TWI508419B - Switch Capacitive Voltage Conversion Device and Method - Google Patents

Description

開關電容式電壓轉換裝置及方法

本發明是有關於一種電壓轉換裝置及方法，特別是指一種開關電容式電壓轉換裝置及方法。

參閱圖1及圖2，習知一種開關電容式電壓轉換裝置包括一第一開關電容式電壓轉換器11、一第二開關電容式電壓轉換器12，及一穩壓電容Cout，每一開關電容式電壓轉換器11、12具有一第一開關M1、一第二開關M2、一第三開關M3、一第四開關M4，及一電容C。

該第一開關M1具有一接收一輸入電壓Vin的第一端，及一第二端。

該第二開關M2具有一輸出一輸出電壓Vout的第一端，及一電連接該第一開關M1的第二端的第二端。

該電容C具有一電連接該第一開關M1的第二端的第一端，及一第二端。

該第三開關M3具有一接收一地電壓GND的第一端，及一電連接該電容C的第二端的第二端。

該第四開關M4具有一電連接該輸入電壓Vin的第一端，及一電連接該電容C的第二端的第二端。

該穩壓電容Cout具有一分別電連接該等第二開關M2的第一端且接收該輸出電壓Vout的第一端，及一接收地電壓GND的第二端。

圖2所示為該等開關之控制時序，其中，該第一開關電容式電壓轉換器11的第一開關M1及該第二開關電容式電壓轉換器12的第二開關M2、第四開關M4受一反相第一訊號PH1B控制而於導通與不導通間切換、該第一開關電容式電壓轉換器11的第二開關M2、第四開關M4及該第二開關電容式電壓轉換器12的第一開關M1受一反相第二訊號PH2B控制而於導通與不導通間切換、該第一開關電容式電壓轉換器11的第三開關M3受一第一訊號PH1控制而於導通與不導通間切換、該第二開關電容式電壓轉換器12的第三開關M3受一第二訊號PH2控制而於導通與不導通間切換。

每一開關電容式電壓轉換器11、12會輪流切換於一充電狀態、一浮接狀態及一輸出狀態，在充電狀態下，第一開關M1及第三開關M3導通，第二開關M2及第四開關M4不導通，電容C被充電到跨壓為Vin，在浮接狀態下，第一開關M1、第二開關M2、第三開關M3、第四開關M4皆不導通，在輸出狀態下，第一開關M1及第三開關M3不導通，第二開關M2及第四開關M4導通，電容C供應輸出電壓Vout，輸出電壓Vout為2Vin。

習知開關電容式電壓轉換裝置會在四種模式下切換，以下針對每一模式進行說明。

於模式一時，該第一開關電容式電壓轉換器11為充電狀態，此時該第一開關電容式電壓轉換器11的電容C被充電到跨壓為Vin；該第二開關電容式電壓轉換器12為輸出狀態，此時該第二開關電容式電壓轉換器12的電容C供應該輸出電壓Vout，該輸出電壓Vout為2Vin。

於模式二時，該第一開關電容式電壓轉換器11由充電狀態切換到浮接狀態，該第二開關電容式電壓轉換器12則由輸出狀態切換到浮接狀態。

於模式三時，該第一開關電容式電壓轉換器11由浮接狀態轉換為輸出狀態，此時該第一開關電容式電壓轉換器11的電容C供應該輸出電壓Vout，該輸出電壓Vout為2Vin；該第二開關電容式電壓轉換器12由浮接狀態轉換為充電狀態，此時該第二開關電容式電壓轉換器12的電容C被充電到跨壓為Vin。

於模式四時，第一開關電容式電壓轉換器11由輸出狀態切換到浮接狀態，該第二開關電容式電壓轉換器12則由充電狀態切換到浮接狀態。

然而習知技術中，於切換模式時，會經過兩次的浮接狀態(模式二及模式四)，於浮接狀態時，該輸出電壓Vout必須藉由該穩壓電容Cout來維持穩定，以避免該輸出電壓Vout因為浮接(floating)而產生電壓飄移的情況。

