[发明专利]直流转直流转换装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流转直流转换器，特别是一种直流转直流转换装置及其方法。

背景技术

常见的直流转直流转换器是接收来自于电源供应的第一直流电压，且输出第二直流电压至负载电路。一般而言，有两种型式的直流转直流转换器：开关调节器及线性调节器。开关调节器有较高的电源效率，但需要大的外部被动元件（电感或电容）。因此，对于混合信号系统单芯片（Systems on Chips）的应用，无有效的成本及尺寸。混合信号系统单芯片需要多种电路的多重独立电源供应域。并且，开关调节器经常受到开关的干扰。另一方面，线性调节器则具有效的成本及尺寸，且较少的噪声，但低电源效率。

因此，如何提供约如同线性调节器的低噪声及有效率的成本及尺寸并且又像开关调节器的高电源效率的直流转直流转换器为一亟待解决的议题。

发明内容

在一实施例中，一种直流转直流转换装置包含开关电容电路、负载电容、反馈电路及控制器。开关电容电路接收电源电压，且依照N位元控制信号及多个相位时钟来输出负载电压。其中N是大于1的整数。负载电容耦接开关电容电路，负载电容保持负载电压。反馈电路耦接开关电容电路，反馈电路产生与负载电压成比例的反馈电压。控制器耦接开关电容电路与反馈电路，控制器接收反馈电压与参考电压，且依照多个相位时钟中的时钟相位输出N位元控制信号。

在一实施例中，一种直流转直流转换方法，包含：利用开关电容电路以接收电源电压以及包含多个时钟相位的多个相位时钟，并输出负载电压，接着，以负载电容保持负载电压，并且，由负载电压分压得到反馈电压，以致使负载电压成比例于反馈电压，最后，通过反馈电压与参考电压的比较以更新N位元控制信号，其中N是大于1的整数。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所披露的内容、权利要求范围及图式，任何本领域的普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的直流转直流转换装置的功能区块图。

图2为图1的实施例的示范性时序图。

图3为本发明一实施例的开关电容电路的功能区块图。

图4为本发明一实施例的开关单元的示意图。

图5为本发明一实施例的控制器的功能区块图。

【主要元件符号说明】

100 直流转直流转换装置

110 开关电容电路

120 负载电路

130 反馈电路

140 控制器

V_S 电源电压

V_L 负载电压

CC[N-1:0] N位元控制信号

CC[n] 位元

CLK[n] 时钟相位

CLK[0] 第一时钟相位

CLK[N-1:0] N个相位时钟

CLKB 反相时钟信号

C_L 负载电容

V_FB 反馈电压

V_REF 参考电压

R₁ 第一电阻

R₂ 第二电阻

T 时钟周期

300 开关电容电路

301-304 开关单元

400 开关单元

401 第一开关

402 第二开关

420 时钟产生器

421 非门

424-427 非门

430 门控时钟产生器

431 数据正反器

432 非门

433 与非门

422-423 或非门

C_CH 充电电容

PHI1 第一逻辑信号

PHI2 第二逻辑信号

CLKG 门控时钟

ENS 同步控制信号

500 控制器

501 比较器

502 低通滤波器

503 四舍五入运算子

504 编码器

505 元件匹配电路

D 决策信号

W1 第一中间信号

W2 第二中间信号

PCC[N-1:0] N位元的原始控制信号