[发明专利]高效能电荷泵稳压器的架构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高效能电荷泵稳压器的架构，尤指一种利用电子开关配合能量储存组件与直流电源以形成一电压泵架构，所述的能量储存组件可以串、并联的任一型态进行充放电动作，电子开关可切换电压泵预定数目的能量储存组件与被设计电路电源相连接，以产生输出电压相加或相减的效果，以达预定的电压输出，待能量储存组件的电压因放电消耗降低后，电子开关会将其切回充电电源处，再进行能量储存组件的充电工作，待充电后再切回被设计电路，如此周而复始重复开关切换以及能量储存组件充放电过程，而设计的架构可有效设计电压泵的倍率大于一或等于一或小于一，以配合不同电路的设计需要，以达到满足设计要求或提高效率的目的。

背景技术

按，传统的线性稳压器为使用在线性区域内工作的双极性接面晶体管(BJT)或场效晶体管(FET)，自其所应用的输入电压减去超额电压，以产生经过调节的输出电压。其优点为设计较简易，但其最大的缺点就是效能太低，对于要求高效能的电路应用是不适用的。另外，后续发展有一电感型稳压器，其效能虽然较传统线性稳压器为高，但是其电磁干扰太大，会影响被设计电路其它组件或产生噪声，对于要求信号稳定的电路应用也是不适用的。

现今的电荷泵稳压器，其效能较一般稳压器为高且不易产生电磁干扰现象，但以目前的设计而言，受限于电压转换倍率的比例限制(例如：1.5倍、2倍、4倍)会使得效率无法提高至90％以上，例如一白光发光二极管(LED)的驱动电压输出为4.5V，其所提供的电源为一锂电池，所述的锂电池的额定电压为3.6V，若电压泵的倍数为1.5倍，其效率计算公式为η(效率)＝Vo(输出电压)/(Vin(输入电压)*B(电压泵倍数))，其计算式如下：

η＝4.5/(3.6*1.5)

η＝83.33％

由上述计算式中可了解，受限于传统电压泵的倍数限制，故无法将效率做一有效的提升，具有极大的改良空间，本发明所设计的架构可有效设计电压泵的倍率大于一或等于一或小于一，以达到满足设计要求或提高效率的目的。

发明内容

基于解决以上所述现有技艺的缺失，本发明提供一种高效能电荷泵稳压器的架构，其主要的目的为利用电子开关配合能量储存组件与直流电源以形成一电压泵架构，所述的能量储存组件可以串、并联的任意型态进行充放电动作，电子开关可切换电压泵预定数目的能量储存组件与被设计电路或电源相连接，产生输出电压转换的效果，以达预定的电压输出，而能量储存组件的电压因放电消耗降低后，电子开关会将其切回充电电源处，再进行能量储存组件的充电工作，充电后再切回被设计电路，如此周而复始重复电子开关切换以及能量储存组件充放电过程，而设计的架构可有效设计电压泵的倍率大于一或等于一或小于一，以配合不同电路的设计需要，以达到满足设计需求或提高效率的目的。

本发明的另一目的，为利用电压泵电路将电磁干扰现象降至最低却又不使高效率受到影响，使被设计电路的组件不易受噪声影响产生作动不正常的优点。

为进一步对本发明有更深入的说明，乃凭借以下图示、图号说明与发明详细说明，冀能对贵审查委员在审查工作有所帮助。

附图说明

图1为本发明高效能电荷泵稳压器的第一实施架构；

图2为本发明高效能电荷泵稳压器的第二实施架构；

图3为本发明高效能电荷泵稳压器的第三实施架构；

图4为本发明高效能电荷泵稳压器的第四实施架构；

图5为本发明高效能电荷泵稳压器的第五实施架构；

图6为本发明高效能电荷泵稳压器的第六实施架构；

图7为本发明在电荷泵电路的前后连接端各设置一稳压电路的功能方块图。

附图标记说明：1～第一电压泵电路；11～第一被设计电路；12～第二被设计电路；13～第三被设计电路；2～第二电压泵电路；21～第四被设计电路；3～第三电压泵电路；31～第五被设计电路；41～第四电压泵电路；42～第六被设计电路；43～第七被设计电路；51～第一稳压电路；52～电压泵电路；53～第二稳压电路。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。