[發明專利]電壓電平轉換裝置及其操作方法

有效

• 申請號: 201410249574.2
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN105281540B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 林哲弘;黃躍龍;陳彥宏
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02P23/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 郝新慧;章侃銥

1.一種電壓電平轉換裝置，包含：

一第一電平轉換單元，接收一參考電壓與一電源電壓，以輸出一提升電壓，其中該提升電壓大小為該參考電壓與該電源電壓之和；

一第二電平轉換單元，連接該第一電平轉換單元，以接收該提升電壓；

一充電單元，接收該提升電壓，以提供該充電單元充電操作所需的電壓，并且根據一控制電壓的控制來提供一輸出電壓，其中該第二電平轉換單元連接到該充電單元和該輸出電壓；及

一放電單元，連接該充電單元，并且接收該控制電壓與該參考電壓；

其中，當該控制電壓導通該充電單元并且截止該放電單元時，該充電單元由該提升電壓充電，使該提升電壓為該充電單元所提供的該輸出電壓；當該控制電壓截止該充電單元并且導通該放電單元時，該放電單元由該輸出電壓放電。

2.如權利要求1所述電壓電平轉換裝置，其中該第一電平轉換單元包含一第一二極管以及與該第一二極管連接的一第一電容，該第一二極管的一陽極連接到該電源電壓，該第一二極管的一陰極連接到該第一電容的一端，該第一二極管的陰極與該第一電容的連接點提供該提升電壓，該第一電容的另一端連接到該參考電壓；該第二電平轉換單元包含一第二二極管以及與該第二二極管連接的一第二電容，其中該第二二極管的一陽極接收該提升電壓，該第二二極管的一陰極連接到該第二電容的一端，該第二二極管與該第二電容的連接點連接到該充電單元，該第二電容的另一端連接到該輸出電壓。

3.如權利要求2所述電壓電平轉換裝置，其中該充電單元包含一第一電阻與一第一功率開關，其中該第一功率開關的一柵極連接該第一電阻的一端，該第一功率開關的一源級連接到該輸出電壓，該第一功率開關的一漏極通過該充電單元的一限流電阻連接到該提升電壓，該第二二極管與該第二電容的連接點連接到該第一電阻的另一端；該放電單元包含一第二電阻、一第三二極管、一第二功率開關以及一第三功率開關，其中該第三二極管的一陰極連接該第二電阻的一端、該第二功率開關的一柵極與該第三功率開關的一柵極，該第二功率開關的一漏極連接到該第一電阻的該一端和該第一功率開關的該柵極，該第二功率開關的一源級連接到該參考電壓，該第三功率開關的一漏極連接到該輸出電壓，該第三功率開關的一源極連接到該參考電壓，該第三二極管的一陽極連接到該參考電壓，該第二電阻的另一端連接到該控制電壓，該第二電阻與該控制電壓的連接點通過一隔離電阻與該提升電壓隔離。

4.如權利要求3所述電壓電平轉換裝置，其中當該控制電壓為低電平電壓時，該放電單元的該第二功率開關與該第三功率開關導通開啟，并且該充電單元的該第一功率開關截止關斷；當該控制電壓為高電平電壓時，該放電單元的該第二功率開關與第三功率開關截止關斷，并且該充電單元的該第一功率開關導通開啟。

5.如權利要求3所述電壓電平轉換裝置，其中該充電單元的該限流電阻限制由該第一電平轉換單元流入該充電單元的電流大小。

6.一種電壓電平轉換裝置的操作方法，包含下列步驟：

(a)提供一第一電平轉換單元，接收一參考電壓與一電源電壓，以輸出一提升電壓，其中該提升電壓大小為該參考電壓與該電源電壓之和；

(b)提供一第二電平轉換單元，連接該第一電平轉換單元，以接收該提升電壓；

(c)提供一充電單元，接收該提升電壓，以提供該充電單元充電操作所需的電壓，并且根據一控制電壓的控制來提供一輸出電壓，其中該第二電平轉換單元連接到該充電單元和該輸出電壓；

(d)提供一放電單元，連接該充電單元，并且接收該控制電壓與該參考電壓；及

(e)當該控制電壓導通該充電單元并且截止該放電單元時，該充電單元由該提升電壓充電，使該提升電壓系為該充電單元所提供的該輸出電壓；當該控制電壓截止該充電單元并且導通該放電單元時，該放電單元由該輸出電壓放電。