降壓型切換式電源供應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種降壓型切換式電源供應器，包含一功率級、一驅動電路以及一靴帶電容。功率級包括上橋開關、下橋開關與電感。上橋開關電連接于輸入端與切換節(jié)點之間。下橋開關電連接于切換節(jié)點與地之間。電感驅動電路系用以控制上橋開關與下橋開關的操作。靴帶電容電連接于升壓節(jié)點與切換節(jié)點之間，且升壓節(jié)點電連接于供應電壓。當靴帶電容的跨壓小于參考電壓時，下橋開關導通，以自供應電壓對靴帶電容充電。當充電達預定時段，或當電感電流到達默認值時，停止對靴帶電容充電。
【專利說明】降壓型切換式電源供應器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種降壓型切換式電源供應器，特別是指一種整體能源利用效率佳的高效率降壓型切換式電源供應器。
【背景技術】
[0002]圖1示出現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器的示意圖?，F(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10的功率級11包含上橋開關MA、下橋開關MB與電感L，共同電連接于一切換節(jié)點Lx，且受驅動電路12所控制。驅動電路12所包含的上橋驅動電路121及下橋驅動電路122分別根據(jù)第一驅動訊號S121及第二驅動訊號S122，產(chǎn)生第一操作訊號SA及第二操作訊號SB，以切換上橋開關MA及下橋開關MB的導通(ON)與關閉(OFF),以將電能從輸入端IN傳送給輸出端OUT (驅動電路12中的其它部份省略)。
[0003]當電源所提供的輸入電壓Vin為高壓時，為提供足夠的驅動能力，如圖1所示，現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10通常會在驅動電路12內部的供應電壓Vdd和上橋開關MA的源極之間，意即在升壓節(jié)點VBOOT和切換節(jié)點Lx之間設置一靴帶電容CB00T，以提供上橋開關MA的柵極和源極之間所需的壓差。靴帶電容CBOOT的跨壓Vcap用以提供作為上橋驅動電路121的工作電壓。當下橋開關MB導通時，自驅動電路12內部的供應電壓Vdd經(jīng)二極管13對靴帶電容CBOOT充電，使得當下橋開關MB關閉時，升壓節(jié)點VBOOT的電壓可到達Vcap+VLx，故升壓節(jié)點VBOOT的電壓(Vcap+VLx)與切換節(jié)點Lx的電壓(VLx)之間的壓差可到達Vcap，以供上橋驅動電路121操作所需。設置二極管13的目的是在升壓節(jié)點VBOOT的電壓高于供應電壓Vdd時，防止電流從升壓節(jié)點VBOOT逆流進入供應電壓Vdd，因而損害供應電壓Vdd。在輸出端OUT連接一系統(tǒng)負載16或一電池(未繪示)時，當系統(tǒng)負載16處于耗電的動作模式，意即當需要現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10提供電能時，由于上橋開關MA及下橋開關MB持續(xù)切換導通與關閉的動作以將電能從輸入端IN傳送給輸出端OUT提供給系統(tǒng)負載16，因此靴帶電容CBOOT將經(jīng)常被充電更新，其上的跨壓會保持在需要的位準。
[0004]然而，當系統(tǒng)負載16處于待機模式，意即當系統(tǒng)負載16不牦電或僅輕微耗電時，此時因不需要將電能從輸入端IN傳送給輸出端0UT，因此上橋開關MA及下橋開關MB皆關閉而不動作，在此情況下靴帶電容CBOOT將不會被充電更新，其內的電荷會流失而使跨壓逐漸下降。而在某一個時間點，當系統(tǒng)負載16又恢復動作而進入耗電的動作模式時，此時現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10又需要再提供電能給輸出端0UT，但由于靴帶電容CBOOT上的跨壓不足導致升壓節(jié)點VBOOT的電壓不足，因此上橋驅動電路121的驅動力將無法導通上橋開關MA，故現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10于重新啟動時，必須先對靴帶電容CBOOT充電。其充電方式是先導通下橋開關MB，使切換節(jié)點Lx連接于地，于是供應電壓Vdd可經(jīng)二極管13對靴帶電容CBOOT充電。
