开关电源电压调节器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种开关电源电压调节器，包括产生脉冲宽度调制(PWM)信号的PWM产生电路、输出电路与反馈电路。反馈电路根据输出电路的输出电压提供反馈信号。输出电路包括电感、多个上下桥开关与驱动器。上下桥开关包括第一晶体管与第二晶体管。当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通该多个上下桥开关中相应的第一晶体管，并根据该PWM信号控制导通的第一晶体管的导通时间。
【专利说明】开关电源电压调节器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种开关电源电压调节器。
【背景技术】
[0002] 电能通常通过一开关电源电压调节器供给负载，如，中央处理器（CPU)，存储器、以 及控制器等。所述开关电源电压调节器通常由驱动器、多个上下桥开关与电感等组件构成， 其中，所述多个上下桥开关并联连接，每一上下桥开关是由一第一晶体管与一第二晶体管 构成。所述驱动器通过交替导通所述第一晶体管与第二晶体管来对所述电感进行充放电， 以为所述负载提供输出电压。
[0003]目前，根据负载的功率不同，负载分为轻负载与重负载等轻重程度不同的负载。不 管所述负载是轻负载还是重负载，当需要对所述电感进行充电时，所述驱动器驱动所述多 个上下桥开关中的第一晶体管均导通、第二晶体管均截止，从而，电源分别通过所述多个上 下桥开关中的第一晶体管对所述电感进行充电；当需要对所述电感进行放电时，所述驱动 器驱动所述多个上下桥开关中的第二晶体管均导通、第一晶体管均截止，从而，所述电感则 分别通过所述多个上下桥开关中的第二晶体管进行放电。
[0004] 然而，由于所述开关电源电压调节器在产生上述输出电压的过程中，或者同时驱 动所述多个上下桥开关中的第一晶体管均导通、第二晶体管均截止，或者同时驱动所述多 个上下桥开关中的第二晶体管均导通、第一晶体管均截止，因此，所述开关电源电压调节器 不便于针对不同轻重程度的负载分别输出实际所需的负载电流。相较于重负载，对于轻负 载与中负载而言，所述开关电源电压调节器输出的负载电流相较于实际所需的负载电流较 大，从而导致轻负载与中负载所消耗的电能较高。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术开关电源电压调节器不能根据负载功率的大小输出相应大小的 负载电流的技术问题，有必要提供一种可根据负载功率大小能输出相应大小负载电流的开 关电源电压调节器。
[0006] -种用于驱动负载工作的开关电源电压调节器，其包括：脉冲宽度调制信号产生 电路，该脉宽调制信号产生电路产生脉冲宽度调制信号；输出电路，该输出电路接收该脉冲 宽度调制信号以及来自一电源的电源电压，并根据该脉冲宽度调制信号对应调整该电源电 压为一相应大小的输出电压，以驱动所述负载工作；反馈电路，该反馈电路根据该输出电压 对应输出第一反馈信号给该脉冲宽度调制信号产生电路，该脉冲宽度调制信号产生电路根 据该第一反馈信号对应调整所输出的脉冲宽度调制信号，以使该输出电路输出稳定的输出 电压给相应的负载，同时，该反馈电路进一步根据该输出电压对应输出表征负载功率的第 二反馈信号给该输出电路，以使得该输出电路根据该第二反馈信号对应调整输出给负载的 负载电流。该输出电路包括：输出端，该输出端输出该输出电压给该负载；电感，该电感包 括第一端与第二端，该第二端与该输出端相连；多个上下桥开关，每一上下桥开关包括一第 一晶体管与一第二晶体管，该第一晶体管包括控制端、第一导通端与第二导通端，该第二晶 体管包括控制端、第一导通端与第二导通端，该第一晶体管的第一导通端与该电源连接，该 第二晶体管的第二导通端接地，该第一晶体管的第二导通端与该第二晶体管的第一导通端 连接，且二者之间定义一输出节点，各上下桥开关的输出节点相连接，该输出节点与该电感 的第一端连接；及驱动器，该驱动器与该多个上下桥开关中的第一晶体管的控制端与第二 晶体管的控制端均连接，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应 控制该多个上下桥开关中第一晶体管导通的数量，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导 通的第一晶体管的导通时间，以使得该电源电压分别通过导通的第一晶体管对该电感进行 充电；当需要对该电感进行放电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制该多个上下桥 开关中第二晶体管导通的数量，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第二晶体管的 导通时间，以使得该电感分别通过导通的第二晶体管进行放电。其中，当需要对该电感进行 充电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通该多个上下桥开关中一个或多个第一晶 体管。
