TWI487261B - 電子系統、電壓轉換電路及其電壓轉換方法 - Google Patents

電子系統、電壓轉換電路及其電壓轉換方法 Download PDF

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Description

電子系統、電壓轉換電路及其電壓轉換方法
本發明乃是關於一種電壓轉換電路，特別是指一種能夠提高電壓轉換效率之電壓轉換電路。
隨著電子科技的進步，人們對於電子相關的產品的要求也日益增高。為了提供人們物美價廉的商品，如何有效的節省電子產品的體積成了現今電子產品設計者的重要課題。由於一般電子裝置中，都需要多組的電源來提供做為工作電壓，為了避免使用多個體積龐大的變壓器來提供這些不同電壓的電源，電源轉換裝置(Power Converter)成為最受設計者歡迎的一種電源供應裝置。
請參照圖1，圖1為傳統電壓轉換電路之電路示意圖。傳統電壓轉換電路100包括電感L’、N型電晶體QN、P型電晶體QP、電壓控制器110與輸出電容COUT’。電感L’之一端連接至輸入電壓VIN’。N型電晶體QN之汲極連接至電感L’之另一端，N型電晶體QN之閘極接收第一驅動信號LG，，並且N型電晶體QN之源極連接一接地電壓GND’。P型電晶體QP之源極連接N型電晶體QN之汲極，P型電晶體QP之閘極連接第二驅動信號UG，，並且P型電晶體QP之汲極輸出一輸出電壓VOUT’。輸出電容COUT’之一端連接P型電晶體QP之汲極，並且輸出電容COUT’之另一端連接接地電壓GND’。
在先前技藝下，不論傳統電壓轉換電路100連接至輕載或重載，第一驅動信號LG’與第二驅動信號UG’之驅動波形都是相同的。因此，當N型電晶體QN導通或截止時，則P型電晶體QP會對應的截止或導通。當第一驅動信號LG’在高電壓準位與低電壓準位之間進行轉態時，則N型電晶體QN會產生一寄生電容Cgs’且形成一電流通道，故傳統電壓轉換電路100會產生一開關電流ISWN’流經寄生電容Cgs’。同樣地，當第二驅動信號UG’在高電壓準位與低電壓準位之間進行轉態時，則P型電晶體QP會產生一寄生電容Cgd’且形成另一電流通道，故傳統電壓轉換電路100會產生一開關電流ISWP’流經寄生電容Cgd’。因此，開關電流ISWN’、ISWP’屬於晶片內部所產生之電流，並且在效率轉換方程式上，開關電流ISWN’、ISWP’是屬於輸出電流之一部分，故會降低電壓轉換電路100之電壓轉換效率。
本發明實施例提供一種電壓轉換電路，用以將一輸入電壓予以升壓。所述電壓轉換電路包括儲能電感、N型電晶體、P型電晶體、電流比較器、多工器、第一驅動器與第二驅動器。儲能電感之一端連接輸入電壓。N型電晶體之汲極連接儲能電感之另一端，N型電晶體之閘極接收第一驅動信號並據此決定導通或截止狀態，N型電晶體之源極連接接地電壓。P型電晶體之源極連接儲能電感之另一端，P型電晶體之閘極接收第二驅動信號並據此決定導通或截止狀態，P型電晶體之汲極輸出一輸出電壓。電流比較器電性連接N型電晶體之源極以接收感測電流，所述電流比較器將感測電流與門檻電流進行比較以判斷負載類型並據此輸出比較信號。多工器電性連接電流比較器以接收比較信號，所述多工器接收輸入電壓與輸出電壓並根據比較信號輸出工作電壓。第一驅動器電性連接多工器與N型電晶體，所述第一驅動器接收脈寬控制信號與 工作電壓並據此輸出第一驅動信號，其中第一驅動信號為振盪訊號並且其高準位電壓值等於工作電壓之電壓值。第二驅動器電性連接電流比較器與P型電晶體，所述第二驅動器接收比較信號、脈寬控制信號與高電壓準位之預定直流電壓並據此輸出第二驅動信號。當感測電流之電流值小於門檻電流之電流值時，則電流比較器輸出高電壓準位之比較信號，以使得工作電壓等於輸入電壓並且第二驅動信號之電壓準位等於預定直流電壓，藉此以截止P型電晶體，其中流經N型電晶體之寄生電容之切換電流為輸入電壓所產生。
在本發明其中一個實施例中，電流比較器之負輸入端電性連接N型電晶體之源極，並且電流比較器之正輸入端接收門檻電流。
在本發明其中一個實施例中，當感測電流之電流值小於門檻電流之電流值時，則表示電壓轉換電路之輸出電壓電性連接至輕載，並且當感測電流之電流值大於門檻電流之電流值時，則表示電壓轉換電路之輸出電壓電性連接至重載。
在本發明其中一個實施例中，當感測電流之電流值大於門檻電流之電流值時，則電流比較器輸出低電壓準位之比較信號，以使得工作電壓等於輸出電壓並且第一與第二驅動信號之波形相同，其中流經N型電晶體之寄生電容之切換電流為輸出電壓所產生。
在本發明其中一個實施例中，電壓轉換電路更包括電壓選擇器。電壓選擇器電性連接輸入電壓、輸出電壓與P型電晶體之基極，並且P型電晶體具有反向串聯之第一本體二極體與第二本體二極體，所述P型電晶體之源極連接至第一本體二極體之陽極。
在本發明其中一個實施例中，N型電晶體包括第一電晶體、開關與第二電晶體。第一電晶體之汲極連接儲能電感之另一端，第一電晶體之閘極連接第一驅動器以接收第一驅動信號，第一電晶體之源極連接接地電壓。開關之第一端連接第一電晶體之閘極， 開關之控制端連接電流比較器以接收比較信號並據此決定導通或截止狀態。第二電晶體之汲極連接儲能電感之另一端，第二電晶體之閘極連接開關之第二端，第二電晶體之源極連接接地電壓，所述第二電晶體之寬長比為所述第一電晶體之寬長比的X倍，其中X為大於1之有理數。
在本發明其中一個實施例中，當比較信號為高電壓準位時，則開關進入截止狀態以使得第二電晶體進入截止狀態，藉此以降低N型電晶體之寬長比且降低寄生電容之電容值，進而降低切換電流之電流值以提高轉換效率；當比較信號為低電壓準位時，則開關進入導通狀態以使得第二電晶體並聯於第一電晶體。
在本發明其中一個實施例中，電壓轉換電路更包括時脈產生器。時脈產生器電性連接電流比較器以接收比較信號，所述時脈產生器用以產生時脈訊號並且根據比較信號來調整時脈訊號之頻率。當比較訊號為低電壓準位時，則時脈產生器所產生之時脈訊號具有第一振盪頻率，當比較訊號為高電壓準位，則時脈產生器將時脈訊號之第一振盪頻率降低至第二振盪頻率，藉此以降低電壓轉換電路之功耗。
