TWI536723B - 升降壓轉換器及其控制器和控制方法 - Google Patents

Description

升降壓轉換器及其控制器和控制方法

本發明涉及電子電路，尤其涉及升降壓轉換器及其控制器和控制方法。

隨著消費類電子產品市場的迅速發展，可擕式電子產品不斷向小型化、輕型化轉變，產品的體積變小使得其電池的體積和容量也隨之減小。這就要求盡可能地提高此類產品供電模組的轉換效率，減小功耗，並使其能在較寬的電池電壓變化範圍內提供穩定的輸出電壓，以便延長電池的使用時間。能在寬輸入範圍下工作的升降壓轉換器被廣泛用於此類場合。

圖1是傳統四電晶體升降壓轉換器的電路原理圖。該升降壓轉換器將輸入電壓VIN轉換為輸出電壓VOUT，包括電晶體S1~S4、電感器L以及輸出電容器C。當電晶體S1、S3導通，電晶體S2、S4關斷時，電感器L儲存能量。當電晶體S1、S3關斷，電晶體S2、S4導通時，電感 器L儲存的能量被提供至負載。由於四個電晶體S1~S4均持續工作，傳統升降壓轉換器的功率損耗較大。

為了降低功耗，可以根據輸入輸出電壓的不同關係採用不同的工作模式，以減少同時工作的開關數量。當輸入電壓VIN小於輸出電壓VOUT時，升降壓轉換器工作於升壓模式，電晶體S1恒定導通，電晶體S2恒定關斷，電晶體S3和S4通過脈衝寬度調製進行控制。當輸入電壓VIN大於輸出電壓VOUT時，升降壓轉換器工作於降壓模式，電晶體S4恒定導通，電晶體S3恒定關斷，電晶體S1和S2通過脈衝寬度調製進行控制。

然而，根據輸入輸出電壓關係來判斷工作模式，使得控制回路與電壓反饋回路之間的關係複雜，加大了系統設計和測試的難度。此外，不同工作模式之間的轉換，也會引起各電路參數(例如電壓、電流、工作比)的突變，輸出電壓VOUT上可能會出現跳變尖峰。

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、模式轉換平滑，且易於設計和測試的升降壓轉換器及其控制器和控制方法。

根據本發明實施例的一種升降壓轉換器的控制器，該升降壓轉換器將輸入電壓轉換為輸出電壓，包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體和電感器，該控制器包括：邏輯控制電路，基於參考信號和代表輸出電 壓的回饋信號產生邏輯控制信號；脈衝寬度增大電路，耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號，並基於邏輯控制信號產生和值控制信號，其中脈衝寬度增大電路將邏輯控制信號的脈衝寬度增大第一預設值，以產生和值控制信號的脈衝寬度；脈衝寬度減小電路，耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號，並基於邏輯控制信號產生差值控制信號，其中脈衝寬度減小電路將邏輯控制信號的脈衝寬度減小第二預設值，以產生差值控制信號的脈衝寬度；第一驅動電路，耦接至脈衝寬度增大電路以接收和值控制信號，並基於和值控制信號產生第一驅動信號和第二驅動信號以控制第一電晶體和第二電晶體；以及第二驅動電路，耦接至脈衝寬度減小電路以接收差值控制信號，並基於差值控制信號產生第三驅動信號和第四驅動信號以控制第三電晶體和第四電晶體。

根據本發明實施例的一種升降壓轉換器，包括如前所述的控制器。

根據本發明實施例的一種升降壓轉換器的控制方法，該升降壓轉換器將輸入電壓轉換為輸出電壓，包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體和電感器，該控制方法包括：取樣輸出電壓，產生代表輸出電壓的回饋信號；基於參考信號和回饋信號，產生邏輯控制信號；基於邏輯控制信號，產生和值控制信號，其中和值控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第一預設值之和；基於邏輯控制信號，產生差值控制信號，其中差值 控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第二預設值之差；基於和值控制信號，產生第一驅動信號和第二驅動信號以控制第一電晶體和第二電晶體；以及基於差值控制信號，產生第三驅動信號和第四驅動信號以控制第三電晶體和第四電晶體。

