TW201818183A - 電壓調節電路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一種電壓調節電路及其控制方法。電壓調節電路包括切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片、第一開關、第二開關及電壓偵測器。所述切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片包括低壓差穩壓器和一個脈衝寬度調變電壓調節器。電壓偵測器依據輸出電壓預設電壓準位範圍產生輸出電源良好信號。在啟動期間，第一開關會被導通並利用輸入電壓作為低壓差穩壓器的供電來源，以產生切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片所需之驅動電源。啟動期間之後，第一開關及第二開關依據輸出電源良好信號將低壓差穩壓器的供電來源從輸入電壓切換為輸出電壓。

Description

電壓調節電路及其控制方法

本發明是有關於一種電子電路技術，且特別是有關於一種電壓調節電路及其控制方法。

近年來，將低壓差穩壓器（low-dropout regulator；LDO regulator）應用在切換式脈衝寬度調變電壓調節器（Switching Pulse Width Modulation voltage regulator）作為其驅動電源已成為電源電路設計之主流。因其具有低雜訊、體積小、低成本等優點並廣泛地應用在直流電壓調節器中的脈衝寬度調變（Pulse Width Modulation，PWM）控制晶片（IC）的設計上。由於脈衝寬度調變控制晶片的驅動電壓必須要先行穩定在預定準位之後，才能使脈衝寬度調變電壓調節器當中的電壓調節以及電晶體切換控制（如，金氧半場效電晶體（MOSFET）的切換控制）能正常運作。因此，脈衝寬度調變控制晶片廠商常藉由低壓差穩壓器來提供內部脈衝寬度調變電壓調節器驅動控制線路所需之驅動電源。

然而，通常低壓差穩壓器之輸入來源是直接使用直流電壓調節器的輸入電壓源，但其輸入電壓準位有可能高達24V或更高的情況，若直接使用上述電壓值或其他較高的來源電壓作為低壓穩壓器的輸入源，可能會因為低壓穩壓器輸入端與輸出端兩端的電壓差異過大，造成低壓穩壓器的功率損耗過大，可能會使低壓穩壓器有容易過熱導致低壓穩壓器發生燒毀的問題，因此也間接造成脈衝寬度調變控制晶片因此燒毀無法再使用。

另外，目前有部分設計是將電壓調節器之輸出電壓直接回授作為低壓穩壓器之輸入源。然而，若是當電壓調節器發生輸出過壓（over voltage）的失效現象，這個輸出電壓的過壓會使得低壓穩壓器的輸入與輸出電壓差因回授電壓準位持續上升導致電壓差也跟著持續增加，最壞的結果可能導致低壓穩壓器因過壓問題發生功耗過大而先燒毀，使得整個脈衝寬度調變控制晶片無法再使用。因此，如何降低低壓穩壓器的輸入與輸出間的電壓差，並確保低壓穩壓器輸入源是一個穩定的電源，不會受無法預期的持續過壓現象影響，並有效降低低壓穩壓器本身的功率損耗，是本領域技術人員努力的目標之一。

本發明提供一種電壓調節電路及其控制方法，可將切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片內部之低壓差穩壓器及其調節機制的來源電壓由較高準位的輸入電壓切換為穩定且較低準位的電壓來源，例如較低準位的輸出電壓，以避免低壓差穩壓器功率損耗因電壓差異過大而造成過熱現象導致晶片燒毀。

