CN104702101A - 电压转换装置及电子器件 - Google Patents

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Abstract

一种电压转换装置及电子器件，属于电子电路技术领域，所述电压转换装置包括：LDO输出级驱动电路，配置成适于输出LDO驱动信号；BUCK型DCDC输出级驱动电路，配置成适于输出DCDC驱动信号；输出级，配置成适于在所述LDO输出级驱动电路的驱动下输出LDO信号或在所述BUCK型DCDC输出级驱动电路的驱动下输出DCDC信号；使能控制电路，配置成适于选择性使能所述LDO输出级驱动电路或所述BUCK型DCDC输出级驱动电路。本发明的一种电压转换装置可以选择性工作于LDO模式或BUCK型DCDC模式，从而兼顾电压转换装置的转换效率与降低电子设备成本。

Description

电压转换装置及电子器件
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电压转换装置及电子器件。
背景技术
现有的电压转换装置有直流电源到直流电源（Direct Current-DirectCurrent，DCDC）转换器和低压差线性稳压器（low dropout regulator，LDO）。其中，DCDC转换器是用于将输入电压改变为固定输出电压的电压转换装置，根据其功能主要有BUCK型（降压型）DCDC转换装置，BOOST型（升压型）DCDC转换装置和BUCK-BOOST型（升降压型）DCDC转换装置。低压差线性稳压器（low dropout regulator，LDO）也是一种电压转换装置，可以将输入电压减去超额的电压，产生经过调节的输出电压，因此LDO转换器只应用于降压。LDO的转化效率并不如DCDC转换装置高，但是相对于DCDC转换装置来说，所需的外围设备少，成本较低。
数字基带信号处理器（DBB，Digital Baseband）的直流电压较低，出于效率的考虑，鉴于DCDC转换器的输出效率高，一般会选用BUCK型的DCDC转换装置供电。但是DCDC转换装置在应用电路上较为复杂，需要使用电感，成本较高。在实际应用中，相对于电压转换装置的输出效率，有时更偏重于降低电子设备的生产成本。
发明内容
本发明实施例解决的问题是兼顾电压转换装置的转换效率与降低电子设备成本。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种电压转换装置，其中，包括：LDO输出级驱动电路，配置成适于输出LDO驱动信号；BUCK型DCDC输出级驱动电路，配置成适于输出DCDC驱动信号；输出级，配置成适于在所述LDO输出级驱动电路的驱动下输出LDO信号或在所述BUCK型DCDC输出级驱动电路的驱动下输出DCDC信号；使能控制电路，配置成适于选择性使能所述LDO输出级驱动电路或所述BUCK型DCDC输出级驱动电路。
可选的，所述使能控制电路包括第一使能端、第二使能端、LDO使能单元和BUCK使能单元；所述LDO使能单元适于根据所述第一使能端的输入信号和所述第二使能端的输入信号使能所述LDO输出级驱动电路；所述BUCK使能单元适于根据所述第一使能端的输入信号和所述第二使能端的输入信号使能所述BUCK型DCDC输出级驱动电路。
可选的，所述LDO使能单元包括反相器和与门逻辑电路；所述第一使能端和所述第二使能端分别通过所述反相器与所述与门逻辑电路的输入端耦接；所述与门逻辑电路的输出端与所述LDO输出级驱动电路耦接。
可选的，所述BUCK使能单元包括与门逻辑电路；所述第一使能端和所述第二使能端分别与所述与门逻辑电路的输入端耦接；所述与门逻辑电路的输出端与所述BUCK型DCDC输出级驱动电路耦接。
可选的，所述输出级包括：PMOS管以及漏极与所述PMOS管的漏极耦接的NMOS管；所述PMOS管的漏极形成所述输出级的输出端；所述PMOS管与所述NMOS管的栅极分别与所述DCDC输出级驱动电路耦接；所述PMOS管的栅极还与所述LDO输出级驱动电路耦接；所述PMOS管的源极与电源耦接，所述NMOS管的源极接地。
可选的，还包括分压电路；所述分压电路的输入端与所述输出级的输出端耦接；所述分压电路的第一输出端分别与所述DCDC输出级驱动电路的反馈电压输入端和所述LDO输出级驱动电路的反馈电压输入端耦接；所述分压电路的第二输出端接地。
