[發(fā)明專利]反饋比較裝置及直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710162037.4
• 申請日: 2007-10-10
• 公開（公告）號: CN101409503A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏春華;劉士豪
• 申請（專利權(quán)）人: 英業(yè)達(dá)股份有限公司
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06;G05F1/46
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳 亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器，且特別是有關(guān)于一種輸出電壓低于參考電壓的直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，而許多電路的設(shè)計(jì)是要將電池電壓轉(zhuǎn)換成較低的供電電壓，如手機(jī)、PDA等由電池供電的手持設(shè)備，又如手提式電腦，而電壓轉(zhuǎn)換器(buck?converter)是被使用在一般的電源供應(yīng)器中作為一基本的電壓調(diào)節(jié)器，因此越來越多的直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器被使用到各種電子產(chǎn)品中。

直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器的作用是可以輸出較輸入電壓小的輸出電壓并起到穩(wěn)壓的作用，請參見圖1，其為公知的一種直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器100，如圖所示的直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器100工作時(shí)，其接受一個(gè)直流的輸入電壓Vin，輸入電壓Vin可以由堿性電池或鋰電池提供，并且轉(zhuǎn)換成一較低的固定直流輸出電壓Vout，輸出電壓Vout經(jīng)反饋電路101反饋后通過比較器103與參考電壓Vref作比對，并根據(jù)比對結(jié)果向驅(qū)動電路105產(chǎn)生一個(gè)控制信號，驅(qū)動電路105根據(jù)接收到的控制信號向功率電路107發(fā)送一驅(qū)動信號，功率電路107連接輸入電壓Vin以及一個(gè)穩(wěn)壓電路109，并且功率電路107根據(jù)接收到的驅(qū)動信號控制輸入電壓Vin與穩(wěn)壓電路109間導(dǎo)通或斷開的狀態(tài)，而后經(jīng)穩(wěn)壓電路109穩(wěn)壓后輸出一個(gè)較穩(wěn)定的輸出電壓Vout。

但在大部分的可攜帶式的電子產(chǎn)品中，使用堿性電池或鋰電池作為電力的來源，由于電池的電壓會隨著操作時(shí)間與使用時(shí)間逐漸降低，為得到一穩(wěn)定的輸出電壓，因此很多情況下的直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器是采用先升壓再電壓的兩級式電壓轉(zhuǎn)換器。

中國臺灣專利號為I281305的實(shí)用新型專利公開了一種雙輸入電壓轉(zhuǎn)換器，包括一比較器比較該輸出電壓Vout及一參考電壓Vref以產(chǎn)生一信號至一控制器，并由控制器決定切換第一電壓轉(zhuǎn)換電路或第二電壓轉(zhuǎn)換電路，請參見圖2，其為此專利的一實(shí)施例示意圖，晶體管SW1及SW2與電感L及電容Co組成第一電壓轉(zhuǎn)換電路，晶體管SW2及SW3與電感L及電容Co組成第二電壓轉(zhuǎn)換電路，控制器201切換晶體管SW1及SW2產(chǎn)生電流I通過電感L對電容Co充電得到輸出電壓Vout，比較器203比較輸出電壓Vout與參考電壓Vref，當(dāng)輸出電壓Vout低于參考電壓Vref時(shí)，比較器203的輸出信號Se使控制器201關(guān)閉晶體管SW1，使電壓VDD通過升壓轉(zhuǎn)換器205升壓后轉(zhuǎn)換為電壓VPP，控制器201切換晶體管SW2及SW3以轉(zhuǎn)換電壓VPP為輸出電壓Vout，因此雙輸入電壓轉(zhuǎn)換器200可視為先升壓再降壓的兩級式電壓轉(zhuǎn)換器，它很好地解決了因輸入電壓Vin減小而造成的輸出電壓Vout減小，從而造成輸出不穩(wěn)定的情況，但現(xiàn)有的直流到直流轉(zhuǎn)換器仍然存在一些缺陷，可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1、上述的兩極式電壓轉(zhuǎn)換器雖然可以解決輸入電壓Vin減小而造成輸出電壓Vout不穩(wěn)定的情況，但是并不能在輸出電壓Vout小于參考電壓Vref的狀況下工作，而是依靠升壓轉(zhuǎn)換器使輸出電壓Vout保持在比參考電壓Vref大的狀態(tài)。然而因?yàn)榈凸ぷ麟妷嚎梢允闺娮赢a(chǎn)品在單一芯片上整合進(jìn)更多晶體管，所以在實(shí)際應(yīng)用中各種電子產(chǎn)品會越來越多地使用到低電壓。由半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)發(fā)表的《國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS)》預(yù)計(jì)，從目前到2016年這段時(shí)間內(nèi)，IC的工作電壓和工作電流將分別呈下降和上升的趨勢。由此可見許多電子產(chǎn)品需求電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vout越來越小，直接導(dǎo)致了參考電壓Vref的取值困難，并且更頻繁地出現(xiàn)輸出電壓Vout小于參考電壓Vref狀況，而傳統(tǒng)的直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器無法在輸出電壓Vout小于參考電壓Vref的狀況下工作，這在直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中是一個(gè)盲點(diǎn)。

2、上述的雙輸入電壓轉(zhuǎn)換器在輸出電壓Vout小于參考電壓Vref情況下會采用先升壓后降壓的方法，但是需要在電路中加入升壓轉(zhuǎn)換器、電壓轉(zhuǎn)換電路以及另外一些相關(guān)電子元件，而目前直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器的PCB空間相當(dāng)有限，這不符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品“小身材，大功效”的發(fā)展趨勢，并且，直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器在電子產(chǎn)品中被廣泛使用，增加直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的電子元件勢必會增加許多生產(chǎn)制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種反饋比較裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器不能在輸出電壓小于參考電壓的情況下工作的缺點(diǎn)。

本發(fā)明另提供一種直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器，此直流到直流電壓轉(zhuǎn)換器可以在輸出電壓小于參考電壓的情況下轉(zhuǎn)換一輸入電壓至一較低的輸出電壓。