发明名称 双输入电压转换器及其控制方法
摘要 一种双输入电压转换器包含一第一电压转换电路以供经由一第一输入端连接一第一输入电压,一第二电压转换电路以供经由一第二输入端连接一第二输入电压,以及一控制器以切换该第一电压转换电路或第二电压转换电路,以转换该第一输入电压或第二输入电压成为一输出电压。该第一电压转换电路包含一第一上桥元件及一下桥元件构成一第一切换电路,该第二电压转换电路包含一第二上桥元件及该下桥元件构成一第二切换电路。
申请公布号 TWI281305 申请公布日期 2007.05.11
申请号 TW094103462 申请日期 2005.02.03
申请人 立錡科技股份有限公司 发明人 白忠龙
分类号 H02M3/07(2006.01) 主分类号 H02M3/07(2006.01)
代理机构 代理人 黄重智 新竹市四维路130号13楼之7
主权项 1.一种双输入电压转换器,包括: 一第一输入端,以供连接一第一输入电压; 一第二输入端,以供连接一第二输入电压; 一第一电压转换电路,连接该第一输入端,该第一 电压转换电路包含一第一上桥元件及一下桥元件 构成一第一切换电路; 一第二电压转换电路,连接该第二输入端,该第二 电压转换电路包含一第二上桥元件及该下桥元件 构成一第二切换电路;以及 一控制器,以切换该第一电压转换电路或第二电压 转换电路,以转换该第一输入电压或第二输入电压 成为一输出电压。 2.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该第一上桥元件与下桥元件的工作周期不重叠,该 第二上桥元件与下桥元件的工作周期不重叠,该第 一上桥元件与第二上桥元件的工作周期不重叠。 3.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该第一电压转换电路为一降压转换电路。 4.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该第二电压转换电路为一降压转换电路。 5.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该第一输入电压小于该第二输入电压。 6.如申请专利范围第5项之双输入电压转换器,更包 括一升压转换器连接在该第一输入端及第二输入 端之间,俾将该第一输入电压转换为该第二输入电 压。 7.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该第一上桥元件及第二上桥元件均为PMOS电晶体。 8.如申请专利范围第7项之双输入电压转换器,其中 该二PMOS电晶体的基底均连接该第二输入电压。 9.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,其中 该控制器根据该第一输入电压决定切换该第一电 压转换电路或第二电压转换电路。 10.如申请专利范围第1项之双输入电压转换器,更 包括一误差放大器比较该输出电压及一参考电压 以产生一信号至该控制器,据以决定切换该第一电 压转换电路或第二电压转换电路。 11.一种双输入电压转换器的控制方法,该电压转换 器包含一第一输入端以供连接一第一输入电压,一 第二输入端以供连接一第二输入电压,一第一电压 转换电路连接该第一输入端,该第一电压转换电路 包含一第一上桥元件及一下桥元件构成一第一切 换电路,一第二电压转换电路连接该第二输入端, 该第二电压转换电路包含一第二上桥元件及该下 桥元件构成一第二切换电路,以及一控制器以切换 该第一电压转换电路或第二电压转换电路,以转换 该第一输入电压或第二输入电压成为一输出电压, 该方法包括下列步骤: 侦测该第一输入电压; 在该第一输入电压高于一临界値时,切换该第一电 压转换电路,以转换该第一输入电压为该输出电压 ;以及 在该第一输入电压低于该临界値时,切换该第二电 压转换电路,以转换该第二输入电压为该输出电压 。 12.如申请专利范围第11项之方法,更包括升压该第 一输入电压成为该第二输入电压供应至该第二输 入端。 13.一种双输入电压转换器的控制方法,该电压转换 器包含一第一输入端以供连接一第一输入电压,一 第二输入端以供连接一第二输入电压,一第一电压 转换电路连接该第一输入端,该第一电压转换电路 包含一第一上桥元件及一下桥元件构成一第一切 换电路,一第二电压转换电路连接该第二输入端, 该第二电压转换电路包含一第二上桥元件及该下 桥元件构成一第二切换电路,以及一控制器以切换 该第一电压转换电路或第二电压转换电路,以转换 该第一输入电压或第二输入电压成为一输出电压, 该方法包括下列步骤: 比较该输出电压及一参考电压; 在该输出电压高于该参考电压时,切换该第一电压 转换电路以转换该第一输入电压为该输出电压;以 及 在该输出电压低于该参考电压时,切换该第二电压 转换电路以转换该第二输入电压为该输出电压。 14.如申请专利第13项之方法,更包括升压该第一输 入电压成为该第二输入电压供应至该第二输入端 。 15.一种双输入电压转换器的控制方法,该电压转换 器包含一第一输入端以供连接一第一输入电压,一 第二输入端以供连接一第二输入电压,一第一电压 转换电路连接该第一输入端,该第一电压转换电路 包含一第一上桥元件及一下桥元件构成一第一切 换电路,一第二电压转换电路连接该第二输入端, 该第二电压转换电路包含一第二上桥元件及该下 桥元件构成一第二切换电路,以及一控制器以切换 该第一电压转换电路或第二电压转换电路,以转换 该第一输入电压或第二输入电压成为一输出电压, 该方法包括下列步骤: 侦测该第一上桥元件的工作周期; 在该工作周期未达到一预设値时,切换该第一电压 转换电路以转换该第一输入电压为一输出电压;以 及 在该工作周期达到该预设値一次或连续数次时,切 换该第二电压转换电路以转换该第二输入电压为 该输出电压。 