電壓轉換器和電壓產生方法
2023-06-14 04:27:51
專利名稱：電壓轉換器和電壓產生方法
技術領域：
本發明有關於一種電壓轉換器和電壓產生方法。
背景技術：
圖1為現有技術的降壓式轉換器(buck converter)示意圖。參見圖l，降壓式轉 換器1產生直流(direct-current,DC)電壓輸出信號Vout，降壓式轉換器1包括誤差放大 器(error amplifier) 10、補償單元(compensating unit) 11、比較器(comparator) 12、驅動 器(driver) 13、PM0S電晶體14、NM0S電晶體15、電感器16和電容器17。補償單元ll包括 電阻器110和電容器lll，兩者串聯耦接於節點N10和接地信號GND之間。PMOS電晶體14 和NMOS電晶體15串聯耦接於供應電壓源VDD和接地信號GND之間。 誤差放大器10接收電壓輸出信號Vout和參考電壓Vref，並根據電壓輸出信號 Vout和參考電壓Vref兩者的電壓差產生電壓控制信號Vc。補償單元11通過電壓控制信 號Vc進行充電或放電。比較器12接收電壓控制信號Vc和鋸齒波(sawiave)信號Vramp， 並根據電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp兩者的電壓差產生脈寬調製(PulseWidth Modulation, P麗)信號Vpwm。圖2為鋸齒波信號Vramp和P麗信號Vpwm的波形示意圖。 參見圖2，提供至現有技術的降壓式轉換器l的鋸齒波信號Vramp波形的上限和下限是固定 的，且鋸齒波信號Vramp的波形在每一個周期內僅有一個斜率。假設電壓控制信號Vc在穩 態下的電平為LV10。根據電平為LV10的電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp兩者的電 壓差，所產生的P麗信號Vpwm因此具有工作周期DlO。根據具有工作周期DIO的P麗信號 Vpwm，驅動器13相應地切換PMOS電晶體14和NMOS電晶體15的狀態0N/0FF，從而在節點 Nll產生方形信號Vsqu。通過電感器16和電容器17對方形信號Vsqu進行濾波，因此在輸 出節點Nout產生DC電壓輸出信號Vout。 當外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，由於所述大電流，電壓輸出信 號Vout的電平被下拉。此時，參見圖2，根據具有更低電平的電壓輸出信號Vout和參考電 壓Vref兩者的電壓差，電壓控制信號Vc的電平變為更高的LVll，因此P麗信號Vpwm具有 比D10更大的工作周期D11，此工作周期D11更有利於功率傳輸。為了縮短響應時間，電容 器111通常具有小電容值。然而，具有小電容值的電容器111導致電壓控制信號Vc的低穩 定性，因此導致輸出不精確的電壓輸出信號Vout。
發明內容
為解決電壓轉換器由於電壓控制信號的低穩定性而輸出不精確的電壓輸出信號 的技術問題，本發明提供一種電壓轉換器和電壓產生方法。 本發明提供一種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，電壓轉換器包括控制器， 根據電壓輸出信號和第一參考電壓，用以產生電壓控制信號；波形產生器，用以產生鋸齒波 信號，並根據電壓輸出信號修改鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者；第一比較器， 根據電壓控制信號和鋸齒波信號，用以產生脈寬調製信號；以及電壓轉換單元，根據脈寬調製信號，用以產生電壓輸出信號。 本發明再提供一種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，電壓轉換器包括控制 器，根據電壓輸出信號和第一參考電壓，用以產生電壓控制信號；波形產生器，用以產生鋸 齒波信號，其中鋸齒波信號的波形具有至少兩個不同的斜率；比較器，根據電壓控制信號和 鋸齒波信號，用以產生脈寬調製信號；以及電壓轉換單元，根據脈寬調製信號，用以產生電 壓輸出信號。 本發明另提供一種電壓產生方法，用以產生電壓輸出信號，方法包括提供鋸齒波 信號；比較電壓控制信號和鋸齒波信號，以產生比較結果；根據比較結果，產生脈寬調製信 號；根據脈寬調製信號產生電壓輸出信號；檢測電壓輸出信號的變化；以及根據電壓輸出 信號的變化，修改鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者。 本發明又提供一種電壓產生方法，用以產生電壓輸出信號，方法包括提供鋸齒波 信號，鋸齒波信號的波形具有至少兩個不同的斜率；比較電壓控制信號和鋸齒波信號，以產 生比較結果；根據比較結果，產生脈寬調製信號；根據脈寬調製信號產生電壓輸出信號。