[0005]請參考圖2，其顯示現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10浪費能源的示意圖。在上述自待機模式恢復到動作模式的過程中，由于必須先導通下橋開關MB(如圖2所示的從時間點“重新啟動”至時間點Tl的期間，意即下橋開關MB的導通時間(ON-time)為Λ TB)，因此造成電流從輸出端OUT反方向地流至下橋開關MB。又，從時間點Tl至時間點T2的期間，當上橋開關MA導通，下橋開關MB關閉時，電流會從輸出端OUT反方向地流至上橋開關MA。以上動作，由于下橋開關MB的導通時間(ON-time)為Λ TB過長，以致自輸出端OUT反向傳遞的電能過多，如此將造成整體能源效率的浪費，且若控制不當，將造成自輸出端OUT對輸入端IN的升壓操作。此外，當輸出端OUT連接于一電池(未繪示)時，會使該電池不斷放電。
[0006]為了解決上述缺陷，美國專利US7235955中提出一種解決方案，但其控制方式較為復雜。
[0007]有鑒于此，本實用新型即針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種可以改善整體能源效率利用的高效率降壓型切換式電源供應器。

【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足與缺陷，提出一種可以改善整體能源效率利用的高效率降壓型切換式電源供應器。
[0009]為達上述目的，就其中一觀點言，本實用新型提供了一種降壓型切換式電源供應器，用以將一輸入端提供的一輸入電壓轉換為一輸出電壓于一輸出端，包含:(I) 一功率級，包括:一上橋開關，其一端電連接于該輸入端，其另一端電連接于一切換節(jié)點；一下橋開關，其一端電連接于該切換節(jié)點，其另一端電連接于地；以及一電感，其一端電連接于該切換節(jié)點，其另一端電連接于該輸出端；(2) —靴帶電容，電連接于一升壓節(jié)點與該切換節(jié)點之間，且該升壓節(jié)點電連接于一供應電壓；以及⑶一驅動電路，用以控制該上橋開關與該下橋開關的操作，該驅動電路包括:一控制訊號產(chǎn)生電路，其產(chǎn)生控制訊號以決定該上橋開關與該下橋開關的導通時間；以及一靴帶電容充電控制電路，其判斷該靴帶電容的跨壓是否小于一參考電壓，當該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以導通該下橋開關而自該供應電壓對該靴帶電容充電。
[0010]在一種較佳的實施型態(tài)中，該靴帶電容充電控制電路判斷自該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓起是否已達一預定時段，而當?shù)竭_該預定時段時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以停止導通該下橋開關。
[0011]在一種較佳的實施型態(tài)中，該靴帶電容充電控制電路包括:一比較電路，將該靴帶電容的跨壓與該參考電壓比較，以產(chǎn)生一比較電路輸出訊號；一導通時間定時器，當該比較電路的輸出訊號顯示該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓時，該導通時間定時器開始計算一預定時段，而當?shù)竭_該預定時段時，該導通時間定時器產(chǎn)生一計時輸出訊號；以及一栓鎖電路，其接收該比較電路輸出訊號與該計時輸出訊號作為設定與重設訊號。
[0012]在一種較佳的實施型態(tài)中，該靴帶電容充電控制電路判斷該電感的電流是否到達一參考電流，而當該電感的電流到達該參考電流時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以停止導通該下橋開關。
[0013]在一種較佳的實施型態(tài)中，該靴帶電容充電控制電路包括:一比較電路，將該靴帶電容的跨壓與該參考電壓比較，以產(chǎn)生一比較電路輸出訊號；一電流比較電路，比較該電感的電流與一參考電流而產(chǎn)生電流比較訊號；以及一栓鎖電路，其接收該比較電路輸出訊號與該電流比較訊號作為設定與重設訊號。
