电压转换器以及电压转换器的电压转换方法
【专利说明】电压转换器以及电压转换器的电压转换方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本应用要求在2014年8月4日在韩国知识产权局(ΚΙΡ0)申请的韩国专利申请第10-2014-0099936号的优先权，其公开通过引用整体合并于此。
技术领域
[0003]本发明构思涉及电子电路，并且更具体地，涉及电压转换器以及其电压转换方法。
【背景技术】
[0004]电子设备可以包括实施各种功能的多个知识产权(IP)。
[0005]电子设备的IP可以根据它们的功能而使用各种电压。在这点上，可以使用将输入电压转换成为各种电压的电压转换器。电压转换器可以是降低输入电压的降压转换器以及提高输入电压的升压转换器。
【发明内容】
[0006]根据本发明构思的示例性实施例，提供一种电压转换器。所述电压转换器包括第一充电元件，第二充电元件，第一开关，第二开关，第一开关控制器，以及第二开关控制器。所述第一充电元件连接在输出节点和开关节点之间。所述第二充电元件连接在输出节点和接地节点之间。所述第一开关被配置为响应于第一控制信号控制在被供应以输入电压的输入节点与开关节点之间的连接。所述第二开关被配置为响应于第二控制信号控制在开关节点和接地节点之间的连接。所述第一开关控制器被配置为响应于脉冲宽度调制信号、第一控制信号以及第二控制信号调整第一控制信号的第一激活定时，以及使用调整的第一激活定时激活第一控制信号。所述第二开关控制器被配置为响应于脉冲宽度调制信号、开关节点的开关信号以及第二控制信号调整第二控制信号的第二激活定时，并且使用调整的第二激活定时来激活第二控制信号。
[0007]在本发明构思的示例性实施例中，当开关信号的电平在第二控制信号激活的时候低于地电压时，所述第二开关控制器可以提前第二激活定时。
[0008]在本发明构思的示例性实施例中，当开关信号的电平在第二控制信号激活的时候不低于地电压时，所述第二开关控制器可以延迟第二激活定时。
[0009]在本发明构思的示例性实施例中，所述第二开关控制器可以输出通过在脉冲宽度调制信号和脉冲宽度调制信号的延迟信号之间实施逻辑运算并且将逻辑运算的结果反相获得的第二控制信号。所述第二开关控制器可以通过改变在脉冲宽度调制信号与脉冲宽度调制信号的延迟信号之间的延迟量来调整第二激活定时。
[0010]在本发明构思的示例性实施例中，所述第二开关控制器可以包括第一脉冲发生器、第二脉冲发生器、触发器、计数器、延迟单元、解码器、逻辑门以及反相器。所述第一脉冲发生器可以被配置为接收第二控制信号和开关信号，并且当开关信号的电平在第二控制信号激活的时候不低于地电压时输出脉冲信号。所述第二脉冲发生器可以被配置为响应于脉冲宽度调制信号输出复位信号。所述触发器可以被配置为接收脉冲信号和复位信号，以及输出输出信号。所述计数器可以被配置为在输出信号具有第一电平时减少延迟计数，在输出信号具有不同于第一电平的第二电平时增大延迟计数，以及输出延迟计数。所述延迟计数的增大或减少可以与脉冲宽度调制信号同步。所述延迟单元可以被配置为接收脉冲宽度调制信号，以及使用延迟单元中的多个延迟来延迟脉冲宽度调制信号。所述解码器可以被配置为响应于延迟计数选择所述多个延迟的输出中的一个作为延迟信号。所述逻辑门可以被配置为在脉冲宽度调制信号和延迟信号之间实施逻辑运算。所述反相器可以被配置成将逻辑门的输出反相以输出反相信号作为第二控制信号。
[0011]在本发明构思的示例性实施例中，当第一控制信号在第二控制信号停用的时候被激活时，所述第一开关控制器可以延迟第一激活定时。
[0012]在本发明构思的示例性实施例中，当第一控制信号在第二控制信号停用的时候未被激活时，所述第一开关控制器可以提前第一激活定时。
[0013]在本发明构思的示例性实施例中，所述第一开关控制器可以输出通过在脉冲宽度调制信号和脉冲宽度调制信号的延迟信号之间实施逻辑运算并且将逻辑运算的结果反相获得的第一控制信号。所述第一开关控制器可以通过改变在脉冲宽度调制信号与脉冲宽度调制信号的延迟信号之间的延迟量来调整第一激活定时。