因此習知技術中每提供一個輸出電壓需要兩個開關電容式電壓轉換器及一個穩壓電容Cout，當需要N(N2)個輸出電壓時，會用到2N個開關電容式電壓轉換器 (包含2N個電容C及N個穩壓電容Cout)，當使用外部電容來實施該等電容時，會導致外接電容數量多，成本較高，若是使用電路內建電容來實施時，由於電容為大面積元件，則會導致電路面積較大，同樣會提高成本。

因此，本發明之第一目的，即在提供一種可減少電路面積及成本的開關電容式電壓轉換裝置。

於是本發明開關電容式電壓轉換裝置，包含：一個第一開關電容式電壓轉換器、一個第二開關電容式電壓轉換器，及一個第三開關電容式電壓轉換器。

每一開關電容式電壓轉換器包括：一第一開關、一第二開關、一第三開關、一電容、一第四開關、一第五開關，及一第六開關。

該第一開關具有一接收一第一輸入電壓的第一端，及一第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第二開關具有一接收一第二輸入電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第三開關具有一輸出一第一輸出電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該電容具有一電連接該第三開關的第二端的第一端，及一第二端。

該第四開關具有一輸出一第二輸出電壓的第一 端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第五開關具有一接收一第三輸入電壓的第一端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第六開關具有一接收一第四輸入電壓的第一端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

因此，本發明之第二目的，即在提供一種開關電容式電壓轉換方法。

本發明開關電容式電壓轉換方法運用於如上述之開關電容式電壓轉換裝置，每一開關電容式電壓轉換器輪流切換於一充電狀態、一輸出第一電壓狀態，及一輸出第二電壓狀態間。

於該充電狀態時，該第一開關、該第五開關導通，其餘開關不導通，該電容受該第一輸入電壓及該第三輸入電壓充電。

於該輸出第一電壓狀態時，該第三開關、該第六開關導通，其餘開關不導通，並於該第三開關的第一端輸出該第一輸出電壓。

於該輸出第二電壓狀態時，該第二開關、該第四開關導通，其餘開關不導通，並於該第四開關的第一端輸出該第二輸出電壓。

該方法包含下列步驟： 先切換該第一開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第一狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第二狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

先切換該第二開關電容式電壓轉換器為該第一狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為該第二狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

先切換該第三開關電容式電壓轉換器為該第一狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為該第二狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

因此，本發明之第三目的，即在提供一種開關電容式電壓轉換方法。

本發明開關電容式電壓轉換方法運用於一開關電容式電壓轉換裝置，該開關電容式電壓轉換裝置包括三開關電容式電壓轉換器，每一開關電容式電壓轉換器切換於一充電狀態、一輸出第一電壓狀態及一輸出第二電壓狀態間，該開關電容式電壓轉換方法包含以下步驟：先切換該第一開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第二電壓狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

先切換該第二開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為 該輸出第二電壓狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

先切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為該輸出第二電壓狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為充電狀態。