[0014]在一種較佳的實施型態(tài)中，該降壓型切換式電源供應器還包含一個二極管，其陽極電連接于該供應電壓，其陰極電連接于該升壓節(jié)點。
[0015]在一種較佳的實施型態(tài)中，該降壓型切換式電源供應器還包含一電源保護開關，其一端電連接于該輸入端，其另一端電連接于該上橋開關，用以保護該輸入端所連接的一電源。
[0016]在一種較佳的實施型態(tài)中，該電源保護開關包括一晶體管，電連接于該輸入端與該上橋開關之間，該晶體管具有一寄生二極管，該寄生二極管的陽極一陰極方向可阻擋自該上橋開關流往該輸入端的逆電流，或是該晶體管具有可調極性的寄生二極管。
[0017]在一種較佳的實施型態(tài)中，該輸出端電連接于一系統(tǒng)負載或一電池。
[0018]在一種較佳的實施型態(tài)中，該輸出端經(jīng)由一晶體管電連接于該電池，該晶體管具有一寄生二極管，該寄生二極管的陽極一陰極方向可阻擋自該輸出端流往該電池的電流，或是該晶體管具有可調極性的寄生二極管，以控制對該電池的充電。
[0019]下面通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本實用新型的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1顯示現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器的示意圖；
[0021]圖2顯示現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器浪費能源的示意圖；
[0022]圖3顯示本實用新型第一個實施例的高效率降壓型切換式電源供應器的示意圖；
[0023]圖4顯示本實用新型的靴帶電容充電控制電路的實施例示意圖；
[0024]圖5顯示本實用新型的靴帶電容充電控制電路的另一實施例示意圖；
[0025]圖6顯示本實用新型較現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器能源利用效率佳的示意圖；
[0026]圖7A-7B顯示本實用新型的電源保護開關的數(shù)個實施例；
[0027]圖8A-8C顯示本實用新型的輸出端電連接于系統(tǒng)負載或電池的數(shù)個實施例。
[0028]圖中符號說明
[0029]〔現(xiàn)有技術〕
[0030]10現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器
[0031]12現(xiàn)有驅動電路
[0032]Tl~T3現(xiàn)有時間
[0033]Λ TB現(xiàn)有導通時間
[0034]〔本實用新型〕
[0035]20降壓型切換式電源供應器 [0036]11功率級
[0037]121上橋驅動電路
[0038]122下橋驅動電路
[0039]123比較電路
[0040]124栓鎖電路
[0041]125導通時間定時器[0042]126電流比較電路
[0043]13二極管
[0044]14電源保護開關
[0045]16系統(tǒng)負載
[0046]22驅動電路
[0047]221控制訊號產(chǎn)生電路
[0048]222靴帶電容充電控制電路
[0049]BAT電池
[0050]CBOOT靴帶電容
[0051]FB回授訊號
[0052]IL電感電流
[0053]IN輸入端
[0054]Iref參考電流
[0055]L電感
[0056]Lx切換節(jié)點
[0057]MA上橋開關
[0058]MB下橋開關
[0059]NI節(jié)點
[0060]OUT輸出端
[0061]Ql, Q3晶體管
[0062]Q2，Q4可調極性晶體管
[0063]R電阻
[0064]S121第一驅動訊號
[0065]S122第二驅動訊號
[0066]SA第一操 作訊號
[0067]SB第二操作訊號
[0068]tl ~t3時間
[0069]Atb參考時間
[0070]VBOOT升壓節(jié)點
[0071]Vcap跨壓
[0072]Vdd供應電壓
[0073]Vin輸入電壓
[0074]VLx切換節(jié)點電壓
[0075]Vout輸出電壓
[0076]Vref參考電壓
【具體實施方式】
