TWI544728B - 電壓產生電路及預驅動訊號產生模組 - Google Patents

Description

電壓產生電路及預驅動訊號產生模組

本發明是有關於一種電壓產生電路及預驅動訊號產生模組，且特別是有關於一種具有訊號跳頻(frequency hopping)控制功能的電壓產生電路及預驅動訊號產生模組。

一般而言，電子電路在操作時容易受到電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，EMI)雜訊的影響而降低工作性能的表現。以電壓產生電路為例，習知技術有利用訊號跳頻的控制方式來解決此一問題。然而所述習知技術在實際應用上僅能降低低頻的電磁干擾雜訊，對於較高頻的電磁干擾雜訊而言，效果有限。特別是在電力轉換系統中，若僅藉由降低驅動訊號的電壓轉換速率來解決電磁干擾雜訊的問題，反而會降低系統效率。

本發明提供一種電壓產生電路，利用訊號跳頻的控制方式可降低電磁干擾雜訊，兼顧系統效率。

本發明提供一種預驅動訊號產生模組，利用訊號跳頻的控制方式可降低電磁干擾雜訊，兼顧系統效率。

本發明的電壓產生電路包括一預驅動單元以及一電壓產生單元。預驅動單元用以接收一振盪訊號，並增加振盪訊號的驅動能力，以產生一預驅動訊號。電壓產生單元用以接收一輸入訊號及預驅動訊號，並依據輸入訊號及預驅動訊號來產生一輸出訊號。電壓產生單元依據預驅動訊號來產生一電壓訊號。預驅動單元及電壓產生單元兩者其中之一利用預驅動訊號來調整電壓訊號的一電壓轉換速率或一振鈴成分。

本發明的預驅動訊號產生模組包括一振盪訊號產生單元以及一預驅動單元。振盪訊號產生單元用以產生一振盪訊號。預驅動單元用以接收振盪訊號，並增加振盪訊號的驅動能力，以產生一預驅動訊號來驅動一電壓產生電路產生一輸出訊號。電壓產生單元依據預驅動訊號來產生一電壓訊號。預驅動單元利用預驅動訊號來調整電壓訊號的一電壓轉換速率或一振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的電壓產生單元包括一儲能元件。電壓產生單元利用電壓訊號來控制儲能元件的一責任週期，以產生輸出訊號。

在本發明的一實施例中，上述的預驅動單元利用預驅動訊號來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。預驅動單元包括一訊號增強電路以及一訊號調整電路。訊號增強電路用以接收振盪訊號，並增加振盪訊號的驅動能力，以產生預驅動訊號。訊 號調整電路協同訊號增強電路操作，用以依據振盪訊號來產生預驅動訊號，以調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的訊號增強電路包括一推挽式電路。推挽式電路用以接收振盪訊號，並增加振盪訊號的驅動能力，以產生預驅動訊號。

在本發明的一實施例中，上述的訊號調整電路包括一至多個推挽式電路。所述推挽式電路協同訊號增強電路操作，用以依據振盪訊號來產生預驅動訊號，以調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的訊號調整電路更包括一開關單元。開關單元用以依據一控制訊號來選擇導通或不導通一至多個推挽式電路的一訊號傳遞路徑，以協同一至多個推挽式電路來產生預驅動訊號。

在本發明的一實施例中，上述的各一至多個推挽式電路包括一對電晶體。電晶體以互補形式配置，且其通道寬度全部相同或部份相同。

在本發明的一實施例中，上述的電壓產生單元利用預驅動訊號來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。電壓產生單元包括一電壓產生部分以及一訊號調整電路。電壓產生部分包括一輸出電容。訊號調整電路協同預驅動單元及輸出電容操作，用以依據一控制訊號，來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的訊號調整電路包括一至 多個並聯電容以及一開關單元。所述並聯電容並聯耦接至輸出電容。開關單元協同預驅動單元及一至多個並聯電容操作，用以依據控制訊號，來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的並聯電容的電容值全部相同、部份相同或全部不相同。

在本發明的一實施例中，上述的開關單元包括一至多個開關，對應一至多個並聯電容配置。所述開關用以依據控制訊號來選擇導通或不導通所對應的一至多個並聯電容的一訊號傳遞路徑。

在本發明的一實施例中，上述的電壓產生單元利用預驅動訊號來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。電壓產生單元包括一電壓產生部分以及一訊號調整電路。電壓產生部分包括一第一功率電晶體。訊號調整電路協同第一功率電晶體操作，用以依據預驅動訊號或一接地訊號，來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的訊號調整電路包括一至多個第二功率電晶體。所述第二功率電晶體並聯耦接至第一功率電晶體。第二功率電晶體協同第一功率電晶體操作，用以依據預驅動訊號或一接地訊號，來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的訊號調整電路更包括一開關單元。開關單元用以依據一控制訊號來選擇導通或不導通一 至多個第二功率電晶體的一訊號傳遞路徑，以協同一至多個第二功率電晶體來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本發明的一實施例中，上述的第二功率電晶體的通道寬度全部相同、部份相同或全部不相同。

