TW202143616A - 切換式電源轉換電路與切換電路 - Google Patents

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Abstract

一種切換式電源轉換電路，包含：轉換電容器、電容式電源轉換電路、電感器、電感式電源轉換電路以及切換控制電路。電容式電源轉換電路根據切換控制電路產生的切換控制訊號的占空比，週期性地切換轉換電容器，以於加速上升/下降模式產生第一中繼電壓及第一比例電壓/第二中繼電壓及第二比例電壓。第一中繼電壓之高位準大於輸入電壓的1倍；第二中繼電壓之低位準小於等於輸入電壓的-1倍。於加速上升/下降模式中，流經電感器的電感電流之一上升斜率/下降斜率根據第一比例電壓的高位準/第二比例電壓的低位準與輸出電壓之差值而決定。

Description

切換式電源轉換電路與切換電路
本發明係有關一種切換式電源轉換電路，特別是指一種能使電感電流快速上升或快速下降之切換式電源轉換電路。本發明也有關於一種切換電路，可用以組成上述的切換式電源轉換電路。
圖1A顯示一種先前技術之切換式電源轉換電路（切換式電源轉換電路1），其包含切換控制電路10、及降壓型（buck）切換式電源轉換電路11。切換控制電路10用以產生切換控制訊號d1。降壓型切換式電源轉換電路11包括開關S1、S2、電感L’及輸出電容Co’， 開關S1及S2根據切換控制訊號d1的占空比而切換電感L’，以將輸入電壓Vin’轉換為輸出電壓Vout’。 開關S1及S2之間具有一脈波式的切換電壓VLX’，藉由開關S1及S2之切換，使得切換電壓VLX’有一高位準（即輸入電壓Vin’之位準）及一低位準（即接地位準）。圖1B顯示對應於圖1A之一種操作波形圖，流經電感L’的電感電流iL’具有一上升斜率及一下降斜率，上升斜率根據切換電壓VLX’的高位準（輸入電壓Vin’之位準）及輸出電壓Vout’之差值而決定，而下降斜率根據切換電壓VLX’的低位準（接地位準）及輸出電壓Vout’之差值而決定。
值得注意的是，圖1A之先前技術中，即使切換控制訊號具有高占空比，電感電流iL’的上升斜率仍受限於輸入電壓Vin’ 及輸出電壓Vout’之電壓差，而下降斜率則受限於接地位準及輸出電壓Vout’之電壓差，使得電感電流iL’無法加速上升或加速下降。
本發明相較於圖1A之先前技術，其優點在於，在切換控制訊號的占空比相同的情況下，能使電感電流的上升斜率或下降斜率之絕對值增加，亦即，使得電感電流加速上升或加速下降，進而大幅提升效能。
就其中一個觀點言，本發明提供了一種切換式電源轉換電路，包含：一第一轉換電容器；一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關；一電感器，耦接於一比例電壓節點與一輸出電壓之間，其中有一電感電流流經該電感器；一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號；其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式；其中於該加速上升模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該切換控制訊號的一占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、一輸入電壓、以及一接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的第一端上產生第一中繼電壓，其中該第一中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第一中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第一中繼電壓之一高位準為該輸入電壓的第一比例，該第一比例為大於1的實數，其中該比例電壓節點具有第一比例電壓；其中於該加速下降模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、該輸入電壓、以及該接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的該第一端或第二端上產生第二中繼電壓，其中該第二中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第二中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第二中繼電壓之一低位準為該輸入電壓的第二比例，該第二比例為小於等於-1的實數，其中該比例電壓節點具有第二比例電壓；其中於該加速上升模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第一比例電壓的一高位準與該輸出電壓之差值而決定；其中於該加速下降模式中，該電感電流之一下降斜率根據該第二比例電壓的一低位準與該輸出電壓之差值而決定。
在一較佳實施例中，該切換式電源轉換電路更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關中的一部分功率開關導通，而另一部分功率開關不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於一接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
在一較佳實施例中，該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括：第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間；第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間；第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間；其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第七功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間；其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準；其中於該加速下降模式中，該第二、第三、第五、第六及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第六功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第二端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第二及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
在一較佳實施例中，該切換式電源轉換電路更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四及第六功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第七功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
在一較佳實施例中，該至少一共用功率開關包括第一功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括：第二功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間；第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間；第四功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；第五功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間；第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及第七功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間；其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第八功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間；其中於該加速上升模式中，該第一、第二、第三、第四及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第三功率開關控制為導通，且該第二、第四及第八功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第二、第四及第八功率開關控制為導通，且該第一及第三功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準；其中於該加速下降模式中，該第一、第五、第六、第七及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第一及第六功率開關控制為導通，且該第五、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第一端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第五、第七及第八功率開關控制為導通，且該第一及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