[0077]有關本實用新型的 前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將 可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。本實用新型中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間的功能作用關系，至于形狀、厚度與寬度則并未依照比例繪制。
[0078]請參考圖3，其顯示本實用新型第一個實施例的降壓型切換式電源供應器的示意圖。本實施例的降壓型切換式電源供應器20包含一功率級11、一驅動電路22以及一靴帶電容CB00T，此外可選擇性地(非必須)包含一二極管13與一電源保護開關14。本實施例的降壓型切換式電源供應器20的功率級11包括一個上橋開關MA、下橋開關MB與電感L。上橋開關MA、下橋開關MB與電感L共同電連接于一切換節(jié)點Lx，且受驅動電路22所控制。在本實施例中，上橋開關MA例如但不限于可為NMOS晶體管，下橋開關MB例如但不限于可為NMOS晶體管或PMOS晶體管。詳言之，上橋開關MA的一端電連接于輸入端IN，而其另一端電連接于切換節(jié)點Lx。下橋開關MB的一端電連接于切換節(jié)點Lx,而其另一端電連接地。電感L的一端電連接于切換節(jié)點Lx，而其另一端電連接于輸出端OUT。驅動電路22包含上橋驅動電路121、下上橋驅動電路121、控制訊號產(chǎn)生電路221以及靴帶電容充電控制電路222。控制訊號產(chǎn)生電路221產(chǎn)生第一驅動訊號S121及第二驅動訊號S122，而驅動電路22所包含的上橋驅動電路121及下橋驅動電路122分別根據(jù)第一驅動訊號S121及第二驅動訊號S122，產(chǎn)生第一操作訊號SA及第二操作訊號SB，以切換上橋開關MA及下橋開關MB的導通(ON)與關閉(0FF)，以將電能從輸入端IN傳送給輸出端OUT。在正常操作時，控制訊號產(chǎn)生電路221例如可根據(jù)回授訊號FB來產(chǎn)生第一驅動訊號S121及第二驅動訊號S122以決定上橋開關MA與下橋開關MB的導通時間，而回授訊號FB例如可相關于輸出電壓Vout或電感電流IL ;當靴帶電容CBOOT的電壓下降而需要充電時，控制訊號產(chǎn)生電路221可根據(jù)靴帶電容充電控制電路222的輸出來產(chǎn)生第一驅動訊號S121及第二驅動訊號S122。
[0079]在本實施例中，輸出端OUT可電連接一系統(tǒng)負載(未繪不)或一電池(未繪不)(關于輸出端OUT電連接于系統(tǒng)負載或電池的數(shù)個實施例容后說明)，據(jù)此對系統(tǒng)負載或電池進行供電。本實施例在升壓節(jié)點VBOOT和一節(jié)點NI之間(意即在升壓節(jié)點VBOOT和切換節(jié)點Lx之間)設置一靴帶電容CB00T，以提供上橋開關MA的柵極和源極之間所需的壓差。靴帶電容CBOOT位于升壓節(jié)點VBOOT與切換節(jié)點Lx之間的跨壓Vcap用以提供作為上橋驅動電路121的工作電壓。在本實施例中，靴帶電容CBOOT例如但不限于設置于驅動電路22的外部。于其它實施例中，靴帶電容CBOOT亦可整合至驅動電路22的內部。本實施例亦包含一個二極管13，其陽極電連接于驅動電路22內部的一個供應電壓Vdd，其陰極電連接于升壓節(jié)點VB00T，其中供應電壓Vdd例如但不限于可自輸入電壓Vin取得。設置二極管13的目的如前所述，是在升壓節(jié)點VBOOT的電壓高于供應電壓Vdd時，防止電流從升壓節(jié)點VBOOT的逆流進入供應電壓Vdd，因而損害供應電壓Vdd。
[0080]以下說明本實用新型如何高效率地利用電能。
[0081]請參考圖3-6。當系統(tǒng)負載(未繪示)欲從待機模式(無載或輕載)進入動作模式時，降壓型切換式電源供應器20需從上橋開關MA及下橋開關MB皆被關閉的狀態(tài)下重新啟動。此時，靴帶電容CBOOT的跨壓Vcap已經(jīng)因為電荷的流失而降低，以致不足于提供作為上橋驅動電路121的工作電壓。