在本發明的一實施例中，上述的電壓產生單元包括一切換電感型升壓電路、一切換電感型降壓電路或一切換電感型升降壓電路。

基於上述，在本發明之範例實施例中，電壓產生電路及預驅動訊號產生模組藉由利用預驅動訊號來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分，可降低電磁干擾雜訊且兼顧系統效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧電壓產生系統

100、300、400、500、600、900‧‧‧電壓產生電路

110、310、410、510、610‧‧‧預驅動單元

120、320、420、520、620、920‧‧‧電壓產生單元

200‧‧‧振盪訊號產生單元

210‧‧‧振盪訊號產生器

220‧‧‧迴路控制單元

312、412、522、622、922‧‧‧訊號調整電路

313-1、313-2、313-3、313-4、413-1、413-2、413-3、413-4‧‧‧推挽式電路

314、414‧‧‧訊號增強電路

315‧‧‧開關單元

317-1、317-2、317-3、317-4‧‧‧開關組

524、624‧‧‧電壓產生部份

623、923‧‧‧開關單元

Sosc‧‧‧振盪訊號

Spre‧‧‧預驅動訊號

SW‧‧‧開關

VIN‧‧‧輸入訊號

Vctrl‧‧‧控制訊號

VOUT‧‧‧輸出訊號

GND‧‧‧接地訊號

LX、LX’‧‧‧電壓訊號

T1、T2、T3‧‧‧週期

VCCB‧‧‧電壓

Q、Qp、Qn、QW、Q2W、Q4W、Q8W、QWp、QWn、Q2Wp、Q2Wn、Q4Wp、Q4Wn、Q8Wp、Q8Wn‧‧‧電晶體

L‧‧‧電感

D‧‧‧二極體

Coss‧‧‧輸出電容

C1、C2、C4、C8‧‧‧並聯電容

圖1繪示本發明一範例實施例之電壓產生系統的概要示意圖。

圖2繪示本發明一實施例之電壓產生電路的概要示意圖。

圖3繪示圖2實施例之電壓產生電路的內部概要示意圖。

圖4繪示圖3實施例之電壓訊號的波形示意圖。

圖5繪示圖3實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。

圖6繪示本發明另一實施例之電壓產生電路的概要示意圖。

圖7繪示圖6實施例之電壓產生電路的內部概要示意圖。

圖8繪示圖7實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。

圖9繪示圖6實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。

圖10繪示圖9實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。

圖11繪示圖2實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。

圖12繪示圖6實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。

本發明之範例實施例提供一種訊號跳頻的控制方式，至少可用以降低高頻的電磁干擾雜訊。相關技術或有利用降低預驅動信號的電壓轉換速率的手段來解決訊號傳輸系統的EMI問題，但此種解決方式卻會導致系統效率低落。本發明之範例實施例訊號跳頻的控制方式，利用預驅動訊號來調整電壓訊號的電壓轉換速率或振鈴成分，可使高頻的電磁干擾雜訊下降，且兼顧系統的效率。以下提出多個實施例來說明本發明，然而本發明不僅限於所例示的多個實施例。又實施例之間也允許有適當的結合。

圖1繪示本發明一範例實施例之電壓產生系統的概要示意圖。請參考圖1，本實施例之電壓產生系統10包括一振盪訊號產生單元200及一電壓產生電路100。電壓產生電路100包括一預驅動單元110以及一電壓產生單元120。預驅動單元110用以接收振盪訊號產生單元200所提供的振盪訊號Sosc，並且用以增加振 盪訊號Sosc的驅動能力來產生預驅動訊號Spre。在本實施例中，增加振盪訊號Sosc的驅動能力的方式例如包括但不限於利用推挽輸出(Push-pull output)的電路結構來產生預驅動訊號Spre，以提高預驅動訊號Spre的振幅或功率，使預驅動訊號Spre有足夠的驅動能力來驅動電壓產生單元120。在本實施例中，電壓產生單元120用以接收輸入訊號VIN及預驅動訊號Spre，並據此來產生輸出訊號VOUT。在本實施例中，電壓產生單元120依據預驅動訊號Spre來產生一電壓訊號。所述電壓訊號例如是一個訊號波形會不斷切換(toggle)的訊號，如圖4的電壓訊號LX所示。

在本實施例中，降低高頻的電磁干擾雜訊的方式例如包括利用預驅動單元110來調整預驅動訊號Spre的電壓轉換速率，從而調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。或者，本實施例也可利用電壓產生單元120搭配預驅動訊號Spre，直接來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。在本實施例中，所述被消除的高頻雜訊在3G或LTE的通訊系統之應用例如是上百赫茲(MHz)的高頻雜訊，惟本發明並不限於此。