本發明實施例另提供一種電壓轉換方法，用於電壓轉換電路。所述電壓轉換電路包括儲能電感、N型電晶體、P型電晶體、電流比較器、多工器、第一驅動器與第二驅動器。儲能電感之一端連接輸入電壓。N型電晶體之汲極連接儲能電感之另一端，N型電晶體之閘極接收第一驅動信號並據此決定導通或截止狀態，N型電晶體之源極連接接地電壓。P型電晶體之源極連接儲能電感之另一端，P型電晶體之閘極接收第二驅動信號並據此決定導通或截止狀態，P型電晶體之汲極輸出一輸出電壓。電流比較器電性連接N型電晶體之源極以接收感測電流，所述電流比較器將感測電流與門檻電流進行比較以判斷負載類型並據此輸出比較信號。多工器電性連接電流比較器以接收比較信號，所述多工器接收輸入電壓 與輸出電壓並根據比較信號輸出工作電壓。第一驅動器電性連接多工器與N型電晶體，所述第一驅動器接收脈寬控制信號與工作電壓並據此輸出第一驅動信號，其中第一驅動信號為振盪訊號並且其高準位電壓值等於工作電壓之電壓值。第二驅動器電性連接P型電晶體，所述第二驅動器接收脈寬控制信號與高電壓準位之預定直流電壓並據此輸出第二驅動信號。當感測電流之電流值小於門檻電流之電流值時，則電流比較器輸出高電壓準位之比較信號，以使得工作電壓等於輸入電壓並且第二驅動信號之電壓準位等於預定直流電壓，藉此以截止P型電晶體，其中流經N型電晶體之寄生電容之切換電流為輸入電壓所產生。電壓轉換方法包括以下步驟：透過電流比較器，判斷是否感測電流是否小於門檻電流；當感測電流之電流值小於門檻電流之電流值，電流比較器輸出高電壓準位之比較信號；透過多工器，根據高電壓準位之比較信號選擇輸入電壓以作為工作電壓；透過第一驅動器，以輸出第一驅動信號，其中第一驅動信號為振盪信號且其電壓準位等於工作電壓之電壓準位；以及透過第二驅動器，以使得第二驅動信號之電壓準位等於預定直流電壓，藉此以截止P型電晶體。
本發明實施例再提供一種電子系統，電子系統包括電壓轉換電路與負載。電壓轉換電路用以接收輸入電壓並且予以升壓為輸出電壓。負載電性連接至電壓轉換電路以接收輸出電壓。
綜上所述，本發明實施例所提出之電子系統、電壓轉換電路及其電壓轉換方法，在當電流比較器判斷感測電流之電流值小於門檻電流之電流值時，透過多工器與第一驅動器使得流經N型電晶體之寄生電容之切換電流為輸入電壓所產生。再者，透過開關來降低N型電晶體之寬長比來降低寄生電容之電容值，進而降低切換電流之電流值以提高電壓轉換電路之轉換效率。此外，透過將時脈產生器之第一振盪頻率降低至第二振盪頻率，藉此以降低電壓轉換電路之功耗。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
100‧‧‧傳統電壓轉換電路
110‧‧‧電壓控制器
200、600、700、800‧‧‧電壓轉換電路
210‧‧‧電流比較器
220‧‧‧多工器
230‧‧‧第一驅動器
240‧‧‧第二驅動器
250‧‧‧電壓選擇器
260‧‧‧回授控制電路
270‧‧‧脈寬調變控制電路
280‧‧‧時脈產生器
1000‧‧‧電子系統
1010‧‧‧電壓轉換電路
1020‧‧‧負載
Cgs、Cgs’、Cgd’、Cgd、Cgd1、Cgd2、Cgs1、Cgs2‧‧‧寄生電容
CK‧‧‧時脈信號
CS‧‧‧回授控制信號
COUT、COUT’‧‧‧輸出電容
CV1、CV2‧‧‧曲線
D1‧‧‧第一本體二極體
D2‧‧‧第二本體二極體
GND、GND’‧‧‧接地電壓
L‧‧‧儲能電感
L’‧‧‧電感
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
NM‧‧‧N型電晶體
PM‧‧‧P型電晶體
PS‧‧‧脈寬控制信號
SW‧‧‧開關
S910、S920、S930、S940、S950、S960、S970‧‧‧步驟
ILOAD‧‧‧負載電流
IL‧‧‧電感電流
ISEN‧‧‧感測電流
ISWN、ISWN1、ISWN2‧‧‧切換電流
ISWP’、ISWN’‧‧‧開關電流
ITH‧‧‧門檻電流
LG、LG’‧‧‧第一驅動信號
QN‧‧‧N型電晶體
QP‧‧‧P型電晶體
T1‧‧‧負輸入端
T2‧‧‧正輸入端
UG、UG’‧‧‧第二驅動信號
VC‧‧‧工作電壓
VR‧‧‧比較信號
VMAX‧‧‧預定直流電壓
VIN、VIN’‧‧‧輸入電壓
VOUT、VOUT’‧‧‧輸出電壓
圖1為傳統電壓轉換電路之電路示意圖。
圖2為根據本發明例示性實施例所繪示之電壓轉換電路之區塊示意圖。
圖3為根據本發明實施例之對照圖2之電壓轉換電路連接至輕載之驅動波形圖。
圖4為根據本發明實施例之對照圖2之電壓轉換電路連接至重載之驅動波形圖。
圖5為根據本發明實施例之電壓轉換電路之轉換效率之曲線圖。
圖6為根據本發明另一實施例所繪示之電壓轉換電路之電路示意圖。
圖7為根據本發明更一實施例之電壓轉換電路之電路示意圖。
圖8為根據本發明另一實施例之電壓轉換電路之電路示意圖。
圖9為根據本發明實施例之電壓轉換方法之流程圖。
圖10為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字 始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
〔電壓轉換電路的實施例〕
請參照圖2，圖2為根據本發明例示性實施例所繪示之電壓轉換電路之區塊示意圖。在本實施例中，電壓轉換電路200用以將輸入電壓VIN升壓為輸出電壓VOUT，並且電壓轉換電路200包括儲能電感L、N型電晶體NM、P型電晶體PM、電流比較器210、多工器220、第一驅動器230、第二驅動器240、電壓選擇器250、回授控制電路260、脈寬調變控制電路270與時脈產生器280。
儲能電感L之一端電性連接輸入電壓VIN。N型電晶體NM之汲極電性連接儲能電感L之另一端，N型電晶體NM之閘極電性接收第一驅動信號LG，並且N型電晶體NM之源極電性連接接地電壓GND。P型電晶體PM之源極電性連接儲能電感L之另一端，P型電晶體PM之閘極接收第二驅動信號UG，並且P型電晶體PM之汲極輸出一輸出電壓VOUT，其中P型電晶體PM具有彼此反向串聯之第一本體二極體D1與第二本體二極體D2，所述P型電晶體PM之源極連接至第一本體二極體D1之陽極。電流比較器210之負輸入端T1電性連接N型電晶體NM之源極，並且電流比較器210之正輸入端T2接收門檻電流ITH。第一驅動器230電性連接多工器220與N型電晶體NM之閘極。第二驅動器240電性連接電流比較器210與P型電晶體PM之閘極。電壓選擇器250電性連接輸入電壓VIN、輸出電壓VOUT與P型電晶體PM之基極(Bulk)，其中P型電晶體PM之基極電性連接第一本體二極體D1。回授控制電路260電性連接輸出電壓VOUT與脈寬調變控制電路270之間。脈寬調變控制電路270電性連接第一 驅動器230與第二驅動器240。時脈產生器280電性連接脈寬調變控制電路270與電流比較器210。
