非反向—升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)的制作方法【專利摘要】本發(fā)明提供一種可應(yīng)用于射頻電路模塊的非反向—升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，包括有一非反向—升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊，以及一耦接其輸出端的負回授模塊；通過將導通周期鎖定于兩個特定準位，不僅使得非反向—升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊僅需要單一種操作模式即能達到所需的功效，同時亦可避免脈波震蕩的現(xiàn)象，再通過負回授模塊中的參考電壓修正電路將參考電壓進行適度修改，消除原先直流輸出電壓和參考電壓之間的誤差值，使得直流輸出電壓保持絕對的穩(wěn)定性，改善于模式切換區(qū)間的操作缺陷?！緦＠f明】非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，尤其是指一種應(yīng)用于射頻電路模塊的供電系統(tǒng)，通過直接鎖定導通周期來避免脈波震蕩的現(xiàn)象，并通過參考電壓修正電路將參考電壓值進行適度修改，驅(qū)使數(shù)字補償電路忽略直流輸出電壓誤差值而收斂于穩(wěn)定，進而改善輸出電壓震蕩的現(xiàn)象，輸出一穩(wěn)定、大范圍的直流電壓，以匹配射頻電路模塊中功率放大器的可調(diào)電壓操作需求者?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]隨著無線電子產(chǎn)品的廣泛使用，在正常工作狀態(tài)下是否使內(nèi)部電池具有節(jié)能的功用，已經(jīng)受到越來越多消費者的關(guān)注；一般的便攜式產(chǎn)品(例如:手機、平板電腦、筆記本電腦等)中，最主要的電能消耗來自下述三個重要元件:顯示器面板、天線收發(fā)端，以及數(shù)字處理器，而天線收發(fā)端會大幅耗電的元兇則是功率放大器(PowerAmplifier);目前一般功率放大器已具備可調(diào)操作電壓的功能，可以在信號不需要最大強度時，節(jié)省大量的額外能量消耗，以進一步地延長電池使用時間；舉例而言，當無線電子產(chǎn)品距離基地站比較近時，僅需要些許強度提升即可克服輕微的信號衰減，達到成功地傳送射頻信號；因此在電源的選擇上，可依據(jù)不同的需求，輸出較高或是低于電池電壓值的升降壓兩用型直流-直流電源轉(zhuǎn)換器(buck-boostDC-DCconverter)就成了最合適的取代者,可避免功率放大器需要低功耗低電壓操作時，導致傳統(tǒng)升壓型轉(zhuǎn)換器無法供給適當電壓，造成于電源轉(zhuǎn)換器和功率放大器間大量的電能損失。[0003]一般的升降壓兩用型轉(zhuǎn)換器具有四個開關(guān)，通過開關(guān)的切換達到其輸出范圍可同時涵蓋降壓和升壓兩個區(qū)間；也因如此，其最明顯的缺失即是切換損失(switchinglosses);而目前用以改善上述的缺失常用的方法為“升/降壓模式分離操作”(buck/boostoperation)，其原理是判斷欲輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系，以決定轉(zhuǎn)換器欲使用哪個模式進行操作，使得無論單獨操作在哪個模式，導通周期控制的切換開關(guān)都僅有2個，另外2個開關(guān)會一直維持在開路或?qū)ǖ那闆r，并不會有任何切換動作出現(xiàn)，通過此方式即可減少一周期內(nèi)的開關(guān)切換次數(shù)，藉以改善切換損失；然而，通過升/降壓模式分離操作卻衍生出如何決定模式切換時機的問題，而當模式切換不完善即發(fā)生脈波震蕩(pulse-skipping)的現(xiàn)象，是因?qū)ㄖ芷谄錁O值的限制導致線定度偏差；而轉(zhuǎn)換器若是操作在導通周期極值附近的區(qū)間，控制器所送出的導通周期就會相當不穩(wěn)定，并偶發(fā)性地出現(xiàn)大幅度抖動，而抖動一旦發(fā)生在穩(wěn)態(tài)，輸出電壓就會產(chǎn)生不規(guī)則，進而產(chǎn)生大幅度的脈波震蕩現(xiàn)象；而不幸地，升/降壓模式分離操作的模式切換點恰好就會落在導通周期線性度最糟糕的位置；當上述脈波震蕩發(fā)生時，不穩(wěn)定的輸出供電可能會造成功率放大器操作電壓不準，甚至在震蕩過程中輸出電壓會掉到過低的電位，導致射頻電磁信號在發(fā)送時出現(xiàn)局部失真的錯誤，此又可統(tǒng)稱為導通周期不連續(xù)(duty-discontinuity)的現(xiàn)象。