專利名稱：Dc－dc電源轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，尤其涉及DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
直流-直流(DC-DC)電源轉(zhuǎn)換電路可以高效提供較大的電流給各種負(fù)載，目前得到了廣泛的應(yīng)用。在DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路中，典型的轉(zhuǎn)換周期包括能量被儲存在儲能單元的第一階段和能量從儲能單元轉(zhuǎn)移到電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端的第二階段。現(xiàn)有的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路有圖1和圖2兩種方式。
在圖1中，當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器(optimizing regulator)控制開關(guān)單元(swith)處于閉合狀態(tài)時(shí)，開關(guān)單元、電感L、負(fù)載以及電源形成回路，對電感L充電。當(dāng)流過電感L的電流值到達(dá)開關(guān)單元的開啟峰值時(shí)，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟，電感L、二極管和負(fù)載形成回路，使電感L放電，為負(fù)載輸出功率。
在圖2中，當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元處于閉合狀態(tài)時(shí)，電感L、開關(guān)單元以及電源形成回路，對電感L充電。當(dāng)流過電感L的電流值到達(dá)開關(guān)單元的開啟峰值時(shí)，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟，電感L、負(fù)載和二極管形成回路，使電感L放電，為負(fù)載輸出功率。
DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路根據(jù)負(fù)載的波動，通過調(diào)節(jié)開關(guān)電路的分頻比來平衡負(fù)載電壓。要保證動態(tài)反應(yīng)速度，DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路的靜態(tài)電流與最大負(fù)載有一定比例關(guān)系。因此，對于集成功放和高速數(shù)字電路的供電系統(tǒng)，需要較大的靜態(tài)電流(即漏電流)。上述已有的解決方案對調(diào)節(jié)電路進(jìn)行了優(yōu)化，但是由于要保證調(diào)節(jié)速度，仍需要較大的靜態(tài)電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，旨在解決現(xiàn)有的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)時(shí)無法對大負(fù)載提供較大漏電流，保證動態(tài)反應(yīng)速度的問題。
本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，包括電源轉(zhuǎn)換單元，與電源及負(fù)載連接，對電源傳輸?shù)妮斎腚妷哼M(jìn)行轉(zhuǎn)換，給負(fù)載提供工作電流，所述電路進(jìn)一步包括優(yōu)化調(diào)節(jié)器，與負(fù)載及所述電源轉(zhuǎn)換單元連接，根據(jù)負(fù)載輸出電壓的變化，以及接收到的外接控制信號對所述電源轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行開關(guān)控制；以及集成電路穩(wěn)壓器，與電源及負(fù)載連接，當(dāng)收到與大負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)啟動，向負(fù)載輸出漏電流，當(dāng)收到與小負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)關(guān)閉，停止向負(fù)載輸出漏電流。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于本發(fā)明的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路通過增加集成電路穩(wěn)壓器，在靜態(tài)時(shí)對大負(fù)載由集成電路穩(wěn)壓器提供較大的漏電流，保證動態(tài)反應(yīng)速度。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的另一種DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的集成電路穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路增加集成電路穩(wěn)壓器(LDORegulator)，并將集成電路穩(wěn)壓器及電源轉(zhuǎn)換單元與外接控制信號(ControlSignal)連接，在與大負(fù)載連接，并處于靜態(tài)時(shí)啟動集成電路穩(wěn)壓器，給負(fù)載提供較大漏電流。
