[发明专利]切换式电容直流对直流转换器电路及其产生方法

说明书

本发明公开了一种切换式电容直流对直流转换器电路及其产生方法。切换式电容直流对直流转换器电路包含两个切换式电容电路，其电容与多个内部开关的连接结构都相同，而相同位置的开关分别由开关导通期间不相重迭的控制信号所控制。而两个切换式电容电路的电容之间又有一互连开关相连接，而控制互连开关的控制信号的开关导通期间也与控制内部开关的控制信号不相重迭。本发明的切换式电容直流对直流转换器电路具有降低切换耗损的优点。

技术领域

本发明是有关于一种切换式电容直流对直流转换器电路及其产生方法，特别是指能减少切换耗损的切换式电容直流对直流转换器电路，以及产生此电路的方法,具体的讲是一种切换式电容直流对直流转换器电路及其产生方法。

背景技术

切换式电容直流对直流转换器(Switched-capacitor DC-DC power converter,SCPC)电路具有转换效率高且不须要使用外部电感元件的优点，适合整合于晶片内，所以已经大量使用于MCU内部作为电压转换电路。

切换式电容直流对直流转换器电路包含至少一个电容以及多个开关，而在其操作过程中，多个开关频繁地被切换成导通或截止状态，且电容两端上的电压也会频繁地变化。因为电路制程以及电容结构的关系，上述电容结构与晶片内部的其他结构之间(例如与硅基板之间)会形成寄生电容，所以当电容两端上的电压频繁地变化时，寄生电容也被频繁地充放电，而造成不必要的功率耗损(power loss)。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种切换式电容直流对直流转换器电路及其产生方法，以减少不必要的功率耗损。

根据本发明的一实施例，切换式电容直流对直流转换器电路包含一第一切换式电容电路、一第二切换式电容电路以及至少一第五开关。第一切换式电容电路包含一第一输入端、一第一输出端、多个第一开关、多个第二开关以及至少一第一电容。多个第一开关与多个第二开关分别连接至少一第一电容，多个第一开关由一第一控制信号所控制，多个第二开关由一第二控制信号所控制。第二切换式电容电路包含一第二输入端、一第二输出端、多个第三开关、多个第四开关以及至少一第二电容。多个第三开关与多个第四开关分别连接至少一第二电容，多个第三开关由第二控制信号所控制，多个第四开关由该第一控制信号所控制。至少一第五开关电性连接于至少一第一电容以及至少一第二电容，且由一第三控制信号所控制。第一输入端以及第二输入端电性连接并接收输入电压，第一输出端以及第二输出端电性连接并输出上述输出电压，而至少一第一电容以及至少一第二电容的电容值相同，第一切换式电容电路的元件连接架构与第二切换式电容电路的元件连接架构相同，而多个第一开关对应于多个第三开关，而多个第二开关对应于多个第四开关。第一控制信号的开关导通期间、第二控制信号的开关导通期间以及第三控制信号的开关导通期间互不相重迭。

较佳地，在第三控制信号的该开关导通期间，至少一第五开关导通，且第一控制信号控制多个第一开关以及多个第四开关截止，而第二控制信号控制多个第二开关以及多个第三开关截止。

较佳地，至少一第五开关、至少一第一电容以及至少一第二电容的数量皆为多个，则每一第一电容以及每一第二电容之间电性连接多个第五开关的其中一个。

较佳地，至少一第五开关电性连接于至少一第一电容以及至少一第二电容的相同极性端。