關於儲能電感L，儲能電感L用以自輸入電壓VIN汲取能量以儲存起來，並具有一電感電流IL流經儲存電感L。
關於N型電晶體NM，N型電晶體NM用以作為開關電晶體(switch transistor)，並且根據第一驅動信號LG來決定本身之導通或截止狀態。
關於P型電晶體PM，P型電晶體PM用以作為開關電晶體(switch transistor)，並且根據第二驅動信號UG來決定本身之導通或截止狀態。
關於電流比較器210，電流比較器210用以判斷電壓轉換電路200所連接之負載類型，亦即電流比較器210判斷電壓轉換電路200連接至輕載或重載。進一步來說，電流比較器210接收感測電流ISEN與門檻電流ITH並且將感測電流ISEN與門檻電流ITH之電流值進行比較，之後，電流比較器210根據電流值之比較結果輸出對應的比較信號VR。在本實施例中，當感測電流ISEN之電流值小於門檻電流ITH之電流值時，則表示電壓轉換電路200之輸出電壓VOUT之一端電性連接至一輕載並且電流比較器210會輸出高電壓準位之比較信號VR；當感測電流ISEN之電流值大於門檻電流ITH之電流值時，則表示電壓轉換電路200之輸出電壓VOUT之一端電性連接至一重載並且電流比較器210會輸出低電壓準位之比較信號VR。值得一提的是，其中門檻電流ITH之電流值是由設計者根據電壓轉換效率之曲線來決定。
關於多工器220，多工器220用以接收比較信號VR、輸入電壓VIN與輸出電壓VOUT並且根據該比較信號VR之電壓準位輸出一工作電壓VC。進一步來說，在本實施例中，當比較信號VR為高電壓準位時，則多工器220輸出一輸入電壓VIN以作為工作電壓VC；當比較信號VR為低電壓準位時，則多工器220輸出一輸出電壓 VOUT以作為工作電壓VC。
關於第一驅動器230，第一驅動器230用以接收脈寬控制信號PS與工作電壓VC並且根據脈寬控制信號PS與工作電壓VC輸出第一驅動信號LG至N型電晶體NM之閘極，其中第一驅動信號LG為振盪訊號並且其高準位電壓值等於工作電壓VC之電壓值。進一步來說，當工作電壓VC為輸入電壓VIN並且輸入電壓VIN之電壓值為3.3伏特時，則第一驅動信號LG之高準位電壓值為3.3伏特；當工作電壓VC為輸出電壓VOUT並且輸出電壓VOUT之電壓值為5伏特時，則第一驅動信號LG之高準位電壓值為5伏特。
關於第二驅動器240，第二驅動器240用以接收比較信號VR、脈寬控制信號PS與預定直流電壓VMAX，並且據此輸出第二驅動信號UG至P型電晶體PM之閘極。進一步來說，當第二驅動信號UG為高電壓準位時，第二驅動器240輸出預定直流電壓VMAX(作為第二驅動信號UG)至P型電晶體PM之閘極以截止P型電晶體PM；當第二驅動信號UG為低電壓準位時，第二驅動器240輸出比較信號VR與脈寬控制信號PS(作為第二驅動信號UG)至P型電晶體PM之閘極，以使P型電晶體PM根據低電壓準位之第二驅動信號UG而導通，並且根據高電壓準位之第二驅動信號UG而截止。
關於電壓選擇器250，電壓選擇器250所輸出至P型電晶體之基極(BULK)之電壓為根據輸入電壓VIN與輸出電壓VOUT之電壓值所決定。舉例來說，當輸入電壓為3.3伏特且輸出電壓為5伏特，則電壓選擇器250會輸出5伏特之電壓(相同於預定直流電壓VMAX)至P型電晶體PM之基極(BULK)；當輸入電壓為4.5伏特且輸出電壓為3.3伏特，則電壓選擇器250會輸出4.5伏特之電壓(相同於預定直流電壓VMAX)至P型電晶體PM之基極(BULK)。
關於回授控制電路260，回授控制電路260用以偵測輸出電壓VOUT並且接收輸出電壓VOUT與時脈信號CK以穩定電壓轉 換電路200，並據此輸出回授控制信號CS至脈寬調變控制電路270。
關於脈寬調變控制電路270，脈寬調變控制電路270接收回授控制電路260所傳送之回授控制信號CS與時脈信號CK並且根據回授控制信號CS來輸出具有一工作責任比之脈寬控制信號PS至第一驅動器230與第二驅動器240。
關於時脈產生器280，時脈產生器280用以產生一具有第一振盪頻率之時脈信號CK並且傳送至脈寬調變控制電路270與回授控制電路260。
接下來要教示的，是進一步說明電壓轉換電路200的工作原理。在進行下述說明前，須先說明的是，為了方便了解本揭露內容，假設輸入電壓VIN之電壓值為3.3伏特、輸出電壓VOUT之電壓值為5伏特並且預定直流電壓VMAX之電壓值為5伏特，但不以本實施例為限。
在本揭露內容中，電壓轉換電路200之輸出電壓VOUT之一端會電性連接至輕載或重載其中之一，因此，電壓轉換電路200透過電流比較器210來進行負載類型之初步判斷，以決定多工器220、第一驅動器230與第二驅動器240之對應動作，其中感測電流ISEN與負載電流IL之間具有正相關關係，所以電流比較器210透過汲取感測電流ISEN來獲得負載類型之資訊。進一步來說，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值小於門檻電流ITH之電流值，則這表示電壓轉換電路200之輸出電壓VOUT電性連接至輕載，並且電流比較器210會輸出高電壓準位之比較信號VR至多工器220與第二驅動器240。之後，多工器220會根據高電壓準位之比較信號VR選擇輸入電壓VIN來作為工作電壓VC並傳送工作電壓VC至第一驅動器230以調整脈寬控制信號PS之最大振幅，並且第二驅動器240會根據高電壓準位之比較信號VR輸出預定直流電壓VMAX至P型電晶體PM之閘極以截止P型電晶體PM(此時，第二驅動信號UG 為預定直流電壓VMAX)，其中第一驅動器230會輸出第一驅動信號LG(亦即振盪訊號)至N型電晶體NM之閘極以控制N型電晶體NM之導通與截止狀態。
