切换式稳压器控制电路及稳定输出电气信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种切换式稳压器的控制电路及一种稳定输出电气信号方法，且特别是有关于一种让切换式稳压器在睡眠模式时具有超低耗流的切换式稳压器控制电路及稳定输出电气信号的方法。
【背景技术】
[0002]现有的电路系统经常需要电压调节器提供一个精确的输出电压，做为其他电路运作的基准。有许多切换式调节器是自行产生一个参考电压，然后利用误差放大器(erroramplifier)和反馈机制，以调节上述的输出电压。
[0003]图1是根据现有技术所示出的切换式稳压器的概要方块图。请参照图1，切换式稳压器100包括调节电路120、时脉产生器140、反馈控制电路150以及睡眠控制单元160。此现有技术的切换式稳压器可根据参考电压VREF和反馈电压VFB调节输出电压。调节电路120用以接收驱动信号以将输出电压稳定在一预定的电平区间。时脉产生器140提供一时脉信号0SC以及一控制信号ENH。反馈控制电路150根据反馈电压VFB和参考电压VREF提供反馈控制机制。
[0004]图2是根据现有技术所示出的切换式稳压器的信号波形图。当图1的切换式稳压器在无负载的状态或是轻负载的状态，切换式稳压器进入睡眠模式(sleep mode) 0睡眠控制单元160的架构可用以限制反馈电压VFB的上限(VH)与下限(VL)。如图2所述，当VFB大于VH时，睡眠控制单元160内部一闩锁器(未示出)的置位端SET等于1，重置端RESET等于0，因此闩锁器输出端Q1B也等于0(Q1B = 0)。在此时，时脉信号0SC减少切换次数(0SC转换到不切换0SC期间)。当反馈电压VFB小于VL，则闩锁器的SET端等于0，RESET端等于1，输出端也等于1 (Q1B = 1 =控制信号ENH)。此时时脉信号0SC是正常切换的。然而，当反馈电压VFB为上限与下限之间(VL〈VFB〈VH)，输出端Q1B等于控制信号ENH(Q1B =ENH)且为维持上一个状态。因此，虽此架构可降低耗电流，然而当切换式稳压器从正常操作模式(normal mode)切换到睡眠模式时，若反馈电压VFB的初始值在VL〈VFB〈VH之间，闩锁器的输出端Q1B将维持上一个状态，使得控制信号ENH等于Q1B且两者皆维持为1，故切换式稳压器可能一直留在正常操作模式，无法将耗电流做动态调整。
[0005]由此可见，在现有的切换式稳压器里，当系统进到睡眠模式时，切换式稳压器的输入端仍会有一定的耗电流存，例如切换式稳压器中各元件的耗电流可能仍然存在。因此，若此系统的电源是电池的应用或可携式电子产品的应用，则无法达成市场上低耗流及延长电池使用时间的要求。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种切换式稳压器控制电路及稳定输出电气信号的方法，可在睡眠模式时达到超低耗流。
[0007]本发明提出一种切换式稳压器控制电路，包括切换式稳压器及时脉控制单元。切换式稳压器根据参考电压和反馈电压调节输出电压。时脉控制单元耦接切换式稳压器，其包括振荡器和脉冲屏蔽调制器。振荡器提供振荡信号，而脉冲屏蔽调制器用以产生屏蔽该振荡信号一部分的控制信号。时脉控制单元提供控制信号以维持切换式稳压器在一睡眠模式中的输出电气信号在一预定区间。
[0008]在本发明的一实施例中，时脉控制单元包括除频器、脉冲屏蔽调制器以及逻辑运算器。除频器耦接在振荡器与脉冲屏蔽调制器之间，用以除频振荡信号以产生除频振荡信号。当接收到睡眠信号时，脉冲屏蔽调制器根据除频振荡信号产生控制信号。此外，逻辑运算器耦接振荡器和脉冲屏蔽调制器，用以根据振荡信号与控制信号产生时脉信号。
[0009]在本发明的一实施例中，控制信号在睡眠模式中的每一时脉周期的脉冲宽度实质上为相同。