本發明另提供一種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，電壓轉換器包括控制 器，根據電壓輸出信號和第一參考電壓，用以產生電壓控制信號；波形產生器，用以產生鋸 齒波信號；比較器，根據電壓控制信號和鋸齒波信號，用以產生脈寬調製信號；以及電壓轉 換單元，根據脈寬調製信號，用以產生電壓輸出信號。其中，當電壓轉換器的負載變大時，脈 寬調製信號的工作周期相應地增加。 本發明提供一種電壓產生方法，用以通過電壓轉換器產生電壓輸出信號，所述方 法包括提供鋸齒波信號；比較電壓控制信號和鋸齒波信號，以產生比較結果；根據比較結 果，產生脈寬調製信號；以及根據脈寬調製信號產生電壓輸出信號；其中脈寬調製信號的 工作周期取決於電壓轉換器的負載。 利用本發明所提供的電壓轉換器和電壓產生方法不需減少電容器的電容值，因此 電壓控制信號的穩定性不受影響。
圖1為現有技術的降壓式轉換器示意圖； 圖2為鋸齒波信號Vramp和P麗信號Vpwm的波形示意圖； 圖3為本發明的電壓轉換器的一個實施例的示意圖； 圖4為圖3的電壓轉換器的信號波形的示意圖； 圖5為圖3的電壓轉換器的信號波形的另一個示意圖； 圖6為本發明的電壓轉換器的另一個實施例的示意圖； 圖7為圖6的電壓轉換器的信號波形的示意圖。
具體實施例方式
以下根據多個圖式對本發明的較佳實施例進行詳細描述，本領域技術人員閱讀後 應可明確了解本發明的目的。 本發明的目的之一在於提供電壓轉換器。圖3為本發明的電壓轉換器的一個實施 例的示意圖。在圖3中，電壓轉換器3產生直流電壓輸出信號Vout，電壓轉換器3包括控制器30、波形產生器31、比較器32和電壓轉換單元33。參見圖3，控制器30接收電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl，並根據電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl產生電壓控制信號Vc。波形產生器31接收電壓輸出信號Vout，產生鋸齒波信號Vramp，並根據電壓輸出信號Vout修改鋸齒波信號Vramp的上限。比較器32接收電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp，並根據電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp兩者的電壓差產生P麗信號Vpwm。電壓轉換單元33耦接供應電壓VDD和接地信號GND，並根據P麗信號Vpwm產生電壓輸出信號Vout。 參見圖3，控制器30包括誤差放大器300和補償單元301。誤差放大器300接收電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl，並根據電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl兩者的電壓差產生電壓控制信號Vc。電壓控制信號Vc輸出至比較器32的正輸入端。補償單元301通過電壓控制信號Vc充電或放電，以穩定電壓控制信號Vc的電平。換言之，使用補償單元301補償電壓控制信號Vc。在本實施例中，補償單元301包括電阻器30la和電容器301b，兩者串聯耦接於誤差放大器300的輸出和接地信號GND之間。例如，電容器301b具有大電容值，大電容值有利於穩定電壓控制信號Vc的電平。因此，允許電壓控制信號Vc保持為接近常數的電平。 波形產生器31包括比較器310和振蕩器311。比較器310接收並比較電壓輸出信號Vout和參考電壓Vref2。振蕩器311產生鋸齒波信號Vramp，並根據比較器310的比較結果修改所述鋸齒波信號Vramp的上限，其中鋸齒波信號Vramp的產生方法相似於先前技術，在此無需詳述。輸出鋸齒波信號Vramp至比較器32的負輸入端。
電壓轉換單元33包括PMOS電晶體330、NM0S電晶體331、驅動器332、電感器333和電容器334。 PMOS電晶體330具有柵極，耦接至供應電壓源VDD的源極，以及耦接至節點N30的漏極。NMOS電晶體331具有柵極，耦接至接地信號GND的源極，以及耦接至節點N30的漏極。驅動器332接收P麗信號Vpwm，並根據P麗信號Vpwm相應地切換PMOS電晶體330和NMOS電晶體331。通過切換PMOS電晶體330和NMOS電晶體331的狀態ON/OFF，根據供應電壓源VDD和接地信號GND在節點N30產生方形信號Vsqu。電感器333耦接至節點N30和輸出節點Nout之間，電容器334耦接至輸出節點Nout和接地信號GND之間。電感器333和電容器334組成低通濾波器，因此通過此低通濾波器對方形信號Vsqu進行濾波，並在輸出節點Nout上產生DC電壓輸出信號Vout。 圖4為圖3的電壓轉換器的信號波形的示意圖，其中電流信號Iload表示耦接至電壓轉換器3的外部負載的所需電流，電流信號IL表示電感器333的電流。