在一較佳實施例中，該切換式電源轉換電路更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第二及該第四功率開關控制為導通，該第三、第五、第六及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第八功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種切換式電源轉換電路，包含：一第一轉換電容器；一第二轉換電容器；一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關；一電感器，耦接於一比例電壓節點與一輸出電壓之間，其中有一電感電流流經該電感器；一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號；其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於該第二轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括：第三功率開關，耦接於一輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間；第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的第二端之間；第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與一接地電位之間；第六功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位之間；第七功率開關，耦接於該第二轉換電容器的第二端與該接地電位之間；以及第八功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第二端與該輸入電壓之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第九功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間；其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式；其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第九功率開關根據該切換控制訊號的一占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第九功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一轉換電容器的該第一端上的第一中繼電壓具有一高位準，且該比例電壓節點上的第一比例電壓同時具有一高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第九功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準；其中於該加速下降模式中，該第二、第六、第七、第八及第九功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第七功率開關控制為導通，且該第六、第八及第九功率開關同時控制為不導通，使得該第二轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第二轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二轉換電容器的該第一端上的第二中繼電壓具有一低位準，且該比例電壓節點上的第二比例電壓同時具有一低位準；其中於一占空比期間，該第六、第八及第九功率開關控制為導通，且該第二及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第二轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
在一較佳實施例中，該切換式電源轉換電路更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四、第六、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第九功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種切換電路，包含：一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關；一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號；其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式；其中於該加速上升模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該切換控制訊號的一占空比，週期性地切換一第一轉換電容器在該比例電壓節點、一輸入電壓、以及一接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的第一端上產生第一中繼電壓，其中該第一中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換一電感器在該第一中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第一中繼電壓之一高位準為該輸入電壓的第一比例，該第一比例為大於1的實數，其中該比例電壓節點具有第一比例電壓；其中於該加速下降模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、該輸入電壓、以及該接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的該第一端或第二端上產生第二中繼電壓，其中該第二中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第二中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第二中繼電壓之一低位準為該輸入電壓的第二比例，該第二比例為小於等於-1的實數，其中該比例電壓節點具有第二比例電壓；其中於該加速上升模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第一比例電壓的一高位準與該輸出電壓之差值而決定；其中於該加速下降模式中，該電感電流之一下降斜率根據該第二比例電壓的一低位準與該輸出電壓之差值而決定。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種切換電路，包含：一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關；一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號；其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，該第一功率開關耦接於一第一轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於一第二轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括：第三功率開關，耦接於一輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間；第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的第二端之間；第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與一接地電位之間；第六功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位之間；第七功率開關，耦接於該第二轉換電容器的第二端與該接地電位之間；以及第八功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第二端與該輸入電壓之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第九功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間；其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式；其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第九功率開關根據該切換控制訊號的一占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第九功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一轉換電容器的該第一端上的第一中繼電壓具有一高位準，且該比例電壓節點上的第一比例電壓同時具有一高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第九功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準；其中於該加速下降模式中，該第二、第六、第七、第八及第九功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第七功率開關控制為導通，且該第六、第八及第九功率開關同時控制為不導通，使得該第二轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第二轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二轉換電容器的該第一端上的第二中繼電壓具有一低位準，且該比例電壓節點上的第二比例電壓同時具有一低位準；其中於一占空比期間，該第六、第八及第九功率開關控制為導通，且該第二及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第二轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。
請參閱圖2A，圖2A顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種實施例方塊圖（切換式電源轉換電路2）。切換式電源轉換電路2包含：第一轉換電容器C1、電容式電源轉換電路21、電感器L、電感式電源轉換電路22以及切換控制電路20。
在一實施例中，電容式電源轉換電路21包括複數功率開關（功率開關SWx及SWy，其中x、y表示功率開關之數量，其中x為大於等於1之正整數，y為大於等於2之正整數），其中電容式電源轉換電路21的複數功率開關包括至少一共用功率開關（即功率開關SWx）。電感器L耦接於比例電壓節點Np與輸出電壓Vout之間，其中有一電感電流iL流經電感器L。電感式電源轉換電路22包括複數功率開關（功率開關SWx及SWz，其中z表示功率開關之數量，z為大於等於1之正整數），其中電感式電源轉換電路22的複數功率開關包括至少一共用功率開關（即功率開關SWx）。切換控制電路20用以產生切換控制訊號Ctrl。需說明的是，功率開關SWx為電容式電源轉換電路21與電感式電源轉換電路22共用的功率開關。
