会比较大且不稳定。

请参阅图2，图中示出一种现有技术的最小固定时间降压切换式电源电路(切换式电源电路2)，切换式电源电路2虽然允许导通时间延长，但本现有技术需要一个VOS脚位，直接连接于切换式电源电路的输出电压，用以进行回路补偿，然而，在多相(multi-phase)整合型的电源管理IC应用中，每组切换式电源电路都需额外的VOS脚位，这会提高成本以及印刷电路板(PCB)布局的复杂度。

本发明相比于图1A的现有技术，具有可自动延伸的导通时间，其工作比也可因此延长，因而本发明的切换式电源电路的负载响应较佳，且在应用于降压功率转换操作时，若输入电压VIN与输出电压VO的电平相近，本发明可自动且无缝的延伸到较高的例如接近100％的工作比，因而本发明的切换式电源电路可适应于较大的输入电压范围并可有较低的纹波；此外，本发明相比于图2的现有技术，补偿电路可完全内部化，不需额外的脚位，因此可节省成本并降低印刷电路板布局的复杂度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种双固定时间切换式电源电路及其开关电路及其方法，其可适应于较大的输入电压范围并可有较低的纹波，并且补偿电路可完全内部化，不需额外的脚位，因此可节省成本并降低印刷电路板布局的复杂度。