1.本揭示中所述实施例内容是有关于功率转换技术，特别关于一种功率转换器以及变压方法。
背景技术：
2.随着科技的发展，各种功率转换器已被应用至各种电路系统。功率转换器包含控制电路以基于与功率转换器所输出的输出信号相关的回授信号产生脉冲宽度调变信号。功率转换器也包含斜波(ramp)产生电路以产生斜波信号，且控制电路依据斜波信号调整脉冲宽度调变信号的责任周期。在一些相关技术中，斜波产生电路是以主动式元件实现且并未利用输出信号来产生斜波信号。如此，这些相关技术中的功率转换器的输出阻抗会较高使得功率转换器的暂态响应较差。
技术实现要素：
3.本揭示的一些实施方式是关于一种功率转换器。功率转换器包含一功率级电路、一斜波产生电路以及一控制电路。功率级电路用以依据一输入信号以及一控制信号产生一输出信号。斜波产生电路用以依据控制信号、输入信号以及输出信号产生一斜波信号。控制电路用以依据输出信号、一参考信号以及斜波信号产生控制信号。
4.在一些实施例中，斜波产生电路包含一第一阻抗电路以及一第二阻抗电路。第一阻抗电路耦接于一输出节点与一斜波产生节点之间，且用以自输出节点接收输出信号。第二阻抗电路耦接于一输入节点与斜波产生节点之间，且用以自输入节点接收输入信号。斜波信号产生于斜波产生节点。
5.在一些实施例中，斜波产生电路还包含一第一开关以及一第二开关。第一开关耦接于第一阻抗电路与斜波产生节点之间。第二开关耦接于第二阻抗电路与斜波产生节点之间或耦接于第二阻抗电路与输入节点之间。
6.在一些实施例中，第一开关以及第二开关受控于一相同时间区间内导通。
7.在一些实施例中，第一开关与第二开关中的其中一者受控制信号控制，另一者受一互补控制信号控制，且互补控制信号为控制信号的互补。
8.在一些实施例中，第一阻抗电路以及第二阻抗电路中的其中一者包含一电容。
9.在一些实施例中，第一阻抗电路包含一第一电阻以及电容，电容与第一电阻并联耦接。
10.在一些实施例中，第二阻抗电路包含一第二电阻。
11.在一些实施例中，控制电路包含一误差放大电路、一比较电路以及一控制信号产生电路。误差放大电路用以依据输出信号以及参考信号产生一误差放大信号。比较电路用以依据误差放大信号以及斜波信号产生一比较信号。控制信号产生电路用以依据比较信号产生控制信号。
12.在一些实施例中，控制信号产生电路包含一与门、一导通时间控制器、一截止时间
控制器、一延迟电路以及一或门。与门用以对比较信号以及一截止时间控制信号执行一及运算以产生一逻辑信号。导通时间控制器用以依据逻辑信号产生一导通时间控制信号。截止时间控制器用以依据导通时间控制信号产生一截止时间控制信号。延迟电路用以延迟比较信号以产生一延迟信号。或门用以对延迟信号以及导通时间控制信号执行一或运算以产生控制信号。
13.在一些实施例中，功率级电路包含一第一开关、一第二开关以及一滤波电路。第一开关用以接收输入信号且耦接一节点。第二开关耦接于节点与一地端之间。第一开关与第二开关受控制信号控制。滤波电路耦接节点且用以输出输出信号。
14.在一些实施例中，当控制信号具有一第一逻辑位准，第一开关截止且第二开关导通，且位于节点的一电压响应于输入信号产生。当控制信号具有一第二逻辑位准，第一开关导通且第二开关截止，且位于节点的电压响应于地端的一地电压产生。
15.本揭示的一些实施方式是关于一种变压方法。变压方法包含：通过一功率级电路依据一输入信号以及一控制信号产生一输出信号；通过一斜波产生电路依据控制信号、输入信号以及输出信号产生一斜波信号；以及通过一控制电路依据输出信号、一参考信号以及斜波信号产生控制信号。
16.在一些实施例中，变压方法还包含：通过斜波产生电路的一第一阻抗电路自一输出节点接收输出信号；以及通过斜波产生电路的一第二阻抗电路自一输入节点接收输入信号。斜波信号产生于一斜波产生节点。
17.在一些实施例中，斜波产生电路还包含一第一开关以及一第二开关，第一开关耦接于第一阻抗电路与斜波产生节点之间，且第二开关耦接于第二阻抗电路与斜波产生节点之间或耦接于第二阻抗电路与输入节点之间。
