[发明专利]反馈比较装置及直流到直流电压转换器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种直流到直流电压转换器，且特别是有关于一种输出电压低于参考电压的直流到直流电压转换器。

背景技术

随着电子信息技术的发展，各种电子产品的电路设计越来越复杂，而许多电路的设计是要将电池电压转换成较低的供电电压，如手机、PDA等由电池供电的手持设备，又如手提式电脑，而电压转换器(buck converter)是被使用在一般的电源供应器中作为一基本的电压调节器，因此越来越多的直流到直流电压转换器被使用到各种电子产品中。

直流到直流电压转换器的作用是可以输出较输入电压小的输出电压并起到稳压的作用，请参见图1，其为公知的一种直流到直流电压转换器100，如图所示的直流到直流电压转换器100工作时，其接受一个直流的输入电压Vin，输入电压Vin可以由碱性电池或锂电池提供，并且转换成一较低的固定直流输出电压Vout，输出电压Vout经反馈电路101反馈后通过比较器103与参考电压Vref作比对，并根据比对结果向驱动电路105产生一个控制信号，驱动电路105根据接收到的控制信号向功率电路107发送一驱动信号，功率电路107连接输入电压Vin以及一个稳压电路109，并且功率电路107根据接收到的驱动信号控制输入电压Vin与稳压电路109间导通或断开的状态，而后经稳压电路109稳压后输出一个较稳定的输出电压Vout。

但在大部分的可携带式的电子产品中，使用碱性电池或锂电池作为电力的来源，由于电池的电压会随着操作时间与使用时间逐渐降低，为得到一稳定的输出电压，因此很多情况下的直流到直流电压转换器是采用先升压再电压的两级式电压转换器。

中国台湾专利号为I281305的实用新型专利公开了一种双输入电压转换器，包括一比较器比较该输出电压Vout及一参考电压Vref以产生一信号至一控制器，并由控制器决定切换第一电压转换电路或第二电压转换电路，请参见图2，其为此专利的一实施例示意图，晶体管SW1及SW2与电感L及电容Co组成第一电压转换电路，晶体管SW2及SW3与电感L及电容Co组成第二电压转换电路，控制器201切换晶体管SW1及SW2产生电流I通过电感L对电容Co充电得到输出电压Vout，比较器203比较输出电压Vout与参考电压Vref，当输出电压Vout低于参考电压Vref时，比较器203的输出信号Se使控制器201关闭晶体管SW1，使电压VDD通过升压转换器205升压后转换为电压VPP，控制器201切换晶体管SW2及SW3以转换电压VPP为输出电压Vout，因此双输入电压转换器200可视为先升压再降压的两级式电压转换器，它很好地解决了因输入电压Vin减小而造成的输出电压Vout减小，从而造成输出不稳定的情况，但现有的直流到直流转换器仍然存在一些缺陷，可以归结为以下几点：

1、上述的两极式电压转换器虽然可以解决输入电压Vin减小而造成输出电压Vout不稳定的情况，但是并不能在输出电压Vout小于参考电压Vref的状况下工作，而是依靠升压转换器使输出电压Vout保持在比参考电压Vref大的状态。然而因为低工作电压可以使电子产品在单一芯片上整合进更多晶体管，所以在实际应用中各种电子产品会越来越多地使用到低电压。由半导体行业协会(SIA)发表的《国际半导体技术路线图(ITRS)》预计，从目前到2016年这段时间内，IC的工作电压和工作电流将分别呈下降和上升的趋势。由此可见许多电子产品需求电压转换器的输出电压Vout越来越小，直接导致了参考电压Vref的取值困难，并且更频繁地出现输出电压Vout小于参考电压Vref状况，而传统的直流到直流电压转换器无法在输出电压Vout小于参考电压Vref的状况下工作，这在直流到直流电压转换器设计中是一个盲点。

2、上述的双输入电压转换器在输出电压Vout小于参考电压Vref情况下会采用先升压后降压的方法，但是需要在电路中加入升压转换器、电压转换电路以及另外一些相关电子元件，而目前直流到直流电压转换器的PCB空间相当有限，这不符合现代电子产品“小身材，大功效”的发展趋势，并且，直流到直流电压转换器在电子产品中被广泛使用，增加直流到直流电压转换器内部的电子元件势必会增加许多生产制造成本。

发明内容

本发明提供一种反馈比较装置，以解决现有技术中直流到直流电压转换器不能在输出电压小于参考电压的情况下工作的缺点。

本发明另提供一种直流到直流电压转换器，此直流到直流电压转换器可以在输出电压小于参考电压的情况下转换一输入电压至一较低的输出电压。