[0014]在本发明构思的示例性实施例中，所述第一开关控制器可以包括第一脉冲发生器、第二脉冲发生器、触发器、计数器、延迟单元、解码器、逻辑门以及反相器。所述第一脉冲发生器可以被配置为接收第一控制信号和第二控制信号，并且当第一控制信号在第二控制信号停用的时候被激活时输出脉冲信号。所述第二脉冲发生器可以被配置为响应于脉冲宽度调制信号输出复位信号。所述触发器可以被配置为接收脉冲信号和复位信号，以及输出输出信号。所述计数器可以被配置为在输出信号具有第一电平时减少延迟计数，在输出信号具有不同于第一电平的第二电平时增大延迟计数，以及输出延迟计数。所述延迟计数的增大或减少可以与脉冲宽度调制信号同步。所述延迟单元可以被配置为接收脉冲宽度调制信号，以及使用延迟单元中的多个延迟来延迟脉冲宽度调制信号。所述解码器响应于延迟计数使用延迟单元中的多个延迟来选择所述多个延迟的输出中的一个作为延迟信号。所述逻辑门可以被配置为在脉冲宽度调制信号和延迟信号之间实施逻辑运算。所述反相器可以被配置为将逻辑门的输出反相以输出反相信号作为第一控制信号。
[0015]在本发明构思的示例性实施例中，所述电压转换器可以进一步包括反馈控制器和脉冲宽度调制信号发生器。所述反馈控制器可以被配置为根据开关信号的电平生成控制信号。所述脉冲宽度调制信号发生器可以被配置为响应于控制信号调整脉冲宽度调制信号的脉冲宽度。
[0016]根据本发明构思的示例性实施例，提供一种电压转换器。所述电压转换器包括第一充电元件，第二充电元件，第一开关，第二开关，第一开关控制器，以及第二开关控制器。所述第一充电元件连接在被供应以输入电压的输入节点与开关节点之间。所述第二充电元件连接在输出节点与接地节点之间。所述第一开关被配置为响应于第一控制信号控制输出节点与开关节点之间的连接。所述第二开关被配置为响应于第二控制信号控制开关节点和接地节点之间的连接。所述第一开关控制器被配置为响应于脉冲宽度调制信号、开关节点的开关信号以及第一控制信号调整第一控制信号的第一激活定时，并且使用调整的第一激活定时来激活第一控制信号。所述第二开关控制器被配置为响应于脉冲宽度调制信号、第一控制信号以及第二控制信号调整第二控制信号的第二激活定时，并且使用调整的第二激活定时来激活第二控制信号。
[0017]在本发明构思的示例性实施例中，当开关信号的电平在第一控制信号被激活之前达到目标电平时，所述第一开关控制器可以提前第一激活定时。
[0018]在本发明构思的示例性实施例中，当开关信号的电平在第一控制信号被激活之前未达到目标电平时，所述第一开关控制器可以延迟第一激活定时。
[0019]在本发明构思的示例性实施例中，所述第一开关控制器可以包括第一脉冲发生器、第二脉冲发生器、触发器、计数器、延迟单元、解码器、逻辑门以及反相器。所述第一脉冲发生器可以被配置为接收第一控制信号和开关信号，并且当开关信号的电平在第一控制信号被激活之前未达到目标电平时输出脉冲信号。所述第二脉冲发生器可以被配置为响应于脉冲宽度调制信号输出复位信号。所述触发器可以被配置为接收脉冲信号和复位信号，以及输出输出信号。所述计数器可以被配置为在输出信号具有第一电平时减少延迟计数，在输出信号具有不同于第一电平的第二电平时增大延迟计数，以及输出延迟计数。所述延迟计数的增大或减少可以与脉冲宽度调制信号同步。所述延迟单元可以被配置为接收脉冲宽度调制信号，以及使用延迟单元中的多个延迟来延迟脉冲宽度调制信号。所述解码器可以被配置为响应于延迟计数选择所述多个延迟的输出中的一个作为延迟信号。所述逻辑门可以被配置为在脉冲宽度调制信号和延迟信号之间实施逻辑运算。所述反相器可以被配置为将逻辑门的输出反相以输出反相信号作为第一控制信号。
[0020]在本发明构思的示例性实施例中，当第二控制信号在第一控制信号停用的时候处于停用状态时，所述第二开关控制器可以提前第二激活定时。
[0021]在本发明构思的示例性实施例中，当第二控制信号在第一控制信号激活的时候被激活时，所述第二开关控制器可以延迟第二激活定时。