在本實施例中，電壓產生系統10應用在直流轉直流的電路系統時，電壓產生單元120例如包括切換電感型升壓電路、切換電感型降壓電路或切換電感型升降壓電路，惟本發明並不限於此，本發明之範例實施例所提供的訊號跳頻的控制方式當可應用於其他適當形式的電壓產生系統。在電壓產生單元120以切換電感型升壓電路、切換電感型降壓電路或切換電感型升降壓電路其 中之一來實施的範例實施例中，電壓產生單元120所包括的儲能元件例如是電感L，如圖3、圖7、圖9、圖11或圖12的範例實施例所示。在此例中，電壓產生單元120例如是利用電壓訊號LX來控制電感L的責任週期(duty cycle)，以產生對應的輸出訊號VOUT。所述責任週期例如是電感L導通或不導通所佔的時間比例(空佔比)。

在本實施例中，振盪訊號產生單元200包括一振盪訊號產生器210及一迴路控制單元220。振盪訊號產生器210用以產生振盪訊號Sosc。此振盪訊號Sosc經產生後會先經由迴路控制單元220進行訊號處理，其中所述訊號處理包括但不限於偵測振盪訊號Sosc是否有偏差，若有則做出相應的調整，或者對電壓訊號LX進行電流感測(current sensing)的操作，以達成電流模式控制(current mode control)的操作。

應注意的是，本實施例之電壓產生電路100並不限於用以接收振盪訊號產生單元200所產生的振盪訊號Sosc。其他任何適當形式的訊號，都可以應用本實施例之電壓產生電路100的訊號跳頻控制方式來降低所述適當形式的訊號之高頻的電磁干擾雜訊。

從另一觀點來看，本實施例之振盪訊號產生單元200及預驅動單元110可作為一個預驅動訊號產生模組，用以產生預驅動訊號Spre來驅動電壓產生單元120產生電壓訊號LX。在本實施例中，所述預驅動訊號產生模組的預驅動單元110可利用預驅 動訊號Spre來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。此種跳頻控制方式可降低高頻電磁干擾雜訊。

圖2繪示本發明一實施例之電壓產生電路的概要示意圖。請參考圖2，本實施例之電壓產生電路300例如是藉由預驅動單元310，利用預驅動訊號Spre來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分，以降低電磁干擾雜訊。

具體而言，本實施例之預驅動單元310包括一訊號調整電路312及一訊號增強電路314。訊號增強電路314用以接收前端電路所傳送的振盪訊號Sosc，並增加振盪訊號Sosc的驅動能力，以產生預驅動訊號Spre來驅動下一級電路。訊號調整電路312協同訊號增強電路314操作，用以依據振盪訊號Sosc來產生預驅動訊號Spre，以調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。在一實施例中，訊號調整電路312也可另依據一控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。

圖3繪示圖2實施例之電壓產生電路的內部概要示意圖。請參考圖2及圖3，本實施例之訊號增強電路314包括一推挽式電路。所述推挽式電路包括一對以互補形式配置的電晶體Qp、Qn，兩者的閘極用以接收振盪訊號Sosc，並增加振盪訊號Sosc的驅動能力，來產生預驅動訊號Spre。

在本實施例中，訊號調整電路312包括一至多個推挽式電路313-1至313-4及開關單元315。具體而言，推挽式電路313-1至313-4各包括一對互補電晶體，其配置組態如圖3所示。舉例 而言，推挽式電路313-1包括一P型MOS電晶體QWp(以下簡稱PMOS電晶體)及一N型MOS電晶體QWn(以下簡稱NMOS電晶體)，PMOS電晶體QWp經由開關組317-1與NMOS電晶體QWn電性連接，且PMOS電晶體QWp及NMOS電晶體QWn的閘極端用以接收振盪訊號Sosc。推挽式電路313-2包括PMOS電晶體Q2Wp及NMOS電晶體Q2Wn，PMOS電晶體Q2Wp經由開關組317-2與NMOS電晶體Q2Wn電性連接，且PMOS電晶體Q2Wp及NMOS電晶體Q2Wn的閘極端用以接收振盪訊號Sosc。其餘推挽式電路313-3、313-4的配置組態可以此類推，如圖3所示。在本實施例中，推挽式電路313-1至313-4協同訊號增強電路314操作，可有效增強振盪訊號Sosc的驅動能力，並據此產生預驅動訊號Spre。

