[发明专利]涟波控制切换式稳压器以及涟波控制切换式稳压方法

说明书

技术领域

本发明所揭示的实施例相关于切换式稳压器（switching regulator），尤指一种涟波控制切换式稳压器（switching regulator with ripple-based control）以及相关涟波控制切换式稳压方法。 

背景技术

涟波控制切换式稳压器特色可以即时地将跨于滤波电容的输出电压反馈，并据以判断。是否要对电感作充电或是放电，当反馈回来的输出电压小于预设的参考电压时，则会通过打开上桥的晶体管开关以及关闭下桥的晶体管开关一个固定的供电时间（on time）来对电感进行充电的动作，提高切换式稳压器的输出电压。当供电时间结束，且反馈回来的输出电压大于预设的参考电压时，则会通过关闭上桥的晶体管开关以及打开下桥的晶体管开关来对电感进行放电的动作，降低切换式稳压器的输出电压。 

然而，由于滤波电容具有寄生电感，当切换式稳压器在充电的时候，滤波电容的寄生电感会形成正跨压；反之当切换式稳压器在放电的时候，滤波电容的寄生电感会形成负跨压。因此当供电时间结束时，滤波电容的寄生电感的正跨压会瞬间转换为负跨压，将滤波电容的整体输出电压往下拉，有可能会立刻又低于预设的参考电压，造成连续触发两次供电时间（即双重脉冲），导致打入过多的能量于电感并且加剧输出电压的次谐波振荡（subharmonic oscillation）。因此，现有技术中通常直接量测电感电流而非滤波电容的电压，以避开寄生电感的影响，然直接量测电感电流的作法成本较高且量测误差较大。有鉴于此，本领域亟需一种新颖的涟波控制切换式稳压器以改善上述问题。 

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种能够校正滤波电容的寄生电感效应的涟 波控制切换式稳压器以及相关方法，以改善次谐波振荡的问题。 

依据本发明一示范性实施例，提出一种涟波控制切换式稳压器，包含有一切换器、一电感、一电容、一输出电压处理单元以及一控制单元。其中该切换器用来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压。该电感耦接于该切换器，并依据该输出电压来产生一电感输出电压。该电容耦接于该电感。该输出电压处理单元用来依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压。该控制单元用来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。 

依据本发明另一示范性实施例，提出一种涟波控制（ripple-based control）切换式稳压方法，用来控制一涟波控制切换式稳压器（switching regulator），其中该涟波控制切换式稳压器包含有一切换器、一电感耦接于该切换器以及一电容耦接于该电感，该涟波控制切换式稳压方法包含有：利用该切换器来依据一控制信号来选择性地将一第一参考电压或一第二参考电压输出为一输出电压；利用该电感来依据该输出电压来产生一电感输出电压；依据该输出电压以及该电感输出电压来输出一处理后电感输出电压；以及利用该控制单元来至少依据该处理后电感输出电压来输出该控制信号。 

本说明书中所揭示的实施例利用校正寄生电感效应以避免双重脉冲，同时相较于传统设计中直接量测电感电流的作法，本说明书中利用校正寄生电感效应的作法具有成本较低，而且误差较小的优点。 

附图说明

图1为本发明的涟波控制切换式稳压器的示范性实施例的示意图。 

图2为滤波电容中各元件的电压以及电流的波形图。 

图3为本发明寄生电感校正单元的示范性实施例的电路图。 

图4为本发明一特定电压增益调整单元的示范性实施例的电路图。 

图5为依据本发明涟波控制切换式稳压方法的一实施例的流程图。 

其中，附图标记说明如下： 

100  涟波控制切换式稳压器 

102  切换器 

104  电感 

106  滤波电容 

108  输出电压处理单元 

110  控制单元 

112  特定电压增益调整单元 

1022、1024  金属氧化半导体 

1082  双重脉冲检测单元 

1084  电压校正单元 

10842  寄生电感校正单元 

10844  微分器 

1102  比较器 

1104  固定导通时间单元 

1106  非重叠处理单元 

108422、1122  操作放大器