CN108075655A - 电源转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源转换装置，其包括：电源转换电路、控制芯片、检测电路和调整信号产生电路，电源转换电路，以切换其自身的导通状态，而将所述输入电压转换为所述输出电压。检测电路检测流入靴带电压输入接脚的电流并将其转换为对应的检测电压。调整信号产生电路依据检测电压产生调整信号。控制芯片依据调整信号调整控制芯片的控制参数。本发明可在维持电源转换装置正常工作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。

Description

电源转换装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置，且尤其涉及一种电源转换装置。
背景技术
集成电路的功能增加时，需要增加脚位以接受新功能对应的输入信号和/或输出信号。然而，脚位的增加会造成封装成本的上升，因此在成本的考量下，一般皆会尽量避免增加信号脚位。例如，用以控制发光二极管发光的控制芯片因产品体积、制造成本等等的考量，也倾向减少脚位的数量。因此，如何减少控制芯片的接脚数目并维持正常工作，为集成电路设计的重要课题之一。
发明内容
本发明提供一种电源转换装置，可在维持电源转换装置正常工作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。
本发明的电源转换装置包括电源转换电路以及控制芯片。电源转换电路用以将输入电压转换为输出电压，电源转换电路具有上桥开关以及下桥开关，上桥开关以及下桥开关串接于输入电压与接地之间，上桥开关以及下桥开关分别接收第一脉宽调变信号以及第二脉宽调变信号，以切换其自身的导通状态，而将输入电压转换为输出电压。控制芯片耦接电源转换电路具有靴带(boot)电压输入接脚。控制芯片包括检测电路以及调整信号产生电路。检测电路耦接靴带电压输入接脚，检测流入靴带电压输入接脚的电流并将其转换为对应的检测电压。调整信号产生电路耦接检测电路，依据检测电压产生调整信号，控制芯片依据调整信号调整控制芯片的控制参数。
在本发明的一实施例中，上述的检测电路包括电流检测电路以及转换电路。电流检测电路耦接靴带电压输入接脚，检测流入靴带电压输入接脚的电流而输出检测电流。转换电路将检测电流转换为对应的检测电压。
在本发明的一实施例中，上述的电流检测电路包括差动放大器、第一晶体管以及第二晶体管。差动放大器的正输入端耦接靴带电压输入接脚，差动放大器的负输入端耦接参考电压。第一晶体管耦接于差动放大器的正输入端与接地之间，第一晶体管的栅极耦接差动放大器的输出端。第二晶体管耦接于转换电路的输入端与接地之间，第二晶体管的栅极耦接差动放大器的输出端。
在本发明的一实施例中，上述的转换电路包括类比转数字电路以及数字转类比电路。
在本发明的一实施例中，上述的调整信号产生电路包括比较器，其正输入端接收检测电压，比较器的负输入端耦接上桥开关与下桥开关的共同接点，比较器的输出端用以输出调整信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制参数指示上桥开关以及下桥开关的导通状态或导通频率。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括整流二极管以及整流二极管，其阳极耦接电源电压。设定电阻耦接于整流二极管的阴极以及靴带电压输入接脚之间。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括第一驱动电路，其耦接靴带电压输入接脚、上桥开关与下桥开关的共同接点以及上桥开关，输出第一脉宽调变信号。第二驱动电路耦接输出第二脉宽调变信号。
基于上述，本发明的实施例通过检测流入靴带电压输入接脚的电流并将其转换为对应的检测电压，并依据检测电压产生调整信号，以使控制芯片可依据调整信号调整控制芯片的控制参数。如此将原本即存在的靴带电压输入接脚用于电流感测，并依据感测结果对上桥开关以及下桥开关的控制进行相对应的调整，即可使靴带电压输入接脚成为一多功能接脚，而有效避免增加控制芯片的接脚数目。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的实施例的一种电源转换装置的示意图；
图2是依照本发明另一实施例的一种电源转换装置的示意图；
图3是依照本发明另一实施例的一种电源转换装置的示意图。
附图标号说明：
100、200、300：电源转换装置；
102：电源转换电路；
104：控制芯片；
106：检测电路；
108：调整信号产生电路；
SW1：上桥开关；
SW2：下桥开关；
SC1：调整信号；
Vin：输入电压；
N1：接点；
PBT1：靴带电压输入接脚；
PWM1、PWM2：脉宽调变信号；
Vout：输出电压；
