專利名稱：單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子開關控制電路，特別是有關一種以單一脈沖信號輸入端所輸入的脈沖信號即可同時控制輸出電壓大小及開關轉換電路芯片，以達到省電的電路設計。
可攜式電子消費產品的使用，一種情況是在室內使用交流電源，并利用隨身攜帶的整流器，以提供其操作電壓。但若強調其可攜性，最常見的方式是利用該可攜式電子消費產品基本配備的隨機電池，提供其電力。然而常見的可攜式電子消費產品，并不都只是在單一電壓操作，然而電池通常只提供單一一種電壓而已。例如，筆記型電腦，個人數字助理等等。而上述電子產品通常至少要有兩種以上的操作電壓，才能滿足其產品本身需要。又若和其他周邊設備連接，則需要的電壓可能有更多種。此外，像汽車或摩托車等的火塞點火系統(tǒng)也是如此。因此，可攜式電子消費產品具有升壓或降壓的電路是不可少的。
常見的升壓電路如

圖1所示，具有一開關轉換芯片10，具有一開關SW接腳，以提供周期性開或關，一FB接腳，以提供一常數值的電壓。開關SW接腳連接一回掃電路(flyback circuit)5，回掃電路5由一電源供應端BAT提供電源，該電源也提供開關轉換芯片10的電力?；貟唠娐?包含一電感L1、一個二極管D1及一電容C1。其中電感L1一端連接電源供應端BAT，另一端連接至二極管D1，二極管D1的一端再連接一與接地端連接的電容C1及一脈沖寬度調制控制電路20，以提供該脈沖寬度調制控制電路端點電壓。當開關SW接腳產生一序列的開與關時，電感L1即會產生感應電壓，而經由二極管D1對電容C1充電，電容內的電荷是無法逆向回流的，因為有二極管D1阻擋。因此電容C隨開關SW的開關頻率而升高，為使得電容C1的電壓不會無限上升，一脈沖寬度調制控制電路20就可以加以限制其電壓輸出的最大值。
雖然上述的開關轉換芯片10具有SHDN接腳，以控制芯片的開啟，不過傳統(tǒng)上，多利用另一脈沖加以控制，或由中央處理單元掃描處理其開關，如此將浪費CPU資源，或者增加另一信號的設計，且必須考慮兩者的時間延遲，因此將增加電路的復雜性。
本發(fā)明的目的是提供一種由單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，該電路是一種具有省電操作而控制又簡單的脈沖寬度調制電壓輸出電路。利用本發(fā)明的電路可以將單一電壓提升至各種預定的電壓，只要適當搭配電容、電阻及電感。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種以脈沖寬度調制電壓輸出電路，其特征在于該脈沖寬度調制電壓輸出電路至少包含一開關轉換電路芯片，至少包含一SHDN接腳，以開啟芯片、一開關的SW接腳，以提供周期性開或關，以及一FB接腳，以提供一常數值的電壓；一脈沖寬度調制控制電路，與該FB接腳連接；一回掃電路，由一電源供應端提供電源，該回掃電路與該開關SW接腳及該脈沖寬度調制控制電路連接，用以輸出一經由該脈沖寬度調制控制電路所輸入的脈沖信號而調制的電壓；以及一芯片致能電路與該開關轉換電路芯片的SHDN接腳耦合，并耦合該脈沖信號，以控制該開關轉換電路芯片的開或關。
其中上述的芯片致能電路至少包含一并聯的電容及電阻，串聯一單向電流流通的元件。
其中上述的脈沖寬度調制控制電路是一電阻電容電路。
其中上述的脈沖寬度調制控制電路包含一連接該返馳電至接地端的第一及第二兩個串聯電阻，該二個串聯電阻的接點，連接該FB接腳，以及一第三電阻，該第三電阻的另一端連接一第四電阻的一端，并經由一第一電容而接地，該第四電阻的一端，用以耦合一信號。
其中上述的回掃電路至少包含一電感、一二極管及一第二電容，其中該電感一端連接該電源供應端，另一端連接至該二極管，并連接一與接地的該第二電容與連接該脈沖寬度調制控制電路，以提供該脈沖寬度調制控制電路端點電壓。