18.在一些实施例中，变压方法还包含：于一相同时间区间内导通第一开关以及第二开关。
19.在一些实施例中，变压方法还包含：利用控制信号控制第一开关以及第二开关中的一者；以及利用一互补控制信号控制第一开关以及第二开关中的另一者，其中互补控制信号为控制信号的互补。
20.在一些实施例中，变压方法还包含：通过功率级电路中的一第一开关接收输入信号，其中第一开关耦接一节点；通过控制电路控制功率级电路中的第一开关以及功率级电路中的一第二开关，其中第二开关耦接于节点与一地端之间；以及通过功率级电路中的一滤波电路输出输出信号。滤波电路耦接节点。
21.在一些实施例中，当控制信号具有一第一逻辑位准，第一开关截止且第二开关导通，且位于节点的一电压响应于输入信号产生。当控制信号具有一第二逻辑位准，第一开关导通且第二开关截止，且位于节点的电压响应于地端的一地电压产生。
附图说明
22.为让本揭示的上述和其他目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，所附附图的说明如下：
23.图1是依照本揭示一些实施例所绘示的一功率转换器的示意图；
24.图2是依照本揭示一些实施例所绘示的一斜波产生电路的示意图；
25.图3是依照本揭示一些实施例所绘示的图2的斜波产生电路于一第一运作的示意图；
26.图4是依照本揭示一些实施例所绘示的图2的斜波产生电路于一第二运作的示意图；
27.图5是依照本揭示一些实施例所绘示的一斜波产生电路的示意图；
28.图6是依照本揭示一些实施例所绘示的图5的斜波产生电路于一第一运作的示意图；
29.图7是依照本揭示一些实施例所绘示的图5的斜波产生电路于一第二运作的示意图；以及
30.图8是依照本揭示一些实施例所绘示的一变压方法的流程图。
31.【符号说明】
32.100:功率转换器
33.110:功率级电路
34.111:滤波电路
35.112:负载
36.120,120a,120b:斜波产生电路
37.122a,124a,122b,124b:阻抗电路
38.130:控制电路
39.131:误差放大电路
40.132:比较电路
41.133:控制信号产生电路
42.1331:与门
43.1332:导通时间控制器
44.1333:截止时间控制器
45.1334:延迟电路
46.1335:或门
47.800:变压方法
[0048]vin
:输入信号
[0049]mp
,mn,sw1a,sw2a,sw1b,sw2b:开关
[0050]
l
x
:节点
[0051]
gnd:地端
[0052]
ls:逻辑信号
[0053]rls
,r
co
,r1a,r2a,r1b,r2b:电阻
[0054]co
,c1a,c1b:电容
[0055]vo
:导通时间控制信号
[0056]
cs,s1a,s2a,s1b,s2b:控制信号
[0057]
cs’:互补控制信号
[0058]vref
:参考信号
[0059]vc
:误差放大信号
[0060]vpsr
:斜波信号
[0061]vcomp
:比较信号
[0062]vtoff
:截止时间控制信号
[0063]vton
:导通时间控制信号
[0064]vcomp_b
:延迟信号
[0065]
in:输入节点
[0066]
out:输出节点
[0067]
psr:斜波产生节点
[0068]
ls:电感
[0069]
s810,s820,s830:操作
具体实施方式
[0070]
在本文中所使用的用词“耦接”亦可指“电性耦接”，且用词“连接”亦可指“电性连接”。“耦接”及“连接”亦可指二个或多个元件相互配合或相互互动。
[0071]
参考图1。图1是依照本揭示一些实施例所绘示的功率转换器100的示意图。
[0072]
以图1示例而言，功率转换器100包含功率级电路110、斜波产生电路120以及控制电路130。功率级电路110耦接斜波产生电路120以及控制电路130。斜波产生电路120耦接控制电路130。