[0082]如圖4所示，在第一種實施方式中，靴帶電容充電控制電路222中可包含比較電路123、栓鎖電路124、導通時間定時器125。比較電路123判斷跨壓Vcap是否小于一參考電壓Vref而產(chǎn)生比較電路輸出訊號，其中，參考電壓Vref的位準可參考上橋開關MA所需的驅動力、以及降壓型切換式電源供應器20重新啟動時所希望的反應時間來決定。若跨壓Vcap小于參考電壓Vref，則比較電路123產(chǎn)生的比較電路輸出訊號設定(set)栓鎖電路124的輸出，于是從時間點“重新啟動”至時間點tl的期間(如圖6所示)，控制訊號產(chǎn)生電路221導通下橋開關MB，于此期間，上橋開關MA處于關閉狀態(tài)。當下橋開關MB導通時，切換節(jié)點Lx的電壓(VLx)因為接地而為0V，造成供應電壓Vdd經(jīng)由二極管13對靴帶電容CBOOT充電。故，升壓節(jié)點VBOOT的電壓(Vcap+VLx)與切換節(jié)點Lx的電壓(VLx)之間的壓差可到達Vcap,以供上橋驅動電路121操作所需。
[0083]由于從時間點“重新啟動”至時間點tl的期間，也就是下橋開關MB導通時，電流從輸出端OUT反方向地流至下橋開關MB。為了防止自輸出端OUT反向傳遞的電能過多，而造成整體能源效率的浪費，本實用新型提供兩種解決方案，一種是于對靴帶電容CBOOT充電時，控制下橋開關MB的導通時間；另一種是于對靴帶電容CBOOT充電時，偵測電感電流IL。以下說明此二種解決方案。
[0084]在圖4所示的第一種實施方式中，靴帶電容充電控制電路222中設置了一個導通時間定時器125，于對靴帶電容CBOOT充電時，控制下橋開關MB的導通時間(意即如圖6所示的從時間點“重新啟動”至時間點tl的期間，也就是Atb)。當跨壓Vcap小于參考電壓Vref以致比較電路輸出訊號變換位準時，自該時間點起，導通時間定時器125開始計時；當計時到達預定時段時(對應于Λ tb)，則導通時間定時器125產(chǎn)生計時輸出訊號重設(reset)栓鎖電路124的輸出，而控制訊號產(chǎn)生電路221對應地停止導通下橋開關MB。
[0085]據(jù)此，本實用新型于重新啟動或是其它需要對靴帶電容CBOOT充電時，一方面判斷跨壓Vcap是否小于一參考電壓Vref，若是，則導通下橋開關MB ;且另一方面，本實用新型利用導通定時器125，決定下橋開關MB的停止導通時間，據(jù)此防止自輸出端OUT反向傳遞的電能過多。
[0086]接下來，請看第二種解決方案。如圖5所示，在第二種實施方式中，靴帶電容充電控制電路222中可包含比較電路123、栓鎖電路124、電流比較電路126。比較電路123判斷跨壓Vcap是否小于一參考電壓Vref而產(chǎn)生比較電路輸出訊號，若跨壓Vcap小于參考電壓Vref，表示需要對靴帶電容CBOOT充電，此時比較電路123產(chǎn)生的比較電路輸出訊號設定(set)栓鎖電路124的輸出，于是控制訊號產(chǎn)生電路221導通下橋開關MB，對應于圖6中的“重新啟動”時間點。另一方面，電流比較電路126判斷電感電流IL是否到達參考電流Iref而產(chǎn)生電流比較訊號，其中參考電流Iref為基于設計需要所決定的一默認值，例如可根據(jù)靴帶電容CBOOT的充電需求、電感L的電感值、以及避免電流從輸出端OUT反方向流動過多而使降壓型切換式電源供應器20變成逆向的升壓轉換電路等考慮來決定該默認值。當電流比較電路126判斷電感電流IL到達參考電流Iref時，其所產(chǎn)生的電流比較訊號重設(reset)栓鎖電路124的輸出，而控制訊號產(chǎn)生電路221對應地停止導通下橋開關MB。。
[0087]請參閱圖6，在上橋驅動電路122關閉下橋開關MB后(從時間點tl之后的時間)，上橋開關MA可被順利導通(因為升壓節(jié)點VBOOT的電壓(Vcap+VLx)與切換節(jié)點Lx的電壓(VLx)之間的壓差此時可到達Vcap，以供上橋驅動電路121操作所需)。而在時間點t2之后，上橋開關MA及下橋開關MB恢復了正常的切換模式，因此重新將電能從輸入端IN傳送給輸出端OUT,以對系統(tǒng)負載供電。
[0088]參閱圖6可知，本實用新型的優(yōu)點是:由于本實用新型于重新啟動時，導通下橋開關MB的導通時間僅有Λ tb，因此，對靴帶電容CBOOT重新充電時，從輸出端OUT反方向地流至下橋開關MB的電流，相較于現(xiàn)有降壓型切換式電源供應器10，僅屬非常少量，可大幅減少耗能。此外，由于電感電流上的逆向趨勢較小，因此本實用新型較不易進入逆向升壓操作，且可較早恢復正常的切換操作(下橋開關MB的導通時間Atb小于導通時間ΛΤΒ，因此時間點t2早于時間點T2)，故，本實用新型明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術。
