[發明專利]混成供電架構

有效

• 申請號: 201410032728.2
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103809643B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 林政宏
• 申請（專利權）人: 加弘科技咨詢（上海）有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司11234
• 代理人: 宋義興

技術領域

本發明是有關于一種混成供電架構，尤其是可依據負載程度啟動線性調節器或切換調節器以達到具最佳電氣效率的無縫切換的混成供電目的。

背景技術

具不同工作電氣特性的電子裝置通常需要不同電壓、電流或功率的特定電源以提供所需的工作電力，比如電動馬達需要12V直流電，類比晶片需要3.3V，而數位晶片一般需要1.8V，因此，電源管理類者開發各種電源調節裝置及電源轉換裝置以符合所需。此外，在原始輸入電源不穩定時，比如市電常常受到負載不平衡的影響而經常性的大幅度升壓或壓降，需要具穩壓作用的穩壓或調節裝置。或者，因原始電源本身的供電能力有限，無法應付負載的劇烈變動，而使得輸出電壓或電流變成不穩定，所以也需要這當的穩壓或調節裝置。

對于一般電子應用領域，眾所周知的調節方式可包括線性調節及切換調節。線性調節是使用線性電子元件，比如運算放大器，配合電壓或電流感測電路，所以控制輸出級單元，比如功率電晶體，產生可依據負載程度而動態調節的穩定輸出電源。切換調節方式主要是利用高頻的PWM信號以控制、切換特定電晶體開關的導通、關閉，進而將原始電源轉成具特定電壓、電流或功率的輸出電源，同時去除雜訊，達到電源調節及/或轉換的目的。

具體而言，線性調節、切換調節本身在操作時會消耗原始電源中的部分電力而造成操作損失，其中操作損失是隨負載程度而變動。例如，線性調節在輕負載時具有較低的操作損失，而對于重負載，切換調節的操作損失較低。即，線性調節這合輕負載的應用領域，而切換調節這合重負載，使得在負載變動范圍大的應用領域時，單獨使用線性調節或切換調節實質上是無法有效降低整體的操作損失，導致電氣效率不高。

因此，非常需要一種混成供電架構，可依據實際電氣負載特性而動態切換線性調節其及切換調節器的運作，尤其是可達到無縫切換的供電目的，使得功率耗損最低，提供穩定的輸出電源，因而克服上述所用技術的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種混成供電架構，用以將輸入電源轉換成具有不同于輸入電源的電壓及或電流的輸出電源，以供應給外部的負載，且本發明主要包括微控制器、線性調節器、第一電流感測單元、切換調節器、第二電流感測單元以及混成輸出級，其中線性調節器及切換調節器分別依據微控制器的第一及第二致能信號而進行線性調節處理及切換調節處理，所以產生線性輸出電源及切換輸出電源，并由第一及第二電流感測單元分別感測線性輸出電源及切換輸出電源而產生第一及第二電流感測信號，并由微控制器接收，進而判斷負載狀態為輕負載或重負載，且在啟始時，控制器只啟動線性調節器而關閉切換調節器，并在重負載時，啟動切換調節器。

尤其是，在切換輸出電源穩定時，才關閉線性調節器。類似的，當負載狀態由目前的重負載轉變為輕負載時，控制器會啟動線性調節器，而在線性調節器的線性輸出電源穩定時，才關閉切換調節器。

即，本發明可依據負載狀態控制線性調節器及切換調節器，使得在輕負載及重負載時分別由線性調節器及切換調節器負責調節處理，可提高電源轉換效率，尤其是在輕負載及重負載的間的切換期間，線性調節器及切換調節器同時運作，所以維持輸出電源的穩定性，達到無縫切換的混成供電，并進而保護負載。

附圖說明

圖1所示依據本發明實施例混成供電架構的系統示意圖。

圖2所示本發明混成供電架構中線性調節器的示范性實例示圖。

圖3所示本發明混成供電架構中切換調節器的示范性實例示圖。

圖4所示本發明混成供電架構中混成輸出級的示范性實例示圖。

圖中標記: 10微控制器；20線性調節器；21第一電流感測單元；30切換調節器；31第二電流感測單元；32 PWM控制器 ；40混成輸出級；BUF1第一緩沖器；BUF2第二緩沖器；CS1第一電流感測信號；CS2第二電流感測信號；D1第一二極體；D2第二二極體；EN1第一致能信號；EN2第二致能信號；LCH扼流線圈；MOS1第一電晶體；MOS2第二電晶體；MOS3第三電晶體；OP運算放大器；OPS1第一運算放大器；OPS2第二運算放大器；PG1第一通知信號；PG2第二通知信號；R11上拉電阻；R12下拉電阻；R2上拉電阻；R3上拉電阻；RL負載；RS1第一感測電阻；RS2第二感測電阻；V1線性輸出電源；V2切換輸出電源；Vin輸入電源；Vout 輸出電源。

具體實施方式

以下配合圖示及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，僅使熟所所述項技術者在研讀本說明書后能據以實施。