[发明专利]升降压转换装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种升降压转换装置及其操作方法，尤指一种应用在交换式电源领域的升降压转换装置及操作方法。

背景技术

目前一般基本的交换式电源转换器，大致包括有降压型式、升压型式及升降两用型式等三种。参考图1A、图1B及图1C，其中，图1A为基本的交换式降压转换器的线路架构示意图，图1B为基本的交换式升压转换器的线路架构示意图，图1C为基本的交换式升降两用转换器的线路架构示意图。

再参照图1A、图1B及图1C。基本的交换式电源转换器主要包括功率开关Q、飞轮二极管D、电感L、电容C等元件，其根据功率开关Q受控后的切换情形，以将一输入电压VI降压或升压转换成一输出电压VO，进而提供输出电压VO给负载R使用。其中，功率开关Q与飞轮二极管D的组合，其主要的功能在于控制能量的储存与传送的方向，功率开关Q可以是晶体管(BJT)、金氧半场效晶体管(MOSFET)或是闸极截流开关(GTO)等。电感L作用在于传送与储存能量，以及滤除交流噪声(电流部分)。另外，电容C主要作用也在于传送与储存能量，以及滤除交流噪声(电压部份)。

在基本的交换式降压转换器或交换式升压转换器中，电感L作为能量传递装置，仅需要传递部分能量，故其转换效率高，容易达到90％以上的转换效率。然而，基本的升降两用转换器因为所有能量均需要电感L传递，故，相较于基本的交换式降压转换器与交换式升压转换器，在相同成本前提下，其转换效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供一种升降压转换装置，其利用单独的交换式降压转换器或单独的交换式升压转换器具有相同元件的特点，进而透过线路连接方式的更改，以实现基本的交换式降压转换器和基本的交换式升压转换器之间切换的目的，进而达到低成本且高效率的升降压转换，提供需要升降压的线路使用。

本实施例的升降压转换装置包括一电压源、一耦接该电压源的感性元件、一耦接该感性元件的容性元件、一耦接该容性元件的单向导通元件、一耦接该电压源的功率开关、一第一开关及一第二开关。其中，功率开关受控于一控制信号，以进行切换动作。第一开关耦接于电压源、感性元件、单向导通元件及功率开关，其操作在一第一状态或一第二状态。第二开关耦接于感性元件、容性元件、单向导通元件及功率开关，其操作在第一状态或第二状态。

由此，第一开关与第二开关同时操作在第一状态时，升降压转换装置作为降压转换使用，或是，第一开关与第二开关同时操作在第二状态时，升降压转换装置作为升压转换使用。

换句话说，本发明提供一种一种升降压转换装置，对一电压源进行升降压转换，包括：一感性元件，耦接该电压源；一容性元件，耦接该感性元件；一单向导通元件，耦接该容性元件；一功率开关，耦接该电压源；一第一开关，耦接于该电压源、该感性元件、该单向导通元件及该功率开关；及一第二开关，耦接于该感性元件、该容性元件、该单向导通元件及该功率开关；其中，当该第一开关与该第二开关同时操作在一第一状态时，该升降压转换装置提供降压转换处理，以及，当该第一开关与该第二开关同时操作在一第二状态时，该升降压转换装置提供升压转换处理。

本发明还提供一种升降压转换装置，对一电压源进行升降压转换，包括：一感性元件，具有一第一端与一第二端；一容性元件，具有一第一端与一第二端，其中，该容性元件的第一端耦接该感性元件的第二端；一单向导通元件，具有一第一端与一第二端，其中，该单向导通元件的第二端耦接该容性元件的第二端；一功率开关，具有一输入端、一输出端及一控制端；一第一开关，具有一第一共同接点、一第一常闭接点及一第一常开接点，其中该第一常闭接点同时耦接该电压源的正极端与该感性元件的第一端，该第一常开接点同时耦接该电压源的负极端与该功率开关的输出端，该第一共同接点耦接该单向导通元件的第一端；及一第二开关，具有一第二共同接点、一第二常闭接点及一第二常开接点，其中该第二常闭接点同时耦接该单向导通元件的第二端与该容性元件的第二端，该第二常开接点同时耦接该容性元件的第一端与该感性元件的第二端，该第二共同接点耦接该功率开关的输入端。

本实施例的升降压转换装置的操作方法，其步骤首先控制一第一开关与一第二开关，使其同时置于一第一状态或一第二状态，其中，根据第一状态，令升降压转换装置形成一降压转换线路，接着再根据一控制信号，以令降压转换线路操作在降压模式。另外，根据第二状态，令升降压转换装置形成一升压转换线路，接着再根据控制信号，以令升压转换线路操作在升压模式。