接下來參考圖3和圖4，介紹波形產生器31的詳細操作。在此實施例中，初始化參考電壓Vref2小於電壓輸出信號Vout的電平。在穩態下，保持電壓輸出信號Vout的電平高於參考電壓Vref2，即，不超過參考電壓Vref2所限定的邊界。在此實施例中，由於初始化參考電壓Vref2小於電壓輸出信號Vout的電平，"超出邊界"意味著電壓輸出信號Vout的電平向下超過參考電壓Vref2的電平。相反地，如果初始化參考電壓Vref2大於電壓輸出信號Vout的電平，"超出邊界"意味著電壓輸出信號Vout的電平向上超過參考電壓Vref2的電平。因此，超出邊界的條件根據參考電壓Vref2和電壓輸出信號Vout的初始化電平而決定。此外，振蕩器311產生鋸齒波信號Vramp，其中鋸齒波信號Vramp的波形的上限為電平LVupl，鋸齒波信號Vramp的波形的下限為電平LVlol。通過比較電壓控制信號Vc和具有上限LVupl的鋸齒波信號Vramp，比較器32產生具有工作周期D30的P麗信號Vpwm。根據具有工作周期D30的P麗信號Vpwm，驅動器332相應地切換PM0S電晶體330和NM0S電晶體331，並在輸出節點Nout產生DC電壓輸出信號Vout。 參見圖3和圖4，當耦接至電壓轉換器3的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，例如，負載從小變大，由於所述大電流，電壓輸出信號Vout的電平被下拉。在此實施例中，由於電容器30 lb的電容值較大，控制器30能產生具有接近常數電平的電壓控制信號Vc。同時，通過比較電壓輸出信號Vout和參考電壓Vref2，比較器310檢測電壓輸出信號Vout的變化，其中參考電壓Vref2被初始化為小於電壓輸出信號Vout的電平。由於下拉出一個大電流，當電壓輸出信號Vout的電平超過參考電壓Vref2時，換言之，當電壓輸出信號Vout的電平小於參考電壓Vref2所限定的邊界時，振蕩器311修改鋸齒波信號Vramp的波形的上限為電平LVup2，其中電平LV卯2小於電平LVup 1。同時在此實施例中，鋸齒波信號Vramp的波形的下限可固定為電平LVlol。通過比較電壓控制信號Vc和具有上限LVup2的鋸齒波信號Vramp，比較器32產生具有工作周期D31的P麗信號Vpwm，其中工作周期D31大於工作周期D30。根據具有工作周期D31的P麗信號Vpwm，驅動器332相應地切換PM0S電晶體330和NM0S電晶體331，並在輸出節點Nout產生DC電壓輸出信號Vout。在此狀態下，例如，工作周期D31大於工作周期D30，這有利於功率傳輸。 根據圖4的實施例，當耦接至電壓轉換器3的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，根據電壓輸出信號Vout的變化，P麗信號Vpwm的工作周期相應地增大，此有利於功率傳輸。此外，因不需減少電容器301b的電容值，因此電壓控制信號Vc的穩定性不受影響。 圖5為圖3的電壓轉換器的信號波形的另一個示意圖。當耦接至電壓轉換器3的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，例如，負載從小變大，除鋸齒波信號Vramp的波形的上限之外，振蕩器311可同樣修改鋸齒波信號Vramp的波形的下限為電平LVlo2。需注意的是，電平LVupl和LVlol的電壓差可近似等於電平LVup2和LVlo2的電壓差。在此瞬時下，因為P麗信號Vpwm的高電平(非零)時期被增加，P麗信號Vpwm就具有大於穩態工作周期D30的工作周期D32。 圖6為本發明的電壓轉換器的另一個實施例的示意圖。在圖6中，電壓轉換器6產生直流電壓輸出信號Vout，電壓轉換器6包括控制器60、波形產生器61、比較器62和電壓轉換單元63。控制器60接收電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl，並根據電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl產生電壓控制信號Vc。波形產生器61產生鋸齒波信號Vramp，其中在一個周期內，鋸齒波信號Vramp的波形具有至少兩個不同的斜率。圖7為圖6的電壓轉換器的信號波形的示意圖。如圖7所示，鋸齒波信號Vramp的波形的前部具有陡峭的斜率SL60，跟隨前部的鋸齒波信號Vramp的波形後部具有平滑的斜率SL61。比較器62接收電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp，並根據電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp兩者的電壓差產生P麗信號Vpwm。電壓轉換單元63耦接供應電壓VDD和接地信號GND，並根據P麗信號Vpwm在輸出節點Nout輸出電壓輸出信號Vout。 