[0007] -种用于驱动负载工作的开关电源电压调节器，其包括：脉冲宽度调制信号产生 电路，该脉宽调制信号产生电路产生脉冲宽度调制信号；输出电路，该输出电路接收该脉冲 宽度调制信号以及来自一电源的电源电压，并根据该脉冲宽度调制信号对应调整该电源电 压为一相应大小的输出电压，以驱动所述负载工作；反馈电路，该反馈电路根据该输出电压 对应输出第一反馈信号给该脉冲宽度调制信号产生电路，该脉冲宽度调制信号产生电路根 据该第一反馈信号对应调整所输出的脉冲宽度调制信号，以使该输出电路输出稳定的输出 电压给相应的负载，同时，该反馈电路进一步根据该输出电压对应输出表征负载轻重不同 的第二反馈信号给该输出电路，以使得该输出电路根据该第二反馈信号对应调整输出给负 载的负载电流。该输出电路包括：输出端，该输出端输出该输出电压给该负载；电感，该电 感包括第一端与第二端，该第二端作为该输出端或者与该出端连接；多个上下桥开关，每一 上下桥开关包括一第一晶体管与一第二晶体管，该第一晶体管包括控制端、第一导通端与 第二导通端，该第二晶体管包括控制端、第一导通端与第二导通端，该第一晶体管的第一导 通端与该电源连接，该第二晶体管的第二导通端接地，该第一晶体管的第二导通端与该第 二晶体管的第一导通端连接，且二者之间定义一输出节点，各上下桥开关的输出节点相连 接，该输出节点与该电感的第一端连接，其中，该多个上下桥开关的第一晶体管划分为多个 第一开关组，每一第一开关组包括至少一第一晶体管，各第一开关组中的第一晶体管的数 量彼此不同，该多个上下桥开关的第二晶体管划分为多个第二开关组，每一第二开关组包 括至少一第二晶体管，各第二开关组中的第二晶体管的数量彼此不同；驱动器，该驱动器与 该多个上下桥开关中的第一晶体管的控制端与第二晶体管的控制端均连接，当需要对该电 感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制一第一开关组中的第一晶体管均导 通，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第一晶体管的导通时间，以使得该电源电 压分别通过导通的第一晶体管对该电感进行充电；当需要对该电感进行放电时，该驱动器 根据该第二反馈信号对应控制一第二开关组中的第二晶体管均导通，并根据该脉冲宽度调 制信号对应控制导通的第二晶体管的导通时间，以使得该电感分别通过导通的第二晶体管 进行放电。其中，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通一 第一开关组中的全部第一晶体管。
[0008] 由于本发明的开关电源电压调节器能够根据负载的轻重程度或者负载功率来选 择性导通相应的第一晶体管与第二晶体管，从而，所述开关电源电压调节器能够针对负载 的轻重程度或者负载功率分别输出与负载实际所需的负载电流基本相同的电流。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本发明开关电源电压调节器第一实施方式的电路结构示意图。
[0010] 图2是本发明开关电源电压调节器第二实施方式的电路结构示意图。
[0011] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种用于驱动负载工作的开关电源电压调节器，其特征在于：该开关电源电压调节 器包括： 脉冲宽度调制信号产生电路，该脉宽调制信号产生电路产生脉冲宽度调制信号； 输出电路，该输出电路接收该脉冲宽度调制信号以及来自一电源的电源电压，并根据 该脉冲宽度调制信号对应调整该电源电压为一相应大小的输出电压，以驱动所述负载工 作； 反馈电路，该反馈电路根据该输出电压对应输出第一反馈信号给该脉冲宽度调制信号 产生电路，该脉冲宽度调制信号产生电路根据该第一反馈信号对应调整所输出的脉冲宽度 调制信号，以使该输出电路输出稳定的输出电压给相应的负载，同时，该反馈电路进一步根 据该输出电压对应输出表征负载功率的第二反馈信号给该输出电路，以使得该输出电路根 据该第二反馈信号对应调整输出给负载的负载电流； 该输出电路包括： 输出端，该输出端输出该输出电压给该负载； 电感，该电感包括第一端与第二端，该第二端与该输出端相连； 多个上下桥开关，每一上下桥开关包括一第一晶体管与一第二晶体管，该第一晶体管 包括控制端、第一导通端与第二导通端，该第二晶体管包括控制端、第一导通端与第二导通 端，该第一晶体管的第一导通端与该电源连接，该第二晶体管的第二导通端接地，该第一晶 体管的第二导通端与该第二晶体管的第一导通端连接，且二者之间定义一输出节点，各上 下桥开关的输出节点相连接，该输出节点与该电感的第一端连接；及 驱动器，该驱动器与该多个上下桥开关中的第一晶体管的控制端与第二晶体管的控制 端均连接，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制该多个上 下桥开关中第一晶体管导通的数量，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第一晶体 管的导通时间，以使得该电源电压分别通过导通的第一晶体管对该电感进行充电；当需要 对该电感进行放电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制该多个上下桥开关中第二晶 体管导通的数量，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第二晶体管的导通时间，以 使得该电感分别通过导通的第二晶体管进行放电； 其中，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通该多个 上下桥开关中相应的第一晶体管。
2. 如权利要求1所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载功率不同，该驱动器根 据该第二反馈信号控制第一晶体管导通的数量不同。
3. 如权利要求2所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载功率越大，第一晶体管 导通的数量越多。
