单电感多输出稳压器及应用其的控制方法

技术领域

本揭露是有关于一种单电感多输出稳压器及应用其的控制方法。

背景技术

习知单电感多输出(single inductor multiple output,SIMO)稳压器包括数个开关，其中在每个周期中，每个开关导通一次(单脉冲)，且如果需要大电流，则其中一个开关施以较大电流。然而，其中一个开关输出一较大的波涟(ripple)，且较大的电流将限制对于单电感多输出的电感器的选择性。因此，如何改善前述习知问题是本技术领域的业界目标之一。

发明内容

本揭露系有关于一种单电感多输出稳压器及应用其的控制方法，可改善前述习知问题。

本揭露一实施例提出一种单电感多输出稳压器(single inductor multipleoutput regulator,SIMO regulator)。单电感多输出稳压器包括一电感器、数个电容器、数个开关及一控制电路。此些开关耦接于此些电容器。控制电路耦接于此些开关且用以在每个周期中施加至少二多切换脉冲(multi-switching pulse)于此些开关的一多脉冲受控者。

本揭露另一实施例提出一种控制方法。控制方法包括：提供一单电感多输出稳压器，其中单电感多输出稳压器包括一电感器、多个电容器、耦接于电容器的多个开关及耦接于此些开关的控制电路；以及，在各周期中，控制电路施加至少二多切换脉冲于此些开关的一多脉冲受控者。

为了对本揭露的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：

附图说明

图1绘示依据本揭露实施例的单电感多输出稳压器的功能方块图。

图2绘示依据图1的单电感多输出稳压器的多种信号的示意图。

图3绘示依据另一实施例的图1的单电感多输出稳压器的多种信号的示意图。

图4绘示依据本揭露另一实施例的单电感多输出稳压器的功能方块图。

图5绘示了图4的单电感多输出稳压器的多种信号示意图。

附图标记说明

100,200:单电感多输出稳压器

110:电源供应器

120:电感器

130:控制电路

C1,C2,C3,C4:控制信号

CP1:第一电容器

CP2:第二电容器

CP3:第三电容器

CP4:第四电容器

I

I 

t1,t3,t5:单脉冲时间点

t2,t3’,t4,t6～t8:多脉冲时间点

P1,P3:单切换脉冲

P2,P3’:多切换脉冲

Q1,Q2,Q2’,Q3:电荷

R2,R2’:波涟

SW1:第一开关

SW2:第二开关

SW3:第三开关

SW4:第四开关

V2:电压

具体实施方式

请参照第1～2图，图1绘示依据本揭露实施例的单电感多输出稳压器100的功能方块图，而图2绘示依据图1的单电感多输出稳压器100的多种信号的示意图。

单电感多输出稳压器100可应用于需要多输出的稳定器(stabilizer)或其它电子装置。

单电感多输出稳压器100包括电源供应器110、电感器(inductor)120、数个电容器(capacitor)、数个开关及控制电路130。在本实施例中，此些电容器包括第一电容器CP1、第二电容器CP1及第三电容器CP3，此些开关包括第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。在一实施例中，第一电容器CP1、第二电容器CP2及第三电容器CP3具有相同或不同的电容(capacitances)。

电源供应器110电性连接于电感器120以施加电感电流I

如图2所示，C1表示控制电路130提供给第一开关SW1的控制信号，C2表示控制电路130提供给第二开关SW2的控制信号，C3表示控制电路130提供给第三开关SW3的控制信号，C4表示控制电路130提供给第四开关SW4的控制信号，I

在本实施例中，控制电路130在每个周期中施加二多切换脉冲P2至第二开关SW2(多脉冲受控者)。换言之，在每个/一个周期内，第二开关SW2由二多切换脉冲P2受控导通。如此，相较于一周期内施加于第二开关SW2的具较大电感电流I

控制电路130用以在数个多脉冲时间点施加至少二多切换脉冲，且在单脉冲时间点施加单切换脉冲(single-switching pulse)，其中单脉冲时间点位于(或发生于)数个多脉冲时间点之间。此外，如图2所示，控制电路130分别在多脉冲时间点t2和t4施加两个多切换脉冲P2，并在单脉冲时间点t3施加一个单切换脉冲P3，其中单脉冲时间点t3位于(或发生于)多脉冲时间点t2与t4之间。换句话说，数个切换脉冲P2可由单切换脉冲分开，或单切换脉冲介于数个切换脉冲P2之间。

此外，多脉冲时间点与单脉冲时间点完全分开(即，完全不同时)。此外，如图2所示，多脉冲时间点t2～t4与单脉冲时间点t3彼此完全分开。此外，控制电路130在单脉冲时间点t1施加一个单切换脉冲P1，其中多脉冲时间点t2～t4与单脉冲时间点t1～t3完全分开，即，在一个/每个周期中，并非同时施加所有脉冲至开关。