根據本發明的實施例，分別對邏輯控制信號進行處理，並分別根據處理所得的和值控制信號和差值控制信號產生驅動信號以控制第一至第四電晶體，實現了升降壓轉換器在多個工作模式之間的自動、平滑轉換，使得各電路參數在模式轉換時連續且平滑，也使電路設計與測試均變得更為容易。此外，在本發明的實施例中，無需額外的輸入電壓回饋電路與模式判斷電路，這無疑使得升降壓轉換器的結構變得更為簡單，且加強了系統的可靠性。

S1-S4‧‧‧電晶體

L‧‧‧電感器

C‧‧‧電容器

200‧‧‧升降壓轉換器

201‧‧‧控制器

202‧‧‧回饋電路

203‧‧‧邏輯控制電路

204‧‧‧脈衝寬度增大電路

205‧‧‧第一驅動電路

206‧‧‧脈衝寬度減小電路

207‧‧‧第二驅動電路

D1‧‧‧二極體

C1‧‧‧電容器

R1‧‧‧電阻器

COM1‧‧‧比較器

D2‧‧‧二極體

C2‧‧‧電容器

R2‧‧‧電阻器

COM2‧‧‧比較器

700‧‧‧升降壓轉換器

702‧‧‧回饋電路

703‧‧‧邏輯控制電路

704‧‧‧脈衝寬度增大電路

705‧‧‧第一驅動電路

706‧‧‧脈衝寬度減小電路

707‧‧‧第二驅動電路

708‧‧‧電流取樣電路

R3,R4‧‧‧電阻器

709‧‧‧振盪器

710‧‧‧加法器

ea‧‧‧誤差放大器

COM3‧‧‧比較器

FF‧‧‧RS正反器

NOR1,NOR2‧‧‧反或閘

DL1-DL3‧‧‧延遲電路

圖1為傳統四電晶體升降壓轉換器的電路原理圖；圖2為根據本發明一實施例的升降壓轉換器200的示意性方塊圖；圖3為根據本發明一實施例的圖2所示脈衝寬度增大電路204的電路原理圖；圖4為根據本發明一實施例的圖3所示脈衝寬度增大電路204的工作波形圖；圖5為根據本發明一實施例的圖2所示脈衝寬度減小電路206的電路原理圖； 圖6為根據本發明一實施例的圖5所示脈衝寬度減小電路206的工作波形圖；圖7為根據本發明一實施例的的升降壓轉換器700的電路原理圖；圖8為根據本發明一實施例的升降壓轉換器控制方法的流程圖。

下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裏描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是，不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是 按比例繪製的。應當理解，當稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。

圖2為根據本發明一實施例的升降壓轉換器200的示意性框圖。該升降壓轉換器200包括電晶體S1~S4、電感器L、輸出電容器C、控制器201以及回饋電路202。電晶體S1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓VIN。電晶體S2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至電晶體S1的第二端，第二端接地。電感器L具有第一端和第二端，其中第一端耦接至電晶體S1的第二端和電晶體S2的第一端。電晶體S3具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至電感器L的第二端，第二端接地。電晶體S4具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至電感器L的第二端和電晶體S3的第一端，第二端提供輸出電壓VOUT。輸出電容器C耦接在電晶體S4的第二端和地之間。電晶體S1~S4可以是任何可控半導體開關器件，例如金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)等。

回饋電路202具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至電晶體S4的第二端以接收輸出電壓VOUT，回饋電路202取樣輸出電壓VOUT，在輸出端產生代表輸出電壓 VOUT的回饋信號FB。控制器201耦接至回饋電路202以接收回饋信號FB，並基於回饋信號FB產生驅動信號DRV1~DRV4以分別控制電晶體S1~S4。控制器201可以為積體電路，也可以部分或全部地由分立電子元件組成。