[0004]而當升降壓兩用型轉(zhuǎn)換器負載端所需要的參考電壓值坐落在模式切換區(qū)間時，SP發(fā)生上述的導通周期不連續(xù)現(xiàn)象，亦即導通周期會出現(xiàn)非線性、不連續(xù)的狀況，抖動的導通周期造成輸出電壓忽大忽小，使得輸出電壓完全無法收斂到參考電壓；而目前用來改善模式切換區(qū)間所導致輸出電壓不穩(wěn)的方法有重疊導通周期法(duty-overlapping),其原理是將升/降壓兩個模式的導通周期信號，在一個切換周期內(nèi)給重疊起來，去取得近似平均的結(jié)果，進而制造出原本僅有單一組導通周期所無法產(chǎn)生的電壓值；然而，利用重疊導通周期法卻產(chǎn)生下述缺失:(a)由于重疊導通周期法是在一個切換周期內(nèi)輪流使用升壓/降壓分別操作一次，導致轉(zhuǎn)換器的4個開關(guān)全部都需要進行切換，其效率會因為切換損失的增加而下滑；(b)重疊導通周期法必須操作在一個特定的限制條件下才能確保脈波震蕩的現(xiàn)象不會發(fā)生，而由于重疊的導通周期要平均出合適的輸出電壓并非只有一種組合，而是會有很多種可能；舉例而言，當輸出需要的電壓條件為M=0.98(M=VyVbat，其中V。為輸出電壓，而Vbat為輸入電壓)時，要平均出準確的目標輸出，組合可以是“降壓模式/92%+升壓模式/4%”重疊產(chǎn)生，也可以是“降壓模式/90%+升壓模式/6%”平均，甚至是其他更多的可能，同樣的輸出平均值，但兩個模式的導通周期組合卻可能不斷在變化；因此，可知兩個模式的導通周期仍然會有各自變動的空間，必須在“解集合”中將導通周期鎖定在一組固定解，才能避免導通周期不斷出現(xiàn)相異的組合而造成脈波震蕩的發(fā)生。【
發(fā)明內(nèi)容】[0005]現(xiàn)在，發(fā)明人即是鑒于上述現(xiàn)有的升降壓兩用型轉(zhuǎn)換器變壓器因?qū)ㄖ芷诓贿B續(xù)的現(xiàn)象導致實際實施時產(chǎn)生多處缺失，于是乃一本孜孜不倦的精神，并通過其豐富的專業(yè)知識及多年的實務(wù)經(jīng)驗所輔佐，而加以改善，并據(jù)此研創(chuàng)出本發(fā)明。[0006]本發(fā)明主要目的為提供一種應(yīng)用于射頻電路模塊的供電系統(tǒng)，通過直接鎖定導通周期來避免脈波震蕩的現(xiàn)象，并通過參考電壓修正電路將參考電壓值進行適度修改，驅(qū)使數(shù)字補償電路忽略直流輸出電壓誤差值而收斂于穩(wěn)定，改善輸出電壓震蕩的現(xiàn)象，并輸出一穩(wěn)定、大范圍的直流電壓，以匹配射頻電路模塊中功率放大器的可調(diào)電壓操作需求者。[0007]為了達到上述實施目的，本發(fā)明人提出一種非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其應(yīng)用于射頻電路模塊，射頻電路模塊包含一功率放大器以及一耦接功率放大器的天線，其中非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)包括有一非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊，以及一耦接非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊輸出端的負回授模塊；其中非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊是利用導通周期的不同改變開關(guān)狀態(tài)的時間比例，以將直流輸入電壓以降壓模式或升壓模式輸出一直流輸出電壓，且射頻電路模塊耦接非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的輸出端；而負回授模塊則包括有一供直流輸出電壓、直流輸入電壓，以及一參考電壓輸入的參考電壓修正電路，參考電壓修正電路產(chǎn)生一離散誤差信號至一數(shù)字補償電路，經(jīng)數(shù)字補償電路運算后輸出一離散導通周期信號至一數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊，而數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊以類似三角波的數(shù)字信號與離散導通周期信號比較后輸出一導通周期，以控制非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的開關(guān)的導通與截止狀態(tài)，使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的直流輸出電壓能追隨參考電壓并達到穩(wěn)定。[0008]如上所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其中參考電壓修正電路包括有一多工器、一編碼器以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，多工器用以接收導通周期鎖定信號，并根據(jù)導通周期鎖定信號選擇性地輸出直流輸入電壓與參考電壓兩者之一，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路用以接收直流輸出電壓，于編碼器中將多工器的輸出電壓與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的差值取樣及量化，以產(chǎn)生離散誤差信號，其中導通周期鎖定信號的啟動是當參考電壓落入導通周期的非線性區(qū)域；再者，導通周期的非線性區(qū)域是包含于降壓模式時，直流輸出電壓與直流輸入電壓的比例介于0.95與I之間，以及于升壓模式時，直流輸出電壓與直流輸入電壓的比例介于I與1.05之間；藉此，將導通周期鎖定于上述的兩個特定準位，使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊皆僅需要單一種操作模式就能達到所需的功效，與傳統(tǒng)重疊導通周期法相較下，可減少一周期內(nèi)的開關(guān)切換次數(shù)，進而改善開關(guān)的切換損失；此外，通過直接鎖定導通周期亦可避免脈波震蕩的現(xiàn)象，再通過參考電壓修正電路將參考電壓值進行適度修改，直接消除了原先直流輸出電壓和參考電壓之間的誤差值，使得直流輸出電壓保持絕對的穩(wěn)定性，改善非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊在模式切換區(qū)間的操作缺陷。