部可由離散組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3中所展示，電壓轉(zhuǎn)換器10包含呈降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20的形式的減壓轉(zhuǎn)換器及呈電荷泵級(jí)30的形式的增壓轉(zhuǎn)換器，其中的每一者接收輸入端子IN且耦合到輸出端子0UT，負(fù)載LD可連接于所述輸出端子OUT處。如從圖3顯而易見(jiàn)，降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20及電荷泵級(jí)30彼此并聯(lián)連接于輸入端子IN與輸出端子OUT之間?？刂齐娐?0具有接收輸出端子OUT處的電壓以及輸入端子IN處的電壓的輸入，且操作以控制降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20及電荷泵級(jí)30的操作，如下文將描述。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制電路40還接收一或多個(gè)參考電壓Vref以供用于其對(duì)級(jí)20、30的控制。
[0027]在其一般操作中，控制電路40在輸入端子IN處的電壓通電時(shí)啟用電荷泵級(jí)30以將輸出端子OUT處的電壓升壓。在相對(duì)低的輸入端子IN電壓下，降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20由控制電路停用。在端子IN處的電壓上升到高于某一閾值電平時(shí)，控制電路40啟用降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20以開(kāi)始調(diào)節(jié)輸出端子OUT處的電壓。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20將輸出端子OUT處的電壓調(diào)節(jié)到的電平高于控制電路40停用電荷泵級(jí)30時(shí)的輸出電壓電平。降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20與電荷泵級(jí)30之間的此重疊(在此期間，兩個(gè)級(jí)20、30正將輸出端子OUT充電)實(shí)現(xiàn)電荷泵操作及降壓轉(zhuǎn)換器操作的兩個(gè)模式之間的平滑轉(zhuǎn)變。
[0028]現(xiàn)在將參考圖4及5來(lái)詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換器20的實(shí)例的構(gòu)造及操作。
[0029]如圖4中所展示，降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20以用于降壓模式電壓轉(zhuǎn)換器的常規(guī)方式構(gòu)造。在此實(shí)施方案中，開(kāi)關(guān)SW1、SW2串聯(lián)連接于輸入端子IN與接地之間。如此項(xiàng)技術(shù)中為典型的，開(kāi)關(guān)SW1、SW2各自構(gòu)造為功率FET，其中其源極-漏極路徑串聯(lián)連接且其柵極由控制邏輯22控制。開(kāi)關(guān)SW1、SW2的特定構(gòu)造可遵循若干個(gè)常規(guī)配置中的任一者，包含單個(gè)FET、背對(duì)背成對(duì)式FET的配置等等。開(kāi)關(guān)SW1、SW2之間的共同節(jié)點(diǎn)處的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SWN連接到電感器24的一端，電感器24的另一端連接到輸出端子OUT。濾波電容器26以常規(guī)方式連接于輸出端子OUT與接地之間。如從圖4顯而易見(jiàn)，在本發(fā)明的此實(shí)施例中，無(wú)切換晶體管與電感器24串聯(lián)連接于開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SWN與輸出端子OUT之間。
