TWI506930B

TWI506930B - 功率轉換器控制器及控制輸出信號的方法

Info

Publication number: TWI506930B
Application number: TW100126695A
Authority: TW
Inventors: Laszlo Lipcsei; Popescu-Stanesti Vlad; Serban-Mihai Popescu
Original assignee: O2Micro Int Ltd
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2015-11-01
Also published as: JP2012034567A; US8587276B2; US20120025792A1; TW201212506A; CN102403901A

Description

功率轉換器控制器及控制輸出信號的方法

本發明係有關一種控制器，特別是一種針對功率轉換器的控制器及控制方法。

開關控制器用在直流/直流轉換器中控制直流/直流轉換器的輸出。圖1所示為直流/直流轉換器100的傳統開關控制器102電路示意圖。如圖1所示，開關控制器102包括脈衝寬度調變(PWM)信號產生器104和轉導放大器(OTA)106。

PWM信號產生器104透過產生PWM信號導通或關斷開關110和開關112，以調整直流/直流轉換器100的輸出電壓V_OUT 。輸出電壓V_OUT 由PWM信號的責任週期決定之。另外，PWM信號產生器104在電容116上透過接收電壓V₁₁₆ 控制PWM信號的責任週期。轉導放大器106透過比較參考電壓V_R 和與輸出電壓V_OUT 成比例的回授電壓V_F 來控制電容116的充電和放電，以及控制電壓V₁₁₆ 。如果回授電壓V_F 低於參考電壓V_R ，轉導放大器106透過控制電壓V₁₁₆ 使得輸出電壓V_OUT 增大。如果回授電壓V_F 高於參考電壓V_R ，轉導放大器106透過控制電壓V₁₁₆ 使得輸出電壓V_OUT 減小。因此，輸出電壓V_OUT 可以調整至由參考電壓V_R 決定的現有位準。

然而，若包含了轉導放大器106和電容116的放大電路的頻寬不夠寬，將使得電壓V₁₁₆ 對輸出電壓V_OUT 的反應速度相對較慢。換言之，開關控制器102需要使用相對較長的時間改變PWM信號的責任週期以回應輸出電壓V_OUT 之變化。

傳統加快放大電路反應速度的方法包括加寬放大電路的頻寬。然而，當放大電路的頻寬增大時，將有更多的雜訊轉移至開關控制器102。且開關控制器102對輸出電壓V_OUT 中的非必須雜訊敏感，因此輸出電壓V_OUT 可能不穩定。傳統的解決方法是透過減小放大電路的增益來換取輸出電壓V_OUT 的穩定性。然而，如果減小放大電路的增益，輸出電壓V_OUT 的精確性將會受到影響。

本發明的目的為提供一種功率轉換器控制器，包括：一第一放大級，根據一該功率轉換器的一輸出信號在一能量儲存元件的一第一端產生一第一放大信號；以及一第二放大級，耦接至該第一放大級，在該能量儲存元件的一第二端產生一第二放大信號，針對該輸出信號的一變化改變該第二放大信號，以及根據該第一放大信號減小該第二放大信號的一變化。

本發明還提供一種控制輸出信號的方法，包括：根據一輸出信號在一能量儲存元件的一第一端點產生一第一放大信號；在該能量儲存元件的一第二端點產生一第二放大信號；針對該輸出信號的一變化，改變該第二放大信號；以及依據該第一放大信號減小該第二放大信號的一變化。

本發明還提供一種功率轉換器控制器，包括：一控制電路，產生一控制信號控制該功率轉換器的一輸出信號；以及一放大電路，耦接至該控制電路，根據該輸出信號在一能量儲存元件的一第一端點產生一第一放大信號，在該能量儲存元件的一第二端點產生一第二放大信號控制該控制信號的一責任週期，根據該第二放大信號改變該責任週期，以回應該輸出信號之一變化，且根據該第一放大信號減小該責任週期的一變化。

