具有多重時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定模式的切換式穩(wěn)壓器控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的切換式穩(wěn)壓器的控制電路之一，包含有：控制引腳，用于耦接外部電阻；電阻偵測(cè)器，用于在控制引腳耦接于外部電阻時(shí)，偵測(cè)外部電阻的電阻值；電流產(chǎn)生模組，用于依據(jù)電阻偵測(cè)器的偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的控制電流；振蕩器，耦接于控制引腳和電流產(chǎn)生模組，用于產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)；以及模式切換電路。當(dāng)模式切換電路設(shè)置振蕩器操作于電阻控制模式時(shí)，振蕩器會(huì)依據(jù)控制電流產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)，使時(shí)脈信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)于外部電阻的電阻值。當(dāng)模式切換電路設(shè)置振蕩器操作于信號(hào)控制模式時(shí)，振蕩器會(huì)依據(jù)控制引腳所耦接的外部同步信號(hào)產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)，使時(shí)脈信號(hào)同步于外部同步信號(hào)?？刂齐娐分恍柙O(shè)置單一控制引腳，便能提供兩種不同的時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定方式。
【專利說(shuō)明】具有多重時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定模式的切換式穩(wěn)壓器控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)切換式穩(wěn)壓器的控制電路，尤指一種具有多重時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定模式的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]有些切換式穩(wěn)壓器的控制電路會(huì)同時(shí)設(shè)置一頻率設(shè)定引腳和一同步信號(hào)引腳，其中，頻率設(shè)定引腳用以連接決定控制電路的內(nèi)部時(shí)脈信號(hào)頻率的外部電阻，而同步信號(hào)引腳則用以接收一外部同步信號(hào)，以供控制電路將內(nèi)部時(shí)脈信號(hào)設(shè)置成與外部同步信號(hào)同步之用。
[0003]雖然在控制電路上設(shè)置兩個(gè)引腳對(duì)于控制電路的時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定方式能提供較高的選擇彈性，但卻需要占用較多的芯片封裝面積。若要使切換式穩(wěn)壓器的控制電路的芯片封裝面積能進(jìn)一步縮小，則顯然必需進(jìn)一步精簡(jiǎn)控制電路的引腳數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，如何有效精簡(jiǎn)切換式穩(wěn)壓器的控制電路的引腳數(shù)量，又不會(huì)影響到對(duì)于控制電路的內(nèi)部時(shí)脈信號(hào)的頻率設(shè)定方式的選擇彈性，實(shí)為業(yè)界有待解決的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供了一種用于切換式穩(wěn)壓器的控制電路的實(shí)施例，其包含有:一控制引腳，用于耦接一外部電阻；一電阻偵測(cè)器，耦接于該控制引腳，用于在該控制引腳耦接于該外部電阻時(shí)，偵測(cè)該外部電阻的電阻值；一電流產(chǎn)生模組，耦接于該電阻偵測(cè)器，用于依據(jù)該電阻偵測(cè)器的偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)的控制電流；一振蕩器，耦接于該控制引腳和該電流產(chǎn)生模組，用于產(chǎn)生一時(shí)脈信號(hào)；以及一模式切換電路，耦接于該控制引腳與該振蕩器；其中當(dāng)該模式切換電路設(shè)置該振蕩器操作于一電阻控制模式時(shí)，該振蕩器會(huì)依據(jù)該控制電流產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)，使該時(shí)脈信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)于該外部電阻的電阻值，而當(dāng)該模式切換電路設(shè)置該振蕩器操作于一信號(hào)控制模式時(shí)，該振蕩器會(huì)依據(jù)該控制引腳所耦接的一外部同步信號(hào)產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)，使該時(shí)脈信號(hào)同步于該外部同步信號(hào)。
[0006]上述控制電路的優(yōu)點(diǎn)之一是，模式切換電路會(huì)自動(dòng)偵測(cè)是否有外部同步信號(hào)被耦接到控制引腳，并相對(duì)應(yīng)地切換振蕩器的操作模式。
[0007]上述控制電路的另一優(yōu)點(diǎn)，是只需設(shè)置單一控制引腳，便能提供兩種不同的時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定方式，不僅賦予控制電路更高的使用彈性，還能有效精簡(jiǎn)所需的芯片封裝面積。
[0008]上述控制電路的另一優(yōu)點(diǎn)，是可有效避免模式切換電路因控制引腳上的噪聲而錯(cuò)誤切換振蕩器之操作模式的情況發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施例簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。
[0010]圖2為圖1中的控制電路的一實(shí)施例簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。[0011]圖3至圖4為圖2中的控制電路的不同運(yùn)作實(shí)施例簡(jiǎn)化后的時(shí)序圖。
[0012]圖5為圖1中的控制電路的另一實(shí)施例簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。