在一實施例中，切換式電源轉換電路2可分別操作於加速上升模式、加速下降模式或一般模式。請同時參閱圖2A與圖2B，圖2B顯示對應於圖2A操作於加速上升模式之一種操作波形圖。於加速上升模式中，電容式電源轉換電路21的複數功率開關SWx及SWy用以根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T1/(T1+T2)），週期性地切換第一轉換電容器C1在比例電壓節點Np、輸入電壓Vin、以及接地電位之間的耦接關係，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11產生第一中繼電壓V1；電感式電源轉換電路22的複數功率開關SWx及SWz根據切換控制訊號Ctrl的占空比，週期性地切換電感器L在第一中繼電壓V1、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，以產生輸出電壓Vout。如圖2B所示，第一中繼電壓V1為脈波形式，且第一中繼電壓V1之高位準為輸入電壓Vin的第一比例n，其中第一比例n為大於1的實數，其中比例電壓節點Np具有第一比例電壓Vlx1。
舉例而言，在一加速上升模式之實施例中，電容式電源轉換電路21的複數功率開關SWx及SWy配置為正泵壓（charge pump）電路，藉由複數功率開關SWx及SWy之切換，使得第一中繼電壓V1之高位準大致上為輸入電壓Vin的第一比例（如圖2B所示之n）。在本實施例中，第一比例電壓Vlx1之高位準對應於第一中繼電壓V1之高位準；第一比例電壓Vlx1之低位準對應於接地位準。在本加速上升模式之實施例中，電感電流iL之上升斜率根據第一比例電壓Vlx1的高位準（即n*Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之下降斜率根據第一比例電壓Vlx1的低位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定，由於n為大於1的實數，使得電感電流iL之上升斜率較先前技術更大，而不受限於輸入電壓Vin，因此電感電流iL可加速上升。
請同時參閱圖2A與圖2C，圖2C顯示對應於圖2A操作於加速下降模式之一種操作波形圖。於加速下降模式中，電容式電源轉換電路21的複數功率開關SWx及SWy用以根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T2/(T1+T2)），週期性地切換第一轉換電容器C1在比例電壓節點Np、輸入電壓Vin、以及接地電位之間的耦接關係，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11或第二端Nc12上產生第二中繼電壓V2；電感式電源轉換電路22的複數功率開關SWx及SWz根據切換控制訊號Ctrl的占空比，週期性地切換電感器L在第二中繼電壓V2、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，以產生輸出電壓Vout。如圖2C所示，第二中繼電壓V2為脈波形式，且第二中繼電壓V2之低位準為輸入電壓Vin的第二比例m，其中第二比例m為小於等於-1的實數，其中比例電壓節點Np具有第二比例電壓Vlx2。
舉例而言，在一加速下降模式之實施例中，電容式電源轉換電路21的複數功率開關SWx及SWy配置為負泵壓（charge pump）電路，藉由複數功率開關SWx及SWy之切換，使得第二中繼電壓V2之低位準大致上為輸入電壓Vin的第二比例（如圖2C所示之m）。在本實施例中，第二比例電壓Vlx2之低位準對應於第二中繼電壓V2之低位準；第二比例電壓Vlx2之高位準對應於接地位準。在本加速下降模式之實施例中，電感電流iL之一下降斜率根據第二比例電壓Vlx2的低位準（即m*Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之另一下降斜率根據第二比例電壓Vlx2的高位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定，由於m為小於等於-1的實數，使得電感電流iL之一下降斜率絕對值較先前技術更大，而不受限於接地位準，因此電感電流iL可加速下降。
請同時參閱圖2A與圖2D，圖2D顯示對應於圖2A操作於一般模式之一種操作波形圖。於一般模式中，電容式電源轉換電路21的複數功率開關SWx及SWy中的一部分功率開關導通，而另一部分功率開關不導通，使得第一轉換電容器C1的第一端Nc11具有固定電壓；其中電感式電源轉換電路22的複數功率開關SWx及SWz根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T1/(T1+T2)），週期性地切換電感器L在固定電壓、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，使得比例電壓節點Np上的第三比例電壓Vlx3為脈波形式。第三比例電壓Vlx3具有高位準及低位準，高位準對應於固定電壓之位準，低位準對應於接地位準。在一實施例中，固定電壓之位準大致上與輸入電壓Vin相等。在本實施例中，電感電流iL之上升斜率根據第三比例電壓Vlx3的高位準（即Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之下降斜率根據第三比例電壓Vlx3的低位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定。在本一般模式之實施例中，電感電流iL不加速上升或加速下降。
請參閱圖3A，圖3A顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖（切換式電源轉換電路3）。切換式電源轉換電路3包含：切換控制電路20、第一轉換電容器C1、電容式電源轉換電路31、電感器L以及電感式電源轉換電路32。在一實施例中，一輸出電容Co耦接於輸出電壓Vout與接地電位之間。
在一實施例中，功率開關SWx包括第一功率開關SW1及第二功率開關SW2，其中第一功率開關SW1耦接於第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np之間，第二功率開關SW2耦接於第一轉換電容器C1的第二端Nc12與比例電壓節點Np之間，第一功率開關SW1及第二功率開關SW2為電容式電源轉換電路31與電感式電源轉換電路32共用的開關。在本實施例中，電容式電源轉換電路31配置為泵壓（charge pump）電路，其中電容式電源轉換電路31的功率開關SWy包括：第三功率開關SW3、第四功率開關SW4、第五功率開關SW5以及第六功率開關SW6。
在一實施例中，第三功率開關SW3耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11之間，第四功率開關SW4耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12之間，第五功率開關SW5耦接於第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位之間，第六功率開關SW6耦接於第一轉換電容器C1的第一端Nc11與接地電位之間。
請繼續參閱圖3A，在本實施例中，電感式電源轉換電路32配置為降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中電感式電源轉換電路32的功率開關SWz包括第七功率開關SW7，耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間。需說明的是，本實施例中，切換控制電路20產生的切換控制訊號Ctrl包括第一至第七切換控制訊號Ctr1~Ctr7，分別對應控制第一至第七功率開關SW1~SW7。
在一實施例中，切換式電源轉換電路3可分別操作於加速上升模式、加速下降模式或一般模式。請同時參閱圖3A與圖3B，圖3B顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於加速上升模式之一種操作波形圖。於加速上升模式中，在一實施例中，第二功率開關SW2及第六功率開關SW6控制為不導通，第一、第三、第四、第五及第七功率開關（SW1、SW3~SW5及SW7）分別由第一、第三、第四、第五及第七切換控制訊號（Ctr1、Ctr3~Ctr5及Ctr7）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T1/(T1+T2)）而對應操作，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11產生第一中繼電壓V1，且於比例電壓節點Np產生第一比例電壓Vlx1。
具體而言，於非占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3B所示的T2期間），第三、第五及第七功率開關（SW3、SW5、SW7）控制為導通，且第一功率開關SW1及第四功率開關SW4同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路31而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11間的連接路徑、第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位間的連接路徑被控制為導通，亦即，通過第三功率開關SW3及第五功率開關SW5對第一轉換電容器C1充電至輸入電壓Vin相同的位準，進而使得第一中繼電壓V1具有低位準（即輸入電壓Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1具有接地位準。
於占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為導通的期間，如圖3B所示的T1期間），第一功率開關SW1及第四功率開關SW4控制為導通，且第三、第五及第七功率開關（SW3、 SW5、SW7）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路31而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與比例電壓節點Np之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12間的連接路徑，以及第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第一中繼電壓V1泵送至高位準，在本實施例中，如圖3B所示，於占空比期間（如T1期間），第一中繼電壓V1會被泵送至高位準（即2*Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，第一功率開關SW1導通而第七功率開關SW7不導通，電感器L耦接於第一中繼電壓V1與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1亦具有高位準（即2*Vin）。