控制电路130用以在每个周期中施加单切换脉冲至此些开关SWl～SW3的单脉冲受控者，其中多切换脉冲的数量大于单切换脉冲的数量。此外，如图2所示，控制电路130施加一个单切换脉冲P1至第一开关SW1(单脉冲受控者)，且施加一个单切换脉冲P3至第三开关SW3(单脉冲受控者)，其中多切换脉冲P2的数量(数量为2)大于单切换脉冲P1的数量(数量为1)，多切换脉冲P2的数量(数量为2)大于单切换脉冲P3的数量(数量为1)。

此外，在本实施例中，如图2所示，在一个周期内，两倍电感电流2×I

此外，相较于在一个周期内施加于第二开关SW2的具相同电感电流I

另外，如图2所示，由于施加于第一开关SW1、第二开关SW2及第三开关SW3的电感电流I

请参照图3，其绘示依据另一实施例的图1的单电感多输出稳压器100的多种信号的示意图。

在本实施例中，施加于第一开关SWl、第二开关SW2及第三开关SW3的电感电流I

如图3所示，由于提供给第二开关SW2的电感电流I

如图3所示，与图2的电荷Q2相比，图3的电荷Q2’降低，因此图3的波涟R2’小于图2的波涟R2。换句话说，藉由控制多脉冲受控者的电感电流I

参考第4～5图，图4绘示依据本揭露另一实施例的单电感多输出稳压器200的功能方块图，而图5绘示了图4的单电感多输出稳压器200的多种信号示意图。

单电感多输出稳压器200包括电源供应器110、电感器120、数个电容器、数个开关及控制电路130。在本实施例中，此些电容器包括第一电容器CP1、第二电容器CP2及第三电容器CP3及一第四电容器CP4，此些开关包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4。在一实施例中，第一电容器CP1、第二电容器CP2、第三电容器CP3与第四电容器CP4的任二者具有相同或不同的电容。

电源供应器110电性耦接于电感器120，以提供电感电流I

在本实施例中，在每个/一个周期中，提供给第二开关SW2的多切换脉冲P2的数量(数量为4)大于提供给第一开关SW1的单切换脉冲P1的数量(数量为1)，且提供给第二开关SW2的多切换脉冲P2的数量大于提供给第四开关SW4的单切换脉冲P4的数量(数量为1)。

控制电路130用以在数个多脉冲时间点施加至少二多切换脉冲，且在单脉冲时间点施加单切换脉冲，其中单脉冲时间点位于(或发生在)在数个多脉冲时间点之间。此外，如图5所示，控制电路130在数个多脉冲时间点t2、t4、t6及t8施加四个多切换脉冲P2，并在单脉冲时间点t5施加一个单切换脉冲P4，其中单脉冲时间点t5位在(或发生在)数个多脉冲时间点t4与t6之间。

此外，控制电路130用以在每个周期中施加至少二多切换脉冲至此些开关SW1至SW4的另一个多脉冲受控者。在本实施例中，该另一个多脉冲受控者例如是第三开关SW3。控制电路130在每个周期中施加至少二多切换脉冲P3’至第三开关SW3。

如图5所示，控制电路130在多脉冲时间点t3’及t7施加二多切换脉冲P3’，其中单脉冲时间点t5介于(或发生在)数个多脉冲时间点t3’与t7之间。

在一个周期内，提供给第三开关SW3的多切换脉冲P3’的数量(数量为2)大于提供给第一开关SWl的单切换脉冲P1的数量(数量为1)，且提供给第三开关SW3的多切换脉冲P3’的数量大于提供给第四开关SW4的单切换脉冲P4的数量(数量为1)。

此外，控制电路130更用以在数个多脉冲时间点施加至少二多切换脉冲，且在多脉冲时间点施加至少一个多切换脉冲，其中多脉冲时间点位于数个多脉冲时间点之间。此外，如图所示。如图5所示，控制电路130在多脉冲时间点t2、t4、t6及t8施加四个多切换脉冲P2，且在多脉冲时间点t3’和t7施加二多切换脉冲P3’，其中多脉冲时间点t3’位于数个多脉冲时间点t2与t4之间，多脉冲时间点t7位于多脉冲时间点t6与t8之间。

如图5所示，多脉冲时间点t2、t4、t6及t8、多脉冲时间点t3’及t7、单脉冲时间点t1与单脉冲时间点t5完全分开，即，在一个/每个周期中，所有脉冲并非同时施加到开关上。

另外，在一个周期内，提供给第二开关SW2的多切换脉冲P2的数量与提供给第三开关SW3的多切换脉冲P3’的数量相异。例如，提供给第二开关SW2的多切换脉冲P2的数量(数量为4)大于提供给第三开关SW3的多切换脉冲P3’的数量(数量为2)。

综上所述，在本实施例中，单电感多输出稳压器包括数个由控制电路控制的开关。在一个/每个周期中，控制电路在不同时间点施加数个脉冲给开关，其中至少一个开关施加多脉冲，而至少一个开关施加单脉冲。由于在一个/每个周期中施加多脉冲至至少一个开关，因此可降低电感电流的电流峰值，增加对电感的选择性及/或降低波涟输出。

综上所述，虽然本揭露已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本揭露。本揭露所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本揭露的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。