本發(fā)明是一種以脈沖寬度調制電壓輸出的電路，利用單一脈沖輸入端輸入的脈沖寬度調制電壓輸出，當脈沖輸入端有脈沖輸入，開啟開關轉換芯片，當脈沖輸入端沒有脈沖輸入，會自動關閉開關轉換芯片，因此可以達到省電的效果。本發(fā)明的電路至少包含一開關轉換電路芯片，包含一SHDN接腳以開啟芯片的開與關、一開關SW接腳，以提供周期性開或關，以及一FB接腳，以提供一常數值的電壓；一脈沖寬度調制控制電路，與一回掃電路，由一電源供應端提供電源，回掃電路與該開關SW接腳及該脈沖寬度調制控制電路連接，用以輸出一經由該脈沖寬度調制控制電路所輸入的脈沖信號而調制的電壓；以及一芯片致能電路與該開關轉換電路芯片的SHDN接腳偶合，并偶合該脈沖信號，以控制該開關轉換電路芯片的開或關。
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的電路結構、特點和功效圖1為示依據傳統(tǒng)的開關轉換電路的示意圖。
圖2為依據本發(fā)明的脈沖寬度調制電壓輸出電路的示意圖，只需要一個輸入端所輸入的脈沖寬度即可達到控制開關電路的開啟與電壓的輸出，而達到省電的目的。
參見圖2所示的依據本發(fā)明的一實施例所設計的以單一脈沖信號達到同時控制輸出電壓大小及開關轉換電路芯片以達到省電的電路的示意圖。圖2中顯示一開關轉換電路芯片100，具有一SW接腳，以周期性開或關的方式，結合電感L1、二極管及電容C1，構成一返馳(flyback)電路110，以產生一高壓。芯片100并具有一FB接腳，以提供一常數值的電壓VA。結合FB接腳、回掃電路110與脈沖寬度調制控制電路120可以提供脈沖寬度輸入調制控制的預定電壓值。
請注意，芯片100還具有一SHDN接腳。本發(fā)明中SHDN接腳與芯片致能電路130相連接。脈沖寬度調制控制電路120及芯片致通電路130相連接。脈沖寬度調制控制電路120及芯片致能電路130兩者，可以利用脈沖輸入端140所輸入的同一脈沖加以控制。
本發(fā)明的特色是當脈沖輸入端140有脈沖輸入芯片100時，經由SHDN接腳開啟芯片，芯片100才開始工作，以使開關接腳SW產生一序列的開與關，以及由接腳FB提供一定值的電壓VA，并經由回掃電路110及脈沖寬度調制控制電路120提供依據脈沖寬度輸入調制控制至預定電壓值。只要脈沖輸入端140沒有脈沖輸入芯片100，芯片也同時關掉電源。
首先說明芯片致能電路130的工作原理。仍請參見圖2。當一序列脈沖由脈沖輸入端140輸入后，將經由二極管D2對電容C4充電，電容C4的電壓經由芯片100的SHDN接腳開啟(enable)芯片100，以使其處于工作狀態(tài)。只要脈沖由輸入端150移除，電容C4的電荷將經由電阻R4而放電，使SHDN接腳電壓降低，而關閉芯片。
脈沖寬度調制控制電路120的工作原理如下，當脈沖由脈沖輸入端140輸入的同時，脈沖電壓經由電阻R3對電容C3充電。電容C3隨脈沖持續(xù)時間(即脈沖寬度)而增加電容C3的電荷。若脈沖持續(xù)時間甚短，典型值例如20μS低于RC(R3×C3)常數(相等時也僅約67％飽和)時，則電容C3就不會飽和。若端點C的電壓未超過二極管D2的啟始電壓0.7伏，則電容C3的電荷將累積而升高其電壓值，只要RC時間常數足夠大，就需要數個脈沖后，電容C3才達到其飽和值。因此，即可利用脈沖寬度及脈沖個數產生不同值的偏壓電流I2。I2是流經電阻R2的電流。
偏壓電流I2的大小，將決定輸出端150輸出的電壓大小。而端點B的電壓VB，是由回掃電路110所提供?；貟唠娐?10是由一電源供應端BAT提供一較輸出端OUT低的電壓。利用開關SW周期性的開關，在開關SW的開與關之間電感L1就會產生返馳脈沖，并經由二極管D1對電容C1充電。電容C1充電后，無法經過二極管D1回流，因此，電壓可以階梯式增加。足夠大的電容電壓VCP將提供端點B一電壓VB。電壓VB并不會無限制上升，因電壓VB可以經由電阻R2、R1放電，因此，它是一個有限值。而VB的大小又和節(jié)點A的電壓VA及跨過R2的電壓呈如下的關系VB=VA+I2×R2；而電壓VA是以芯片接腳FB而加以調節(jié)，以使得VA保持一定值的常數電壓。又VA=I1×R1=I5×R5+VC3；因此，當跨電容的電壓VC3小，則流過R5電阻的電流I5=(VA-VC3)/R5隨之增加，相對地，節(jié)點B的電壓VB=VA+I2×R2；也隨之增加(因I2=I5+I1，其中I1是流經電阻R1的電流，I2則是流經電阻R2的電流)，反之，當跨電容的電壓VC3增加，則流過R5電阻的電流I5就會減少，因而降低VB的電壓。
