專利名稱：降壓式電源轉(zhuǎn)換器與其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今便攜式電子裝置的縮小化趨勢(shì)持續(xù)朝向微型化的趨勢(shì)發(fā)展，因此電池中的蓄 電容量越來越有限。為了提升電子裝置的使用時(shí)間，電源管理成為現(xiàn)今電子裝置的發(fā)展方 向之一，電源管理可需分為三種領(lǐng)域電池管理、系統(tǒng)耗電零件的主動(dòng)電源管理以及電能轉(zhuǎn) 換效率的提升。便攜式電子裝置中電子組件的電源供應(yīng)，大多都是來自降壓式直流轉(zhuǎn)換器 (Buck DC toDC converter)，也就是電子組件的電源大多都是通過高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓后 才能使用。在能量轉(zhuǎn)換的過程中，如何降低被動(dòng)組件(例如電容與電感)的能量消耗并藉 此提升電源轉(zhuǎn)換效率，一直是電源轉(zhuǎn)換器在設(shè)計(jì)上的一重要課題。目前直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率的高低主要取決于兩點(diǎn)第一點(diǎn)是高電壓轉(zhuǎn)換成低 電壓的電壓差，倘若電壓差越大，能源轉(zhuǎn)換效率就越差。第二點(diǎn)是負(fù)載電流的大小。在驅(qū) 動(dòng)重載(heavy load)的情況下，為了維持負(fù)載大電流的效率以及降低重載所造成的壓降， 電源轉(zhuǎn)換器往往必須降低其內(nèi)部低通濾波器的截止頻率(cut-off frequency) 0然而，隨 著截止頻率的降低，低通濾波器的濾波效果往往會(huì)不佳。此時(shí)，將無法大量消除切換噪聲 (switchingnoise)，進(jìn)而造成漣波電流(ripple current)過大。如此一來，在驅(qū)動(dòng)輕載 (Iightload)的情況下，電源轉(zhuǎn)換器將消耗過多的能源于組件上，進(jìn)而降低其轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器，利用多個(gè)低通濾波器提供多個(gè)濾波路徑，并 依據(jù)這些低通濾波器的特性參數(shù)來選擇合適的濾波路徑，以減少電源轉(zhuǎn)換器的能源消耗。本發(fā)明提供一種降壓式電源轉(zhuǎn)換方法，依據(jù)負(fù)載電流的大小來切換濾波路徑，以 提高電壓的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提出一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器，用以提供輸出電壓至負(fù)載，降壓式電源轉(zhuǎn)換 器包括開關(guān)單元、多路復(fù)用器、N個(gè)低通濾波器、檢測(cè)單元與控制單元，其中N為大于1的整 數(shù)。開關(guān)單元用以接收輸入電壓，并依據(jù)控制訊號(hào)來切換輸入電壓的導(dǎo)通路徑，以產(chǎn)生初始 電壓。多路復(fù)用器具有訊號(hào)輸入端與N個(gè)訊號(hào)輸出端，訊號(hào)輸入端耦接至開關(guān)單元。N個(gè)低 通濾波器中第i個(gè)低通濾波器的輸入端耦接至第i個(gè)訊號(hào)輸出端，且上述的低通濾波器的 輸出端耦接至負(fù)載，i為整數(shù)且1 < i < N。檢測(cè)單元用以感測(cè)每一個(gè)低通濾波器的特性參 數(shù)，以產(chǎn)生N個(gè)感測(cè)訊號(hào)?？刂茊卧罁?jù)檢測(cè)單元產(chǎn)生的感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)負(fù)載的電流， 并依據(jù)判別結(jié)果產(chǎn)生控制訊號(hào)與路徑切換訊號(hào)。其中，多路復(fù)用器依據(jù)路徑切換訊號(hào)而將 訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第i個(gè)訊號(hào)輸出端，以致使第i個(gè)低通濾波器對(duì)初始電壓進(jìn)行濾波并據(jù) 以產(chǎn)生輸出電壓。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的低通濾波器各自對(duì)應(yīng)不同的截止頻率，且第j個(gè) 低通濾波器的截止頻率大于第(j+Ι)個(gè)低通濾波器的截止頻率，j為整數(shù)且1≤j≤(N-I)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的控制單元依據(jù)感測(cè)訊號(hào)來產(chǎn)生負(fù)載電流值，并將 負(fù)載電流值與(N-I)個(gè)電流臨界值相較。