[0013]圖6為圖5中的控制電路的一運(yùn)作實(shí)施例簡(jiǎn)化后的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下將配合相關(guān)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明之實(shí)施例。在這些附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或流程/步驟。
[0015]在說(shuō)明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，同樣的元件可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱呼。本說(shuō)明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的基準(zhǔn)。在通篇說(shuō)明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」為一開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于…」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一元件耦接于一第二元件，則代表該第一元件可直接(包含通過(guò)電性連接或無(wú)線傳輸、光學(xué)傳輸?shù)刃盘?hào)連接方式)連接于該第二元件，或通過(guò)其它元件或連接手段間接地電性或信號(hào)連接至該第二元件。
[0016]在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個(gè)項(xiàng)目的任意組合。另外，除非本說(shuō)明書中有特別指明，否則任何單數(shù)格的用語(yǔ)都同時(shí)包含復(fù)數(shù)格的涵義。
[0017]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例之電源轉(zhuǎn)換器100簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。電源轉(zhuǎn)換器100包含有控制電路110、切換式穩(wěn)壓器120、電阻130、外部開(kāi)關(guān)140、以及開(kāi)關(guān)控制器150。控制電路110耦接于切換式穩(wěn)壓器120，用于控制切換式穩(wěn)壓器120對(duì)輸入電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，以提供后級(jí)電路所需的操作電壓。電阻130及開(kāi)關(guān)140耦接于控制電路110，而開(kāi)關(guān)控制器150則耦接于開(kāi)關(guān)140，用于控制開(kāi)關(guān)140的運(yùn)作。在運(yùn)作時(shí)，電源轉(zhuǎn)換器100可利用開(kāi)關(guān)控制器150來(lái)決定是否將外部的同步信號(hào)EXT耦接到控制電路110，以改變控制電路110產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK的方式。當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器150截止(turn off)開(kāi)關(guān)140時(shí)，控制電路110產(chǎn)生的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率，會(huì)取決于外部電阻130的電阻值大小。當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器150導(dǎo)通(turn on)開(kāi)關(guān)140以將外部的同步信號(hào)EXT耦接到控制電路110時(shí)，控制電路110會(huì)將時(shí)脈信號(hào)CLK與外部的同步信號(hào)EXT進(jìn)行同步。
[0018]在本實(shí)施例中，控制電路110包含有控制引腳(control pin) 111、電阻偵測(cè)器112、電流產(chǎn)生模組113、振蕩器114、模式切換電路(mode-switching circuit) 115、以及脈寬調(diào)變器(PWM modulator) 116。控制引腳111用于耦接外部電阻130與外部開(kāi)關(guān)140。電阻偵測(cè)器112耦接于控制引腳111，用于在控制引腳111耦接于電阻130時(shí)，偵測(cè)電阻130的電阻值。電流產(chǎn)生模組113耦接于電阻偵測(cè)器112，用于依據(jù)電阻偵測(cè)器112的偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的控制電流lose。振蕩器114耦接于控制引腳111和電流產(chǎn)生模組113，用于產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK。模式切換電路115則稱接于控制引腳111和振蕩器114,用于將振蕩器114 在電阻控制模式(resistor-controlled mode)與信號(hào)控制模式(signal-controlledmode)間進(jìn)行切換。脈寬調(diào)變器116耦接于振蕩器114，用于依據(jù)振蕩器114輸出的時(shí)脈信號(hào)CLK產(chǎn)生脈寬調(diào)變信號(hào)PWM，以控制切換式穩(wěn)壓器120的切換頻率 。
[0019]當(dāng)模式切換電路115設(shè)置振蕩器114操作于電阻控制模式時(shí)，振蕩器114會(huì)依據(jù)控制電流1sc產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK，使時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率對(duì)應(yīng)于外部電阻130的電阻值。當(dāng)模式切換電路115設(shè)置振蕩器114操作于信號(hào)控制模式時(shí)，振蕩器114會(huì)依據(jù)外部同步信號(hào)EXT來(lái)產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK，使時(shí)脈信號(hào)CLK同步于外部同步信號(hào)EXT。
[0020]實(shí)作上，控制電路110中的不同功能方塊可整合在單一電路芯片中，或是以不同的電路芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可將控制電路Iio中的脈寬調(diào)變器116分離出來(lái)以獨(dú)立的電路芯片實(shí)現(xiàn)，并將控制電路110中的其它功能方塊整合在另一電路芯片中。