在本實施例的加速上升模式中，電感電流iL之上升斜率根據第一比例電壓Vlx1的高位準（即2*Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之下降斜率根據第一比例電壓Vlx1的低位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定，由於第一比例電壓Vlx1的高位準（即2*Vin）較先前技術大，使得電感電流iL之上升斜率較先前技術更大，而不受限於輸入電壓Vin，因此電感電流iL可加速上升。
請同時參閱圖3A與圖3C，圖3C顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於加速下降模式之一種操作波形圖。於加速下降模式中，在一實施例中，第一功率開關SW1及第四功率開關SW4控制為不導通，第二、第三、第五、第六及第七功率開關（SW2、SW3、SW5~SW7）分別由第二、第三、第五、第六及第七切換控制訊號（Ctr2、Ctr3、Ctr5~Ctr7）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T2/(T1+T2)）而對應操作，以於第一轉換電容器C1的第二端Nc12產生第二中繼電壓V2，且於比例電壓節點Np產生第二比例電壓Vlx2。
具體而言，在加速下降模式中，於占空比期間（本實施例中，即第二功率開關SW2根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3C所示的T2期間），第三、第五及第七功率開關（SW3、SW5、SW7）控制為導通，且第二功率開關SW2及第六功率開關SW6同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路31而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11間的連接路徑、第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得第二中繼電壓V2具有高位準（即接地位準），且第一轉換電容器C1的第一端Nc11與第二端Nc12之間具有與輸入電壓Vin相同位準的跨壓。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2具有接地位準。
於非占空比期間（本實施例中，即第二功率開關SW2根據占空比而控制為導通的期間，如圖3C所示的T1期間），第二功率開關SW2及第六功率開關SW6控制為導通，且第三、第五及第七功率開關（SW3、SW5、SW7）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路31而言，第一轉換電容器C1對應耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間，使得第一轉換電容器C1的第一端Nc11與接地電位間的連接路徑，以及第一轉換電容器C1的第二端Nc12與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由接地電位與第一轉換電容器C1上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第二中繼電壓V2泵送至低位準（即-Vin），在本實施例中，如圖3C所示，於非占空比期間（如T1期間），第二中繼電壓V2會被泵送至低位準（即-Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，第二功率開關SW2導通而第七功率開關SW7不導通，電感器L耦接於第二中繼電壓V2與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2亦具有低位準（即-Vin）。
在本實施例的加速下降模式中，電感電流iL之一下降斜率根據第二比例電壓Vlx2的低位準（即-Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之另一下降斜率根據第二比例電壓Vlx2的高位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定，由於第二比例電壓Vlx2的低位準（即-Vin）絕對值較先前技術的接地位準大，使得電感電流iL之一下降斜率絕對值較先前技術更大，而不受限於接地位準，因此電感電流iL可加速下降。值得注意的是，本實施例中，在加速下降模式下，無論是在占空比期間或非占空比期間，電感電流iL的斜率皆為下降。
請同時參閱圖3A與圖3D，圖3D顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於一般模式之一種操作波形圖。於一般模式中，在一實施例中，電容式電源轉換電路31的第三功率開關SW3及第五功率開關SW5控制為導通，第二、第四及第六功率開關（SW2、SW4、SW6）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路31而言，第一轉換電容器C1的第一端Nc11具有固定電壓（即Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，電感式電源轉換電路32的第一功率開關SW1及第七功率開關SW7根據切換控制訊號Ctrl（本實施例中例如對應於第一切換控制訊號Ctr1）的占空比，週期性地切換電感器L在固定電壓、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，使得比例電壓節點Np上的第三比例電壓Vlx3具有高位準及低位準，高位準對應於固定電壓之位準（即Vin），低位準對應於接地位準。於本實施例的一般模式中，電感電流iL之上升斜率根據第三比例電壓Vlx3的高位準（即Vin）與輸出電壓Vout之差值而決定，電感電流iL之下降斜率根據第三比例電壓Vlx3的低位準（即接地位準）與輸出電壓Vout之差值而決定，因此電感電流iL不加速上升或加速下降。
請參閱圖4，圖4顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖（切換式電源轉換電路4）。切換式電源轉換電路4包含：切換控制電路20、第一轉換電容器C1、電容式電源轉換電路41、電感器L以及電感式電源轉換電路42。在一實施例中，一輸出電容Co耦接於輸出電壓Vout與接地電位之間。
在一實施例中，功率開關SWx包括第一功率開關SW1，其中第一功率開關SW1耦接於第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np之間，第一功率開關SW1為電容式電源轉換電路41與電感式電源轉換電路42共用的開關。在本實施例中，電容式電源轉換電路41配置為泵壓（charge pump）電路，其中電容式電源轉換電路41的功率開關SWy更包括：第二功率開關SW2、第三功率開關SW3、第四功率開關SW4、第五功率開關SW5、第六功率開關SW6以及第七功率開關SW7。
在一實施例中，第二功率開關SW2耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11之間，第三功率開關SW3耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12之間，第四功率開關SW4耦接於第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位之間，第五功率開關SW5耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12之間，第六功率開關SW6耦接於第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位之間，第七功率開關SW7耦接於第一轉換電容器C1的第一端Nc11與接地電位之間。
請繼續參閱圖4，在本實施例中，電感式電源轉換電路42配置為降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中電感式電源轉換電路42的功率開關SWz包括第八功率開關SW8，耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間。需說明的是，本實施例中，切換控制電路20產生的切換控制訊號Ctrl又包括第一至第八切換控制訊號Ctr1~Ctr8，分別控制第一至第八功率開關SW1~SW8。
在一實施例中，切換式電源轉換電路4可分別操作於加速上升模式、加速下降模式或一般模式。請同時參閱圖4與圖3B。於加速上升模式中，在一實施例中，第五功率開關SW5、第六功率開關SW6及第七功率開關SW7控制為不導通，第一、第二、第三、第四及第八功率開關（SW1~SW4、SW8）分別由第一、第二、第三、第四及第八切換控制訊號（Ctr1~Ctr4、Ctr8）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T1/(T1+T2)）而對應操作，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11產生第一中繼電壓V1，且於比例電壓節點Np產生第一比例電壓Vlx1。
具體而言，在加速上升模式中，於非占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3B所示的T2期間），第二、第四及第八功率開關（SW2、SW4、SW8）控制為導通，且第一功率開關SW1及第三功率開關SW3同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路41而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11間的連接路徑、第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位間的連接路徑被控制為導通，亦即，通過第二功率開關SW2及第四功率開關SW4對第一轉換電容器C1充電至輸入電壓Vin相同的位準，進而使得第一中繼電壓V1具有低位準（即輸入電壓Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路32而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1具有接地位準。
