[发明专利]交换式电路

说明书

技术领域

本发明为一种交换式电路，尤其是有关于一种具有电容与开关元件的交换式电路。

背景技术

目前电子产品已走入可携式时代，迈向轻薄短小的体积与便宜的市场价格，但往往过多的外部元件，会使印刷电路板(PCB)的体积变得相当庞大，限制了产品的尺寸与造型，例如，市面上大多的电源转换电路，如直流/直流转换器(DC/DC converter)、电荷泵(charge pump)、及交换式电容电路(switched capacitor)等，不论功率开关、被动元件或控制电路，都由离散元件所组成，而现今零件成本的下降幅度已趋于迟缓，并无太多的降价空间，未来还有可能因为原物料上涨而成本增加，当离散元件使用数量越多，则所需的组装费也越高，印刷电路板也越显庞大与笨重。

另外，磁性元件相较于电阻或是陶瓷电容，占有了较大的体积与成本，而发光二极管(light emitting diode，LED)驱动电路内的电解电容，也容易受到发光二极管热源干扰而导致寿命降低，约每增加10℃，其寿命就会缩短50%。因此设计一款无使用磁性元件无电解电容的驱动电路，将是非常必要地。为了有效地缩小产品体积与重量，集成电路(integrated circuit，IC)技术将是一大发展。集成电路可以整合大多数外部离散元件，如晶体管、电阻、电容、二极管等，其裸晶(die)体积非常小，使用集成电路取代传统的印刷电路板，不仅可以减少体积与重量，还可以提高传输速率及可靠度。但是集成电路的制作成本却是相当昂贵，晶片面积与成本呈现正比关系。

况且，大功率级的电源转换电路，内部所使用的功率开关元件，若整合到集成电路内，占用的晶片面积比例相当庞大。一般来说，一颗大功率开关元件，其面积约占整体控制电路的5~10倍以上，如果电路内使用多颗功率开关元件时，相对会耗费了极大的制作成本。而传统的交换式电容电路，使用三颗电容产生3~4种降压模式条件下，至少会用到8~9颗功率开关元件，其晶片面积会过于庞大。

发明内容

在一实施例中，本发明提供一种交换式电路，其包含有：多个储能元件；以及多个开关元件，耦接多个该储能元件，以产生一降压模式。

所述的交换式电路，其中，多个该储能元件包括一第一储能元件、一第二储能元件与一第三储能元件，而多个该开关元件包括一第一开关元件、一第二开关元件、一第三开关元件、一第四开关元件、一第五开关元件、一第六开关元件与一第七开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第一储能元件的一端耦接该第一、四、六开关元件，而其另一端耦接该第三、五开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第二储能元件的一端耦接该第二、三、七开关元件，而其另一端耦接第四、五开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第三储能元件的一端耦接该第六、七开关元件。

所述的交换式电路，其中，该储能元件为电容，而该开关元件可为双极性接面晶体管或金属氧化物半导体元件。

所述的交换式电路，其中，根据该储能元件的充放电操作与该开关元件的切换操作，进而产生该降压模式，且该降压模式为多个。

在另一实施例中，本发明一种交换式电路，其包含有：多个储能元件；以及多个开关元件，耦接多个该储能元件，以产生一降压模式与一升压模式的其中一者。

所述的交换式电路，其中，多个该储能元件包括一第一储能元件、一第二储能元件与一第三储能元件，而多个该开关元件包括一第一开关元件、一第二开关元件、一第三开关元件、一第四开关元件、一第五开关元件、一第六开关元件、一第七开关元件与一第八开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第一储能元件的一端耦接第一、二、七开关元件，而其另一端耦接第四、五开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第二储能元件的一端耦接该第二、四开关元件、而其另一端耦接第三、六、五、八开关元件。

所述的交换式电路，其中，该第三储能元件的一端耦接该第七、八开关元件。

所述的交换式电路，其中，该储能元件为电容，而该开关元件可为双极性接面晶体管或金属氧化物半导体元件。

所述的交换式电路，其中，根据该储能元件的充放电操作与该开关元件的切换操作，进而产生该降压模式或该升压模式，且该降压模式与该升压模式皆为多个。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明提出的交换式电容电路，电路内部的功率开关元件和控制器，以及部分的电阻，都整合到集成电路内，最终外部的离散元件只剩下数个电阻和陶瓷电容等，有效地缩小了驱动电路的体积与重量，进而减少系统成本与延长灯具寿命。