在本實施例中，推挽式電路313-1至313-4內部所配置的多個電晶體，其通道寬度例如是全部相同或部份相同。舉例而言，在推挽式電路313-1中電晶體QWp、QWn例如都具有一倍的通道寬度W。相對於電晶體QWp、QWn，推挽式電路313-2中的電晶體Q2Wp、Q2Wn例如都具有二倍的通道寬度2W。類似的，推挽式電路313-3中的電晶體Q4Wp、Q4Wn及推挽式電路313-4中的電晶體Q8Wp、Q8Wn的通道寬度例如分別是電晶體QWp、QWn的通道寬度的4倍、8倍。此例電晶體之通道寬度係屬部份相同。在另一實施例中，推挽式電路313-1至313-4內部所配置的多個電晶體的通道寬度也可以是全部相同，例如電晶體QWp、QWn、 Q2Wp、Q2Wn、Q4Wp、Q4Wn、Q8Wp、Q8Wn的通道寬度例如都具有一倍的通道寬度W。

應注意的是，本實施例之訊號調整電路312內部所配置的推挽式電路的數量，各推挽式電路內部的電路架構，以及各電晶體的通道寬度之大小，依據實際電路設計的不同均可調整，本發明並不加以限制。

在本實施例中，開關單元315協同推挽式電路313-1至313-4一起操作，用以依據控制訊號Vctrl，來調整預驅動訊號Spre的電壓轉換速率，以產生預驅動訊號Spre。在本實施例中，開關單元315包括多個開關組317-1至317-4，分別對應推挽式電路313-1至313-4一對一配置，用以依據控制訊號Vctrl來選擇導通或不導通推挽式電路313-1至313-4與訊號增強電路314的訊號傳遞路徑。

在本發明的範例實施例中，至少為了進一步提高預驅動單元310的驅動能力，推挽式電路313-1至313-4所包括的該對互補式電晶體之間也可不串接開關組317-1至317-4，如圖11的範例實施例所示。

圖11繪示圖2實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。請參考圖3及圖11，本實施例之訊號調整電路412類似於圖3實施例之訊號調整電路312，惟兩者之間主要的差異例如在於推挽式電路413-1至413-4的互補式電晶體QWp、QWn、Q2Wp、Q2Wn、Q4Wp、Q4Wn、Q8Wp、Q8Wn之間沒有串接開關組，以 提供較高的驅動能力。

在本實施例中，推挽式電路413-1至413-4的互補式電晶體QWp、QWn、Q2Wp、Q2Wn、Q4Wp、Q4Wn、Q8Wp、Q8Wn的閘極可以直接受控於振盪訊號Sosc，或不受控於振盪訊號Sosc並處於關閉的狀態。在電晶體QWp、QWn、Q2Wp、Q2Wn、Q4Wp、Q4Wn、Q8Wp、Q8Wn中，若任一電晶體的閘極訊號直接受控於振盪訊號Sosc，則所述任一電晶體的驅動能力就可貢獻到預驅動單元410中，以提供較高的驅動能力。

圖4繪示圖3實施例之電壓訊號的波形示意圖。請參考圖3及圖4，在圖4中，LX表示電壓訊號的電壓轉換速率經調整過的波形，LX’表示電壓訊號的電壓轉換速率未經調整過的波形。在本實施例中，電壓訊號LX受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，其電壓轉換速率也會有所改變。因此，圖4所繪示者雖然是電壓訊號的波形示意圖，但其變化趨勢也反映了預驅動訊號Spre的電壓轉換速率的改變。

在本實施例中，依據振盪訊號Sosc的組態，PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp可全部被開啟或關閉，NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn可全部同時被開啟或關閉。惟在本實施例中，PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp及NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn在同一時間下只會有一種被開啟。也就是說，PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp全部開啟時，NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn全部被關 閉。反之，NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn全部被開啟時，PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp全部被關閉。在圖3的實施例中，NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn會全部同時開啟，此時PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp會全部關閉，並藉由開關組317-1至317-4來決定哪些NMOS電晶體連接至預驅動訊號Spre的路徑有導通，導通路徑上的NMOS電晶體即可加強驅動能力。反之亦然。在圖3的實施例中，控制訊號Vctrl藉由控制開關組317-1至317-4的導通狀態，來調整訊號調整電路312的驅動能力。在圖11的實施例中，開關組317-1至317-4被移除，振盪訊號Sosc藉由控制電晶體的閘極，來控制電晶體的導通狀態，從而調整訊號調整電路412驅動能力。

在本實施例中，對應PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp的操作，並依據控制訊號Vctrl的組態，開關組317-1至317-4中，靠近PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp的開關中的一至多者可全部或部分同時被開啟或關閉。當靠近PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp的開關中的一至多者被開啟時，靠近NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn的開關組317-1至317-4會對應被關閉，反之亦然。因此，當靠近PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp的開關中的一至多者被開啟時，PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp中的一至多者與訊號增強電路314的訊號傳遞路徑會被導通，此時，被開啟的PMOS電晶體協同訊號增強電路314的所述推挽式電路的電晶體Qp一起操作，此 時只有電晶體Qp會被開啟，電晶體Qn會被關閉。PMOS電晶體被開啟時，預驅動訊號Spre會被拉至高準位，此時電壓訊號LX會被拉至低準位。當被開啟的PMOS電晶體的數目愈多時，預驅動訊號Spre的電壓轉換速率就會愈快。受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，如圖4週期T2中的電壓訊號LX的電壓下降段會較未經調整前陡峭。當被開啟的PMOS數目愈少時，預驅動訊號Spre的電壓轉換速率就會愈慢，受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，如圖4週期T1中的電壓訊號LX的電壓下降段較未經調整前緩慢。

