[發明專利]直流轉直流轉換裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310095341.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103326560A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 林嘉亮
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

技術領域

本發明涉及一種直流轉直流轉換器，特別是一種直流轉直流轉換裝置及其方法。

背景技術

常見的直流轉直流轉換器是接收來自于電源供應的第一直流電壓，且輸出第二直流電壓至負載電路。一般而言，有兩種型式的直流轉直流轉換器：開關調節器及線性調節器。開關調節器有較高的電源效率，但需要大的外部被動元件（電感或電容）。因此，對于混合信號系統單芯片（Systems?on?Chips）的應用，無有效的成本及尺寸。混合信號系統單芯片需要多種電路的多重獨立電源供應域。并且，開關調節器經常受到開關的干擾。另一方面，線性調節器則具有效的成本及尺寸，且較少的噪聲，但低電源效率。

因此，如何提供約如同線性調節器的低噪聲及有效率的成本及尺寸并且又像開關調節器的高電源效率的直流轉直流轉換器為一亟待解決的議題。

發明內容

在一實施例中，一種直流轉直流轉換裝置包含開關電容電路、負載電容、反饋電路及控制器。開關電容電路接收電源電壓，且依照N位元控制信號及多個相位時鐘來輸出負載電壓。其中N是大于1的整數。負載電容耦接開關電容電路，負載電容保持負載電壓。反饋電路耦接開關電容電路，反饋電路產生與負載電壓成比例的反饋電壓。控制器耦接開關電容電路與反饋電路，控制器接收反饋電壓與參考電壓，且依照多個相位時鐘中的時鐘相位輸出N位元控制信號。

在一實施例中，一種直流轉直流轉換方法，包含：利用開關電容電路以接收電源電壓以及包含多個時鐘相位的多個相位時鐘，并輸出負載電壓，接著，以負載電容保持負載電壓，并且，由負載電壓分壓得到反饋電壓，以致使負載電壓成比例于反饋電壓，最后，通過反饋電壓與參考電壓的比較以更新N位元控制信號，其中N是大于1的整數。

以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特征以及優點，其內容足以使本領域的普通技術人員了解本發明的技術內容并據以實施，且根據本說明書所披露的內容、權利要求范圍及圖式，任何本領域的普通技術人員可輕易地理解本發明相關的目的及優點。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的直流轉直流轉換裝置的功能區塊圖。

圖2為圖1的實施例的示范性時序圖。

圖3為本發明一實施例的開關電容電路的功能區塊圖。

圖4為本發明一實施例的開關單元的示意圖。

圖5為本發明一實施例的控制器的功能區塊圖。

【主要元件符號說明】

100?直流轉直流轉換裝置

110?開關電容電路

120?負載電路

130?反饋電路

140?控制器

V_S?電源電壓

V_L?負載電壓

CC[N-1:0]?N位元控制信號

CC[n]?位元

CLK[n]?時鐘相位

CLK[0]?第一時鐘相位

CLK[N-1:0]?N個相位時鐘

CLKB?反相時鐘信號

C_L?負載電容

V_FB?反饋電壓

V_REF?參考電壓

R₁?第一電阻

R₂?第二電阻

T?時鐘周期

300?開關電容電路

301-304?開關單元

400?開關單元

401?第一開關

402?第二開關

420?時鐘產生器

421?非門

424-427?非門

430?門控時鐘產生器

431?數據正反器

432?非門

433?與非門

422-423?或非門

C_CH?充電電容

PHI1?第一邏輯信號

PHI2?第二邏輯信號

CLKG?門控時鐘

ENS?同步控制信號

500?控制器

501?比較器

502?低通濾波器

503?四舍五入運算子

504?編碼器

505?元件匹配電路

D?決策信號

W1?第一中間信號

W2?第二中間信號

PCC[N-1:0]?N位元的原始控制信號