可选的，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的一端形成所述分压电路的输入端，另一端形成所述分压电路的第一输出端，并与所述第二分压电阻的一端耦接；所述第二分压电阻的另一端形成所述分压电路的第二输出端。
本发明实施例还提供了一种电子器件，其中，包括上述的电压转换装置；还包括滤波电路，耦接至所述电压转换装置的输出级的输出端。
可选的，所述滤波电路包括滤波电容；所述滤波电容的一端耦接于所述电压转换装置的输出级的输出端，另一端接地。
可选的，所述滤波电路包括电感滤波电容；所述电感的一端耦接于所述电压转换装置的输出级的输出端，另一端耦接所述滤波电容；所述滤波电容的另一端接地。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：通过使能控制电路的选择切换，使得电压转换装置可以选择性工作于LDO模式或BUCK型DCDC模式。一方面，通过选用LDO转换装置可以简化应用电路，并减少外围器件的使用，从而降低电子设备的成本；另一方面，通过选用BUCK型DCDC转换装置，可以提高电压转换设备的效率，从而实现兼顾了应用中降低电子设备成本以及电压转换装置的转换效率的两方面需要。
进一步的，DCDC转换装置和LDO转换装置可以共享电压转换装置输出级中的功率场效晶体管（POWER MOS）和分压电路，从而进一步降低了成本，并且简化了电路布局，因此可以减小芯片的面积。
附图说明
图1是本发明实施例中一种电压转换装置的原理框图；
图2是本发明实施例中电压转换装置的一种使能控制电路的结构示意图；
图3是本发明实施例中电压转换装置的一种LDO使能单元的电路结构图；
图4是本发明实施例中电压转换装置的一种BUCK使能单元的电路结构图；
图5是本发明实施例中一种电压转换装置的电路结构示意图；
图6是本发明实施例中一种电压转换装置的电路结构示意图；
图7是本发明实施例中一种电子器件的结构示意图；
图8是本发明实施例中另一种电子器件的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过使能控制电路的切换控制，使得电压转换装置可以选择性工作于LDO模式或BUCK型DCDC模式，扩展了应用，并且可以共享电路器件，节省了器件成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，本发明的一种电压转换装置，其中包括：
BUCK型DCDC输出级驱动电路1，配置成适于输出DCDC驱动信号；
LDO输出级驱动电路2，配置成适于输出LDO驱动信号；
输出级4，配置成适于在在BUCK型DCDC输出级驱动电路1的驱动下输出DCDC信号或在LDO输出级驱动电路2的驱动下输出LDO信号；
使能控制电路3，配置成适于选择性使能BUCK型DCDC输出级驱动电路1或LDO输出级驱动电路2。
图1中，使能控制电路3的输出端分别与BUCK型DCDC输出级驱动电路1以及LDO输出级驱动电路2的使能端耦接，分别输出选通控制信号BUCK_EN和LDO_EN。
在上述的实例中，可以有多种使能控制电路3的实现方法，以实现对BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2的切换控制。例如，如图2所示，使能控制电路3包括第一使能端、第二使能端、BUCK使能单元32和LDO使能单元32。BUCK使能单元31适于根据第一使能端的输入信号和第二使能端的输入信号输出选通控制信号LDO_EN，选通BUCK型DCDC输出级驱动电路1；LDO使能单元32适于根据第一使能端的输入信号和第二使能端的输入信号输出选通控制信号BUCK_EN，选通LDO输出级驱动电路2。
上述的使能控制电路3同样可以有多种电路实现方式，例如，参照图2和图3所示，上述的BUCK使能单元31包括与门逻辑电路311。第一使能端的使能信号LDO_SEL和第二使能端的使能信号LDO_PD分别耦接与门逻辑电路311的输入端；与门逻辑电路311的输出端耦接BUCK型DCDC输出级驱动电路1的使能端。