[0073]
控制电路130用以产生控制信号cs，其为脉冲宽度调变信号(pulse width modulation，pwm)。功率级电路110用以依据输入信号v
in
以及控制信号cs产生输出信号vo。以图1示例而言，功率级电路110包含开关m
p
、开关mn、滤波电路111以及负载112。
[0074]
开关m
p
的第一端用以接收输入信号v
in
，开关m
p
的第二端耦接节点l
x
，且开关m
p
的控制端用以接收控制信号cs。开关mn的第一端耦接地端gnd，开关mn的第二端耦接节点l
x
，且开关mn的控制端用以接收控制信号cs。控制信号cs用以控制开关m
p
以及开关mn导通或截止。举例而言，当控制信号cs具有第一逻辑位准(例如，高逻辑位准)，开关m
p
截止且开关mn导通，位于节点l
x
的电压响应于输入信号v
in
而产生。当控制信号cs具有第二逻辑位准(例如，低逻辑位准)，开关m
p
导通且开关mn截止，位于节点l
x
的电压则响应于地端gnd的地电压而产生。
[0075]
滤波电路111耦接节点l
x
且用以将输出电压vo输出。具体而言，滤波电路111包含电感ls、电阻r
ls
、电容co以及电阻r
co
。电感ls的第一端耦接节点l
x
且电感ls的第二端耦接电阻r
ls
的第一端。电阻r
ls
的第二端用以将输出电压vo输出且耦接电容co的第一端。电容co的第二端耦接电阻r
ls
的第一端，且电阻r
ls
的第二端耦接地端gnd。
[0076]
如上所述，控制信号cs用以控制开关m
p
以及开关mn导通或截止。换句话说，控制信号cs的责任周期可决定开关m
p
的导通时间以及开关mn的导通时间以将输出电压vo输出。输出电压vo实质上等于输入信号v
in
与控制信号cs的责任周期(例如，30％)的乘积。
[0077]
斜波产生电路120用以依据控制信号cs、输入信号v
in
以及输出电压vo产生斜波信号v
psr
。
[0078]
控制电路130用以依据输出电压vo、参考信号v
ref
以及斜波信号v
psr
产生控制信号cs。以图1示例而言，控制电路130包含误差放大电路131、比较电路132以及控制信号产生电路133。
[0079]
误差放大电路131的第一端用以接收输出电压vo，且误差放大电路131的第二端用以接收参考信号v
ref
。误差放大电路131依据输出电压vo以及参考信号v
ref
产生误差放大信号vc。
[0080]
比较电路132的第一输入端用以接收误差放大信号vc，比较电路132的第二输入端用以接收斜波信号v
psr
。比较电路132对误差放大信号vc以及斜波信号v
psr
进行比较以产生比较信号v
comp
。
[0081]
控制信号产生电路133依据比较信号v
comp
产生控制信号cs。具体而言，控制信号产生电路133包含与(and)门1331、导通时间(on-time)控制器1332、截止(off-time)时间控制器1333、延迟电路1334与或(or)门1335。
[0082]
与门1331的第一输入端用以接收比较信号v
comp
，且与门1331的第二输入端用以接收截止时间信号v
toff
。与门1331对比较信号v
comp
以及截止时间信号v
toff
执行及运算以产生逻辑信号ls。
[0083]
导通时间控制器1332用以接收逻辑信号ls且依据逻辑信号ls产生导通时间控制信号v
ton
。导通时间控制器1332受上升边缘触发且可决定逻辑值1的宽度。
[0084]
另外，截止时间控制器1333用以接收导通时间控制信号v
ton
且依据导通时间控制信号v
ton
产生截止时间控制信号v
toff
。截止时间控制器1333受下降边缘触发且可决定逻辑值0的宽度。
[0085]
延迟电路1334用以接收比较信号v
comp
且对比较信号v
comp
延迟一段延迟时间以产生延迟信号v
comp_b
。延迟电路1334可避免杂讯。
[0086]