[0022]在本发明构思的示例性实施例中，所述第二开关控制器可以包括第一脉冲发生器、第二脉冲发生器、触发器、计数器、延迟单元、解码器、逻辑门以及反相器。所述第一脉冲发生器可以被配置为接收第一控制信号和第二控制信号，并且当第二控制信号在第一控制信号停用的时候被激活时输出脉冲信号。所述第二脉冲发生器可以被配置为响应于脉冲宽度调制信号输出复位信号。所述触发器可以被配置为接收脉冲信号和复位信号，以及输出输出信号。所述计数器可以被配置为在输出信号具有第一电平时减少延迟计数，在输出信号具有不同于第一电平的第二电平时增大延迟计数，以及输出延迟计数。所述延迟计数的增大或减少可以与脉冲宽度调制信号同步。所述延迟单元可以被配置为接收脉冲宽度调制信号，以及使用延迟单元中的多个延迟来延迟脉冲宽度调制信号。所述解码器可以被配置为响应于延迟计数选择所述多个延迟的输出中的一个作为延迟信号。所述逻辑门可以被配置为在脉冲宽度调制信号和延迟信号之间实施逻辑运算。所述反相器可以被配置为将逻辑门的输出反相以输出反相信号作为第二控制信号。
[0023]根据本发明构思的示例性实施例，提供一种操作电压转换器的方法。所述电压转换器包括第一开关以及经由开关节点串联连接到第一开关的第二开关。所述方法包括:检测用于控制第一开关的第一信号、用于控制第二开关的第二信号、以及开关节点处的第三信号；基于第一信号是否从第二信号延迟来控制第一开关的接通定时；以及基于第三信号是否低于地电压来控制第二开关的接通定时。
[0024]在本发明构思的示例性实施例中，所述第一开关的接通定时的控制可以包括当第一信号从第二信号延迟时加快第一开关的接通定时以及当第一信号未从第二信号延迟时延迟第一开关的接通定时。所述第二开关的接通定时的控制可以包括当第三信号低于地电压时加快第二开关的接通定时以及当第三信号不低于地电压时延迟第二开关的接通定时。
[0025]根据本发明构思的示例性实施例，提供一种操作电压转换器的方法。所述电压转换器包括第一开关以及经由开关节点串联连接到第一开关的第二开关。所述方法包括:检测用于控制第一开关的第一信号、用于控制第二开关的第二信号、以及开关节点处的第三信号；当在第一信号被激活之前第三信号达到参考电平时加快第一开关的接通定时；当在第一信号被激活之前第三信号未达到参考电平时延迟第一开关的接通定时；当第二信号从第一信号延迟时加快第二开关的接通定时；以及当第二信号未从第一信号延迟时延迟第二开关的接通定时。
【附图说明】
[0026]通过参照以下附图描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的上述及其他特征将变得更加清楚，其中:
[0027]图1是根据本发明构思的示例性实施例的电压转换器的图；
[0028]图2示出根据本发明构思的示例性实施例的、电压转换器的第一控制信号、第二控制信号以及开关电压随着时间推移的变化；
[0029]图3示出根据本发明构思当示例性实施例的、当第二空载时间(dead time)降低时第一控制信号、第二控制信号和开关电压的变化；
[0030]图4是根据本发明构思的示例性实施例的第一开关控制器的图；
[0031]图5和图6示出根据本发明构思的示例性实施例的、第一开关控制器的内部信号以及与第一开关控制器相关联的信号的波形；
[0032]图7是示出根据本公开的示例性实施例的电压转换器的操作方法的流程图；
[0033]图8是根据本发明构思的示例性实施例的第二开关控制器的图；
[0034]图9和图10示出根据本发明构思的示例性实施例的、第二开关控制器的内部信号以及与第二开关控制器相关联的信号的波形；
[0035]图11是示出根据本公开的示例性实施例的电压转换器的操作方法的流程图；
[0036]图12是根据本发明构思的示例性实施例的电压转换器的图；
[0037]图13示出根据本发明构思的示例性实施例的、电压转换器的第一控制信号、第二控制信号以及开关电压随着时间推移的变化；
[0038]图14和图15示出根据本发明构思的示例性实施例的、第一开关控制器的内部信号以及与第一开关控制器相关联的信号的波形；
[0039]图16是示出根据本公开的示例性实施例的电压转换器的操作方法的流程图；
[0040]图17和图18示出根据本发明构思的示例性实施例的、第二开关控制器的内部信号以及与第二开关控制器相关联的信号的波形；
[0041]图19是示出根据本公开的示例性实施例的电压转换器的操作方法的流程图；以及
[0042]图20是示出根据本发明构思的示例性