多重电压电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多重电压电源装置，其藉由利用一个输入电压来产生包括正输出电压和负输出电压的多电源电压。在该多重电压电源装置中，可获得多重输出电压而不考虑该输入电压，并且可轻易地加宽该输入电压中的操作范围。除此之外，由于该调节器用于产生该正输出电压，因此可获得不受切换噪声影响的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源装置，尤其涉及一种多重电压电源装置，其藉由利用一个输 入电压，产生包括正输出电压和负输出电压的多重电源电压。
技术介绍
传统上，有很多电子装置，其中预定的正输出电压源Vpo和预定的负输出电压源 Vno不同于正电压源Vpo，分别为这种电荷耦合装置(CCD)中所需要。依此方式，在分别需要高于输入电压的正输出电压源Vpo和负输出电压源Vno的 情况下，使用藉由用线圈提高或降低输入电压的切换电压电路，从而产生从电源电压转换 而来的预定正输出电压。传统上，具有线圈的切换电源单元用作产生不同于电源电压的电压的DC-DC转换 器。对于上升型切换电源单元，开关开启/关闭流过线圈的电流，从而从DC输入电压获得 高电压，然后藉由二极管和电容整流和平滑此高电压，从而获得上升型输出电压。图1表示传统的多重电压电源装置的结构。参考图1，传统的多重电压电源装置包括上升型切换电源电路10、负输出电压设 定电路20和负输出电压产生电路30。在上升型切换电源电路10中，在电源电压Vcc和接地电压GND之间执行切换操作 的NMOS晶体管Ql串联至电感Li。串联点A的电压输出作为二极管Dl和电容Cl的正输出 电压Vpo0对应于正输出电压Vpo的检测电压Vdet和来自参考电压源B 1的参考电压Vref 输入至控制电路Cont。控制电路Cont产生用于控制开关Ql的切换信号，从而均衡检测电 压Vdet和参考电压Vref。藉由上升型切换电源电路10，正输出电压Vpo经过控制等于藉由提高电源电压 Vcc所获得的预定电压( = Vref χ (R1+R2)/R2)。连接点A的电压变为O或正输出电压Vpo， 以响应开关Ql的开启或关闭。在负输出电压设定电路20中，齐纳二极管ZDl和ZD2在正输出电压节点Vpo和接 地GND之间串联，从而获得预定的电压降Vz。低于正输出电压Vpo预定电压Vz的负输出电 压设定电压(Vp0-Vz)从齐纳二极管和恒电流源120之间的连接点B输出。负输出电压产生电路30依据输入负输出电压设定电压(Vp0-Vz)和切换信号产生 负输出电压Vno。负输出电压设定电压(Vp0-Vz)通过缓冲器BUF供应至负输出电压产生电 路30。负输出电压设定电压(Vp0-Vz)通过选择适当数目的齐纳二极管来调节，从而产生所 需的负输出电压Vno。图2表示传统的多重电压电源装置的另一种结构。参考图2，传统的多重电压电源装置包括下降型切换电源电路10A、负输出电压设 定电路20A和负输出电压产生电路30A。下降型切换电源电路IOA降低输入电源电压Vcc，以输出降低的正输出电压Vpo。在下降型切换电源电路IOA中，线圈LlA通过第一开关QlA开启，即是，依据电源 电压Vcc和电容C1A，PMOS晶体管连接到线圈LlA的输出端。电容ClA的充电电压输出至 正输出电压Vpo。第一开关Q1A，即PMOS晶体管，和第二开关Q2A，即NMOS晶体管互补切换。正输出电压检测电路IlA具有的结构与图1中所表示的正输出电压检测电路11 的结构类似。控制电路ContA通过第一开关QlA和第二开关Q2A输出互补切换信号。控制 电路ContA的其他结构和操作与图1中所表示的控制电路Cont类似。通过下降型切换电源电路10A，正输出电压Vpo经控制等于通过减少电源电压Vcc 所获得的预定电压(=Vrefx(Rl+R2)/R2)。连接点A的电压变为电源电压Vcc或0，以响 应第一开关QlA的开启或关闭。在负输出电压设定电路20A中，齐纳二极管ZDl和ZD2在电源电压Vcc和接地GND 之间串联，从而获得预定电压降Vz。低于电源电压Vcc预定电压Vz的负输出电压设定电压 (Vcc-Vz)从齐纳二极管和恒电流源120之间的连接点B输出。负输出电压产生电路30A具有的结构与图1中所表示的负输出电压产生电路30 的结构类似。负输出电压产生电路30A依据输入负输出电压设定电压(Vcc-Vz)和切换信 号来产生负输出电压Vno。负输出电压设定电压(Vcc-Vz)通过缓冲器BUF供应至负输出电 压产生电路30A。负输出电压设定电压(Vcc-Vz)通过选择适当数目的齐纳二极管来调节， 从而可产生所需的负输出电压Vno。结果，负输出电压Vno具有的电平等于负输出电压产生电路30A的预定电压Vz。