[0021]圖2為圖1中的控制電路110的一實(shí)施例簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。在本實(shí)施例中，電阻偵測(cè)器112包含有第一比較器223、晶體管225、和第一開(kāi)關(guān)227。晶體管225和開(kāi)關(guān)227耦接于電流產(chǎn)生模組113與控制引腳111之間。比較器223的輸出端耦接于晶體管225的控制端，且比較器223的輸入端耦接于控制引腳111和第一參考電壓Vfl。比較器223用于將控制引腳111上的電壓VP與第一參考電壓Vf I進(jìn)行比較，并依據(jù)比較的結(jié)果控制流經(jīng)晶體管225的感應(yīng)電流Ir。模式切換電路115耦接于開(kāi)關(guān)227的控制端，用以控制開(kāi)關(guān)227的切換。
[0022]本實(shí)施例中的振蕩器114包含有第一電容241、第二開(kāi)關(guān)243、第二比較器245、以及組合邏輯電路247。開(kāi)關(guān)243耦接于電容241與電流產(chǎn)生模組113之間，且開(kāi)關(guān)243的控制端耦接于模式切換電路115。開(kāi)關(guān)243用于依據(jù)模式切換電路115的控制，選擇性地將控制電流1sc導(dǎo)通到電容241。比較器245耦接于電容241和第二參考電壓Vf2，用于將電容241的跨壓與第二參考電壓Vf2進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比較信號(hào)CMP。組合邏輯電路247耦接于控制引腳111、模式切換電路115、脈寬調(diào)變器116、以及比較器245，用于依據(jù)模式切換電路115的控制，來(lái)決定時(shí)脈信號(hào)CLK的產(chǎn)生方式。
[0023]在圖2的實(shí)施例中，模式切換電路115包含有同步信號(hào)偵測(cè)器(sync signaldetector) 251和同相信號(hào)產(chǎn)生器(in-phase signal)253。同步信號(hào)偵測(cè)器251 f禹接于控制引腳111、電阻偵測(cè)器112、和振蕩器114，用于偵測(cè)控制引腳111上的電壓VP，并控制電阻偵測(cè)器112和振蕩器114的運(yùn)作。同相信號(hào)產(chǎn)生器253耦接于同步信號(hào)偵測(cè)器251和振蕩器114,用于依據(jù)振蕩器114輸出的時(shí)脈信號(hào)CLK產(chǎn)生與時(shí)脈信號(hào)CLK相位相同的同相信號(hào)WS。例如，同相信號(hào)產(chǎn)生器253可于每次時(shí)脈信號(hào)CLK的上升緣觸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生一脈寬較窄的對(duì)應(yīng)脈波，以作為同相信號(hào)WS。
[0024]以下將搭配圖3?圖4來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明控制電路110的運(yùn)作方式。
[0025]圖3為圖2中的控制電路110的一運(yùn)作實(shí)施例簡(jiǎn)化后的時(shí)序圖300。如圖3所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器150將控制信號(hào)CS設(shè)置成低電位以截止開(kāi)關(guān)140時(shí)，例如，在時(shí)間Tl之前的時(shí)段，外部同步信號(hào)EXT并不會(huì)被耦接至控制引腳111。此時(shí)，控制引腳111上的電壓VP會(huì)等于比較器223的參考電壓Vfl。在此階段中，模式切換電路115中的同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)將振蕩器114設(shè)置成操作于電阻控制模式，并將控制信號(hào)RCM設(shè)置成高電位，以導(dǎo)通開(kāi)關(guān)227。此時(shí)，比較器223、晶體管225和開(kāi)關(guān)227會(huì)形成一負(fù)反饋路徑，使得流經(jīng)晶體管225的感應(yīng)電流Ir的大小會(huì)與外部電阻130的電阻值呈反比。
[0026]因此，可利用電阻偵測(cè)器112來(lái)偵測(cè)外部電阻130的電阻值大小，以決定相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流Ir。電流產(chǎn)生模組113則會(huì)產(chǎn)生與流經(jīng)晶體管225的電流Ir大小相對(duì)應(yīng)的控制電流lose。由于電流Ir的大小與外部電阻130的電阻值大小相對(duì)應(yīng)，故控制電流1sc的大小也會(huì)與外部電阻130的電阻值大小相對(duì)應(yīng)。
[0027]實(shí)作上，電流產(chǎn)生模組113可用各種架構(gòu)的電流鏡電路實(shí)現(xiàn)，用以復(fù)制電流Ir以產(chǎn)生與電流Ir大小相同或成比例關(guān)系的控制電流lose。例如，在圖3的實(shí)施例中，電流產(chǎn)生模組113包含有晶體管231、233，以及第二電容235。晶體管231的第一端耦接于晶體管233的第一端，并且耦接于一固定電位VCC。晶體管231的第二端和控制端耦接于電阻偵測(cè)器112。晶體管233的控制端則耦接于晶體管231的控制端以形成一電流鏡架構(gòu)，用以將流經(jīng)電阻偵測(cè)器112的電流Ir復(fù)制到晶體管233的第二端，以產(chǎn)生控制電流lose。電容235的一端耦接于晶體管231的第一端，而電容235的另外一端耦接于晶體管231和233兩者的控制端。
[0028]當(dāng)模式切換電路115中的同步信號(hào)偵測(cè)器251將振蕩器114設(shè)置成操作于電阻控制模式時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)將控制信號(hào)SCM設(shè)置為低電位，以導(dǎo)通振蕩器114中的開(kāi)關(guān)243，使控制電流1sc導(dǎo)通到振蕩器114中的電容241。此時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251還會(huì)利用控制信號(hào)SCM，將振蕩器114中的組合邏輯電路247設(shè)置成依據(jù)比較器245輸出的比較信號(hào)CMP來(lái)產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK，使得時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率會(huì)對(duì)應(yīng)于控制電流1sc的大小。由于控制電流1sc的大小與外部電阻130的電阻值大小相對(duì)應(yīng)，因此，組合邏輯電路247產(chǎn)生的時(shí)脈信號(hào)CLK此時(shí)的頻率取決于外部電阻130的電阻值大小。
