降压式交直流转换器制造技术

本发明专利技术揭示了一种降压式交直流转换器，其包括整流模块、输出电容、高侧开关以及控制模块。整流模块用以接收并根据输入电压提供操作电压。高侧开关用以接收并根据脉冲宽度调制讯号，以操作性输出开关电流，其中开关电流用以充电输出电感，以令输出电感提供电感电流，电感电流用以充电该输出电容。控制模块用以感测相应于开关电流的感测电压，并用以根据感测电压决定脉冲宽度调制讯号的工作周期。高侧开关还用以藉由操作电压以操作性提升控制模块的接地端点的电压。

【技术实现步骤摘要】
降压式交直流转换器
本专利技术涉及一种电压转换器，特别是涉及一种降压式交直流转换器((AC/DC buckconverter))。
技术介绍
随着电子技术的发展，各式电压转换器已普遍地应用在电子装置中，如交直流转换器或直流转换器等。 传统上，具有高功率因素的交直流转换器主要采行升压式(boost)架构。在此架构中，是将输出电压升压并保持在一高直流电压电平，并感测输入电压，以令输入电流跟随输入电压变化。然而，在如此的架构下，交直流转换器需通过额外的降压电路以降压输出电压，使输出电压得以供应至一般电子产品。如此一来，将增加交直流转换器额外的电路元件，而造成交直流转换器的面积及成本限制。 因此，一种具有精简电路元件的交直流转换器需被提出。
技术实现思路
本专利技术的一态样为一种降压式交直流转换器。根据本专利技术一实施例，该降压式交直流转换器用以接收一输入电压，并用以输出一输出电压。该降压式交直流转换器包括:一整流模块、一输出电容、一高侧开关、以及一控制模块。该整流模块用以接收并根据该输入电压，提供一操作电压。该输出电容用以提供该输出电压。该高侧开关用以接收并根据一脉冲宽度调制讯号，以操作性输出一开关电流。该开关电流用以充电一输出电感，以令该输出电感提供一电感电流，该电感电流用以充电该输出电容。该控制模块用以感测相应于该开关电流的一感测电压，并用以根据该感测电压决定该脉冲宽度调制讯号的一工作周期。其中该高侧开关还用以藉由该操作电压以操作性提升该控制模块的一接地端点的电压。 根据本专利技术一实施例，其中在该高侧开关开启的情形下，该控制模块的该接地端点具有一高电压电平，在该高侧开关关闭的情形下，该控制模块的该接地端点具有一低电压电平。 根据本专利技术一实施例，其中在该高侧开关开启的情形下，该控制模块利用该高接地电压电平升压该脉冲宽度调制讯号，以驱动该高侧开关。 根据本专利技术一实施例，其中该开关电流流过一感测电阻，以产生该感测电压，该控制模块实质上用以感测该感测电压与该操作电压的一电压差，并用以根据该感测电压与该操作电压的该电压差决定该脉冲宽度调制讯号的该工作周期。 根据本专利技术一实施例，其中该控制模块还用以比较该电压差与一阈值电压，在该电压差大于该阈值电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由一第一脉冲电压电平切换为一第二脉冲电压电平。 根据本专利技术一实施例，该控制模块包括一误差放大器、一积分器、一加法器、以及一比较器。该误差放大器用以接收并比较一回授电压与一第一参考电压，并根据该回授电压与该第一参考电压决定一比较电压。该积分，用以接收并积分该比较电压。该加法器用以接收积分后的该比较电压及该操作电压，并用以计算积分后的该比较电压及该操作电压的和。该比较器用以接收积分后的该比较电压及该操作电压的和以及该比较电压，其中在积分后的该比较电压及该操作电压的和大于该比较电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由该第一脉冲电压电平切换为该第二脉冲电压电平。 根据本专利技术一实施例，降压式交直流转换器还包括一回授模块，用以接收并根据该输出电压决定该回授电压，并用以输出该回授电压至该控制模块。 