[发明专利]升压式直流/直流转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种升压式直流/直流转换器(DC/DC converter)，且特别涉及一种应用脉波调变技术之升压式直流/直流转换器。

背景技术

在电源转换系统中，当负载变化时将造成伴随而来的电源转换效率之变化，故在系统满载时或有极大负载变化时我们仍希望此时的系统能提供高效率且稳定的电力转换。就应用层面来说，处理器、随机存取存储器、显示器以及手机等电子产品等并不会在任何时候都处于满载的状态，特别是手机等移动通信产品在许多时间都是处于待机的省电模式，所以一个在任何的负载状态下都能提供高效率的电源转换系统是非常重要的。

图1为公知之升压式直流/直流转换器100之电路示意图，在只有使用脉宽调变模式的情形下，转换器100包括切换式升压电路110、脉宽调变电路120与负载130。其中切换式升压电路110包括电感器111、二极管112、电容器113、功率晶体管114。通过脉波调变(PWM)的方式来切换功率晶体管114之导通与否。当功率晶体管114导通时，二极管112呈现反向偏压，来自输入电压V_in1的电能存于电感器111，此时负载130的电能由电容器113提供。当功率晶体管114截止时，二极管112呈现顺向偏压，此时电容器113以及负载130吸收由输入电压V_in1以及电感器111所提供的电能，因此使得V_out1＞V_in1。

脉宽调变电路120是由控制回授电路组成，包括误差放大器121、三角波产生器122、脉宽调变比较器123以及驱动器124。切换式升压电路110的输出电压V_out1在经过电阻器R₁与电阻器R₂的分压后(此时其值为V_out1×R₂/R₁+R₂)再通过误差放大器121与参考电压V_ref1比较，而脉宽调变比较器123接收误差放大器121的输出信号且与三角波产生器122的输出信号比较，而产生脉宽调变信号PWM_CK。之后再通过驱动器124以放大脉宽调变信号PWM_CK并驱动功率晶体管114。

请参考图2，其为图1之升压式直流/直流转换器100之负载电流与系统效率的关系图，在升压式直流/直流转换器100只使用脉宽调变模式情形下，由图2可知升压式直流/直流转换器100在负载电流I_L1小的情况下(轻载)之系统效率比在负载电流I_L1大的情况下(重载)之系统效率低。这是因为脉宽调变是使用固定频率的方式来控制，且即便是在轻载时功率晶体管114仍是以相同于重载的频率在做切换因而在功率晶体管114上消耗过多不必要的切换功率，因此使得整体的输入功率损耗提高，而导致系统效率降低，故设计一个能提高系统效率的升压式直流/直流转换器是必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种升压式直流/直流转换器，其可在系统处于轻载、中载以及重载时，使得系统可通过对应于负载电流的屏蔽信号以分别选择操作在脉宽调变、脉冲频率调制与混合脉波屏蔽模式中，此种升压式直流/直流转换器能使得系统效率最佳化以改善公知之升压式直流/直流转换器在轻载时系统效率偏低的情形。

为达成上述及其它目的，本发明提出一种升压式直流/直流转换器，包括切换式升压电路、脉宽调变电路、屏蔽电路与与门。其中切换式升压电路是用以根据控制信号，接收输入电压并提供输出电压，其中输出电压大于输入电压。脉宽调变电路是用以根据输出电压与参考电压而输出脉宽调变信号。屏蔽电路是用以根据本发明之升压式直流/直流转换器的负载电流的大小而输出屏蔽信号。与门是用以接收脉宽调变信号与屏蔽信号并输出控制信号，又其中屏蔽信号的责任周期会随负载电流而改变。屏蔽电路包括有负载检测器以及屏蔽信号产生器。其中负载检测器用以根据负载电流而输出负载信号，且屏蔽信号产生器则用以根据负载信号产生屏蔽信号。

上述之升压式直流/直流转换器，在一实施例中进一步包括驱动器与分压电路，驱动器可将与门的控制信号放大以输出至切换式升压电路。分压电路包括第一电阻器及第二电阻器，其中第一电阻器电连接于输出电压且第二电阻器以第一端连接于第一电阻器并以其第二端接地，第一电阻器与第二电阻器的接点亦电连接于脉宽调变电路。分压电路可将切换式升压电路的输出电压降低一预设比例后输出至脉宽调变电路。