本發明的電壓調節電路包括切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片、第一開關、第二開關及電壓偵測器。其中所述之切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片包括低壓差穩壓器和一個脈衝寬度調變電壓調節器（PWM voltage regulator）。脈衝寬度調變電壓調節器會透過輸入電壓以及驅動電壓來調節出電壓調節電路的輸出電壓。低壓差穩壓器主要功能在於提供脈衝寬度調變電壓調節器所需之驅動控制電源，依據較高電壓準位之來源電壓轉換成較低準位的輸出電壓作為脈衝寬度調變電壓調節器的驅動控制電源。所述之電壓偵測器會依據電壓調節器之輸出電壓準位產生輸出電源良好信號，依據此輸出電源良好信號的狀態，上述之第一開關即可用來以切換低壓差穩壓器的來源電壓是否由較高電壓準位的輸入電壓切換為較低電壓準位的輸出電壓或是其他電壓來源。在電壓調節器啟動期間，因為輸出電壓未達設計要求之範圍，因此輸出電源良好信號的狀態會顯示輸出電壓未達穩定狀態並控制第一開關使其導通，而第一開關接收輸入電壓，其輸出端耦接低壓差穩壓器輸入端作為其輸入來源。當電壓調節器啟動之後，電壓偵測器會反映出輸出電壓電源良好狀態，並且關閉第一開關使其為不導通。由於此時輸出電壓是處於穩定狀態加上第一開關是關閉不導通的狀態，因此使得第二開關會被驅動為導通。第二開關接收輸出電壓，其輸出端一樣耦接至低壓差穩壓器的輸入端，藉此將低壓差穩壓器的輸入源由輸入電壓切換成輸出電壓來供電並降低低壓差穩壓器的電壓差與功率損耗。

基於上述，本發明的電壓調節電路及方法可藉由電壓偵測器來監控輸出電壓準位之穩定狀態並產生一個輸出電源良好信號，用以切換內部低壓穩壓器之輸入來源。當電壓調節器輸出電壓未穩定範圍或是因輸出過壓現象超出穩定範圍，低壓穩壓器輸入源皆是由較高準位的輸入電壓來供電，只有在輸出電壓處於穩定範圍下，才會切換由較低準位的輸出電壓來供電。透過電源良好信號來控制開關的切換，可確保當切換到低準位的輸出電壓源時，低壓穩壓器的輸入來源是處於一個穩定且安全的狀態下供應電源，並且達到有效降低電壓差與功耗的效果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1繪示本發明一實施例之電壓調節電路100的示意圖。電壓調節電路100可包括切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片（亦可稱為電壓控制晶片）110、第一開關140、第二開關150以及電壓偵測器160。本實施例的電壓調節電路100可適用於工業應用環境下的直流脈衝寬度調變之電壓調節器的脈衝寬度調變（PWM）控制晶片（IC）的設計。切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片110包括低壓差穩壓器（LDO）130與一個脈衝寬度調變電壓調節器120。低壓差穩壓器130依據其輸入供電來源Vs來產生脈衝寬度調變電壓調節器120所需之驅動電源VDrive。一旦脈衝寬度調變電壓調節器120的輸入電壓Vin與驅動電源VDrive處於穩定狀態，脈衝寬度調變電壓調節器120會依據設計進行內部脈衝寬度調變控制與內部電晶體切換控制並輸出穩定的輸出電壓Vout。

本發明實施例的第一開關140及第二開關150可由單個電子元件或多個電子元件組合而成，例如可由電晶體或二極體、或電晶體以及二極體的結合來實現。在後續說明以及圖4A的實施例中，第一開關140可由單個P型電晶體(M1)來實現，而第二開關150可由單個二極體(D1)來實現，然而本發明不限定於此，在此提出可供實施的態樣作為參考。第一開關140接收輸入電壓Vin，且輸出端耦接低壓差穩壓器130的輸入端。第二開關150則接收輸出電壓Vout，且其輸出端也耦接低壓差穩壓器130的輸入端。以輸出電壓Vout為12V而輸入電壓Vin為較高的24V為例，在電壓調節電路100啟動期間（如圖3A中時間點T0之前），由於輸出電壓Vout未達穩定，即輸出電壓Vout的電壓準位未維持在輸出電壓預設電壓範圍之內，因此電壓偵測器160會偵測輸出電壓Vout的電壓準位並顯示輸出電源良好信號(Pg1)為禁能狀態（邏輯”0”），代表輸出電壓不穩定。由於實施例中第一開關140為P型金氧半電晶體，因此Pg1的禁能狀態（邏輯”0”）會使得第一開關140（電晶體M1）導通，低壓差穩壓器130的供電來源Vs會因為第一開關140導通使得其電壓準位幾乎與輸入電壓Vin的電壓準位一樣，而第二開關150（二極體D1）會因為輸出電壓Vout低於設計電壓準位也低於輸入電壓Vin的電壓準位而逆偏不導通。然而啟動之後，由於輸出電壓Vout達到穩定範圍，即輸出電壓Vout的電壓準位維持在輸出電壓預設電壓範圍之內，因此Pg1呈現致能狀態（邏輯”1”）使得第一開關140（電晶體M1）不導通，所以此時當低壓穩壓器130的供電來源Vs下降到低於輸出電壓Vout，第二開關150（二極體D1）會因為進入順偏狀態而導通，所以Vs便切換開始由輸出電壓Vout來供應電源。需注意的是，由於輸出電壓Vout是電壓調節電路100藉由由輸入電壓Vin而產生的，故輸出電壓Vout的起始供電時間會晚於輸入電壓Vin的起始供電時間。

