电源转换装置、输出级装置及其运作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源转换装置、输出级装置及其运作方法。输出级装置具有第一接脚及工作电压接脚。输出级装置包括第一电力开关、第一驱动单元及位准移位电路。第一驱动单元耦接第一接脚及第一电力开关。位准移位电路耦接工作电压接脚及第一驱动单元。在启动期间，位准移位电路通过工作电压接脚接收第一预设电压，且第一驱动单元通过第一接脚接收第二预设电压。第二预设电压于预设时间内具有一斜率。本发明专利技术的电源转换装置、输出级装置及其运作方法可达到抑制浪涌电流的效果。

Power conversion device, output stage device and operation method

【技术实现步骤摘要】
电源转换装置、输出级装置及其运作方法
本专利技术与电源转换有关，尤其是关于一种电源转换装置、输出级装置及其运作方法。
技术介绍
在传统的输出级装置中，耦接控制电路的位准移位电路通过驱动单元耦接电力开关(上桥开关)，由于位准移位电路与驱动单元的供电均来自相同的工作电压，一旦电力开关受到驱动单元的驱动而完全导通时，将会导致相当大的瞬间电流输出而造成浪涌电流(Inrushcurrent)的异常现象。传统上，虽可通过在输入电压与输出电压之间额外串接一颗功率金氧半场效晶体管(PowerMOSFET)开关来降低导通瞬间的浪涌电流，但也同时带来成本增加与电源转换效率降低等缺点。
技术实现思路
本专利技术提出一种电源转换装置、输出级装置及其运作方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。依据本专利技术的一具体实施例为一种输出级装置。于此实施例中，输出级装置具有第一接脚及工作电压接脚。该输出级装置包括第一电力开关、第一驱动单元及位准移位电路。第一驱动单元耦接该第一接脚及该第一电力开关。位准移位电路耦接该工作电压接脚及该第一驱动单元。在启动期间，该位准移位电路通过该工作电压接脚接收第一预设电压，且该第一驱动单元通过该第一接脚接收第二预设电压。该第二预设电压于预设时间内具有一斜率(slewrate)。于一实施例中，输出级装置还包括第二接脚、第三接脚、相位接脚、第一靴带电容、第二靴带电容、第二电力开关及第二驱动单元。第二接脚耦接该位准偏移电路。第三接脚耦接该第一驱动单元。第一靴带电容耦接于该第二接脚与该相位接脚之间。第二靴带电容耦接于该第三接脚与该相位接脚之间。第二电力开关与该第一电力开关串接于输入电压及接地端之间。第二驱动单元耦接该第一接脚及该第二电力开关。依据本专利技术的另一具体实施例为一种电源转换装置。于此实施例中，电源转换装置包括第一电力开关、第二电力开关、第三电力开关、第四电力开关、位准移位电路及第一驱动单元。第一至第四电力开关依序彼此串接于输入电压与接地端之间。位准移位电路接收第一预设电压。第一驱动单元耦接于该第一电力开关及该位准移位电路之间，接收第二预设电压。在启动期间，该第二预设电压于预设时间内具有一斜率。于一实施例中，电源转换装置还包括输出节点及预充电电路。输出节点用以提供输出电压。预充电电路耦接该输出节点，提供预充电电压至该输出节点，以对该输出电压进行预充电。于一实施例中，该位准移位电路根据脉宽调变信号控制第一驱动单元驱动该第一电力开关，且于预充电期间内，该脉宽调变信号均维持于高位准(常开)或该脉宽调变信号包含多个脉冲。于一实施例中，于正常运作期间内，该第一电力开关与该第三电力开关均运作于第一相且该第二电力开关与该第四电力开关均运作于第二相，该第一相与该第二相彼此反相。于一实施例中，该第一电力开关的导通时间与该第三电力开关的导通时间之间具有时间差、该第一电力开关的关闭时间与该第三电力开关的关闭时间之间具有时间差、该第二电力开关的导通时间与该第四电力开关的导通时间之间具有时间差、或该第二电力开关的关闭时间与该第四电力开关的关闭时间之间具有时间差，由以达到零电压切换。依据本专利技术的一具体实施例为一种输出级装置运作方法。于此实施例中，输出级装置具有第一接脚及工作电压接脚。该输出级装置包括第一电力开关、第一驱动单元及位准移位电路。该第一驱动单元耦接该第一接脚及该第一电力开关。该位准移位电路耦接该工作电压接脚及该第一驱动单元。该输出级装置运作方法包括下列步骤：在启动期间，该位准移位电路通过该工作电压接脚接收第一预设电压，且该第一驱动单元通过该第一接脚接收第二预设电压，该第二预设电压于预设时间内具有一斜率(slewrate)。于一实施例中，该位准移位电路根据脉宽调变信号控制该第一驱动单元驱动该第一电力开关，且于预充电期间内，该脉宽调变信号均维持于高位准(常开)或该脉宽调变信号包含多个脉冲。于一实施例中，该输出级装置还包括第二接脚、第二电力开关及第二驱动单元。该第二电力开关与该第一电力开关串接于输入电压及接地端之间。该第二驱动单元耦接该第二接脚及该第二电力开关。于正常运作期间内，该第一电力开关运作于第一相且该第二电力开关运作于第二相。该第一相与该第二相彼此反相。相较于现有技术，本专利技术的电源转换装置、输出级装置及其运作方法提供具有斜率的电源电压给上桥驱动单元，使得上桥驱动单元能够缓缓开启上桥电力开关，避免上桥电力开关忽然完全导通而产生瞬间的大电流输出形成浪涌电流。此外，本专利技术也可通过预充电方式对输出节点进行预充电，由以减少输出节点从开机起始至开机完成时的电压差，进而减少输出电流的变化，达到抑制浪涌电流的效果。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附附图得到进一步的了解。附图说明图1为根据本专利技术的一实施例的电源转换装置的示意图。图2为根据本专利技术的另一实施例的输出级装置(DrMOS)的示意图。图3A及图3B为第一电力开关与第三电力开关之间具有导通时间差的示意图。图4A及图4B为第一电力开关与第三电力开关之间具有关闭时间差的示意图。图5A及图5B为第二电力开关与第四电力开关之间具有导通时间差的示意图。图6A及图6B为第二电力开关与第四电力开关之间具有关闭时间差的示意图。图7A为于一实施例中，输入电压、输出电压、第一预设电压、第二预设电压及第一脉宽调变信号～第四脉宽调变信号在预充电期间与正常运作期间内的时序图。图7B为于另一实施例中，输入电压、输出电压、第一预设电压、第二预设电压及第一脉宽调变信号～第四脉宽调变信号在预充电期间与正常运作期间内的时序图。图8为根据本专利技术的另一实施例的输出级装置运作方法的流程图。主要元件符号说明：1：输出级装置10：控制电路V：预设电压2：电源转换装置20：位准移位电路22：第一驱动单元Q1～Q4：第一电力开关～第四电力开关V1：第一预设电压V2：第二预设电压VIN：输入电压(接脚)VOUT：输出电压C1～C2：第一电容～第二电容3：输出级装置VCC：工作电压接脚VIN：输入电压接脚PHASE：相位接脚GND：接地接脚VDRV：第一接脚BT1：第二接脚BT2：第三接脚BT：接脚30：控制电路LS：位准移位电路DR1：第一驱动单元DR2：第二驱动单元SW1：第一开关SW2：第二开关SW：开关CBT1：第一靴带电容CBT2：第二靴带电容PWM：脉宽调变信号CON：控制信号D1：第一驱动信号D2：第二驱动信号I：电流ON：导通OFF：关闭PWM1～PWM4：第一脉宽调变信号～第四脉宽调变信号T1：起始期间T2：预充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输出级装置，其特征在于，上述输出级装置具有一第一接脚及一工作电压接脚，上述输出级装置包括：/n一第一电力开关；/n一第一驱动单元，耦接上述第一接脚及上述第一电力开关；以及/n一位准移位电路，耦接上述工作电压接脚及上述第一驱动单元，/n其中在一启动期间，上述位准移位电路通过上述工作电压接脚接收一第一预设电压，且上述第一驱动单元通过上述第一接脚接收一第二预设电压，上述第二预设电压于一预设时间内具有一斜率。/n