[0029]為了自動(dòng)切換時(shí)脈信號(hào)CLK的產(chǎn)生方式，模式切換電路115中的同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)偵測(cè)控制引腳111上的電壓VP的變化。一旦電壓VP偏離一預(yù)定范圍，例如，偏離Vtl?Vt2的范圍，同步信號(hào)偵測(cè)器251便會(huì)對(duì)電壓VP進(jìn)行一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)，以進(jìn)一步判斷電壓VP的變化是起因于外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111，還是因?yàn)樵肼曀斐伞?br> [0030]在圖3的實(shí)施例中，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器150于時(shí)間Tl將控制信號(hào)CS切換至高電位，以將外部同步信號(hào)EXT通過(guò)開(kāi)關(guān)140耦接至控制引腳111時(shí)，控制引腳111上的電壓VP會(huì)受到外部同步信號(hào)EXT的波形影響而上升并開(kāi)始呈現(xiàn)周期性的變化。當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251于時(shí)間Tl偵測(cè)到控制引腳111上的電壓VP超出預(yù)設(shè)上限Vtl后，會(huì)進(jìn)入一觀察期(observation period),并監(jiān)測(cè)電壓VP是否開(kāi)始出現(xiàn)周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)(transition)。
[0031]在同步信號(hào)偵測(cè)器251處于觀察期之際，為了避免控制引腳111上的電壓VP的變化影響到電流產(chǎn)生模組113產(chǎn)生的控制電流1sc的穩(wěn)定性，同步信號(hào)偵測(cè)器251可于進(jìn)入觀察期時(shí)(亦即偵測(cè)到電壓VP偏離預(yù)定范圍時(shí))，將控制信號(hào)RCM切換至低電位，以截止開(kāi)關(guān)227。此時(shí)，藉由電容235的放電，可使得控制電流1sc維持不變。如此一來(lái)，便可使振蕩器114輸出的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率，維持在與振蕩器114操作電阻控制模式時(shí)相同或接近的水平。
[0032]同步信號(hào)偵測(cè)器251可于偵測(cè)到電壓VP出現(xiàn)一或多次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，判定有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111。例如，本實(shí)施例中的同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)于偵測(cè)到電壓VP出現(xiàn)4次高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，判定有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111的情況發(fā)生。等到電壓VP的方波與同相信號(hào)產(chǎn)生器253產(chǎn)生的同相信號(hào)WS兩者的相位相同或是差距小于一臨界值時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251便會(huì)離開(kāi)觀察期。實(shí)作上，同步信號(hào)偵測(cè)器251可于電壓VP的方波與同相信號(hào)WS兩者的上升緣對(duì)齊時(shí)，判定兩者的相位相同，或是于電壓VP的方波的上升緣落在同相信號(hào)WS的脈波寬度范圍內(nèi)時(shí)，派定電壓VP的方波與同相信號(hào)WS兩者的相位差距小于臨界值。
[0033]在圖3的實(shí)施例中，當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251于時(shí)間T2偵測(cè)到電壓VP的方波與同相信號(hào)WS兩者的上升緣對(duì)齊時(shí)，便會(huì)離開(kāi)觀察期。同步信號(hào)偵測(cè)器251離開(kāi)觀察期時(shí)，會(huì)將振蕩器114切換至信號(hào)控制模式。如時(shí)序圖300所示，同步信號(hào)偵測(cè)器251此時(shí)會(huì)將控制信號(hào)SCM切換至高電位，以將振蕩器114中的組合邏輯電路247設(shè)置成改依據(jù)外部同步信號(hào)EXT來(lái)產(chǎn)生同步的時(shí)脈信號(hào)CLK，而停止依據(jù)比較器245的輸出來(lái)產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK，以使得振蕩器114在信號(hào)控制模式下產(chǎn)生的時(shí)脈信號(hào)CLK會(huì)與外部同步信號(hào)EXT同步。
[0034]當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251將振蕩器114切換至信號(hào)控制模式時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251可利用控制信號(hào)SCM截止振蕩器114中的開(kāi)關(guān)243，使控制電流1sc停止導(dǎo)通到振蕩器114中的電容241，藉以節(jié)省振蕩器114及控制電路110在信號(hào)控制模式下的電流消耗。另外，模式切換電路115中的同相信號(hào)產(chǎn)生器253也可以只在同步信號(hào)偵測(cè)器251處于觀察期的時(shí)段內(nèi)，才產(chǎn)生同相信號(hào)WS，以進(jìn)一步提升控制電路110的省電效果。
