[发明专利]直流-直流电压转换器

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及一种直流-直流电压转换器，更具体而言，涉及一种直流-直流(DC-DC)升降压转换器。

背景技术

在现代移动电子设备或便携式电子设备中，经常需要在设备中内置电池，例如锂电池、镍镉电池和镍氢电池等。便携式设备中的电池在使用时，电压是逐渐下降的。例如，锂电池的通常工作电压范围为4.2伏特(V)至2.7V。即，当锂电池充满电时，其提供4.2V的电压。随着移动设备逐渐消耗锂电池中存储的电量，锂电池提供的电压逐渐降至2.7V。便携式设备中的电子器件、元件或模块一般需要稳定的3.3V电压供应，因此，在便携式电子设备的使用过程中，通常需要先对电池提供的电压进行降压，随后又需要对电池提供的电压进行升压，以维持稳定的电压输出。换言之，在移动电子设备或便携式电子设备中需要一种能够降压和升压的直流-直流电压转换器。

传统的降压转换器和升压转换器由于分别只能降压和升压，因而无法充分利用电池电量。虽然也有能够升压和降压的直流转换器结构，但是由于其需要变压器隔离或采用多电感等原因，该转换器的体积和重量难以降低，通常不太适用于小型电子设备或是便携式电子设备中。

一种比较理想的方案是采用4个开关的级联式升降压拓扑结构，该拓扑结构包括4个开关和1个电感器，其中，第一开关耦合于输入电压和电感器第一端之间，第二开关耦合于电感器第一端和接地端之间，第三开关耦合于电感器的第二端和接地端之间，第四开关耦合于电感器的第二端和输出电压之间。当输入电压高于输出电压时，第三开关断开，第四开关接通，第一开关和第二开关交替接通，从而降压，当输入电压低于输出电压时，第一开关接通，第二开关断开，第三开关和第四开关交替接通从而升压。

中国专利CN 101499717B公开了一种升降压直流转换器，其通过电流模式和非线性相结合的方式进行变换，但是该转换器控制过程较为复杂，外围电路元器件繁多，电路损耗较大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种直流-直流(DC-DC)升降压转换器。以客户克服现有技术中的一个或多个缺陷。

根据本发明的一个方面，提供了一种升降压直流-直流转换器，包括：开关电路；降压脉冲宽度调制信号生成器；升压脉冲宽度调制信号生成器；控制器，所述控制器响应于分别来自所述降压脉冲宽度调制信号生成器和来自升压脉冲宽度调制信号生成器的降压脉冲宽度调制信号和升压脉冲宽度调制信号来控制所述开关电路，从而使得所述升降压直流-直流转换器工作于纯降压模式、降压-升压转变模式和纯升压模式之一中。

根据本发明的另一方面，提供了一种集成电路，包括上述的升降压直流-直流转换器。

根据本发明的又一方面，提供了一种电源设备，该电源设备包括：电池；上述的升降压直流-直流转换器，该升降压直流-直流转换器与电池耦合以接收来自电池的输入电压并且将其转换为输出电压以供输出。

根据本发明的又一方面，提供了一种便携式电子设备，包括上述的电源设备。

根据本发明的又一方面，还提供了一种升降压直流-直流转换方法，包括：提供降压脉冲宽度调制信号和升压脉冲宽度调制信号来分别控制开关电路，从而使得升降压直流-直流转换器工作于纯降压模式、降压-升压转变模式和纯升压模式之一中。

本发明的实施例所提供的升降压转换器、集成电路、电源设备、电子设备和方法使得升降压转换器以“无缝”的转变模式在降压模式、降压-升压转变模式、升压模式之间转换，从而使得升降压转换器、集成电路、电源设备、电子设备更为稳定和安全可靠。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的标号表示相同或相似的元素。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的直流-直流升降压切换器的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的直流-直流升降压切换器的电路示意图；

图3示出了根据本发明的另一实施例的直流-直流升降压切换器的电路示意图；

图4示出了根据本发明的又一实施例的直流-直流升降压切换器的电路示意图；

图5A示出了图4中的反馈单元的一个实例；

图5B示出了图4中的反馈单元的又一实例；

图6A示出了图4中的电流检测处理单元的一个示例；

图6B示出了图4中的电流检测处理单元的另一示例；