2‧‧‧第一開關電容式電壓轉換器

3‧‧‧第二開關電容式電壓轉換器

4‧‧‧第三開關電容式電壓轉換器

M1‧‧‧第一開關

M2‧‧‧第二開關

M3‧‧‧第三開關

M4‧‧‧第四開關

M5‧‧‧第五開關

M6‧‧‧第六開關

C‧‧‧電容

PH1‧‧‧第一訊號

PH2‧‧‧第二訊號

PH3‧‧‧第三訊號

PH4‧‧‧第四訊號

PH5‧‧‧第五訊號

PH6‧‧‧第六訊號

PH7‧‧‧第七訊號

PH8‧‧‧第八訊號

PH9‧‧‧第九訊號

Vin1‧‧‧第一輸入電壓

Vin2‧‧‧第二輸入電壓

Vin3‧‧‧第三輸入電壓

Vin4‧‧‧第四輸入電壓

Vout1‧‧‧第一輸出電壓

Vout2‧‧‧第二輸出電壓

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是習知一種開關電容式電壓轉換裝置的電路示意圖；圖2是該習知開關電容式電壓轉換裝置的時序圖；圖3是本發明開關電容式電壓轉換裝置之一較佳實施例的電路示意圖；圖4是該較佳實施例於第一種操作方式下的時序圖；圖5是該較佳實施例於第一種操作方式下模式一的操作示意圖；圖6是該較佳實施例於第一種操作方式下模式三的操作示意圖；圖7是該較佳實施例於第一種操作方式下模式五的操作示意圖；圖8是該較佳實施例於第二種操作方式下的時序圖；圖9是該較佳實施例於第二種操作方式下模式一的操作示意圖； 圖10是該較佳實施例於第二種操作方式下模式三的操作示意圖；圖11是該較佳實施例於第二種操作方式下模式五的操作示意圖；圖12是本發明開關電容式電壓轉換方法之較佳實施例的流程圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3與圖4，本發明開關電容式電壓轉換裝置之較佳實施例適用於提供兩個輸出電壓Vout1、Vout2，該開關電容式電壓轉換裝置包含：一個第一開關電容式電壓轉換器2、一個第二開關電容式電壓轉換器3，及一個第三開關電容式電壓轉換器4。

每一開關電容式電壓轉換器2、3、4包括：一第一開關M1、一第二開關M2、一第三開關M3、一電容C、一第四開關M4、一第五開關M5、及一第六開關M6。

該第一開關M1具有一接收一第一輸入電壓Vin1的第一端，及一第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第二開關M2具有一接收一第二輸入電壓Vin2的第一端，及一電連接該第一開關M1的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第三開關M3具有一輸出一第一輸出電壓 Vout1的第一端，及一電連接該第一開關M1的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該電容C具有一電連接該第三開關M3的第二端的第一端，及一第二端。

該第四開關M4具有一輸出一第二輸出電壓Vout2的第一端，及一電連接該電容C的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第五開關M5具有一接收一第三輸入電壓Vin3的第一端，及一電連接該電容C的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

該第六開關M6具有一接收一第四輸入電壓Vin4的第一端，及一電連接該電容C的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換。

本實施例有兩種操作方式，詳細說明如下。

圖4所示為第一種操作方式下該等開關電容式電壓轉換器2、3、4之開關控制時序，其中，該第一開關電容式電壓轉換器2、該第二開關電容式電壓轉換器3、該第三開關電容式電壓轉換器4的第一開關M1及第五開關M5分別受一第一訊號PH1、一第五訊號PH5、一第九訊號PH9控制而於導通與不導通間切換；該第一開關電容式電壓轉換器2、該第二開關電容式電壓轉換器3、該第三開關電容式電壓轉換器4的第二開關M2及第四開關M4分別受一第二訊號PH2、一第六訊號PH6、一第七訊號PH7控制而於導通與不導通間切換；該第一開關電容式電壓轉換器2 、該第二開關電容式電壓轉換器3、該第三開關電容式電壓轉換器4的第三開關M3及第六開關M6分別受一第三訊號PH3、一第四訊號PH4、一第八訊號PH8控制而於導通與不導通間切換。

於第一種操作方式下，本實施例會在六種模式(即模式一至模式六)下切換，且每一開關電容式電壓轉換器2、3、4依序切換於一充電狀態、一輸出第二電壓狀態、一輸出第一電壓狀態。

在充電狀態下，該第一開關M1、該第五開關M5導通，其餘開關不導通，該電容C受該第一輸入電壓Vin1及該第三輸入電壓Vin3充電至跨壓為(Vin1-Vin3)；在輸出第一電壓狀態下，該第三開關M3、該第六開關M6導通，其餘開關不導通，並於該第三開關M3的第一端輸出該第一輸出電壓Vout1，該電容C供應該第一輸出電壓Vout1=Vin1-Vin3+Vin4；在輸出第二電壓狀態下，該第二開關M2、該第四開關M4導通，其餘開關不導通，並於該第四開關M4的第一端輸出該第二輸出電壓Vout2，該電容C供應該第二輸出電壓Vout2=Vin2-(Vin1-Vin3)。

在本實施例中，可以是Vin1=Vin4=VCI，Vin2=Vin3=0，使得Vout1=2VCI，Vout2=-VCI，也可以是Vin1=Vin4=VH，Vin2=Vin3=VL，使得Vout1=2VH-VL，Vout2=2VL-VH，且本實施例不以此為限。