参照图2和图4所示，上述的LDO使能单元32包括反相器321，反相器322和与门逻辑电路323。第一使能端的使能信号LDO_SEL和第二使能端的使能信号LDO_PD分别通过所述反相器321和反相器322输入与门逻辑电路323的输入端；与门逻辑电路323的输出端耦接LDO输出级驱动电路2的使能端。
本发明实施例中上述电路的工作原理简单介绍如下：
当使能控制电路3的第一使能端的使能信号LDO_SEL为低电平，第二使能端的使能信号LDO_PD为低电平时，BUCK使能单元31的选通控制信号BUCK_EN为低电平，LDO使能单元32输出的选通控制信号LDO_EN为高电平，因此BUCK型DCDC输出级驱动电路1关闭，LDO输出级驱动电路2开启；
当使能控制电路3的第一使能端的使能信号LDO_SEL为低电平，第二使能端的使能信号LDO_PD为高电平时，BUCK使能单元31的选通控制信号BUCK_EN也为低电平，LDO使能单元32输出的选通控制信号LDO_EN为低电平，因此BUCK型DCDC输出级驱动电路1以及LDO输出级驱动电路2均关闭；
当使能控制电路3的第一使能端的使能信号LDO_SEL为高电平，第二使能端的使能信号LDO_PD为低电平时，BUCK使能单元31的选通控制信号BUCK_EN也为低电平，LDO使能单元32输出的选通控制信号LDO_EN为低电平，因此BUCK型DCDC输出级驱动电路1以及LDO输出级驱动电路2均关闭；
当使能控制电路3的第一使能端的使能信号LDO_SEL为高电平，第二使能端的使能信号LDO_PD为高电平时，BUCK使能单元31的选通控制信号BUCK_EN为高电平，LDO使能单元32输出的选通控制信号LDO_EN为低电平，因此BUCK型DCDC输出级驱动电路1开启，LDO输出级驱动电路2关闭。
可以理解的是，以上所述的逻辑控制和器件类型仅仅只是一种示例性的说明，任何其他能够通过模式选择实现BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2切换使用的方式，均属于本发明的保护范围之内。
在上述的实例中，电压转换装置的BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2可以共用同一个输出级4。具体来说，如图5所示，输出级4中可以包括：PMOS管41以及漏极与PMOS管41的漏极耦接的NMOS管42；PMOS管41的漏极形成输出级4的输出端Vout；PMOS管41与NMOS管42的栅极分别与BUCK型DCDC输出级驱动电路1耦接；PMOS管41的栅极还与LDO输出级驱动电路2耦接；PMOS管41的源极与电源耦接，NMOS管42的源极接地。
当选择LDO输出模式启用LDO输出级驱动电路2时，上述输出级4中的PMOS管41作为LDO的调整管使用。而选择BUCK型DCDC输出模式启用BUCK型DCDC输出级驱动电路1时，输出级4的PMOS管41和NMOS管42组成CMOS互补反相器，并形成BUCK型DCDC输出级驱动电路1的输出。本发明的实施例通过器件共享，可以减低成本，同时也简化了电路布局（layout）。
还可以对上述实例作进一步地扩展。如图5所示，电压转换装置中还可以包括分压电路5，并且BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2可以共用同一个分压电路5。分压电路5的输入端耦接输出级4的输出端Vout；分压电路5的第一输出端分别耦接DCDC输出级驱动电路的反馈电压输入端和LDO输出级驱动电路2的反馈电压输入端，以提供反馈电压Vfb；分压电路5的第二输出端接地。
进一步的，上述的分压电路5包括：第一分压电阻51和第二分压电阻52；第一分压电阻51的一端形成分压电路5的输入端，另一端形成分压电路5的第一输出端，并耦接第二分压电阻52的一端；第二分压电阻52的另一端形成分压电路5的第二输出端。
输出级4的输出电压经过分压电路5中第一分压电阻51降压，形成反馈电压Vfb，分别输入BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2与基准电压进行比较，以保证输出电压的稳定性。在本发明的实施例中，BUCK型DCDC输出级驱动电路1和LDO输出级驱动电路2共用同一个分压电路5，因而通过器件共享可以降低成本，同时也简化了电路布图设计。
