專(zhuān)利名稱(chēng)：切換式穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)一種穩(wěn)壓電路，特別是一種切換式穩(wěn)壓電路。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖1所示，為公知的切換式穩(wěn)壓電路圖(switching regulator circuit), 用以作為直流電壓轉(zhuǎn)換(DC to DC)。晶體管開(kāi)關(guān)IlOa耦接于輸入端120a與電感130a之間，由輸入端120a提供輸入電壓。電感130a另一端耦接電性接地的電容140a及輸出負(fù)載 150a,并耦接至輸出端160a而提供輸出電壓?？刂茊卧?70a耦接至晶體管開(kāi)關(guān)1 IOa,用以決定晶體管開(kāi)關(guān)1 IOa的開(kāi)啟與關(guān)閉，藉以控制輸入端120a是否電性連接至電感130a，進(jìn)而對(duì)電容140a進(jìn)行充電與放電。二極管180a用以防止電流逆流。如圖1所示，由控制單元170a給予晶體管開(kāi)關(guān)IlOa的工作周期(duty cycle)，將可決定輸出端160a的輸出電壓值，而達(dá)到降壓的目的。然，因電容140a的充電與放電，造成輸出電壓隨的產(chǎn)生漣波(ripple)，將影響輸出電壓的純凈度。此輸出電壓長(zhǎng)期作為負(fù)載150a的工作電壓，將造成輸出負(fù)載150a的功能受損。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種切換式穩(wěn)壓電路，藉以提供穩(wěn)定的輸出電壓。一種切換式穩(wěn)壓電路用以自輸入端接收輸入電壓而穩(wěn)定提供一輸出電壓至負(fù)載。 該切換式電路包含二個(gè)輸出電容、第一切換單元、第二切換單元及控制單元。每一輸出電容具有接地端及選擇端，該接地端電性接地(electrically grounded) 0第一切換單元電連接輸入端與二輸出電容的選擇端之間。藉此，第一切換單元選擇性導(dǎo)通輸入端至二輸出電容其中之一。第二切換單元電連接負(fù)載與二輸出電容的選擇端之間，第二切換單元選擇性導(dǎo)通二輸出電容至少其中之一至負(fù)載?？刂茊卧刂频谝磺袚Q單元及第二切換單元，使輸入電壓輪流對(duì)二輸出電容其中的一充電，并由另一輸出電容提供輸出電壓給負(fù)載。較佳地，于二輸出電容其中之一與負(fù)載導(dǎo)通的狀態(tài)切換為另一輸出電容與負(fù)載導(dǎo)通的狀態(tài)的過(guò)程中，第二切換單元同時(shí)導(dǎo)通二輸出電容至負(fù)載。藉此，作為切換時(shí)的緩沖， 避免因二輸出電容同時(shí)進(jìn)行切換，而使輸出電壓額外產(chǎn)生噪聲。透過(guò)本實(shí)用新型，以二電容輪流交替充電與放電，可將輸入電壓穩(wěn)壓為輸出電壓， 避免產(chǎn)生如傳統(tǒng)上以一電容充放電造成的不平穩(wěn)電壓。據(jù)此，以輸出電壓運(yùn)作的裝置可延長(zhǎng)其壽命。

圖1為公知的切換式穩(wěn)壓電路圖。
3[0012]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路圖。圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路圖。圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的開(kāi)關(guān)時(shí)序圖。圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電路圖。圖6為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的電路圖。圖7為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的電路圖。符號(hào)說(shuō)明110a:晶體管開(kāi)關(guān)130a:電感150a:輸出負(fù)載170a 控制單元210 輸入端230:輸出電容233 選擇端250 第二切換單元270 電感272 第二端291 第一降壓模塊300 負(fù)載M1、M2、M3、M4 晶體管
具體實(shí)施方式
以下舉出具體實(shí)施例以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的內(nèi)容，并以附圖作為輔助說(shuō)明。說(shuō)明中提及的符號(hào)參照附圖符號(hào)。請(qǐng)參閱圖2所示，為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路圖，用以揭示切換式穩(wěn)壓電路。 切換式穩(wěn)壓電路自輸入端210接收一輸入電壓，而穩(wěn)定于輸出端220提供輸出電壓給負(fù)載 300。切換式電路包含二輸出電容230、第一切換單元M0、第二切換單元250及控制單元 260。如圖2所示，每一輸出電容230包含接地端231及選擇端233，且接地端電性接地。 第一切換單元MO電連接輸入端210與二輸出電容230的選擇端233之間。第一切換單元 240選擇性導(dǎo)通輸入端210至二輸出電容230其中之一。藉此，輸入電壓可輪流對(duì)二輸出電容230充電。第二切換單元250電連接負(fù)載300與二輸出電容230的選擇端233之間。第二切換單元250選擇性導(dǎo)通二輸出電容230至少其中之一至負(fù)載300。藉此，由二輸出電容230依次放電而產(chǎn)生輸出電壓?？刂茊卧?電連接第一切換單元240及第二切換單元 250。于此，控制單元260控制第一切換單元240及第二切換單元250，通過(guò)控制其切換時(shí)序，而使輸入電壓輪流對(duì)二輸出電容230其中之一充電，并由另一輸出電容230提供輸出電壓給負(fù)載300。較佳地，于二輸出電容230其中一與負(fù)載300導(dǎo)通的狀態(tài)，切換為另一輸出電容