以下針對第一種操作方式下的每一模式進行說明。

模式一

參閱圖4與圖5，此時該第一開關電容式電壓轉換器2為充電狀態，電容C受該第一輸入電壓Vin1及該第三輸入電壓Vin3充電至跨壓為(Vin1-Vin3)；該第二開關電容式電壓轉換器3為輸出第一電壓狀態，此時該第二開關電容式電壓轉換器3的電容C供應該第一輸出電壓Vout1，該第一輸出電壓Vout1=Vin1-Vin3+Vin4；該第三開關電容式電壓轉換器4為輸出第二電壓狀態，此時該第三開關電容式電壓轉換器4的電容C供應該第二輸出電壓Vout2，該第二輸出電壓Vout2=Vin2-(Vin1-Vin3)。

模式二

該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第一開關電容式電壓轉換器2由充電狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第三開關電容式電壓轉換器4由輸出第二電壓狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第二開關電容式電壓轉換器3由輸出第一電壓狀態切換至充電狀態。

由於該第一開關電容式電壓轉換器2與該第三開關電容式電壓轉換器4的輸出第二電壓狀態時間重疊，且該第三開關電容式電壓轉換器4與該第二開關電容式電壓轉換器3的輸出第一電壓狀態時間重疊，故該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2於任何時間都有一個以上的電容C提供電壓，所以能確保該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2不會有浮接而導致電壓值飄移的情況出現。

模式三

參閱圖4與圖6，該第二開關電容式電壓轉換器3為充電狀態時，電容C受該第一輸入電壓Vin1及該第三輸入電壓Vin3充電至跨壓為(Vin1-Vin3)；該第三開關電容式電壓轉換器4為輸出第一電壓狀態，此時該第三開關電容式電壓轉換器4的電容C供應該第一輸出電壓Vout1，該第一輸出電壓Vout1=Vin1-Vin3+Vin4；該第一開關電容式電壓轉換器2為輸出第二電壓狀態，此時該第一開關電容式電壓轉換器2的電容C供應該第二輸出電壓Vout2，該第二輸出電壓Vout2=Vin2-(Vin1-Vin3)。

模式四

該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第二開關電容式電壓轉換器3由充電狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第一開關電容式電壓轉換器2由輸出第二電壓狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第三開關電容式電壓轉換器4由輸出第一電壓狀態切換至充電狀態。

由於該第二開關電容式電壓轉換器3與該第一開關電容式電壓轉換器2的輸出第二電壓狀態時間重疊，且該第一開關電容式電壓轉換器2與該第三開關電容式電壓轉換器4的輸出第一電壓狀態時間重疊，故該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2於任何時間都有一個以上的電容C提供電壓，所以能確保該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2不會有浮接而導致電壓值飄移的情況出現。

模式五

參閱圖4與圖7，該第三開關電容式電壓轉換器4為充電狀態時，電容C受該第一輸入電壓Vin1及該第三輸入電壓Vin3充電至跨壓為(Vin1-Vin3)；該第一開關電容式電壓轉換器2為輸出第一電壓狀態，此時該第一開關電容式電壓轉換器2的電容C供應該第一輸出電壓Vout1，該第一輸出電壓Vout1=Vin1-Vin3+Vin4；該第二開關電容式電壓轉換器3為輸出第二電壓狀態，此時該第二開關電容式電壓轉換器3的電容C供應該第二輸出電壓Vout2，該第二輸出電壓Vout2=Vin2-(Vin1-Vin3)。

模式六

該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第三開關電容式電壓轉換器4由充電狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第二開關電容式電壓轉換器3由輸出第二電壓狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第一開關電容式電壓轉換器2由輸出第一電壓狀態切換至充電狀態。

由於該第三開關電容式電壓轉換器4與該第二開關電容式電壓轉換器3的輸出第二電壓狀態時間重疊，且該第二開關電容式電壓轉換器3與該第一開關電容式電壓轉換器2的輸出第一電壓狀態時間重疊，故該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2於任何時間都有一個以上的電容C提供電壓，所以能確保該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2不會有浮接而導致電壓值飄移的情況出現。

圖8所示為第二種操作方式下該等開關電容式電壓轉換器2、3、4之開關控制時序，相似於圖4所示的第一種操作方式下該等開關電容式電壓轉換器2、3、4之開關控制時序，不同之處在於：該第一開關電容式電壓轉換器2、該第二開關電容式電壓轉換器3、該第三開關電容式電壓轉換器4的第三開關M3及第六開關M6分別受第二訊號PH2、第六訊號PH6、第七訊號PH7控制而於導通與不導通間切換；該第一開關電容式電壓轉換器2、該第二開關電容式電壓轉換器3、該第三開關電容式電壓轉換器4的第二開關M2及第四開關M4分別受第三訊號PH3、第四訊號PH4、第八訊號PH8控制而於導通與不導通間切換；及每一開關電容式電壓轉換器2、3、4依序切換於充電狀態、輸出第一電壓狀態、輸出第二電壓狀態。