因此，當不同的脈沖寬度及脈沖個數將使得跨電容的電壓VC3有所不同，即提供FB接腳不同的偏壓電流I2，而達到不同的輸出電壓VB。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權利要求范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所提示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍內。
權利要求
1.一種單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，其特征在于該脈沖寬度調制電壓輸出電路至少包含一開關轉換電路芯片，至少包含一SHDN接腳，以開啟芯片、一開關的SW接腳，以提供周期性開或關，以及一FB接腳，以提供一常數值的電壓；一脈沖寬度調制控制電路，與該FB接腳連接；一回掃電路，由一電源供應端提供電源，該回掃電路與該開關SW接腳及該脈沖寬度調制控制電路連接，用以輸出一經由該脈沖寬度調制控制電路所輸入的脈沖信號而調制的電壓；以及一芯片致能電路與該開關轉換電路芯片的SHDN接腳耦合，并耦合該脈沖信號，以控制該開關轉換電路芯片的開或關。
2.如權利要求1所述的單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，其特征在于其中上述的芯片致能電路至少包含一并聯的電容及電阻，串聯一單向電流流通的元件。
3.如權利要求1所述的單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，其特征在于其中上述的脈沖寬度調制控制電路是一電阻電容電路。
4.如權利要求1所述的單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，其特征在于其中上述的脈沖寬度調制控制電路包含一連接該返馳電至接地端的第一及第二兩個串聯電阻，該二個串聯電阻的接點，連接該FB接腳，以及一第三電阻，該第三電阻的另一端連接一第四電阻的一端，并經由一第一電容而接地，該第四電阻的一端，用以耦合一信號。
5.如權利要求1所述的單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路，其特征在于其中上述的回掃電路至少包含一電感、一二極管及一第二電容，其中該電感一端連接該電源供應端，另一端連接至該二極管，并連接一與接地的該第二電容與連接該脈沖寬度調制控制電路，以提供該脈沖寬度調制控制電路端點電壓。
全文摘要
一種單一脈沖信號同時控制輸出電壓及開關轉換電路的電路,該電路至少包含:一開關轉換電路芯片,一脈沖寬度調制控制電路,一回掃電路,以及一芯片致能電路與該開關轉換電路芯片的SHDN接腳耦合,以控制該開關轉換電路芯片的開或關。本發(fā)明是一脈沖寬度調制電壓輸出電路,利用單一脈沖輸入端輸入的脈沖寬度調制電壓輸出,當脈沖輸入端有脈沖輸入,開啟開關轉換芯片;當脈沖輸入端沒有脈沖輸入,會自動關閉開關轉換芯片,因此可以達到省電的效果。
文檔編號H03K17/00GK1310518SQ0110039
公開日2001年8月29日 申請日期2001年1月4日 優(yōu)先權日2001年1月4日
發(fā)明者吳錫齊 申請人:倚天資訊股份有限公司