根据本专利技术一实施例，该控制模块包括一过电流保护器，用以接收并比较该操作电压与一第二参考电压，其中在该操作电压大于该第二参考电压的情况下，该控制模块不输出该脉冲宽度调制讯号。 根据本专利技术一实施例，降压式交直流转换器还包括一电压供应模块，用以接收并根据该操作电压以及该输出电压以进行充电，并用以提供一供应电压至该控制模块。 根据本专利技术一实施例，该开关电流与该操作电压同相位变化。 本专利技术的另一态样为另一种降压式交直流转换器。根据本专利技术一实施例，根据本专利技术一实施例，该降压式交直流转换器用以接收一输入电压，并用以输出一输出电压。该降压式交直流转换器包括:一整流模块、一输出电容、感应线圈对、一高侧开关、以及一控制模块。该整流模块用以接收并根据该输入电压，提供一操作电压。该输出电容用以提供该输出电压。该感应线圈对包括彼此I禹接的一初级感应线圈以及一次级感应线圈。该高侧开关用以接收并根据一脉冲宽度调制讯号，以操作性输出一开关电流。该开关电流用以提供至该初级感应线圈，以令该次级感应线圈提供一次级电感电流，该次级电感电流用以充电该输出电容。该控制模块用以感测相应于该开关电流的一感测电压，并用以根据该感测电压决定该脉冲宽度调制讯号的一工作周期。其中该高侧开关还用以藉由该操作电压以操作性提升该控制模块的一接地端点的电压。 根据本专利技术一实施例，其中在该高侧开关开启的情形下，该控制模块的该接地端点具有相应于该操作电压的一高电压电平，该控制模块利用该高电压电平升压该脉冲宽度调制讯号，以驱动该高侧开关。在该高侧开关关闭的情形下，该控制模块的该接地端点具有一低电压电平。 根据本专利技术一实施例，其中该开关电流流过一感测电阻，以产生该感测电压，该控制模块用以感测该感测电压与该操作电压的一电压差，并用以比较该电压差与一阈值电压，在该感测电压大于该阈值电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由一第一脉冲电压电平切换为一第二脉冲电压电平。 根据本专利技术一实施例，该控制模块包括一误差放大器、一积分器、一加法器、以及一比较器。该误差放大器用以接收并比较一回授电压与一第一参考电压，并根据该回授电压与该第一参考电压决定一比较电压。该积分，用以接收并积分该比较电压。该加法器用以接收积分后的该比较电压及该操作电压，并用以计算积分后的该比较电压及该操作电压的和。该比较器用以接收积分后的该比较电压及该操作电压的和以及该比较电压，其中在积分后的该比较电压及该操作电压的和大于该比较电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由该第一脉冲电压电平切换为该第二脉冲电压电平。 根据本专利技术一实施例，该降压式交直流转换器还包括一电压供应模块，用以接收并根据该操作电压以及该输出电压以进行充电，并用以提供一供应电压至该控制模块。 通过应用上述的一实施例，可藉由操作性地提升控制模块的接地端点的电压，可让控制模块得以在高压下驱动高侧开关，以进行电压转换的操作，从而实现交直流降压转换器。 另外,通过应用上述的另一实施例,可利用单周期控制(one cycle control),以在脉冲宽度调制讯号的周期中通过开关电流及回授电压调整脉冲宽度调制讯号的工作周期，而使开关电流与操作电压同相位变化。如此一来，交直流降压转换器可具有高功率因素以及高转换效率。 【附图说明】 图1为根据本专利技术一实施例所绘示的交直流降压转换器(AC/DC buck converter)的不意图； 图2为根据本专利技术一实施例所绘示的交直流降压转换器的讯号波形图； 图3为根据本专利技术一实施例所绘示的交直流降压转换器的控制模块的示意图； 图4为根据本专利技术另一实施例所绘示的交直流降压转换器的示意图。 