電壓偵測器160可例如是電壓偵測積體電路。其功能是依據輸出電壓Vout來偵測是否其電壓準位穩定在設計的範圍內。例如輸出電壓Vout為12V，以設計電壓範圍為+/-5%為例，當輸出電壓Vout的電壓準位介於11.4 ~ 12.6V，輸出電源良好信號Pg1會顯示致能狀態（邏輯”1”），代表輸出電壓Vout處於穩定範圍內。反之，如果輸出電壓Vout的電壓準位超出這個範圍，Pg1會顯示禁能狀態（邏輯”0”），表示輸出電壓Vout可能還未爬升至穩定範圍，或是高於穩定範圍內，例如輸出電壓Vout的過電壓現象。如圖3A，當輸出電壓Vout在啟動期間，電壓是向上爬升，但在尚未爬至大於輸出電壓預設電壓範圍的下界電壓V-之前，如圖中的T1，而此時Pg1為禁能狀態（邏輯”0”）代表輸出電壓Vout不穩定，因此第一開關140（電晶體M1）導通，而此時低壓差穩壓器130輸入端的供電來源Vs幾乎為輸入電壓Vin的電壓準位相同。當輸出電壓Vout穩定在V- ~ V+（V+為輸出電壓預設電壓範圍的上界電壓）的範圍內，Pg1會轉變為致能狀態（邏輯”1”），代表輸出電壓Vout穩定了，如圖3A之T2，而此時Vs準位幾乎與輸出電壓Vout準位相同。倘若輸出電壓Vout在穩定之後發生了過電壓的現象，如同圖3A之T3，Vout超過了上界電壓V+，此時Pg1一樣會再次轉變回禁能狀態（邏輯”0”）代表輸出電壓Vout不穩定，避免輸出電壓Vout的過壓現象持續造成過大的電壓差而導致燒毀。Pg1只有在輸出電壓Vout穩定在V- ~ V+的範圍內才會維持在致能狀態（邏輯”1”）。

圖5繪示本發明一實施例之電壓調節電路的控制方法的流程圖。圖5的步驟流程適用於圖1所述的電壓調節電路100與圖4A所述之開關切換電路。在此以圖1的電壓調節電路100配合圖5的流程圖來說明。在步驟S510中，在電壓調節電路100的啟動期間，導通第一開關140以利用輸入電壓Vin作為低壓差穩壓器130的供電來源Vs，並產生驅動電源VDrive。在步驟S512中，脈衝寬度調變電壓調節器120在輸入電壓Vin與驅動電源VDrive穩定後開始啟動脈衝寬度調變電壓調節器120控制並調節輸出電壓Vout至設計的電壓位準。

在步驟S514中，電壓調節電路100中的電壓偵測器160依據輸出電壓Vout準位決定輸出電源良好信號Pg1的邏輯狀態，並依據狀態決定是否導通第一開關140。若Pg1為致能狀態(邏輯”1”)，第一開關140並不會導通，導致Vs電壓下降至驅動第二開關150順偏而導通，如步驟S516所示。反之，若Pg1為禁能狀態(邏輯”0”)，第一開關140會導通，持續由輸入電壓Vin來供電給低壓差穩壓器130之輸入端的供電來源Vs，如同步驟S518所示。在啟動後，步驟S516與S518會形成迴圈，電壓偵測器160會持續偵測輸出電壓Vout之穩定狀態，並依Pg1的邏輯狀態來決定第一開關140與第二開關150之切換控制。

