[发明专利]直流电源转换电路及模式切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源转换电路及模式切换方法，特别涉及应用于可携式电子装置中的直流电源转换电路及模式切换方法。

背景技术

在一个由多个子系统(subsystem)电路所构成的电子装置中，由于每个子系统电路需要的直流电压电位均不尽相同，因此便有直流电源转换电路存在的必要。请参见图1，其为直流电源转换电路应用于电子装置中的结构示意图，其中系统电压源V_system经过直流电源转换电路10的转换，进而产生电位不同的第一电压V1，进而提供给子系统电路11、12来使用。

而常见的直流电源转换电路10有两种，第一种是所谓低压降压调节器(Low Dropout regulator，以下简称LDO)，其电路示意图如图2(a)的所示，其利用以运算放大器所完成的反馈控制电路20根据反馈电压Vf与参考电压Vr的比较来控制晶体管Q1于有源区操作时的开启程度，进而将输入电压Vi(例如上述V_system)进行调降后产生与参考电压Vr相关的输出电压Vo，在本例是Vo＝Vr。但其缺点在于其减去的电压Vi-Vo是被图中的晶体管Q1所消耗的，因此转换效率不佳，而且所需的输出电流越大，转换效率越差，因此当负载越大时，能量耗损也就越大。

而另一种则是如图2(b)所示的降压转换器(Buck Converter)，其中驱动电路25根据时脉信号φ及参考电压Vr来产生工作周期为D的脉冲宽度调制(以下简称PWM)控制信号来对晶体管Q2、Q3进行控制，进而得到Vo/Vi＝D的电压转换，而其转换效率可达90％。故其转换效率较上述LDO为佳，因此目前大多使用降压转换器来完成上述直流电源转换电路10。

然而，在许多利用电池为基本电源的可携式电子装置上，为能有效节省电力，通常在装置闲置一段时间后，便会自动从活动模式(active mode)转到静止模式(quiescent mode)，用以将一些不必要的电路关闭而达到省电的功效。此外，在进入静止模式后，降压转换器则可以降低参考电压Vr的数值，进而使驱动电路25发出的PWM控制信号的工作周期D随之降低，用以来将其输出电压向下降低，例如从原来的1.2伏特下降至0.7伏特，希望能达到系统省电的目的。但很不幸的，虽然输出电压降低，但由于驱动电路25发出的PWM控制信号的频率并无改变，因此降压转换器中的Q2、Q3仍然不断地进行切换动作，使得降压转换器的充放电动作并未停止，因此降压转换器本身所耗损的能量并无法有效随之下降，反而造成静止模式中的节能效果不佳。

发明内容

综合上述，为能有效改善上述技术的缺陷，进而达到有效节能的功效增进，为本发明的主要目的。

本发明为一种直流电源转换电路，应用于电子装置中，该电子装置包含有子系统电路，而该转换电路包含：第一电压转换电路，电连接于该子系统电路，接收系统电压及第一参考电压，用以依据第一参考电压产生第一输出电压至输出端；以及第二电压转换电路，电连接于该第一电压转换电路的该输出端，接收该系统电压及第二参考电压，用以依据第二参考电压产生第二输出电压至该输出端；其中，该第二电压转换电路根据该输出端的电压小于阈值而开始输出第二输出电压至该输出端。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，还包含：参考电压产生电路，用以产生该第一参考电压及该第二参考电压分别至该第一电压转换电路及该第二电压转换电路，且该第一参考电压高于该第二参考电压恒定值。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，其中当该第二电压转换电路开始输出该第二输出电压至该输出端后，该参考电压产生电路每经一个时间周期调降第二参考电压的电压值，直到该第二输出电压为预定电压值。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，其中该参考电压产生电路包含：多个串联电阻；多个受控开关，分别并联于所述多个串联电阻；电阻组，至少包含一个电阻，串接至所述多个串联电阻；以及恒定电流源；

其中由该电阻组的高电压节点引出该第一参考电压，而由该电阻组的低电压节点引出该第二参考电压。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，其中当该第二电压转换电路开始输出该第二输出电压至该输出端后，每经一个时间周期接通一个受控开关而使第一参考电压与第二参考电压同时下降一个电压差值。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，其中该第一电压转换电路为降压转换器，而该第二电压转换电路为低压降压调节器。

根据上述方案，本发明所述的直流电源转换电路，其中该第一电压转换电路为第一降压转换器，而该第二电压转换电路为第二降压调节器。