16.如申请专利第15项之方法,更包括升压该第一输 入电压成为该第二输入电压供应至该第二输入端 。 17.一种双输入电压转换器的控制方法,该电压转换 器包含一第一输入端以供连接一第一输入电压,一 第二输入端以供连接一第二输入电压,一第一电压 转换电路连接该第一输入端,该第一电压转换电路 包含一第一上桥元件及一下桥元件构成一第一切 换电路,一第二电压转换电路连接该第二输入端, 该第二电压转换电路包含一第二上桥元件及该下 桥元件构成一第二切换电路,以及一控制器以切换 该第一电压转换电路或第二电压转换电路,以转换 该第一输入电压或第二输入电压成为一输出电压, 该方法包括下列步骤: 供应一时脉,该时脉的每一周期包含一第一区间及 一第二区间; 在该第一区间切换该第一电压转换电路,以转换该 第一输入电压成为该输出电压;以及 在该第二区间切换该第二电压转换电路转换该第 二输入电压成为该输出电压。 18.如申请专利第17项之方法,更包括升压该第一输 入电压成为该第二输入电压供应至该第二输入端 。 19.一种双输入电压转换器,包括: 一第一输入端,以供连接一第一电压; 一第二输入端,以供连接一第二电压; 一切换电路,包含一第一开关元件连接在该第一输 入端及一节点之间,一电流导流连接在该节点及一 第三电压之间,一第二开关元件连接在该第二输入 端及该节点之间;以及 一控制器,控制该切换电路,以转换该第一输入电 压或第二输入电压成为一输出电压。 20.如申请专利范围第19项之双输入电压转换器,其 中该第一开关元件、电流导流及第二开关元件的 工作周期互不重叠。 21.如申请专利范围第19项之双输入电压转换器,其 中该电流导流包括一第三开关元件。 22.如申请专利范围第19项之双输入电压转换器,其 中该电流导流包括一二极体。 23.如申请专利范围第21项之双输入电压转换器,其 中该控制器包括: 一误差放大器,根据该输出电压及一参考电压产生 一误差信号; 一第一比较器,比较该误差信号及一第一信号产生 一第一脉宽调变信号; 一第二比较器,比较该误差信号及一第二信号产生 一第二脉宽调变信号;以及 一驱动电路,根据该第一及第二脉宽调变信号切换 该第一、第二及第三开关元件。 24.如申请专利范围第23项之双输入电压转换器,其 中该驱动电路包括一逻辑运算电路根据该第一及 第二脉宽调变信号输出一第一控制信号、一第二 控制信号及一第三控制信号分别切换该第一、第 二及第三开关元件。 25.如申请专利范围第19项之双输入电压转换器,其 中该第一开关元件及第二开关元件均为PMOS电晶体 。 26.如申请专利范围第25项之双输入电压转换器,其 中该二PMOS电晶体的基底均连接该第二输入电压。 27.一种双输入电压转换器的控制方法,该电压转换 器包含一第一输入端以供连接一第一输入电压,一 第二输入端以供连接一第二输入电压,一切发电路 包含一第一开关元件连接在该第一输入端及一节 点之间,一电流导流连接在该节点及一第三电压之 间,一第二开关元件连接在该第二输入端及该节点 之间,以及一控制器控制该切换电路,以转换该第 一输入电压或第二输入电压成为一输出电压,该方 法包括下列步骤: 根据该输出电压及一参考电压产生一误差信号; 比较该误差信号及一第一信号产生一第一脉宽调 变信号; 比较该误差信号及一第二信号产生一第二脉宽调 变信号;以及 根据该第一及第二脉宽调变信号切换该切换电路, 以转换该第一输入电压或第二输入电压成为一输 出电压。 图式简单说明: 第一图系习知的两级式电压转换器; 第二图系本发明之双输入电压转换器; 第三图系第二图的电路应用在电池系统的实施例; 第四图系两颗硷性电池的电压与输出的能量的关 系图; 第五图系第三图的电路应用在电池系统的另一实 施例; 第六图显示本发明双输入电压转换器的又一种控 制方法; 第七图系第六图中驱动电路512的实施例; 第八图A显示第六图的电路中输入电压VDD大于输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的波形图; 第八图B显示第六图的电路中输入电压VDD接近输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的波形图; 第八图C显示第六图的电路中输入电压VDD小于输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的波形图; 第九图A显示第六图的电路中输入电压VDD大于输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的另一波形图; 第九图B显示第六图的电路中输入电压VDD接近输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的另一波形图; 第九图C显示第六图的电路中输入电压VDD小于输出 电压Vout时,信号RAMP1及RAMP2、误差信号COMP、相节点 LX上的电位及电流I的另一波形图; 第十图显示电晶体SW1的控制信号与电压VDD的关系; 第十一图显示以划分时脉来控制双输入电压转换 器的实施例;以及 第十二图系本发明之双输入电压转换器的另一实 施例。
地址 新竹县竹北市台元街20号5楼