如圖2所示，控制器201包括邏輯控制電路203、脈衝寬度增大電路204、脈衝寬度減小電路206、第一驅動電路205以及第二驅動電路207。邏輯控制電路203具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收參考信號VREF，第二輸入端耦接至回饋電路202的輸出端以接收回饋信號FB，邏輯控制電路203基於參考信號VREF和回饋信號FB，在輸出端產生邏輯控制信號CTRL。邏輯控制電路203可採用任何合適的控制方法，例如定頻峰值電流控制、平均電流控制、關斷時間控制等。

脈衝寬度增大電路204具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至邏輯控制電路203的輸出端以接收邏輯控制信號CTRL，脈衝寬度增大電路204基於邏輯控制信號CTRL，在輸出端產生和值控制信號CTRLS。脈衝寬度增大電路204將邏輯控制信號CTRL的脈衝寬度TON與第一預設值TTH1相加，以產生和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS。脈衝寬度增大電路204可以是任何可實現脈衝寬度增大功能的類比或者數位電路。由於和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS必然大於等於零，而小於等於邏輯控制信號CTRL的週期T，因而當TON+TTH1大於 T時，和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS被限制至等於T。

第一驅動電路205具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，其中輸入端耦接至脈衝寬度增大電路204以接收和值控制信號CTRLS，第一輸出端耦接至電晶體S1的控制端，第二輸出端耦接至電晶體S2的控制端。第一驅動電路205基於和值控制信號CTRLS，在第一輸出端和第二輸出端產生驅動信號DRV1和DRV2。一般地，驅動信號DRV1與DRV2互補。為了避免電晶體S1和S2直通，第一驅動電路205通常包括死區時間控制電路，以在驅動信號DRV1與DRV2之間引入死區時間。

脈衝寬度減小電路206具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至邏輯控制電路203的輸出端以接收邏輯控制信號CTRL，脈衝寬度減小電路206基於邏輯控制信號CTRL，在輸出端產生差值控制信號CTRLD。脈衝寬度減小電路206將邏輯控制信號CTRL的脈衝寬度TON與第二預設值TTH2相減，以產生差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND。脈衝寬度減小電路206可以是任何可實現脈衝寬度減小功能的類比或者數位電路。由於差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND必然大於等於零，而小於等於邏輯控制信號CTRL的週期T，因而當TON-TTH2小於零時，差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND被限制至等於0。

第二驅動電路207具有輸入端、第一輸出端和第二輸 出端，其中輸入端耦接至脈衝寬度減小電路206以接收差值控制信號CTRLD，第一輸出端耦接至電晶體S3的控制端，第二輸出端耦接至電晶體S4的控制端。第二驅動電路207基於差值控制信號CTRLD，在第一輸出端和第二輸出端產生驅動信號DRV3和DRV4。一般地，驅動信號DRV3與DRV4互補。為了避免電晶體S3和S4直通，第二驅動電路207通常包括死區時間控制電路，以在驅動信號DRV3與DRV4之間引入死區時間。

以下以工作於電流連續模式下的升降壓轉換器為例進行說明，但本領域技術人員可知，類似的分析方式對工作于電流斷續模式下的升降壓轉換器也適用。

假設升降壓轉換器200工作於電流連續模式，當邏輯控制信號CTRL的脈衝寬度TON大於TTH2並小於T-TTH1時，即TTH2<TON<(T-TTH1)，則和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS等於TON+TTH1，差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND等於TON-TTH2。此時，升降壓轉換器200工作於升降壓模式，電晶體S1~S4均參與工作。根據電感伏秒平衡定律，可以得到：VIN*(TON+TTH1)/T=VOUT*(1-(TON-TTH2)/T) (公式1)

當tonTTH2，則和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS等於TON+TTH1，而差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND被限制至等於0。此時，升降壓轉換器200工 作於降壓模式，電晶體S3恒定關斷，而電晶體S4恒定導通。根據電感伏秒平衡定律，可以得到：VIN*(TON+TTH1)/T=VOUT (公式2)