圖2繪示本發明另一實施例之電壓調節電路200的示意圖。其目的在於更進一步提出一個可以有效降低低壓差穩壓器230的電壓差及其功率損耗的實例。在此是利用一個所述之第二電壓V2作為低壓差穩壓器230輸入端的供電來源Vs的另一個可利用之供電電壓源，例如第二電壓V2為一個6V的直流電壓源，由於其低於[0012]所述之12V輸出電壓Vout的準位，所以對於低壓穩壓器230的電壓差能更進一步有效的降低，並降低低壓差穩壓器的功率損耗。

圖2實施例中，電壓調節器200主要包括切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片210、第一開關240、第二開關250、第三開關260、電壓偵測器280以及一個開關控制電路270。如同前面的實施例，切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片210也包括了低壓差穩壓器（LDO regulator）230與一個脈衝寬度調變電壓調節器220。而第一開關、第二開關與第三開關依所述之開關控制信號S1與S2來切換低壓差穩壓器230之供電來源Vs由輸入電壓Vin、輸出電壓Vout或是第二電壓V2三者之中的一個作為供電。控制信號S1與S2是由電壓偵測器280依據輸出電壓Vout的電壓準位與第二電壓V2的電壓準位穩定狀態來改變各自的電源良好信號Pg1與Pg2，並作為開關控制電路270之輸入訊號來控制信號S1與S2來切換動作。

本實施例的第一開關240、第二開關250與第三開關260可由單個電子元件或多個電子元件組合而成，例如可由電晶體或二極體、或電晶體以及二極體的結合來實現。在後續說明以及圖4B的實施例中，第一開關240與第二開關250可由單個P型電晶體(M1與M2)來實現，而第三開關260可由單個二極體(D2)來實現，然而本發明不限定於此，在此提出可供實施的態樣作為參考。第一開關240接收輸入電壓Vin，且輸出端耦接低壓差穩壓器230的輸入端。第二開關250則接收輸出電壓Vout，且其輸出端耦接低壓差穩壓器230的輸入端。第三開關260則接收第二電壓V2，且輸出端也耦接低壓差穩壓器230之輸入端。以輸出電壓Vout為12V、輸入電壓Vin為較高的24V、而第二電壓V2為6V為例，如表1所示，在電壓調節電路200啟動期間（如圖3B中時間點T0之前），若輸出電壓Vout與第二電壓V2都未達穩定範圍，即輸出電壓Vout的電壓準位未維持在輸出電壓預設電壓範圍之內、第二電壓V2的電壓準位未維持在第二電壓預設電壓範圍之內，因此輸出電源良好信號(Pg1)與第二電壓電源良好信號(Pg2)皆為禁能狀態（邏輯”0”），經開關控制電路使得控制信號S1為禁能狀態（邏輯”0”）而S2為致能狀態（邏輯”1”），目的在只導通第一開關240（電晶體M1）讓低壓差穩壓器230輸入源Vs由輸入電壓Vin來供電。當啟動後，即代表輸出電壓Vout達到穩定範圍，即輸出電壓Vout的電壓準位維持在輸出電壓預設電壓範圍之內，輸出電源良好信號Pg1會轉變為致能狀態（邏輯”1”）。然而此時電壓偵測器會同時去偵測第二電壓是否位於穩定範圍並改變第二電壓電源良好信號Pg2邏輯狀態。因此會有兩種可能的情況發生。 表1

第一、當第二電壓V2準位未達穩定範圍，即第二電壓V2的電壓準位未維持在第二電壓預設電壓範圍之內時，因此其第二電源良好信號Pg2會顯示為禁能狀態（邏輯”0”）。此時開關控制電路270會將控制信號S1控制為致能狀態（邏輯”1”）使得第一開關240（電晶體M1）不導通，並且將控制信號S2控制為禁能狀態（邏輯”0”）使得第二開關250（電晶體M2）導通，因此低壓差穩壓器230的供電來源Vs會切換成由輸出電壓Vout來供電，但由於Vout準位還是高於第二電壓V2，因此第三開關260（D2）還是處於逆偏不導通的狀態，而低壓差穩壓器之輸入源Vs是由輸出電壓Vout來供電。