[0009]如上所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其中非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊包括一耦接直流輸入電壓正極的第一開關(guān)、一分別耦接第一開關(guān)與直流輸入電壓負極的第二開關(guān)、一分別耦接第一開關(guān)與第二開關(guān)的電感、一分別耦接電感與直流輸入電壓負極的第三開關(guān)、一分別耦接電感與第三開關(guān)的第四開關(guān)，以及一分別耦接第四開關(guān)與直流輸入電壓負極的電容。[0010]如上所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其中數(shù)字補償電路包括一補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路，且于降壓模式或升壓模式切換的同時，重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路，使得離散誤差信號歸零；此外，可于參考電壓修正電路輸出端進一步耦接一暫態(tài)時間估測模塊，于降壓模式或升壓模式切換時，控制補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路于一特定時間后啟動重置，使直流輸出電壓不致變化過大；藉此，暫態(tài)時間估測模塊對于特定時間的估測，于此特定時間點后重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路，將使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊在模式切換之后會加快到達穩(wěn)態(tài)的過程，進而抑制輸出錯誤或過大的暫態(tài)震蕩情形發(fā)生，改善傳統(tǒng)數(shù)字補償電路因回溯延遲、暫態(tài)速度不佳等因素于模式切換瞬間造成電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，同時降低電感電流瞬間爆沖、燒毀元件的可能；其中，特定時間的計算方式是以直流輸入電壓與直流輸出電壓的差值除以離散導通周期信號于一個切換周期內(nèi)的最大變化量，并將上述結(jié)果乘以切換周期。[0011]如上所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其中于數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊輸出端進一步耦接一死域時間控制電路，用以控制死域時間使非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的開關(guān)于切換其間不造成能量浪費。[0012]本發(fā)明的有益效果是:可使得直流輸出電壓保持絕對的穩(wěn)定性，改善非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊在模式切換區(qū)間的操作缺陷；可減少一周期內(nèi)的開關(guān)切換次數(shù)，進而改善開關(guān)的切換損失；可改善傳統(tǒng)數(shù)字補償電路因回溯延遲、暫態(tài)速度不佳等因素于模式切換瞬間造成電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，同時降低電感電流瞬間爆沖、燒毀元件的可能?！緦＠綀D】【附圖說明】[0013]圖1是本發(fā)明其一較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖；[0014]圖2是本發(fā)明其一較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊與射頻電路模塊的內(nèi)部電路圖；[0015]圖3是本發(fā)明其一較佳實施例其參考電壓修正電路內(nèi)部電性關(guān)系配置方塊圖；[0016]圖4是本發(fā)明其二較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖；[0017]圖5是本發(fā)明其二較佳實施例其暫態(tài)時間估測模塊未于一特定時間后啟動重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路的暫態(tài)響應(yīng)示意圖；[0018]圖6是本發(fā)明其二較佳實施例其暫態(tài)時間估測模塊于一特定時間后啟動重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路的暫態(tài)響應(yīng)示意圖；[0019]圖7是本發(fā)明其三較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖。[0020]附圖標記[0021]I非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)[0022]11非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊[0023]12負回授模塊[0024]121參考電壓修正電路[0025]1211多工器[0026]1212模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路[0027]1213編碼器[0028]122數(shù)字補償電路[0029]1221補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路[0030]123數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊[0031]124暫態(tài)時間估測模塊[0032]13死域時間控制電路[0033]2射頻電路模塊[0034]21功率放大器22天線[0035]V0直流輸出電壓Vbat直流輸入電壓[0036]Vref參考電壓e[n]離散誤差信號[0037]d[n]離散導通周期信號c(t)導通周期[0038]DTs_lock導通周期鎖定信號T特定時間[0039]L電感C電容[0040]S1第一開關(guān)S2第二開關(guān)[0041]S3第三開關(guān)S4第四開關(guān)【具體實施方式】[0042]本發(fā)明的目的及其電路設(shè)計功能上的優(yōu)點，將依據(jù)以下圖面所示的電路圖，配合具體實施例予以說明，使審查委員能對本發(fā)明有更深入且具體的了解。[0043]首先，請參閱圖1所示，為本發(fā)明其一較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖，本發(fā)明的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)I可應(yīng)用于射頻電路模塊2，其中射頻電路模塊2包含一功率放大器21以及一耦接功率放大器21的天線22，其中非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)I包括有:[0044]一非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11，是利用導通周期c(t)的不同改變開關(guān)狀態(tài)的時間比例，以將直流輸入電壓Vbat以降壓模式或升壓模式輸出一直流輸出電壓V。，且射頻電路模塊2耦接非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11的輸出端；其中，請參閱圖2所示，是非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊與射頻電路模塊的內(nèi)部電路圖；于本實施例中，非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11包括一耦接直流輸入電壓Vbat正極的第一開關(guān)S1、一分別稱接第一開關(guān)S1與直流輸入電壓Vbat負極的第二開關(guān)S2、一分別稱接第一開關(guān)S1與第二開關(guān)S2的電感L、一分別稱接電感L與直流輸入電壓Vbat負極的第三開關(guān)S3、一分別耦接電感L與第三開關(guān)S3的第四開關(guān)S4，以及一分別耦接第四開關(guān)S4與直流輸入電壓Vbat負極的電容C，而射頻電路模塊2則與上述的電容C并聯(lián)；其中第一?四開關(guān)SpS2、S3、S4可選自金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)其中之一,于本實施例,第一?四開關(guān)SpSySyS4選自金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管；以及[0045]一負回授模塊12，耦接非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11輸出端，其包括有一供直流輸出電壓V。、直流輸入電壓Vbat,以及一參考電壓VMf輸入的參考電壓修正電路121，請參閱圖3所示，是參考電壓修正電路內(nèi)部電性關(guān)系配置方塊圖，其中參考電壓修正電路121包括有一多工器1211、一編碼器1213以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1212，多工器1211用以接收導通周期鎖定信號DTs_1(X;k，并根據(jù)導通周期鎖定信號DTs_1(X;k選擇性地輸出直流輸入電壓Vbat與參考電壓Vref兩者之一，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1212用以接收直流輸出電壓\，并于編碼器1213中將多工器1211的輸出電壓與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1212的輸出電壓的差值取樣及量化，產(chǎn)生離散誤差信號e[η]，而導通周期鎖定信號DTs_1(K;k的啟動是當參考電壓落入導通周期c(t)的非線性區(qū)域；其中，導通周期c(t)的非線性區(qū)域是包含于降壓模式時，直流輸出電壓V。