120a輸入端140a電容160a輸出端180a極管220 輸出端231 接地端240 第一切換單元260 控制單元271 笛一總弟 漸280 二極管292 第二降壓模塊SffUSW2、SW3、SW4
4230與負(fù)載300導(dǎo)通的狀態(tài)的過(guò)程中，第二切換單元250同時(shí)導(dǎo)通二輸出電容230至負(fù)載 300。亦即，二輸出電容230交替提供輸出電壓的轉(zhuǎn)換過(guò)程，二輸出電容230先進(jìn)行并聯(lián)后， 再進(jìn)行轉(zhuǎn)換。于此，第一切換單元250及第二切換單元沈0的切換導(dǎo)通二輸出電容230其中之一的頻率較佳為IOk至3MHz。請(qǐng)參閱圖3所示，為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路圖，用以揭示切換單元可包含二個(gè)開(kāi)關(guān)。如前述第一實(shí)施例，本實(shí)用新型實(shí)施例的第一切換單元240包含開(kāi)關(guān)SWl及開(kāi)關(guān)SW2 ；第二切換單元250包含開(kāi)關(guān)SW3及開(kāi)關(guān)SW4。如圖3所示，開(kāi)關(guān)SWl與開(kāi)關(guān)SW2 二者其中一端共同電連接至輸入端210，二開(kāi)關(guān)的另一端分別電連接至二輸出電容230的選擇端233。相似地，開(kāi)關(guān)SW3與開(kāi)關(guān)SW4 二者其中一端共同電連接至負(fù)載300，二開(kāi)關(guān)的另一端分別電連接至二輸出電容230的選擇端 233。據(jù)此，控制單元260控制開(kāi)關(guān)SW1、SW2、Sff3, SW4的開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)序，而達(dá)到電壓調(diào)節(jié)的功效。請(qǐng)參閱圖4所示，為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的開(kāi)關(guān)時(shí)序圖，用以揭示開(kāi)關(guān)SW1、 SW2、SW3、SW4的作動(dòng)。于二輸出電容230交換提供輸出電壓之前，開(kāi)關(guān)SWl及SW2關(guān)閉，停止對(duì)二輸出電容230充電。于二輸出電容230交換提供輸出電壓的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)SW3及SW4 同時(shí)開(kāi)啟，藉以使二輸出電容230并聯(lián)，而緩沖二輸出電容230間的電壓差。請(qǐng)參閱圖5所示，為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電路圖，用以揭示前述開(kāi)關(guān)實(shí)質(zhì)可為晶體管(transistor)。如前述第二實(shí)施例，本實(shí)用新型實(shí)施例的第一切換單元240可包含晶體管Ml、M2 ；第二切換單元250可包含晶體管M3、M4。晶體管Ml、M2、M3、M4分別根據(jù)控制單元260提供的訊號(hào)Si、S2、S3、S4作動(dòng)，而使其源極(Source)與漏極(Drain)之間的導(dǎo)通狀態(tài)改變。請(qǐng)參閱圖6所示，為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的電路圖，用以揭示以第一實(shí)施例為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)直流電壓轉(zhuǎn)換功能的實(shí)施態(tài)樣。本實(shí)施例如第一實(shí)施例所示，更包含分別對(duì)應(yīng)至二輸出電容230的二個(gè)電感270及二個(gè)二極管觀(guān)0，而各自形成第一降壓模塊291及第二降壓模塊四2。電感270包含第一端271及第二端272。二極管觀(guān)0的負(fù)端電連接電感 270的第一端271及第一切換單元M0。其中，二極管觀(guān)0的正端電性接地。輸出電容230 一端電連接電感270的第二端272及第二切換單元250。其中，輸出電容230的另一端亦電性接地。藉此，控制單元260控制第一切換單元240及第二切換單元250，用以選擇地電連接至第一降壓模塊四1、第二降壓模塊292或同時(shí)電連接二者。因此，輸入電壓可輪流透過(guò)第一降壓模塊與第二降壓模塊292產(chǎn)生穩(wěn)定地輸出電壓。