且第k個(gè)電流臨界值小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值， k為整數(shù)且1彡k彡(N-2)。其中，當(dāng)負(fù)載電流值大于第k個(gè)電流臨界值并小于第(k+Ι)個(gè) 電流臨界值時(shí)，控制單元將致使多路復(fù)用器的訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第(k+Ι)個(gè)訊號(hào)輸出端， 當(dāng)負(fù)載電流值小于第1個(gè)電流臨界值或是大于第(N-I)個(gè)電流臨界值時(shí)，控制單元將致使 多路復(fù)用器的訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第1個(gè)訊號(hào)輸出端或是第N個(gè)訊號(hào)輸出端。本發(fā)明還提出一種降壓式電源轉(zhuǎn)換方法，用以提供輸出電壓至負(fù)載，降壓式電源 轉(zhuǎn)換方法包括下列步驟。首先，提供N個(gè)低通率波器，并利用該N個(gè)低通濾波器來提供N個(gè) 濾波路徑，其中N為大于1的整數(shù)。其次，感測(cè)每一個(gè)低通濾波器的特性參數(shù)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng) 的N個(gè)感測(cè)訊號(hào)。依據(jù)該N個(gè)感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果來產(chǎn)生控制 訊號(hào)與路徑切換訊號(hào)。接著，依據(jù)控制訊號(hào)來切換輸入電壓的導(dǎo)通路徑，以產(chǎn)生初始電壓。 最后，依據(jù)路徑切換訊號(hào)而切換至第i個(gè)濾波路徑，以利用第i個(gè)低通濾波器來對(duì)初始電壓 進(jìn)行濾波，并據(jù)以產(chǎn)生輸出電壓，i為整數(shù)且1 < i < N。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的低通濾波器各自對(duì)應(yīng)不同的截止頻率，且第j個(gè) 低通濾波器的截止頻率大于第(j+Ι)個(gè)低通濾波器的截止頻率，j為整數(shù)且1彡j彡(N-I)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，依據(jù)感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果 來產(chǎn)生路徑切換訊號(hào)的步驟包括下列步驟。首先，提供(N-I)個(gè)電流臨界值，其中第k個(gè)電 流臨界值小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值，k為整數(shù)且1彡k彡(N-2)。接著，依據(jù)上述的感測(cè) 訊號(hào)來產(chǎn)生負(fù)載電流值，并將負(fù)載電流值與上述的電流臨界值相互比較。當(dāng)負(fù)載電流值小 于第1個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第1個(gè)濾波路徑的路徑切換訊號(hào)。當(dāng)負(fù)載電流值大于第k 個(gè)電流臨界值并小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第(k+Ι)個(gè)濾波路徑的路徑切換 訊號(hào)。當(dāng)負(fù)載電流值大于第(N-I)個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第N個(gè)濾波路徑的路徑切換 訊號(hào)?；谏鲜?，本發(fā)明提供一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器，利用多個(gè)低通濾波器提供多個(gè)濾 波路徑，并藉由檢測(cè)這些低通濾波器的特性參數(shù)來選擇合適的濾波路徑。藉此，降壓式電源 轉(zhuǎn)換器將可隨著負(fù)載的變動(dòng)，選取具有不同截止頻率的低通濾波器。如此一來，將可減少電 源轉(zhuǎn)換器內(nèi)的能源消耗，并藉此提升電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì) 說明如下。


圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器的示意圖。圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低通濾波器的電路示意圖。圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種降壓式電源轉(zhuǎn)換方法的流程圖。附圖符號(hào)說明100:降壓式電源轉(zhuǎn)換器101 負(fù)載110:開關(guān)單元120:多路復(fù)用器
130_1 130_N 低通濾波器140 檢測(cè)單元141_1 141_N 感測(cè)單元150 控制單元MNl :N型晶體管MPl =P型晶體管Sll 控制訊號(hào)S12 路徑切換訊號(hào)SC_1 SC_N 感測(cè)訊號(hào)Vin:輸入電壓Vs:初始電壓Vout:輸出電壓L 電感C 電容S310 S350 用以說明圖3實(shí)施例的各步驟
具體實(shí)施例方式圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器100的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1， 以下說明降壓式電源轉(zhuǎn)換器100的架構(gòu)與運(yùn)作方式。降壓式電源轉(zhuǎn)換器100提供輸出電壓 Vout至負(fù)載101，并且降壓式電源轉(zhuǎn)換器100包括一開關(guān)單元110、一多路復(fù)用器120、N個(gè) 低通濾波器130_1 130_N、一檢測(cè)單元140與一控制單元150，其中N為大于1的整數(shù)。開 關(guān)單元110用以接收輸入電壓Vin，并依據(jù)控制單元150產(chǎn)生的控制訊號(hào)Sll來切換輸入電 壓Vin的導(dǎo)通路徑，以產(chǎn)生初始電壓Vs。多路復(fù)用器120具有一訊號(hào)輸入端與N個(gè)訊號(hào)輸 出端，其中多路復(fù)用器120的訊號(hào)輸入端耦接開關(guān)單元110，并用以接收初始電壓Vs。低通濾波器130_1 130_N與多路復(fù)用器110的N個(gè)訊號(hào)輸出端一對(duì)一對(duì)應(yīng)，其中 第1個(gè)低通濾波器130_1的輸入端耦接至多路復(fù)用器110的第1個(gè)訊號(hào)輸出端，第2個(gè)低通 濾波器130_2的輸入端耦接至多路復(fù)用器110的第2個(gè)訊號(hào)輸出端，以此類推，第i個(gè)低通 濾波器130」的輸入端耦接至多路復(fù)用器110的第i個(gè)訊號(hào)輸出端，i為整數(shù)且1 < i < N。 此外，低通濾波器130_1 輸出端皆耦接至負(fù)載101，并用以產(chǎn)生輸出電壓Vout。檢測(cè)單元140可感測(cè)每一低通濾波器130_1 130_N的特性參數(shù)，以產(chǎn)生N個(gè)感 測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N。舉例來說，檢測(cè)單元140包括N個(gè)感測(cè)電路141_1 141_N。其中， 第1個(gè)感測(cè)電路141_1的兩端耦接于低通濾波器130_1的兩端，第2個(gè)感測(cè)電路141_2的兩 端耦接于低通濾波器130_2的兩端，并依此類推，第i個(gè)感測(cè)電路141」的兩端耦接于低通 濾波器130」的兩端。應(yīng)用本實(shí)施例可以視其設(shè)計(jì)需求來決定感測(cè)電路141_1
感測(cè)的特性參數(shù)，于本實(shí)施例中，感測(cè)電路141_1 140_N是藉由檢測(cè)低通濾波器130_1 130_Ν的兩端的電壓差，來產(chǎn)生感測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N給控制單元150。但其并非用以限定 本發(fā)明，感測(cè)電路141_1 140_N亦可藉由檢測(cè)低通濾波器130_1 電流，來作為 產(chǎn)生感測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N的依據(jù)?？刂茊卧?50依據(jù)感測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N來判別流經(jīng)負(fù)載101的電流，并依據(jù)判別結(jié)果產(chǎn)生控制訊號(hào)Sll與路徑切換訊號(hào)S12。其中，多路復(fù)用器120會(huì)依據(jù)路徑切換訊號(hào) S12將其訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至其N個(gè)訊號(hào)輸出端的其一，進(jìn)而使開關(guān)單元110的輸出端導(dǎo)通至 N個(gè)低通濾波器130_1 130_N的其中之一。