值得一提的是，請同時參照圖2與圖3，圖3為根據本發明實施例之對照圖2之電壓轉換電路連接至輕載之驅動波形圖。當第一驅動信號LG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，N型電晶體NM會因為高頻效應而在其閘源極之間產生一寄生電容Cgs與在其閘汲極之間產生一寄生電容Cgd，並且流經該N型電晶體NM之寄生電容Cgs與Cgd之切換電流ISWN為輸入電壓VIN所產生。此外，因為P型電晶體PM根據預定直流電壓VMAX而處於截止狀態，所以P型電晶體PM並不會產生任何的高頻電容效應，以汲取任何之切換電流。詳細來說，在式(1)中，其中符號Pe表示功率轉換效率，Vo表示輸出電壓，Io表示輸出電流，Vin表示輸入電壓並且Iin表示輸入電流。相較於先前技藝，因為切換電流ISWN是從輸入電壓VIN所產生，所以切換電流ISWN可以視為輸入電流之一部分，亦即切換電流ISWN不再視為輸出電壓VOUT之負載電流。
Pe=(Vo×Io)/(Vin×Iin) 式(1)
接下來，由圖3可知，第二驅動信號UG一直處於5伏特之電壓準位，所以P型電晶體PM會被一直處於截止狀態。當第一驅動信號LG處於高電壓準位時，N型電晶體NM會根據第一驅動信號LG而進入導通狀態(感測電流ISEN會上升)並且輸入電壓VIN會產生一電感電流IL流經儲能電感L以將能量儲存在儲能電感L內，當第一驅動信號LG處於低電壓準位時，N型電晶體NM會根據第一驅動信號LG而進入截止狀態(感測電流ISEN會下降至接近零電流)，並且透過電流方式將能量傳送至輸出電容COUT內以將輸入電壓VIN(如3.3伏特)升壓至輸出電壓VOUT(如5伏特)。須注意的是，由於作為主電流通道之P型電晶體PM處於截止狀態，所以能量需要 從第一本體二極體D1與第二本體二極體D2傳送至輸出電容COUT上。
另一方面，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值大於門檻電流ITH之電流值，則這表示電壓轉換電路200之輸出電壓VOUT之一端電性連接至重載，並且電流比較器210輸出低電壓準位之比較信號VR至多工器220與第二驅動器240。之後，多工器220會根據低電壓準位之比較信號VR選擇輸出電壓VOUT來作為工作電壓VC並傳送工作電壓VC至第一驅動器230以調整脈寬控制信號PS之最大振幅，並且第二驅動器240會根據低電壓準位之比較信號VR來將脈寬控制信號PS作為第二驅動信號UG並傳送至P型電晶體PM之閘極以控制P型電晶體PM之導通與截止狀態，其中第一驅動器230也會輸出第一驅動信號LG(亦即振盪訊號)至N型電晶體NM之閘極以控制N型電晶體NM之導通與截止狀態。
值得一提的是，請同時參照圖2與圖4，圖4為根據本發明實施例之對照圖2之電壓轉換電路連接至重載之驅動波形圖。當第一驅動信號LG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，N型電晶體NM會因為高頻效應而在其閘源極之間產生一寄生電容Cgs與在其閘汲極之間產生一寄生電容Cgd，並且流經該N型電晶體NM之寄生電容Cgs與Cgd之切換電流ISWN為輸出電壓VOUT所產生。此外，當第二驅動信號UG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，P型電晶體PM會因為高頻效應而在其閘汲極之間產生一閘汲極寄生電容Cgd與在其閘源極之間產生一寄生電容Cgs，並且流經該P型電晶體PM之寄生電容Cgs與Cgd之切換電流為晶片內部所產生。此時，N型電晶體NM之切換電流ISWN與P型電晶體PM之切換電流為式(1)中輸出電流之一部分。
接下來，由圖4可知，第一驅動器230所輸出之第一驅動信號LG與第二驅動器240所輸出之第二驅動信號UG之波形相同，所以 N型電晶體NM與P型電晶體PM會彼此交替地導通。進一步來說，當第一驅動信號LG與第二驅動信號UG處於高電壓準位時，則N型電晶體NM會根據第一驅動信號LG而進入導通狀態(感測電流ISEN會上升)並且P型電晶體PM會根據第二驅動信號UG而進入截止狀態。之後，輸入電壓VIN會產生一電感電流IL流經儲能電感L以將能量儲存在儲能電感L內。當第一驅動信號LG與第二驅動信號UG處於低電壓準位時，則N型電晶體NM會根據第一驅動信號LG而進入截止狀態(感測電流ISEN會下降)並且P型電晶體PM會根據第二驅動信號UG而進入導通狀態，並且透過電流方式將能量傳送至輸出電容COUT內以將輸入電壓VIN(如3.3伏特)升壓至輸出電壓VOUT(如5伏特)。
請參照圖5，圖5為根據本發明實施例之電壓轉換電路之轉換效率之曲線圖。在圖5中，橫軸為負載電流(單位為毫安培)，縱軸為轉換效率(單位為%)，曲線CV1為先前技術下之電壓轉換電路之電壓轉換效率之曲線，並且曲線CV2為本實施例之電壓轉換電路連接輕載之電壓轉換效率之曲線。從圖5可知，設計者能夠在曲線CV與CV2之交叉點設定為門檻電流ITH，以便根據轉換效率來區分輕載或重載。簡單來說，當負載電流小於門檻電流ITH時，則表示電壓轉換電路連接至輕載並利用本揭露內容之相關機制，藉此以提升轉換效率。當負載電流大於門檻電流ITH時，則表示電壓轉換電路連接至重載，則可透過先前技術下之工作機制來維持高轉換效率。因此，如圖5可知，本揭露內容在當電壓轉換電路連接至輕載時，能夠提高電壓轉換效率，其最高之轉換效率可以達到13%。
為了更詳細地說明本發明所述之電壓轉換電路200的運作流程，以下將舉多個實施例中至少之一來作更進一步的說明。
在接下來的多個實施例中，將描述不同於上述圖2實施例之部分，且其餘省略部分與上述圖2實施例之部分相同。此外，為說明便利起見，相似之參考數字或標號指示相似之元件。
〔電壓轉換電路的另一實施例〕
在本實施例中，當電壓轉換電路連接至輕載時，透過開關技術來降低N型電晶體之寬長比以降低N型電晶體之高頻效應，亦即透過開關技術來降低寄生電容之電容值，以進一步改善電壓轉換電路之轉換效率。