以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。

此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。

本發明的實施例提供了功率轉換器(例如，直流/直流轉換器)控制器。控制器包括放大電路，用來透過產生放大信號來控制直流/直流轉換器的輸出信號。放大信號係根據直流/直流轉換器之輸出信號產生。有利之處在於，放大信號對直流/直流轉換器之輸出信號的回應相對快速。另外，放大電路可平緩放大信號的變化，進而平緩輸出信號的調整。因此，輸出信號更加穩定。而且，由於平緩了放大信號的變化，所以放大信號對存在於輸出信號中非必需雜訊的敏感度降低。因此，放大電路可更準確地利用相對較高的增益來調整輸出信號。

而且，在一實施例中，放大電路的增益可由回授電路決定。因此，直流/直流轉換器的頻率行為，例如，頻寬和回應速度，也可以由回授電路決定之。透過控制回授電路的參數，可調整直流/直流轉換器的頻率行為和放大電路的增益。

圖2所示為根據本發明一實施例的直流/直流轉換器200的方塊圖，用來將輸入電壓V_IN 轉換成輸出電壓V_OUT 。直流/直流轉換器200包括控制器202、回授電路260、能量儲存元件(例如，電感206)以及濾波器元件(例如，電容208)。

回授電路260接收直流/直流轉換器200的輸出電壓V_OUT ，並對控制器202產生一表示輸出電壓V_OUT 的回授電流I_FB 。控制器202根據回授電流I_FB 控制輸出電壓V_OUT 和流經電感206的電感電流I_L 。在一實施例中，流經電感206的電感電流I_L 是一個漣波電流。電容208透過過濾電感電流I_L 在直流/直流轉換器200的輸出端提供一個直流輸出，例如，直流電流或直流電壓V_OUT 。

控制器202包括：輸入端點VIN，用來接收輸入電壓V_IN ；控制端點LX，用來控制輸出電壓V_OUT ；以及回授端點FB，用來接收回授電路260並提供的回授電流I_FB 。在一實施例中，控制器202包括連接在輸入端點VIN與控制端點LX之間的高端開關210，和連接在控制端點LX與地之間的低端開關212。在另一實施例中，低端開關212可由二極體代替，二極體的陰極連接至控制端點LX，陽極與地連接。控制器202還包括連接至高端開關210和低端開關212的控制電路系統(例如，PWM電路220)以及包括連接在回授端點FB和PWM電路220之間的放大電路240。

在一實施例中，放大電路240接收回授電流I_FB 產生放大信號V_EA2 。PWM電路220接收放大信號V_EA2 並根據放大信號V_EA2 控制高端開關210和低端開關212以控制直流/直流轉換器200的輸出信號(例如，輸出電壓V_OUT 或電流)。舉例來說，PWM電路220產生控制信號(例如，PWM信號)來導通或關斷高端開關210和低端開關212。直流/直流轉換器200的輸出信號由PWM信號的責任週期決定之。PWM電路220還根據放大信號V_EA2 控制PWM信號的責任週期。

更具體而言，在一實施例中，當PWM信號為邏輯高時，高端開關210導通，低端開關212斷開。控制端點LX連接至輸入端點VIN，因此，電感電流I_L 增加。當PWM信號為邏輯低時，高端開關210斷開，低端開關212導通。控制端點LX與地連接，因此，電感電流I_L 減小。正因如此，直流/直流轉換器200的輸出電流，例如，電感電流I_L 的平均電流，可透過增大PWM信號的責任週期來增加，以及透過降低PWM信號的責任週期來減小。因為放大信號V_EA2 控制PWM信號的責任週期，直流/直流轉換器200則可透過控制放大信號V_EA2 將輸出電壓V_OUT 或電流調整至目標位準。

有利之處在於，放大信號V_EA2 可相對快速地對直流/直流轉換器200的輸出信號做出回應。例如，如果輸出電壓V_OUT 發生變化，放大電路240可相對快速地改變放大信號V_EA2 。而且，放大電路240透過減小放大信號V_EA2 的變化來平緩直流/直流轉換器輸出信號。因此，放大信號V_EA2 和輸出信號的調整一樣更加穩定。

圖3所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器300的電路圖。與圖2中標示相同的元件具有相似的功能。