在加速上升模式中，於占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為導通的期間，如圖3B所示的T1期間），第一功率開關SW1及第三功率開關SW3控制為導通，且第二、第四及第八功率開關（SW2、SW4、SW8）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路41而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與比例電壓節點Np之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12間的連接路徑，以及第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第一中繼電壓V1泵送至高位準，在本實施例中，如圖3B所示，於占空比期間（如T1期間），第一中繼電壓V1會被泵送至高位準（即2*Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路42而言，第一功率開關SW1導通而第八功率開關SW8不導通，電感器L耦接於第一中繼電壓V1與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1亦具有高位準（即2*Vin）。
在本實施例的加速上升模式中，電感電流iL可加速上升，其相關細節與前述圖3A及圖3B之說明相同，在此不贅述。
請同時參閱圖4與圖3C。於加速下降模式中，在一實施例中，第二、第三及第四功率開關（SW2、SW3、SW4）控制為不導通，第一、第五、第六、第七及第八功率開關（SW1、SW5~SW8）分別由第一、第五、第六、第七及第八切換控制訊號（Ctr1、Ctr5~Ctr8）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T2/(T1+T2)）而對應操作，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11產生第二中繼電壓V2，且於比例電壓節點Np產生第二比例電壓Vlx2。
具體而言，在加速下降模式中，於占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3C所示的T2期間），第五、第七及第八功率開關（SW5、SW7、SW8）控制為導通，且第一功率開關SW1及第六功率開關SW6同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路41而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12間的連接路徑、第一轉換電容器C1的第一端Nc11與接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得第二中繼電壓V2具有高位準（即接地位準），值得注意的是，本實施例中，此時第一轉換電容器C1上的跨壓方向與前述加速上升模式時的跨壓反相。另一方面，對電感式電源轉換電路42而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2具有接地位準。
於非占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為導通的期間，如圖3C所示的T1期間），第一功率開關SW1及第六功率開關SW6控制為導通，且第五、第七及第八功率開關（SW5、SW7、SW8）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路41而言，第一轉換電容器C1對應耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間，使得第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位間的連接路徑，以及第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由接地電位與第一轉換電容器C1上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第二中繼電壓V2泵送至低位準（即-Vin），在本實施例中，如圖3C所示，於非占空比期間（如T1期間），第二中繼電壓V2會被泵送至低位準（即-Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路42而言，第一功率開關SW1導通而第八功率開關SW8不導通，電感器L耦接於第二中繼電壓V2與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2亦具有低位準（即-Vin）。
在本實施例的加速下降模式中，電感電流iL可加速下降，其相關細節與前述圖3A及圖3C之說明相同，在此不贅述。
請同時參閱圖4與圖3D。於一般模式中，在一實施例中，電容式電源轉換電路41的第二功率開關SW2及第四功率開關SW4控制為導通，第三、第五、第六及第七功率開關（SW3、SW5~SW7）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路41而言，第一轉換電容器C1的第一端Nc11具有固定電壓（即Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路42而言，電感式電源轉換電路42的第一功率開關SW1及第八功率開關SW8根據切換控制訊號Ctrl的占空比，週期性地切換電感器L在固定電壓、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，使得比例電壓節點Np上的第三比例電壓Vlx3具有高位準及低位準，高位準對應於固定電壓之位準（即Vin），低位準對應於接地位準。於本實施例的一般模式中，電感電流iL不加速上升或加速下降，其相關細節與前述圖3A及圖3D之說明相同，在此不贅述。
請參閱圖5，圖5顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖（切換式電源轉換電路5）。切換式電源轉換電路5包含：切換控制電路20、第一轉換電容器C1、第二轉換電容器C2、電容式電源轉換電路51、電感器L以及電感式電源轉換電路52輸出電容Co。在一實施例中，輸出電容Co耦接於輸出電壓Vout與接地電位之間。
在一實施例中，功率開關SWx包括第一功率開關SW1及第二功率開關SW2，第一功率開關SW1耦接於第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np之間，第二功率開關SW2耦接於第二轉換電容器C2的第一端Nc21與比例電壓節點Np之間，第一功率開關SW1及第二功率開關SW2為電容式電源轉換電路51與電感式電源轉換電路52共用的開關。在本實施例中，電容式電源轉換電路51配置為泵壓（charge pump）電路，其中電容式電源轉換電路51的功率開關SWy更包括：第三功率開關SW3、第四功率開關SW4、第五功率開關SW5、第六功率開關SW6、第七功率開關SW7以及第八功率開關SW8。
在一實施例中，第三功率開關SW3耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11之間，第四功率開關SW4耦接於輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12之間，第五功率開關SW5耦接於第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位之間，第六功率開關SW6耦接於第二轉換電容器C2的第一端Nc21與接地電位之間，第七功率開關SW7耦接於第二轉換電容器C2的第二端Nc22與接地電位之間，第八功率開關SW8耦接於第二轉換電容器C2的第二端Nc22與輸入電壓Vin之間。
請繼續參閱圖5，在本實施例中，電感式電源轉換電路52配置為降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中電感式電源轉換電路52的功率開關SWz包括第九功率開關SW9，耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間。需說明的是，本實施例中，切換控制電路20產生的切換控制訊號Ctrl又包括第一至第九切換控制訊號Ctr1~Ctr9，分別控制第一至第九功率開關SW1~SW9。
在一實施例中，切換式電源轉換電路5可分別操作於加速上升模式、加速下降模式或一般模式。請同時參閱圖5與圖3B。於加速上升模式中，在一實施例中，第二、第六、第七及第八功率開關（SW2、SW6~SW8）控制為不導通，第一、第三、第四、第五及第九功率開關（SW1、SW3~SW5及SW9）分別由第一、第三、第四、第五及第九切換控制訊號（Ctr1、Ctr3~Ctr5及Ctr9）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T1/(T1+T2)）而對應操作，以於第一轉換電容器C1的第一端Nc11產生第一中繼電壓V1，且於比例電壓節點Np產生第一比例電壓Vlx1。
具體而言，在加速上升模式中，於非占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3B所示的T2期間），第三、第五及第九功率開關（SW3、SW5、SW9）控制為導通，且第一功率開關SW1及第四功率開關SW4同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路51而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第一端Nc11間的連接路徑、第一轉換電容器C1的第二端Nc12與接地電位間的連接路徑被控制為導通，亦即，通過第三功率開關SW3及第五功率開關SW5對第一轉換電容器C1充電至輸入電壓Vin相同的位準，進而使得第一中繼電壓V1具有低位準（即輸入電壓Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路52而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1具有接地位準。
