[發明專利]直流轉直流轉換器

有效

• 申請號: 201010138181.6
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN102195485A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 蔡志昌
• 申請（專利權）人: 全漢企業股份有限公司;善元科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/155;H02M7/217
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及一種電源供應裝置，且特別涉及一種具有升降壓功能及高效率的直流轉直流轉換器。

背景技術

傳統上，為了要穩定地/精準地提供負載(例如電子裝置)所需的電源電壓，大多會將直流轉直流轉換器設計具有升降壓功能。圖1為傳統具有升降壓功能的直流轉直流轉換器100的電路示意圖。請參照圖1，直流轉直流轉換器100包括具有隔離作用的變壓器TX、開關SW、電容C、二極管D，以及電壓反饋控制器VF。

一般而言，電壓反饋控制器VF會持續偵測負載LD所接收的電源電壓Vpwr，并據以產生可變工作周期(duty?cycle)的控制信號CS，而對直流輸入電壓Vin進行升壓(boost)或降壓(buck)。如此一來，直流轉直流轉換器100即可穩定地/精準地提供負載LD所需的電源電壓Vpwr。

然而，由于直流轉直流轉換器100主要是通過具有隔離作用的變壓器TX來同時實現升降壓功能，故而變壓器TX必需負擔所有的輸出功率(outputpower)，以至于變壓器TX的體積會很大，且其效率也不高。也亦因如此，直流轉直流轉換器100很難實現在現今微型化的電子裝置的設計的范疇中。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種具有升降壓功能、體積小且效率高的直流轉直流轉換器。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭示的技術特征中得到進一步的了解。

為達上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本發明所提供的直流轉直流轉換器適于產生負載所需的電源電壓，且其包括降壓電路與升壓電路。降壓電路用以接收直流輸入電壓，并依據第一控制信號以對直流輸入電壓進行降壓處理后而輸出電源電壓，或者直接輸出直流輸入電壓。升壓電路耦接負載與降壓電路，用以接收降壓電路所輸出的電源電壓或直流輸入電壓，并依據第二控制信號以對降壓電路所輸出的直流輸入電壓進行升壓處理后而輸出電源電壓給負載，或者直接輸出降壓電路所輸出的電源電壓給負載。

在本發明的一實施例中，直流轉直流轉換器還包括控制單元。控制單元耦接降壓電路與升壓電路，用以偵測降壓電路與升壓電路的輸出的電壓，并據以產生第一與第二控制信號來控制降壓電路與升壓電路。

在本發明的一實施例中，當直流輸入電壓高于電源電壓時，控制單元控制降壓電路對直流輸入電壓進行降壓處理后而輸出電源電壓，并且控制升壓電路直接輸出降壓電路所輸出的電源電壓給負載。

在本發明的一實施例中，當直流輸入電壓低于電源電壓時，控制單元控制降壓電路直接輸出直流輸入電壓，并且控制升壓電路對降壓電路所輸出的直流輸入電壓進行升壓處理后而輸出電源電壓給負載。

在本發明的一實施例中，升壓電路的輸出功率可以小于、大于或等于降壓電路的輸出功率。

基于上述可知，本發明所提出的直流轉直流轉換器是通過將降壓電路與升壓電路分開獨立設計后再搭配一起使用，藉以來達到具有升降壓功能、體積小以及效率高等多項目標。更清楚來說，在直流輸入電壓高于負載所需的電源電壓的條件下，由于只有降壓電路會進行降壓運作以產生負載所需的電源電壓，而升壓電路僅會傳導降壓電路所產生的電源電壓給負載，以至于在此條件下，直流轉直流轉換器可以達到降壓功能與提高降壓效率的目標。

另一方面，在直流輸入電壓低于負載所需的電源電壓的條件下，由于降壓電路僅會傳導所接收的直流輸入電壓，而只有升壓電路會進行升壓運作以產生負載所需的電源電壓，以至于在此條件下，直流轉直流轉換器可以達到升壓功能與提高升壓效率的目標。此外，若將本發明的升壓電路的輸出功率設計的遠小于降壓電路的輸出功率的話，則應用在升壓電路中的變壓器的體積就得以被縮減相當的多，藉以致使直流轉直流轉換器可以達到體積小的目標。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，但是上述一般描述及以下實施方式僅為例示性及闡釋性的，其并不能限制本發明所欲主張的范圍。

附圖說明

圖1為傳統具有升降壓功能的直流轉直流轉換器的電路示意圖。

圖2為本發明一實施例的直流轉直流轉換器的方塊示意圖。

圖3為本發明一實施例的直流轉直流轉換器的電路示意圖。

主要元件符號說明：

100、200：直流轉直流轉換器????????201：降壓電路

203：升壓電路?????????????????????205：控制單元

TX、TX’：變壓器??????????????????207：第一端