如圖3所示，PWM電路220包括斜坡信號產生器324以及回授比較器322。斜坡信號產生器324產生一斜坡信號V_RP (例如，具有穩定漣波振幅的漣波電壓)。回授比較器322接收來自斜坡信號產生器324之斜坡信號V_RP 以及來自放大電路240之放大信號V_EA2 ，並透過比較斜坡信號V_RP 和放大信號V_EA2 產生一PWM信號。在圖3的示例中，如果放大信號V_EA2 高於斜坡信號V_RP ，則PWM信號為邏輯高；如果放大信號V_EA2 低於斜坡信號V_RP ，則PWM信號為邏輯低。正因如此，放大信號V_EA2 可控制PWM信號的責任週期。例如，放大信號V_EA2 增大時PWM信號的責任週期增大，放大信號V_EA2 減小時PWM信號的責任週期減小。

放大電路240包括第一放大級352和第二放大級354。第一放大級352包括誤差放大器342和電阻元件(例如，電阻301)。第二放大級354包括誤差放大器344和能量儲存元件(例如，電容348)。在一實施例中，第一放大級352根據直流/直流轉換器300的輸出信號在電容348的第一端點產生第一放大信號V_EA1 。第二放大級354根據第一放大信號V_EA1 在電容348的第二端點產生第二放大信號V_EA2 。另外，放大電路240針對直流/直流轉換器300輸出信號的變化調整第二放大信號V_EA2 。

更具體而言，如圖3所示，回授電路260包括分壓器(例如，串聯連接的電阻302和電阻303)。第一放大級352中的電阻301包括連接至電阻302和電阻303之間之一節點的第一端，和連接至電容348的第二端。在一實施例中，誤差放大器342是一個運算放大器，將電阻301的第一端保持在參考信號V_REF 的參考位準。舉例來說，誤差放大器342透過它的反相輸入端點接收電阻301第一端的電壓V_FB ，以及透過非反相輸入端點接收參考電壓V_REF 。因此，得到以下方程式：

V_FB =V_REF 　(1)

另外，回授電流I_FB 可由方程式(2)得到：

I_FB =(V_OUT -V_REF )/R₃₀₂ -V_REF /R₃₀₃ 　(2)

其中R₃₀₂ 和R₃₀₃ 分別代表電阻302和303的阻值。正因如此，回授電流I_FB 與輸出電壓V_OUT 成比例。回授電流I_FB 流經電阻301以產生放大信號V_EA1 。也就是說，電阻301的第二端提供放大信號V_EA1 。放大信號V_EA1 由方程式(3)得到：

V_EAi =V_REF -I_FB ×R₃₀₁ 　(3)

其中，R₃₀₁ 代表電阻301的阻值，根據方程式(2)和方程式(3)，放大信號V_EA1 可由方程式(4)得到：

V_EA1 =(1+R₃₀₁ /R₃₀₂ +R₃₀₁ /R₃₀₃ )×V_REF -(R₃₀₁ /R₃₀₂ )×V_OUT 　(4)

正因如此，可得到以下方程式：

ΔV_EA1 =-(R₃₀₁ /R₃₀₂ )×ΔV_OUT 　(5)

其中，ΔV_OUT 代表輸出電壓V_OUT 的變化，以及ΔV_EA1 代表針對輸出電壓V_OUT 的變化，ΔV_OUT 的放大信號V_EA1 的變化。因此，包括第一放大級352和回授電路260的增益g₁ 等於-(R₃₀₁ /R₃₀₂ )。當輸出電壓V_OUT 減小時放大信號V_EA1 增大，輸出電壓V_OUT 增大時放大信號V_EA1 減小。

另外，在一實施例中，誤差放大器344是一個轉導放大器，透過比較放大信號V_EA1 和參考信號V_REF 來控制電容348的充電和放電。具體地，誤差放大器344產生與參考信號和放大信號之間的差值成比例的一控制電流I_COMP (例如，I_COMP V_REF -V_EA1 )。在一實施例中，如果放大信號V_EA1 低於參考信號V_REF ，誤差放大器344產生從誤差放大器344流到電容348的控制電流I_COMP 以增大放大信號V_EA2 。如果放大信號V_EA1 高於參考信號V_REF ，誤差放大器344產生從電容348流到誤差放大器344之輸出端點的控制電流I_COMP 來減小放大信號V_EA2 。如果放大信號V_EA1 等於參考信號V_REF ，則控制電流I_COMP 被設定為零以保持放大信號V_EA2 不變。