[0010]在本发明的一实施例中，切换式稳压器包括稳压调整电路、反馈控制电路以及逻辑驱动单元。稳压调整电路耦接逻辑驱动单元和反馈控制电路。稳压调整电路包括功率电路、分压电路以及输出电容。功率电路的第一端接收操作电压，第二端接收栅极电压，以及第三端耦接接地。分压电路耦接该功率电路，用以提供反馈电压。输出电容的第一端耦接分压电路和该功率电路，而其第二端耦接该接地。反馈控制电路耦接稳压调整电路和逻辑驱动单元。反馈控制电路包括运算放大器以及比较器。运算放大器耦接分压电路和参考电压。运算放大器根据参考电压和反馈电压之间的误差控制第一比较器输入电压的大小。比较器耦接时脉控制单元和该运算放大器，用以根据控制信号比较第一比较器输入电压与第二比较器输入电压，以产生比较结果。逻辑驱动单元包括闩锁器以及逻辑驱动电路。闩锁器耦接时脉控制单元和比较器，用以接收来自时脉控制单元的时脉信号和来自该比较器的比较结果，以及产生闩锁输出。逻辑驱动电路耦接该时脉控制单元和该闩锁器，用以根据控制信号和闩锁输出提供栅极电压至功率电路的第二端。
[0011]在本发明的一实施例中，稳压调整电路还包括电感，其第一端耦接功率电路，以及第二端耦接输出电容以及分压电路。
[0012]在本发明的一实施例中，稳压调整电路的功率电路包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管的漏极耦接第二晶体管的源极，其栅极耦接栅极电压，以及源极耦接接地。第二晶体管的漏极耦接操作电压，其栅极耦接栅极电压，以及源极耦接第一晶体管的漏极。
[0013]在本发明的一实施例中，反馈控制电路还包括电感电流检测电路以及斜率补偿电路，根据控制信号产生第二比较器输入电压。
[0014]在本发明的一实施例中，逻辑驱动单元还包括第一组放大器以及第二组放大器。第一组放大器串接在逻辑驱动电路与第一晶体管的栅极之间。第二组放大器串接在逻辑驱动电路与第二晶体管的栅极之间。
[0015]在本发明的一实施例中，稳压调整电路为降压式(BUCK)稳压调整电路。
[0016]在本发明的一实施例中，稳压调整电路为升压式(BOOST)稳压调整电路。
[0017]在本发明的一实施例中，稳压调整电路还包括两极真空管，耦接在功率电路与输出电容之间。此外，稳压调整电路为反向式(INVERTING)稳压调整电路。
[0018]在本发明的一实施例中，输出电气信号为一输出电压。
[0019]在本发明的一实施例中，输出电气信号为一输出电流。
[0020]在本发明的一实施例中，时脉控制单元根据输出电压调整控制信号以屏蔽该振荡信号的一部分。
[0021]在本发明的一实施例中，时脉控制单元根据电流负载调整控制信号以屏蔽该振荡信号的一部分。
[0022]在本发明的一实施例中，控制信号为一固定值。
[0023]本发明提出一种稳定输出电气信号的方法，适用于上述切换式稳压器控制电路，其中切换式稳压器控制电路具有一切换式稳压器、一振荡器及一脉冲屏蔽调制器，稳定输出电气信号的方法包括切换式稳压器接收一参考电压和一反馈电压；振荡器提供一振荡信号；脉冲屏蔽调制器屏蔽该振荡信号至少一部分以产生一控制信号；以及脉冲屏蔽调制器提供该控制信号至该切换式稳压器，藉此控制该切换式稳压器在一睡眠模式中的该输出电气信号在一预定区间。
[0024]在本发明的一实施例中，脉冲屏蔽调制器屏蔽振荡信号至少一部分以产生控制信号的步骤包括除频器除频振荡信号以产生除频振荡信号，其中当脉冲屏蔽调制器接收到睡眠信号时，脉冲屏蔽调制器根据除频振荡信号产生控制信号。此外，逻辑运算器根据振荡信号与该控制信号产生时脉信号。
[0025]在本发明的一实施例中，输出电气信号为输出电压V0UT。
[0026]在本发明的一实施例中，输出电气信号为一输出电流。
[0027]在本发明的一实施例中，脉冲屏蔽调制器根据输出电压调整控制信号以屏蔽振荡信号的一部分。
[0028]在本发明的一实施例中，脉冲屏蔽调制器根据电流负载调整控制信号以屏蔽该振荡信号的一部分。
[0029]在本发明的一实施例中，控制信号为一固定值。
[0030]基于上述，根据本发明的实施例，本发明的切换式稳压器控制电路及稳定输出电气信号的方法采用具有脉冲屏蔽调