或门1335的第一输入端用以接收延迟信号v
comp_b
，且或门1335的第二输入端用以接收导通时间控制信号v
ton
。或门1335对延迟信号v
comp_b
以及导通时间控制信号v
ton
执行或运算以产生控制信号cs。
[0087]
斜波产生电路120的实现方式以及运作将于下面段落进行描述。
[0088]
参考图2。图2是依照本揭示一些实施例所绘示的斜波产生电路120a的示意图。在一些实施例中，图1中的斜波产生电路120是由图2中的斜波产生电路120a实现。
[0089]
以图2示例而言，斜波产生电路120a包含阻抗电路122a、开关sw1a、阻抗电路124a以及开关sw2a。阻抗电路122a耦接于输出节点out与开关sw1a之间且用以自输出节点out接收输出电压vo。开关sw1a耦接于阻抗电路122a与斜波产生节点psr之间。阻抗电路124a耦接于斜波产生节点psr与开关sw2a之间。开关sw2a耦接于阻抗电路124a与输入节点in之间且用以接收自输入节点in接收输入信号v
in
。开关sw1a受控制信号s1a所控制，且开关sw2a受控制信号s2a所控制。斜波信号v
psr
产生于斜波产生节点psr。
[0090]
参考图3。图3是依照本揭示一些实施例所绘示的图2的斜波产生电路120a于第一运作的示意图。
[0091]
以图3示例而言，阻抗电路122a包含电阻r1a以及电容c1a。阻抗电路124a包含电阻r2a。换句话说，阻抗电路122a以及阻抗电路124a是由被动元件所形成，且阻抗电路122a以及阻抗电路124a中的至少一者包含一电容。电阻r1a以及电容c1a并联耦接。具体而言，电阻r1a的第一端以及电容c1a的第一端耦接输出节点out，且电阻r1a的第二端以及电容c1a的第二端耦接开关sw1a。电阻r2a的第一端耦接斜波产生节点psr，电阻r2a的第二端耦接开关sw2a。
[0092]
在图3的例子中，图1中由控制电路130所产生的控制信号cs作为控制信号s2a，且
控制信号s2a用以导通或截止开关sw2a。另外，为控制信号cs的互补的互补控制信号cs’作为控制信号s1a，且控制信号s1a用以导通或截止开关sw1a。换句话说，当开关sw2a导通，开关sw1a截止。在另一个实施例中，控制信号cs作为控制信号s1a，且控制信号cs的互补作为控制信号s2a。
[0093]
参考图4。图4是依照本揭示一些实施例所绘示的图2的斜波产生电路120a于第二运作的示意图。
[0094]
在图4的例子中，开关sw1a以及开关sw2a于一相同时间区间内导通。举例而言，若开关sw1a以及开关sw2a以n型晶体管实现，控制信号s1a以及控制信号s2a两者于相同时间区间内具有逻辑值1，且开关sw1a以及开关sw2a分别被具有逻辑值1的控制信号s1a以及控制信号s2a导通。
[0095]
参考图5。图5是依照本揭示一些实施例所绘示的斜波产生电路120b的示意图。在一些实施例中，图1中的斜波产生电路120是由图5中的斜波产生电路120b实现。
[0096]
以图5示例而言，斜波产生电路120b包含阻抗电路122b、开关sw1b、阻抗电路124b以及开关sw2b。阻抗电路122b耦接于输出节点out与开关sw1b之间且用以自输出节点out接收输出电压vo。开关sw1b耦接于阻抗电路122b与斜波产生节点psr之间。开关sw2b耦接于斜波产生节点psr与阻抗电路124b之间。阻抗电路124b耦接于开关sw2b与输入节点in之间且用以自输入节点in接收输入信号v
in
。开关sw1b受控制信号s1b控制，且开关sw2b受控制信号s2b控制。斜波信号v
psr
产生于斜波产生节点psr。
[0097]
参考图6。图6是依照本揭示一些实施例所绘示的图5的斜波产生电路120b于第一运作的示意图。
[0098]
