使用单个电感元件执行降压-升压转换的电子电路制造技术

一种电子电路包括电感元件、电容元件和开关元件。电感元件的第一端被连接到输入电压。第一开关元件的第一端被连接到电感元件的第一端。电容元件被连接在第一开关元件的第二端和电感元件的第二端之间。第二开关元件被连接在第一开关元件的第二端和参考电压之间。第三开关元件被连接在电感元件的第二端和参考电压之间。第四开关元件被连接在电感元件的第二端和第一输出电压之间。第五开关元件被连接在电感元件的第二端和第二输出电压之间。

Electronic Circuit for Buck-Boost Conversion Using a Single Inductor Component

【技术实现步骤摘要】
使用单个电感元件执行降压-升压转换的电子电路相关申请的交叉引用本申请要求2018年2月14日向韩国知识产权局提交的第10-2018-0018223号韩国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文。
本公开涉及一种电子电路，更具体地，涉及一种用于通过增加或降低输入电压的电压电平来将输入电压转换成输出电压的电子电路的配置和操作。
技术介绍
如今，各种类型的电子设备正在被使用。电子设备根据被包括在电子设备中的电子电路的操作来执行其自身的功能。每个电子电路从各种电源接收电力(例如，电压和电流)，并基于接收到的电力执行预期的操作。电压转换电路，诸如电压调节器或直流(DirectCurrent，DC)-DC转换器，是各种电子电路的一个示例。电压转换电路从另一实体(例如，电池、有线/无线电源、电力相关的电路等)接收输入电压，并且通过转换输入电压来生成输出电压。输出电压用于操作被包括在电子设备中的电子电路。电压转换电路可以包括无源元件(例如电感器、电容器等)和有源元件(例如二极管、晶体管等)，它们被连接以将输入电压转换为输出电压。同时，被包括在电压转换电路中的每个元件可能会消耗电力。因此，当电压转换电路上的电力传输路径包括许多元件时，电压转换电路消耗的电力量可能增加，因此电压转换效率可能降低。电压转换的效率可能影响电子设备的各种因素(例如，性能、特性等)。另外，在使用电池操作的便携式/移动电子设备中，电压转换的效率可能影响电子设备的操作时间和用户满意度。因此，提高电压转换电路中的电压转换效率是一个重要问题。
技术实现思路
本公开的示例实施例可以提供被配置为使开关元件的电力消耗最小化的电子电路。在一些示例实施例中，电子电路可以包括电感元件、电容元件和开关元件。电感元件的第一端可以被连接到输入电压。第一开关元件的第一端可以被连接到电感元件的第一端。电容元件可以被连接在第一开关元件的第二端和电感元件的第二端之间。第二开关元件可以被连接在第一开关元件的第二端和参考电压之间。第三开关元件可以被连接在电感元件的第二端和参考电压之间。第四开关元件可以被连接在电感元件的第二端和第一输出电压之间。第五开关元件可以被连接在电感元件的第二端和第二输出电压之间。在一些示例实施例中，电子电路可以包括转换电路和多个输出电路。转换电路可以基于输入电压通过电感元件输出电流。基于电流，多个输出电路可以分别输出多个输出电压，每个输出电压的电压电平高于或低于输入电压的电压电平。当多个输出电路中的一个输出电路输出具有低于输入电压的电压电平的电压电平的输出电压时，输出电压的电压电平可以随着电流沿着包括电感元件和连接到转换电路的电容元件的环路流动而降低，并且输出电压的电压电平可以随着电流被传送到输出电路而增加。在一些示例实施例中，电子电路可以包括转换电路和开关元件。转换电路可以基于输入电压通过电感元件输出第一电流。该开关元件可以为第一电流和基于第一电流的第二电流提供或不提供电流路径，以输出具有高于或低于输入电压的电压电平的电压电平的输出电压。电流路径可以不包括除该开关元件之外的另一开关元件。当输出电压的电压电平低于输入电压的电压电平并且该开关元件不提供电流路径时，第一电流可以续流(freewheel)通过电感元件。在一些示例实施例中，电子电路可以包括转换电路和开关元件。