[0030]降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20的控制邏輯22對(duì)應(yīng)于如在降壓模式電壓轉(zhuǎn)換器中使用的常規(guī)邏輯，但根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例可由控制電路40(具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)由其比較器44)選擇性地啟用，如下文將進(jìn)一步詳細(xì)地描述。當(dāng)啟用降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20時(shí)，控制邏輯22以相對(duì)于彼此互補(bǔ)的方式控制開(kāi)關(guān)SWl及SW2的切換，其中在轉(zhuǎn)變之間具有適當(dāng)空載時(shí)間以確保兩者不同時(shí)閉合。開(kāi)關(guān)SW1、Sff2的工作循環(huán)將以常規(guī)方式相對(duì)于輸入端子IN處的電壓控制輸出端子OUT處的電壓。具體來(lái)說(shuō)，在例如開(kāi)關(guān)SWl閉合且開(kāi)關(guān)SW2斷開(kāi)的時(shí)間期間，電感器24由來(lái)自輸入端子IN的電流激勵(lì)；相反地，在此實(shí)施例中，在例如開(kāi)關(guān)SWl斷開(kāi)且開(kāi)關(guān)SW2閉合的時(shí)間期間，由電感器24存儲(chǔ)的電流被施加到輸出端子OUT處的負(fù)載LD。電容器26有效地作為濾波電容器操作，從而減少負(fù)載LD處的輸出電壓Vout中的紋波。在本發(fā)明的此實(shí)施例中，切換工作循環(huán)經(jīng)由控制電路40 (具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)由其比較器48)通過(guò)來(lái)自輸出端子OUT的反饋來(lái)控制，如下文將進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0031]或者，開(kāi)關(guān)SW2可由二極管(例如，其中其陰極在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SWN處且其陽(yáng)極在接地處)替換，如此項(xiàng)技術(shù)中針對(duì)降壓電壓轉(zhuǎn)換器所已知。在此情況中，控制邏輯22將僅控制開(kāi)關(guān)SW1。在切換循環(huán)的其中開(kāi)關(guān)SWl斷開(kāi)的那些部分期間，由電感器24存儲(chǔ)的電流將以上文所描述的方式類(lèi)似地施加到輸出端子OUT處的負(fù)載LD。還預(yù)期降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20的構(gòu)造的其它替代方案。
[0032]圖4還圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例的電荷泵級(jí)30的構(gòu)造。在此實(shí)施方案中，輸入端子IN借助于(在此實(shí)例中)任選箝位電路32耦合到由串聯(lián)耦合于輸入端子IN與輸出端子OUT之間的一對(duì)二極管31、33組成的二極管鏈。箝位電路32為相對(duì)于輸入端子IN處的電壓限制電荷泵級(jí)30可將輸出端子OUT升壓到的電壓的常規(guī)箝位電路。舉例來(lái)說(shuō)，可將箝位電路32實(shí)現(xiàn)為在輸入端子IN處的電壓低于某一閾值電平時(shí)閉合且在輸入端子IN處的電壓高于所述閾值電平時(shí)斷開(kāi)的壓控開(kāi)關(guān)(即，晶體管電路)。盡管箝位電路32為任選的(即，二極管鏈可直接連接到輸入端子IN)，但其提供在正常操作期間限制由電荷泵級(jí)30汲取的電流的優(yōu)點(diǎn)。
[0033]電荷泵級(jí)30的電荷泵操作由時(shí)鐘信號(hào)CLK驅(qū)動(dòng)，所述時(shí)鐘信號(hào)CLK是在其中實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換器10的集成電路內(nèi)的別處或在所述集成電路外部產(chǎn)生的。時(shí)鐘信號(hào)CLK被施加至IJ “與”門(mén)34 (其從控制電路40接收信號(hào)，如下文將詳細(xì)地描述)的一個(gè)輸入，“與”門(mén)34的輸出被施加到緩沖器鏈36。緩沖器鏈36的輸出被施加到電容器38的一側(cè)，電容器38的另一側(cè)連接到二極管31、33之間的節(jié)點(diǎn)。