参考图1和图2所述，在多重电压电源装置中，使用上升型或下降型切换电源电 路，从而从输入电源电压Vcc中产生正输出电压Vpo，然后藉由利用产生的切换信号来产生 负输出电压Vno。除此之外，通过缓冲器将负输出电压产生电路中所产生的预定电压Vz供应至负 输出电压产生电路而产生负输出电压Vno。然而，在传统的电源装置中，藉由利用在产生正输出电压Vpo的电路中所产生的 切换信号产生负输出电压Vno。因此，依据正输出电压Vpo是否高于或低于电源电压Vcc， 产生正输出电压Vpo的电路和产生负输出电压Vno的电路需要个别适应。结果，传统的电 源装置不适于具有电源电压Vcc内宽操作范围的结构。除此之外，由于负输出电压Vno不直接监测，所以需要用于产生正输出电压Vpo的 电路，产生一电压用于利用预定电压降来产生负输出电压Vno，缓冲电压，以及接收输入切 换信号，从而产生负输出电压Vno。因此，很难维持精确、稳定的负输出电压Vno。除此之外，由于电源电压Vcc或正输出电压Vpo用作产生预定电压降Vz的参考电 压，其切换噪声传递至负输出电压Vno。因此，传统的电源装置中所产生的正输出电压Vpo和负输出电压Vno不适于对电 源噪声敏感的装置。因此，在额外需要去除这种切换噪声的装置中存在问题。
技术实现思路
(所欲解决的技术问题)本专利技术提供了一种多重电压电源装置，其可利用不论输入电压和输出电压之间电 压关系的相同电路，适于对电源噪声敏感的装置，并在输入电压中具有宽操作范围。(解决问题的技术手段)依据本专利技术的一方面，提供有一种多重电压电源装置，包括下降型切换电源单 元，其藉由利用输入电压来产生具有低于输入电压Vin的参考电压Vint ；第一调节器，其 通过调节参考电压的电平来产生第一输出电压Voutl ；上升型切换电源单元，其通过增加 参考电压来产生上升电压Vx;正输出电压产生器，其藉由利用上升电压来产生正输出电压 Vpo以及使能信号En;以及充电泵转换型电源单元，其藉由利用上升电压和第一输出电压 来产生负输出电压，以响应使能信号。依据本专利技术的又一方面，提供有一种多重电压电源装置，包括下降型切换电源单 元，其藉由利用输入电压来产生切换信号Sw和具有低于输入电压Vin的参考电压Vint ；第 一调节器，其通过调节参考电压的电平来产生第一输出电压Voutl ；充电泵上升型电源单 元，其藉由利用切换信号和输入电压来产生上升电压Vx;正输出电压产生器，其藉由利用 上升电压来产生正输出电压Vpo和使能信号En ；以及充电泵转换型电源单元，其藉由利用 输入电压和第一输出电压来产生负输出电压Vno，以响应使能信号。依据本专利技术的再一方面，提供有一种多重电压电源装置，包括下降型切换电源单 元，其藉由利用输入电压来产生切换信号Sw和具有低于输入电压Vin的电平的参考电压 Vint ；第一调节器，其通过调节参考电压的电平来本文档来自技高网...

【技术保护点】
多重电压电源装置，其特征在于，该多重电压电源装置包括：下降型切换电源单元，其利用输入电压Ｖｉｎ产生具有低于该输入电压的电平的参考电压Ｖｉｎｔ；第一调节器，其通过调节该参考电压的电平产生第一输出电压Ｖｏｕｔ１；上升型切换电源单元，其通过增加该参考电压来产生上升电压Ｖｘ；正输出电压产生器，其利用该上升电压来产生正输出电压Ｖｐｏ和使能信号Ｅｎ；以及充电泵转换型电源单元，其利用该上升电压和该第一输出电压来产生负输出电压Ｖｎｏ，以响应该使能信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-12-13 10-2007-0129885多重电压电源装置，其特征在于，该多重电压电源装置包括下降型切换电源单元，其利用输入电压Vin产生具有低于该输入电压的电平的参考电压Vint；第一调节器，其通过调节该参考电压的电平产生第一输出电压Vout1；上升型切换电源单元，其通过增加该参考电压来产生上升电压Vx；正输出电压产生器，其利用该上升电压来产生正输出电压Vpo和使能信号En；以及充电泵转换型电源单元，其利用该上升电压和该第一输出电压来产生负输出电压Vno，以响应该使能信号。2.如权利要求1所述的多重电压电源装置，其特征在于，下降型切换电源单元包括 第一开关Ql，其第一端加载该输入电压；第一二极管D1，其第一端连接至该第一开关的第二端，并且其第二端接地； 第一电感Li，其第一端公共连接至该第一开关的该第二端和该第一二极管的该第一端；第一电容Cl，其第一端连接至该第一电感的第二端并且其第二端接地； 第一反馈电压产生器，其利用该参考电压产生第一反馈电压Vfbl ；以及 第一控制器，其利用该第一反馈电压来产生第一控制信号，用于控制该第一开关的开 启/关闭。3.如权利要求2所述的多重电压电源装置， 其特征在于，该第一反馈电压产生器包括第一电阻R1，其第一端连接至该参考电压的输出节点；以及 第二电阻R2，其第一端连接至该第一电阻的第二端并且其第二端接地，以及 其中该第一反馈电压从该第一电阻和该第二电阻的公共节点输出。