當tonT-TTH1，則差值控制信號CTRLD的脈衝寬度TOND等於TON-TTH2，而和值控制信號CTRLS的脈衝寬度TONS被限制至等於T。此時，升降壓轉換器200工作於升壓模式，電晶體S1恒定導通，而電晶體S2恒定關斷。根據電感伏秒平衡定律，可以得到：VIN=VOUT *(1-(TON-TTH2)/T) (公式3)

由以上分析可知，升降壓轉換器200可基於邏輯控制信號CTRL的脈衝寬度TON在降壓模式、升降壓模式和升壓模式之間自動、平滑地進行轉換，這使得各電路參數(例如電壓、電流、工作比等)在模式切換時連續且平滑，也使電路設計與測試均變得更為容易。此外，升降壓轉換器200無需額外的輸入電壓回饋電路與模式判斷電路，這無疑降低了系統的體積與成本，也加強了系統的可靠性。

第一預設值TTH1和第二預設值TTH2的取值需考慮到效率和平滑模式轉換之間的折衷。預設值TTH1和TTH2越大，效率越高；預設值TTH1和TTH2越小，模 式轉換越平滑。一般地，TTH1和TTH2均大於零，且二者之和小於邏輯控制信號CTRL的週期T。在一個實施例中，為了便於電路設計，第一預設值TTH1與第二預設值TTH2相等。

圖3為根據本發明一實施例的圖2所示脈衝寬度增大電路204的電路原理圖。該脈衝寬度增大電路204包括二極體D1、電阻器R1、電容器C1以及比較器COM1。二極體D1具有陽極和陰極，其中陽極耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號CTRL。電阻器R1具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二極體D1的陽極，第二端耦接至二極體D1的陰極。電容器C1具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二極體D1的陰極，第二端接地。比較器COM1具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端耦接至電容器C1的第一端，反相輸入端接收臨限值電壓VTH1，比較器COM1將電容器C1兩端的電壓VC1與臨限值電壓VTH1進行比較，在輸出端產生和值控制信號CTRLS。

圖4為根據本發明一實施例的圖3所示脈衝寬度增大電路204的工作波形圖。如圖4所示，當邏輯控制信號CTRL由低位準變為高位準時，二極體D1導通，電容器C1通過二極體D1被快速充電，其兩端的電壓VC1迅速增大。當電壓VC1增大至臨限值電壓VTH1時，和值控制信號CTRLS由低位準變為高位準。當邏輯控制信號CTRL由高位準變為低位準時，二極體D1關斷，電容器 C1通過電阻器R1被緩慢放電，其兩端的電壓VC1逐漸減小。當電壓VC1減小至臨限值電壓VTH1時，和值控制信號CTRLS由高位準變為低位準。電容器C1被放電至臨限值電壓VTH1所需的時間即為預設值TTH1，該預設值TTH1可以藉由改變臨限值電壓VTH1、電阻器R1的阻值或電容器C1的容值來進行調節。

圖5為根據本發明一實施例的圖2所示脈衝寬度減小電路206的電路原理圖。該脈衝寬度增大電路206包括二極體D2、電阻器R2、電容器C2以及比較器COM2。二極體D2具有陽極和陰極，其中陰極耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號CTRL。電阻器R2具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二極體D2的陰極，第二端耦接至二極體D2的陽極。電容器C2具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二極體D2的陽極，第二端接地。比較器COM2具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端耦接至電容器C2的第一端，反相輸入端接收臨限值電壓VTH2，比較器COM2將電容器C2兩端的電壓VC2與臨限值電壓VTH2進行比較，在輸出端產生差值控制信號CTRLD。

