电压转换装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电压转换装置及其控制方法，电压转换装置包含电源供应电路、电压转换电路以及保护电路。电源供应电路包含第一开关。第一开关传输电源以产生输入电压。电压转换电路产生第一电压。电压转换电路的第二开关接收输入电压。电压转换电路的第三开关耦接于第二开关与地端之间。保护电路包含侦测电路。侦测电路依据第一电压、对应于第一电压的第二电压以及参考电压产生第控制信号。当误差信号的电压值小于参考电压时，侦测电路输出第一控制信号以截止第一开关。误差信号的电压值对应于第一电压与第二电压之间的电压差。当保护电路的接脚之间发生阻抗异常或高侧开关发生异常时，本发明专利技术可避免高侧开关发生热熔问题。

Voltage Conversion Device and Its Control Method

The invention discloses a voltage conversion device and a control method thereof. The voltage conversion device comprises a power supply circuit, a voltage conversion circuit and a protection circuit. The power supply circuit includes a first switch. The first switching transmission power supply generates an input voltage. The voltage conversion circuit generates the first voltage. The second switch of the voltage conversion circuit receives the input voltage. The third switch of the voltage conversion circuit is coupled between the second switch and the terminal. The protection circuit includes a detection circuit. The detection circuit generates a control signal based on the first voltage, the second voltage corresponding to the first voltage and the reference voltage. When the voltage value of the error signal is less than the reference voltage, the detection circuit outputs the first control signal to cut off the first switch. The voltage value of the error signal corresponds to the voltage difference between the first voltage and the second voltage. When the impedance abnormality occurs between the connectors of the protection circuit or the abnormality of the high-side switch occurs, the invention can avoid the hot melting problem of the high-side switch.

【技术实现步骤摘要】
电压转换装置及其控制方法
本专利技术是有关于一种电压转换装置及其控制方法。
技术介绍
在各式电子装置中，电压转换器已被广泛使用。电压转换器用以将输入电压进行电压转换以产生输出电压。然而，当电压转换器的内部发生阻抗异常或电压转换器的内部开关(例如：高侧开关)发生异常时，若输入电压仍持续被输入至电压转换器，电压转换器的内部开关可能会被烧毁而发生热熔问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种当保护电路的接脚之间发生阻抗异常或高侧开关发生异常时，保护电路可控制电源供应电路停止提供输入电压给高侧开关，从而可避免高侧开关发生热熔问题的电压转换装置及其控制方法。本专利技术的一些实施方式是关于一种电压转换装置。电压转换装置包含电源供应电路、电压转换电路以及保护电路。电源供应电路包含第一开关。第一开关传输电源以产生输入电压。电压转换电路产生第一电压。