4.如权利要求1所述的多重电压电源装置，其特征在于，该上升型切换电源单元包括 第二电感L2，其第一端加载该参考电压；第二开关Q2，其第一端连接至该第二电感的第二端，并且其第二端接地； 第二二极管D2，其第一端公共连接至该第二电感的该第二端和该第二开关的该第一端；第二电容C2，其该第一端连接至该第二二极管的第二端，并且其第二端接地； 第二反馈电压产生器，其利用该上升电压来产生第二反馈电压Vfb2 ；以及 第二控制器，其利用该第二反馈电压来产生第二控制信号，用于控制该第二开关的开 启/关闭。5.如权利要求4所述的多重电压电源装置， 其特征在于，该第二反馈电压产生器包括第三电阻R3，其第一端连接该上升电压的一输出节点；以及 第四电阻R4，其第一端连接该第三电阻的第二端并且其第二端接地，以及 其中该第二反馈电压从该第三电阻和该第四电阻的公共节点输出。6.如权利要求1所述的多重电压电源装置，其特征在于，该充电泵转换型电源单元包括驱动器，其在该上升电压和该接地电压之间操作，并且其第一输入端加载该使能信号；第三电容C3，其第一端连接该驱动器的输出端； 第三二极管D3，其第一端连接该第三电容的第二端，并且其第二端接地； 第四二极管D4，其第一端公共连接至该第三电容的该第二端和该第三二极管的该第一 端，并且其第二端连接至该负输出电压的一输出节点；第四电容C4，其第一端连接至该负输出电压的该输出节点，并且其第二端接地； 第三反馈电压产生器351，其藉由利用该负输出电压Vno产生第三反馈电压Vfb3 ；以及 第三控制器，其藉由利用该第三反馈电压产生第三控制信号，并将该第三控制信号供 应至该驱动器的第二输入端。7.如权利要求6所述的多重电压电源装置， 其特征在于，该第三反馈电压产生器包括第五电阻R5，其第一端连接至该负输出电压的该输出节点；以及 第六电阻R6，其第一端连接至该第五电阻的第二端，并且其第二端连接至该第一输出 电压，以及其中该第三反馈电压从该第五电阻和该第六电阻的公共节点输出。8.如权利要求1所述的多重电压电源装置，其特征在于，该第一调节器用于去除该参 考电压的一切换噪声。9.如权利要求8所述的多重电压电源装置，其特征在于，包括至少一个或多个第一调 节器。10.如权利要求1所述的多重电压电源装置， 其特征在于，该正输出电压产生器包括第二调节器，其藉由利用该上升电压来产生该正输出电压；以及 使能方块，其检测该正输出电压的产生以产生该使能信号， 其中该使能方块去除该上升电压的一切换噪声。11.如权利要求2所述的多重电压电源装置，其特征在于，该第一开关为双极晶体管或 MOS晶体管。12.如权利要求4所述的多重电压电源装置，其特征在于，该第二开关为双极晶体管或 MOS晶体管。13.多重电压电源装置，其特征在于，该多重电压电源装置包括下降型切换电源单元，其藉由利用输入电压Vin产生开关信号Sw和具有低于该输入电 压的电平的参考电压Vint ；第一调节器，其通过调节该参考电压的该电平来产生第一输出电压Voutl ； 充电泵上升型电源单元，其藉由利用该开关信号和该输入电压来产生上升电压Vx; 正输出电压产生器，其藉由利用该上升电压来产生正输出电压Vpo和使能信号En ；以及充电泵转换型电源单元，其藉由利用该输入电压和该第一输出电压来产生负输出电压 Vno，以响应该使能信号。14.多重电压电源装置，其特征在于，该多重电压电源装置包括下降型切换电源单元，其藉由利用输入电压Vin来产生开关信号Sw和具有低于该输入电压的电平的参考电压Vint ；第一调节器，其通过调节该参考电压的该电平来产生第一输出电压Voutl ； 充电泵上升型电源单元，其藉由利用该开关信号和该输入电压来产生上升电压Vx; 正输出电压产生器，其藉由利用该上升电压来产生正输出电压Vpo和使能信号En ；以及充电泵转换型电源单元，其藉由利用该上升电压和该第一输出电压来产生负输出电压 Vno，以响应该使能信号。15.多重电压电源装置，其特征在于，该多重电压电源装置包括下降型切换电源单元，其藉由利用输入电压Vin来产生具有低于该输入电压的电平的 参考电压Vint ；第一调节器，其通过调节该参考电压的该电平来产生第一输出电压Voutl ；升降切换电源单元，其藉由增加该输入电压来产生上升电压Vx;正输出电压产生器，其藉由利用该上升电压来产生正输出电压Vpo和使能信号En ；以及充电泵转换型电源单元，其藉由利用该输入电压和该第一输出电压来产生负输出电压 Vno，以响应该使能信号。16.多重电压电源装置，其特征在于，该多...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成烈，金仁泰，李秉灿，
申请(专利权)人：AD技术有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]