請參照圖6，圖6為根據本發明另一實施例所繪示之電壓轉換電路之電路示意圖。如圖6所示，在本實施例之電壓轉換電路600之N型電晶體NM包括第一電晶體M1、開關SW與第二電晶體M2，其中第一電晶體M1與第二電晶體M2皆為N型金屬氧化半導體電晶體。須注意的是，第二電晶體M2之寬長比為第一電晶體M1之寬長比的X倍，其中X為大於1之有理數。在本實施例中，第一電晶體M1之寬長比(W1/L1)等於1，並且第二電晶體M2之寬長比(W2/L2)等於99，因此N型電晶體NM之寬長比為100。
第一電晶體M1之汲極連接儲能電感L之另一端，第一電晶體M1之閘極連接第一驅動器230以接收第一驅動信號LG，第一電晶體M1之源極連接接地電壓GND。開關SW之第一端連接第一電晶體M1之閘極，開關SW之控制端連接電流比較器210。第二電晶體M2之汲極連接儲能電感L之另一端，第二電晶體M2之閘極連接開關SW之第二端，第二電晶體M2之源極連接接地電壓GND。
關於開關SW，開關SW是一低致能(low-active)開關。當比較信號VR為高電壓準位時，則開關SW進入截止狀態以使得第二電晶體M2進入截止狀態，藉此以降低N型電晶體NM之寬長比且降低寄生電容之電容值，進而降低切換電流之電流值以提高電壓轉換效率。當比較信號VR為低電壓準位時，則開關SW進入導通狀態以使得第二電晶體M2並聯連接第一電晶體M1。
接下來要教示的，是進一步說明電壓轉換電路600的工作原理。在進行下述說明前，須先說明的是，為了方便了解本揭露內容，假設輸入電壓VIN之電壓值為3.3伏特、輸出電壓VOUT之電壓 值為5伏特並且預定直流電壓VMAX之電壓值為5伏特，但不以本實施例為限。
同理，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值小於門檻電流ITH之電流值，則這表示電壓轉換電路600之輸出電壓VOUT電性連接至輕載，並且電流比較器210會輸出高電壓準位之比較信號VR至開關SW、多工器220與第二驅動器240、時脈產生器280。之後，多工器220會根據高電壓準位之比較信號VR選擇輸入電壓VIN來作為工作電壓VC並且傳送工作電壓VC至第一驅動器230以調整脈寬控制信號PS之最大振幅。開關SW會根據高電壓準位之比較信號VR進入截止狀態以使截止掉第二電晶體M2。第二驅動器240會根據高電壓準位之比較信號VR輸出預定直流電壓VMAX至P型電晶體PM之閘極以截止P型電晶體PM(此時，第二驅動信號UG為預定直流電壓VMAX)，其中第一驅動器230會輸出第一驅動信號LG(亦即振盪訊號)至第一電晶體M1之閘極以控制第一電晶體M1之導通與截止狀態。
當第一驅動信號LG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，第一電晶體M1會因為高頻效應而在其閘源極之間產生一寄生電容Cgs1與在其閘汲極之間產生一寄生電容Cgd1，並且流經第一電晶體M1之寄生電容Cgs1與Cgd1之切換電流ISWN1為輸入電壓VIN所產生。再者，因為第二電晶體M2處於截止狀態，所以並不會因為高頻效應而產生寄生電容Cgs2與Cgd2。故，N型電晶體NM之寬長比會從100下降至1，進而大幅地降低了寄生電容之電容值，並且同時地使切換電流之電流值下降；從另一觀點來看，N型電晶體NM內之電晶體導通顆數為從100顆電晶體下降至1顆電晶體。此外，因為P型電晶體PM根據預定直流電壓VMAX而處於截止狀態，所以P型電晶體PM也不會產生任何的高頻電容效應，以汲取任何之切換電流。
同樣地，當第一驅動信號LG處於高電壓準位時，第一電晶體 M1會根據第一驅動信號LG而進入導通狀態並且輸入電壓VIN會產生一電感電流流經儲能電感L以將能量儲存在儲能電感L內。當第一驅動信號LG處於低電壓準位時，第一電晶體M1會根據第一驅動信號LG而進入截止狀態，並且透過電流方式將能量傳送至輸出電容COUT內以將輸入電壓VIN(如3.3伏特)升壓至輸出電壓VOUT(如5伏特)。須注意的是，由於作為主電流通道之P型電晶體PM處於截止狀態，所以能量需要從第一本體二極體D1傳送至輸出電容COUT上。
另一方面，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值大於門檻電流ITH之電流值，則這表示電壓轉換電路600之輸出電壓VOUT電性連接至重載，並且電流比較器210輸出低電壓準位之比較信號VR至開關SW、多工器220與第二驅動器240、時脈產生器280。之後，多工器220會根據低電壓準位之比較信號VR選擇輸出電壓VOUT來作為工作電壓VC並傳送工作電壓VC至第一驅動器230以調整脈寬控制信號PS之最大振幅。開關SW會根據低電壓準位之比較信號VR進入導通狀態以使第二電晶體M2並聯連接於第一電晶體M1。第二驅動器240會根據低電壓準位之比較信號VR來將脈寬控制信號PS作為第二驅動信號UG並傳送至P型電晶體PM之閘極以控制P型電晶體PM之導通與截止狀態，其中第一驅動器230也會輸出第一驅動信號LG(亦即振盪訊號)至第一電晶體M1之閘極以控制第一電晶體M1之導通與截止狀態。
當第一驅動信號LG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，第一電晶體M1與第二電晶體M2會因為高頻效應而在其閘源極之間分別產生寄生電容Cgs1及Cgs2，並且流經電晶體M1、M2之寄生電容Cgs1、Cgs2之切換電流ISWN1、ISWN2為輸入電壓VIN所產生。此外，當第二驅動信號UG從高電壓準位轉態至低電壓準位或從低電壓準位轉態至高電壓準位時，P型電晶體PM會因為高頻效應而在其閘汲極之間產生一閘汲極寄 生電容(未繪示)，並且流經該N型電晶體NM之寄生電容之切換電流為晶片內部所產生。第一與第二電晶體M1、M2之切換電流ISWN1、ISWN2與P型電晶體PM之切換電流為式(1)中輸出電流之一部分。
接下來，第一驅動器230所輸出之第一驅動信號LG與第二驅動器240所輸出之第二驅動信號UG之波形相同，所以電晶體M1、M2與P型電晶體PM會彼此交替地導通。進一步來說，當第一驅動信號LG與第二驅動信號UG處於高電壓準位時，則電晶體M1、M2會根據第一驅動信號LG而進入導通狀態並且P型電晶體PM會根據第二驅動信號UG而進入截止狀態。之後，輸入電壓VIN會產生一電感電流流經儲能電感L以將能量儲存在儲能電感L內。當第一驅動信號LG與第二驅動信號UG處於低電壓準位時，則電晶體M1、M2會根據第一驅動信號LG而進入截止狀態並且P型電晶體PM會根據第二驅動信號UG而進入導通狀態，並且透過電流方式將能量傳送至輸出電容COUT內以將輸入電壓VIN(例如3.3伏特)升壓至輸出電壓VOUT(例如5伏特)。
