专利名称：多输出电压转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及多输出电压转换器。
背景技术：
在许多电子设备中，需要同设备电池电压不同的多个电压。作为一个示例，一个单色移动电话显示模块需要三个不同的输出电压一个电压用于发光二极管(LED)背后照明，并且两个电压用于液晶显示屏(LCD)。实际上，LED背后照明所连接的输出端用作电流源而不是电压源。提供这三种电压的现有技术电路的状态涉及三个独立转换器的使用，例如三个升压转换器。
但是，每个转换器都需要一个大容量且昂贵的感应器。因此，在接下来的设备产生中，将使用一种新技术，其中三个输出的转换器按时间顺序运行并共享一个通用感应器。
在移动电话显示模块的前述示例中，LED背后照明需要的能量远高于LCD。在备用模式下，切断LED背后照明，并且显示模块只需要较少能量。当LED背后照明开启时，显示模块需要更多的能量。两种情况下，电源必须足以获得较长的待机时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种灵活的且能在不同负载条件下高效操作的电压转换电路。这一目的通过根据权利要求1的多输出转换器实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种多输出电压转换器，它包括一个转换器输入端、多个转换器输出端、一个开关设备、一个感应器以及第一开关装置。感应器连接到转换器输入端，且在转换器运行期间可对感应器的电感进行控制。将第一开关装置安排在感应器处，以便将感应器中存储的能量传送到开关设备，这个开关设备被安排在转换器输出端处，用以将存储的能量选择性地发送给至少多个转换器输出端之一。
本发明的一个基本思想是提供一种能够适应不同输出功率条件的多输出转换器。多个输出共享一个公用感应器。为了使这样一种设计能够在不同负载条件下高效运行，这个感应器必须具有可变电感，优选为高电感用于诸如移动电话显示器待机模式的低功率运行且低电感用于诸如LED背后照明开启时移动电话显示屏的高功率运行。
在一个示例性实施例中，转换器具有3个输出端，它们共享一个通用分接感应器。一个感应器抽头用来控制感应器的电感。在转换器输出端处安排开关，以选择将感应器的能量发送到哪个转换器输出端。
本发明是优越的，尤其在移动电话LCD显示屏的显示驱动器方面更是如此，所述移动电话LCD显示屏必须在待机模式下提供非常低的功率并在背后照明开启时提供高功率。在这两种情况下，期望实现高效率。通过本发明的多输出转换器，该转换器被设置具有单个分接感应器，电感能够最优适合于输出功率条件，并且可最小化部件数量、体积和成本。
通过学习附加的权利要求书和以下的说明书，本发明进一步的特征和优势将变得明显。本领域技术人员应认识到可通过组合本发明的不同特征来产生不同于下述的实施例。
参考附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，附图中图1示出一个现有技术多输出电压转换器；图2示出另一个现有技术多输出电压转换器；以及图3示出根据本发明一个实施例的多输出电压转换器。
具体实施例方式
图1和图2每一个都示出了将1个电压输入转换为3个不同电压输出的现有技术方案。这些转换器可应用于电子设备，例如移动电话。图1示出一个电路，包括3个不同转换器101、102、102，每个转换器都具有一个感应器104、105、106(因此，这个电路具有3个输出)，并且图2示出了另一个转换器，同样具有3个输出201、202、203，但它只包括一个感应器204。
图3示出根据本发明一个实施例的多输出转换器。正如前面所列出的那样，这个多输出转换器可用在单色移动电话显示模块的多输出电源中。它还可用在移动电话以及其它便携设备(需要在高功率常规操作模式和低功率待机操作模式下高效运行)的其它子系统的多输出电源中。
感应器被示为具有两个绕组301、302、它们串联缠绕在一个公用磁心上。感应器抽头303用来控制感应器的电感。第一开关304(例如通过晶体管实现)被用来对感应器进行充电/放电。