电压转换电路的第二开关接收输入电压。电压转换电路的第三开关耦接于第二开关与接地端之间。保护电路包含侦测电路。侦测电路依据第电压、对应于第一电压的第二电压以及参考电压产生第一控制信号。当误差信号的电压值小于参考电压时，侦测电路输出第一控制信号以截止第一开关。误差信号的电压值对应于第一电压与第二电压之间的电压差。本专利技术的一些实施方式是关于一种电压转换装置的控制方法。电压转换装置的控制方法包含：通过电源供应电路的第一开关传输电源以产生输入电压；通过电压转换电路的第二开关接收输入电压，其中第三开关耦接于第二开关与地端之间；通过电压转换电路依据输入电压产生输出电压以及第一电压；以及通过侦测电路依据第一电压、对应于第一电压的第二电压以及参考电压产生第一控制信号。当误差信号的电压值小于参考电压时，通过侦测电路输出第一控制信号以截止第一开关。误差信号的电压值对应于第一电压与第二电压之间的电压差。综上所述，本专利技术中的电压转换装置及其控制方法，当保护电路的接脚之间发生阻抗异常或高侧开关发生异常时，保护电路控制电源供应电路停止提供输入电压给高侧开关。如此，可避免高侧开关发生热熔问题。附图说明为让本案的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，现结合附图说明如下：图1是依照本专利技术一实施例所示的一种电压转换装置的示意图；图2A～图2B是一实施例中阻抗异常的示意图；以及图3是依照本专利技术一实施例所示的一种电压转换装置的控制方法的流程图。具体实施方式关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本专利技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。在本文中所使用的用词“耦接”也可指“电性耦接”，且用词“连接”也可指“电性连接”。“耦接”及“连接”也可指二个或多个元件相互配合或相互互动。请参考图1。图1是依照本专利技术一实施例所示的一种电压转换装置100的示意图。在一实施例中，电压转换装置100是降压型电源转换器(buckconverter)，但本专利技术不以此为限制。电压转换装置100包含电源供应电路120、电压转换电路140、靴带(boot)电路160、保护电路180以及第二控制电路190。电源供应电路120包含第一开关SW1以及第五开关SW5。第一开关SW1与第五开关SW5反向串联。第一开关SW1的第一端接收电源DOCK_IN，第一开关SW1的第二端与第五开关SW5的第一端耦接于节点N3，第五开关SW5的第二端耦接电压转换电路140以提供输入电压VIN给电压转换电路140。第一开关SW1以及第五开关SW5的控制端耦接于节点N2以接收来自保护电路180的控制信号S1或来自第二控制电路190的控制信号S3。控制信号S1或控制信号S3用以控制第一开关SW1以及第五开关SW5为导通或截止。当第一开关SW1以及第五开关SW5为导通时，第一开关SW1以及第五开关SW5传输电源DOCK_IN以产生输入电压VIN。在一实施例中，电压转换电路140包含第一电容器C1、第二电容器C2、第一电感器L1、第二开关SW2以及第三开关SW3。第一电容器C1的第一端以及第二开关SW2的第一端接收来自电源供应电路120的输入电压VIN。第二电容器C2的第一端耦接第一电感器L1的第一端。第一电容器C1的第二端、第二电容器C2的第二端以及第三开关SW3的第一端耦接地端GND。第二开关SW2的第二端、第三开关SW3的第二端以及第一电感器L1的第二端耦接于节点N1。电压转换电路140接收输入电压VIN后会将输入电压VIN进行电压转换以于第一电感器L1的第一端产生输出电压VOUT，且于第一电感器L1的第二端(节点N1)产生第一电压V1。靴带电路160耦接于电压转换电路140以及保护电路180之间。在一实施例中，靴带电路160包含第三电容器C3以及第一电阻器R1。第三电容器C3的第一端耦接节点N1，第三电容器C3的第二端耦接第一电阻器R1的第一端，第一电阻器R1的第二端耦接保护电路180。位于节点N1的第一电压V1经由靴带电路160的靴带效应后会于第一电阻R1的第二端产生第二电压V2(例如：靴带电压)。在一实施例中，保护电路180包含第一接脚PHASE、第二接脚BOOT、第三接脚UGATE、第四接脚LGATE、侦测电路182以及第一控制电路184。侦测电路182包含误差放大器EA、比较器CP以及第四开关SW4。在一实施例中，误差放大器EA以及比较器CP皆接收工作电压VCC以进行运作。误差放大器EA的第一输入端(例如：负输入端)耦接第一接脚PHASE以通过第一接脚PHASE接收第一电压V1。误差放大器EA的第二输入端(例如：正输入端)耦接第二接脚BOOT以通过第二接脚BOOT接收第二电压V2。第一电压V1与第二电压V2之间的电压差对应于误差信号ERR。