一種降壓型轉換器的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電路設計領域，特別涉及一種基于電感的降壓型轉換器。
【【背景技術】】
[0002]請參考圖1所示，其為現(xiàn)有技術中的一種降壓型轉換器的電路示意圖。該降壓型轉換器包括輸入電容Cl、輸出電容C2、開關S1、二極管Dl和電感LI，其中，開關S1、電感LI和輸出電容C2依次連接于電壓輸入端VIN和接地端GND之間，電感LI和輸出電容C2之間的連接節(jié)點作為該降壓型轉換器的輸出端VO ;負載Load連接于輸出端VO和接地端GND之間；輸入電容Cl連接于電壓輸入端VIN和接地端GND之間；二極管Dl的負極與開關SI和電感LI之間的連接節(jié)點LX相連，二極管Dl的正極與接地端GND相連；開關SI的控制端與驅動信號DV相連，驅動信號DV為占空比為D的周期信號。
[0003]一般圖1所示的降壓型轉換器的開關SI為PMOS (P-Channel Metal OxideSemiconductor)晶體管，當驅動信號DV為低電平時，PMOS晶體管導通；當驅動信號DV為高電平時，PMOS晶體管關斷。當開關SI導通時，節(jié)點LX的電壓等于電壓輸入端VIN的電壓；當開關SI關斷時，二極管Dl導通，節(jié)點LX的電壓接近于地電平，LX信號表現(xiàn)為高電平為VIN、低電平為零的方波信號，其占空比與開關SI的占空比相同。LX信號經(jīng)過由電感LI和輸出電容Cl構成的低通濾波器，產(chǎn)生直流的輸出信號V0，該輸出端VO的電壓等于節(jié)點LX上的平均電壓，即VO = D*VIN，其中，VO為輸出端VO的電壓值，VIN為電壓輸入端VIN的電壓值，D為驅動信號DV的開關占空比，由于D為O?I之間的值，因此，D*VIN小于或等于VIN,即圖1所示的降壓型轉換器表現(xiàn)為降壓功能。
[0004]由于PMOS晶體管的價格昂貴，因此，第一開關SI用PMOS晶體管實現(xiàn)，會使得圖1所示的降壓型轉換器具有較高的成本。一般NMOS (N-Channel Metal OxideSemiconductor)晶體管比PMOS晶體管成本低，如果圖1中的開關SI用NMOS晶體管實現(xiàn)，則驅動信號DV的高電平需要大于(VIN+Vth)才能讓NMOS晶體管完全導通(其中，VIN為電壓輸入端VIN的電壓值，Vth為NMOS晶體管的閾值電壓)，因此，就需要設置額外的自舉(Boot-strap)電路產(chǎn)生特殊的驅動信號，從而導致電路結構復雜(一般至少需要額外的驅動電路和片外較大的電容)，成本也較高。
[0005]因此，有必要提供一種改進的技術方案來解決上述問題。
【
【發(fā)明內容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種降壓型轉換器，其可以直接采用NMOS晶體管作為開關使用，且不需要設置額外的自舉電路，從而使得電路結構簡單、成本低。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種降壓型轉換器，其包括電壓輸入端、輸出端正極、輸出端負極、第一開關、二極管、電感、輸出電容和占空比控制電路。所述電感連接于所述電壓輸入端和輸出端正極之間；所述輸出電容連接于所述輸出端正極和輸出端負極之間；所述第一開關連接于所述輸出端負極和接地端之間；所述二極管的正極與所述輸出端負極相連，所述二極管的負極與所述電壓輸入端相連，所述占空比控制電路輸出驅動信號給第一開關的控制端，以控制第一開關導通或關斷。
[0008]進一步的，所述降壓型轉換器還包括輸入電容，所述輸入電容連接于所述電壓輸入端和接地端之間。
[0009]進一步的，所述第一開關為PMOS晶體管或NMOS晶體管。
[0010]進一步的，所述二極管為肖特基二極管。
[0011]進一步的，所述降壓型轉換器的輸出電壓VO = V0P-V0N，則VO = D*VIN，其中，VO為輸出電壓的電壓值，VIN為電壓輸入端VIN的電壓值，D為驅動信號的占空比，VOP為所述輸出端正極的電壓值，VON所述輸出端負極VON的電壓值。
[0012]為了解決上述問題，本發(fā)明提供另一種降壓型轉換器，其包括電壓輸入端、輸出端正極、輸出端負極、第一開關、第二開關、電感、輸出電容和占空比控制電路，所述電感連接于所述電壓輸入端和輸出端正極之間；所述輸出電容連接于所述輸出端正極和輸出端負極之間；所述第一開關連接于所述輸出端負極和接地端之間；第二開關連接于所述輸出端負極和所述電壓輸入端之間，所述占空比控制電路輸出驅動信號控制第一開關和第二開關交替導通。
