專利名稱：升降式電壓轉換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流至直流電壓轉換器，尤其涉及一種升降式電壓轉換器，使一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中該輸入電壓可以大于、等于、或小于該輸出電壓。
背景技術：
直流至直流電壓轉換器可將一輸入電壓調節(jié)成一穩(wěn)定的輸出電壓，并且在此種穩(wěn)定的輸出電壓下供應外界負載所需要的電流。各式各樣的可攜式電子系統(tǒng)，例如數(shù)字相機、光碟播放機、筆記本電腦、與移動電話等等，都裝設有合適的直流至直流電壓轉換器作為其功率來源。這些可攜式電子系統(tǒng)典型上使用電池作為輸入電壓源，因此在長時間連續(xù)使用下，由電池所提供的輸出電壓呈現(xiàn)逐漸降低的現(xiàn)象。換而言之，在電池使用初期，電池兩端所提供的輸出電壓大于所欲調節(jié)成的輸出電壓，但經(jīng)過一段時間持續(xù)供應能量之后，電池所提供的輸出電壓將愈來愈接近所欲調節(jié)成的輸出電壓。此時，倘若直流至直流轉換器仍然可有效地實現(xiàn)電壓轉換功能，則延長了電池的使用壽命。
可以預見的是，在持續(xù)的操作下，電池所提供的輸出電壓會繼續(xù)降低，終將變成低于所欲調節(jié)成的輸出電壓。即使在此情況下，倘若直流至直流轉換器仍然可有效地達成電壓轉換功能，則對于電池做了最完整的利用。
因此，人們期望有一種升降式電壓轉換器，不論在輸入電壓是大于、等于、或小于所欲調節(jié)成的輸出電壓的情況中，都能有效地將輸入電壓轉換成所欲調節(jié)成的輸出電壓。
發(fā)明內容
本發(fā)明的一目的在于提供一種升降式電壓轉換器，可將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，不論該輸入電壓是大于、等于、或小于該輸出電壓。
依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種升降式電壓轉換器，具有一切換電路、一第一脈沖產(chǎn)生電路、一第二脈沖產(chǎn)生電路、以及一模式控制電路。切換電路具有一輸入切換單元與一輸出切換單元。輸入切換單元選擇性耦合一電感的第一端至輸入電壓與地面電位。輸出切換單元選擇性耦合該電感的第二端至輸出電壓與地面電位。第一脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生具有第一占空比的第一脈沖信號。第一占空比響應于輸出電壓而調變。第二脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生具有第二占空比的第二脈沖信號。第二占空比是一大于零且小于一的固定值。
當?shù)谝徽伎毡刃∮谝活A定的臨界占空比時，模式控制電路使切換電路操作于至少一單純模式。當?shù)谝徽伎毡却笥谠擃A定的臨界占空比時，模式控制電路使切換電路操作于至少一交界模式。
該至少一單純模式具有一單純降壓模式與一單純升壓模式。在單純降壓模式中，輸入切換單元由第一脈沖信號所控制，并且輸出切換單元維持于固定耦合電感的第二端至輸出電壓。在單純升壓模式中，輸出切換單元由第一脈沖信號所控制，并且輸入切換單元維持于固定耦合電感的第一端至輸入電壓。
該至少一交界模式具有一交界降壓模式與一交界升壓模式。在交界降壓模式中，輸入切換單元由第一脈沖信號所控制，并且輸出切換單元由第二脈沖信號所控制。在交界升壓模式中，輸出切換單元由第一脈沖信號所控制，并且輸入切換單元由第二脈沖信號所控制。
圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的第一例子的電路圖；圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的操作方法的示意圖；圖3(A)顯示依據(jù)本發(fā)明的單純降壓模式的操作時序圖；圖3(B)顯示依據(jù)本發(fā)明的交界降壓模式的操作時序圖；圖3(C)顯示依據(jù)本發(fā)明的交界升壓模式的操作時序圖；圖3(D)顯示依據(jù)本發(fā)明的單純升壓模式的操作時序圖；圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的占空比監(jiān)測電路的電路圖；圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的模式選擇電路的狀態(tài)圖；圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的驅動邏輯電路的詳細電路圖；圖7(A)顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的第二例子的電路圖；以及圖7(B)顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的第三例子的電路圖。
主要元件符號說明10同步切換電路11切換控制電路20調變脈沖產(chǎn)生電路21電壓反饋電路22誤差放大電路23傳輸控制電路24比較電路25振蕩電路30固定脈沖產(chǎn)生電路40占空比監(jiān)測電路41單純/交界判斷單元 42降壓/升壓判斷單元50模式選擇電路60驅動邏輯電路61～66邏輯門 71，72非同步切換電路80模式控制電路L電感La，Lb電感的兩端 S1～S4切換單元DS占空比監(jiān)測信號 D1第一判斷信號D2第二判斷信號MS模式選擇信號
M1第一選擇信號 M2第二選擇信號P1～P4驅動信號 MP調變脈沖信號DMP調變脈沖信號之占空比FP固定脈沖信號 DFP固定脈沖信號之占空比Dth，Dth(H)，Dth(L)臨界占空比 OSC振蕩信號Verr1，Verr2誤差信號Vin輸入電壓Vout輸出電壓Vfb電壓反饋信號Vref參考電壓X2，X3二極管具體實施方式
下文中的說明與附圖將使本發(fā)明的前述與其他目的、特征、與優(yōu)點更明顯。現(xiàn)在將參照附圖詳細說明依據(jù)本發(fā)明的較佳實施例。
圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的第一例子的電路圖。升降式電壓轉換器用以轉換一輸入電壓Vin成為一輸出電壓Vout，其中輸入電壓Vin可以大于、等于、或小于輸出電壓Vout。參照圖1，第一例子的升降式電壓轉換器包含一同步切換電路10以及一切換控制電路11。
同步切換電路10具有一輸入切換單元與一輸出切換單元。具體而言，輸入切換單元由第一切換單元S1與第二切換單元S2所構成，而輸出切換單元由第三切換單元S3與第四切換單元S4所構成。第一切換單元S1設置于輸入電壓Vin與電感L的第一端La之間。第二切換單元S2設置于電感L的第一端La與地面電位之間。第三切換單元S3設置于電感L的第二端Lb與輸出電壓Vout之間。第四切換單元S4設置于電感L的第二端Lb與地面電位之間。切換單元S1至S4由N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)、p溝道金屬氧化物半導體(PMOS)、或其它可控制的開關元件所實施。在下文的說明中，假設切換單元S1至S4全部由N溝道金屬氧化物半導體所實施(NMOS)。
切換控制電路11具有一調變脈沖產(chǎn)生電路20、一固定脈沖產(chǎn)生電路30、以及一模式控制電路80。模式控制電路具有一占空比監(jiān)測電路40、一模式選擇電路50、以及一驅動邏輯電路60。基于輸出電壓Vout的反饋，調變脈沖產(chǎn)生電路20產(chǎn)生一調變脈沖信號MP，其具有隨著輸出電壓Vout的變化而調變的占空比(Duty Ratio)DMP。固定脈沖產(chǎn)生電路30產(chǎn)生一固定脈沖信號FP，其占空比DFP是一大于零且小于一的固定值。占空比監(jiān)測電路40用以檢測調變脈沖信號MP的占空比DMP，并產(chǎn)生一占空比監(jiān)測信號DS。響應于占空比監(jiān)測信號DS，模式選擇電路50產(chǎn)生一模式選擇信號MS，用以控制驅動邏輯電路60。一旦依據(jù)模式選擇信號MS而選定操作模式之后，驅動邏輯電路60基于調變脈沖信號MP和固定脈沖信號FP而產(chǎn)生四個驅動信號P1至P4，用以分別驅動同步切換電路10的四個切換單元S1至S4。
