切换式升降压电源供应器及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种切换式升降压电源供应器，包含：第一回路，包括：相互电连接的第一开关与第二开关，该第一开关的一端电连接于输入电压，该第二开关的一端接地；和第一控制电路，用以控制第一和第二开关的操作；第二回路，包括：相互电连接的第三开关与第四开关，该第三开关的一端接地，该第四开关的一端电连接于输出电压；和第二控制电路，用以控制第三和第四开关的操作；以及电感器电路，电连接于第一与第二开关间的节点和第三与第四开关间的节点间。

Switching type up-down power supply device and control method thereof

The invention provides a switching buck boost power supply, comprising a first circuit, including: the first switch and the second switch electrically connected, the first switch is electrically connected to the input voltage, the second switch is grounded; and a first control circuit to control the first and second switch operation the second loop; including: between third and fourth switches are electrically connected, the third switch is connected with the ground, the fourth switch is electrically connected to the output voltage; and the second control circuit is used to control the third and fourth switching operation; and the electric inductor circuit, and third nodes and fourth switch connection in the first and second switch between between.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种切换式升降压电源供应器(buck-boost switching regulator)及其控制方法，特别是指一种具有高效率的切换式升降压电 源供应器，以及其控制方法。
技术介绍
图1标出现有切换式升降压电源供应器1的大致电路结构，电路 1中包含有四个开关SW1 SW4，全部通过同一个控制电路14来控制。 电路1自输出端萃取反馈电压FB，在误差放大器12中与参考电压Vref 相比较，其比较结果输入控制电路14，以决定如何控制切换四个开关 SW1 SW4。上述现有技术中，缺点是四个开关SW1 SW4都受同一个回路所 控制，在同一个周期内都会动作，因此其切断损失(switchingloss)较高， 换言之效率较低。且电源供应器的整体频宽受到升压模式的限制。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种具有高 效率的切换式升降压电源供应器，以及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种高 效率的切换式升降压电源供应器。本专利技术的第二目的在于，提出一种切换式升降压电源供应器的控 制方法。为达上述目的，就其中一个观点而言，本专利技术提供了一种切换式 电源供应器，其中包含第一回路，包括相互电连接的第一开关与第二开关，该第一开 关的一端电连接于输入电压，该第二开关的一端接地；和第一控制电 路，用以控制第一和第二开关的操作；第二回路，包括相互电连接的第三开关与第四开关，该第三开 关的一端接地，该第四开关的一端电连接于输出电压；和第二控制电 路，用以控制第三和第四开关的操作；以及电感器电路，电连接于第一与第二开关间的节点和第三与第四开 关间的节点间。上述切换式升降压电源供应器中，所述的第一回路和第二回路分 别将反馈电压与不同的参考电压相比较，或将不同的反馈电压与相同 的参考电压相比较。此外，为达上述目的，就另一个观点而言，本专利技术也提供了一种 切换式升降压电源供应器的控制方法，包含以下步骤提供一个切换 式电源供应器，该切换式电源供应器包括相互电连接的第一开关与第 二开关，该第一开关的一端电连接于输入电压，该第二开关的一端接 地；相互电连接的第三开关与第四开关，该第三开关的一端接地，该 第四开关的一端电连接于输出电压；和电感器电路，电连接于第一与 第二开关间的节点和第三与第四开关间的节点间；以及以第一控制电 路控制第一与第二开关，并以第二控制电路控制第三与第四开关。较佳地，上述切换式升降压电源供应器和控制方法中，当输入电 压高于输出电压时，第三开关保持断路，第四开关保持导通；当输入 电压低于输出电压时，第一开关保持导通，第二开关保持断路。下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、技 术内容、特点及其所达成的功效；其中，相似的元件以相同的符号来标不。 附图说明图1为现有技术的切换式升降压电源供应器的示意电路图； 图2为本专利技术的切换式升降压电源供应器的其中一个实施例的示 意电路图。图中符号说明1切换式升降压电源供应器(现有技术)2切换式升降压电源供应器(本专利技术)12误差放大器14控制电路22误差放大器24降压控制电路26误差放大器28升压控制电路FB反馈电压SW1 SW4开关Vin输入电压Vout输出电压Vref， Vref-AV参考电压具体实施例方式请参考图2，其中以示意电路图的方式显示本专利技术的其中一个实 施例。如图所示，在本专利技术的切换式升降压电源供应器2中，是分开 控制降压模式的两个开关SW1、 SW2与升压模式的两个开关SW3、 SW4c详言之，电路2中通过误差放大器22和降压控制电路24来控制 开关SW1、 SW2,并通过误差放大器26和升压控制电路28来控制开关SW3、 SW4。当输入电压Vin相对高于输出电压Vout，足以支持降 压操作模式时，开关SW3保持断路、SW4保持导通，开关SW1、 SW2 则在降压控制电路24的控制下，根据需求而切换，使电路平衡在 FB=Vref的状态。当输入电压Vin对输出电压Vout的相对值下降，以致Vref-AV < FB〈Vref时，开关SW1、 SW2将以100。/。的工作周(duty cycle)来操作， 但输出电压Vout仍会下降，直至到达FB=Vref-AV。此时电路2进入 升压操作模式，开关SW3、 SW4在降压控制电路28的控制下，根据 需求而切换，而开关SW1则保持导通、SW2保持断路，使电路平衡在 FB-Vref-AV的状态。以上说明中的SW1 SW4例如可使用NMOS或PMOS晶体管来制作。与图1的现有技术相比较，本专利技术的优点包括一、 四个开关分属两个回路，个别控制，因此不会有四个开关 在同一个周期同时运作的情形发生；本专利技术电路的切换损失较低。二、 由于降压和升压模式的控制回路不同，因此降压模式的操 作频宽不必受限于升压模式的操作频宽、且其瞬时响应也较佳。三、 降压模式可一直运作至100%工作周，之后才进入升压模 式，因此其效率较佳，且降压和升压模式间的转换更为顺畅。四、 AV的设定具有弹性，使电路可更适应应用端的需求。以上已针对较佳实施例来说明本专利技术，只是以上所述，仅为使本 领域技术人员易于了解本专利技术的内容，并非用来限定本专利技术的保护范 围。对于本领域技术人员，当可在本专利技术精神内，立即思及各种等效 变化；例如，在所示各实施例中，举例以分压方式，从输出端萃取反 馈电压讯号，以供与参考电压Vref或Vref-AV进行比较，但萃取反馈 讯号的方式，并不局限于此；将同一反馈电压FB与不同的参考电压Vref或Vref-AV进行比较，亦可改为将反馈电压FB和反馈电压FB+厶FB 与相同的参考电压Vref比较；AV或AFB不一定需要以实体的电路元 件来制作，亦可在误差放大器22和26内以输入偏压(input offset voltage) 来达成。故凡依本专利技术的概念与精神所为之均等变化或修饰，均应包 括于本专利技术的权利要求书的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切换式升降压电源供应器，其特征在于，包含：　第一回路，包括：相互电连接的第一开关与第二开关，该第一开关的一端电连接于输入电压，该第二开关的一端接地；和　第一控制电路，用以控制第一和第二开关的操作；　第二回路，包括：相互 电连接的第三开关与第四开关，该第三开关的一端接地，该第四开关的一端电连接于输出电压；和第二控制电路，用以控制第三和第四开关的操作；以及　电感器电路，电连接于第一与第二开关间的节点和第三与第四开关间的节点间。