圖6為根據本發明一實施例的圖5所示脈衝寬度減小電路206的工作波形圖。如圖6所示，當邏輯控制信號CTRL由低位準變為高位準時，二極體D2關斷，電容器C2通過電阻器R2被緩慢充電，其兩端的電壓VC2逐漸增大。當電壓VC1增大至臨限值電壓VTH2時，差值控 制信號CTRLD由低位準變為高位準。當邏輯控制信號CTRL由高位準變為低位準時，二極體D2導通，電容器C2通過二極體D2被快速放電，其兩端的電壓VC2迅速減小。當電壓VC2減小至臨限值電壓VTH2時，差值控制信號CTRLD由高位準變為低位準。電容器C2被充電至臨限值電壓VTH2所需的時間即為預設值TTH2，該預設值TTH2可以通過改變臨限值電壓VTH2、電阻器R2的阻值或電容器C2的容值來進行調節。

圖7為根據本發明一實施例的的升降壓轉換器700的電路原理圖。其中電晶體S1~S4均為N型MOSFET。與圖2所示升降壓轉換器200相比，升降壓轉換器700還包括電流取樣電路708，電流取樣電路708取樣流過電感器L的電流，並產生代表該電流的電流取樣信號ISENSE。電流取樣電路708可以採用任何常用的電流取樣方法，例如電流取樣電阻器，電流感測器，電流鏡等。電流取樣電路708可以直接取樣流過電感器L的電流，也可以通過取樣流過電晶體S1的電流來獲取電流取樣信號ISENSE。

回饋電路702包括電阻器R3和R4構成的電阻分壓器。邏輯控制電路703包括振盪器709、誤差放大器EA、加法器710、比較器COM3和RS正反器FF。振盪器709產生週期性的時鐘信號CLK和斜坡信號VSLOPE。誤差放大器EA具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端接收參考信號VREF，反相輸入端耦接至回饋電路702以接收回饋信號FB，誤差放大器EA基於參考 信號VREF和回饋信號FB，在輸出端產生補償信號COMP。加法器710具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至振盪器709以接收斜坡信號VSLOPE，第二輸入端耦接至電流取樣電路708以接收電流取樣信號ISENSE，加法器710將斜坡信號VSLOPE與電流取樣信號ISENSE相加，在輸出端產生和值信號SUM。比較器COM3具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端耦接至加法器710的輸出端以接收和值信號SUM，反相輸入端耦接至誤差放大器EA的輸出端以接收補償信號COMP，比較器COM3將和值信號SUM與補償信號COMP進行比較，在輸出端產生重設信號RST。正反器FF具有設定端、重設端和輸出端，其中設定端耦接至振盪器709以接收時鐘信號CLK，重設端耦接至比較器COM3的輸出端以接收重設信號RST，正反器FF基於時鐘信號CLK和重設信號RST，在輸出端產生邏輯控制信號CTRL。

邏輯控制電路703採用定頻峰值電流控制方式。在時鐘信號CLK的上升沿，正反器FF被設定，邏輯控制信號CTRL由低位準變為高位準。當和值信號SUM增大至大於補償信號COMP時，重設信號RST由低位準變為高位準，正反器FF被重設，邏輯控制信號CTRL由高位準變為低位準。

脈衝寬度增大電路704和脈衝寬度減小電路706的結構與圖3和圖5所示電路的結構基本相同。第一驅動電路 705包括延遲電路DL2以及反或閘NOR1，其連接結構如圖7所示。在圖7所示實施例中，時鐘信號CLK經過延遲電路DL1後方被送入正反器FF。在延遲電路DL1、DL2以及反或閘NOR1的作用下，第一驅動電路705產生的驅動信號DRV1和DRV2互補，且兩者之間存在必要的死區時間。

第二驅動電路707包括延遲電路DL3、比較器COM4以及反或閘NOR2，其連接結構如圖7所示。用於比較器COM4的臨限值電壓VTH3被設置為略小於臨限值電壓VTH2。在延遲電路DL3、比較器COM4以及反或閘NOR2的作用下，第二驅動電路707產生的驅動信號DRV3和DRV4互補，且兩者之間存在必要的死區時間。