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的操作方法的示意圖。參照圖2，依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器選擇性地操作于一單純降壓模式、一交界降壓模式、一交界升壓模式、以及一單純升壓模式。單純降壓模式與交界降壓模式都應用于當輸入電壓Vin大于輸出電壓Vout的情況，其中交界降壓模式所應用的輸入電壓Vin比較接近輸出電壓Vout。更精確地說，單純降壓模式應用于調變脈沖信號MP的占空比DMP介于零與一預定的臨界占空比Dth之間，而交界降壓模式則應用于調變脈沖信號MP的占空比DMP介于臨界占空比Dth與1之間。單純升壓模式與交界升壓模式都應用于當輸入電壓Vin小于輸出電壓Vout的情況，其中交界升壓模式所應用的輸入電壓Vin比較接近輸出電壓Vout。更精確地說，單純升壓模式應用于調變脈沖信號MP的占空比DMP介于零與臨界占空比Dth之間，而交界升壓模式則應用于調變脈沖信號MP的占空比DMP介于臨界占空比Dth與1之間。
在單純降壓模式中，如圖3(A)所示，第一驅動信號P1設定成相同于調變脈沖信號MP、第二驅動信號P2設定成反相于第一驅動信號P1、第三驅動信號P3設定成維持于高電平H、并且第四驅動信號P4設定成反相于第三驅動信號P3(亦即維持于低電平L)。響應于第一與第二驅動信號P1與P2，第一與第二切換單元S1與S2彼此同步但反相地進行ON/OFF的操作，使得電感L的第一端La交替地耦合至輸入電壓Vin與地面電位。然而，第三切換單元S3維持于ON狀態(tài)且第四切換單元S4維持于OFF狀態(tài)，使得電感L的第二端Lb維持于耦合至輸出電壓Vout的固定狀態(tài)。因此，依據(jù)本發(fā)明的單純降壓模式相同于現(xiàn)有的降壓式電壓轉換器的操作，并且滿足關系式(Vout/Vin)＝DMP。
隨著輸入電壓Vin的降低，調變脈沖信號MP的占空比DMP必須提高以維持固定的輸出電壓Vout。當占空比DMP超過一預定的臨界占空比Dth時，依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的操作將從單純降壓模式改變成交界降壓模式。
在交界降壓模式中，如圖3(B)所示，第一驅動信號P1設定成相同于調變脈沖信號MP、第二驅動信號P2設定成反相于第一驅動信號P1、第三驅動信號P3設定反相于固定脈沖信號FP、并且第四驅動信號P4設定成反相于第三驅動信號P3。因此，交界降壓模式不同于單純降壓模式之處在于對于交界降壓模式而言，第三與第四切換單元S3與S4彼此同步但反相地進行ON/OFF的操作，使得電感L的第二端Lb交替地耦合至輸出電壓Vout與地面電位。請注意第三與第四切換單元S3與S4的ON/OFF切換占空比并不會隨著輸出電壓Vout而調變，因為固定脈沖信號FP的占空比DFP固定不變。
一旦輸入電壓Vin持續(xù)降低而導致調變脈沖信號MP的占空比DMP提高至最大值，即一，則依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的操作將從交界降壓模式改變成交界升壓模式。
在交界升壓模式中，如圖3(C)所示，第一驅動信號P1設定反相于固定脈沖信號FP、第二驅動信號P2設定成反相于第一驅動信號P1、第三驅動信號P3設定成相同于調變脈沖信號MP、并且第四驅動信號P4設定成反相于第三驅動信號P3。響應于第一與第二驅動信號P1與P2，第一與第二切換單元S1與S2彼此同步但反相地進行ON/OFF的操作，使得電感L的第一端La交替地耦合至輸入電壓Vin與地面電位。請注意第一與第二切換單元S1與S2的ON/OFF切換占空比并不會隨著輸出電壓Vout而調變，因為固定脈沖信號FP的占空比DFP固定不變。另一方面，響應于第三與第四驅動信號P3與P4，第三與第四切換單元S3與S4彼此同步但反相地進行ON/OFF的操作，使得電感L的第二端Lb交替地耦合至輸出電壓Vout與地面電位。請注意第三與第四切換單元S3與S4的ON/OFF切換占空比系隨著輸出電壓Vout而調變。