從另一觀點(diǎn)來看，低通濾波器130_1 130_ N會(huì)各自提供一濾波路徑。也就是說，多路復(fù)用器120會(huì)依據(jù)路徑切換訊號(hào)S12，而將初始 電壓Vs輸入至相對(duì)應(yīng)的濾波路徑中。舉例來說，當(dāng)多路復(fù)用器120依據(jù)路徑切換訊號(hào)S12 將其訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第1個(gè)訊號(hào)輸出端時(shí)，開關(guān)單元110的輸出端將導(dǎo)通至低通濾波器 130_1。此時(shí)，初始電壓Vs將輸入至低通濾波器130_1所形成的濾波路徑中，且低通濾波器 130_1將對(duì)初始電壓Vs進(jìn)行濾波并據(jù)以產(chǎn)生輸出電壓Vout。本實(shí)施例所述的開關(guān)單元110包括P型晶體管MPl與N型晶體管麗1。P型晶體 管MPl的第一端接收輸入電壓Vin。N型晶體管麗1的第一端耦接P型晶體管MPl的第二 端，N型晶體管麗1的第二端耦接至接地端。其中，P型晶體管MPl與N型晶體管麗1受控 于控制訊號(hào)Sll0在實(shí)際操作上，當(dāng)控制訊號(hào)Sll為邏輯0時(shí)，P型晶體管MPl導(dǎo)通(turn on)且N型晶體管Mm不導(dǎo)通(turn off)，故此時(shí)的輸入電壓Vin將可供應(yīng)至后端的低通 濾波器。相對(duì)地，當(dāng)控制訊號(hào)Sll為邏輯1時(shí)，P型晶體管MPl不導(dǎo)通且N型晶體管MNl導(dǎo) 通，故此時(shí)開關(guān)單元110的輸出端將導(dǎo)通至接地端。換言之，開關(guān)單元110所產(chǎn)生的初始電 壓Vs，其電壓波形可視為一周期性方波，包括直流成分與高頻成分。其中，初始電壓Vs中的 高頻成分可通過后端的低通濾波器進(jìn)行濾除，故初始電壓Vs經(jīng)由后端的低通濾波器的濾 波后可產(chǎn)生一穩(wěn)定的輸出電壓Vout。在本實(shí)施例中，低通濾波器130_1 130_N各自包括一電感與一電容。舉例來說， 圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低通濾波器的電路示意圖，以低通濾波器130_1為例來看，低 通濾波器130_1包括一電感L與一電容C。其中電感L的第一端耦接于多路復(fù)用器120的 第1個(gè)訊號(hào)輸出端，電感L的第二端耦接于負(fù)載101。電容C的第一端則是耦接于電感L的 第二端，且電容C的第二端耦接至接地端。于其它實(shí)施例中，低通濾波器130_1 130_N具 有多種不同形式的電路實(shí)現(xiàn)方式，因此低通濾波器130_1 應(yīng)以此為限。低通濾波器130_1 130_N各自對(duì)應(yīng)不同的截止頻率，其中第1個(gè)低通濾波器 130_1的截止頻率大于第2個(gè)低通濾波器130_2的截止頻率，而第2個(gè)低通濾波器130_2 的截止頻率大于第3個(gè)低通濾波器130_3的截止頻率，并以此類推，第j個(gè)低通濾波器 130_j的截止頻率大于第(j+Ι)個(gè)低通濾波器130_(j+l)的截止頻率，其中，j為整數(shù)且 1彡j彡(N-I)?？刂茊卧?50依照檢測(cè)單元140產(chǎn)生的感測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N來判別流經(jīng) 負(fù)載101的電流大小，并依據(jù)判別結(jié)果來切換多路復(fù)用器120。如此一來，當(dāng)流經(jīng)負(fù)載101 的電流越大時(shí)，低通濾波器130_1 130_N中具有較低截止頻率的低通濾波器將被選取。相 對(duì)地，當(dāng)流經(jīng)負(fù)載101的電流越小，低通濾波器130_1 130_N中具有較高截止頻率的低通 濾波器將被選取。為了致使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更加了解本發(fā)明，以下將針對(duì)控制單元150的判別 機(jī)制做進(jìn)一步的說明。在本實(shí)施例中，控制單元150依據(jù)感測(cè)訊號(hào)SC_1 SC_N來產(chǎn)生一 負(fù)載電流值?？刂茊卧?50亦具有預(yù)設(shè)的(N-I)個(gè)電流臨界值，其中第1個(gè)電流臨界值小 于第2個(gè)電流臨界值，第2個(gè)電流臨界值小于第3個(gè)電流臨界值，以此類推。因此第k個(gè)電 流臨界值小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值，k為整數(shù)且1彡k彡(N-2)。