左侧绕组301的圈数是N1，且右侧绕组圈数是N2。可通过第二开关305断开右侧绕组。若开关设置在右侧位置，即在第一状态，则两个绕组串联，并且感应器的电感(假定绕组理想耦合)为AL*(N1+N2)^2，其中AL为磁心的AL值且表示当这个磁心上缠绕一圈时获得的电感。若开关位于左侧位置，即在第二状态，则右侧绕组302断开，并且感应器的电感为AL*N1^2。这个电感通常远小于AL*(N1+N2)^2。如果考虑漏磁通，即假定绕组不是理想耦合，则感应器的电感将表示为AL*N1^2+ALS1*N1^2(右侧绕组断开时)和AL*(N1+N2)^2+ALS1*N1^2+ALS2*N2^2(两个绕组串联时)。ALS1和ALS2表示相应绕组关于漏磁通的“附加”AL值。但是，同AL相比，ALS1和ALS2通常较小。
这一特殊转换器具有3个输出端，并具有安排在每个输出端处的相应开关306、307、308，用于将一个输入电压耦合到任何一个或多个转换器输出。
向转换器输入端提供电源并且闭合第一开关304时，电流通过感应器，并因此在感应器中存储能量。如果第二开关305位于第二状态，则能量存储在感应器的左侧绕组301以及右侧绕组302中。如果第二开关305位于其第一状态，能量仅存储在左侧绕组301中。当开启第一开关且闭合输出开关306、307、308中的任何一个时，感应器中存储的能量被传送到同闭合的输出开关相对应的转换器输出端。如果两个或更多的输出开关闭合，则能量被传送到相应的转换器输出端。
尽管参考特定示例性实施例对本发明进行了阐述，但许多不同的变更、变形等等对于本领域技术人员而言是明显的。因此，上述实施例不是用于限制本发明的范围，其范围由附加的权利要求进行限定。
权利要求
1.一种多输出电压转换器，包括一个转换器输入端；多个转换器输出端；一个开关设备(306、307、308)；一个连接到转换器输入端的感应器(301、302)，将这个感应器设置为可在转换器运行期间对其电感进行控制；以及第一开关装置(304)，被安排在感应器处，用以将感应器中存储的能量传送到上述开关设备，所述开关设备被安排在转换器输出端处，用以将存储的能量选择性地发送给多个转换器输出端中的至少一个。
2.根据权利要求1的多输出电压转换器，其中所属感应器(301、302)设置有第一终端、第二终端和一个抽头终端，第一感应器终端连接到第一转换器输入终端，所述转换器还包括第二开关装置(305)，连接到第二感应器终端或者抽头终端，所述第二开关装置同连接到第二转换器输入终端的第一开关装置(304)串联，其中第二开关装置控制感应器的电感。
3.根据权利要求2的多输出电压转换器，其中所述第二开关装置(305)以第一状态同第二感应器终端连接并以第二状态同抽头终端连接，其中第二开关装置控制感应器(301、302)在第一状态下具有第一电感，在第二状态下具有第二电感。
4.根据权利要求2或3的多输出电压转换器，其中所述开关设备包括多个不同的输出开关装置(306、307、308)，每一个都具有第一和第二终端，每个输出开关装置的第二终端都同第二开关装置(305)和第一开关装置(304)相连接，并且每个输出开关装置的第一终端都同相应的转换器输出端相连接。
5.根据权利要求3或4的多输出电压转换器，其中所述第二开关装置(305)的第二终端以第一状态连接到第二感应器终端并以第二状态连接到抽头终端；所述第二开关装置的第一终端连接到第一开关装置(304)的第二终端，这个第一开关装置的第一终端连接到第二转换器输入终端；并且所述第二开关装置的第一终端和第一开关装置的第一终端被连接到每个输出开关装置(306、307、308)的第二终端。
6.根据任何一个在先权利要求的多输出电压转换器，其中开关装置(304、305、306、307、308)包括晶体管。
7.一种用于移动LCD的显示驱动器，包括一个根据任何一个在先权利要求的多电压转换器。
全文摘要
本发明涉及一种多输出电压转换器。本发明的一个基本思想是提供一种可适合不同输出功率条件的多输出转换器。在一个示例性实施例中，该转换器具有3个输出端，它们共享一个公用分接感应器(301、302)。一个感应器抽头被用来控制感应器的电感。大电感用在低功率待机操作中，并且在例如LED背后照明开启时使用小电感。在转换器输出端处设置开关，以便选择将感应器的能量传送给哪个转换器输出端。
文档编号H02M3/335GK1965467SQ200580018941
公开日2007年5月16日 申请日期2005年5月25日 优先权日2004年6月8日
发明者B·阿科曼, H·P·M·德克克斯, W·J·R·范利尔, M·鲁比奥加西阿, E·瓦芳施米特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司