〔電壓轉換電路的更一實施例〕
請參照圖7，圖7為根據本發明更一實施例之電壓轉換電路之電路示意圖。與上述圖2實施例之相異處在於，本實施例之電壓轉換電路700中的時脈產生器280更電性連接至電流比較器210之輸出端以接收比較信號VR，並且時脈產生器280能夠根據比較信號VR來調整時脈訊號CK之頻率。
於本實施例中，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值小於門檻電流ITH之電流值，則電流比較器210會輸出高電壓準位之比較信號VR至時脈產生器280、多工器220與第二驅動器240。當時脈產生器280接收到高電壓準位之比較信號VR時，時脈產生器280會將時脈訊號CK之第一振盪頻率降低至第二振盪頻率，藉此以降低電壓轉換電路700之功耗且提高電壓轉換效率。當電流比較器 210判斷出感測電流ISEN之電流值大於門檻電流ITH之電流值，則電流比較器210會輸出低電壓準位之比較信號VR至時脈產生器280、多工器220與第二驅動器240。當時脈產生器280接收到低電壓準位之比較信號VR時，時脈產生器280會將時脈訊號CK之第二振盪頻率升高至第一振盪頻率。其餘關於電壓轉換電路700之動作與上述圖2實施例之電壓轉換電路200相同，在此不再贅述。
請參照圖8，圖8為根據本發明另一實施例之電壓轉換電路之電路示意圖。與上述圖6實施例之相異處在於，本實施例之電壓轉換電路800中的時脈產生器280更電性連接至電流比較器210之輸出端以接收比較信號VR，並且時脈產生器280能夠根據比較信號VR來調整時脈訊號CK之頻率。
於本實施例中，當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值小於門檻電流ITH之電流值，則電流比較器210會輸出高電壓準位之比較信號VR至時脈產生器280、多工器220與第二驅動器240。當時脈產生器280接收到高電壓準位之比較信號VR時，時脈產生器280會將時脈訊號CK之第一振盪頻率降低至第二振盪頻率，藉此以降低電壓轉換電路800之功耗且提高電壓轉換效率。當電流比較器210判斷出感測電流ISEN之電流值大於門檻電流ITH之電流值，則電流比較器210會輸出低電壓準位之比較信號VR至時脈產生器280、多工器220與第二驅動器240。當時脈產生器280接收到低電壓準位之比較信號VR時，時脈產生器280會將時脈訊號CK之第二振盪頻率升高至第一振盪頻率。其餘關於電壓轉換電路800之動作與上述圖6實施例之電壓轉換電路600相同，在此不再贅述。
〔電壓轉換方法的一實施例〕
請參照圖9，圖9為根據本發明實施例之電壓轉換方法之流程圖。本實施例所述的方法可以在圖2、圖6、圖7與圖8所示電壓轉換電路200、600、700或800上執行，因此請一併照圖2~圖8以利理解，而電壓轉換電路之電壓轉換方法包括以下步驟：透過電流比 較器判斷感測電流是否小於門檻電流(步驟S910)；當感測電流之電流值小於門檻電流之電流值，電流比較器輸出高電壓準位之比較信號(步驟S920)；透過多工器，根據高電壓準位之比較信號選擇輸入電壓以作為工作電壓(步驟S930)；透過第一驅動器，以輸出第一驅動信號，其中第一驅動信號為振盪信號且其電壓準位等於工作電壓之電壓準位(步驟S940)；透過第二驅動器，以使得第二驅動信號之電壓準位等於預定直流電壓，藉此以截止P型電晶體(步驟S950)；根據高電壓準位之比較信號來決定N型電晶體之寬長比(S960)；根據高電壓準位之比較信號，來降低時脈產生器之切換頻率(S970)。
關於電壓轉換電路之電壓轉換方法之各步驟的相關細節在上述圖2~圖8實施例已詳細說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖9實施例之各步驟僅為方便說明之須要，本發明實施例並不以各步驟彼此間的順序作為實施本發明各個實施例的限制條件。
〔電子系統之實施例〕
請參照圖10，圖10為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。電子系統1000包括電壓轉換電路1010與電性連接至電壓轉換電路1010之負載1020。電壓轉換電路1010用以將一輸入電壓VIN予以升壓至輸出電壓VOUT並且傳送至負載1020。負載1020接收所述輸出電壓VOUT。電壓轉換電路1010可以是前述實施例所提及之電壓轉換電路200、600、700與800。輸入電壓VIN可以是電源配適器接收家用交流電源所產生的直流電壓或系統電壓。電子系統1000可以是各種類型的電子裝置內的系統，電子裝置可以是例如手持裝置或行動裝置等。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例所提出之電子系統、電壓轉換電路及其電壓轉換方法，在當電流比較器判斷感測電流之電流值小於門檻電流之電流值時，透過多工器與第一驅動器使得流經N型電晶 體之寄生電容之切換電流為輸入電壓所產生。
在本揭露內容多個實施例中至少一實施例，電壓轉換電路透過開關來降低N型電晶體之寬長比來降低寄生電容之電容值，進而降低切換電流之電流值以提高電壓轉換電路之轉換效率。
在本揭露內容多個實施例中至少一實施例，電壓轉換電路透過將時脈產生器之第一振盪頻率降低至第二振盪頻率，藉此以降低電壓轉換電路之功耗。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
200‧‧‧電壓轉換電路
210‧‧‧電流比較器
220‧‧‧多工器
230‧‧‧第一驅動器
240‧‧‧第二驅動器
250‧‧‧電壓選擇器
260‧‧‧回授控制電路
270‧‧‧脈寬調變控制電路
280‧‧‧時脈產生器
Cgs、Cgd‧‧‧寄生電容
CK‧‧‧時脈信號
CS‧‧‧回授控制信號
COUT‧‧‧輸出電容
D1‧‧‧第一本體二極體
D2‧‧‧第二本體二極體
GND‧‧‧接地電壓
L‧‧‧儲能電感
NM‧‧‧N型電晶體
PM‧‧‧P型電晶體
PS‧‧‧脈寬控制信號