[0035]圖4為圖2中的控制電路110的另一運(yùn)作實(shí)施例簡(jiǎn)化后的時(shí)序圖400。圖4的實(shí)施例與圖3的實(shí)施例很類似，差別在于當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器150于時(shí)間T3將控制信號(hào)CS切換至高電位，以將外部同步信號(hào)EXT通過(guò)開(kāi)關(guān)140耦接至控制引腳111時(shí)，控制引腳111上的電壓VP會(huì)受到外部同步信號(hào)EXT的波形影響而下降并開(kāi)始呈現(xiàn)周期性的變化。
[0036]當(dāng)模式切換電路115中的同步信號(hào)偵測(cè)器251于時(shí)間T3偵測(cè)到控制引腳111上的電壓VP超出預(yù)設(shè)下限Vt2后，會(huì)進(jìn)入觀察期，并監(jiān)測(cè)電壓VP是否開(kāi)始出現(xiàn)周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)。
[0037]本實(shí)施例中的同步信號(hào)偵測(cè)器251于時(shí)間T4偵測(cè)到電壓VP出現(xiàn)第5次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，會(huì)判定有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111的情況發(fā)生。等到電壓VP的方波與同相信號(hào)產(chǎn)生器253產(chǎn)生的同相信號(hào)WS兩者的相位相同(例如，兩者的上升緣對(duì)齊時(shí))或是差距小于一臨界值時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251便會(huì)離開(kāi)觀察期。
[0038]在圖4的實(shí)施例中，當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251于時(shí)間T5時(shí)偵測(cè)到電壓VP的方波的上升緣落在同相信號(hào)WS的脈波寬度范圍內(nèi)時(shí)，便會(huì)離開(kāi)觀察期。
[0039]有關(guān)控制電路110在前述實(shí)施例中的其它運(yùn)作說(shuō)明，也適用于圖4的實(shí)施例，故在此不重復(fù)敘述。
[0040]在某些實(shí)施例中，也可以將模式切換電路115中的同相信號(hào)產(chǎn)生器253省略。在這些實(shí)施例中，當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251偵測(cè)到控制引腳111上的電壓VP偏離預(yù)定范圍而進(jìn)入觀察期后，同步信號(hào)偵測(cè)器251可于偵測(cè)到電壓VP出現(xiàn)一或多次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，判定有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111。此時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251即可離開(kāi)觀察期，而無(wú)需等到電壓VP的方波與同相信號(hào)產(chǎn)生器253產(chǎn)生的同相信號(hào)WS兩者的邊緣對(duì)齊。
[0041]在前述圖2的實(shí)施例中，電阻偵測(cè)器112的中的晶體管225是設(shè)置于電流產(chǎn)生模組113與控制引腳111之間的電流路徑上，而開(kāi)關(guān)227則是設(shè)置于晶體管225與控制引腳111之間的電流路徑上。但這只是一實(shí)施例，而非局限電阻偵測(cè)器112的實(shí)際實(shí)施方式。實(shí)作上，亦可將開(kāi)關(guān)227改設(shè)置于電流產(chǎn)生模組113與晶體管225之間的電流路徑上。另外，電阻偵測(cè)器112中的開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)也可依據(jù)電路設(shè)計(jì)的需要而增加，并不局限于圖2實(shí)施例中的個(gè)數(shù)。
[0042]模式切換電路115設(shè)定觀察期的方式可以依據(jù)電路設(shè)計(jì)的需求而調(diào)整，并不局限于前述實(shí)施例的方式。例如，模式切換電路115也可以將觀察期設(shè)定成固定時(shí)間長(zhǎng)度。[0043]圖5為圖1中的控制電路110的另一實(shí)施例簡(jiǎn)化后的功能方塊圖。圖5中的控制電路110與圖2中的控制電路110很類似，兩實(shí)施例的差異之一在于圖5中的電流產(chǎn)生模組113另包含有偏壓電路537，但省略了電容235。偏壓電路537耦接于晶體管233的控制端和模式切換電路115，用于依據(jù)模式切換電路115的控制，選擇性地對(duì)晶體管233的控制
端施加一預(yù)定偏壓。
[0044]圖5中的模式切換電路115另包含有通知信號(hào)產(chǎn)生器555，耦接于控制引腳111和同步信號(hào)偵測(cè)器251，用于偵測(cè)控制引腳111上的電壓VP的方波周期，且當(dāng)通知信號(hào)產(chǎn)生器555偵測(cè)到電壓VP的方波周期超過(guò)一預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的通知信號(hào)Tout給同步信號(hào)偵測(cè)器251。
[0045]當(dāng)模式切換電路115中的同步信號(hào)偵測(cè)器251將振蕩器114設(shè)置成操作在信號(hào)控制模式時(shí)，通知信號(hào)產(chǎn)生器555會(huì)記錄電壓VP的多個(gè)方波周期個(gè)別的時(shí)間長(zhǎng)度，且同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)將控制信號(hào)SCM切換至高電位，以控制偏壓電路537開(kāi)始對(duì)晶體管233的控制端施加預(yù)定偏壓。
[0046]以下將搭配圖6來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明圖5中的控制電路110的運(yùn)作方式。
[0047]如圖6所示，開(kāi)關(guān)控制器150于時(shí)間T6將控制信號(hào)CS設(shè)置成低電位以截止開(kāi)關(guān)140后，外部同步信號(hào)EXT便停止耦接至控制引腳111。當(dāng)通知信號(hào)產(chǎn)生器555于時(shí)間T7偵測(cè)到電壓VP的某個(gè)方波周期的長(zhǎng)度比前一個(gè)方波周期長(zhǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生通知信號(hào)Tout以通知同步信號(hào)偵測(cè)器251。