圖8為根據本發明一實施例的升降壓轉換器控制方法的流程圖。該控制方法包括步驟S811~S816。

在步驟S811，取樣輸出電壓，產生代表輸出電壓的回饋信號。

在步驟S812，基於參考信號和回饋信號，產生邏輯控制信號。

在步驟S813，基於邏輯控制信號，產生和值控制信號，其中和值控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第一預設值之和。

在步驟S814，基於邏輯控制信號，產生差值控制信號，其中差值控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第二預設值之差。在一個實施例中，第一預設值 與第二預設值相等。在一個實施例中，第一預設值和第二預設值均大於零，而且二者之和小於邏輯控制信號的週期。

在步驟S815，基於和值控制信號，產生第一驅動信號和第二驅動信號以控制第一電晶體和第二電晶體。一般地，第一驅動信號和第二驅動信號互補，而且在第一驅動信號和第二驅動信號之間設置有死區時間。

在步驟S816，基於差值控制信號，產生第三驅動信號和第四驅動信號以控制第三電晶體和第四電晶體。一般地，第三驅動信號和第四驅動信號互補，而且在第三驅動信號和第四驅動信號之間設置有死區時間。

雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。

200‧‧‧升降壓轉換器

201‧‧‧控制器

202‧‧‧回饋電路

203‧‧‧邏輯控制電路

204‧‧‧脈衝寬度增大電路

205‧‧‧第一驅動電路

206‧‧‧脈衝寬度減小電路

207‧‧‧第二驅動電路

Claims (13)

