[发明专利]混成供电架构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种混成供电架构，尤其是可依据负载程度启动线性调节器或切换调节器以达到具最佳电气效率的无缝切换的混成供电目的。

背景技术

具不同工作电气特性的电子装置通常需要不同电压、电流或功率的特定电源以提供所需的工作电力，比如电动马达需要12V直流电，类比晶片需要3.3V，而数位晶片一般需要1.8V，因此，电源管理类者开发各种电源调节装置及电源转换装置以符合所需。此外，在原始输入电源不稳定时，比如市电常常受到负载不平衡的影响而经常性的大幅度升压或压降，需要具稳压作用的稳压或调节装置。或者，因原始电源本身的供电能力有限，无法应付负载的剧烈变动，而使得输出电压或电流变成不稳定，所以也需要这当的稳压或调节装置。

对于一般电子应用领域，众所周知的调节方式可包括线性调节及切换调节。线性调节是使用线性电子元件，比如运算放大器，配合电压或电流感测电路，所以控制输出级单元，比如功率电晶体，产生可依据负载程度而动态调节的稳定输出电源。切换调节方式主要是利用高頻的PWM信号以控制、切换特定电晶体开关的导通、关闭，进而将原始电源转成具特定电压、电流或功率的输出电源，同时去除杂讯，达到电源调节及/或转换的目的。

具体而言，线性调节、切换调节本身在操作时会消耗原始电源中的部分电力而造成操作损失，其中操作损失是随负载程度而变动。例如，线性调节在轻负载时具有较低的操作损失，而对于重负载，切换调节的操作损失较低。即，线性调节这合轻负载的应用领域，而切换调节这合重负载，使得在负载变动范围大的应用领域时，单独使用线性调节或切换调节实质上是无法有效降低整体的操作损失，导致电气效率不高。

因此，非常需要一种混成供电架构，可依据实际电气负载特性而动态切换线性调节其及切换调节器的运作，尤其是可达到无缝切换的供电目的，使得功率耗损最低，提供稳定的输出电源，因而克服上述所用技術的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混成供电架构，用以将输入电源转换成具有不同于输入电源的电压及或电流的输出电源，以供应给外部的负载，且本发明主要包括微控制器、线性调节器、第一电流感测单元、切换调节器、第二电流感测单元以及混成输出级，其中线性调节器及切换调节器分別依据微控制器的第一及第二致能信号而进行线性调节处理及切换调节处理，所以产生线性输出电源及切换输出电源，并由第一及第二电流感测单元分別感测线性输出电源及切换输出电源而产生第一及第二电流感测信号，并由微控制器接收，进而判断负载状态为轻负载或重负载，且在启始时，控制器只启动线性调节器而关闭切换调节器，并在重负载时，启动切换调节器。

尤其是，在切换输出电源稳定时，才关闭线性调节器。类似的，当负载状态由目前的重负载转变为轻负载时，控制器会启动线性调节器，而在线性调节器的线性输出电源稳定时，才关闭切换调节器。

即，本发明可依据负载状态控制线性调节器及切换调节器，使得在轻负载及重负载时分別由线性调节器及切换调节器负责调节处理，可提高电源转换效率，尤其是在轻负载及重负载的间的切换期间，线性调节器及切换调节器同时运作，所以维持输出电源的稳定性，达到无缝切换的混成供电，并进而保护负载。

附图说明

图1所示依据本发明实施例混成供电架构的系统示意图。

图2所示本发明混成供电架构中线性调节器的示范性实例示图。

图3所示本发明混成供电架构中切换调节器的示范性实例示图。

图4所示本发明混成供电架构中混成输出级的示范性实例示图。

图中标记: 10微控制器；20线性调节器；21第一电流感测单元；30切换调节器；31第二电流感测单元；32 PWM控制器 ；40混成输出级；BUF1第一缓冲器；BUF2第二缓冲器；CS1第一电流感测信号；CS2第二电流感测信号；D1第一二极体；D2第二二极体；EN1第一致能信号；EN2第二致能信号；LCH扼流线圈；MOS1第一电晶体；MOS2第二电晶体；MOS3第三电晶体；OP运算放大器；OPS1第一运算放大器；OPS2第二运算放大器；PG1第一通知信号；PG2第二通知信号；R11上拉电阻；R12下拉电阻；R2上拉电阻；R3上拉电阻；RL负载；RS1第一感测电阻；RS2第二感测电阻；V1线性输出电源；V2切换输出电源；Vin输入电源；Vout 输出电源。

具体实施方式

以下配合图示及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，仅使熟所所述项技术者在研读本说明书后能据以实施。