【技术特征摘要】
1.一种切换式升降压电源供应器，其特征在于，包含第一回路，包括相互电连接的第一开关与第二开关，该第一开关的一端电连接于输入电压，该第二开关的一端接地；和第一控制电路，用以控制第一和第二开关的操作；第二回路，包括相互电连接的第三开关与第四开关，该第三开关的一端接地，该第四开关的一端电连接于输出电压；和第二控制电路，用以控制第三和第四开关的操作；以及电感器电路，电连接于第一与第二开关间的节点和第三与第四开关间的节点间。2. 如权利要求l所述的切换式升降压电源供应器，其中，当输入 电压高于输出电压时，第三开关保持断路，第四开关保持导通。3. 如权利要求l所述的切换式升降压电源供应器，其中，当输入 电压低于输出电压时，第一开关保持导通，第二开关保持断路。4. 如权利要求l所述的切换式升降压电源供应器，其中，第一回 路还包括第一误差放大器，此第一误差放大器将自输出端萃取的第一 反馈电压与第一参考电压相比较。5. 如权利要求4所述的切换式升降压电源供应器，其中，第二回 路还包括第二误差放大器，此第二误差放大器将自输出端萃取的第一 反馈电压与第二参考电压相比较。6. 如权利要求5所述的切换式升降压电源供应器，其中，该第二 参考电压低于该第一参考电压。7. 如权利要求4所述的切换式升降压电源供应器，其中，第二回路还包括第二误差放大器，此第二误差放大器将自输出端萃取的第二 反馈电压与第一参考电压相比较，且该第二反馈电压高于第一反馈电 压。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：邱威哲，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]