隨著輸入電壓Vin的降低，調變脈沖信號MP的占空比DMP必須降低以維持固定的輸出電壓Vout。當占空比DMP低于臨界占空比Dth時，依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的操作從交界升壓模式改變成單純升壓模式。
在單純升壓模式中，如圖3(D)所示，第一驅動信號P1設定成維持于高電平H、第二驅動信號P2設定成反相于第一驅動信號P1(即維持于低電平L)、第三驅動信號P3設定成相同于調變脈沖信號MP、并且第四驅動信號P4設定成反相于第三驅動信號P3。因此，單純升壓模式不同于交界升壓模式之處在于第一切換單元S1維持于ON狀態(tài)且第二切換單元S2維持于OFF狀態(tài)，使得電感L的第一端La維持于耦合至輸入電壓Vin的固定狀態(tài)。依據(jù)本發(fā)明的單純升壓模式相同于現(xiàn)有的升壓式電壓轉換器的操作，并且滿足關系式(Vout/Vin)＝1/(1-DMP)。
為了防止在升降式電壓轉換器操作于占空比DMP接近臨界占空比Dth的情況中，由于輕微的擾動而觸發(fā)單純模式與交界模式間的轉換，導致整體電路系統(tǒng)操作不穩(wěn)定，臨界占空比Dth得設計成具有磁滯功能(Hysteresis)。具體而言，臨界占空比Dth具有一較高值Dth(H)，例如0.95，與一較低值Dth(L)，例如0.85。調變脈沖信號MP的占空比DMP必須超過較高的臨界占空比Dth(H)，才能觸發(fā)升降式電壓轉換器的操作從單純模式改變成交界模式。然而，倘若欲從交界模式返回單純模式，則調變脈沖信號MP的占空比DMP必須降低至小于較低的臨界占空比Dth(L)才能觸發(fā)模式轉換。
回頭參照圖1，現(xiàn)在將詳細說明調變脈沖產(chǎn)生電路20的具體構成與操作方法如下。調變脈沖產(chǎn)生電路20具有一電壓反饋電路21、一誤差放大電路22、一傳輸控制電路23、一比較電路24、以及一振蕩電路25。
電壓反饋電路21耦合于同步切換電路10的輸出端，用以產(chǎn)生一電壓反饋信號Vfb，以代表輸出電壓Vout。舉例而言，電壓反饋電路21得由多個串聯(lián)電阻所構成的分壓器所實施。
誤差放大電路22具有一反相輸入端(-)與一非反相輸入端(+)。反相輸入端用以接收電壓反饋信號Vfb，而非反相輸入端則用以接收一預定的參考電壓Vref。基于電壓反饋信號Vfb與參考電壓Vref之間的比較，誤差放大電路22從非反相輸出端(+)產(chǎn)生第一誤差信號Verr1并且從反相輸出端(-)產(chǎn)生第二誤差信號Verr2。第一誤差信號Verr1與第二誤差信號Verr2之變化趨勢彼此相反。換言之，當電壓反饋信號Vfb增大時，第一誤差信號Verr1會變小，然而第二誤差信號Verr2卻變大。
傳輸控制電路23設置于誤差放大電路22與比較電路24之間，用以依據(jù)模式選擇電路50的模式選擇信號MS而選擇性允許第一誤差信號Verr1或第二誤差信號Verr2施加至比較電路24。在單純降壓模式與交界降壓模式中，傳輸控制電路23允許第一誤差信號Verr1施加至比較電路24。在單純升壓模式與交界升壓模式中，傳輸控制電路23則允許第二誤差信號Verr2施加至比較電路24。傳輸控制電路23由現(xiàn)有的可控制式傳輸門所構成，故此處不再贅述。
比較電路24具有一非反相輸入端(+)與一反相輸入端(-)。非反相輸入端用以接收第一或第二誤差信號Verr1或Verr2，而反相輸入端則用以接收由振蕩電路25所產(chǎn)生的振蕩信號OSC?；诘谝换虻诙`差信號Verr1或Verr2與振蕩信號OSC之間的比較，比較電路24產(chǎn)生一調變脈沖信號MP，其具有一調變的占空比DMP。如圖3(A)與3(B)所示，在單純降壓模式與交界降壓模式中，調變脈沖信號MP由第一誤差信號Verr1與振蕩信號OSC所決定。因此，當電壓反饋信號Vfb(代表輸出電壓Vout)增大時，第一誤差信號Verr1變小，使得調變脈沖信號MP的占空比DMP變小以企圖降低輸出電壓Vout。如圖3(C)與3(D)所示，在交界升壓模式與單純升壓模式中，調變脈沖信號MP由第二誤差信號Verr2與振蕩信號OSC所決定。因此，當電壓反饋信號Vtb(代表輸出電壓Vout)增大時，第二誤差信號Verr1變大，使得調變脈沖信號MP的占空比DMP變大以企圖降低輸出電壓Vout。