【技术特征摘要】
1.一种输出级装置，其特征在于，上述输出级装置具有一第一接脚及一工作电压接脚，上述输出级装置包括：
一第一电力开关；
一第一驱动单元，耦接上述第一接脚及上述第一电力开关；以及
一位准移位电路，耦接上述工作电压接脚及上述第一驱动单元，
其中在一启动期间，上述位准移位电路通过上述工作电压接脚接收一第一预设电压，且上述第一驱动单元通过上述第一接脚接收一第二预设电压，上述第二预设电压于一预设时间内具有一斜率。


2.根据权利要求1所述的输出级装置，其特征在于，上述输出级装置还包括：
一第二接脚，耦接上述位准偏移电路；
一第三接脚，耦接上述第一驱动单元；
一相位接脚；
一第一靴带电容，耦接于上述第二接脚与上述相位接脚之间；
一第二靴带电容，耦接于上述第三接脚与上述相位接脚之间；
一第二电力开关，与上述第一电力开关串接于一输入电压及一接地端之间；以及
一第二驱动单元，耦接上述第一接脚及上述第二电力开关。


3.一种电源转换装置，其特征在于，上述电源转换装置包括：
一第一电力开关、一第二电力开关、一第三电力开关及一第四电力开关依序彼此串接于一输入电压与一接地端之间；
一位准移位电路，接收一第一预设电压；以及
一第一驱动单元，耦接于上述第一电力开关及上述位准移位电路之间，接收一第二预设电压，
其中在一启动期间，上述第二预设电压于一预设时间内具有一斜率。


4.根据权利要求3所述的电源转换装置，其特征在于，上述电源转换装置还包括：
一输出节点，用以提供一输出电压；以及
一预充电电路，耦接上述输出节点，提供一预充电电压至上述输出节点，以对上述输出电压进行预充电。


5.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，上述位准移位电路根据一脉宽调变信号控制上述第一驱动单元驱动上述第一电力开关，且于一预充电期间内，上述脉宽调变信号均维持于高位准或上述脉宽调变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显成，刘兆伟，陈世伟，
申请(专利权)人：力智电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71