[0034]在操作中，將時(shí)鐘信號(hào)CLK以所要頻率及工作循環(huán)施加到“與”門(mén)34。當(dāng)啟用電荷泵級(jí)30時(shí)(即，在控制電路40將高邏輯電平施加到“與”門(mén)34時(shí))，所述時(shí)鐘信號(hào)CLK由“與”門(mén)34轉(zhuǎn)發(fā)到緩沖器鏈36。在時(shí)鐘循環(huán)的其中緩沖器鏈36在其輸出處呈現(xiàn)低邏輯電平(即，接地)的部分期間，電容器38充電到對(duì)應(yīng)于輸入端子IN處的電壓的電壓減去跨越二極管31的閾值電壓降及跨越箝位電路32的任何電壓降。在時(shí)鐘信號(hào)CLK進(jìn)行其下一轉(zhuǎn)變時(shí)，緩沖器鏈36將其輸出驅(qū)動(dòng)到高電平，此將二極管33的陽(yáng)極處的電壓“泵激”到又一較高電壓(其經(jīng)充電電壓加上緩沖器鏈36的輸出處的高電平電壓)，因?yàn)榭缭诫娙萜?8的電壓無(wú)法即時(shí)改變。由于二極管33在此時(shí)被正向偏置，因此所述較高電壓被施加到輸出端子OUT且在時(shí)鐘信號(hào)CLK的相反相位期間通過(guò)二極管33的作用維持于所述電平下。此操作繼續(xù)，只要電荷泵級(jí)30在如上文所描述的箝位電路32所允許的程度內(nèi)保持被啟用即可。
[0035]預(yù)期根據(jù)其它常規(guī)降壓電壓轉(zhuǎn)換器布置，降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20可替代地經(jīng)構(gòu)造及操作。類(lèi)似地，預(yù)期根據(jù)除上文所描述的基于二極管的雙極構(gòu)造之外的常規(guī)電荷泵電路布置，電荷泵級(jí)30可替代地經(jīng)構(gòu)造及操作。參考本說(shuō)明書(shū)的所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到如在根據(jù)本發(fā)明的電壓轉(zhuǎn)換器10的構(gòu)造中有用的對(duì)這些級(jí)20、30的特定布置的此類(lèi)替代方案及其它變化形式。
[0036]如上文結(jié)合降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20的控制邏輯22所提及，本發(fā)明的此實(shí)施例中的控制電路40包含可以常規(guī)方式構(gòu)造的比較器44。在此實(shí)施方案中，比較器44在其正輸入處接收輸入端子IN且在其負(fù)輸入處接收輸入?yún)⒖茧妷篤bucx,且使其輸出耦合到控制邏輯22。輸入?yún)⒖茧妷篤Bra w為在其中實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換器10的集成電路內(nèi)的別處或在所述集成電路外部(通常通過(guò)常規(guī)帶隙參考電壓電路或另一類(lèi)型的常規(guī)電壓調(diào)節(jié)器或其它參考電路)產(chǎn)生的參考電壓，如此項(xiàng)技術(shù)中已知。在本發(fā)明的此實(shí)施例中，如施加到比較器44的輸入?yún)⒖茧妷篤tok w確立啟用降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20的輸入電壓。在圖4中所展示的實(shí)例中，響應(yīng)于輸入端子IN處于高于輸入?yún)⒖茧妷篤buckjjn的電壓，比較器44以上文所描述的方式將其輸出驅(qū)動(dòng)到高邏輯電平以啟用控制邏輯22及降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20，具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)啟用控制邏輯22以控制開(kāi)關(guān)SW1、SW2而經(jīng)由電感器24將在輸入端子IN處接收的電力施加到輸出端子OUT。相反地，在本發(fā)明的此實(shí)施例中，當(dāng)比較器44響應(yīng)于輸入端子IN處的電壓低于輸入?yún)⒖茧妷篤Bra—Μ而停用降壓轉(zhuǎn)換器級(jí)20時(shí)，控制邏輯22使開(kāi)關(guān)SW1、SW2兩者保持?jǐn)嚅_(kāi)。
[0037]控制邏輯40還包含分壓器42，在本發(fā)明的此實(shí)施例中，分壓器42由電阻器在輸出端子OUT與參考供應(yīng)電壓(例如，接地)之間的串聯(lián)連接構(gòu)造。分壓器42在其經(jīng)串聯(lián)連接的電阻器之間的接合處界定兩個(gè)節(jié)點(diǎn)N1、N2，其中節(jié)點(diǎn)NI界定于比節(jié)點(diǎn)N2到輸出端子OUT更近的點(diǎn)處。根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例，在圖4的布置(其中輸出端子OUT處的電壓相對(duì)于接地具有正極性)中，針對(duì)輸出端子