[發(fā)明專利]電壓變換電路及方法以及升降壓變換電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911115164.8
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN112799456B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許超群;林官秋;喻輝潔
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門市必易微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46;G05F1/575;H02M3/156;H02M3/158
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

本發(fā)明揭示了一種電壓變換電路及方法以及升降壓變換電路，所述電壓變換電路包括線性電路、電荷泵電路、控制電路；線性電路耦接輸入電源；電荷泵電路耦接所述線性電路及所述電壓變換電路的輸出端；控制電路分別耦接所述線性電路及所述電荷泵電路，根據(jù)電壓變換電路輸出端的輸出電壓控制所述線性電路的導(dǎo)通程度及所述電荷泵電路的驅(qū)動時鐘信號擺動幅度。本發(fā)明提出的電壓變換電路及方法以及升降壓變換電路，無需電感即可實現(xiàn)升降壓的過程，減小電路體積，降低產(chǎn)品成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓變換電路及方法以及升降壓變換電路。

背景技術(shù)

升降壓電路是一種常用的電源管理電路，它滿足了既能升壓又能降壓的需求，從而使得單一輸入電源能夠提供更寬廣的輸出電壓范圍。傳統(tǒng)的升壓電路或者降壓電路只能滿足特定的升壓或者降壓功能。目前的主流升降壓電路還是基于開關(guān)電路類型的結(jié)構(gòu)，需要配合外部電感完成能量的存儲與釋放。開關(guān)類型的升降壓電路能夠支持比較高的負載同時效率比較高，因此得到了廣泛的研究。但是開關(guān)型升降壓電路有體積大，價格昂貴等缺點，在對負載及效率要求不高的場景下需要有新的升降壓電路結(jié)構(gòu)來滿足成本及體積的需求。

圖1所示的電路為典型開關(guān)型升降壓電路；該結(jié)構(gòu)基于4個功率管MOS及單電感組成的H 型結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)升降壓功能。通過控制邏輯來控制4個MOS的開關(guān)狀態(tài)來實現(xiàn)升壓或者降壓的功能。

傳統(tǒng)的開關(guān)型升降壓電路設(shè)計存在的缺點有2個：

(1)由于電感的存在使得方案的體積較大，并且電感價格比較貴，從而推高整體方案成本。

(2)集成4個開關(guān)管會占據(jù)比較大的芯片面積，另外控制邏輯復(fù)雜，需要較多的芯片管腳；在管腳資源緊張的應(yīng)用場景下不適合。

有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種電壓變換方式，以便克服現(xiàn)有電壓變換方式存在的上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電壓變換電路及方法以及升降壓變換電路，無需電感即可實現(xiàn)升降壓的過程，減小電路體積，降低產(chǎn)品成本。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，采用如下技術(shù)方案：一種電壓變換電路，所述電壓變換電路包括：

線性電路，耦接輸入電源；

電荷泵電路，耦接所述線性電路及所述電壓變換電路的輸出端；以及

控制電路，分別耦接所述線性電路及所述電荷泵電路，根據(jù)電壓變換電路輸出端的輸出電壓控制所述線性電路的導(dǎo)通程度及所述電荷泵電路的驅(qū)動時鐘信號擺動幅度。

作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述輸出電壓低于參考電壓時，所述控制電路用以控制所述線性電路的導(dǎo)通電阻降低，控制電荷泵電路的驅(qū)動時鐘信號擺動幅度升高，從而控制輸出電壓升高；

在所述輸出電壓高于所述參考電壓時，所述控制電路用以控制所述線性電路的導(dǎo)通電阻升高，控制電荷泵電路的驅(qū)動時鐘信號擺動幅度降低，從而控制輸出電壓降低。

作為本發(fā)明的一種實施方式，控制電路包括：

差值信號產(chǎn)生電路，基于輸出電壓反饋信號與參考信號的差值產(chǎn)生差值信號；

導(dǎo)通程度控制電路，用以根據(jù)所述差值信號控制所述線性電路的導(dǎo)通程度；以及擺動幅度控制電路，用以根據(jù)所述差值信號調(diào)節(jié)所述電荷泵電路的驅(qū)動時鐘信號擺動幅度。

作為本發(fā)明的一種實施方式，所述差值信號產(chǎn)生電路包括：

跨導(dǎo)放大電路，其第一端耦接電壓變換電路的輸出端，其第二端耦接基準信號，其輸出端提供表征所述反饋信號與參考信號差值的電流信號；以及