本发明实施例还提供了一种电子器件，所述的电子器件可以包括上述的电压转换装置，还可以包括耦接于电压转换装置输出级输出端的滤波电路。在具体实施中，根据应用的需要，可以对上述电子器件中滤波电路的组成作进一步的扩展，例如，可以根据所选择的输出模式，选择相对应的滤波电路。
图7为选用LDO输出模式时上述电子器件的结构示意图。本实施例中，所述滤波电路6可以包括用于滤除波纹，以使输出信号高效平滑的滤波电容61。滤波电容61的一端耦接输出级4的输出端Vout，滤波电容6的另一端接地。
图8为选用BUCK输出模式时上述电子器件的结构示意图。本实施例中，所述滤波电路6可以包括电容61和电感62，电感62分别耦接输出级4的输出端Vout和分压电路5。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电压转换装置，其特征在于，包括：
LDO输出级驱动电路，配置成适于输出LDO驱动信号；
BUCK型DCDC输出级驱动电路，配置成适于输出DCDC驱动信号；
输出级，配置成适于在所述LDO输出级驱动电路的驱动下输出LDO信号或在所述BUCK型DCDC输出级驱动电路的驱动下输出DCDC信号；
使能控制电路，配置成适于选择性使能所述LDO输出级驱动电路或所述BUCK型DCDC输出级驱动电路。
2.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述使能控制电路包括第一使能端、第二使能端、LDO使能单元和BUCK使能单元；其中，
所述LDO使能单元适于根据所述第一使能端的输入信号和所述第二使能端的输入信号使能所述LDO输出级驱动电路；
所述BUCK使能单元适于根据所述第一使能端的输入信号和所述第二使能端的输入信号使能所述BUCK型DCDC输出级驱动电路。
3.如权利要求2所述的电压转换装置，其特征在于，所述LDO使能单元包括反相器和与门逻辑电路；其中，
所述第一使能端和所述第二使能端分别通过所述反相器与所述与门逻辑电路的输入端耦接；
所述与门逻辑电路的输出端与所述LDO输出级驱动电路耦接。
4.如权利要求2所述的电压转换装置，其特征在于，所述BUCK使能单元包括与门逻辑电路；其中，
所述第一使能端和所述第二使能端分别与所述与门逻辑电路的输入端耦接；
所述与门逻辑电路的输出端与所述BUCK型DCDC输出级驱动电路耦接。
5.如权利要求1-4任一项所述的电压转换装置，其特征在于，所述输出级包括：PMOS管以及漏极与所述PMOS管的漏极耦接的NMOS管；其中，所述PMOS管的漏极形成所述输出级的输出端；所述PMOS管与所述NMOS管的栅极分别与所述DCDC输出级驱动电路耦接；所述PMOS管的栅极还与所述LDO输出级驱动电路耦接；
所述PMOS管的源极与电源耦接，所述NMOS管的源极接地。
6.如权利要求5所述的电压转换装置，其特征在于，还包括分压电路；其中，所述分压电路的输入端与所述输出级的输出端耦接；
所述分压电路的第一输出端分别与所述DCDC输出级驱动电路的反馈电压输入端和所述LDO输出级驱动电路的反馈电压输入端耦接；
所述分压电路的第二输出端接地。
7.如权利要求6所述的电压转换装置，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；其中，
所述第一分压电阻的一端形成所述分压电路的输入端，另一端形成所述分压电路的第一输出端，并与所述第二分压电阻的一端耦接；
所述第二分压电阻的另一端形成所述分压电路的第二输出端。
8.一种电子器件，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电压转换装置；还包括滤波电路，耦接至所述电压转换装置的输出级的输出端。
9.如权利要求8所述的电子器件，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电容；所述滤波电容的一端耦接于所述电压转换装置的输出级的输出端，另一端接地。
10.如权利要求8所述的电子器件，其特征在于，所述滤波电路包括电感滤波电容；所述电感的一端耦接于所述电压转换装置的输出级的输出端，另一端耦接所述滤波电容；所述滤波电容的另一端接地。
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