专利名称：Dc－dc转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及DC-DC转换器，特别涉及具备对输入电压进行降压的功能的DC-DC转换器。
背景技术：
DC-DC转换器是把某一输入直流电压转换为与其不同的直流电压的电路，利用于LSI的电源电路等。在DC-DC转换器中，特别已知具备将输入电压降压的功能的降压型DC-DC转换器。
参照附图4说明这种DC-DC转换器。C1～Cn是利用开关而能切换串联和并联的n个电容器。Cout是输出电容器(平滑用电容器)。在该DC-DC转换器中，利用省略图示的开关电路，可以把n个电容器C1～Cn在如图4(a)所示的串联状态和如图4(b)所示的并联状态之间交替转换的构成。下而，把图4(a)所示的状态称为第1相，图4(b)所示的状态称为第2相。另外，假设电容器C1～Cn全部具有相同的电容值。
在第1相中，电容器C1～Cn处于串联连接的状态，串联连接在输入电压Vin(直流电压)与接地电压之间。此时，与Vin变为1/n倍的电压1/n·Vin相对应的电荷分别被充电到电容器C1～Cn。另一方面，在第2相中，电容器C1～Cn处于并联连接的状态，连接在接地电压Vss(0V)与输出端子之间，充电到电容器C1～Cn中的电荷被输出端子放电。如果将从输出端子获得的输出电压设为Vout，则变为Vout＝1/n·Vin，从输出端子可以获得输入电压Vin的1/n的电压。因此，通过交替地转换第1相与第2相，从而作为输出电压Vout，可以获得把输入电压降压为1/n的电压。
专利文献1特开平9-163719号公报然而，在上述的DC-DC转换器中，为了使输入电压Vin变为1/n倍，需要n个电容器，存在成本高的问题。
发明内容
因此，本发明构成为可以利用开关，在串联连接和并联连接之间切换n-1个电容器，通过重复将互相并联连接的n-1个电容器连接在输出端子与接地电压之间的状态、和将串联连接的n-1个电容器连接在输入电压Vin与输出端子之间的状态，从而利用少于上述DC-DC转换器的电容器数就可以获得把输入电压Vin变为1/n倍的输出电压Vout。
根据本发明的DC-DC转换器，利用(n-1)个电容器，就可以把输入电压Vin降压为1/n倍。即，可以比以往的DC-DC转换器减少一个电容器，可以谋求相应的成本的降低。并且，根据本发明的DC-DC转换器，利用(n-1)个电容器，也能把输入电压Vin降压为(n-1)/n倍。
图1是有关本发明实施方式的DC-DC转换器的电路图。
图2是有关本发明实施方式的DC-DC转换器的电路图。
图3是有关本发明实施方式的DC-DC转换器的开关切换图。
图4是有关现有例子的DC-DC转换器的电路图。
图中1-输入端子，2-输出端子，S1～S6-开关，SWA1～SWAn-1-开关，SWB1～SWBn-2-开关，SWC1～SWCn-1-开关，C1～Cn-电容器，Cout-输出电容器。
具体实施例方式
下面，参照
有关本发明的实施方式的DC-DC转换器。图1和图2是表示该DC-DC转换器的电路图，图1是说明将输入电压Vin降压为1/n倍的电路构成及其工作的图。图2是说明将输入电压Vin降压为(n-1)/n倍的电路构成及其工作的图。在此，n是3或其以上的自然数。图1和图2的电路具有相同的构成，只是开关的转换方法不同。
在图1、图2中，C1～Cn-1是能够由开关SWA1～SWAn-1、SWB1～SWBn-2、SWC1～SWCn-2在串联或并联之间进行切换的(n-1)个电容器。如果把开关SWA1～SWAn-1和SWC1～SWCn-2接通、把SWB1～SWBn-2断开，则这些电容器C1～Cn-1变为相互并联连接，另外如果将开关SWAn-1、SWB1～SWBn-2接通，将开关SWA1～SWAn-2、SWC1～SWCn-2断开，则这些电容器C1～Cn-1变为串联连接。另外，电容器C1～Cn所具有的电容值可以是任意值、也可以全部相同。并且，电容器C1～Cn中的至少一个电容器具有和其他电容器不同的电容值也可以。即，电容器C1～Cn-1的电容值可以全部不同，也可以是几个电容器的电容值相同，其他电容器的电容值不同。
另外，S1是设在输入电压Vin与电容器C1的一端之间的开关，S2是设在施加输入电压Vin的输入端子1与电容器C1的另一端之间的开关，S3是设在电容器C1的一端与接地电压Vss(0V)之间的开关，S4是设在电容器C1的另一端与接地电压Vss之间的开关，S5是设在开关SWCn-2与获得输出电压Vout的输出端子2之间的开关，S6是设在开关SWAn-1与输出端子2之间的开关，Cout是连接在输出端子2与接地电压Vss之间的输出电容器(平滑用电容器)。另外，全部开关可以由MOS晶体管构成。
接着，参照图1、图3，说明上述构成的DC DC转换器的第一工作例子。另外，假设电容器C1～Cn-1全部具有相同的电容值。图3是DC-DC转换器的开关切换图，○标记表示开关的接通、×标记表示开关的断开。下面，把图1(a)的状态称为第1相，把图1(b)状态称为第2相。并且，图1(a)、(b)中的箭头表示电流。
在第1相中，如图3的开关切换图所示，开关SWA1～SWAn-1、SWC1～SWCn2变为接通、开关SWB1～SWBn-2变为断开。并且，使开关S4、S5接通、开关S1、S2、S3、S6断开。这样，(n-1)个电容器C1～Cn-1处于并联连接状态，连接在输出端子2与接地电压Vss之间。由此，从输出电容器Cout放电与输出电压Vout的电压相应的电荷，且在每一个电容器C1～Cn-1中充电与输出电压Vout相应的电荷。