控制器60包括誤差放大器600和補償單元601。誤差放大器600接收電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl，並根據電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl兩者的電壓差產生電壓控制信號Vc。電壓控制信號Vc輸出至比較器62的正輸入端。補償單元601包括電阻器601a和電容器601b，兩者串聯耦接於誤差放大器600的輸出和接地信號GND之間。電壓轉換單元63包括PMOS電晶體630、NM0S電晶體631、驅動器632、電感器633和電容器634。電容器634耦接至輸出節點Nout和接地信號GND之間。電壓轉換單元63的操作與圖3的電壓轉換單元33的操作相同。比較器62的操作與第3圖的比較器32的操作相同。因此不再贅述控制器60、比較器62和電壓轉換單元63的詳細電路結構與操作。波形產生器61直接產生鋸齒波信號Vramp，其中鋸齒波信號Vramp的波形具有至少兩個不同的斜率。在此實施例中，鋸齒波信號Vramp的波形的前部和後部分別具有陡峭的斜率SL60和平滑的斜率SL61。 參見圖7，在穩態下，電壓控制信號Vc的電平為電平LV60， P麗信號Vpwm具有工作周期D60。當耦接至電壓轉換器6的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，由於所述大電流，電壓輸出信號Vout的電平被下拉。通過比較具有更低電平的電壓輸出信號Vout和參考電壓Vrefl，控制器60產生具有更高電平LV61的電壓控制信號Vc。然後，根據具有電平LV61的電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp，比較器62產生具有工作周期D61的P麗信號Vpwm。參見圖7，因為電平LV61大於電平LV60，通過比較電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp，P麗信號Vpwm的工作周期D61大於工作周期D60。在此實施例中，當耦接至電壓轉換器6的外部負載下拉出一個大電流時，由於更陡峭的斜率SL60，電壓控制信號Vc從電平LV60移動至更高的電平LV61，鋸齒波信號Vramp的工作周期變大。
根據圖7的實施例，當耦接至電壓轉換器6的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，根據鋸齒波信號Vramp， P麗信號Vpwm的工作周期相應地增大，其中，鋸齒波信號Vramp的波形具有兩個不同的斜率。此外，因不需減少電容器601b的電容值，因此電壓控制信號Vc的穩定性不受影響。 如上所述，所述實施例提供的電壓轉換器，用以產生輸出電壓信號。電壓轉換器包括控制器、波形產生器、比較器和電壓轉換單元。根據電壓輸出信號和第一參考電壓，控制器產生電壓控制信號。波形產生器產生鋸齒波信號。比較器根據電壓控制信號和鋸齒波信號產生P麗信號。電壓轉換單元根據P麗信號產生電壓輸出信號。當電壓轉換器的負載增大時，P麗信號的工作周期相應地增大。例如，通過具有不同頻率或兩個不同斜率的鋸齒波信號，可實現增大P麗信號的工作周期。在圖3和圖4的實施例中，在穩態下，由於鋸齒波信號Vramp的頻率小，P麗信號Vpwm具有小工作周期D30 ;當耦接至電壓轉換器3的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，例如，負載由小變大，鋸齒波信號Vramp的頻率變大，且P麗信號Vpwm具有更大的工作周期D31 。 在圖6和圖7的另一個實施例中，鋸齒波信號Vramp具有兩個不同的斜率。在穩態下，電壓控制信號Vc具有低電平LV60，通過比較電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp所具有陡峭的斜率SL60的部分，P麗信號Vpwm具有更小的工作周期D60。當耦接至電壓轉換器6的外部負載從輸出節點Nout下拉出一個大電流時，電壓控制信號Vc變為高電平LV61，通過比較電壓控制信號Vc和鋸齒波信號Vramp所具有陡峭的斜率SL60的部分，P麗信號Vpwm具有更大的工作周期D61。 上述實施例僅用來例舉本發明的實施，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的範疇。任何本領域的技術人員可依據本發明的精神輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利範圍應以權利要求為準。
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權利要求