相對的，對應NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn的操作，並依據控制訊號Vctrl的組態，開關組317-1至317-4中，靠近NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn的開關中的一至多者可全部或部分同時被開啟或關閉。當靠近PMOS電晶體QWp、Q2Wp、Q4Wp、Q8Wp的開關中的一至多者被關閉時，靠近NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn的開關中對應的一至多者會被開啟時。NMOS電晶體QWn、Q2Wn、Q4Wn、Q8Wn中的一至多者與訊號增強電路314的訊號傳遞路徑會被導通，此時，被開啟的NMOS電晶體協同訊號增強電路314的所述推挽式電路的電晶體Qn一起操作，此時只有電晶體Qn會被開啟，電晶體Qp會被關閉。NMOS電晶體被開啟時，預驅動訊號Spre會被拉至低準位，此時電壓訊號LX會被拉至高準位。當被開啟的NMOS電晶體的數目愈多時，預驅動訊號Spre的電壓轉換速率就 會愈快。受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，如圖4週期T2中的電壓訊號LX的電壓上升段會較未經調整前陡峭。當被開啟的NMOS數目愈少時，預驅動訊號Spre的電壓轉換速率就會愈慢，受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，如圖4週期T1中的預驅動訊號Spre的電壓上升段較未經調整前緩慢。

因此，本實施例之訊號調整電路312協同訊號增強電路312操作，用以依據控制訊號Vctrl，在每個週期調整預驅動訊號Spre的電壓轉換速率，可把高頻的能量打散，進而降低電磁干擾雜訊。

圖5繪示圖3實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。請參考圖3至圖5，在圖3中，電壓產生單元320的電壓訊號LX受預驅動訊號Spre的電壓轉換速率改變的影響，其電壓轉換速率也會有所改變。因此，本實施例之訊號調整電路312除了可藉由直接調整預驅動訊號Spre的電壓轉換速率來降低電磁干擾雜訊之外，也可藉由間接調整電壓訊號LX的電壓轉換速率來達到降低電磁干擾雜訊的目的。

在圖3的實施例中，電壓產生單元320包括一切換電感型升壓電路。所述切換電感型升壓電路用以產生電壓訊號LX給後端電路進行例如是直流轉直流之電壓轉換操作。惟本發明並不限於此，在其他實施例中，電壓產生單元也可包括切換電感型降壓電路或切換電感型升降壓電路。其實際操作可由圖2至圖5之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。另外， 在圖11的實施例中，電壓訊號之電壓轉換速率及其振鈴成分的波形變化與調整，其實際操作可由圖2至圖5之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖6繪示本發明另一實施例之電壓產生電路的概要示意圖。請參考圖6，本實施例之電壓產生電路600係例如是藉由電壓產生單元620，利用預驅動訊號Spre來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分，以降低電磁干擾雜訊。

具體而言，本實施例之訊號調整電路622是配置於電壓產生單元620。訊號調整電路622協同電壓產生部份624一起操作，用以依據預驅動訊號Spre，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。在本實施例中，電壓產生部份624例如可以包括切換電感型升壓電路、切換電感型降壓電路或切換電感型升降壓電路，本發明並不加以限制。在一實施例中，訊號調整電路622也可另依據一控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。

圖7繪示圖6實施例之電壓產生電路的內部概要示意圖。請參考圖7，本實施例之電壓產生單元620包括一電壓產生部分624及一訊號調整電路622。在此例中，電壓產生部份624是以包括切換電感型升壓電路來例示說明，惟本發明並不加以限制。所述切換電感型升壓電路包括一第一功率電晶體Q。訊號調整電路622協同第一功率電晶體Q操作，用以依據控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本實施例中，訊號調整電路622包括一至多個第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W及開關單元623。第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W並聯耦接至第一功率電晶體Q。開關單元623協同第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W一起操作，用以依據控制訊號，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率或振鈴成分。

在本實施例中，開關單元623包括一至多個開關SW，對應第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W一對一配置，用以依據控制訊號Vctrl來選擇導通或不導通所對應的第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W與第一功率電晶體Q的訊號傳遞路徑。

