[發(fā)明專利]用于具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的兩級降壓升壓轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410095272.4
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104052275B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·劉
• 申請（專利權(quán)）人: 馬克西姆綜合產(chǎn)品公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/07;H02M3/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏;陳松濤

1.一種將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括：

耦合到第一輸出電壓節(jié)點(diǎn)的第一切換級，所述第一切換級接收第一輸入電壓，以將其轉(zhuǎn)換成相對低于所述第一輸入電壓的第一輸出電壓；

耦合到所述第一輸出電壓節(jié)點(diǎn)的第二切換級，所述第二切換級接收所述第一輸出電壓并將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換成在第二輸出電壓節(jié)點(diǎn)的第二輸出電壓，所述第二輸出電壓相對高于所述第一輸出電壓；

形成耦合到所述第一輸出電壓節(jié)點(diǎn)的分壓器的第一電荷存儲設(shè)備和第二電荷存儲設(shè)備；以及

第一飛跨電容器，所述第一飛跨電容器在充電階段期間與所述第一電荷存儲設(shè)備并聯(lián)耦合，而在電荷轉(zhuǎn)移階段期間與所述第二電荷存儲設(shè)備并聯(lián)耦合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中所述第二切換級包括配置成相對彼此異相操作的第一相電壓倍增器和第二相電壓倍增器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中所述第一電荷存儲設(shè)備和所述第二電荷存儲設(shè)備形成分壓器，所述第一電荷存儲設(shè)備用作所述第一切換級的輸出電容器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中所述第二切換級是電壓二倍器、電壓三倍器和分?jǐn)?shù)電壓倍增器之一。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括耦合在所述第二切換級內(nèi)的第二飛跨電容器，所述第一飛跨電容器和所述第二飛跨電容器交替地被充電和放電以產(chǎn)生所述第二輸出電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中所述第二切換級包括配置成相對彼此異相180度操作的第一相電壓倍增器和第二相電壓倍增器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括耦合到所述第一飛跨電容器的多個(gè)切換元件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中一個(gè)或多個(gè)切換元件是由柵極驅(qū)動器響應(yīng)于差信號來控制的MOSFET晶體管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括用于控制所述第二切換級的電壓倍增器控制器。

10.一種操作開關(guān)調(diào)節(jié)器的方法，所述方法包括：

將輸入電壓施加到所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的第一級；

將所述輸入電壓轉(zhuǎn)換成第一輸出電壓；

相對彼此異相操作至少兩個(gè)電壓倍增器；

將所述第一輸出電壓施加到所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的包括電壓倍增器的第二級；以及

通過將第一飛跨電容器與所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的第一電容器和第二電容器交替地并聯(lián)耦合來將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換成第二輸出電壓。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二輸出電壓高于所述第一輸出電壓。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將所述第一輸出電壓操作在所述第二輸出電壓的大約一半。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將所述第二輸出電壓施加到配置成控制所述第一級的控制器。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將電壓誤差信號施加到降壓轉(zhuǎn)換器控制器。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括經(jīng)由所述降壓轉(zhuǎn)換器控制器補(bǔ)償所述電壓倍增器的輸出阻抗。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在充電階段期間使第一級輸出電容器與飛跨電容器并聯(lián)耦合。