[发明专利]电压电平转换装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种电压电平转换装置包含第一电平转换单元、第二电平转换单元、充电单元以及放电单元。第一电平转换单元接收参考电压与电源电压，以输出提升电压。第二电平转换单元连接第一电平转换单元，以接收提升电压。充电单元接收控制电压，以提供输出电压。放电单元连接充电单元，并且接收控制电压与参考电压。当控制电压导通充电单元并且截止放电单元时，充电单元由提升电压充电，使提升电压为充电单元所提供的输出电压。当控制电压截止充电单元并且导通放电单元时，放电单元由输出电压放电。本发明能克服最低运行电压的局限。

技术领域

本发明涉及一种电压电平转换装置及其操作方法，尤其涉及一种应用于马达驱动电路的电压电平转换装置及其操作方法。

背景技术

目前市面上的高速切换应用产品设计，例如直流无刷马达(brushless DC motor,BLDC motor)的上桥驱动电路、发光二极管(light-emitting diode,LED)能量控制电路等，皆需要高压驱动电路，而驱动电压的电平往往需要比系统输入的电压还要高。

以现有技术而言，由于升压集成电路(charge pump IC)可以简易地制造出提升驱动电压电平，因此广为业界所使用。惟，升压集成电路的成本较高，再者，对技术需求考量，升压集成电路的最低运行电压(operation voltage)与充放电效率都受到相当的局限。

因此，如何设计出一种电压电平转换装置及其操作方法，透过使用两阶的电压电平转换，不仅能够提供客制化的运行电压与充放电效率、克服最低运行电压的局限，并且能够提供电压电平提升与快速放电的功能，乃为本发明创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种电压电平转换装置，以克服公知技术的问题。因此本发明电压电平转换装置包含一第一电平转换单元、一第二电平转换单元、一充电单元以及一放电单元。该第一电平转换单元接收一参考电压与一电源电压，以输出一提升电压。其中该提升电压大小为该参考电压与该电源电压之和。该第二电平转换单元连接该第一电平转换单元，以接收该提升电压。该充电单元接收一控制电压，并且接收该提升电压，以提供该充电单元充电操作所需的电压，以提供一输出电压。该放电单元连接该充电单元，并且接收该控制电压与该参考电压。其中，当该控制电压导通该充电单元并且截止该放电单元时，该充电单元由该提升电压充电，使该提升电压为该充电单元所提供的该输出电压；当该控制电压截止该充电单元并且导通该放电单元时，该放电单元由该输出电压放电。

本发明的另一目的在于提供一种电压电平转换装置的操作方法，以克服公知技术的问题。因此本发明电压电平转换装置的操作方法包含下列步骤：(a)提供一第一电平转换单元，接收一参考电压与一电源电压，以输出一提升电压，其中该提升电压大小系为该参考电压与该电源电压之和；(b)提供一第二电平转换单元，接收该提升电压；(c)提供一充电单元接收一控制电压，并且接收该提升电压，以提供该充电单元充电操作所需的电压，以提供一输出电压；(d)提供一放电单元，接收该控制电压与该参考电压；以及(e)当该控制电压导通该充电单元并且截止该放电单元时，该充电单元由该提升电压充电，使该提升电压系为该充电单元所提供的该输出电压；当该控制电压截止该充电单元并且导通该放电单元时，该放电单元由该输出电压放电。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明一电压电平转换装置的方框示意图；

图2为本发明该电压电平转换装置的电路图；

图3为本发明该电压电平转换装置应用于马达驱动的电路图；

图4为本发明一输出电压与一参考电压两者关系的波形示意图；