202：电流检测电路；
204：转换电路；
206、208：驱动电路；
VC1、VC2：控制电压；
PVCC：操作电压；
CBT1：靴带电容；
L1：电感；
CO1：输出电容；
D1：整流二极管；
R1：设定电阻；
VCC：电源电压；
IS1：检测电流；
A1：差动放大器；
A2：比较器；
M1～M4：晶体管；
VREF：参考电压。
具体实施方式
图1是依照本发明实施例的一种电源转换装置的示意图，请参照图1。电源转换装置100包括电源转换电路102以及控制芯片104，电源转换电路102耦接控制芯片104。其中电源转换电路102包括上桥开关SW1以及下桥开关SW2，上桥开关SW1以及下桥开关SW2串接于输入电压Vin与接地之间，上桥开关SW1以及下桥开关SW2的共同接点N1耦接控制芯片104。控制芯片104包括检测电路106以及调整信号产生电路108，检测电路106耦接控制芯片104的靴带(boot)电压输入接脚PBT1以及调整信号产生电路108，调整信号产生电路108还耦接上桥开关SW1以及下桥开关SW2的共同接点N1。
控制芯片104可输出接收脉宽调变信号PWM1以及脉宽调变信号PWM2以分别切换上桥开关SW1以及下桥开关SW2的的导通状态，而将输入电压Vin转换为输出电压Vout。检测电路106可检测流入靴带电压输入接脚PBT1的电流并将其转换为对应的检测电压VBT1，调整信号产生电路108则依据检测电压VBT1与共同接点N1上产生的相位电压产生调整信号SC1，使控制芯片104可依据调整信号SC1调整其控制参数，控制参数可例如用以指示控制芯片104控制上桥开关SW1以及下桥开关SW2的导通状态、导通期间或导通频率等等。举例来说，控制芯片104可依据调整信号SC1判断是否须进行过流保护操作，若是，则控制芯片104停止输出脉宽调变信号PWM1以及脉宽调变信号PWM2，以关闭上桥开关SW1以及下桥开关SW2，进而避免元件损坏。
如此将原本即存在的靴带电压输入接脚PBT1用于电流感测，并依据感测结果对上桥开关SW1以及下桥开关SW2的控制进行相对应的调整，即可使靴带电压输入接脚PBT1成为多功能接脚，而有效避免增加控制芯片104的接脚数目。
图2是依照本发明实施例的一种电源转换装置的示意图，请参照图2。进一步来说，图1实施例的检测电路106可包括电流检测电路202以及转换电路204，电流检测电路202耦接靴带电压输入接脚PBT1与转换电路204，转换电路204还耦接调整信号产生电路。此外，控制芯片104还可包括驱动电路206以及驱动电路208，驱动电路206的一电源端耦接靴带电压输入接脚PBT1，另一电源端耦接上桥开关SW1以及下桥开关SW2的共同接点N1，驱动电路206可接收控制芯片104提供的控制电压VC1而输出脉宽调变信号PWM1。驱动电路208的一电源端耦接操作电压PVCC，另一电源端耦接接地，驱动电路208可接收控制芯片104提供的控制电压VC2而输出脉宽调变信号PWM2。
另一方面，本实施例的电源转换电路102可还包括靴带电容CBT1、电感L1以及输出电容CO1，靴带电容CBT1耦接于靴带电压输入接脚PBT1与接点N1之间，电感L1耦接于接点N1与输出电容CO1的一端，输出电容CO1的另一端则耦接接地。另外，本实施例的电源转换装置200还可包括整流二极管D1以及设定电阻R1，设定电阻R1耦接于整流二极管D的阴极以及靴带电压输入接脚PBT1之间，整流二极管D的阳极则耦接电源电压VCC。
电流检测电路202可检测流入靴带电压输入接脚PBT1的电流而输出检测电流IS1，转换电路204将检测电流IS1转换为对应的检测电压VBT1，以使调整信号产生电路108依据检测电压VBT1产生调整信号SC1。控制芯片104可依据调整信号SC1分别提供控制电压VC1以及控制电压VC2至驱动电路206与驱动电路208，以控制驱动电路206与驱动电路208输出脉宽调变信号PWM1与脉宽调变信号PWM2，切换上桥开关SW1以及下桥开关SW2的导通状态。通过切换上桥开关SW1与下桥开关SW2的导通状态可控制输入电压Vin传递至于接点N1上的电压大小，而电感L1及输出电容CO1则可将接点N1上的电压转换为输出电压Vout。
举例来说，调整信号SC1可用以判断是否进行过电流保护操作，控制芯片104可检测上桥开关的电压差或下桥开关的电压差是否大于VBT1，若是，则控制芯片104停止输出脉宽调变信号PWM1，以关闭上桥开关SW1，进而避免元件损坏。其中，上述的预设电压或预设电流可例如通过改变设定电阻R1的电阻值来设定。值得注意的是，调整信号SC1并不限定用于判断是否执行过电流保护操作，在部分实施例中，控制芯片104也可依据调整信号SC1调整其它的控制参数，例如控制上桥开关SW1以及下桥开关SW2的导通频率或导通期间等等。