[0048]當(dāng)收到通知信號(hào)Tout時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)進(jìn)入觀察期，并將控制信號(hào)SCM切換至低電位，以導(dǎo)通振蕩器114中的開(kāi)關(guān)243，并將振蕩器114中的組合邏輯電路247設(shè)置成改依據(jù)比較器245輸出的比較信號(hào)CMP來(lái)產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)CLK。此時(shí)，控制電流1sc會(huì)導(dǎo)通到振蕩器114中的電容241，且控制電流1sc的大小是由偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端所施加的偏壓大小來(lái)決定。因此，振蕩器114輸出的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率大小，也會(huì)取決于偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端所施加的偏壓大小。
[0049]若電壓VP持續(xù)落在一預(yù)定范圍內(nèi)的時(shí)間，超過(guò)時(shí)脈信號(hào)CLK的一預(yù)定數(shù)量的周期，則同步信號(hào)偵測(cè)器251便可判定外部同步信號(hào)EXT已停止耦接到控制引腳111。
[0050]例如，在圖6實(shí)施例中，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)于偵測(cè)到電壓VP持續(xù)落在電壓范圍Vpl?Vp2內(nèi)的時(shí)間超過(guò)時(shí)脈信號(hào)CLK的2個(gè)周期時(shí)，例如在時(shí)間T8時(shí)，判定外部同步信號(hào)EXT已被停止耦接到控制引腳111。此時(shí)，如時(shí)序圖600所示，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)離開(kāi)觀察期，并將振蕩器114切換至電阻控制模式。同時(shí)，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)將控制信號(hào)RCM切換至高電位，以控制偏壓電路537停止對(duì)晶體管233的控制端施加偏壓，并導(dǎo)通電阻偵測(cè)器112中的開(kāi)關(guān)227，使電阻偵測(cè)器112開(kāi)始偵測(cè)外部電阻130的電阻值大小，以決定電流Ir和控制電流1sc的大小。
[0051]在圖6的實(shí)施例中，由于振蕩器114于同步信號(hào)偵測(cè)器251進(jìn)入觀察期時(shí)(亦即時(shí)間T7)即已開(kāi)始運(yùn)作，所以當(dāng)同步信號(hào)偵測(cè)器251離開(kāi)觀察期時(shí)(亦即時(shí)間T8)，振蕩器114即可迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)作，使得振蕩器114輸出的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率會(huì)對(duì)應(yīng)于外部電阻130的電阻值大小。
[0052]如前所述，同步信號(hào)偵測(cè)器251會(huì)在振蕩器114操作于信號(hào)控制模式時(shí)，控制偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端施加預(yù)定偏壓，直到振蕩器114被切換至電阻控制模式時(shí)才停止。此外，利用偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端施加預(yù)定偏壓的方式，也可使振蕩器114從信號(hào)控制模式切換到電阻控制模式的過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率保持穩(wěn)定，避免影響到后級(jí)的脈寬調(diào)變器116發(fā)生誤作動(dòng)。
[0053]在圖6的實(shí)施例中，偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端所施加的偏壓，會(huì)使得振蕩器114 一開(kāi)始被切換到電阻控制模式時(shí)所接收到的控制電流lose，略高于振蕩器114達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)作時(shí)的大小。實(shí)作上，也可以將偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端所施加的偏壓，設(shè)計(jì)成使得振蕩器114 一開(kāi)始被切換到電阻控制模式時(shí)所接收到的控制電流1sc略低于振蕩器114達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)作時(shí)的大小。
[0054]有關(guān)前述圖2的控制電路110在振蕩器114從電阻控制模式被切換至信號(hào)控制模式的過(guò)程的運(yùn)作說(shuō)明，也適用于圖5的實(shí)施例，故在此不重復(fù)敘述。實(shí)作上，同步信號(hào)偵測(cè)器251也可以在將振蕩器114從電阻控制模式切換到信號(hào)控制模式間的觀察期中，控制偏壓電路537對(duì)晶體管233的控制端施加預(yù)定偏壓的方式，以使振蕩器114從電阻控制模式切換到信號(hào)控制模式的過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)脈信號(hào)CLK的頻率能保持穩(wěn)定，避免影響到后級(jí)的脈寬調(diào)變器116發(fā)生誤作動(dòng)。
[0055]在前述的說(shuō)明中，通知信號(hào)產(chǎn)生器555只要偵測(cè)到電壓VP的某個(gè)方波周期的長(zhǎng)度比前一個(gè)方波周期長(zhǎng)時(shí)，便會(huì)發(fā)出通知信號(hào)Tout給同步信號(hào)偵測(cè)器251。這只是一實(shí)施例，而非局限通知信號(hào)產(chǎn)生器555的實(shí)際實(shí)施方式。例如，通知信號(hào)產(chǎn)生器555也可以在偵測(cè)到電壓VP的某個(gè)方波周期的長(zhǎng)度比前一個(gè)方波周期長(zhǎng)超過(guò)一預(yù)定程度時(shí)，例如，比前一個(gè)方波周期長(zhǎng)復(fù)數(shù)倍時(shí)，才發(fā)出通知信號(hào)Tout給同步信號(hào)偵測(cè)器251?；蛘?，通知信號(hào)產(chǎn)生器555也可以在偵測(cè)到電壓VP的某個(gè)方波周期的長(zhǎng)度超過(guò)控制電路110的設(shè)計(jì)規(guī)格能接受的限度時(shí)，才發(fā)出通知信號(hào)Tout給同步信號(hào)偵測(cè)器251。