[0089]請參考圖7A-7B，其顯示本實用新型設置電源保護開關14的數(shù)個實施例。在本實用新型的某些應用中，可以在輸入端IN與上橋開關MA之間設置一個電源保護開關14(如圖3所示)，此電源保護開關14具有防止電流逆流的功能。電源保護開關14包括一晶體管Ql (如圖7A所示)或一可調寄生二極管極性的晶體管Q2(如圖7B所示)。在圖7A所示實施例中，晶體管Ql的寄生二極管陽極電連接于輸入端IN，其陰極電連接于上橋開關MA，亦即晶體管Ql的寄生二極管極性與上橋開關MA的寄生二極管極性方向相反，因此當上橋開關MA那端的電壓高于輸入電壓Vin時，晶體管Ql的寄生二極管可阻擋自上橋開關MA流往輸入端IN的逆電流。或者，可如圖7B所示，由于晶體管Q2的寄生二極管的極性方向可調，因此當上橋開關MA那端的電壓高于輸入電壓Vin時，為防止電流逆流，可以使該寄生二極管的陽極一陰極方向與電流逆流的方向相反；又例如當上橋開關MA那端的電壓低于輸入電壓Vin且為了防止電流從輸入電壓Vin順流到上橋開關MA那端時(例如欲停止降壓型切換式電源供應器20的操作時)，則使該寄生二極管的陽極一陰極方向與電流順流的方向相反。如此，可提供電源保護或控制的功能。
[0090]請參考圖8A-8C，其顯示本實用新型的輸出端電連接于系統(tǒng)負載或電池的數(shù)個實施例。本實用新型的輸出端OUT可以電連接于一系統(tǒng)負載16或一電池BAT。系統(tǒng)負載16例如但不限于可為手持電子裝置或其它外接設備等；而電池BAT例如但不限于可為裝置或行動電源等內含或外接的電池。請參考如圖8A所示的一實施例，輸出端OUT可經(jīng)由一電阻R電連接于系統(tǒng)負載16與電池BAT，據(jù)此電阻R可偵測輸出電流而產(chǎn)生回授訊號，以控制對電池BAT的充電。請參考如圖8B所示的另一實施例，輸出端OUT可經(jīng)由一晶體管Q3電連接于電池BAT，通過控制晶體管Q3的導通狀態(tài)，可以控制輸出電壓Vout對電池BAT的充電。此外，請參考如圖8C所示的又一實施例，輸出端OUT可經(jīng)由一可調寄生二極管極性的晶體管Q4電連接于電池BAT，通過控制晶體管Q4的導通狀態(tài)，可以控制輸出電壓Vout對電池BAT的充電。可調極性晶體管Q4具有一極性方向可調的寄生二極管，在輸出端OUT對電池BAT充電時可使寄生二極管的陽極一陰極方向與該充電方向相反，又當需要對靴帶電容CBOOT充電時則可使寄生二極管的陽極朝向輸出端OUT而陰極朝向電池BAT，以避免電池BAT不當放電。
[0091]以上已針對較佳實施例來說明本實用新型，只是以上所述，僅為使本領域技術人員易于了解本實用新型的內容，并非用來限定本實用新型的權利范圍。在本實用新型的相同精神下，本領域技術人員可以思及各種等效變化。例如，在所示各實施例電路中，可插入不影響訊號主要意義的元件，如其它開關等。再例如，若控制訊號產(chǎn)生電路221的輸出位準已足夠驅動上橋開關MA與下橋開關MB，則上橋驅動電路121和下橋驅動電路122可以省略。又例如，比較電路不限于為比較器，如將史密斯觸發(fā)器(Smith trigger)的轉態(tài)點設在參考電壓Vref，則史密斯觸發(fā)器也具有比較功能而可視為一種比較電路。又例如，在實施例與圖標中，比較電路123將跨壓Vcap與參考電壓Vref比較，而電流比較電路126將電感電流IL與參考電流Iref相比較，此僅為表示概念，亦可跨壓Vcap的分壓與參考電壓Vref的分壓比較，或將電感電流IL的比例值與參考電流Iref的比例值相比較，應視為等效。又例如，栓鎖電路124的“設定”與“重設”輸入可互換，僅需對應改變其輸出的處理方式即可。凡此種種，皆可根據(jù)本實用新型的教示類推而得，因此，本實用新型的范圍應涵蓋上述及其它所有等效變化。此外，本實用新型的任一實施型態(tài)不必須達成所有的目的或優(yōu)點，因此，權利要求的任一項也不應以此為限。
【權利要求】