在加速上升模式中，於占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為導通的期間，如圖3B所示的T1期間），第一功率開關SW1及第四功率開關SW4控制為導通，且第三、第五及第九功率開關（SW3、SW5、SW9）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路51而言，第一轉換電容器C1對應耦接於輸入電壓Vin與比例電壓節點Np之間，使得輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1的第二端Nc12間的連接路徑，以及第一轉換電容器C1的第一端Nc11與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由輸入電壓Vin與第一轉換電容器C1上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第一中繼電壓V1泵送至高位準，在本實施例中，如圖3B所示，於占空比期間（如T1期間），第一中繼電壓V1會被泵送至高位準（即2*Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路52而言，第一功率開關SW1導通而第九功率開關SW9不導通，電感器L耦接於第一中繼電壓V1與輸出電壓Vout之間，使得第一比例電壓Vlx1亦具有高位準（即2*Vin）。
在本實施例的加速上升模式中，電感電流iL可加速上升，其相關細節與前述圖3A及圖3B之說明相同，在此不贅述。
請同時參閱圖5與圖3C。於加速下降模式中，在一實施例中，第一、第三、第四及第五功率開關（SW1、SW3~SW5）控制為不導通，第二、第六、第七、第八及第九功率開關（SW 2、SW 6、SW7~SW9）分別由第二、第六、第七、第八及第九切換控制訊號（Ctr2、Ctr6、Ctr7~Ctr9）所控制，根據切換控制訊號Ctrl的占空比（例如為T2/(T1+T2)）而對應操作，以於第二轉換電容器C2的第一端Nc21產生第二中繼電壓V2，且於比例電壓節點Np產生第二比例電壓Vlx2。
具體而言，在加速下降模式中，於占空比期間（本實施例中，即第二功率開關SW2根據占空比而控制為不導通的期間，如圖3C所示的T2期間），第六、第八及第九功率開關（SW6、SW8、SW9）控制為導通，且第二功率開關SW2及第七功率開關SW7同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路51而言，第二轉換電容器C2對應耦接於輸入電壓Vin與接地電位之間，使得輸入電壓Vin與第二轉換電容器C2的第二端Nc22間的連接路徑、第二轉換電容器C2的第一端Nc21與接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得第二中繼電壓V2具有高位準（即接地位準）。另一方面，對電感式電源轉換電路52而言，比例電壓節點Np與接地電位間的連接路徑被控制為導通，電感器L耦接於接地電位與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2具有接地位準。
在加速下降模式中，於非占空比期間（本實施例中，即第一功率開關SW1根據占空比而控制為導通的期間，如圖3C所示的T1期間），第二功率開關SW2及第七功率開關SW7控制為導通，且第六、第八及第九功率開關（SW6、SW8、SW9）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路51而言，第二轉換電容器C2對應耦接於比例電壓節點Np與接地電位之間，使得第二轉換電容器C2的第二端Nc22與接地電位間的連接路徑，以及第二轉換電容器C2的第一端Nc21與比例電壓節點Np間的連接路徑被控制為導通，此時藉由接地電位與第二轉換電容器C2上所儲存的跨壓（本實施例中亦為Vin）相疊加而將第二中繼電壓V2泵送至低位準（即-Vin），在本實施例中，如圖3C所示，於非占空比期間（如T1期間），第二中繼電壓V2具有低位準（即-Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路52而言，第二功率開關SW2導通而第九功率開關SW9不導通，電感器L耦接於第二中繼電壓V2與輸出電壓Vout之間，使得第二比例電壓Vlx2亦具有低位準（即-Vin）。
在本實施例的加速下降模式中，電感電流iL可加速下降，其相關細節與前述圖3A及圖3C之說明相同，在此不贅述。
請同時參閱圖5與圖3D。於一般模式中，在一實施例中，電容式電源轉換電路51的第三功率開關SW3及第五功率開關SW5控制為導通，第二、第四、第六、第七及第八功率開關（SW2、SW4、SW6~SW8）同時控制為不導通。此時對電容式電源轉換電路51而言，第一轉換電容器C1的第一端Nc11具有固定電壓（即Vin）。另一方面，對電感式電源轉換電路52而言，電感式電源轉換電路52的第一功率開關SW1及第九功率開關SW9根據切換控制訊號Ctrl的占空比，週期性地切換電感器L在固定電壓、輸出電壓Vout與接地電位之間的耦接關係，使得比例電壓節點Np上的第三比例電壓Vlx3具有高位準及低位準，高位準對應於固定電壓之位準（即Vin），低位準對應於接地位準。於本實施例的一般模式中，電感電流iL不加速上升或加速下降，其相關細節與前述圖3A及圖3D之說明相同，在此不贅述。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，舉例而言，兩個或以上之實施例可以組合運用，而一實施例中之部分組成亦可用以取代另一實施例中對應之組成部件。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
1,2,3,4,5:切換式電源轉換電路 10:切換控制電路 11:降壓型切換式電源轉換電路 20:切換控制電路 21,31,41,51:電容式電源轉換電路 22,32,42,52:電感式電源轉換電路 C1:第一轉換電容器 C2:第二轉換電容器 Co,Co’:輸出電容 Ctr1~Ctr9:切換控制訊號 Ctrl:切換控制訊號 d1:切換控制訊號 iL,iL’:電感電流 L,L’:電感器 m:第二比例 n:第一比例 Nc11:第一轉換電容器的第一端 Nc12:第一轉換電容器的第二端 Nc21:第二轉換電容器的第一端 Nc22:第二轉換電容器的第二端 Np:比例電壓節點 S1,S2:開關 SW1~SW9:功率開關 SWx,SWy,SWz:功率開關 T1,T2:期間 V1:第一中繼電壓 V2:第二中繼電壓 Vin,Vin’:輸入電壓 VLX’:切換電壓 Vlx1:第一比例電壓 Vlx2:第二比例電壓 Vlx3:第三比例電壓 Vout,Vout’:輸出電壓
圖1A顯示一種先前技術之切換式電源轉換電路。
圖1B顯示對應於圖1A之一種操作波形圖。
圖2A顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種實施例方塊圖。
圖2B顯示對應於圖2A操作於加速上升模式之一種操作波形圖。
圖2C顯示對應於圖2A操作於加速下降模式之一種操作波形圖。
圖2D顯示對應於圖2A操作於一般模式之一種操作波形圖。
圖3A顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖。
圖3B顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於加速上升模式之一種操作波形圖。
圖3C顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於加速下降模式之一種操作波形圖。
圖3D顯示本發明之切換式電源轉換電路操作於一般模式之一種操作波形圖。
圖4顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖。
圖5顯示本發明之切換式電源轉換電路的一種具體實施例示意圖。
無
20:切換控制電路
4:切換式電源轉換電路
41:電容式電源轉換電路
42:電感式電源轉換電路
Cl:第一轉換電容器
Co:輸出電容
Ctr1~Ctr8:切換控制訊號
Ctrl:切換控制訊號
iL:電感電流
L:電感器
Nc11:第一轉換電容器的第一端
Nc12:第一轉換電容器的第二端
Np:比例電壓節點
SW1~SW8:功率開關
V1:第一中繼電壓
V2:第二中繼電壓
Vin:輸入電壓
Vlx1:第一比例電壓
Vlx2:第二比例電壓
Vlx3:第三比例電壓
Vout:輸出電壓

Claims (16)

  1. 一種切換式電源轉換電路，包含： 一第一轉換電容器； 一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關； 一電感器，耦接於一比例電壓節點與一輸出電壓之間，其中有一電感電流流經該電感器； 一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及 一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號； 其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式； 其中於該加速上升模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該切換控制訊號的一占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、一輸入電壓、以及一接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的第一端上產生第一中繼電壓，其中該第一中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第一中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第一中繼電壓之一高位準為該輸入電壓的第一比例，該第一比例為大於1的實數，其中該比例電壓節點具有第一比例電壓； 其中於該加速下降模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、該輸入電壓、以及該接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的該第一端或第二端上產生第二中繼電壓，其中該第二中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第二中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第二中繼電壓之一低位準為該輸入電壓的第二比例，該第二比例為小於等於-1的實數，其中該比例電壓節點具有第二比例電壓； 其中於該加速上升模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第一比例電壓的一高位準與該輸出電壓之差值而決定；其中於該加速下降模式中，該電感電流之一下降斜率根據該第二比例電壓的一低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  2. 