[发明专利]切换式电源转换电路与切换电路

说明书

本发明涉及一种切换式电源转换电路与切换电路。该切换式电源转换电路包括转换电容器、电容式电源转换电路、电感器、电感式电源转换电路以及切换控制电路。电容式电源转换电路包括多个切换元件，以将输入电压转换为中继电压，使得中继电压与输入电压具有一预设的比例关系；电感式电源转换电路包括多个切换元件，以将中继电压转换为输出电压；切换控制电路用以产生切换控制信号；电容式电源转换电路及电感式电源转换电路的多个切换元件分别根据切换控制信号的占空比，周期性地切换转换电容器及电感器。电容式电源转换电路与电感式电源转换电路共享其中一切换元件。

技术领域

本发明涉及一种切换式电源转换电路，特别是指一种同时具有电容性与电感性电源转换功能，且具有高转换效率的切换式电源转换电路。本发明还涉及一种切换电路，可用以组成上述的的切换式电源转换电路。

背景技术

图1A显示一种现有技术的切换式电源转换电路(切换式电源转换电路1)，其包含切换控制电路10、泵压(charge pump)电路11及降压型(buck)切换式电源转换电路12。切换控制电路10用以产生切换控制信号dDUTY、dDUTYB及dPWMB。泵压电路11包括开关SW1、SW3、SW4及SW5，以及电容C1’与C2’，开关SW1、SW3、SW4及SW5根据切换控制信号dDUTY或dDUTYB而切换电容C1’与C2’，以将输入电压Vin转换为中继电压VCP，中继电压VCP的位准大致为输入电压Vin的2倍。降压型切换式电源转换电路12包括开关SW2、SWH、电感L’及输出电容Co’，开关SW2及SWH根据切换控制信号dPWMB而切换电感L’，以将中继电压VCP转换为输出电压Vout，其中输出电压Vout的位准大致为中继电压VCP的小于1的预设降压倍数，且输出电压Vout与输入电压Vin的比例相关于切换控制信号dPWMB的占空比。图1B显示对应于图1A的一种操作波形图，由于泵压电路11及降压型切换式电源转换电路12可视为独立的两级电源转换电路，因此，切换控制信号dDUTY可具有与切换控制信号dPWMB不同的占空比，就另一角度而言，切换控制信号dDUTY与切换控制信号dPWMB的占空比并不相关，此外，二者的切换频率也可不同或无关。

值得注意的是，图1A的现有技术中，中继电压VCP大致上为稳定的，非脉波式的电压，而切换电压VLX’则为脉波式的电压，此现有技术中，切换电压VLX’在中继电压VCP与接地电位之间切换。

本发明相较于图1A的现有技术，其优点在于，本发明能以数量较少的元件实现与现有技术更佳的效果，使得效率提升，并降低成本。

发明内容

就其中一个观点言，本发明提供了一种切换式电源转换电路，包含：一转换电容器；一电容式电源转换电路，包括多个切换元件，其中该电容式电源转换电路的该多个切换元件用以根据一切换控制信号而切换该转换电容器，以将一输入电压转换为一中继电压，其中该电容式电源转换电路的该多个切换元件包括第一切换元件，该中继电压与该输入电压具有一预设的比例关系；一电感器；一电感式电源转换电路，包括多个切换元件，其中该电感式电源转换电路的该多个切换元件用以根据该切换控制信号而切换该电感器，以将该中继电压转换为一输出电压，其中该电感式电源转换电路的该多个切换元件包括该第一切换元件；以及一切换控制电路，用以产生该切换控制信号，其中该电容式电源转换电路的该多个切换元件根据该切换控制信号的一占空比，周期性地切换该转换电容器在一比例电压节点、该输入电压、以及一接地电位之间的耦接关系，以于该转换电容器的第一端上产生该中继电压，其中该中继电压为脉波形式；其中该电感式电源转换电路的该多个切换元件根据该占空比，周期性地切换该电感器在该中继电压、该输出电压以及该接地电位之间的耦接关系，而产生该输出电压，其中该电感器的第一端耦接于该比例电压节点；其中该输出电压与该中继电压的一高位准之间的比例关系相关于该占空比。