以下針對第二種操作方式下的每一模式進行說明。

參閱圖8與圖9，於模式一時，該第一開關電容式電壓轉換器2為充電狀態，該第二開關電容式電壓轉換器3為輸出第二電壓狀態，該第三開關電容式電壓轉換器4為輸出第一電壓狀態。

於模式二時，該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第一開關電容式電壓轉換器2由充電狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第三開關電容式電壓轉換器4由輸出第一電壓狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第二開關電容式電壓轉換器3由輸出第二電壓狀態切換至 充電狀態。

參閱圖8與圖10，於模式三時，該第二開關電容式電壓轉換器3為充電狀態，該第三開關電容式電壓轉換器4為輸出第二電壓狀態，該第一開關電容式電壓轉換器2為輸出第一電壓狀態。

於模式四時，該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第二開關電容式電壓轉換器3由充電狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第一開關電容式電壓轉換器2由輸出第一電壓狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第三開關電容式電壓轉換器4由輸出第二電壓狀態切換至充電狀態。

參閱圖8與圖11，於模式五時，該第三開關電容式電壓轉換器4為充電狀態，該第一開關電容式電壓轉換器2為輸出第二電壓狀態，該第二開關電容式電壓轉換器3為輸出第一電壓狀態。

於模式六時，該等開關電容式電壓轉換器2、3、4的動作依序為：該第三開關電容式電壓轉換器4由充電狀態切換至輸出第一電壓狀態、該第二開關電容式電壓轉換器3由輸出第一電壓狀態切換至輸出第二電壓狀態、該第一開關電容式電壓轉換器2由輸出第二電壓狀態切換至充電狀態。

經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：本實施例中藉由將該等開關電容式電壓轉換器 2、3、4於輸出第一電壓狀態的時間部分重疊、於輸出第二電壓狀態的時間部分重疊，可使該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2於任何時間都有一個以上的電容C提供電壓，故能確保該第一輸出電壓Vout1與該第二輸出電壓Vout2不會有浮接而導致電壓值飄移的情況出現，因此可以省去習知技術中所使用的穩壓電容，所以提供兩個輸出電壓只需要三個開關電容式電壓轉換器，相較於習知技術提供兩個輸出電壓即需要四個開關電容式電壓轉換器，可減少外接電容數量或電路面積，進而減少成本(習知要用到16個開關、6個電容C，本實施例要用到18個開關、3個電容C，比習知少用3個電容C，但多用2個開關，如果都以一個積體電路實現，通常3個電容C的面積會遠大於2個開關的面積，所以本實施例的電路面積確實會比較小)。

值得注意的是，上述開關電容式電壓轉換裝置可以擴充為提供N(N2)個輸出電壓(即第一輸出電壓Vout1至第N輸出電壓)，此時，開關電容式電壓轉換裝置包含N+1個開關電容式電壓轉換器(即第一開關電容式電壓轉換器至第N+1開關電容式電壓轉換器)。

由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

參閱圖3及圖12，本發明開關電容式電壓轉換方法之較佳實施例運用於上述之開關電容式電壓轉換裝置，該方法包含下列步驟： 步驟81：先切換該第一開關電容式電壓轉換器2為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第一狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器4為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第二狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器3為充電狀態。

步驟82：先切換該第二開關電容式電壓轉換器3為該第一狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器2為該第二狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器4為充電狀態。

步驟83：先切換該第三開關電容式電壓轉換器4為該第一狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器3為該第二狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器2為充電狀態。

當該第一狀態是該輸出第二電壓狀態、該第二狀態是該輸出第一電壓狀態時，開關電容式電壓轉換裝置運作於第一種操作方式，當該第一狀態是該輸出第一電壓狀態、該第二狀態是該輸出第二電壓狀態時，開關電容式電壓轉換裝置運作於第二種操作方式。