參照圖4，占空比監(jiān)測電路40具有一單純/交界判斷單元41與一降壓/升壓判斷單元42。單純/交界判斷單元41用以判斷調變脈沖信號MP的占空比DMP是否小于臨界占空比Dth。當占空比DMP小于臨界占空比Dth時，第一判斷信號D1處于高電平H。當占空比DMP大于臨界占空比Dth時，第一判斷信號D1則轉態(tài)為低電平L。降壓/升壓判斷單元42用判斷調變脈沖信號MP的占空比DMP是否超過1。當占空比DMP小于1時，第二判斷信號D1處于低電平L。當占空比DMP大于1時，第二判斷信號D1則轉態(tài)為高電平H。在一實施例中，占空比監(jiān)測電路40的占空比監(jiān)測信號DS由第一與第二判斷信號D1與D2所共同構成。
參照圖5，模式選擇電路50由一有限狀態(tài)機器(Finite StateMachine)所實施。模式選擇信號MS由第一選擇信號M1與第二選擇信號M2所組合而成。第一與第二選擇信號M1與M2都是具有高電平H與低電平L的二元信號。因此，模式選擇信號MS存在有四種可能的組合，可用以分別選擇圖2所示的四種操作模式。具體而言，狀態(tài)(M1，M2)＝(L，L)用以選擇單純降壓模式、狀態(tài)(M1，M2)＝(L，H)用以選擇交界降壓模式、狀態(tài)(M1，M2)＝(H，L)用以選擇交界升壓模式、并且狀態(tài)(M1，M2)＝(H，H)用以選擇單純降壓模式。圖5也顯示了相關的狀態(tài)轉換條件，模式選擇電路50響應于第一與第二判斷信號D1與D2而決定所欲選擇的操作模式。
參照圖6，基于第一與第二選擇信號M1與M2所設定的操作模式，驅動邏輯電路60使用調變脈沖信號MP與固定脈沖信號FP來產(chǎn)生第一至第四驅動信號P1至P4。當模式選擇信號MS為狀態(tài)(M1，M2)＝(L，L)時，邏輯門62阻擋固定脈沖信號FP施加至邏輯門63。結果，第一與第二驅動信號P1與P2由調變脈沖信號MP經(jīng)邏輯門61與63而產(chǎn)生。另一方面，邏輯門64阻擋調變脈沖信號MP施加至邏輯門66，并且邏輯門65阻擋固定脈沖信號FP施加至邏輯門66。結果，第三驅動信號P3維持于高電平H且第四驅動信號P4維持于低電平L。因此，狀態(tài)(M1，M2)＝(L，L)有效地實現(xiàn)圖3(A)所示的單純降壓模式。當模式選擇信號MS轉態(tài)為狀態(tài)(M1，M2)＝(L，H)時，第三與第四驅動信號P3與P4則由固定脈沖信號FP經(jīng)邏輯門65與66而產(chǎn)生。因此，狀態(tài)(M1，M2)＝(L，H)有效地實現(xiàn)圖3(B)所示的交界降壓模式。
當模式選擇信號MS為狀態(tài)(M1，M2)＝(H，H)時，邏輯門65阻擋固定脈沖信號FP施加至邏輯門66。結果，第三與第四驅動信號P3與P4由調變脈沖信號MP經(jīng)邏輯門64與66而產(chǎn)生。另一方面，邏輯門61阻擋調變脈沖信號MP施加至邏輯門63，并且邏輯門62阻擋固定脈沖信號FP施加至邏輯門63。結果，第一驅動信號P1維持于高電平H且第二驅動信號P2維持于低電平L。因此，狀態(tài)(M1，M2)＝(H，H)有效地實現(xiàn)圖3(D)所示的單純升壓模式。當模式選擇信號MS轉態(tài)為狀態(tài)(M1，M2)＝(H，L)時，第一與第二驅動信號P1與P2則由固定脈沖信號FP經(jīng)邏輯門62與63而產(chǎn)生。因此，狀態(tài)(M1，M2)＝(L，H)有效地實現(xiàn)圖3(C)所示的交界升壓模式。