一種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述電壓轉換器包括控制器，用以根據所述電壓輸出信號和第一參考電壓，產生電壓控制信號；波形產生器，用以產生鋸齒波信號，並根據所述電壓輸出信號修改所述鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者；第一比較器，用以根據所述電壓控制信號和所述鋸齒波信號，產生脈寬調製信號；以及電壓轉換單元，用以根據所述脈寬調製信號，產生所述電壓輸出信號。
2. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述波形產生器包括 第二比較器，用以比較所述電壓輸出信號與第二參考電壓，以產生比較結果；以及 振蕩器，用以產生所述鋸齒波信號，並根據所述比較結果，修改所述鋸齒波信號的所述波形的所述上限和所述下限的至少一者。
3. 如權利要求2所述的電壓轉換器，其特徵在於，當所述電壓輸出信號的電平不超過 所述第二參考電壓時，所述鋸齒波信號的所述波形的所述上限為第一電平；當所述電壓輸 出信號的所述電平超過所述第二參考電壓時，所述鋸齒波信號的所述波形的所述上限為第 二電平，其中所述第二電平小於所述第一電平。
4. 如權利要求3所述的電壓轉換器，其特徵在於，當所述電壓輸出信號的所述電平不 超過所述第二參考電壓時，所述鋸齒波信號的所述波形的所述下限為第三電平；當所述電 壓輸出信號的所述電平超過所述第二參考電壓時，所述鋸齒波信號的所述波形的所述下限 為第四電平，其中所述第四電平小於所述第三電平。
5. 如權利要求2所述的電壓轉換器，其特徵在於，當所述電壓輸出信號的電平不超過 所述第二參考電壓時，其中所述鋸齒波信號的所述波形的所述下限為第三電平；當所述電 壓輸出信號的所述電平超過所述第二參考電壓時，鋸齒波信號的所述波形的所述下限為第 四電平，其中所述第四電平小於所述第三電平。
6. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述控制器包括 誤差放大器，用以根據所述電壓輸出信號和所述第一參考電壓之間的電壓差，產生所述電壓控制信號；以及補償單元，用以補償所述電壓控制信號。
7. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述電壓轉換單元包括 PMOS電晶體，具有柵極、耦接至供應電壓源的源極以及耦接至第一節點的漏極，其中所述電壓輸出信號自輸出節點輸出；以及電容器，耦接至所述輸出節點和接地信號之間。
8. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述波形產生器用以修改所述鋸齒 波信號的所述波形的所述上限和所述下限的一者，並保持所述鋸齒波信號的所述波形的所 述上限和所述下限的另一者。
9. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述鋸齒波信號的所述波形的所述 上限和所述下限兩者的電壓差值是固定的。
10. —種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述電壓轉換器包括 控制器，用以根據所述電壓輸出信號和第一參考電壓，產生電壓控制信號； 波形產生器，用以產生鋸齒波信號，其中所述鋸齒波信號的波形具有至少兩個不同的斜率；比較器，用以根據所述電壓控制信號和所述鋸齒波信號，產生脈寬調製信號；以及 電壓轉換單元，用以根據所述脈寬調製信號，產生所述電壓輸出信號。
11. 如權利要求io所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述鋸齒波信號的所述波形具有前部和後部，且所述前部的斜率比所述後部的斜率更陡峭。
12. 如權利要求10所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述控制器包括 誤差放大器，用以根據所述電壓輸出信號和所述第一參考電壓之間的電壓差，產生所述電壓控制信號；以及補償單元，用以補償所述電壓控制信號。
13. 如權利要求IO所述的電壓轉換器，其特徵在於，所述電壓轉換單元包括 PMOS電晶體，具有柵極、耦接至供應電壓源的源極以及耦接至第一節點的漏極； NM0S電晶體，具有柵極以及耦接至所述第一節點的漏極；驅動器，用以接收所述脈寬調製信號，並根據所述脈寬調製信號，相應地切換所述PMOS 電晶體和所述NMOS電晶體。電感器，耦接至所述第一節點和輸出節點之間，其中所述電壓輸出信號自所述輸出節 點輸出；以及電容器，耦接至所述輸出節點和所述接地信號之間。
14. 一種電壓產生方法，用以產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述方法包括 提供鋸齒波信號；比較電壓控制信號和所述鋸齒波信號，以產生比較結果； 根據所述比較結果，產生脈寬調製信號； 根據所述脈寬調製信號產生所述電壓輸出信號； 檢測所述電壓輸出信號的變化；以及根據所述電壓輸出信號的所述變化，修改所述鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者。