請(qǐng)參閱圖7所示，為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的電路圖，用以揭示另一以第一實(shí)施例為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)直流電壓轉(zhuǎn)換功能的實(shí)施態(tài)樣。本實(shí)施例如第一實(shí)施例所示，更包含電感 270及二極管沘0。電感270電連接于輸入端210及第一切換單元240之間。二極管沘0 的負(fù)端電連接輸入端210，二極管觀(guān)0的正端電性接地。藉此，輸入電壓經(jīng)由電感270，而透過(guò)第一切換單元240選擇對(duì)其中之一電容230充電，并透過(guò)第二切換單元250選擇對(duì)其中之一電容230放電。本實(shí)用新型的功能在于進(jìn)行穩(wěn)壓時(shí)，降低輸出電壓的漣波振幅。通過(guò)切換電路而減小輸出電壓的變化，維持電壓固定輸出。于此，控制單元260可根據(jù)時(shí)序、回授電壓信號(hào)或回授電流信號(hào)，而提供訊號(hào)至切換單元或開(kāi)關(guān)，用以進(jìn)行切換電路控制，而使輸出電壓維
持穩(wěn)定。 雖然本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技藝人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神所作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，皆應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的范疇內(nèi)，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種切換式穩(wěn)壓電路，用以自一輸入端接收一輸入電壓而穩(wěn)定提供一輸出電壓至一負(fù)載，其特征在于，該切換式電路包含二輸出電容，每一該輸出電容包含一接地端及一選擇端，該接地端電性接地；一第一切換單元，電連接該輸入端與該二輸出電容的該選擇端之間，該第一切換單元選擇性導(dǎo)通該輸入端至該二輸出電容其中之一；一第二切換單元，電連接該負(fù)載與該二輸出電容的該選擇端之間，該第二切換單元選擇性導(dǎo)通該二輸出電容至少其中之一至該負(fù)載；及一控制單元，控制該第一切換單元及該第二切換單元，使該輸入電壓輪流對(duì)該二輸出電容其中之一充電，并由另一該輸出電容提供該輸出電壓給該負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，于該二輸出電容其中之一與該負(fù)載導(dǎo)通的狀態(tài)切換為另一該輸出電容與該負(fù)載導(dǎo)通的狀態(tài)的過(guò)程中，該第二切換單元同時(shí)導(dǎo)通該二輸出電容至該負(fù)載。
3.如權(quán)利要求1所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該第一切換單元的切換導(dǎo)通該二輸出電容其中之一的頻率為IOk至3MHz。
4.如權(quán)利要求1所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該第二切換單元的切換導(dǎo)通該二輸出電容其中之一的頻率為IOk至3MHz。
5.如權(quán)利要求1所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該第一切換單元包含二開(kāi)關(guān)，該二開(kāi)關(guān)其中一端共同電連接至該輸入端，該二開(kāi)關(guān)的另一端分別電連接至該二輸出電容的該選擇端。
6.如權(quán)利要求5所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該開(kāi)關(guān)為晶體管。
7.如權(quán)利要求1所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該第二切換單元包含二開(kāi)關(guān)，該二開(kāi)關(guān)其中一端共同電連接至該負(fù)載，該二開(kāi)關(guān)的另一端分別電連接至該二輸出電容的該選擇端。
8.如權(quán)利要求7所述的切換式穩(wěn)壓電路，其特征在于，該開(kāi)關(guān)為晶體管。
專(zhuān)利摘要一種切換式穩(wěn)壓電路，用以自輸入端接收輸入電壓而穩(wěn)定提供輸出電壓至負(fù)載。切換式電路包含二輸出電容、第一切換單元、第二切換單元及控制單元。每一輸出電容包含接地端及選擇端，其中接地端電性接地。第一切換單元電連接輸入端與二選擇端之間，且第一切換單元選擇性導(dǎo)通輸入端至二輸出電容其中之一。第二切換單元電連接負(fù)載與二選擇端之間，第二切換單元選擇性導(dǎo)通二輸出電容至少其中之一至負(fù)載?？刂茊卧刂频谝磺袚Q單元及第二切換單元，使輸入電壓輪流對(duì)二輸出電容其中之一充電，并由另一輸出電容提供輸出電壓，以減少輸出電壓的漣波。
文檔編號(hào)H02M3/07GK201947172SQ20112000676
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者夏春華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)盛科技股份有限公司