[0056]在前述的各實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)140、開(kāi)關(guān)227和偏壓電路537等部分功能方塊的控制信號(hào)是以高態(tài)有效(active high)的形式表示，而開(kāi)關(guān)243等部分功能方塊的控制信號(hào)是以低態(tài)有效(active low)的形式表示，但這只是為了方便舉例說(shuō)明，并非局限這些功能方塊的控制信號(hào)的實(shí)際實(shí)施方式。
[0057]另外，前述實(shí)施例中用來(lái)實(shí)現(xiàn)電流產(chǎn)生模組113的電流鏡架構(gòu)，只是用來(lái)產(chǎn)生控制電流1sc的許多方式之一,而非局限電流產(chǎn)生模組113的實(shí)際實(shí)施方式。實(shí)作上，也可以利用更多的晶體管來(lái)組成不同架構(gòu)的電流鏡，以實(shí)現(xiàn)前述電流產(chǎn)生模組113的功能。
[0058]由前述說(shuō)明可知，即便開(kāi)關(guān)控制器150在切換外部開(kāi)關(guān)140時(shí)不主動(dòng)通知控制電路110，前述控制電路110中的模式切換電路115也會(huì)自動(dòng)偵測(cè)是否有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳111，并相對(duì)應(yīng)地切換振蕩器114的操作模式。因此，本案提出的控制電路110只需設(shè)置單一控制引腳111，便能提供兩種不同的時(shí)脈信號(hào)頻率設(shè)定方式，不僅賦予控制電路110更高的使用彈性，還能有效精簡(jiǎn)所需的芯片封裝面積。
[0059]此外，當(dāng)振蕩器114操作在信號(hào)控制模式下時(shí)，是利用組合邏輯電路247直接依據(jù)外部同步信號(hào)EXT來(lái)產(chǎn)生同步的時(shí)脈信號(hào)CLK，而不是利用鎖相回路(PLL)或延遲鎖定回路(DLL)之類的反饋控制架構(gòu)來(lái)鎖定外部同步信號(hào)EXT。因此，當(dāng)模式切換電路115將振蕩器114切換至信號(hào)控制模式時(shí)，振蕩器114可以迅速地將時(shí)脈信號(hào)CLK與外部同步信號(hào)EXT進(jìn)行同步，并達(dá)到更佳的省電效果。而且，前述振蕩器114所需的電路面積也遠(yuǎn)比采用鎖相回路或延遲鎖定回路實(shí)現(xiàn)的時(shí)脈產(chǎn)生器來(lái)得小，更有利于精簡(jiǎn)控制電路110所需的電路面積。
[0060]再者，由于前述的模式切換電路115是在控制引腳111上的電壓VP偏離預(yù)定范圍時(shí)，才會(huì)進(jìn)入觀察期進(jìn)一步監(jiān)測(cè)電壓VP的變化態(tài)樣，且只有在偵測(cè)到電壓VP出現(xiàn)一或多次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，模式切換電路才會(huì)判定有外部同步信號(hào)EXT被耦接到控制引腳
111。因此，可有效避免模式切換電路115因控制引腳111上的噪聲而錯(cuò)誤切換振蕩器114之操作模式的情況發(fā)生。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于切換式穩(wěn)壓器的控制電路，其包含有: 一控制引腳，用于耦接一外部電阻； 一電阻偵測(cè)器，耦接于該控制引腳，用于在該控制引腳耦接于該外部電阻時(shí)，偵測(cè)該外部電阻的電阻值； 一電流產(chǎn)生模組，耦接于該電阻偵測(cè)器，用于依據(jù)該電阻偵測(cè)器的偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)的控制電流； 一振蕩器，耦接于該控制引腳和該電流產(chǎn)生模組，用于產(chǎn)生一時(shí)脈信號(hào)；以及 一模式切換電路，耦接于該控制引腳與該振蕩器； 其中當(dāng)該模式切換電路設(shè)置該振蕩器操作于一電阻控制模式時(shí)，該振蕩器會(huì)依據(jù)該控制電流產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)，使該時(shí)脈信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)于該外部電阻的電阻值，而當(dāng)該模式切換電路設(shè)置該振蕩器操作于一信號(hào)控制模式時(shí)，該振蕩器會(huì)依據(jù)該控制引腳所耦接的一外部同步信號(hào)產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)，使該時(shí)脈信號(hào)同步于該外部同步信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中當(dāng)該振蕩器操作于該電阻控制模式時(shí)，該模式切換電路會(huì)在該控制引腳耦接于該外部同步信號(hào)達(dá)一段時(shí)間后，將該振蕩器切換至該信號(hào)控制模式。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中當(dāng)該振蕩器操作于該信號(hào)控制模式時(shí)，該模式切換電路會(huì)在該控制引腳停止耦接于該外部同步信號(hào)達(dá)一段時(shí)間后，將該振蕩器切換至該電阻控制模式。
4.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中該電阻偵測(cè)器包含有: 一第一比較器，稱`接于該控制引腳與一第一參考電壓，用于將該控制引腳上的電壓與該第一參考電壓進(jìn)行比較； 一晶體管，耦接于該電流產(chǎn)生模組與該控制引腳之間，且該晶體管的控制端耦接于該第一比較器的一輸出端；以及 一第一開(kāi)關(guān)，耦接于該電流產(chǎn)生模組與該控制引腳之間； 其中在該控制引腳耦接于該外部同步信號(hào)前，該模式切換電路會(huì)導(dǎo)通該第一開(kāi)關(guān)，而當(dāng)該控制引腳上的電壓變化超過(guò)一預(yù)定范圍時(shí)，該模式切換電路會(huì)截止該第一開(kāi)關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其中該晶體管設(shè)置于該電流產(chǎn)生模組與該控制引腳之間的電流路徑上，而該第一開(kāi)關(guān)則是設(shè)置于該晶體管與該控制引腳之間的電流路徑上，或是設(shè)置于該電流產(chǎn)生模組與該晶體管之間的電流路徑上。