IL‧‧‧電感電流
ILOAD‧‧‧負載電流
ISEN‧‧‧感測電流
ISWN‧‧‧切換電流
ITH‧‧‧門檻電流
LG‧‧‧第一驅動信號
T1‧‧‧負輸入端
T2‧‧‧正輸入端
UG‧‧‧第二驅動信號
VC‧‧‧工作電壓
VR‧‧‧比較信號
VMAX‧‧‧預定直流電壓
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓

Claims (19)

  1. 一種電壓轉換電路，用以將一輸入電壓予以升壓，該電壓轉換電路包括：一儲能電感，其一端連接該輸入電壓；一N型電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第一驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其源極連接一接地電壓；一P型電晶體，其源極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第二驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其汲極輸出一輸出電壓；一電流比較器，連接該N型電晶體之源極以接收一感測電流，該電流比較器將該感測電流與一門檻電流進行比較以判斷負載類型並據此輸出一比較信號；一多工器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該多工器接收該輸入電壓與該輸出電壓並根據該比較信號輸出一工作電壓，一第一驅動器，電性連接該多工器與該N型電晶體，該第一驅動器接收一脈寬控制信號與該工作電壓並據此輸出該第一驅動信號，其中該第一驅動信號為振盪訊號並且其高準位電壓值等於該工作電壓之電壓值；以及一第二驅動器，電性連接該電流比較器與該P型電晶體，該第二驅動器接收該比較信號、該脈寬控制信號與一預定直流電壓並據此輸出該第二驅動信號，其中當該感測電流之電流值小於該門檻電流之電流值時，則該電流比較器輸出高電壓準位之該比較信號，以使得該工作電壓等於該輸入電壓並且該第二驅動信號之電壓準位等於該預定直流電壓，藉此以截止該P型電晶體，其中流經 該N型電晶體之一寄生電容之一切換電流為該輸入電壓所產生。
  2. 如請求項1所述之電壓轉換電路，其中該電流比較器之負輸入端電性連接該N型電晶體之源極，並且該電流比較器之正輸入端接收該門檻電流。
  3. 如請求項1所述之電壓轉換電路，其中當該感測電流之電流值小於該門檻電流之電流值時，則表示該電壓轉換電路之該輸出電壓電性連接至一輕載，並且當該感測電流之電流值大於該門檻電流之電流值時，則表示該電壓轉換電路之該輸出電壓電性連接至一重載。
  4. 如請求項1所述之電壓轉換電路，其中當該感測電流之電流值大於該門檻電流之電流值時，則該電流比較器輸出低電壓準位之該比較信號，以使得該工作電壓等於該輸出電壓並且該第一與該第二驅動信號之波形相同，其中流經該N型電晶體之該寄生電容之該切換電流為該輸出電壓所產生。
  5. 如請求項1所述之電壓轉換電路，更包括：一電壓選擇器，電性連接該輸入電壓、該輸出電壓與該P型電晶體之基極，並且該P型電晶體具有彼此反向串聯之一第一本體二極體與一第二本體二極體，該P型電晶體之源極連接至該第一本體二極體之陽極。
  6. 如請求項1所述之電壓轉換電路，其中該N型電晶體包括：一第一電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極連接該第一驅動器以接收該第一驅動信號，其源極連接該接地電壓；一開關，其第一端連接該第一電晶體之閘極，其控制端連接該電流比較器以接收該比較信號並據此決定導通或截止狀態；以及一第二電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極連接 該開關之第二端，其源極連接該接地電壓，該第二電晶體之寬長比為該第一電晶體之寬長比的X倍，其中X為大於1之有理數。
  7. 如請求項6所述之電壓轉換電路，其中當該比較信號為高電壓準位時，則該開關進入截止狀態以使得該第二電晶體進入截止狀態，藉此以降低該N型電晶體之寬長比且降低該寄生電容之電容值，進而降低該切換電流之電流值以提高轉換效率；當該比較信號為低電壓準位時，則該開關進入導通狀態以使得該第二電晶體並聯於該第一電晶體。
  8. 如請求項1所述之電壓轉換電路，更包括：一時脈產生器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該時脈產生器用以產生一時脈訊號並且根據該比較信號來調整該時脈訊號之頻率，其中當該比較訊號為低電壓準位時，則該時脈產生器所產生之該時脈訊號具有一第一振盪頻率，當該比較訊號為高電壓準位，則該時脈產生器將該時脈訊號之該第一振盪頻率降低至一第二振盪頻率，藉此以降低該電壓轉換電路之功耗。
  9. 如請求項6所述之電壓轉換電路，更包括：一時脈產生器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該時脈產生器用以產生一時脈訊號並且根據該比較信號來調整該時脈訊號之頻率，其中當該比較訊號為低電壓準位時，則該時脈產生器所產生之該時脈訊號具有一第一振盪頻率，當該比較訊號為高電壓準位，則時脈產生器將該時脈訊號之該第一振盪頻率降低至一第二振盪頻率，藉此以降低該電壓轉換電路之功耗。