在本實施例中，第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W的通道寬度例如是全部相同、部份相同或全部不同。舉例而言，相較於第一功率電晶體Q，第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W的通道寬度例如分別是第一功率電晶體Q的通道寬度的1倍、2倍、4倍、8倍。此例電晶體之通道寬度係屬全部不同。在另一實施例中，訊號調整電路622內部所配置的第二功率電晶體的通道寬度也可以是全部相同或部分相同，例如第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W的通道寬度例如都具有一倍的通道寬度W，此例電晶體之通道寬度係屬全部相同。

應注意的是，本實施例之訊號調整電路622內部所配置的第二功率電晶體的數量及電路架構，以及各功率電晶體的通道寬度之大小，依據實際電路設計的不同均可調整，本發明並不加 以限制。

在本發明的範例實施例中，至少為了進一步提高電壓產生單元520的驅動能力，訊號調整電路522也可不包括與第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W串接的開關單元，如圖12的範例實施例所示。在圖12中，第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W可受控於預驅動訊號Spre，也可接地以關閉第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W。在第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W中，當任一第二功率電晶體的閘極受控於預驅動訊號Spre時，則所述任一第二功率電晶體的驅動能力就可以貢獻到系統。當任一第二功率電晶體的閘極接地時，例如耦接至接地訊號GND，所述任一第二功率電晶體就會被關閉，其驅動能力不會貢獻到系統。

圖12繪示圖6實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。請參考圖7及圖12，本實施例之訊號調整電路522類似於圖7實施例之訊號調整電路622，惟兩者之間主要的差異例如在於第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W與二極體D的陽極之間沒有開關SW，以提供較高的驅動能力。

在本實施例中，第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W的閘極間接受控於預驅動訊號Spre。所述閘極間接受控於預驅動訊號Spre表示第二功率電晶體在操作時其閘極也可能接地。在第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W中，若任一第二功率電晶體的閘極訊號隨著預驅動訊號Spre變化，則所述任一第二功率電 晶體的驅動能力就可貢獻到電壓產生單元520中，以提供較高的驅動能力。若任一第二功率電晶體的閘極接地時，則所述任一第二顆功率電晶體就會被關閉，其驅動能力不會貢獻到電壓產生單元520中。

圖8繪示圖7實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。請參考圖7、圖8，在圖8中，電壓產生單元620的電壓訊號LX受所述多個開關SW導通或不導通的影響，其電壓轉換速率、振鈴成分的振盪幅度以及訊號回復到穩態的時間也會有所改變。在本實施例中，依據控制訊號Vctrl的組態，開關SW中的一至多者可全部或部分同時被開啟或關閉。當開關SW中的一至多者全部或部分同時被開啟時，所對應的輸入訊號VIN至接地的訊號傳遞路徑會被導通，此時，對應被開啟開關SW的第二功率電晶體會協同電壓產生部份624中被開啟的第一功率電晶體Q一起操作，來調整電壓訊號LX的電壓轉換速率與振鈴成分，其調整方式包括調整振鈴成分的振盪頻率及電壓訊號LX的訊號轉態時間，如圖8所示。在本實施例中，當第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W被開啟的數目愈多時，預驅動訊號Spre所要驅動的等效電容值愈大，因此，電壓訊號LX的電壓轉換速率會變慢。此外，當第二功率電晶體QW、Q2W、Q4W、Q8W被開啟的數目愈多時，輸出電容Coss會愈大，故電壓訊號LX的振鈴成分的振盪頻率也會一起變化。因此，本實施例的訊號調整電路622會調變電壓訊號LX的電壓轉換速率及其振鈴成分的振盪頻率。

因此，本實施例之訊號調整電路622協同電壓產生部分624操作，用以依據控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的振鈴成分與電壓轉換速率，可有效降低電磁干擾雜訊。

在圖7的實施例中，電壓產生單元620包括切換電感型升壓電路。所述切換電感型升壓電路用以產生電壓訊號LX給後端電路進行例如是直流轉直流之電壓轉換操作。惟本發明並不限於此，在其他實施例中，電壓產生單元也可包括切換電感型降壓電路。其實際操作可由圖6至圖8之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。另外，在圖12的實施例中，電壓訊號之電壓轉換速率及其振鈴成分的波形變化與調整，其實際操作可由圖6至圖8之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖9繪示圖6實施例之電壓產生電路的另一內部概要示意圖。請參考圖9，本實施例之電壓產生單元920類似於圖7實施例之電壓產生單元620，惟兩者之間主要的差異例如在於訊號調整電路的結構及其配置方式。在本實施例中，電壓產生部份624是以包括切換電感型升壓電路來例示說明，惟本發明並不加以限制。所述切換電感型升壓電路包括一輸出電容Coss。訊號調整電路922協同輸出電容Coss操作，用以依據控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的振鈴成分。