15. 如權利要求14所述的電壓產生方法，其特徵在於，檢測所述電壓輸出信號的所述 變化的步驟包括比較所述電壓輸出信號和參考電壓。
16. 如權利要求15所述的電壓產生方法，其特徵在於，修改所述鋸齒波信號的所述波 形的所述上限和所述下限的至少一者的步驟包括當所述電壓輸出信號的電平不超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的所 述上限為第一電平；以及當所述電壓輸出信號的所述電平超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的 所述上限為第二電平，其中所述第二電平小於所述第一電平。
17. 如權利要求16所述的電壓產生方法，其特徵在於，修改所述鋸齒波信號的所述波 形的所述上限和所述下限的至少一者的步驟包括當所述電壓輸出信號的電平不超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的所 述下限為第三電平；以及當所述電壓輸出信號的所述電平超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的 所述下限為第四電平，其中所述第四電平小於所述第三電平。
18. 如權利要求15所述的電壓產生方法，其特徵在於，修改所述鋸齒波信號的所述波 形的所述上限和所述下限的至少一者的步驟包括當所述電壓輸出信號的電平不超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的所 述下限為第三電平；以及當所述電壓輸出信號的所述電平超過所述參考電壓時，設置所述鋸齒波的所述波形的 所述下限為第四電平，其中所述第四電平小於所述第三電平。
19. 如權利要求14所述的電壓產生方法，其特徵在於，根據所述電壓輸出信號的所述 變化，修改所述鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者的步驟包括修改所述鋸齒波信號的所述波形的所述上限和所述下限的一者；以及 保持所述鋸齒波信號的所述波形的所述上限和所述下限的另一者。
20. 如權利要求14所述的電壓產生方法，其特徵在於，所述鋸齒波信號的所述波形的 所述上限和所述下限兩者的電壓差是固定的。
21. —種電壓產生方法，用以產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述方法包括 提供鋸齒波信號，所述鋸齒波信號的波形具有至少兩個不同的斜率； 比較電壓控制信號和所述鋸齒波信號，以產生比較結果； 根據所述比較結果，產生脈寬調製信號； 根據所述脈寬調製信號產生所述電壓輸出信號。
22. 如權利要求21所述的電壓產生方法，其特徵在於，提供所述鋸齒波信號，所述鋸齒 波信號的波形具有至少兩個不同的斜率的所述步驟包括設置所述鋸齒波信號的所述波形的前部具有陡峭斜率；以及設置所述鋸齒波信號的所述波形的後部具有平滑斜率；其中所述後部跟隨所述前部。
23. —種電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述電壓轉換器包括 控制器，根據所述電壓輸出信號和第一參考電壓，用以產生電壓控制信號； 波形產生器，用以產生鋸齒波信號；比較器，根據所述電壓控制信號和所述鋸齒波信號，用以產生脈寬調製信號；以及電壓轉換單元，根據所述脈寬調製信號，用以產生所述電壓輸出信號。其中，當所述電壓轉換器的負載變大時，所述脈寬調製信號的工作周期相應地增加。
24. —種電壓產生方法，用以通過電壓轉換器產生電壓輸出信號，其特徵在於，所述方 法包括提供鋸齒波信號；比較電壓控制信號和所述鋸齒波信號，以產生比較結果； 根據所述比較結果，產生脈寬調製信號；以及 根據所述脈寬調製信號產生所述電壓輸出信號； 其中所述脈寬調製信號的工作周期取決於所述電壓轉換器的負載。
全文摘要
一種電壓轉換器和電壓產生方法。其中電壓轉換器，用以產生電壓輸出信號，電壓轉換器包括控制器，根據電壓輸出信號和第一參考電壓，用以產生電壓控制信號；波形產生器，用以產生鋸齒波信號，並根據電壓輸出信號修改鋸齒波信號的波形的上限和下限的至少一者；第一比較器，根據電壓控制信號和鋸齒波信號，用以產生脈寬調製信號；以及電壓轉換單元，根據脈寬調製信號，用以產生電壓輸出信號。利用本發明所提供的電壓轉換器和電壓產生方法不需減少電容器的電容值，因此電壓控制信號的穩定性不受影響。
文檔編號G05F1/10GK101764514SQ20091011904
公開日2010年6月30日 申請日期2009年3月19日 優先權日2008年12月22日
發明者管建葳 申請人:聯發科技股份有限公司