與直流輸入電壓Vbat的比例介于0.95與I之間，以及于升壓模式時，直流輸出電壓V。與直流輸入電壓Vbat的比例介于I與1.05之間；上述的參考電壓修正電路121產(chǎn)生一離散誤差信號e[n]至一數(shù)字補償電路122，經(jīng)數(shù)字補償電路122運算后輸出一離散導通周期信號d[n]至一數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊123，數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊123則以類似三角波的數(shù)字信號與離散導通周期信號d[n]比較后輸出一導通周期c(t)，以控制非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11的開關(guān)的導通與截止狀態(tài)，使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11的直流輸出電壓V。能追隨參考電壓Vref并達到穩(wěn)定。[0046]再者，數(shù)字補償電路122包括一補償電壓對照表(lookuptable,LUT)轉(zhuǎn)換電路1221，由于進入數(shù)字補償電路122的離散誤差信號e[n]動態(tài)范圍不大，大約僅為3?4位，因此可以使用對照表方式來取代乘法器以實現(xiàn)出數(shù)字補償器，使得當離散誤差信號e[n]進入時，只需根據(jù)其數(shù)值去選擇相對應(yīng)的存儲器位址，并取出其內(nèi)容再使用加法器運算，即可得到目前的離散導通周期信號d[n];于本較佳實施例中，數(shù)字補償電路122可為一數(shù)字PID(proportionalintegralderivative)補償器。[0047]根據(jù)上述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)I于實施使用時，其模式分離操作的方法是將降壓模式與升壓模式的導通率分別設(shè)定為100%與5%，以作為導通周期C(t)保持恒定值的特定目標；藉此，當非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11進入到降壓模式的不連續(xù)操作區(qū)(亦即參考電壓Vref落在0.95<M<I的范圍)，100%導通率即表示導通周期c(t)全開，此時直流輸出電壓V。應(yīng)等于直流輸入電壓Vbat(M=I)，這也是模式切換區(qū)間內(nèi)唯一可以穩(wěn)定停留的狀態(tài)，同時直流輸出電壓V?？梢源_保高于參考電壓VMf，不會讓功率放大器21發(fā)生誤動作；而當非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11進入到升壓模式的不連續(xù)操作區(qū)(亦即參考電壓VMf落在I<M<1.05的范圍)，5%導通率表示導通周期c(t)很小但是已經(jīng)落入正常的連續(xù)區(qū)間了，因此穩(wěn)態(tài)時不會出現(xiàn)抖動的情況；又此時的5%導通率換算直流輸出電壓V。約略為M=L05的數(shù)值，同樣會高于參考電壓VMf，滿足功率放大器正確操作的前提；藉此，只要負回授模塊12檢測到參考電壓進入“模式切換區(qū)間”，無論如何會強制把送出的導通周期c(t)鎖定在上述恒定值，完成穩(wěn)定直流輸出電壓V。的目的，相較于傳統(tǒng)是以追求“輸出電壓連續(xù)性”的技術(shù)手段，本發(fā)明是以強制鎖定導通周期c(t)使得當模式切換時可達到直流輸出電壓V。達到穩(wěn)定的功效。[0048]進一步地說明，請參閱圖3所示，當非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11正常操作時多工器1211會直接將參考電壓Vref送至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1212來運算離散誤差信號e[n]，但若是導通周期鎖定信號DTs_1(K;k啟動時，多工器1211會改為送出直流輸入電壓Vbat;舉例而言，當直流輸入電壓Vbat為3.0Volt，且非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11在“降壓模式/導通率為100%”的特定條件操作，此時電流路徑上的離散元件因為有寄生電阻而造成些許壓降，直流輸出電壓V。因此為2.95Volt,因此，只要多工器1211送入編碼器1213的信息將原本的參考電壓Vref改為2.95Volt的數(shù)值，負回授模塊12就會誤認為輸出目標為2.95Volt，并自然的將導通周期c(t)往100%趨近，數(shù)字補償電路122將直流輸出電壓V。最終穩(wěn)定在2.95Volt,且因直流輸出電壓V。