在本實施例中，訊號調整電路622包括一至多個並聯電容C1、C2、C4、C8及開關單元923。並聯電容C1、C2、C4、C8 並聯耦接至輸出電容Coss。開關單元923協同並聯電容C1、C2、C4、C8一起操作，用以依據控制訊號，來調整電壓訊號LX的振鈴成分。

在本實施例中，開關單元923包括一至多個開關SW，對應並聯電容C1、C2、C4、C8一對一配置，用以依據控制訊號Vctrl來選擇導通或不導通所對應的並聯電容C1、C2、C4、C8對地的訊號傳遞路徑。

在本實施例中，並聯電容C1、C2、C4、C8的電容值例如是全部相同、部份相同或全部不同。舉例而言，相較於並聯電容C1的電容值，並聯電容C2、C4、C8的電容值例如分別是並聯電容C1的電容值的2倍、4倍、8倍。此例並聯電容值係屬全部不同。在另一實施例中，訊號調整電路922內部所配置的並聯電容的電容值也可以是全部相同或部分相同，例如並聯電容C2、C4、C8的電容值均設計為與並聯電容C1的電容值相同。此例並聯電容值係屬全部相同。

應注意的是，本實施例之訊號調整電路922內部所配置的並聯電容的數量及電路架構，以及各並聯電容的電容值之大小，依據實際電路設計的不同均可調整，本發明並不加以限制。

圖10繪示圖9實施例之電壓訊號的振鈴成分的波形示意圖。請參考圖9、圖10，在圖9中，電壓產生單元920的電壓訊號LX受所述多個開關SW導通或不導通的影響，其振鈴成分的振盪幅度及訊號回復到穩態的時間也會有所改變。在本實施例中， 依據控制訊號Vctrl的組態，開關SW中的一至多者可全部或部分同時被開啟或關閉。當開關SW中的一至多者全部或部分同時被開啟時，所對應的輸入訊號VIN至接地的訊號傳遞路徑會被導通，此時，對應被開啟開關SW的並聯電容會協同電壓產生部份624的輸出電容Coss一起操作，來調整電壓訊號LX的振鈴成分，其調整方式包括調整振鈴成分的振盪幅度及訊號回復到穩態的時間，如圖10所示。

因此，本實施例之訊號調整電路922協同電壓產生部分624操作，用以依據控制訊號Vctrl，來調整電壓訊號LX的振鈴成分，可有效降低電磁干擾雜訊。

在圖9的實施例中，電壓產生單元920包括切換電感型升壓電路。所述切換電感型升壓電路用以產生電壓訊號LX給後端電路進行例如是直流轉直流之電壓轉換操作。惟本發明並不限於此，在其他實施例中，電壓產生單元也可包括切換電感型降壓電路。其實際操作可由圖9至圖10之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本發明之範例實施例中，訊號調整電路可配置於預驅動單元或電壓產生單元內。訊號調整電路除了藉由調整預驅動訊號的電壓轉換速率來降低電磁干擾雜訊之外，訊號調整電路也可藉由調整電壓訊號的電壓轉換速率及其振鈴成分來達到降低電磁干擾雜訊的目的。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本 發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電壓產生系統

100‧‧‧電壓產生電路

110‧‧‧預驅動單元

120‧‧‧電壓產生單元

200‧‧‧振盪訊號產生單元

210‧‧‧振盪訊號產生器

220‧‧‧迴路控制單元

Sosc‧‧‧振盪訊號

Spre‧‧‧預驅動訊號

VIN‧‧‧輸入訊號

VOUT‧‧‧輸出訊號

Claims (24)