如圖3或圖4所示，DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路包括電源轉(zhuǎn)換單元(虛線內(nèi)部為電源轉(zhuǎn)換單元)、控制電源轉(zhuǎn)換單元的優(yōu)化調(diào)節(jié)器及集成電路穩(wěn)壓器，電源轉(zhuǎn)換單元與電源連接接收輸入電壓Vin，并與負(fù)載連接，輸出進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后的負(fù)載所需的輸出電壓。優(yōu)化調(diào)節(jié)器與電源轉(zhuǎn)換單元及外接控制信號連接，對電源轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行開關(guān)控制。集成電路穩(wěn)壓器與電源及負(fù)載連接，接收與大負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)被啟動，給負(fù)載提供較大漏電流，保證動態(tài)反應(yīng)速度。
本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)化調(diào)節(jié)器同傳統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)器原理基本相同都是觀察負(fù)載輸出電壓的變化調(diào)節(jié)開關(guān)單元，從而穩(wěn)定輸出電壓。本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)化調(diào)節(jié)器與外接控制信號連接，可以在靜態(tài)時(shí)徹底關(guān)掉供電電路。
電源轉(zhuǎn)換單元包括電感L、開關(guān)單元、二極管D及電容C，根據(jù)元器件的連接方式的不同，可以分為兩種實(shí)施例。
如圖3所示，在第一實(shí)施例中，連接的負(fù)載為小負(fù)載，并優(yōu)化調(diào)節(jié)器檢測到負(fù)載不進(jìn)行電壓輸出時(shí)，外接控制模塊根據(jù)負(fù)載的大小產(chǎn)生與小負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號傳輸給集成電路穩(wěn)壓器及優(yōu)化調(diào)節(jié)器，集成電路穩(wěn)壓器被關(guān)閉，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元閉合，電感L、開關(guān)單元與電源連接形成回路，將與電源連接輸入的電能儲存到電感L，并輸出與負(fù)載對應(yīng)的小漏電流；連接的負(fù)載為大負(fù)載，并優(yōu)化調(diào)節(jié)器檢測到負(fù)載不進(jìn)行電壓輸出時(shí)，外接控制模塊根據(jù)負(fù)載的大小產(chǎn)生與大負(fù)載對應(yīng)的控制信號傳輸給集成電路穩(wěn)壓器及優(yōu)化調(diào)節(jié)器，集成電路穩(wěn)壓器被開啟，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元閉合，電感L、開關(guān)單元與電源連接形成回路，將輸入的電能儲存到電感L，集成電路穩(wěn)壓器給負(fù)載提供較大的漏電流；在負(fù)載進(jìn)行正常電壓輸出時(shí)，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟，電源的輸入電壓通過電感L及二極管傳輸?shù)截?fù)載，輸出電源的電壓和電感L儲存的能量之和，此時(shí)，外接控制信號控制集成電路穩(wěn)壓器關(guān)閉，停止工作。
電容C與負(fù)載并聯(lián)連接，外接控制信號控制開關(guān)單元開啟，當(dāng)負(fù)載進(jìn)行電壓輸出時(shí)進(jìn)行充電，以便在突然斷電或未連接電源時(shí)給負(fù)載提供需要的電能或?qū)⒛芰俊?br> 如圖4所示，在第二實(shí)施例中，連接的負(fù)載為小負(fù)載，并優(yōu)化調(diào)節(jié)器檢測到負(fù)載不進(jìn)行電壓輸出時(shí)，外接控制模塊根據(jù)負(fù)載的大小產(chǎn)生與小負(fù)載對應(yīng)的控制信號傳輸給集成電路穩(wěn)壓器及優(yōu)化調(diào)節(jié)器，集成電路穩(wěn)壓器被關(guān)閉，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟，電感L、二極管D與電容C形成回路，將電容C中儲存的電能轉(zhuǎn)移到電感L，并輸出與負(fù)載對應(yīng)的小漏電流。