和修改過的參考電壓值皆為2.95Volt，導致離散誤差信號e[n]必然為0，數(shù)字補償電路122因此認為系統(tǒng)穩(wěn)定所以不會再去修正離散導通周期信號d[n]，導通周期c(t)即能長時間鎖定在“降壓模式/導通率為100%”的特定條件，而且能擁有閉回路補償后良善的穩(wěn)定性規(guī)格，在暫態(tài)收斂的過程中也不會出現(xiàn)輸出錯誤或過大的暫態(tài)震蕩。[0049]此外，上述的模式分離操作會使得離散導通周期信號d[n]被嚴重放大；舉例來說，當參考電壓突然上升到很高的電壓值，此時在降壓模式中就算離散導通周期信號d[n]上升到最大值也無法滿足直流輸出電壓V。的需求，非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11只好切換到升壓模式以求繼續(xù)提升直流輸出電壓V。；由于模式改變，導致離散導通周期信號d[n]可能需要在模式切換的前后由一個較大的數(shù)值瞬間變得很小，但是數(shù)字補償電路122修正離散導通周期信號d[n]有限的特性，下修離散導通周期信號d[n]可能需要耗費數(shù)個至上百個切換周期；在這段下修的期間內(nèi)，非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11已切至升壓模式工作，造成導通周期c(t)異常偏高，直流輸出電壓V。因而在模式切換的瞬間突然暴沖；因此，本發(fā)明于降壓模式或升壓模式切換的同時，進一步重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路1221，使得離散誤差信號e[n]歸零；藉此，令非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11得以順利地更動操作模式，避免離譜的瞬間電壓暴沖。[0050]再者，請參閱圖4所示，為本發(fā)明其二較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖；本實施例與上述其一較佳實施例類似，差異處在于本實施例中是于參考電壓修正電路121輸出端進一步耦接一暫態(tài)時間估測模塊124,于降壓模式或升壓模式切換時,控制補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路1221于一特定時間T后啟動重置，使直流輸出電壓V。不致變化過大；其中，上述的特定時間T是以直流輸入電壓Vbat與直流輸出電壓V。的差值除以離散導通周期信號d[n]于一個切換周期內(nèi)的最大變化量，并將上述結(jié)果乘以切換周期的結(jié)果；于實際實施使用時，當參考電壓Vref突然改變導致非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11的操作模式需要切換時，啟動導通周期鎖定信號DTs_1(K;k，并通過參考電壓修正電路121將參考電壓Vref修正為直流輸入電壓Vbat，此時，非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11即以直流輸入電壓Vbat為目標去收斂直流輸出電壓V。，而當直流輸出電壓V。到達直流輸入電壓Vbat附近時，進入數(shù)字補償電路122的離散誤差信號e[η]值就會減小，直流輸入電壓Vbat和直流輸出電壓V。的誤差值也掉入到離散導通周期信號d[n]的修正范圍之內(nèi)，于此情況下再將補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路1221重置，使得導通周期c(t)的瞬間改變不會造成直流輸出電壓V。變化過大，避免數(shù)字補償電路122等效開路的情形發(fā)生；請參閱圖圖6所示，是本實施例其暫態(tài)時間估測模塊分別未于一特定時間后，以及于一特定時間后啟動重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路的暫態(tài)響應(yīng)示意圖，由圖中可清楚看出特定時間T即是在進行補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路1221重置之前，于直流輸出電壓V。趨近直流輸入電壓Vbat所需要的時間，也因此模式切換整個步驟會有一小段的過程，用在縮小電壓差距(outputgap)，而通過暫態(tài)時間估測模塊124對于特定時間T的估測，于特定時間T點重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路1221，將使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11在模式切換之后會加快到達穩(wěn)態(tài)的過程，進而抑制輸出錯誤或過大的暫態(tài)震蕩情形發(fā)生。