并且，在第2相，如图3的开关切换图所示，开关SWAn-1、SWB1～SWBn-2变为接通、开关SWA1～SWAn-2、SWC1～SWCn-2变为断开。并且，使开关S1、S6变为接通、开关S2、S3、S4、S5变为断开。于是，每一个电容器C1～Cn-1处于串联连接状态，连接在输入电压Vin(即，施加了输入电压Vin的输入端子1)与输出电压Vout之间。由此，在输出电容Cout中充电与输出电压Vout相应的电荷，从电容器Cn-1放电与电压值Vin-Vout×(n-1)的电荷。
通过重复到稳定第1相和第2相为止，Vin-Vout×(n-1)＝Vout成立。由此式，变为Vout＝1/n·Vin，可以获得Vin的1/n倍的输出电压Vout。
并且，通过不变更第1相和第2相的开关S1～S6的切换，而只变更开关SWA1～SWAn-1、SWB 1～SWBn-2、SWC1～SWCn-2的每一个的切换，从而可以减少串联、并联切换的电容器的数目。因此，以相同的电路构成的状态，就可以获得如输入电压Vin的1/n、1/(n-1)、1/(n-2)……、1/2的(n-1)种的输出电压Vout。
接着，参照图2说明上述构成的DC-DC转换器的第二工作例子。另外，假设电容器C1～Cn-1全部具有相同的电容值。下面，把图2(a)的状态称为第1相、图2(b)的状态称为第2相。并且，图2(a)、(b)中的箭头表示电流。
在第1相中，如图3的开关切换图所示，开关SWAn-1、SWB1～SWBn-2变为接通、开关SWA1～SWAn-2、SWC1～SWCn-2变为断开。并且，使开关S3、S6变为接通、开关S1、S2、S4、S5变为断开。于是，每一个电容器C1～Cn-1处于串联连接的状态，连接在输出电压Vout与接地电压Vss之间。由此，从输出电容器Cout放电与输出电压Vout相应的电荷，在每一个电容器C1～Cn-1充电与电压Vout/(n-1)相应的电荷。
另外，在第2相中，如图3开关切换图所示，把开关SWA1～SWAn-1、SWC1～SWCn-2变为接通、开关SWB1～SWBn-2变为断开。并且，使开关S2、S5变为接通、S1、S3、S4、S6变为断开。于是，每一个电容器C1～Cn-1处于并联连接的状态，连接在输入电压Vin与输出电压Vout之间。由此，在输出电容器Cout中充电与输出电压Vout相应的电荷，从每一个电容器C1～Cn-1放电与电压Vin-[Vout/(n-1)]的电荷。
通过重复到稳定第1相和第2相为止，从而Vin-[Vout/(n-1)]＝Vout成立。由此式成为Vout＝(n-1)/n·Vin，可以获得降压为(n-1)/n倍的输出电压Vout。
另外，和第一实施例同样，通过不变更第1相和第2相的开关S1～S6的切换，而只变更开关SWA1～SWAn-1、SWB1～SWBn-2、SWC1～SWCn-2的每一个的切换，从而可以减少所串并联连接的电容器的数目。因此，以同一的电路构成，直接就可以获得输入电压Vin的1/2、2/3、……(n-1)/n的(n-1)种的输出电压Vout。
权利要求
1.一种DC-DC转换器，其特征在于，包括多个电容器；第一开关电路，其在第一相把所述多个电容器互相并联连接在输出端子与接地电压之间而进行充电，在第二相把所述多个电容器串联连接在所述输出端子与输入电压之间而进行放电。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其特征在于，还具备第二开关电路，其在第一相把所述多个电容器互相串联连接在输出端子与接地电压之间而进行充电；在第二相把所述多个电容器互相并联连接在所述输出端子与输入电压之间而进行放电。
3.根据权利要求1或2所述的DC-DC转换器，其特征在于，所述多个电容器全部具有相同的电容值。
4.根据权利要求1或2所述的DC-DC转换器，其特征在于，所述多个电容器中的至少一个电容器具有和剩余电容器不同的电容值。
5.根据权利要求1或2所述的DC-DC转换器，其特征在于，所述开关电路包括由MOS晶体管构成的多个开关。
全文摘要
本发明提供一种降压型DC－DC转换器，其中设置了互相并联连接n－1个电容器(C1～Cn－1)的开关(SWC1～SWCn－1)和(SWC1～SWCn－2)、串联连接这些电容器(C1～Cn－1)的开关(SWB1～SWBn－2)。在第一相中，使开关(S4、S5、SWA1～SWAn－1)和(SWC1～SWCn－2)变为接通，把并联连接的电容器(C1～Cn－1)连接在输出端子(2)与接地电压Vss之间而进行充电，在第二相中，使开关(S1、S6、SWAn－1、SWB1～SWBn－1)变为接通而使串联连接的电容器(C1～Cn－1)连接在输出端子(2)与输入电压Vin(输入端子1)之间而进行放电。通过重复到稳定第一相和第二相为止，从而可以提供把输入电压Vin降压为1/n倍的输出电压Vout。
文档编号H02M3/07GK1728518SQ20051008843
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月29日 优先权日2004年7月29日
发明者尾形贵重, 铃木达也 申请人:三洋电机株式会社