第二、當第二電壓V2準位達到穩定範圍，即第二電壓V2的電壓準位維持在第二電壓預設電壓範圍之內後，其第二電源良好信號Pg2會顯示為致能狀態（邏輯”1”）。此時開關控制電路270會將控制信號S1控制為致能狀態（邏輯”1”）使得第一開關240（電晶體M1）不導通，並且將控制信號S2也控制為致能狀態（邏輯”1”）使得第二開關250（電晶體M2）也不導通。當低壓差穩壓器230的供電來源Vs準位下降至低於V2時，第三開關260（二極體D2）就會被切換至順偏狀態而導通，使得Vs被切換成由第二電壓V2來供電。

本實施例中的電壓偵測器280之主要功能是依據輸出電壓Vout與第二電壓V2來偵測是否其電壓準位穩定於設計範圍內。例如輸出電壓Vout為12V，以設計電壓範圍為+/-5%為例，當輸出電壓Vout的電壓準位介於11.4 ~ 12.6V，輸出電源良好信號Pg1會顯示致能狀態（邏輯”1”），代表輸出電壓Vout的電壓準位是處於穩定範圍內。而第二電壓為6V，以設計電壓範圍為+/-5%為例，當第二電壓V2的電壓準位介於5.7 ~ 6.3V，其第二電源良好信號Pg2會顯示致能狀態（邏輯”1”），代表第二電壓V2的準位也是處於穩定範圍內。反之，如果它們的電壓準位超出穩定範圍，其電源良好信號Pg1或是Pg2就會顯示禁能狀態（邏輯”0”）。如同圖3B，當第二電壓V2在其啟動期間，電壓是向上爬升，但在尚未爬升至大於第二電壓預設電壓範圍的下界電壓Vb之前，如圖3B中的T1，此時Pg2為禁能狀態（邏輯”0”）代表第二電壓V2不穩定，而此時低壓差穩壓器230之供電來源Vs幾乎為輸出電壓Vout準位相同。然而當第二電壓V2穩定在Vb ~ Va（Va為第二電壓預設電壓範圍的上界電壓）的範圍內，Pg2會轉變為致能狀態（邏輯”1”），代表其電壓穩定了，如同圖3B之T2，而此時Vs準位幾乎與輸出電壓V2準位相同。倘若第二電壓V2在穩定之後發生了過電壓的現象，如同圖3B之T3，V2已經超過了上界電壓Va，此時Pg2一樣會再次轉變回禁能狀態（邏輯”0”）代表它的電壓不穩定超出穩定範圍。因此Pg2只有在第二電壓V2的電壓準位穩定在Vb ~ Va的範圍內才會維持在致能狀態（邏輯”1”）。

本實施例中的開關控制電路270之主要功能是依據兩個電源良好信號Pg1與Pg2之狀態，依據表1之真值表來控制開關控制信號S1與S2，藉此切換低壓差穩壓器230的供電來源Vs的供電電壓源。控制信號S1主要是用來控制第一開關240（電晶體M1）的導通狀態，若S1為禁能狀態（邏輯”0”），則M1電晶體導通，代表Vs由輸入電壓Vin作為供應來源。而控制信號S2主要是用來控制第二開關250（電晶體M2）的導通狀態，若S2為禁能狀態（邏輯”0”），則第二開關250（電晶體M2）導通，代表Vs由輸出電壓Vout作為供應來源。當S1與S2都為致能狀態（邏輯”1”），代表第一開關240（電晶體M1）與第二開關250（M2）皆不導通，因此當Vs的準位降低到低於第二電壓V2，第三開關260（二極體D2）就會因順偏而導通，代表低壓差穩壓器230的供電來源Vs已切換由較低準位的第二電壓V2來供應電源。

圖6繪示本發明另一實施例之電壓調節電路的控制方法的流程圖。圖6的步驟流程適用於圖2所述的電壓調節電路200與圖4B所述之開關切換電路。在此以圖2的電壓調節電路200配合圖6的流程圖來說明。在步驟S610中，在電壓調節電路200的啟動期間，導通第一開關240以利用輸入電壓Vin作為低壓差穩壓器230的供電來源Vs，並產生驅動電源VDrive。在步驟S612中，脈衝寬度調變電壓調節器220在輸入電壓Vin與驅動電源VDrive穩定後開始啟動脈衝寬度調變電壓調節器220控制並調節輸出電壓Vout至設計的電壓位準。

