[发明专利]具有充电电流缩减的功率级电路

说明书

本发明提供一种以频率调制的过电流保护方法，用于电压调节器，所述电压调节器具有高侧开关、低侧开关以及电感，所述方法包括以下步骤。首先，在低侧开关导通期间，将电压调节器的电感电流信号与低侧导通参考电流信号比较以获得交越区间，其中在所述交越区间中电感电流信号大于低侧导通参考电流信号。然后，依据交越区间的时间长度线性地降低电压调节器的脉冲宽度调制信号的频率，借此用以避免电压调节器产生过电流的情况。

技术领域

本发明有关于一种过电流保护方法，且特别是一种用于电压调节器的以频率调制的过电流保护方法及其电路。

背景技术

请参照图1，图1是传统的电压调节器的电路图。电压调节器是用以将输入电压调整为输出电压的电压调整电路。一般的电压调节器具有高侧开关120、低侧开关130以及电感140，而高侧开关120与低侧开关130则受控于控制电路110。高侧开关120电性连接电压输入端Vin与电感140的第一端，低侧开关130电性连接电感140的第一端与接地端150，电感140的第二端连接电压输出端Vout。控制电路110交替地导通高侧开关120与低侧开关130，以调整输出端Vout的输出电压。当高侧开关120导通时，电感电流I_L上升，其上升期间可以高侧开关120导通时的高侧开关导通期间HS表示，当低侧开关130导通时，电感电流I_L下降，其下降期间可以低侧开关130导通时的低侧开关导通期间LS表示。

当输入端Vin和输出端Vout的电压相差越大，高侧开关的过电流的保护变化量也会越大。当输入端Vin的电压和输出端Vout的电压相差很多时，高侧开关导通期间HS的电流斜率会相当大，使得电感电流I_L的改变速度相当快。由于控制电路110会依据感测到的电感电流I_L大小而对开关的切换做调整，当电感电流I_L的改变速度过快时，控制电路110进行反应操作时的电感电流I_L已经不是原先感测到的电感电流I_L的数值，如此会使得过电流保护机制会有所变异性。当输出端被短路或被瞬间抽过大电流值时，会导致输出端Vout的输出电压下降，或者高侧最小导通时间超过工作周期转换比时间(D＝Vout/(Vin×fsw))，使得每一个高侧开关导通期间HS的电流大于前一个高侧开关导通期间HS的电流，如图2A所示，当电感电流I_L没被有效抑制持续上升，且电路持续仍操作时，此可能会造成过大电流甚至导致组件损毁的情况。

发明内容

本发明实施例提供一种用于电压调节器的以频率调制的过电流保护方法及其电路，用以避免电压调节器产生过电流的情况。

本发明实施例提供一种以频率调制的过电流保护方法，用于电压调节器，所述电压调节器具有高侧开关、低侧开关以及电感，所述方法包括以下步骤。首先，在低侧开关导通期间，将电压调节器的电感电流信号与低侧导通参考电流信号比较以获得交越区间，其中在所述交越区间中电感电流信号大于低侧导通参考电流信号。然后，依据交越区间的时间长度线性地降低电压调节器的脉冲宽度调制信号的频率，也就是依据交越区间的时间长度对应地来增加当下低侧导通时间，亦即让当下脉冲宽度调制信号频率降低。

本发明实施例提供一种以频率调制的过电流保护电路，用于电压调节器，所述电压调节器具有高侧开关、低侧开关以及电感，此以频率调制的过电流保护电路包括电感电流感测单元以及控制电路。电感电流感测单元电性连接电感，用以感测电感额电流以获得电感电流信号。控制电路电性连接高侧开关以及低侧开关，用以控制高侧开关以及低侧开关，其中控制电路在低侧开关导通期间，将电压调节器的电感电流信号与低侧导通参考电流信号比较以获得交越区间，在所述交越区间中电感电流信号大于低侧导通参考电流信号，控制电路依据交越区间的长度线性地降低电压调节器的脉冲宽度调制信号的频率。