以图6示例而言，阻抗电路122b包含电阻r1b以及电容c1b。阻抗电路124b包含电阻r2b。换句话说，阻抗电路122b以及阻抗电路124b是由被动元件所形成，且阻抗电路122b以及阻抗电路124b中的至少一者包含一电容。电阻r1b以及电容c1b并联耦接。具体而言，电阻r1b的第一端以及电容c1b的第一端耦接输出节点out，且电阻r1b的第二端以及电容c1b的第二端耦接开关sw1b。电阻r2b的第一端耦接开关sw2b，且电阻r2b的第二端耦接输入节点in。
[0099]
在图6的例子中，控制信号s2b为图1中由控制电路130所产生的控制信号cs作为控制信号s2b，且控制信号s2b用以导通或截止开关sw2b。另外，为互补控制信号cs’，其为控制信号cs的互补的互补控制信号cs’作为控制信号s1b，且控制信号s1b用以导通或截止开关sw1b。换句话说，当开关sw2b导通，开关sw1b截止。在另一个实施例中，控制信号cs作为控制信号s1b，且控制信号cs的互补作为控制信号s2b。
[0100]
参考图7。图7是依照本揭示一些实施例所绘示的图5的斜波产生电路120b于第二运作的示意图。
[0101]
在图7的例子中，开关sw1b以及开关sw2b于一相同时间区间内导通。举例而言，若开关sw1b以及开关sw2b以n型晶体管实现，控制信号s1b以及控制信号s2b两者于相同时间区间内具有逻辑值1，且开关sw1b以及开关sw2b分别被具有逻辑值1的控制信号s1b以及控制信号s2b导通。
[0102]
在一些传统技术中，斜波产生电路是以主动式元件实现且并未利用输出信号来产生斜波信号。如此，这些相关技术中的功率转换器的输出阻抗会较高使得功率转换器的暂态响应较差。
[0103]
相较于上述该些传统技术，本揭示中的斜波产生电路120是以被动阻抗电路(不具有放大运作、电压-电压转换运作、不具有电压-电流转换运作)且利用输出电压vo产生斜波信号v
psr
。如此，功率转换器100具有较佳的暂态响应以及较低的功耗。接着，控制电路130可侦测输出电压vo以产生误差放大信号vc，且延长逻辑信号ls的导通时间以产生控制信号cs进而控制开关m
p
以及开关mn。
[0104]
参考图8。图8是依照本揭示一些实施例所绘示的变压方法800的流程图。变压方法800包含操作s810、s820以及s830。在一些实施例中，变压方法800可被应用至图1中的功率转换器100，但本揭示不以此为限。为了易于了解，下面段落将搭配图1对变压方法800进行描述。
[0105]
在操作s810中，功率级电路110依据输入信号v
in
以及控制信号cs产生输出电压vo。以图1示例而言，控制信号cs可导通或截止开关m
p
以及开关mn以响应于控制信号cs的责任周期以控制位于节点l
x
的电压。接着，滤波电路111可依据位于节点l
x
的电压产生输出电压vo。
[0106]
在操作s820，斜波产生电路120依据控制信号cs、输入信号v
in
以及输出电压vo产生斜波信号v
psr
。斜波产生电路120可由图2中的斜波产生电路120a实现或由图5中的斜波产生电路120b实现以产生斜波信号v
psr
。
[0107]
在操作s830，控制电路130依据输出电压vo、参考信号v
ref
以及斜波信号v
psr
产生控制信号cs。以图1示例而言，误差放大电路131依据输出电压vo以及参考信号v
ref
产生误差放大信号vc。比较电路132比较误差放大信号vc以及斜波信号v
psr
以产生比较信号v
comp
。控制信号产生电路133依据比较信号v
comp
产生控制信号cs。
[0108]
综上所述，本揭示的功率转换器具有较佳的暂态响应以及较低的功耗。
[0109]
虽然本揭示已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本揭示，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭示的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。