转换电路可以基于输入电压通过电感元件输出电流。第一开关元件可选择性地为电流提供第一电流路径，以基于电流输出具有高于或低于输入电压的电压电平的电压电平的第一输出电压。第二开关元件可选择性地为电流提供第二电流路径，以基于电流输出具有高于或低于输入电压的电压电平的电压电平的第二输出电压。第一和第二电流路径可以分别包括第一和第二开关元件，但是可以不包括除第一和第二开关元件之外的另一开关元件。在一些示例实施例中，直流到直流(direct-currenttodirect-current，DC-DC)转换器包括电压到电流转换电路、第一电流到电压转换电路和控制电路。电压到电流转换电路接收输入电压并从输入电压生成第一电流。第一电流到电压转换电路将从第一电流获得的第一电荷存储在第一电容元件中，并从第一电荷生成第一输出电压。并且控制电路控制电压到电流转换电路和第一电流到电压转换电路，以在第一周期期间增加第一电容元件中的第一电荷，并且阻止电压到电流转换电路和第一电流到电压转换电路在第二周期期间增加第一电容元件中的第一电荷。根据本公开的示例实施例，在执行电压转换的电子电路中，开关元件的电力消耗可以被最小化。因此，可以提高电压转换的效率。附图说明通过参考附图的以下描述，本公开的上述和其他目的和特征将变得显而易见。图1是示出根据一些示例实施例的电子设备的示例配置的框图，该电子设备可以包括电子电路。图2是示出与向图1的电子设备中的组件传送电力相关联的示例配置的框图。图3是示出被包括在图2的DC-DC转换电路中的电子电路的示例配置的框图。图4是示出与图3的电子电路相关联的相关技术(related-art)配置的概念图。图5是用于描述图4的电子电路的相关技术操作的概念图。图6是示出根据一些示例实施例的利用图3的电子电路实施的示例配置的概念图。图7是示出与图6的电子电路相关联的示例配置的框图。图8和图9是用于描述图6的电子电路的示例操作的概念图。图10是描述图8和图9的示例操作的表格。图11是用于描述图8和图9的示例操作的时序图。图12和图13是用于描述图6的电子电路的示例操作的概念图。图14是描述图12和图13的示例操作的表格。图15是用于描述图12和图13的示例操作的时序图。图16是示出根据一些示例实施例的利用图3的电子电路实施的示例配置的概念图。图17是描述图16的电子电路的示例操作的表格。具体实施方式下面，将参考附图详细和清楚地描述一些示例实施例，使得本领域技术人员能够容易地实施本公开。图1是示出根据一些示例实施例的电子设备1000的示例配置的框图，该电子设备1000可以包括电子电路。例如，电子设备1000可以用各种类型的电子设备之一来实施，诸如台式计算机、平板计算机、膝上型计算机、智能电话、可穿戴设备、工作站、服务器、电动车辆、家用电器、医疗器械等。电子设备1000可以包括各种电子电路。例如，电子设备1000的电子电路可以包括图像处理块1100、通信块1200、音频处理块1300、缓冲存储器1400、非易失性存储器1500、用户接口1600、主处理器1800、电源管理器电路1900和充电器电路1910。例如，电子设备1000可以被连接到电池1920，并且电池1920可以提供在电子设备1000的操作中使用的电力。然而，本公开不限于此。例如，提供给电子设备1000的电力可以来自除电池1920之外的电源。图像处理块1100可以通过透镜1110接收光。被包括在图像处理块1100中的图像传感器1120和图像信号处理器1130可以基于接收到的光生成与外部对象相关联的图像信息。通信块1200可以通过天线1210与外部设备/系统交换信号。通信块1200的收发器1220和MODEM(Modulator/demodulator，调制器/解调器)1230可以按照各种有线/无线通信协议中的一种或多种来处理与外部设备/系统交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子电路，包括：电感元件，具有连接到输入电压的第一端；第一开关元件，具有连接到所述电感元件的第一端的第一端；第一电容元件，连接在所述第一开关元件的第二端和所述电感元件的第二端之间；第二开关元件，连接在所述第一开关元件的第二端和参考电压之间；第三开关元件，连接在所述电感元件的第二端和所述参考电压之间；第四开关元件，连接在所述电感元件的第二端和第一输出电压之间；和第五开关元件，连接在所述电感元件的第二端和第二输出电压之间。

