降压型切换式电源供应器制造技术

本实用新型专利技术提出一种降压型切换式电源供应器，包含一功率级、一驱动电路以及一靴带电容。功率级包括上桥开关、下桥开关与电感。上桥开关电连接于输入端与切换节点之间。下桥开关电连接于切换节点与地之间。电感驱动电路系用以控制上桥开关与下桥开关的操作。靴带电容电连接于升压节点与切换节点之间，且升压节点电连接于供应电压。当靴带电容的跨压小于参考电压时，下桥开关导通，以自供应电压对靴带电容充电。当充电达预定时段，或当电感电流到达默认值时，停止对靴带电容充电。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
降压型切换式电源供应器
本技术涉及一种降压型切换式电源供应器，特别是指一种整体能源利用效率佳的高效率降压型切换式电源供应器。
技术介绍
图1示出现有降压型切换式电源供应器的示意图。现有降压型切换式电源供应器10的功率级11包含上桥开关MA、下桥开关MB与电感L，共同电连接于一切换节点Lx，且受驱动电路12所控制。驱动电路12所包含的上桥驱动电路121及下桥驱动电路122分别根据第一驱动讯号S121及第二驱动讯号S122，产生第一操作讯号SA及第二操作讯号SB，以切换上桥开关MA及下桥开关MB的导通(ON)与关闭(OFF),以将电能从输入端IN传送给输出端OUT (驱动电路12中的其它部份省略)。当电源所提供的输入电压Vin为高压时，为提供足够的驱动能力，如图1所示，现有降压型切换式电源供应器10通常会在驱动电路12内部的供应电压Vdd和上桥开关MA的源极之间，意即在升压节点VBOOT和切换节点Lx之间设置一靴带电容CB00T，以提供上桥开关MA的栅极和源极之间所需的压差。靴带电容CBOOT的跨压Vcap用以提供作为上桥驱动电路121的工作电压。当下桥开关MB导通时，自驱动电路12内部的供应电压Vdd经二极管13对靴带电容CBOOT充电，使得当下桥开关MB关闭时，升压节点VBOOT的电压可到达Vcap+VLx，故升压节点VBOOT的电压(Vcap+VLx)与切换节点Lx的电压(VLx)之间的压差可到达Vcap，以供上桥驱动电路121操作所需。设置二极管13的目的是在升压节点VBOOT的电压高于供应电压Vdd时，防止电流从升压节点VBOOT逆流进入供应电压Vdd，因而损害供应电压Vdd。在输出端OUT连接一系统负载16或一电池(未绘示)时，当系统负载16处于耗电的动作模式，意即当需要现有降压型切换式电源供应器10提供电能时，由于上桥开关MA及下桥开关MB持续切换导通与关闭的动作以将电能从输入端IN传送给输出端OUT提供给系统负载16，因此靴带电容CBOOT将经常被充电更新，其上的跨压会保持在需要的位准。然而，当系统负载16处于待机模式，意即当系统负载16不牦电或仅轻微耗电时，此时因不需要将电能从输入端IN传送给输出端0UT，因此上桥开关MA及下桥开关MB皆关闭而不动作，在此情况下靴带电容CBOOT将不会被充电更新，其内的电荷会流失而使跨压逐渐下降。而在某一个时间点，当系统负载16又恢复动作而进入耗电的动作模式时，此时现有降压型切换式电源供应器10又需要再提供电能给输出端0UT，但由于靴带电容CBOOT上的跨压不足导致升压节点VBOOT的电压不足，因此上桥驱动电路121的驱动力将无法导通上桥开关MA，故现有降压型切换式电源供应器10于重新启动时，必须先对靴带电容CBOOT充电。其充电方式是先导通下桥开关MB，使切换节点Lx连接于地，于是供应电压Vdd可经二极管13对靴带电容CBOOT充电。请参考图2，其显示现有降压型切换式电源供应器10浪费能源的示意图。在上述自待机模式恢复到动作模式的过程中，由于必须先导通下桥开关MB(如图2所示的从时间点“重新启动”至时间点Tl的期间，意即下桥开关MB的导通时间(ON-time)为Λ TB)，因此造成电流从输出端OUT反方向地流至下桥开关MB。又，从时间点Tl至时间点T2的期间，当上桥开关MA导通，下桥开关MB关闭时，电流会从输出端OUT反方向地流至上桥开关MA。以上动作，由于下桥开关MB的导通时间(ON-time)为Λ TB过长，以致自输出端OUT反向传递的电能过多，如此将造成整体能源效率的浪费，且若控制不当，将造成自输出端OUT对输入端IN的升压操作。此外，当输出端OUT连接于一电池(未绘示)时，会使该电池不断放电。为了解决上述缺陷，美国专利US7235955中提出一种解决方案，但其控制方式较为复杂。有鉴于此，本技术即针对上述现有技术的不足，提出一种可以改善整体能源效率利用的高效率降压型切换式电源供应器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种可以改善整体能源效率利用的高效率降压型切换式电源供应器。为达上述目的，就其中一观点言，本技术提供了一种降压型切换式电源供应器，用以将一输入端提供的一输入电压转换为一输出电压于一输出端，包含:(I) 一功率级，包括:一上桥开关，其一端电连接于该输入端，其另一端电连接于一切换节点；一下桥开关，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于地；以及一电感，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于该输出端；(2) —靴带电容，电连接于一升压节点与该切换节点之间，且该升压节点电连接于一供应电压；以及⑶一驱动电路，用以控制该上桥开关与该下桥开关的操作，该驱动电路包括:一控制讯号产生电路，其产生控制讯号以决定该上桥开关与该下桥开关的导通时间；以及一靴带电容充电控制电路，其判断该靴带电容的跨压是否小于一参考电压，当该靴带电容的跨压小于该参考电压时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以导通该下桥开关而自该供应电压对该靴带电容充电。