在一實施例中，放大電路240在穩定狀態下操作。在穩定狀態下，誤差放大器344的輸入電壓各自相等，例如，V_EA1 =V_REF 。根據方程式(3)，在穩定狀態下，回授電流I_FB 等於零。另外，放大信號V_EA2 保持在V_SP 位準，以及輸出電壓V_OUT 保持在目標位準V_TARGET 。

根據方程式(4)，輸出電壓V_OUT 的目標位準V_TARGET 由方程式(6)得到：

V_TARGET =(1+R₃₀₂ /R₃₀₃ )*V_REF 　(6)

相應地，控制器202將輸出電壓V_OUT 調整至由參考信號V_REF 和電阻R₃₀₂ 對電阻R₃₀₃ 的比率決定的現有位準V_TARGET 。

在圖3的示例中，誤差放大器342和誤差放大器344接收同樣的參考信號V_REF 。然而，本發明不僅限於此。在另一實施例中，誤差放大器342和誤差放大器344可接收不同的參考信號V_REF 。

在一實施例中，電阻302和電阻301具有相同的阻值R，例如，R₃₀₂ =R₃₀₁ =R。因此，方程式(5)可改寫為：

ΔV_EA1 =-ΔV_OUT 　(7)

在這樣一實施例中，如果輸出電壓V_OUT 在目標位準V_TARGET 上增加ΔV_OUT ，那麼放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 上減小ΔV_OUT 。放大信號V_EA1 也在V_SP 位準上減小ΔV_OUT 。因此，透過減小PWM信號的責任週期來減小輸出電壓V_OUT 。類似地，如果輸出電壓V_OUT 在目標位準V_TARGET 上減小ΔV_OUT ，那麼放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 上增加ΔV_OUT 。放大信號V_EA1 也在V_SP 位準上增加ΔV_OUT 。因此，透過增大PWM信號的責任週期來增大輸出電壓V_OUT 。相應地，根據第二放大信號V_EA2 ，誤差放大器344將第一放大信號V_EA1 調整至參考信號V_REF ，將輸出電壓V_OUT 調整至目標位準V_TARGET 。

有利之處在於，由於包含了誤差放大器342和電阻302、303和301的電路之頻寬相對較大，所以放大信號V_EA1 對輸出電壓V_OUT 的回應相對較快。因為經過電容348的電壓沒有驟變，所以放大信號V_EA2 對輸出電壓V_OUT 的回應速度也較快。也就是說，放大電路240的回應速度也較快。因此，與圖1中的傳統開關控制器102相比，圖2中的控制器202僅需較少時間改變PWM信號的責任週期以回應輸出電壓V_OUT 之變化。

而且，如果放大信號V_EA1 和參考信號V_REF 之間的差值大於一特定值(例如，零)，則誤差放大器344減小放大信號V_EA2 的變化和PWM信號責任週期的變化。特定值由誤差放大器344的內部屬性決定。舉例來說，如果放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 上減小ΔV_OUT ，則誤差放大器344對電容348輸出控制電流I_COMP ，以便將放大信號V_EA2 增大至V_SP 值。類似地，如果放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 上增加ΔV_OUT ，誤差放大器344從電容348吸收控制電流I_COMP ，以便將放大信號V_EA2 減小至V_SP 值。正因如此，誤差放大器344降低放大信號V_EA2 的變化。也就是說，可平緩將輸出電壓V_OUT 調整至目標位準V_TARGET 的過程。同樣也可平緩將放大信號V_EA1 調整至參考信號V_REF 的過程。有利之處在於，即使放大電路240具有相對快速的反應速度，輸出電壓V_OUT 也相對穩定。而且，誤差放大器344具有相對高的增益，這樣放大信號V_EA1 可更準確地調整至參考信號V_REF 。因此，輸出電壓V_OUT 也可更準確地被調整至目標位準V_TARGET 。