4. 如权利要求1-3中任意一项权利要求所述的开关电源电压调节器，其特征在于：其 中，当需要对该电感进行放电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通该多个上下桥 开关中相应的第二晶体管。
5. 如权利要求4所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载功率不同，该驱动器根 据该第二反馈信号控制第二晶体管导通的数量不同。
6. 如权利要求5所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载功率越大，该第二晶体 管导通的数量越多。
7. 如权利要求6所述的开关电源电压调节器，其特征在于：对于功率大小相同的负载， 该电感在进行充电及放电时，该多个上下桥开关中第一晶体管导通的数量与第二晶体管导 通的数量相同。
8. 如权利要求7所述的开关电源电压调节器，其特征在于：该驱动器交替控制同一上 下桥开关中的第一晶体管与第二晶体管导通，来对该电感进行充放电。
9. 一种用于驱动负载工作的开关电源电压调节器，其特征在于：该开关电源电压调节 器包括： 脉冲宽度调制信号产生电路，该脉宽调制信号产生电路产生脉冲宽度调制信号； 输出电路，该输出电路接收该脉冲宽度调制信号以及来自一电源的电源电压，并根据 该脉冲宽度调制信号对应调整该电源电压为一相应大小的输出电压，以驱动所述负载工 作； 反馈电路，该反馈电路根据该输出电压对应输出第一反馈信号给该脉冲宽度调制信号 产生电路，该脉冲宽度调制信号产生电路根据该第一反馈信号对应调整所输出的脉冲宽度 调制信号，以使该输出电路输出稳定的输出电压给相应的负载，同时，该反馈电路进一步根 据该输出电压对应输出表征负载轻重不同的第二反馈信号给该输出电路，以使得该输出电 路根据该第二反馈信号对应调整输出给负载的负载电流； 该输出电路包括： 输出端，该输出端输出该输出电压给该负载； 电感，该电感包括第一端与第二端，该第二端作为该输出端或者与该出端连接； 多个上下桥开关，每一上下桥开关包括一第一晶体管与一第二晶体管，该第一晶体管 包括控制端、第一导通端与第二导通端，该第二晶体管包括控制端、第一导通端与第二导通 端，该第一晶体管的第一导通端与该电源连接，该第二晶体管的第二导通端接地，该第一晶 体管的第二导通端与该第二晶体管的第一导通端连接，且二者之间定义一输出节点，各上 下桥开关的输出节点相连接，该输出节点与该电感的第一端连接，其中，该多个上下桥开关 的第一晶体管划分为多个第一开关组，每一第一开关组包括至少一第一晶体管，各第一开 关组中的第一晶体管的数量彼此不同，该多个上下桥开关的第二晶体管划分为多个第二开 关组，每一第二开关组包括至少一第二晶体管，各第二开关组中的第二晶体管的数量彼此 不同； 驱动器，该驱动器与该多个上下桥开关中的第一晶体管的控制端与第二晶体管的控制 端均连接，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制一第一开 关组中的第一晶体管均导通，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第一晶体管的导 通时间，以使得该电源电压分别通过导通的第一晶体管对该电感进行充电；当需要对该电 感进行放电时，该驱动器根据该第二反馈信号对应控制一第二开关组中的第二晶体管均导 通，并根据该脉冲宽度调制信号对应控制导通的第二晶体管的导通时间，以使得该电感分 别通过导通的第二晶体管进行放电； 其中，当需要对该电感进行充电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通一第一 开关组中的全部第一晶体管。
10. 如权利要求9所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载轻重程度不同，该驱 动器根据该第二反馈信号选择导通不同第一开关组中的全部第一晶体管。
11. 如权利要求10所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载越重，该驱动器根据 该第二反馈信号选择具有数量越多的第一晶体管的第一开关组工作。
12. 如权利要求9-11中任意一项权利要求所述的开关电源电压调节器，其特征在于：当需要对该电感进行放电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择性导通一第二开关组中的 全部第二晶体管。
13. 如权利要求12所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载轻重程度不同，该驱 动器根据该第二反馈信号选择导通不同第二开关组中的全部第二晶体管。
14. 如权利要求13所述的开关电源电压调节器，其特征在于：负载越重，该驱动器根据 该第二反馈信号选择具有数量越多的第二晶体管的第二开关组工作。
15. 如权利要求14所述的开关电源电压调节器，其特征在于：对于轻重程度相同的负 载，该电感在进行充电及放电时，该驱动器根据该第二反馈信号选择同一第一开关组与同 一第二开关组工作。
16. 如权利要求15所述的开关电源电压调节器，其特征在于：该多个第一开关组与该 多个第二开关组的数量相同。
【文档编号】H02M3/156GK104426373SQ201310385521
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】郑志男, 游尚澄 申请人:天钰科技股份有限公司