連接的負(fù)載為大負(fù)載，并優(yōu)化調(diào)節(jié)器檢測到負(fù)載不進(jìn)行電壓輸出時(shí)，外接控制模塊根據(jù)負(fù)載的大小產(chǎn)生與大負(fù)載對應(yīng)的控制信號傳輸給集成電路穩(wěn)壓器及優(yōu)化調(diào)節(jié)器，此時(shí)集成電路穩(wěn)壓器被開啟，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟，電感L、二極管D與電容C形成回路，將電容C中儲存的電能轉(zhuǎn)移到電感L，集成電路穩(wěn)壓器給負(fù)載提供較大的漏電流。在負(fù)載進(jìn)行正常電壓輸出時(shí)，外接控制信號控制集成電路穩(wěn)壓器關(guān)閉，停止工作，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元閉合，電源的輸入電壓通過電感L傳輸?shù)截?fù)載，輸出電源的電壓和電感L儲存的能量之和。
如圖5所示，集成電路穩(wěn)壓器包括功率管、負(fù)載(如電阻1和電阻2，負(fù)載至少兩個(gè)分壓元器件)、基準(zhǔn)比較器、放大器及穩(wěn)壓電容C。集成電路穩(wěn)壓器的放大器與外接控制信號連接，根據(jù)外接控制信號進(jìn)行開啟或關(guān)閉。外接控制信號為根據(jù)負(fù)載的大小給出的控制信號。例如，小負(fù)載時(shí)輸出低電平，關(guān)閉放大器，優(yōu)化調(diào)節(jié)器輸出與小負(fù)載對應(yīng)的小的漏電流；大負(fù)載時(shí)輸出高電平，開啟放大器，控制集成電路穩(wěn)壓器輸出與大負(fù)載對應(yīng)的比較大的漏電流。
集成電路穩(wěn)壓器的工作原理如下外接控制信號控制放大器開啟時(shí)，功率管向負(fù)載(如電阻1和電阻2，負(fù)載至少兩個(gè)分壓元器件)提供電壓和電流，基準(zhǔn)比較器與電阻1與電阻2的連接端及放大器連接，檢測電阻2所得到的電壓，并與已設(shè)置在基準(zhǔn)比較器的理想電壓進(jìn)行比較得到誤差值，根據(jù)誤差值驅(qū)動放大器對誤差信號進(jìn)行放大；放大器對基準(zhǔn)比較器傳輸?shù)恼`差信號進(jìn)行放大后傳輸給功率管；功率管根據(jù)接收的放大后的誤差信號調(diào)節(jié)功率管的驅(qū)動，從而調(diào)節(jié)傳輸給電阻的電壓，使其更趨近于理想值，進(jìn)而使集成電路穩(wěn)壓器的性能得到改善。
本發(fā)明的上述兩種實(shí)施例的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路通過優(yōu)化調(diào)節(jié)器對開關(guān)單元進(jìn)行控制，從工作響應(yīng)輸入端，即從電源接收輸入電壓Vin，輸出提供受控的或經(jīng)調(diào)整的輸出電壓。其中，輸出電壓要高于輸入電壓Vin。
本實(shí)施例的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路在正常供電狀態(tài)和靜態(tài)時(shí)進(jìn)行供電方式切換，即正常供電時(shí)由DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路供電，靜態(tài)時(shí)根據(jù)外接控制信號判斷負(fù)載大小，大負(fù)載時(shí)由集成電路穩(wěn)壓器提供較大的漏電流，保證大負(fù)載的動態(tài)反應(yīng)速度；小負(fù)載時(shí)集成電路穩(wěn)壓器停止工作，優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制電源轉(zhuǎn)換電路給出小漏電流，以免損壞小負(fù)載及浪費(fèi)電能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，包括電源轉(zhuǎn)換單元，與電源及負(fù)載連接對電源傳輸?shù)妮斎腚妷哼M(jìn)行轉(zhuǎn)換，給負(fù)載提供工作電流，其特征在于，所述電路進(jìn)一步包括優(yōu)化調(diào)節(jié)器，與負(fù)載及所述電源轉(zhuǎn)換單元連接，根據(jù)負(fù)載輸出電壓的變化，以及接收到的外接控制信號對所述電源轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行開關(guān)控制；以及集成電路穩(wěn)壓器，與電源及負(fù)載連接，當(dāng)收到與大負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)被啟動，向負(fù)載輸出漏電流，當(dāng)收到與小負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)關(guān)閉，停止向負(fù)載輸出漏電流。