在步驟S614中，電壓調節電路200中的電壓偵測器280依據輸出電壓Vout與第二電壓V2之位準決定輸出電源良好信號Pg1與第二電源良好信號Pg2的邏輯狀態。依據步驟S616，先判斷Pg2的狀態。若Pg2為致能狀態(邏輯”1”)，開關控制電路270會將開關控制信號S1與S2設定為致能狀態(邏輯”1”)，使得第一開關240與第二開關250不導通，因此第三開關260的二極體D2會因而被驅動為順偏狀態而導通，代表示此時切換成由第二電壓V2來供電給低壓差穩壓器的供電來源Vs。

若Pg2為禁能狀態(邏輯”0”)，則進入步驟S620，針對Pg1的邏輯狀態作判斷。若Pg1為致能狀態(邏輯”1”)，開關控制電路270會將開關控制信號S1設定為致能狀態(邏輯”1”)，而控制信號S2設定為禁能狀態(邏輯”0”)，使得第一開關240不導通但第二開關250導通，因此第三開關的二極體D2會因輸出電壓Vout電壓準位高於第二電壓V2而逆偏不導通，代表示此時切換成由輸出電壓Vout來供電給低壓差穩壓器的供電來源Vs，如同步驟S622。

若步驟S620中，Pg1被偵測為禁能狀態(邏輯”0”)，則進入步驟S624。開關控制電路270會將開關控制信號S1設定為禁能狀態(邏輯”0”)，而控制信號S2設定為致能狀態(邏輯”1”)，使得第一開關240導通但第二開關250不導通，而第三開關260的二極體D2會因輸入電壓Vin電壓準位高於第二電壓V2而逆偏不導通，代表示此時切換成由輸入電壓Vin來供電給低壓差穩壓器的供電來源Vs。

在啟動後，步驟S614、S618、S622與S624會形成迴圈，電壓偵測器280會持續偵測輸出電壓Vout與第二電壓V2之穩定狀態，並依Pg1與Pg2的邏輯狀態來決定開關間之切換控制。

綜上所述，本發明的電壓調節電路及方法可藉由電壓偵測器來監控電壓調節電路中的輸出電壓或是具有較低電壓準位的電壓源的穩定度。當輸出電壓或是低電壓準位的電壓源達到預設的穩定狀態時，產生電源良好信號以將電壓控制器的驅動電源之供電來源切換至較低電壓準位的電壓源。如此一來，電壓調節電路可藉由輸出電壓或具有較低電壓準位的電壓源的電源良好信號來降低低壓差穩壓器的輸入電壓位準，從而使低壓差穩壓器的驅動電壓維持穩定，並降低低壓差穩壓器的功率損耗及產生的熱量。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧電壓調節器電路

