[发明专利]混合型切换式电源转换器

说明书

一种混合型切换式电源转换器，用以进行一第一电源、一第二电源与一第三电源之间的电源转换。混合型切换式电源转换器包括一切换电感式转换电路以及一切换电容式转换电路，其中切换电感式转换电路用以进行第一电源与第二电源之间的电源转换，切换电容式转换电路用以进行第二电源与第三电源之间的电源转换。切换电感式转换电路包括多个电感开关，其中该些电感开关包括一第一开关及一第二开关。切换电容式转换电路包括多个电容开关，其中该些电容开关包括该第一开关及该第二开关。

技术领域

本发明涉及一种转换器，特别涉及一种混合型切换式电源转换器。

背景技术

有别于过去的USB PD(Universal Serial Bus Power Delivery)规范所定义的最大输出电压，最新的USB PD 3.1规范定义了48伏特(V)的最大输出电压，使其具有较宽范围的输出电压以对各类型的携带式电子产品(例如手机、平板、笔记本电脑等)进行充电。在各类型的携带式电子产品中，电池组由多个电池串联而成(例如为1至4个电池)，使得所述电池组的电压介于一范围之间(例如为0伏特至18伏特)。然而，过去的电源转换器(powerconverter)大多以过去的USB PD规范为基础而设计，使得过去的电源转换器并无法转换具有较大电压值的电源(例如为48伏特)。因此，如果将USB PD 3.1的规范直接套用于过去的电源转换器，会使得USB PD 3.1规范的优势并无法被凸显出来，也会产生电源转换器中组件的耐压不足而烧毁的问题。

有鉴于此，本发明提出一种适于USB PD 3.1规范的混合型切换式电源转换器，其不仅可以实现高效率及较宽电压范围的电源转换，更有着成本、尺寸及整体功率损耗较小的优势存在。

发明内容

本发明提供了一种混合型切换式电源转换器，用以进行一第一电源、一第二电源与一第三电源之间的电源转换，包含：一切换电感式转换电路，包括多个电感开关与一电感器，该些电感开关包括一第一开关及一第二开关，该切换电感式转换电路用以切换该电感器与该第一电源及该第二电源之间的耦接关系，以进行该第一电源与该第二电源之间的电源转换；以及一切换电容式转换电路，包括多个电容开关与一转换电容器，该些电容开关包括该第一开关及该第二开关，该切换电容式转换电路用以切换该转换电容器与该第二电源及该第三电源之间的耦接关系，以进行该第二电源与该第三电源之间的电源转换；其中，当该第三电源的电压大于该第一电源的电压与一预设倍率的乘积时，该切换电感式转换电路根据一第一占空比操作于一第一电感转换模式以进行该第一电源与该第二电源之间的电源转换，该切换电容式转换电路根据该第一占空比操作于一电容转换模式以进行该第二电源与该第三电源之间的电源转换，其中该第二电源的电压大于该第一电源的电压，该第三电源的电压为该第二电源的电压与该预设倍率的乘积，该预设倍率大于1；其中，当该切换电感式转换电路操作于该第一电感转换模式时，该切换电感式转换电路根据该第一占空比控制该电感器的一第一端切换而周期性地导通于该第二电源或一接地电位，并控制该电感器的一第二端与该第一电源之间恒导通状态；当该切换电容式转换电路操作于该电容转换模式时，该切换电容式转换电路根据该第一占空比控制该转换电容器的一第三端切换而周期性地导通于该第三电源或该第二电源，并控制该转换电容器的一第四端切换而周期性地导通于该第二电源或该接地电位。

在一些实施例中，上述混合型切换式电源转换器，其中该预设倍率为2倍。