图3是依照本发明实施例的一种电源转换装置的示意图，请参照图3。详细来说，在本实施例中，电源转换装置300的电流检测电路可例如包括差动放大器A1、晶体管M1以及晶体管M2，差动放大器A1的正输入端耦接靴带电压输入接脚PBT1，差动放大器A1的负输入端耦接参考电压VREF。晶体管M1耦接于差动放大器A1的正输入端与接地之间，晶体管M2耦接于转换电路的输入端与接地之间，晶体管M1与M2的栅极耦接差动放大器A1的输出端。在本实施例中，转换电路204可例如以类比转数字电路以及数字转类比电路来实施，然不以此为限。此外，调整信号产生电路108则可例如以比较器A2来实施，比较器A2的正输入端耦接转换电路204，以接收检测电压，比较器A2的负输入端耦接上桥开关SW1与下桥开关SW2的共同接点N1，比较器A2的输出端用以输出调整信号SC1。此外，在本实施例中，上桥开关SW1与下桥开关SW2可分别以晶体管M3与M4来实施，然不以此为限。
如图3所示，由差动放大器A1、晶体管M1以及M2所构成的电流检测电路202可于晶体管M2的漏极产生检测电流IS1给转换电路204。在本实施例中，转换电路204中的类比转数字电路以及数字转类比电路可将检测电流IS1转换为数字信号，然后再依据数字信号输出对应检测电流IS1的检测电压VBT1。比较器A2则比较检测电压VBT1与节点N1上的电压大小以输出调整信号SC1，使控制芯片104依据调整信号SC1调整其控制参数。如上所述，调整信号SC1的转态变化的基准值可通过改变设定电阻R1的电阻值来调整，在部分实施例中，也可通过设定转换电路204转换检测电流IS1所依据的检测电流IS1与检测电压VBT1间的转换关系来调整调整信号SC1的转态变化的基准值。
综上所述，本发明的实施例通过检测流入靴带电压输入接脚的电流并将其转换为对应的检测电压，并依据检测电压与上桥开关以及下桥开关的共同接点上的相位电压产生调整信号，以使控制芯片可依据调整信号调整上桥开关以及下桥开关的控制参数。如此将原本即存在的靴带电压输入接脚用于电流感测，并依据感测结果对上桥开关以及下桥开关的控制进行相对应的调整，即可使靴带电压输入接脚成为多功能接脚，而有效避免增加控制芯片的接脚数目。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电源转换装置，包括：
电源转换电路，用以将输入电压转换为输出电压，所述电源转换电路具有上桥开关以及下桥开关，所述上桥开关以及所述下桥开关串接于所述输入电压与接地之间，所述上桥开关以及所述下桥开关分别接收第一脉宽调变信号以及第二脉宽调变信号，以切换其自身的导通状态，而将所述输入电压转换为所述输出电压；以及
控制芯片，耦接所述电源转换电路，具有靴带电压输入接脚，所述控制芯片包括：
检测电路，耦接所述靴带电压输入接脚，检测流入所述靴带电压输入接脚的电流并将其转换为对应的检测电压；以及
调整信号产生电路，耦接所述检测电路，依据所述检测电压产生调整信号，所述控制芯片依据所述调整信号调整所述控制芯片的控制参数。
2.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述检测电路包括：
电流检测电路，耦接所述靴带电压输入接脚，检测流入所述靴带电压输入接脚的电流而输出检测电流；以及
转换电路，将所述检测电流转换为对应的所述检测电压。
3.根据权利要求2所述的电源转换装置，其中所述电流检测电路包括：
差动放大器，其正输入端耦接所述靴带电压输入接脚，所述差动放大器的负输入端耦接参考电压；
第一晶体管，耦接于所述差动放大器的正输入端与所述接地之间，所述第一晶体管的栅极耦接所述差动放大器的输出端；以及
第二晶体管，耦接于所述转换电路的输入端与所述接地之间，所述第二晶体管的栅极耦接所述差动放大器的输出端。
4.根据权利要求2所述的电源转换装置，其中所述转换电路包括类比转数字电路以及数字转类比电路。
5.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述调整信号产生电路包括：
比较器，其正输入端接收所述检测电压，所述比较器的负输入端耦接所述上桥开关与所述下桥开关的共同接点，所述比较器的输出端用以输出所述调整信号。
6.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述控制参数指示所述上桥开关以及所述下桥开关的导通状态或导通频率。
7.根据权利要求1所述的电源转换装置，还包括：
整流二极管，其阳极耦接电源电压；以及
设定电阻，耦接于所述整流二极管的阴极以及所述靴带电压输入接脚之间。
8.根据权利要求1所述的电源转换装置，还包括：
第一驱动电路，耦接所述靴带电压输入接脚、所述上桥开关与所述下桥开关的共同接点以及所述上桥开关，输出所述第一脉宽调变信号；以及
第二驱动电路，耦接输出所述第二脉宽调变信号。
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