1. 一種電壓產生電路，包括：一預驅動單元，用以接收一振盪訊號，並增加該振盪訊號的驅動能力，以產生一預驅動訊號；以及一電壓產生單元，用以接收一輸入訊號及該預驅動訊號，並依據該輸入訊號及該預驅動訊號來產生一輸出訊號，其中該電壓產生單元依據該預驅動訊號來產生一電壓訊號，以及該預驅動單元及該電壓產生單元兩者其中之一利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的一電壓轉換速率或一振鈴成分。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生電路，其中該電壓產生單元包括一儲能元件，該電壓產生單元利用該電壓訊號來控制該儲能元件的一責任週期，以產生該輸出訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生電路，其中該預驅動單元利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分，該預驅動單元包括：一訊號增強電路，用以接收該振盪訊號，並增加該振盪訊號的驅動能力，以產生該預驅動訊號；以及一訊號調整電路，協同該訊號增強電路操作，用以依據該振盪訊號來產生該預驅動訊號，以調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電壓產生電路，其中該訊號增強電路包括一推挽式電路，用以接收該振盪訊號，並增加該振 盪訊號的驅動能力，以產生該預驅動訊號。
5. 如申請專利範圍第3項所述的電壓產生電路，其中該訊號調整電路包括：一至多個推挽式電路，協同該訊號增強電路操作，用以依據該振盪訊號來產生該預驅動訊號，以調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
6. 如申請專利範圍第5項所述的電壓產生電路，其中該訊號調整電路更包括：一開關單元，用以依據一控制訊號來選擇導通或不導通該一至多個推挽式電路的一訊號傳遞路徑，以協同該一至多個推挽式電路來產生該預驅動訊號。
7. 如申請專利範圍第5項所述的電壓產生電路，其中各該一至多個推挽式電路包括一對電晶體，以互補形式配置，該一至多個推挽式電路的該些電晶體的通道寬度全部相同或部份相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生電路，其中該電壓產生單元利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分，該電壓產生單元包括：一電壓產生部分，包括一輸出電容；以及一訊號調整電路，協同該預驅動單元及該輸出電容操作，用以依據一控制訊號，來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電壓產生電路，其中該訊號 調整電路包括：一至多個並聯電容，並聯耦接至該輸出電容；以及一開關單元，協同該預驅動單元及該一至多個並聯電容操作，用以依據該控制訊號，來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電壓產生電路，其中該一至多個並聯電容的電容值全部相同、部份相同或全部不相同。
11. 如申請專利範圍第9項所述的電壓產生電路，其中該開關單元包括一至多個開關，對應該一至多個並聯電容配置，用以依據該控制訊號來選擇導通或不導通所對應的該一至多個並聯電容的一訊號傳遞路徑。
12. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生電路，其中該電壓產生單元利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分，該電壓產生單元包括：一電壓產生部分，包括一第一功率電晶體；以及一訊號調整電路，協同該第一功率電晶體操作，用以依據該預驅動訊號或一接地訊號，來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
13. 如申請專利範圍第12項所述的電壓產生電路，其中該訊號調整電路包括：一至多個第二功率電晶體，並聯耦接至該第一功率電晶體，協同該第一功率電晶體操作，用以依據該預驅動訊號或一接地訊 號，來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
14. 如申請專利範圍第13項所述的電壓產生電路，其中該訊號調整電路更包括：一開關單元，用以依據一控制訊號來選擇導通或不導通該一至多個第二功率電晶體的一訊號傳遞路徑，以協同該一至多個第二功率電晶體來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
15. 如申請專利範圍第13項所述的電壓產生電路，其中該一至多個第二功率電晶體的通道寬度全部相同、部份相同或全部不相同。
16. 如申請專利範圍第1項所述的電壓產生電路，其中該電壓產生單元包括一切換電感型升壓電路、一切換電感型降壓電路或一切換電感型升降壓電路。
17. 一種預驅動訊號產生模組，包括：一振盪訊號產生單元，用以產生一振盪訊號；以及一預驅動單元，用以接收該振盪訊號，並增加該振盪訊號的驅動能力，以產生一預驅動訊號來驅動一電壓產生單元產生一輸出訊號，其中該電壓產生單元依據該預驅動訊號來產生一電壓訊號，以及該預驅動單元利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的一電壓轉換速率或一振鈴成分。
18. 如申請專利範圍第17項所述的預驅動訊號產生模組，其 中該電壓產生單元包括一儲能元件，該電壓產生單元利用該電壓訊號來控制該儲能元件的一責任週期，以產生該輸出訊號。
19. 如申請專利範圍第17項所述的預驅動訊號產生模組，其中該預驅動單元利用該預驅動訊號來調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分，該預驅動單元包括：一訊號增強電路，用以接收該振盪訊號，並增加該振盪訊號的驅動能力，以產生該預驅動訊號；以及一訊號調整電路，協同該訊號增強電路操作，用以依據該振盪訊號來產生該預驅動訊號，以調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
20. 如申請專利範圍第19項所述的預驅動訊號產生模組，其中該訊號增強電路包括一推挽式電路，用以接收該振盪訊號，並增加該振盪訊號的驅動能力，以產生該預驅動訊號。
21. 如申請專利範圍第19項所述的預驅動訊號產生模組，其中該訊號調整電路包括：一至多個推挽式電路，協同該訊號增強電路操作，用以依據該振盪訊號來產生該預驅動訊號，以調整該電壓訊號的該電壓轉換速率或該振鈴成分。
22. 如申請專利範圍第21項所述的預驅動訊號產生模組，其中該訊號調整電路更包括：一開關單元，用以依據一控制訊號來選擇導通或不導通該一至多個推挽式電路的一訊號傳遞路徑，以協同該一至多個推挽式 電路來產生該預驅動訊號。
23. 如申請專利範圍第21項所述的預驅動訊號產生模組，其中各該一至多個推挽式電路包括一對電晶體，以互補形式配置，該一至多個推挽式電路的該些電晶體的通道寬度全部相同或部份相同。
24. 如申請專利範圍第17項所述的預驅動訊號產生模組，其中該電壓產生單元包括一切換電感型升壓電路、一切換電感型降壓電路或一切換電感型升降壓電路。