  10. 一種電壓轉換方法，用於一電壓轉換電路，該電壓轉換電路包括一儲能電感、一N型電晶體、一P型電晶體、一電流比較器、 一多工器、一第一驅動器與一第二驅動器，該儲能電感之一端連接一輸入電壓，該N型電晶體之汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第一驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其源極連接一接地電壓，該P型電晶體之源極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第二驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其汲極輸出一輸出電壓，該電流比較器連接該N型電晶體之源極以接收一感測電流並且該電流比較器將該感測電流與一門檻電流進行比較以判斷負載類型並據此輸出一比較信號，該多工器電性連接該電流比較器以接收該比較信號並且該多工器接收該輸入電壓與該輸出電壓並根據該比較信號輸出一工作電壓，該第一驅動器電性連接該多工器與該N型電晶體並且該第一驅動器接收一脈寬控制信號與該工作電壓並據此輸出該第一驅動信號，該第二驅動器電性連接該電流比較器與該P型電晶體並且該第二驅動器接收該比較信號、該脈寬控制信號與一預定直流電壓並據此輸出該第二驅動信號，該電壓轉換方法包括：透過該電流比較器，判斷該感測電流是否小於該門檻電流；當該感測電流之電流值小於該門檻電流之電流值，該電流比較器輸出高電壓準位之該比較信號；透過該多工器，根據高電壓準位之該比較信號選擇該輸入電壓以作為一工作電壓；透過該第一驅動器，以輸出該第一驅動信號，其中該第一驅動信號為振盪信號且其電壓準位等於該工作電壓之電壓準位；以及透過該第二驅動器，以使得該第二驅動信號之電壓準位等於該預定直流電壓，藉此以截止該P型電晶體，其中流經該N型電晶體之一寄生電容之該切換電流為該輸入電壓所產生。
  11. 如請求項10所述之電壓轉換方法，更包括：根據該比較信號之電壓準位來決定該N型電晶體之寬長比，其中該電流比較器之負輸入端電性連接該N型電晶體之源極，該電流比較器之正輸入端接收該門檻電流。
  12. 如請求項10所述之電壓轉換方法，其中當該感測電流之電流值小於該門檻電流之電流值時，則表示該電壓轉換電路之該輸出電壓電性連接至一輕載，並且當該感測電流之電流值大於該門檻電流之電流值時，則表示該電壓轉換電路之該輸出電壓電性連接至一重載。
  13. 如請求項10所述之電壓轉換方法，其中當該感測電流之電流值大於該門檻電流之電流值時，則該電流比較器輸出低電壓準位之該比較信號，以使得該工作電壓等於該輸出電壓並且該第一與該第二驅動信號之波形相同，其中流經該N型電晶體之該寄生電容之該切換電流為該輸出電壓所產生。
  14. 如請求項10所述之電壓轉換方法，其中該電壓轉換電路更包括：一電壓選擇器，電性連接該輸入電壓、該輸出電壓與該P型電晶體之基極，並且該P型電晶體具有彼此反向串聯之一第一本體二極體與一第二本體二極體，該P型電晶體之源極連接至該第一本體二極體之陽極。
  15. 如請求項11所述之電壓轉換方法，其中該N型電晶體包括：一第一電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極連接該第一驅動器以接收該第一驅動信號，其源極連接該接地電壓；一開關，其第一端連接該第一電晶體之閘極，其控制端連接該電流比較器以接收該比較信號並據此決定導通或截止狀態；以及一第二電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極連接 該開關之第二端，其源極連接該接地電壓，該第二電晶體之寬長比為該第一電晶體之寬長比的X倍，其中X為大於1之有理數。
  16. 如請求項15所述之電壓轉換方法，其中當該比較信號為高電壓準位時，則該開關進入截止狀態以使得該第二電晶體進入截止狀態，藉此以降低該N型電晶體之寬長比且降低該寄生電容之電容值，進而降低該切換電流之電流值以提高轉換效率；當該比較信號為低電壓準位時，則該開關進入導通狀態以使得該第二電晶體並聯於該第一電晶體。
  17. 如請求項11所述之電壓轉換方法，其中該電壓轉換電路更包括：一時脈產生器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該時脈產生器用以產生一時脈訊號並且根據該比較信號來調整該時脈訊號之頻率，其中當該比較訊號為低電壓準位時，則該時脈產生器所產生之該時脈訊號具有一第一振盪頻率，當該比較訊號為高電壓準位，則該時脈產生器將該時脈訊號之該第一振盪頻率降低至一第二振盪頻率，藉此以降低該電壓轉換電路之功耗。
  18. 如請求項17所述之電壓轉換方法，其中該電壓轉換電路更包括：一時脈產生器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該時脈產生器用以產生一時脈訊號並且根據該比較信號來調整該時脈訊號之頻率，其中當該比較訊號為低電壓準位時，則該時脈產生器所產生之該時脈訊號具有一第一振盪頻率，當該比較訊號為高電壓準位，則時脈產生器將該時脈訊號之該第一振盪頻率降低至一第二振盪頻率，藉此以降低該電壓轉換電路之功耗。
  19. 一種電子系統，包括：一電壓轉換電路，用以將一輸入電壓予以升壓，其中該電壓轉換電路包括：一儲能電感，其一端連接該輸入電壓；一N型電晶體，其汲極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第一驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其源極連接一接地電壓；一P型電晶體，其源極連接該儲能電感之另一端，其閘極接收一第二驅動信號並據此決定導通或截止狀態，其汲極輸出一輸出電壓；一電流比較器，連接該N型電晶體之源極以接收一感測電流，該電流比較器將該感測電流與一門檻電流進行比較以判斷負載類型並據此輸出一比較信號；一多工器，電性連接該電流比較器以接收該比較信號，該多工器接收該輸入電壓與該輸出電壓並根據該比較信號輸出一工作電壓，一第一驅動器，電性連接該多工器與該N型電晶體，該第一驅動器接收一脈寬控制信號與該工作電壓並據此輸出該第一驅動信號，其中該第一驅動信號為振盪訊號並且其高準位電壓值等於該工作電壓之電壓值；以及一第二驅動器，電性連接該P型電晶體，該第二驅動器接收該脈寬控制信號與高電壓準位之一預定直流電壓並據此輸出該第二驅動信號；以及其中當該感測電流之電流值小於該門檻電流之電流值時，則該電流比較器輸出高電壓準位之該比較信號，以使得該工作電壓等於該輸入電壓並且該第二驅動信號之電壓準位等於該預定直流電壓，藉此以截止該 P型電晶體，其中流經該N型電晶體之一寄生電容之一切換電流為該輸入電壓所產生，一負載，電性連接至該電壓轉換電路以接收該輸出電壓。
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