[发明专利]同步整流升降压转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种升降压转换器，尤其是利用低导通电阻的晶体管取代二极管，并具有同步整流功能，以达到双向(升降压)直流对直流(DC/DC)的电源变换需求。

背景技术

对于一般的电子产品或电器产品，需要不同的直流电源以供电气操作，比如一般集成电路需要低压的5V、3V或甚至更低的1.8V而运作，而具有多个串联/并联连接组合的发光二极管的灯条也需要数十伏的电源以点亮所有或部分的发光二极管。此外，电动马达常需要12V的电源而驱动，尤其是还需要较高的驱动电流。

在一般的现有技术中，可利用同步整流技术的升压或降压电路以实现直流电源的升压或降压转换，产生具有所需电压大小的电源。实务上常用的方式是利用二个二极管，配合电容以及单一或二个电感，由控制器适当控制二极管的导通，进而控制电感及电容的充放电，而产生输出电源。

然而，现有技术的缺点在于二极管的导通电阻较大，应用在大电流场合时，会导致转换电路本身的功率损耗过大，尤其是在目前节能减碳的风潮下，欧盟已制定相关耗电的最低范围，并明确设定具体实施日期，藉以淘汰不适合的电子或电气商品。因此，需要一种同步整流升降压转换器，具有很低的功率消耗，藉以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种同步整流升降压转换器，主要包括：控制器、第一晶体管、第二晶体管、电感、电容、升压电阻以及降压电阻，可用以实现同步整流的升压(Boost)及降压(Buck)转换功能，其中第一晶体管的射极以及第二晶体管的漏极相互连接，并进一步连接至控制器及电感的一端，控制器连接第一晶体管及第二晶体管的栅极以控制第一晶体管及第二晶体管的导通或关闭，电感的另一端可连接至升压电阻、电容以及第一外部电源单元/第二外部负载装置，而第一晶体管的漏极可连接至降压电阻以及第一外部负载装置/第二外部电源单元，升压电阻以及降压电阻并分别连接至控制器以提供反馈回路。

控制器可控制电感及电容的充放电操作以实现升压转换，而将第一外部电源单元所提供的低压输入电源转换成高压输出电源，并经第一晶体管的漏极而输出至第一外部负载装置，或实现降压转换，而将来自第二外部电源单元的高压输入电源转换成低压输出电源，并经电感的另一端而输出至第二外部负载装置。

第一晶体管及第二晶体管具有低导通电阻，可减少转换失真并降低功率消耗，尤其是控制器可依据内建的韧体程序而操作。因此，本发明的同步整流升降压转换器可依据实际应用需求，更新所需韧体程序而能轻易达成不同的电气特性需求。

附图说明

图1为显示本发明第一实施例同步整流升降压转换器的升压操作示意图；

图2为显示本发明第一实施例同步整流升降压转换器的降压操作示意图；

图3为显示本发明第二实施例同步整流升降压转换器的升压操作示意图；

图4为显示本发明第二实施例同步整流升降压转换器的降压操作示意图；

图5为显示本发明控制器的功能方块示意图；

图6为显示本发明同步整流升降压转换器的升压操作波形图；

图7为显示本发明同步整流升降压转换器的降压操作波形图；

图8为显示本发明第一实施例中晶体管栅极的波形图；

图9为显示本发明第二实施例中晶体管栅极的波形图。

其中，附图标记说明如下：

10控制器

11选取单元

13脉冲宽度调变(PWM)控制单元

15驱动控制单元

17驱动单元

20第一晶体管

22第一晶体管

30第二晶体管

40电感

50电容

60升压电阻

70降压电阻

80第一外部电源单元

82第二外部电源单元

90第一外部负载装置

92第二外部负载装置

Boost_VFB升压反馈端

Buck_VFB降压反馈端

DRVH    第一驱动端

DRVL    第二驱动端

ON_OFF  切换控制信号

具体实施方式

以下配合图式及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。