2.如權(quán)利要求1所述的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述集成電路穩(wěn)壓器包括功率管、負(fù)載、基準(zhǔn)比較器及放大器，所述功率管與所述放大器及負(fù)載連接，接收輸入電壓后向所述負(fù)載提供電壓，并根據(jù)所述放大器傳輸?shù)姆糯蠛蟮恼`差值調(diào)節(jié)功率管的驅(qū)動；所述負(fù)載與所述功率管連接，向基準(zhǔn)變壓器傳輸所得到的電壓；所述基準(zhǔn)比較器與所述負(fù)載及放大器連接，檢測負(fù)載所得到的電壓，并與已設(shè)置在基準(zhǔn)比較器的理想電壓進(jìn)行比較得到誤差值傳輸給放大器；以及所述放大器與所述基準(zhǔn)比較器及功率管連接，外接控制信號控制放大器開啟時(shí)對接收所述基準(zhǔn)比較器傳輸?shù)恼`差值，并進(jìn)行放大后傳輸給所述功率管。
3.如權(quán)利要求2所述的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述負(fù)載為至少兩個(gè)分壓元器件。
4.如權(quán)利要求1所述的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，當(dāng)收到與小負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)，所述優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制電源轉(zhuǎn)換單元關(guān)掉供電電路；當(dāng)負(fù)載進(jìn)行正常電壓輸出時(shí)，所述優(yōu)化調(diào)節(jié)器開啟供電電路。
5.如權(quán)利要求1所述的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換單元包括電感及開關(guān)單元，所述電感的一端與電源連接，所述開關(guān)單元與電感、電源及優(yōu)化調(diào)節(jié)器連接，當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制所述開關(guān)單元閉合時(shí)，電源及電感形成回路，對電感進(jìn)行儲能；當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟時(shí)，電源的輸入電壓經(jīng)過所述電感傳輸?shù)截?fù)載，輸出輸入電壓及電感存儲的能量之和。
6.如權(quán)利要求1所述的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換單元包括電感、開關(guān)單元、二極管及電容，所述電感與開關(guān)單元、電容及負(fù)載連接，所述開關(guān)單元與電源、電感、二極管及優(yōu)化調(diào)節(jié)器連接，所述電容與負(fù)載并聯(lián)連接，當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元開啟時(shí)，所述電容、電感及二極管形成回路，將所述電容存儲在其內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)移到電感；當(dāng)優(yōu)化調(diào)節(jié)器控制開關(guān)單元閉合時(shí)，電源的輸入電壓經(jīng)過所述電感傳輸?shù)截?fù)載，輸出輸入電壓及電感存儲的能量之和。
全文摘要
本發(fā)明適用于電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，提供了一種DC－DC電源轉(zhuǎn)換電路，包括電源轉(zhuǎn)換單元，所述電源轉(zhuǎn)換單元與電源及負(fù)載連接對電源傳輸?shù)妮斎腚妷哼M(jìn)行轉(zhuǎn)換，給負(fù)載提供工作電流，所述電路進(jìn)一步包括優(yōu)化調(diào)節(jié)器，與負(fù)載及所述電源轉(zhuǎn)換單元連接，根據(jù)負(fù)載輸出電壓的變化，以及接收到的外接控制信號對所述電源轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行開關(guān)控制；以及集成電路穩(wěn)壓器，與電源及負(fù)載連接，當(dāng)收到與大負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)被啟動，向負(fù)載輸出漏電流，當(dāng)收到與小負(fù)載對應(yīng)的外接控制信號時(shí)關(guān)閉，停止向負(fù)載輸出漏電流。本發(fā)明的DC－DC電源轉(zhuǎn)換電路通過增加集成電路穩(wěn)壓器，在靜態(tài)時(shí)對大負(fù)載由集成電路穩(wěn)壓器提供較大的漏電流，保證動態(tài)反應(yīng)速度。
文檔編號H02M3/07GK101056054SQ20071007332
公開日2007年10月17日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者李小明 申請人:深圳安凱微電子技術(shù)有限公司