在一實施例中，直流/直流轉換器300的頻率行為(例如，頻寬和回應速度)係由回授電路260決定之。更具體而言，包含了回授電路260和放大電路240的組合具有增益頻寬積，其可由方程式(8)得到：

GBWP=G×BW　(8)

其中，G和BW分別代表回授電路260和放大電路240的組合的增益和頻寬。此組合的增益頻寬積具有由輸入電壓V_IN 和輸出電壓V_OUT 決定的最大極限值。因此，此組合的頻寬BW透過減小增益G來增大，透過增大增益G來減小。

根據方程式(5)，包含了第一放大級352和回授電路260的組合的增益g₁ 等於-(R₃₀₁ /R₃₀₂ )。因此，增益g₁ 可透過調整電阻比率R₃₀₁ /R₃₀₂ 來控制之。包含了回授電路260和放大電路240的組合的增益G也可透過調整電阻比率R₃₀₁ /R₃₀₂ 來控制。因此，包含了回授電路260和放大電路240的組合的頻寬BW也可透過調整電阻比率R₃₀₁ /R₃₀₂ 來控制。在一實施例中，回授電路260可設置在控制器202之外，亦即，增益G和頻寬BW是外部可控的。

圖4所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的PWM信號、斜坡信號V_RP 、放大信號V_EA2 、放大信號V_EA1 和輸出信號V_OUT 的波形圖。圖4將結合圖3和圖2進行描述。

如圖4所示，在一個穩定狀態下，例如：在t_i 到t_j 時間段內，輸出電壓V_OUT 保持在目標位準V_TARGET ，而且放大信號V_EA1 等於參考信號V_REF 。放大信號V_EA2 保持在相對穩定的V_SP 位準，因此PWM信號具有相對穩定的責任週期。

在一實施例中，V_SP 值由提供給負載的功率決定，負載連接至直流/直流轉換器300的輸出端點。舉例來說，如果負載從直流/直流轉換器300吸收更多的功率，V_SP 值則會增大，進而增大PWM信號的責任週期以保持輸出電壓V_OUT 。如果負載吸收較少功率，V_SP 值則會減小，進而減小PWM信號的責任週期以保持輸出電壓V_OUT 。

如圖4所示，斜坡信號V_RP 具有最大值V_H 和最小值V_L 。斜坡信號在最大值V_H 和最小值V_L 之間上升和下降。因此，斜坡信號的平均值為：V_{RP_AVE} =(V_H +V_L )/2。在一實施例中，斜坡信號V_RP 的平均值V_{RP_AVE} 由直流/直流轉換器300的輸入電壓決定，例如，與直流/直流轉換器300的輸入電壓V_IN 成比例。舉例來說，如果輸入電壓V_IN 增加，斜坡信號V_RP 的平均值V_{RP_AVE} 則會增加，進而減小PWM信號的責任週期。如果輸入電壓V_IN 減小，斜坡信號V_RP 的平均值V_{RP_AVE} 則會減小，進從而增大PWM信號的責任週期。因此，輸入電壓V_IN 的變化對輸出電壓V_OUT 的影響較小。也就是說，即使輸入電壓V_IN 改變，輸出電壓V_OUT 仍然可保持穩定。

在一實施例中，當輸出電壓V_OUT 高於目標位準V_TARGET 時，例如，在t_m 時刻，放大信號V_EA1 低於參考信號V_REF ，此時放大信號V_EA2 低於V_SP 值。正因如此，透過減小PWM信號的責任週期來減小輸出電壓V_OUT 。在t_m 到t_n 時間段內，輸出電壓可平緩地減小至目標位準V_TARGET ，以及放大信號V_EA1 可平緩地增加至參考信號V_REF 。在一實施例中，輸出電壓V_OUT 的增加係由減小負載的功率吸收引起。在這樣一個實施例中，放大信號V_EA2 增加至低於V_SP 值的一個值，並進入穩定狀態。