【技术特征摘要】
2018.02.14 KR 10-2018-00182231.一种电子电路，包括：电感元件，具有连接到输入电压的第一端；第一开关元件，具有连接到所述电感元件的第一端的第一端；第一电容元件，连接在所述第一开关元件的第二端和所述电感元件的第二端之间；第二开关元件，连接在所述第一开关元件的第二端和参考电压之间；第三开关元件，连接在所述电感元件的第二端和所述参考电压之间；第四开关元件，连接在所述电感元件的第二端和第一输出电压之间；和第五开关元件，连接在所述电感元件的第二端和第二输出电压之间。2.如权利要求1所述的电子电路，其中，从所述输入电压转换所述第一输出电压和第二输出电压，使得所述第一输出电压的第一电压电平和所述第二输出电压的第二电压电平中的每一个都高于或低于所述输入电压的电压电平。3.如权利要求1所述的电子电路，其中，当电流流过所述电感元件和所述第四开关元件时，基于所述电流从所述输入电压转换所述第一输出电压。4.如权利要求3所述的电子电路，其中，当所述电流流过所述电感元件和所述第四开关元件时，所述电流不通过另一开关元件。5.如权利要求1所述的电子电路，还包括：第二电容元件，连接在所述第四开关元件的第一端和所述参考电压之间，其中所述第四开关元件的第二端被连接到所述电感元件的第二端。6.如权利要求5所述的电子电路，其中，当电流流过所述第二和第四开关元件时，所述第一电容元件和所述第二电容元件并联连接在所述电感元件的第二端和所述参考电压之间。7.如权利要求1所述的电子电路，其中，当电流流过所述第一开关元件时，所述电流沿着包括所述电感元件、所述第一电容元件和所述第一开关元件的环路流动。8.如权利要求7所述的电子电路，还包括：第三电容元件，连接在所述第四开关元件的第一端和所述参考电压之间，其中：所述第四开关元件的第二端被连接到所述电感元件的第二端，并且当所述电流沿着所述环路流动时，基于存储在所述第三电容元件中的能量输出所述第一输出电压。9.一种电子电路，包括：转换电路，其基于输入电压通过电感元件输出电流；和多个输出电路，其基于所述电流输出多个输出电压，所述多个输出电压中的每一个输出电压具有高于或低于所述输入电压的电压电平的电压电平，其中当所述多个输出电路中的第一输出电路输出具有低于所述输入电压的电压电平的电压电平的第一输出电压时，所述第一输出电压的电压电平随着所述电流沿着包括所述电感元件和连接到所述转换电路的电容元件的环路流动而降低，并且所述第一输出电压的电压电平随着所述电流被传送到所述第一输出电路而增加。10.如权利要求9所述的电子电路，其中，当所述第一输出电压的电压电平低于所述输入电压的电压电平并且所述第一输出电压的电压电平增加时，所述电容元件的两端之间的电压对应于所述第一输出电压。11.如权利要求9所述的电子电路，其中：所述第一输出电路包括开关元件，所述开关元件选择性地为所述电流提供或不提供电流路径，并且当所述第一输出电压的电压电平低于所述输入电压的电压电平并且所述开关元件提供所述电流路径时，所述第一输出电压的电压电平增加。12.如权利要求9所述的电子电路，其中：所述第一输出电路包括开关元件，所述开关元件选择性地为所述电流提供或不提供电流路径，并且当所述开关元件提供所述电流路径时，所述电流路径不包括另一开关元件。13.如权利要求9所述的电子电路，其中：所述第一输出电路包括开关元件，所述开关元件选择性地为所述电流提供或不提供电流路径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑珉龙，姜炅求，曹圭亨，金眩奭，方熙文，申世云，蔡昶锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR