[发明专利]具有快速瞬时响应机制的降压电路及其运作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种降压电路，且特别是有关于一种具有快速瞬时响应(transient response)机制的降压(buck)电路及其运作方法。

背景技术

降压电路是个用以将电压进行压降的直流至直流电源转换器。降压电路除了在直流输出端滤除不必要的电压涟波外，更将输入电压降低准位，而在输出端产生输出电压。

连接在降压电路的输出端的外部负载可能会依运作情形的不同而操作于重载状态或是轻载状态。在由重载状态转移至轻载状态时，外部负载自降压电路所汲取的电流将因而减少。此时，多余的电流无法为外部负载所消耗。然而，在习知的降压电路设计中，其放电的速度缓慢，需要长时间才能放电完成，对于电路的转态并不是理想的结果。

因此，如何设计一个新的降压电路及其运作方法，以具有快速瞬时响应机制来使电路的转态能快速完成，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有快速瞬时响应(transient response)机制的降压(buck)电路及其运作方法，以具有快速瞬时响应机制来使电路的转态能快速完成。

本发明的一实施方式是在提供一种具有快速瞬时响应(transient response)机制的降压(buck)电路，包含：高侧金属氧化物半导体晶体管、低侧金属氧化物半导体晶体管、瞬时控制模块以及运作控制模块。高侧金属氧化物半导体晶体管用以接收输入电压。低侧金属氧化物半导体晶体管连接于高侧金属氧化物半导体晶体管与接地电位之间，其中高侧及低侧金属氧化物半导体晶体管通过连接点相连接，以于连接点根据输入电压产生输出电压至外部负载。瞬时控制模块连接至低侧金属氧化物半导体晶体管的栅极。运作控制模块连接至高侧金属氧化物半导体晶体管之栅极及低侧金属氧化物半导体晶体管的栅极，以在外部负载位于重载状态而使瞬时控制模块抑能时，根据输出电压控制高侧金属氧化物半导体晶体管以及低侧金属氧化物半导体晶体管的运作。其中当外部负载由重载状态转移至轻载状态，而使输出电压升高超过预设准位时，瞬时控制模块被致能，以使低侧金属氧化物半导体晶体管导通并进行放电以降低输出电压。

依据本发明一实施例，当输出电压降低至特定准位，瞬时控制模块被抑能以使运作控制模块根据输出电压控制低侧金属氧化物半导体晶体管的运作。

依据本发明另一实施例，运作控制电路包含运作比较器，以接收运作参考电压以及根据输出电压产生的回授电压，以产生比较结果，其中比较结果为运作参考电压以及回授电压之差。其中回授电压为输出电压的分压。运作控制模块实质上根据比较结果控制高侧金属氧化物半导体晶体管以及低侧金属氧化物半导体晶体管的运作。

依据本发明又一实施例，瞬时控制模块于比较结果的值小于瞬时参考电压时致能，并于比较结果大于瞬时参考电压时抑能。

依据本发明再一实施例，瞬时控制模块于比较结果的值小于第一瞬时参考电压时致能，并于比较结果大于第二瞬时参考电压时抑能。

依据本发明更具有的一实施例，运作控制模块还包含波宽调变器以及运作控制逻辑，以使运作控制逻辑根据波宽调变器由比较结果产生的控制信号，控制高侧金属氧化物半导体晶体管以及低侧金属氧化物半导体晶体管的运作。

依据本发明再具有的一实施例，降压电路还包含：电感以及电容。电感具有连接至连接点的第一端以及连接至外部负载的第二端。电容耦合于第二端。

本发明的另一实施方式是在提供一种降压电路运作方法，应用于具有快速瞬时响应机制的降压电路中，降压电路运作方法包含下列步骤：判断连接于降压电路的外部负载位于重载状态；抑能瞬时控制模块；根据降压电路提供至外部负载的输出电压控制降压电路的高侧金属氧化物半导体晶体管以及低侧金属氧化物半导体晶体管的运作；判断外部负载由重载状态转移至轻载状态，而使输出电压升高超过预设准位；致能瞬时控制模块，以使低侧金属氧化物半导体晶体管导通并进行放电以降低输出电压。

依据本发明一实施例，降压电路运作方法，还包含一步骤：于输出电压降低至特定准位时，抑能瞬时控制模块以使运作控制模块根据输出电压控制低侧金属氧化物半导体晶体管的运作。

依据本发明另一实施例，降压电路运作方法还包含一步骤：接收运作参考电压以及接收根据输出电压产生的回授电压，以产生比较结果，其中比较结果为运作参考电压以及回授电压之差。

依据本发明又一实施例，判断外部负载位于重载状态的步骤还包含判断比较结果的值大于瞬时参考电压。

判断外部负载由重载状态转移至轻载状态的步骤还包含判断比较结果的值小于瞬时参考电压。