類似地，當輸出電壓V_OUT 低於目標位準V_TARGET 時，例如，在t_s 時刻，放大信號V_EA1 高於參考信號V_REF ，此時放大信號V_EA2 高於V_SP 值。正因如此，透過增大PWM信號的責任週期來增大輸出電壓V_OUT 。在t_s 到t_p 時間段內，輸出電壓可平緩地增加至目標位準V_TARGET ，以及放大信號V_EA1 可平緩地減小至參考信號V_REF 。在一實施例中，輸出電壓V_OUT 的減小由增加負載的功率吸收引起。在這樣一個實施例中，放大信號V_EA2 減小至高於V_SP 值的一個值，並進入穩定狀態。

圖5所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器500的電路圖。與圖2和圖3中標記相同的元件具有類似的功能。

在圖5的示例中，PWM電路220進一步包括連接至斜坡信號產生器324的減法器526。減法器526接收來自斜坡信號產生器324之斜坡信號V_RP 、接收來自誤差放大器344之放大信號V_EA2 以及產生斜坡信號V_RP526 給回授比較器322，其中，斜坡信號V_RP526 大小等於斜坡信號V_RP 減去放大信號V_EA2 。回授比較器322比較斜坡信號V_RP526 與預設值V_REF ，並根據比較結果調整PWM信號的責任週期。

在一實施例中，如果輸出電壓V_OUT 高於目標位準V_TARGET ，放大信號V_EA2 則減小，斜坡信號V_RP526 的平均值增加。因此，輸出電壓V_OUT 減小。如果輸出電壓V_OUT 低於目標位準V_TARGET ，放大信號V_EA2 則增加，斜坡信號V_RP526 的平均值減小。因此，輸出電壓V_OUT 增加。所以，輸出電壓V_OUT 可被調整至目標位準V_TARGET 。

圖6所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器600的電路圖。與圖2和圖3中標記相同的元件具有類似的功能。在圖6的示例中，控制器202進一步包括感應電阻604。PWM電路220進一步包括電流感應放大器(CSA)634以及加法器628。

在一實施例中，當高端開關210導通並且低端開關212斷開時，電感電流I_L 透過流經感應電阻604來提供感應信號(例如，感應電阻604的電壓)表示流到電流感應放大器634的的電感電流I_L 。電流感應放大器634產生與感應信號成比例的放大信號V_CS 。加法器628產生斜坡信號V’_RP ，大小等於斜坡信號V_RP 與放大信號V_CS 之和。因此，斜坡信號V’_RP 的平均值隨著電感電流I_L 平均值的增大而增大，以及隨著電感電流I_L 平均值的減小而減小。

回授比較器322透過比較斜坡信號V’_RP 和放大信號V_EA2 來控制PWM信號。正因如此，如果直流/直流轉換器600的輸出電流增加，回授比較器322則透過減小PWM信號的責任週期來減小輸出電流。如果直流/直流轉換器600的輸出電流減小，回授比較器322則透過增加PWM信號的責任週期來增加輸出電流。所以，直流/直流轉換器600的輸出電流和輸出電壓更加穩定。

在圖6的示例中，誤差放大器344的輸出端點連接至回授比較器322的非反相輸入端點。然而，本發明並不僅限於此。在另一個實施例中，與圖5中的描述類似，誤差放大器344的輸出端點透過減法器526連接至回授比較器322的反相輸入端點。在這樣一個實施例中，減法器526連接於加法器628和回授比較器322之間，也可以連接於斜坡信號產生器324和加法器628之間。回授比較器322的非反相輸入端點接收預設值V_PRE 。回授比較器322的反相輸入端點接收斜坡信號，大小等於斜坡信號V_RP 與放大信號V_CS 的和再減去放大信號V_EA2 。

圖7所示為根據本發明一個實施例的直流/直流轉換器控制器的操作流程圖700。圖7將結合圖2、圖3、圖5和圖6進行描述。

在步驟702中，第一放大級352根據直流/直流轉換器的輸出信號(例如，輸出電壓V_OUT )在能量儲存元件(例如，電容348)的第一端點產生第一放大信號V_EA1 。