值得注意的是，上述開關電容式電壓轉換方法可以擴充為應用於使用N+1(N2)個開關電容式電壓轉換器提供N個輸出電壓的情況。

由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

綜上所述，上述實施例不僅可於提供多個輸出 電壓時降低電路面積以節省成本，亦可確保輸出電壓不會有浮接而導致電壓值飄移的情況出現，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧第一開關電容式電壓轉換器

3‧‧‧第二開關電容式電壓轉換器

4‧‧‧第三開關電容式電壓轉換器

M1‧‧‧第一開關

M2‧‧‧第二開關

M3‧‧‧第三開關

M4‧‧‧第四開關

M5‧‧‧第五開關

M6‧‧‧第六開關

C‧‧‧電容

Vin1‧‧‧第一輸入電壓

Vin2‧‧‧第二輸入電壓

Vin3‧‧‧第三輸入電壓

Vin4‧‧‧第四輸入電壓

Vout1‧‧‧第一輸出電壓

Vout2‧‧‧第二輸出電壓

Claims (5)

1. 一種開關電容式電壓轉換裝置，包含：一個第一開關電容式電壓轉換器、一個第二開關電容式電壓轉換器，及一個第三開關電容式電壓轉換器；每一開關電容式電壓轉換器包括：一第一開關，具有一接收一第一輸入電壓的第一端，及一第二端，受控制於導通與不導通間切換；一第二開關，具有一接收一第二輸入電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換；一第三開關，具有一輸出一第一輸出電壓的第一端，及一電連接該第一開關的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換；一電容，具有一電連接該第三開關的第二端的第一端，及一第二端；一第四開關，具有一輸出一第二輸出電壓的第一端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換；一第五開關，具有一接收一第三輸入電壓的第一端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控制於導通與不導通間切換；及一第六開關，具有一接收一第四輸入電壓的第一端，及一電連接該電容的第二端的第二端，受控 制於導通與不導通間切換。
2. 一種開關電容式電壓轉換方法，運用於如請求項1所述之開關電容式電壓轉換裝置，每一開關電容式電壓轉換器輪流切換於一充電狀態、一輸出第一電壓狀態，及一輸出第二電壓狀態間；於該充電狀態時，該第一開關、該第五開關導通，其餘開關不導通，該電容受該第一輸入電壓及該第三輸入電壓充電；於該輸出第一電壓狀態時，該第三開關、該第六開關導通，其餘開關不導通，並於該第三開關的第一端輸出該第一輸出電壓；於該輸出第二電壓狀態時，該第二開關、該第四開關導通，其餘開關不導通，並於該第四開關的第一端輸出該第二輸出電壓；該方法包含下列步驟：(A)先切換該第一開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第一狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態及該輸出第二電壓狀態中的一第二狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為充電狀態；(B)先切換該第二開關電容式電壓轉換器為該第一狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為該第二狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為充電狀態； (C)先切換該第三開關電容式電壓轉換器為該第一狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為該第二狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為充電狀態。
3. 如請求項2所述的開關電容式電壓轉換方法，其中，該第一狀態是該輸出第二電壓狀態，該第二狀態是該輸出第一電壓狀態。
4. 如請求項2所述的開關電容式電壓轉換方法，其中，該第一狀態是該輸出第一電壓狀態，該第二狀態是該輸出第二電壓狀態。
5. 一種開關電容式電壓轉換方法，運用於一開關電容式電壓轉換裝置，該開關電容式電壓轉換裝置包括一第一開關電容式電壓轉換器、一第二開關電容式電壓轉換器及一第三開關電容式電壓轉換器，該第一開關電容式電壓轉換器、該第二開關電容式電壓轉換器及該第三開關電容式電壓轉換器分別切換於一充電狀態、一輸出第一電壓狀態及一輸出第二電壓狀態間，該開關電容式電壓轉換方法包含以下步驟：(A)先切換該第一開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第二電壓狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為充電狀態；(B)先切換該第二開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換 器為該輸出第二電壓狀態，接著切換該第三開關電容式電壓轉換器為充電狀態；(C)先切換該第三開關電容式電壓轉換器為該輸出第一電壓狀態，接著切換該第二開關電容式電壓轉換器為該輸出第二電壓狀態，接著切換該第一開關電容式電壓轉換器為充電狀態。