附图符号说明 100,400:交直流降压转换器 110:整流模块 120:控制模块 121:误差放大器 122:积分器 123:加法器 124:比较器 125:振荡器 126:控制单元 127:过电流保护单元 130:电压供应模块 140:回授模块 450:感应线圈对 460:缓冲器 Lp、Ls:感应线圈 Ql:高侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压式交直流转换器，用以接收一输入电压，并用以输出一输出电压，其中该降压式交直流转换器包括：一整流模块，用以接收并根据该输入电压，提供一操作电压；一输出电容，用以提供该输出电压；一高侧开关，用以接收并根据一脉冲宽度调制讯号，以操作性输出一开关电流，其中该开关电流用以充电一输出电感，以令该输出电感提供一电感电流，该电感电流用以充电该输出电容；以及一控制模块，用以感测相应于该开关电流的一感测电压，并用以根据该感测电压决定该脉冲宽度调制讯号的一工作周期；其中该高侧开关还用以藉由该操作电压以操作性提升该控制模块的一接地端点的电压。

【技术特征摘要】
1.一种降压式交直流转换器,用以接收一输入电压,并用以输出一输出电压，其中该降压式交直流转换器包括: 一整流模块，用以接收并根据该输入电压，提供一操作电压； 一输出电容，用以提供该输出电压； 一高侧开关，用以接收并根据一脉冲宽度调制讯号，以操作性输出一开关电流，其中该开关电流用以充电一输出电感，以令该输出电感提供一电感电流，该电感电流用以充电该输出电容；以及 一控制模块，用以感测相应于该开关电流的一感测电压，并用以根据该感测电压决定该脉冲宽度调制讯号的一工作周期； 其中该高侧开关还用以藉由该操作电压以操作性提升该控制模块的一接地端点的电压。2.如权利要求1所述的降压式交直流转换器，其中在该高侧开关开启的情形下，该控制模块的该接地端点具有一高电压电平，在该高侧开关关闭的情形下，该控制模块的该接地端点具有一低电压电平。3.如权利要 求2所述的降压式交直流转换器，其中在该高侧开关开启的情形下，该控制模块利用该高接地电压电平升压该脉冲宽度调制讯号，以驱动该高侧开关。4.如权利要求1所述的降压式交直流转换器，其中该开关电流流过一感测电阻，以产生该感测电压，该控制模块实质上是用以感测该感测电压与该操作电压的一电压差，并用以根据该感测电压与该操作电压的该电压差决定该脉冲宽度调制讯号的该工作周期。5.如权利要求4所述的降压式交直流转换器，其中该控制模块还用以比较该电压差与一阈值电压，在该电压差大于该阈值电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由一第一脉冲电压电平切换为一第二脉冲电压电平。6.如权利要求5所述的降压式交直流转换器，其中该控制模块包括: 一误差放大器，用以接收并比较一回授电压与一第一参考电压，并根据该回授电压与该第一参考电压决定一比较电压； 一积分器，用以接收并积分该比较电压； 一加法器，用以接收积分后的该比较电压及该操作电压，并用以计算积分后的该比较电压及该操作电压的和；以及 一比较器，用以接收积分后的该比较电压及该操作电压的和以及该比较电压，其中在积分后的该比较电压及该操作电压的和大于该比较电压的情况下，该脉冲宽度调制讯号由该第一脉冲电压电平切换为该第二脉冲电压电平。7.如权利要求6所述的降压式交直流转换器，还包括一回授模块，用以接收并根据该输出电压决定该回授电压，并用以输出该回授电压至该控制模块。8.如权利要求5所述的降压式交直流转换器，其中该控制模块包括一过电流保护器，用以接收并比较该操作电压与一第二参考电压，其中在该操作电压大于该第二参考电压的情况下，该控制模块不输出该脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：范航宇，
申请(专利权)人：原景科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71