110、210‧‧‧切換式脈衝寬度調變之電壓調節控制晶片

120、220‧‧‧脈衝寬度調變電壓調節器

130、230‧‧‧低壓差穩壓器

140、240‧‧‧第一開關

150、250‧‧‧第二開關

260‧‧‧第三開關

160、280‧‧‧電壓偵測器

270‧‧‧開關控制電路

Vout‧‧‧輸出電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

V2‧‧‧第二電壓

VDrive‧‧‧脈衝寬度調變電壓調節器之驅動電源

Pg1‧‧‧輸出電源良好信號

Pg2‧‧‧第二電源良好信號

S1，S2‧‧‧開關控制信號

VS‧‧‧低壓差穩壓器之供電來源

V+‧‧‧輸出電壓預設電壓範圍的上界電壓

V-‧‧‧輸出電壓預設電壓範圍的下界電壓

Va‧‧‧第二電壓預設電壓範圍的上界電壓

Vb‧‧‧第二電壓預設電壓範圍的下界電壓

S510~S518、S610~S624‧‧‧步驟

T0、T1、T2、T3‧‧‧期間

圖1繪示本發明一實施例之電壓調節電路的示意圖。 圖2繪示本發明另一實施例之電壓調節電路的示意圖。 圖3A繪示本發明一實施例之電壓調節電路100之供電來源、輸入電壓、輸出電壓及輸出電源良好信號的波形圖。 圖3B繪示本發明另一實施例之電壓調節電路200之供電來源、第二電壓、輸出電壓及第二電壓之電源良好信號的波形圖。 圖4A繪示本發明一實施例之電壓調節電路100之第一開關及第二開關的電路圖。 圖4B繪示本發明另一實施例之電壓調節電路200之第一開關、第二開關及第三開關的電路圖。 圖5繪示本發明一實施例之電壓調節電路100開關切換控制之流程圖。 圖6繪示本發明另一實施例之電壓調節電路200開關切換控制之流程圖。

Claims (8)

1. 一種電壓調節電路，包括： 一電壓控制晶片，包括一低壓差穩壓器及一脈衝寬度調變電壓調節器，其中該低壓差穩壓器依據一供電來源而產生該脈衝寬度調變電壓調節器的一驅動電壓，該脈衝寬度調變電壓調節器透過一輸入電壓以及該驅動電壓來調節出一輸出電壓； 一第一開關，接收該輸入電壓，該第一開關的輸出端耦接該低壓差穩壓器的輸入端； 一第二開關，接收該輸出電壓，該第二開關的輸出端耦接該低壓差穩壓器的該輸入端；以及 一電壓偵測器，依據該輸出電壓及一輸出電壓預設電壓範圍以產生一輸出電源良好信號， 其中在一啟動期間中，該第一開關會被導通並利用該輸入電壓作為該低壓穩壓器的該供電來源，以產生該脈衝寬度調變電壓調節器所需的該驅動電壓， 且在該啟動期間之後，該第一開關以及該第二開關依據該輸出電源良好信號將該低壓穩壓器的該供電來源從該輸入電壓切換為該輸出電壓，藉以降低該低壓差穩壓器的輸入來源電壓準位， 其中該輸入電壓大於該輸出電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電壓調節電路，更包括： 一開關控制電路，該開關控制電路的二輸出端分別耦接該第一開關及該第二開關； 一第三開關，接收一第二電壓，該第三開關的輸出端耦接該低壓差穩壓器的該輸入端； 該電壓偵測器依據該第二電壓並藉由一第二電壓預設電壓範圍以產生一第二電源良好信號，在該啟動期間之後，該開關控制電路接收該輸出電源良好信號及該第二電源良好信號，且該第一開關、該第二開關以及該第三開關依據該第二電源良好信號以透過該開關控制電路將該低壓穩壓器的該供電來源從該輸入電壓及該輸出電壓的其中之一切換為該第二電壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電壓調節電路，其中該第三開關是由電晶體及二極體的其中之一來實現。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電壓調節電路，其中該輸出電壓的起始供電時間晚於該輸入電壓的起始供電時間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電壓調節電路，其中該第一開關及該第二開關是由電晶體及二極體的其中之一或其組合來實現。
6. 一種電壓調節電路的控制方法，其中該電壓調節電路包括一第一開關以及一第二開關，所述方法包括下列步驟： 在一啟動期間，導通該第一開關以利用一輸入電壓作為電壓調節電路的一供電來源； 依據該供電來源產生一驅動電壓； 依據該驅動電源調節出一輸出電壓； 依據該輸出電壓及一輸出電壓預設電壓範圍以產生一輸出電源良好信號；以及 且在該啟動期間之後，依據該輸出電源良好信號並藉由該第一開關以及該第二開關而將該供電來源從該輸入電壓切換為該輸出電壓，藉以降低該供電來源的電壓準位， 其中該輸入電壓大於該輸出電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述的控制方法，更包括： 依據一第二電壓並藉由一第二電壓預設電壓範圍以產生一第二電源良好信號， 在該啟動期間之後，依據該第二電源良好信號以將該供電來源從該輸入電壓及該輸出電壓的其中之一切換為該第二電壓。
8. 如申請專利範圍第6項所述的控制方法，其中該輸出電壓的起始供電時間晚於該輸入電壓的起始供電時間。