[0013]進一步的，所述降壓型轉換器還包括輸入電容，所述輸入電容連接于所述電壓輸入端和接地端之間。
[0014]進一步的，所述第一開關SI為PMOS晶體管或NMOS晶體管；或所述第二開關S2為PMOS晶體管或NMOS晶體管。
[0015]進一步的，所述占空比控制電路輸出的驅動信號包括第一驅動信號和第二驅動信號，所述第一驅動信號與第一開關的控制端相連，以控制第一開關的導通或關斷；所述第二驅動信號與第二開關的控制端相連，以控制第二開關的導通或關斷，所述第一驅動信號和第二驅動信號之間存在死區(qū)時間，以避免第一開關和第二開關同時導通。
[0016]進一步的，所述降壓型轉換器的輸出電壓VO = V0P-V0N，則VO = D*VIN，其中，VO為輸出電壓的電壓值，VIN為電壓輸入端VIN的電壓值，D為第一驅動信號的占空比，VOP為所述電壓輸出端正極VOP的電壓值，VON所述電壓輸出端負極VON的電壓值。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明調整了現(xiàn)有的降壓型轉換器中的開關和二極管在電路中的位置，以在實現(xiàn)降壓功能的同時，降低開關導通或關斷時需要的驅動信號的電壓值，從而使本發(fā)明的降壓型轉換器中的開關可以直接采用NMOS晶體管實現(xiàn)，且不需要額外設置可產(chǎn)生較高電壓驅動信號的自舉電路，從而使電路結構簡單、成本低。
【【附圖說明】】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0019]圖1為現(xiàn)有技術中的一種降壓型轉換器的電路示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明在第一個實施例中的降壓型轉換器的電路示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明在第二個實施例中的降壓型轉換器的電路示意圖?！尽揪唧w實施方式】】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0023]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。除非特別說明，本文中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0024]請參考圖2所示，其為本發(fā)明在第一個實施例中的降壓型轉換器的電路示意圖。圖2中的降壓型轉換器與圖1的區(qū)別在于，調整了圖1中的降壓型轉換器中的開關SI和二極管Dl在電路中的位置。
[0025]圖2所示的降壓型轉換器包括電壓輸入端VIN、輸出端正極VOP、輸出端負極VON、第一開關S1、二極管D1、電感L1、輸入電容Cl、輸出電容C2和占空比控制電路210。
[0026]所述輸入電容Cl連接于所述電壓輸入端VIN和接地端GND之間:所述電感LI連接于所述電壓輸入端VIN和輸出端正極VOP之間；所述輸出電容C2連接于所述輸出端正極VOP和輸出端負極VON之間；所述第一開關SI連接于所述輸出端負極VON和接地端GND之間；所述二極管Dl的正極與所述輸出端負極VON相連，所述二極管Dl的負極與所述電壓輸入端VIN相連。
[0027]所述占空比控制電路210輸出驅動信號DVl給第一開關SI的控制端，驅動信號DVl為周期性的占空比信號，控制第一開關SI以占空比D間歇式導通和關斷。其中，驅動信號DVl的占空比D等于一個驅動信號DVl周期(即開關周期)中的第一電平(即驅動第一開關SI導通的電平信號)持續(xù)時間與該驅動信號DVl周期的比值，且O < D < I。
[0028]圖2所示的降壓型轉換器的輸出電壓為所述輸出端正極VOP和輸出端負極VON之間的電壓差，可以將負載Load連接于輸出端正極VOP和輸出端負極VON之間，由該降壓型轉換器產(chǎn)生的輸出電壓給負載Load供電。
[0029]以下介紹圖2所示的降壓型轉換器的工作原理。
[0030]在第一階段，所述占空比控制電路210控制第一開關SI導通，電感LI進行儲能，電流由電壓輸入端VIN流向電感LI，再流向負載Load和輸出電容C2，最后經(jīng)第一開關SI流到接地端GND，此時，二極管Dl處于截止狀態(tài)；在第二階段，所述占空比控制電路210控制第一開關SI關斷，電感LI釋放能量，電流由電壓輸入端VIN流向電感LI，再經(jīng)過負載Load和輸出電容C2流向二極管D1，再回到電壓