在一种较佳的实施型态中，该靴带电容充电控制电路判断自该靴带电容的跨压小于该参考电压起是否已达一预定时段，而当到达该预定时段时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以停止导通该下桥开关。在一种较佳的实施型态中，该靴带电容充电控制电路包括:一比较电路，将该靴带电容的跨压与该参考电压比较，以产生一比较电路输出讯号；一导通时间定时器，当该比较电路的输出讯号显示该靴带电容的跨压小于该参考电压时，该导通时间定时器开始计算一预定时段，而当到达该预定时段时，该导通时间定时器产生一计时输出讯号；以及一栓锁电路，其接收该比较电路输出讯号与该计时输出讯号作为设定与重设讯号。在一种较佳的实施型态中，该靴带电容充电控制电路判断该电感的电流是否到达一参考电流，而当该电感的电流到达该参考电流时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以停止导通该下桥开关。在一种较佳的实施型态中，该靴带电容充电控制电路包括:一比较电路，将该靴带电容的跨压与该参考电压比较，以产生一比较电路输出讯号；一电流比较电路，比较该电感的电流与一参考电流而产生电流比较讯号；以及一栓锁电路，其接收该比较电路输出讯号与该电流比较讯号作为设定与重设讯号。在一种较佳的实施型态中，该降压型切换式电源供应器还包含一个二极管，其阳极电连接于该供应电压，其阴极电连接于该升压节点。在一种较佳的实施型态中，该降压型切换式电源供应器还包含一电源保护开关，其一端电连接于该输入端，其另一端电连接于该上桥开关，用以保护该输入端所连接的一电源。在一种较佳的实施型态中，该电源保护开关包括一晶体管，电连接于该输入端与该上桥开关之间，该晶体管具有一寄生二极管，该寄生二极管的阳极一阴极方向可阻挡自该上桥开关流往该输入端的逆电流，或是该晶体管具有可调极性的寄生二极管。在一种较佳的实施型态中，该输出端电连接于一系统负载或一电池。在一种较佳的实施型态中，该输出端经由一晶体管电连接于该电池，该晶体管具有一寄生二极管，该寄生二极管的阳极一阴极方向可阻挡自该输出端流往该电池的电流，或是该晶体管具有可调极性的寄生二极管，以控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压型切换式电源供应器，用以将一输入端提供的一输入电压转换为一输出电压于一输出端，其特征在于，包含：一功率级，包括：一上桥开关，其一端电连接于该输入端，其另一端电连接于一切换节点；一下桥开关，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于地；以及一电感，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于该输出端；一靴带电容，电连接于一升压节点与该切换节点之间，且该升压节点电连接于一供应电压；以及一驱动电路，用以控制该上桥开关与该下桥开关的操作，该驱动电路包括：一控制讯号产生电路，其产生控制讯号以决定该上桥开关与该下桥开关的导通时间；以及一靴带电容充电控制电路，其判断该靴带电容的跨压是否小于一参考电压，当该靴带电容的跨压小于该参考电压时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以导通该下桥开关而自该供应电压对该靴带电容充电。

【技术特征摘要】
1.一种降压型切换式电源供应器,用以将一输入端提供的一输入电压转换为一输出电压于一输出端，其特征在于，包含: 一功率级，包括: 一上桥开关，其一端电连接于该输入端，其另一端电连接于一切换节点； 一下桥开关，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于地；以及 一电感，其一端电连接于该切换节点，其另一端电连接于该输出端； 一靴带电容，电连接于一升压节点与该切换节点之间，且该升压节点电连接于一供应电压；以及 一驱动电路，用以控制该上桥开关与该下桥开关的操作，该驱动电路包括: 一控制讯号产生电路，其产生控制讯号以决定该上桥开关与该下桥开关的导通时间；以及 一靴带电容充电控制电路，其判断该靴带电容的跨压是否小于一参考电压，当该靴带电容的跨压小于该参考电压时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以导通该下桥开关 而自该供应电压对该靴带电容充电。2.如权利要求1所述的降压型切换式电源供应器，其特征在于，该靴带电容充电控制电路判断自该靴带电容的跨压小于该参考电压起是否已达一预定时段，而当到达该预定时段时，该靴带电容充电控制电路输出讯号给该控制讯号产生电路，以停止导通该下桥开关。3.如权利要求1所述的降压型切换式电源供应器，其特征在于，该靴带电容充电控制电路包括: 一比较电路，将该靴带电容的跨压与该参考电压比较，以产生一比较电路输出讯号；一导通时间定时器，当该比较电路的输出讯号显示该靴带电容的跨压小于该参考电压时，该导通时间定时器开始计算一预定时段，而当到达该预定时段时，该导通时间定时器产生一计时输出讯号；以及 一栓锁电路，其接收该比较电路输出讯号与该计时输出讯号作为设定与重设讯号...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚能辉，林家祥，李昱辉，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：