如請求項1所述之切換式電源轉換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關中的一部分功率開關導通，而另一部分功率開關不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於一接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  3. 如請求項1所述之切換式電源轉換電路，其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及 第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第七功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第二、第三、第五、第六及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第六功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第二端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第二及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  4. 如請求項3所述之切換式電源轉換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四及第六功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第七功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  5. 如請求項1所述之切換式電源轉換電路，其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第二功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第四功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間； 第五功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及 第七功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第八功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中於該加速上升模式中，該第一、第二、第三、第四及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第三功率開關控制為導通，且該第二、第四及第八功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第二、第四及第八功率開關控制為導通，且該第一及第三功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第一、第五、第六、第七及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第一及第六功率開關控制為導通，且該第五、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第一端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第五、第七及第八功率開關控制為導通，且該第一及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  6. 如請求項5所述之切換式電源轉換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第二及該第四功率開關控制為導通，該第三、第五、第六及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第八功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  7. 一種切換式電源轉換電路，包含： 一第一轉換電容器； 一第二轉換電容器； 一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關； 一電感器，耦接於一比例電壓節點與一輸出電壓之間，其中有一電感電流流經該電感器； 一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及 一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號； 其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於該第二轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第三功率開關，耦接於一輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的第二端之間； 第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與一接地電位之間； 第六功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 第七功率開關，耦接於該第二轉換電容器的第二端與該接地電位之間；以及 第八功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第二端與該輸入電壓之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第九功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式； 其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第九功率開關根據該切換控制訊號的一占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第九功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一轉換電容器的該第一端上的第一中繼電壓具有一高位準，且該比例電壓節點上的第一比例電壓同時具有一高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第九功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第二、第六、第七、第八及第九功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第七功率開關控制為導通，且該第六、第八及第九功率開關同時控制為不導通，使得該第二轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第二轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二轉換電容器的該第一端上的第二中繼電壓具有一低位準，且該比例電壓節點上的第二比例電壓同時具有一低位準；其中於一占空比期間，該第六、第八及第九功率開關控制為導通，且該第二及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第二轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  8. 如請求項7所述之切換式電源轉換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四、第六、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第九功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  9. 一種切換電路，包含： 一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關； 一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及 一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號； 其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式； 其中於該加速上升模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該切換控制訊號的一占空比，週期性地切換一第一轉換電容器在該比例電壓節點、一輸入電壓、以及一接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的第一端上產生第一中繼電壓，其中該第一中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換一電感器在該第一中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第一中繼電壓之一高位準為該輸入電壓的第一比例，該第一比例為大於1的實數，其中該比例電壓節點具有第一比例電壓； 其中於該加速下降模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關用以根據該占空比，週期性地切換該第一轉換電容器在該比例電壓節點、該輸入電壓、以及該接地電位之間的耦接關係，以於該第一轉換電容器的該第一端或第二端上產生第二中繼電壓，其中該第二中繼電壓為脈波形式；該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該第二中繼電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，以產生該輸出電壓；其中該第二中繼電壓之一低位準為該輸入電壓的第二比例，該第二比例為小於等於-1的實數，其中該比例電壓節點具有第二比例電壓； 其中於該加速上升模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第一比例電壓的一高位準與該輸出電壓之差值而決定；其中於該加速下降模式中，該電感電流之一下降斜率根據該第二比例電壓的一低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  10. 