之后，控制單元150將 負(fù)載電流值與(N-I)個(gè)電流臨界值作比較，以確定負(fù)載電流值的大小，并據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的路徑切換訊號(hào)S12，以將初始電壓Vs導(dǎo)通至相對(duì)應(yīng)的濾波路徑內(nèi)。舉例而言，當(dāng)負(fù)載電流值大于第1個(gè)電流臨界值并小于第2個(gè)電流臨界值時(shí)，控制 單元150傳送至對(duì)應(yīng)的路徑切換訊號(hào)而使得多路復(fù)用器110的訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第2個(gè)訊 號(hào)輸出端，也就是將初始電壓Vs導(dǎo)通至第2個(gè)濾波路徑內(nèi)。否則，當(dāng)負(fù)載電流值小于第1 個(gè)電流臨界值或是大于第(N-I)個(gè)電流臨界值時(shí)，控制單元150將傳送對(duì)應(yīng)的路徑切換訊 號(hào)而使得多路復(fù)用器110的訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第1個(gè)訊號(hào)輸出端或是第N個(gè)訊號(hào)輸出端， 也就是將初始電壓Vs導(dǎo)通至第1個(gè)濾波路徑或第N個(gè)濾波路徑內(nèi)。為清楚說明上述的實(shí)施方式在此舉一實(shí)施例，假設(shè)降壓式電源轉(zhuǎn)換器100包含3 個(gè)低通濾波器130_1、130_2與130_3，并據(jù)此提供3個(gè)濾波路徑。也就是說，在此假設(shè)上述 的降壓式電源轉(zhuǎn)換器100 &N = 3，故相對(duì)來說，檢測(cè)單元140包括3個(gè)感測(cè)電路141_1、 141_2與141_3，并且分別用以檢測(cè)低通濾波器130_1、130_2與130_3。此外，此時(shí)控制單元 150的內(nèi)部更具有預(yù)設(shè)的2個(gè)電流臨界值Ithl與Ith2，其中電流臨界值Ithl小于電流臨 界值Ith2。在此，控制單元150會(huì)依據(jù)感測(cè)電路141_1、141_2與141_3所產(chǎn)生的感測(cè)訊號(hào) SC_1 SC_3來產(chǎn)生一負(fù)載電流值。之后，控制單元150將負(fù)載電流值與電流臨界值Ithl 與Ith2作比較。其中，當(dāng)負(fù)載電流值小于電流臨界值Ithl時(shí)，則表示負(fù)載101具較小的阻 抗值，此時(shí)控制單元150會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第1個(gè)濾波路徑的路徑切換訊號(hào)S12，以選取具有最高 截止頻率的低通濾波器130_1。相對(duì)地，當(dāng)負(fù)載電流值大于電流臨界值Ithl，并小于電流臨界值Ith2時(shí)，控制單 元150將產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第2個(gè)濾波路徑的路徑切換訊號(hào)S12，以選取低通濾波器130_2。再者， 當(dāng)負(fù)載電流值大于電流臨界值Ith2時(shí)，則表示負(fù)載101具有較大的阻抗值，此時(shí)控制單元 150會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第3個(gè)濾波路徑的路徑切換訊號(hào)S12，以選取具有最低截止頻率的低通濾波 器 130_3。從另一觀點(diǎn)來看，圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種降壓式電源轉(zhuǎn)換方法的流程 圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)施例所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換方法用以提供一輸出電壓至一負(fù)載，并包 括下列步驟首先，于步驟S310，利用N個(gè)低通濾波器來提供N個(gè)濾波路徑，其中N為大于 1的整數(shù)。接著，于步驟S320，感測(cè)每一低通濾波器的特性參數(shù)，以產(chǎn)生N個(gè)感測(cè)訊號(hào)。藉 此，于步驟S330，將可依據(jù)N個(gè)感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果來產(chǎn)生一 控制訊號(hào)與一路徑切換訊號(hào)。之后，于步驟S340，依據(jù)控制訊號(hào)來切換一輸入電壓的導(dǎo)通路 徑，以產(chǎn)生一初始電壓，并于步驟S350，依據(jù)路徑切換訊號(hào)而切換至第i個(gè)濾波路徑，以利 用第i個(gè)低通濾波器來對(duì)初始電壓進(jìn)行濾波，并據(jù)以產(chǎn)生輸出電壓。