1.一種降壓型切換式電源供應器,用以將一輸入端提供的一輸入電壓轉換為一輸出電壓于一輸出端，其特征在于，包含: 一功率級，包括: 一上橋開關，其一端電連接于該輸入端，其另一端電連接于一切換節(jié)點； 一下橋開關，其一端電連接于該切換節(jié)點，其另一端電連接于地；以及 一電感，其一端電連接于該切換節(jié)點，其另一端電連接于該輸出端； 一靴帶電容，電連接于一升壓節(jié)點與該切換節(jié)點之間，且該升壓節(jié)點電連接于一供應電壓；以及 一驅動電路，用以控制該上橋開關與該下橋開關的操作，該驅動電路包括: 一控制訊號產(chǎn)生電路，其產(chǎn)生控制訊號以決定該上橋開關與該下橋開關的導通時間；以及 一靴帶電容充電控制電路，其判斷該靴帶電容的跨壓是否小于一參考電壓，當該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以導通該下橋開關 而自該供應電壓對該靴帶電容充電。
2.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該靴帶電容充電控制電路判斷自該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓起是否已達一預定時段，而當?shù)竭_該預定時段時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以停止導通該下橋開關。
3.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該靴帶電容充電控制電路包括: 一比較電路，將該靴帶電容的跨壓與該參考電壓比較，以產(chǎn)生一比較電路輸出訊號；一導通時間定時器，當該比較電路的輸出訊號顯示該靴帶電容的跨壓小于該參考電壓時，該導通時間定時器開始計算一預定時段，而當?shù)竭_該預定時段時，該導通時間定時器產(chǎn)生一計時輸出訊號；以及 一栓鎖電路，其接收該比較電路輸出訊號與該計時輸出訊號作為設定與重設訊號。
4.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該靴帶電容充電控制電路判斷該電感的電流是否到達一參考電流，而當該電感的電流到達該參考電流時，該靴帶電容充電控制電路輸出訊號給該控制訊號產(chǎn)生電路，以停止導通該下橋開關。
5.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該靴帶電容充電控制電路包括: 一比較電路，將該靴帶電容的跨壓與該參考電壓比較，以產(chǎn)生一比較電路輸出訊號； 一電流比較電路，比較該電感的電流與一參考電流而產(chǎn)生電流比較訊號；以及 一栓鎖電路，其接收該比較電路輸出訊號與該電流比較訊號作為設定與重設訊號。
6.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，還包含一個二極管，其陽極電連接于該供應電壓，其陰極電連接于該升壓節(jié)點。
7.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，還包含一電源保護開關，其一端電連接于該輸入端，其另一端電連接于該上橋開關，用以保護該輸入端所連接的一電源。
8.如權利要求7所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該電源保護開關包括一晶體管，電連接于該輸入端與該上橋開關之間，該晶體管具有一寄生二極管，該寄生二極管的陽極一陰極方向可阻擋自該上橋開關流往該輸入端的逆電流，或是該晶體管具有可調極性的寄生二極管。
9.如權利要求1所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該輸出端電連接于一系統(tǒng)負載或一電池。
10.如權利要求9所述的降壓型切換式電源供應器，其特征在于，該輸出端經(jīng)由一晶體管電連接于該電池，該晶體管具有一寄生二極管，該寄生二極管的陽極一陰極方向可阻擋自該輸出端流往該電池的電流，或是該晶體管具有可調極性的寄生二極管，以控制對該電池的充 電。
【文檔編號】H02M3/10GK203434864SQ201320490888
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權日:2013年8月12日
【發(fā)明者】龔能輝, 林家祥, 李昱輝 申請人:立锜科技股份有限公司