如請求項9所述之切換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該複數功率開關中的一部分功率開關導通，而另一部分功率開關不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於一接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  11. 如請求項9所述之切換電路，其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及 第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第七功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第二、第三、第五、第六及第七功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第六功率開關控制為導通，且該第三、第五及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第二端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第二端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第三、第五及第七功率開關控制為導通，且該第二及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  12. 如請求項11所述之切換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四及第六功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第七功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  13. 如請求項9所述之切換電路，其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關，其中該第一功率開關耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點之間，其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第二功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第三功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第四功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間； 第五功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端之間； 第六功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位之間；以及 第七功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第八功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中於該加速上升模式中，該第一、第二、第三、第四及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第三功率開關控制為導通，且該第二、第四及第八功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有該高位準，且該第一比例電壓同時具有該高位準；其中於一非占空比期間，該第二、第四及第八功率開關控制為導通，且該第一及第三功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第一、第五、第六、第七及第八功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第一及第六功率開關控制為導通，且該第五、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，其中該第一轉換電容器的該第一端具有該第二中繼電壓，使得該第二中繼電壓具有該低位準，且該第二比例電壓同時具有該低位準；其中於一占空比期間，該第五、第七及第八功率開關控制為導通，且該第一及第六功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  14. 如請求項13所述之切換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第二及該第四功率開關控制為導通，該第三、第五、第六及第七功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第八功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
  15. 一種切換電路，包含： 一電容式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關包括至少一共用功率開關； 一電感式電源轉換電路，包括複數功率開關，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關包括該至少一共用功率開關；以及 一切換控制電路，用以產生一切換控制訊號； 其中該至少一共用功率開關包括第一功率開關及第二功率開關，該第一功率開關耦接於一第一轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間，該第二功率開關耦接於一第二轉換電容器的第一端與該比例電壓節點之間；其中該電容式電源轉換電路配置為一泵壓（charge pump）電路，其中該電容式電源轉換電路的該複數功率開關更包括： 第三功率開關，耦接於一輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端之間； 第四功率開關，耦接於該輸入電壓與該第一轉換電容器的第二端之間； 第五功率開關，耦接於該第一轉換電容器的該第二端與一接地電位之間； 第六功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位之間； 第七功率開關，耦接於該第二轉換電容器的第二端與該接地電位之間；以及 第八功率開關，耦接於該第二轉換電容器的該第二端與該輸入電壓之間； 其中該電感式電源轉換電路配置為一降壓型（buck）切換式電源轉換電路，其中該電感式電源轉換電路的該複數功率開關更包括第九功率開關，耦接於該比例電壓節點與該接地電位之間； 其中該切換式電源轉換電路操作於一加速上升模式及一加速下降模式； 其中於該加速上升模式中，該第一、第三、第四、第五及第九功率開關根據該切換控制訊號的一占空比而對應操作，其中於一占空比期間，該第一及第四功率開關控制為導通，且該第三、第五及第九功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第二端間的連接路徑，以及該第一轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一轉換電容器的該第一端上的第一中繼電壓具有一高位準，且該比例電壓節點上的第一比例電壓同時具有一高位準；其中於一非占空比期間，該第三、第五及第九功率開關控制為導通，且該第一及第四功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第一轉換電容器的該第一端間的連接路徑、該第一轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第一中繼電壓具有一低位準，而該第一比例電壓同時具有一接地位準； 其中於該加速下降模式中，該第二、第六、第七、第八及第九功率開關根據該占空比而對應操作，其中於一非占空比期間，該第二及第七功率開關控制為導通，且該第六、第八及第九功率開關同時控制為不導通，使得該第二轉換電容器的該第二端與該接地電位間的連接路徑，以及該第二轉換電容器的該第一端與該比例電壓節點間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二轉換電容器的該第一端上的第二中繼電壓具有一低位準，且該比例電壓節點上的第二比例電壓同時具有一低位準；其中於一占空比期間，該第六、第八及第九功率開關控制為導通，且該第二及第七功率開關同時控制為不導通，使得該輸入電壓與該第二轉換電容器的該第二端間的連接路徑、該第二轉換電容器的該第一端與該接地電位間的連接路徑，以及該比例電壓節點與該接地電位間的連接路徑被控制為導通，進而使得該第二中繼電壓具有一高位準，而該第二比例電壓同時具有該接地位準。
  16. 如請求項15所述之切換電路，更操作於一一般模式，其中於該一般模式中，該電容式電源轉換電路的該第三及該第五功率開關控制為導通，該第二、第四、第六、第七及第八功率開關同時控制為不導通，使得該第一轉換電容器的該第一端具有一固定電壓；該電感式電源轉換電路的該第一及該第九功率開關根據該占空比，週期性地切換該電感器在該固定電壓、該輸出電壓與該接地電位之間的耦接關係，使得該比例電壓節點上的一第三比例電壓具有一高位準及一低位準，該高位準對應於該固定電壓之位準，該低位準對應於該接地位準；其中該固定電壓之位準大致上與該輸入電壓相等； 其中於該一般模式中，該電感電流之一上升斜率根據該第三比例電壓的該高位準與該輸出電壓之差值而決定，該電感電流之一下降斜率根據該第三比例電壓的該低位準與該輸出電壓之差值而決定。
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