在一实施例中，误差放大器EA将第一电压V1与第二电压V2之间的电压差放大以产生误差信号ERR。误差信号ERR被传输至比较器CP的第一输入端(例如：负输入端)。参考电压VREF被传输至比较器CP的第二输入端(例如：正输入端)。接着，比较器CP对误差信号ERR的电压值以及参考电压VREF进行比较，且依据比较结果输出控制信号S2。在一实施例中，当参考电压VREF大于(小于)误差信号ERR的电压值时，控制信号S2具有逻辑值1(0)。在一实施例中，参考电压VREF为2.5伏特，但参考电压VREF的电压值可依据实际需求设定。比较器CP的输出端耦接第四开关SW4的控制端以将控制信号S2传输至第四开关SW4的控制端。第四开关SW4耦接于节点N2与地端GND之间，且控制信号S2用以控制第四开关SW4为导通或截止。在一实施例中，上述第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4以及第五开关SW5分别是以单一个N型金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)实现。本专利技术不限制上述这些开关的晶体管型式。各种得以实现上述这些开关的晶体管型式皆在本专利技术的范围内。在一实施例中，这些开关的晶体管型式可为双极结型晶体管(BJT)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。当保护电路180的这些接脚之间发生阻抗异常或者当第二开关SW2异常时，第一电压V1与第二电压V2之间的电压差可能对应地变小。此相关内容将搭配图2A～图2B描述，图2A～图2B是一实施例中阻抗异常的示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压转换装置，其特征是，包含：电源供应电路，包含第一开关，所述第一开关传输电源以产生输入电压；电压转换电路，依据所述输入电压产生输出电压以及第一电压，所述电压转换电路包含：第二开关，接收所述输入电压；以及第三开关，耦接于所述第二开关与地端之间；以及保护电路，包含：侦测电路，依据所述第一电压、对应于所述第一电压的第二电压以及参考电压产生第一控制信号，其中当误差信号的电压值小于所述参考电压时，所述侦测电路输出所述第一控制信号以截止所述第一开关，其中所述误差信号的所述电压值对应于所述第一电压与所述第二电压之间的电压差。

【技术特征摘要】
1.一种电压转换装置，其特征是，包含：电源供应电路，包含第一开关，所述第一开关传输电源以产生输入电压；电压转换电路，依据所述输入电压产生输出电压以及第一电压，所述电压转换电路包含：第二开关，接收所述输入电压；以及第三开关，耦接于所述第二开关与地端之间；以及保护电路，包含：侦测电路，依据所述第一电压、对应于所述第一电压的第二电压以及参考电压产生第一控制信号，其中当误差信号的电压值小于所述参考电压时，所述侦测电路输出所述第一控制信号以截止所述第一开关，其中所述误差信号的所述电压值对应于所述第一电压与所述第二电压之间的电压差。2.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征是，所述侦测电路包含：误差放大器，依据所述第一电压以及所述第二电压产生所述误差信号；比较器，比较所述误差信号的所述电压值与所述参考电压以产生第二控制信号；以及第四开关，依据所述第二控制信号导通或截止以产生所述第一控制信号。3.如权利要求2所述的电压转换装置，其特征是，所述保护电路还包含：第一控制电路，耦接于所述比较器与所述电压转换电路之间，当所述误差信号的所述电压值小于所述参考电压时，所述第一控制电路依据所述第二控制信号失能，以停止输出第三电压给所述第二开关的控制端且停止输出第四电压给所述第三开关的控制端。4.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征是，所述第二开关包含第一端以及第二端，所述第二开关的所述第一端接收所述输入电压以在所述第二开关的所述第二端产生所述第一电压，所述第二开关的所述第二端耦接所述保护电路的第一接脚以通过所述第一接脚将所述第一电压传输给所述侦测电路，所述第三开关包含第一端以及第二端，所述第三开关的所述第一端耦接所述地端，所述第三开关的所述第二端耦接所述第二开关的所述第二端。5.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征是，还包含：靴带电路，耦接于所述电压转换电路与所述保护电路之间，所述靴带电路依据所述第一电压产生所述第二电压，所述靴带电路通过所述保护电路的第二接脚将所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，周晓峰，梁清吉，
申请(专利权)人：华硕电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71