圖7(A)顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器之第二例子的電路圖。第二例子不同于第一例子之處在于第二例子之切換電路71的輸入切換單元與輸出切換單元都屬于非同步切換型態(tài)的電路。具體而言，在輸入切換單元中的第二切換單元S2由二極管X2所取代，而在輸出切換單元中的第三切換單元S3由二極管X3所取代。圖1所示的切換控制電路11也可有效地應用于第二例子的非同步切換電路71。由于二極管X2與X3被動式開關元件，故切換控制電路11只須分別提供第一與第四驅動信號P1與P4以控制第一與第四切換單元S1與S4。
圖7(B)顯示依據(jù)本發(fā)明的升降式電壓轉換器的第三例子的電路圖。第三例子不同于第二例子之處在于第三例子之切換電路72中僅將輸入切換單元改為非同步切換型態(tài)的電路。具體而言，在輸入切換單元中的第二切換單元S2由二極管X2所取代。圖1所示的切換控制電路11也可有效地應用于第三例子的非同步切換電路72。由于二極管X2被動式開關元件，故切換控制電路11只須分別提供第一、第三、與第四驅動信號P1、P3、與P4以控制第一、第三、與第四切換單元S1、S3、與S4。請注意依據(jù)本發(fā)明的切換控制電路11也可有效地應用于倘若切換電路中僅將輸出切換單元的第三切換單元S3改為二極管X3的例子。
雖然本發(fā)明已經(jīng)借助于較佳實施例作為例示加以說明，應當了解本發(fā)明不限于此被揭露的實施例。相反地，本發(fā)明意欲涵蓋對于本領域普通技術人員而言明顯的各種修改與相似配置。因此，權利要求的范圍應根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權利要求
1.一種升降式電壓轉換器，包含一切換電路，具有一輸入切換單元，用以選擇性耦合一電感的一第一端至一輸入電壓和一地面電位，以及一輸出切換單元，用以選擇性耦合該電感的一第二端至一輸出電壓和該地面電位；一第一脈沖產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一第一脈沖信號，其具有一第一占空比，該第一占空比響應于該輸出電壓而調變；一第二脈沖產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一第二脈沖信號，其具有一第二占空比，該第二占空比是一大于零且小于一的固定值；以及一模式控制電路，用以控制該切換電路操作于至少一單純模式，使得該輸入切換單元與該輸出切換單元中的一個由該第一脈沖信號所控制，并且該輸入切換單元與該輸出切換單元中的另一個維持于一固定的耦合狀態(tài)，以及至少一交界模式，使得該輸入切換單元與該輸出切換單元中的一個由該第一脈沖信號所控制，并且該輸入切換單元與該輸出切換單元中的另一個由該第二脈沖信號所控制。
2.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中當該第一占空比小于一預定的臨界占空比時，該模式控制電路使該切換電路操作于該至少一單純模式。
3.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中當該第一占空比大于一預定的臨界占空比時，該模式控制電路使該切換電路操作于該至少一交界模式。
4.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該至少一單純模式具有一單純降壓模式，使得該輸入切換單元由該第一脈沖信號所控制，并且該輸出切換單元維持于固定耦合該電感的該第二端至該輸出電壓，以及一單純升壓模式，使得該輸出切換單元由該第一脈沖信號所控制，并且該輸入切換單元維持于固定耦合該電感的該第一端至該輸入電壓。
5.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該至少一交界模式具有一交界降壓模式，使得該輸入切換單元由該第一脈沖信號所控制，并且該輸出切換單元由該第二脈沖信號所控制，以及一交界升壓模式，使得該輸出切換單元由該第一脈沖信號所控制，并且該輸入切換單元由該第二脈沖信號所控制。