至于本實(shí)施例的其它 細(xì)部流程已包含在上述各實(shí)施例中，故在此不予贅述。綜上所述，本發(fā)明提供一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器，利用多個(gè)低通濾波器來提供多個(gè) 濾波路徑，并藉由檢測(cè)這些低通濾波器的特性參數(shù)來判別負(fù)載電流的大小。藉此，當(dāng)負(fù)載電 流的過小時(shí)，降壓式電源轉(zhuǎn)換器將可切換至具有較高截止頻率的低通濾波器，進(jìn)而減少電 源轉(zhuǎn)換器內(nèi)的能源消耗，并藉此提高電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍以本 發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器，用以提供一輸出電壓至一負(fù)載，且該降壓式電源轉(zhuǎn)換器包括一開關(guān)單元，用以接收一輸入電壓，并依據(jù)一控制訊號(hào)來切換該輸入電壓的導(dǎo)通路徑， 以產(chǎn)生一初始電壓；一多路復(fù)用器，具有一訊號(hào)輸入端與N個(gè)訊號(hào)輸出端，該訊號(hào)輸入端耦接該開關(guān)單元， N為大于1的整數(shù)；N個(gè)低通濾波器，其中第i個(gè)低通濾波器的輸入端耦接至第i個(gè)訊號(hào)輸出端，且該低通 濾波器的輸出端耦接至該負(fù)載，i為整數(shù)且KiSN;一檢測(cè)單元，用以感測(cè)每一該低通濾波器的一特性參數(shù)，以產(chǎn)生N個(gè)感測(cè)訊號(hào)；以及一控制單元，依據(jù)該感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)該負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果產(chǎn)生該控制 訊號(hào)與一路徑切換訊號(hào)，其中，該多路復(fù)用器依據(jù)該路徑切換訊號(hào)而將該訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第i個(gè)訊號(hào)輸出 端，以致使第i個(gè)低通濾波器對(duì)該初始電壓進(jìn)行濾波并據(jù)以產(chǎn)生該輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其中該開關(guān)單元包括一 P型晶體管，其第一端用以接收該輸入電壓；以及一 N型晶體管，其第一端耦接該P(yáng)型晶體管的第二端，且該N型晶體管的第二端耦接一 接地端，其中，該P(yáng)型晶體管與該N型晶體管受控于該控制訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其中第i個(gè)低通濾波器包括一電感，其第一端耦接第i個(gè)訊號(hào)輸出端，且該電感的第二端耦接該負(fù)載；以及一電容，其第一端耦接該電感的第二端，且該電容的第二端耦接至一接地端。
4.如權(quán)利要求1所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其中該檢測(cè)單元包括N個(gè)感測(cè)電路，其中第i個(gè)感測(cè)電路用以感測(cè)第i個(gè)低通濾波器的該特性參數(shù)，并據(jù)以 產(chǎn)生第i個(gè)感測(cè)訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其中該低通濾波器各自對(duì)應(yīng)不同的一截止 頻率，且第j個(gè)低通濾波器的截止頻率大于第(j+Ι)個(gè)低通濾波器的截止頻率，j為整數(shù)且 1 ≤ j≤(N-I)。
6.如權(quán)利要求5所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換器，其中該控制單元依據(jù)該感測(cè)訊號(hào)來產(chǎn)生一 負(fù)載電流值，并將該負(fù)載電流值與(N-I)個(gè)電流臨界值相較，且第k個(gè)電流臨界值小于第 (k+Ι)個(gè)電流臨界值，k為整數(shù)且1≤k≤(N-2)，其中當(dāng)該負(fù)載電流值大于第k個(gè)電流臨 界值并小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值時(shí)，該控制單元將致使該多路復(fù)用器的該訊號(hào)輸入端導(dǎo) 通至第(k+Ι)個(gè)訊號(hào)輸出端，當(dāng)該負(fù)載電流值小于第1個(gè)電流臨界值或是大于第(N-I)個(gè) 電流臨界值時(shí)，該控制單元將致使該多路復(fù)用器的該訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至第1個(gè)訊號(hào)輸出端 或是第N個(gè)訊號(hào)輸出端。