在步驟704中，第二放大級354在能量儲存元件(例如，電容348)的第二端點產生第二放大信號V_EA2 。

在步驟706中，第二放大級354針對直流/直流轉換器輸出信號(例如，輸出電壓V_OUT )的變化改變第二放大信號V_EA2 。舉例來說，根據方程式(7)，如果輸出電壓V_OUT 在目標位準V_TARGET 的基礎上增加ΔV_OUT ，那麼第一放大信號V_EA1 和第二放大信號V_EA2 分別在參考信號V_REF 的基礎上減小ΔV_OUT 。如果輸出電壓V_OUT 在目標位準V_TARGET 的基礎上減小ΔV_OUT ，那麼第一放大信號V_EA1 和第二放大信號V_EA2 分別在參考信號V_REF 的基礎上增加ΔV_OUT 。

在步驟708中，第二放大級354根據第一放大信號V_EA1 降低第二放大信號V_EA2 的變化。舉例來說，如果第一放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 的基礎上減小ΔV_EA1 ,那麼第二放大信號V_EA2 同樣減小ΔV_EA1 。誤差放大器344透過對電容348輸出控制電流I_COMP 來增大第二放大信號V_EA2 。如果第一放大信號V_EA1 在參考信號V_REF 的基礎上增加ΔV_EA1 ，那麼第二放大信號V_EA2 同樣增加ΔV_EA1 。誤差放大器344同樣透過從電容348吸收控制電流I_COMP 來減小第二放大信號V_EA2 。

圖8所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的操作流程圖800。圖8將結合圖2、圖3、圖5和圖6進行描述。

在步驟802中，誤差放大器342透過控制誤差放大器342的反相輸入端和非反相輸入端，使兩端具有相同電壓值。

在步驟804中，連接至誤差放大器342反相輸入端的電阻301根據回授電流I_FB 提供放大信號V_EA1 以控制直流/直流轉換器200、300或500的輸出電壓V_OUT 。

在步驟806中，連接至電阻301的電阻302透過誤差放大器342的反相輸入端對電阻301提供回授電流I_FB 。

在步驟808中，電阻302根據其阻值R₃₀₂ 控制直流/直流轉換器200、300或500的頻寬。

本發明的實施例提供了直流/直流轉換器之控制器。控制器包括放大電路，透過產生放大信號來控制直流/直流轉換器的輸出電壓。放大電路包括第一放大級，例如，具有相對較大頻寬和較快回應速度的基於電阻的放大電路，以及包括第二放大級，例如，具有相對較大增益的基於電容的放大電路。因此，控制器對輸出電壓的回應速度相對較快，而且可以更準確、更穩定地控制輸出電壓。另外，控制器的增益和頻寬透過控制連接至控制器的回授電路的電阻參數來控制。直流/直流轉換器可應用於例如功率供應系統等的多個領域中。

上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。

100．．．直流/直流轉換器

102．．．開關控制器

104．．．脈衝寬度調變(PWM)信號產生器

106．．．轉導放大器

110、112．．．開關

116．．．電容

200．．．直流/直流轉換器

202．．．控制器

206．．．電感

208．．．電容

210．．．高端開關

212．．．低端開關

220．．．脈衝寬度調變(PWM)電路

240．．．放大電路

260．．．回授電路

300．．．直流/直流轉換器

301、302、303．．．電阻

322．．．回授比較器

324．．．斜坡信號產生器

342、344．．．誤差放大器

348．．．電容

352．．．第一放大級

354．．．第二放大級

526．．．減法器

604．．．感應電阻

628．．．加法器

634．．．電流感應放大器

702、704、706、708．．．步驟

802、804、806、808．．．步驟

以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：

圖1所示為直流/直流轉換器的傳統開關控制器電路示意圖。

圖2所示為根據本發明一實施例的直流/直流轉換器方塊圖。

圖3所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的電路圖。

圖4所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的PWM信號、斜坡信號V_RP 、放大信號V_EA2 、放大信號V_EA1 和輸出信號V_OUT 的波形圖。

圖5所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的電路圖。

圖6所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的電路圖。

圖7所示為根據本發明一實施例的直流/直流轉換器控制器的操作流程圖。

圖8所示為根據本發明一實施例直流/直流轉換器的操作流程圖。