6.如權(quán)利要求5所述的控制電路，其中該電流產(chǎn)生模組產(chǎn)生的該控制電流與流經(jīng)該晶體管的一感應(yīng)電流大小相同或成比例關(guān)系。
7.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中該電流產(chǎn)生模組包含有: 一電流鏡，包含有多個(gè)晶體管；以及 一偏壓電路，耦接于該模式切換電路，用于依據(jù)該模式切換電路的控制，對(duì)該電流鏡的其中之一晶體管的控制端施加一預(yù)定偏壓。
8.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其中當(dāng)該模式切換電路將該振蕩器設(shè)置成操作在該信號(hào)控制模式時(shí)，該模式切換電路會(huì)控制該偏壓電路對(duì)該電流鏡的其中之一晶體管的控制端施加一預(yù)定偏壓。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其中在該模式切換電路將該振蕩器從該電阻控制模式切換到該信號(hào)控制模式間的一預(yù)定時(shí)段中，該模式切換電路會(huì)控制該偏壓電路對(duì)該電流鏡的其中之一晶體管的控制端施加一預(yù)定偏壓。
10.如權(quán)利要求9所述的控制電路，其中該電流產(chǎn)生模組另包含有: 一第二電容，耦接于該電流鏡的其中之一晶體管的控制端。
11.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中該振蕩器包含有: 一第一電容； 一第二開(kāi)關(guān)，耦接于該第一電容與該電流產(chǎn)生模組之間，用于依據(jù)該模式切換電路的控制，選擇性地將該控制電流導(dǎo)通到該第一電容； 一第二比較器，稱接于該第一電容和一第二參考電壓，用于將該第一電容的跨壓與該第二參考電壓進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一比較信號(hào)；以及 一組合邏輯電路，耦接于該控制引腳、該模式切換電路、以及該第二比較器，用于依據(jù)該模式切換電路的控制，來(lái)產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的控制電路，其中當(dāng)該模式切換電路將該振蕩器設(shè)置成操作于該電阻控制模式時(shí)，該模式切換電路會(huì)導(dǎo)通該第二開(kāi)關(guān)，并將該組合邏輯電路設(shè)置成依據(jù)該比較信號(hào)來(lái)產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)。
13.如權(quán)利要求11所述的控制電路，其中當(dāng)該模式切換電路將該振蕩器設(shè)置成操作于該信號(hào)控制模式時(shí)，該模式切換電路會(huì)截止該第二開(kāi)關(guān)，并將該組合邏輯電路設(shè)置成依據(jù)該外部同步信號(hào)來(lái)產(chǎn)生該時(shí)脈信號(hào)。
14.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中該模式切換電路包含有: 一同步信號(hào)偵測(cè)器，耦接于該控制引腳、該電阻偵測(cè)器、和該振蕩器，用于偵測(cè)該控制引腳上的電壓，并控制該電阻偵測(cè)器和該振蕩器的運(yùn)作。
15.如權(quán)利要求14所述的控制電路，其中該同步信號(hào)偵測(cè)器會(huì)于偵測(cè)到該控制引腳上的電壓出現(xiàn)一或多次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，將該振蕩器切換至該信號(hào)控制模式。
16.如權(quán)利要求14所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有: 一同相信號(hào)產(chǎn)生器，耦接于該同步信號(hào)偵測(cè)器和該振蕩器，用于依據(jù)該時(shí)脈信號(hào)產(chǎn)生與該時(shí)脈信號(hào)相位相同的一同相信號(hào)； 其中該同步信號(hào)偵測(cè)器會(huì)于偵測(cè)到該控制引腳上的電壓出現(xiàn)一或多次周期性的高低電位轉(zhuǎn)態(tài)，且該控制引腳上的電壓的方波與該同相信號(hào)兩者的相位相同或是差距小于一臨界值時(shí)，將該振蕩器切換至該信號(hào)控制模式。
17.如權(quán)利要求16所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有: 一通知信號(hào)產(chǎn)生器，耦接于該控制引腳和該同步信號(hào)偵測(cè)器，用于偵測(cè)該控制引腳上的電壓的方波周期，且于該控制引腳上的電壓的方波周期超過(guò)一預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的通知信號(hào)給該同步信號(hào)偵測(cè)器； 其中當(dāng)該同步信號(hào)偵測(cè)器收到該通知信號(hào)時(shí)，會(huì)將該振蕩器切換至該電阻控制模式。
18.如權(quán)利要求14所述的控制電路，其中該模式切換電路另包含有: 一通知信號(hào)產(chǎn)生器，耦接于該控制引腳和該同步信號(hào)偵測(cè)器，用于偵測(cè)該控制引腳上的電壓的方波周期，且于該控制引腳上的電壓的方波周期超過(guò)一預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的通知信號(hào)給該同步信號(hào)偵測(cè)器； 其中當(dāng)該同步信號(hào)偵測(cè)器收到該通知信號(hào)時(shí)，會(huì)將該振蕩器切換至該電阻控制模式。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK103516179SQ201210219976
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】方立文, 黃柄境, 林呈光, 陳安東 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司