[0051]請再參閱圖7所示，是本發(fā)明其三較佳實施例的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于射頻電路模塊的電性關(guān)系配置方塊圖；本實施例與上述其一較佳實施例類似，差異處在于本實施例中于數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊123輸出端進一步耦接一死域時間(deadtime)控制電路13，用以控制死域時間使非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11的開關(guān)于切換其間不造成能量浪費；死域時間的發(fā)生是因非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11中的開關(guān)，其寄生電容C上存儲的電能會使開關(guān)在導通和關(guān)閉的時間增長，開關(guān)同時導通的現(xiàn)象發(fā)生；舉例而言，請參閱圖2所示，若第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2的切換間隔過短(亦即死域時間太小)，即有可能會出現(xiàn)第一、二開關(guān)SpS2同時導通的現(xiàn)象(因其中一個尚未完全關(guān)閉)，造成直流輸入電壓Vbat直接對接地短路而產(chǎn)生一個瞬間直通電流(shoot-throughcurrent),不僅浪費掉能量且亦容易傷害非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊11系統(tǒng)的元件，而反之，若死域時間設(shè)計太大，則兩個開關(guān)同時關(guān)閉的時間則會過長；于實施使用時，是依據(jù)開關(guān)切換所需時間，將死域時間固定于一時間，以避免各個開關(guān)在切換動作時發(fā)生能量浪費的情形。[0052]由上述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)的實施說明可知，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:[0053]1.本發(fā)明通過直接鎖定導通周期來避免脈波震蕩的現(xiàn)象，滿足導通周期恒定的第一要件，再通過參考電壓修正電路將參考電壓值進行適度修改，直接消除了原先直流輸出電壓和參考電壓之間的誤差值，達成避免導通周期震蕩的另一個條件，使得直流輸出電壓保持絕對的穩(wěn)定性，改善非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊在模式切換區(qū)間的操作缺陷。[0054]2.本發(fā)明的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)將導通周期鎖定于所設(shè)計的兩個特定準位，不受參考電壓的變動影響，使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊皆僅需要單一種操作模式就能達到所需的功效，與傳統(tǒng)重疊導通周期法相較下，可減少一周期內(nèi)的開關(guān)切換次數(shù)，進而改善開關(guān)的切換損失。[0055]3.本發(fā)明通過暫態(tài)時間估測模塊對于特定時間的估測，于特定時間點后重置補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路，將使得非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊在模式切換之后會加快到達穩(wěn)態(tài)的過程，進而抑制輸出錯誤或過大的暫態(tài)震蕩情形發(fā)生，改善傳統(tǒng)數(shù)字補償電路因回溯延遲、暫態(tài)速度不佳等因素于模式切換瞬間造成電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，同時降低電感電流瞬間爆沖、燒毀元件的可能。[0056]綜上所述，本發(fā)明的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，的確能通過上述所揭露的實施例，達到所預(yù)期的使用功效，且本發(fā)明亦未曾公開于申請前，誠已完全符合專利法的規(guī)定與要求。依法提出發(fā)明專利的申請，懇請惠予審查，并賜準專利，則實感德便。[0057]上述所揭示的圖示及說明，僅為本發(fā)明的較佳實施例，非為限定本發(fā)明的保護范圍；大凡本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，其所依本發(fā)明的特征范疇，所作的其它等效變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的設(shè)計范疇。【權(quán)利要求】1.一種非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，應(yīng)用于射頻電路模塊，其特征在于，所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)包括有:一非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊，利用導通周期的不同改變開關(guān)狀態(tài)的時間比例，以將直流輸入電壓以降壓模式或升壓模式輸出一直流輸出電壓，所述射頻電路模塊耦接所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的輸出端；以及一負回授模塊，耦接所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的輸出端，所述