6.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該第一脈沖產(chǎn)生電路具有一反饋電路，用以產(chǎn)生一反饋信號，代表該輸出電壓；一誤差放大電路，用以依據(jù)該反饋信號與一預定的參考電壓而產(chǎn)生一第一誤差信號與一第二誤差信號；一傳輸控制電路，用以選擇性允許該第一誤差信號與該第二誤差信號通過；一振蕩電路，用以產(chǎn)生一振蕩信號；以及一比較電路，用以產(chǎn)生該第一脈沖信號，其中當該傳輸控制電路允許該第一誤差信號通過時，該第一脈沖信號由比較該第一誤差信號與該振蕩信號而產(chǎn)生，而當該傳輸控制電路允許該第二誤差信號通過時，該第一脈沖信號由比較該第二誤差信號與該振蕩信號而產(chǎn)生。
7.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該模式控制電路具有一占空比監(jiān)測電路，用以監(jiān)測該第一脈沖信號的該第一占空比；一模式選擇電路，用以響應于該占空比監(jiān)測電路而產(chǎn)生一模式選擇信號；以及一驅動邏輯電路，用以基于該模式選擇信號而控制該第一脈沖信號和該第二脈沖信號施加至該切換電路。
8.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該占空比監(jiān)測電路具有一第一判斷單元，用以產(chǎn)生一第一判斷信號，其指示出該第一占空比是否超過一預定的臨界占空比，以及一第二判斷單元，用以產(chǎn)生一第二判斷信號，其指示出該第一占空比是否超過一。
9.如權利要求1所述的升降式電壓轉換器，其中該模式選擇電路由一有限狀態(tài)機所實施，響應于該占空比監(jiān)測電路而進行狀態(tài)變換。
10.一種轉換電壓的方法，應用于一切換電路，該切換電路具有一輸入切換單元，用以選擇性耦合一電感的一第一端至一輸入電壓和一地面電位，以及一輸出切換單元，用以選擇性耦合該電感的一第二端至一輸出電壓和該地面電位，該方法包含產(chǎn)生一第一脈沖信號，其具有一第一占空比，該第一占空比響應于該輸出電壓而調變；產(chǎn)生一第二脈沖信號，其具有一第二占空比，該第二占空比是一大于零且小于一的固定值；監(jiān)測該第一脈沖信號的該第一占空比；以及當該第一占空比大于一預定的臨界占空比時，使該輸入切換單元與該輸出切換單元中的一個由該第一脈沖信號所控制，并且使該輸入切換單元與該輸出切換單元中的另一個由該第二脈沖信號所控制。
11.如權利要求10所述的轉換電壓的方法，還包含當該第一占空比小于該預定的臨界占空比時，使該輸入切換單元與該輸出切換單元中的一個由該第一脈沖信號所控制，并且維持該輸入切換單元與該輸出切換單元中的另一個于一固定的耦合狀態(tài)。
12.如權利要求10所述的轉換電壓的方法，其中在關于該第一占空比小于該預定的臨界占空比的該步驟中，當該輸入切換單元由該第一脈沖信號所控制時，該輸出切換單元維持于固定耦合該電感的該第二端至該輸出電壓，而當該輸出切換單元由該第一脈沖信號所控制時，該輸入切換單元維持于固定耦合該電感的該第一端至該輸入電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種升降式電壓轉換器，其中輸入切換單元選擇性耦合電感的第一端至輸入電壓與地面電位。輸出切換單元選擇性耦合電感的第二端至輸出電壓與地面電位。第一脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生具有第一占空比的第一脈沖信號。第一占空比響應于該輸出電壓而調變。第二脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生具有第二占空比的第二脈沖信號。第二占空比一大于零且小于一的固定值。當?shù)谝徽伎毡却笥谝活A定的臨界占空比時，模式控制電路使輸入切換單元與輸出切換單元中的一個由第一脈沖信號所控制，并且使輸入切換單元與輸出切換單元中的另一個由第二脈沖信號所控制。
文檔編號H02M3/07GK1885697SQ20051007862
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月23日 優(yōu)先權日2005年6月23日
發(fā)明者陳天賜, 曾光男, 蔡育明 申請人:圓創(chuàng)科技股份有限公司