7.—種降壓式電源轉(zhuǎn)換方法，用以提供一輸出電壓至一負(fù)載，且該降壓式電源轉(zhuǎn)換方 法包括提供N個(gè)低通率波器，并利用該N個(gè)低通濾波器來提供N個(gè)濾波路徑，其中N為大于1 的整數(shù)；感測(cè)每一該低通濾波器的一特性參數(shù)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的N個(gè)感測(cè)訊號(hào)；依據(jù)該N個(gè)感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)該負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果來產(chǎn)生一控制訊號(hào)與2一路徑切換訊號(hào)；依據(jù)該控制訊號(hào)來切換一輸入電壓的導(dǎo)通路徑，以產(chǎn)生一初始電壓；以及 依據(jù)該路徑切換訊號(hào)而切換至第i個(gè)濾波路徑，以利用第i個(gè)低通濾波器來對(duì)該初始 電壓進(jìn)行濾波，并據(jù)以產(chǎn)生該輸出電壓，i為整數(shù)且1 < i < N。
8.如權(quán)利要求7所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換方法，其中該低通濾波器各自對(duì)應(yīng)不同的一截 止頻率，且第j個(gè)低通濾波器的截止頻率大于第(j+Ι)個(gè)低通濾波器的截止頻率，j為整數(shù) 且1彡j彡(N-I)。
9.如權(quán)利要求8所述的降壓式電源轉(zhuǎn)換方法，其中依據(jù)該感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)該負(fù)載 的電流，并依據(jù)判別結(jié)果來產(chǎn)生該路徑切換訊號(hào)的步驟包括提供(N-I)個(gè)電流臨界值，其中第k個(gè)電流臨界值小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值，k為整 數(shù)且1彡k彡(N-2)；依據(jù)該感測(cè)訊號(hào)來產(chǎn)生一負(fù)載電流值，并將該負(fù)載電流值與該電流臨界值相互比較； 當(dāng)該負(fù)載電流值小于第1個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第1個(gè)濾波路徑的該路徑切換訊號(hào)；當(dāng)該負(fù)載電流值大于第k個(gè)電流臨界值并小于第(k+Ι)個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第 (k+Ι)個(gè)濾波路徑的該路徑切換訊號(hào)；以及當(dāng)該負(fù)載電流值大于第(N-I)個(gè)電流臨界值時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第N個(gè)濾波路徑的該路徑切 換訊號(hào)。
全文摘要
一種降壓式電源轉(zhuǎn)換器與其方法。該降壓式電源轉(zhuǎn)換器，包括一開關(guān)單元、一多路復(fù)用器、N個(gè)低通濾波器、一檢測(cè)單元以及一控制單元。檢測(cè)單元用以感測(cè)每一低通濾波器的特性參數(shù)，以產(chǎn)生N個(gè)感測(cè)訊號(hào)?？刂茊卧罁?jù)這些感測(cè)訊號(hào)來判別流經(jīng)一負(fù)載的電流，并依據(jù)判別結(jié)果產(chǎn)生一控制訊號(hào)與一路徑切換訊號(hào)。開關(guān)單元用以依據(jù)一控制訊號(hào)來切換一輸入電壓的導(dǎo)通路徑，以產(chǎn)生一初始電壓。多路復(fù)用器依據(jù)路徑切換訊號(hào)而將一訊號(hào)輸入端導(dǎo)通至N個(gè)訊號(hào)輸出端的其一，以致使N個(gè)低通濾波器的其中之一對(duì)初始電壓進(jìn)行濾波并據(jù)以產(chǎn)生一輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M1/14GK102097935SQ20091025420
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者李柏鈺, 阮冠旗 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司