1. 一種升降壓轉換器的控制器，該升降壓轉換器將輸入電壓轉換為輸出電壓，包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體和電感器，其中第一至第四電晶體均具有第一端、第二端和控制端，第一電晶體的第一端接收輸入電壓，第二電晶體的第一端耦接至第一電晶體的第二端，第二電晶體與第三電晶體的第二端均接地，第四電晶體的第一端耦接至第三電晶體的第一端，第四電晶體的第二端提供輸出電壓，電感器具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端，第二端耦接至第三電晶體的第一端與第四電晶體的第一端，該控制器包括：邏輯控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端接收參考信號，第二輸入端接收代表輸出電壓的反饋信號，邏輯控制電路基於參考信號和代表輸出電壓的回饋信號，在輸出端產生邏輯控制信號；脈衝寬度增大電路，具有輸入端和輸出端，輸入端耦接至邏輯控制電路的輸出端以接收邏輯控制信號，並基於邏輯控制信號在輸出端產生和值控制信號，其中脈衝寬度增大電路將邏輯控制信號的脈衝寬度增大第一預設值，以產生和值控制信號的脈衝寬度；脈衝寬度減小電路，具有輸入端和輸出端，輸入端耦接至邏輯控制電路的輸出端以接收邏輯控制信號，並基於邏輯控制信號在輸出端產生差值控制信號，其中脈衝寬度 減小電路將邏輯控制信號的脈衝寬度減小第二預設值，以產生差值控制信號的脈衝寬度；第一驅動電路，具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，輸入端耦接至脈衝寬度增大電路的輸出端以接收和值控制信號，並基於和值控制信號在第一輸出端和第二輸出端分別產生第一驅動信號和第二驅動信號以控制第一電晶體和第二電晶體；以及第二驅動電路，具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，輸入端耦接至脈衝寬度減小電路的輸出端以接收差值控制信號，並基於差值控制信號在第一輸出端和第二輸出端分別產生第三驅動信號和第四驅動信號以控制第三電晶體和第四電晶體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中所述脈衝寬度增大電路包括：第一二極體，具有陽極和陰極，其中陽極耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號；第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二極體的陽極，第二端耦接至第一二極體的陰極；第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二極體的陰極，第二端接地；以及第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第一電容器的第一端，第二輸入端接收第一臨限值電壓，第一比較器將第一電容器兩端的電壓與第一臨限值電壓進行比較，在輸出端產生和值控 制信號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中所述脈衝寬度減小電路包括：第二二極體，具有陽極和陰極，其中陰極耦接至邏輯控制電路以接收邏輯控制信號；第二電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二二極體的陰極，第二端耦接至第二二極體的陽極；第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二二極體的陽極，第二端接地；以及第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第二電容器的第一端，第二輸入端接收第二臨限值電壓，第二比較器將第二電容器兩端的電壓與第二臨限值電壓進行比較，在輸出端產生差值控制信號。
4. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中所述邏輯控制電路包括：振盪器，產生週期性的時鐘信號和斜坡信號；誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收參考信號，第二輸入端接收回饋信號，誤差放大器基於參考信號和回饋信號，在輸出端產生補償信號；加法器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至振盪器以接收斜坡信號，第二輸入端接收代表流過電感器電流的電流取樣信號，加法器將斜坡 信號與電流取樣信號相加，在輸出端產生和值信號；第三比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至加法器的輸出端以接收和值信號，第二輸入端耦接至誤差放大器的輸出端以接收補償信號，第三比較器將和值信號與補償信號進行比較，在輸出端產生重設信號；以及正反器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至振盪器以接收時鐘信號，第二輸入端耦接至第三比較器的輸出端以接收重設信號，正反器基於時鐘信號和重設信號，在輸出端產生邏輯控制信號。
5. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中第一預設值與第二預設值相等。
6. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中第一預設值和第二預設值均大於零，且第一預設值與第二預設值之和小於邏輯控制信號的週期。
7. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中第一驅動電路和第二驅動電路均包括死區時間控制電路。
8. 一種升降壓轉換器，包括如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的控制器。
9. 一種升降壓轉換器的控制方法，該升降壓轉換器將輸入電壓轉換為輸出電壓，包括第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體和電感器，其中第一至第四電晶體均具有第一端、第二端和控制端，第一電晶體的第一端接收輸入電壓，第二電晶體的第一端耦接至第一電晶 體的第二端，第二電晶體與第三電晶體的第二端均接地，第四電晶體的第一端耦接至第三電晶體的第一端，第四電晶體的第二端提供輸出電壓，電感器具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電晶體的第二端和第二電晶體的第一端，第二端耦接至第三電晶體的第一端與第四電晶體的第一端，該控制方法包括：取樣輸出電壓，產生代表輸出電壓的回饋信號；基於參考信號和回饋信號，產生邏輯控制信號；由脈衝寬度增大電路基於邏輯控制信號，產生和值控制信號，其中和值控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第一預設值之和；由不同於脈衝寬度增大電路的脈衝寬度減小電路基於邏輯控制信號，產生差值控制信號，其中差值控制信號的脈衝寬度等於邏輯控制信號的脈衝寬度與第二預設值之差；由第一驅動電路基於和值控制信號，產生第一驅動信號和第二驅動信號以控制第一電晶體和第二電晶體；以及由不同於第一驅動電路的第二驅動電路基於差值控制信號，產生第三驅動信號和第四驅動信號以控制第三電晶體和第四電晶體。
10. 如申請專利範圍第9項所述的控制方法，其中產生邏輯控制信號的步驟包括：取樣流過電感器的電流，產生電流取樣信號；產生週期性的時鐘信號和斜坡信號； 基於參考信號和回饋信號，產生補償信號；將斜坡信號與電流取樣信號相加，產生和值信號；將和值信號與第一臨限值電壓進行比較，產生重設信號；以及基於時鐘信號和重設信號，產生邏輯控制信號。
11. 如申請專利範圍第9項所述的控制方法，其中第一預設值與第二預設值相等。
12. 如申請專利範圍第9項所述的控制方法，其中第一預設值和第二預設值均大於零，且第一預設值與第二預設值之和小於邏輯控制信號的週期。
13. 如申請專利範圍第9項所述的控制方法，還包括：在第一驅動信號和第二驅動信號之間設置死區時間；以及在第三驅動信號和第四驅動信號之間設置死區時間。