負回授模塊包括有一供所述直流輸出電壓、所述直流輸入電壓，以及一參考電壓輸入的參考電壓修正電路，所述參考電壓修正電路產(chǎn)生一離散誤差信號至一數(shù)字補償電路，經(jīng)所述數(shù)字補償電路運算后輸出一離散導通周期信號至一數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊，所述數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊以類似三角波的數(shù)字信號與所述離散導通周期信號比較后輸出所述導通周期，以控制所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的開關(guān)的導通與截止狀態(tài)，使得所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的所述直流輸出電壓能追隨所述參考電壓并達到穩(wěn)定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述參考電壓修正電路包括有一多工器、一編碼器以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，所述多工器用以接收導通周期鎖定信號，并根據(jù)所述導通周期鎖定信號選擇性地輸出所述直流輸入電壓與所述參考電壓兩者之一，所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路用以接收所述直流輸出電壓，于所述編碼器中將所述多工器的輸出電壓與所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的差值取樣及量化，產(chǎn)生所述離散誤差信號，其中所述導通周期鎖定信號的啟動是當所述參考電壓落入所述導通周期的非線性區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述導通周期的非線性區(qū)域包含于降壓模式時，所述直流輸出電壓與所述直流輸入電壓的比例介于0.95與I之間，以及于升壓模式時，所述直流輸出電壓與所述直流輸入電壓的比例介于I與1.05之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊包括一耦接所述直流輸入電壓正極的第一開關(guān)、一分別耦接所述第一開關(guān)與所述直流輸入電壓負極的第二開關(guān)、一分別耦接所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)的電感、一分別耦接所述電感與所述直流輸入電壓負極的第三開關(guān)、一分別耦接所述電感與所述第三開關(guān)的第四開關(guān)，以及一分別耦接所述第四開關(guān)與所述直流輸入電壓負極的電容。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一~四開關(guān)選自金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管其中之O6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字補償電路包括一補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，于所述降壓模式或所述升壓模式切換的同時，進一步重置所述補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路，使得所述離散誤差信號歸零。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，于所述參考電壓修正電路輸出端進一步耦接一暫態(tài)時間估測模塊，于所述降壓模式或所述升壓模式切換時，控制所述補償電壓對照表轉(zhuǎn)換電路于一特定時間后啟動重置，使所述直流輸出電壓不致變化過大。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述特定時間是以所述直流輸入電壓與所述直流輸出電壓的差值除以所述離散導通周期信號于一個切換周期內(nèi)的最大變化量，并將上述結(jié)果乘以切換周期。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，于所述數(shù)字脈波寬度調(diào)變模塊輸出端進一步耦接一死域時間控制電路，用以控制死域時間使所述非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流控制模塊的開關(guān)于切換其間不造成能量浪費。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非反向一升降壓兩用型直流轉(zhuǎn)直流數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻電路模塊包含一功率放大器以及一耦接所述功率放大器的天線?！疚臋n編號】H02M3/157GK103683933SQ201210574977【公開日】2014年3月26日申請日期:2012年12月26日優(yōu)先權(quán)日:2012年9月19日【發(fā)明者】劉翰虔,蔡建泓,蔡育新申請人:蔡建泓