[发明专利]一种降压型转换器

说明书

【技术领域】

本发明涉及电路设计领域，特别涉及一种基于电感的降压型转换器。

【背景技术】

请参考图1所示，其为现有技术中的一种降压型转换器的电路示意图。该降压型转换器包括输入电容C1、输出电容C2、开关S1、二极管D1和电感L1，其中，开关S1、电感L1和输出电容C2依次连接于电压输入端VIN和接地端GND之间，电感L1和输出电容C2之间的连接节点作为该降压型转换器的输出端VO；负载Load连接于输出端VO和接地端GND之间；输入电容C1连接于电压输入端VIN和接地端GND之间；二极管D1的负极与开关S1和电感L1之间的连接节点LX相连，二极管D1的正极与接地端GND相连；开关S1的控制端与驱动信号DV相连，驱动信号DV为占空比为D的周期信号。

一般图1所示的降压型转换器的开关S1为PMOS(P-Channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管，当驱动信号DV为低电平时，PMOS晶体管导通；当驱动信号DV为高电平时，PMOS晶体管关断。当开关S1导通时，节点LX的电压等于电压输入端VIN的电压；当开关S1关断时，二极管D1导通，节点LX的电压接近于地电平，LX信号表现为高电平为VIN、低电平为零的方波信号，其占空比与开关S1的占空比相同。LX信号经过由电感L1和输出电容C1构成的低通滤波器，产生直流的输出信号VO，该输出端VO的电压等于节点LX上的平均电压，即VO＝D*VIN，其中，VO为输出端VO的电压值，VIN为电压输入端VIN的电压值，D为驱动信号DV的开关占空比，由于D为0～1之间的值，因此，D*VIN小于或等于VIN，即图1所示的降压型转换器表现为降压功能。

由于PMOS晶体管的价格昂贵，因此，第一开关S1用PMOS晶体管实现，会使得图1所示的降压型转换器具有较高的成本。一般NMOS(N-Channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管比PMOS晶体管成本低，如果图1中的开关S1用NMOS晶体管实现，则驱动信号DV的高电平需要大于(VIN+Vth)才能让NMOS晶体管完全导通(其中，VIN为电压输入端VIN的电压值，Vth为NMOS晶体管的阈值电压)，因此，就需要设置额外的自举(Boot-strap)电路产生特殊的驱动信号，从而导致电路结构复杂(一般至少需要额外的驱动电路和片外较大的电容)，成本也较高。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种降压型转换器，其可以直接采用NMOS晶体管作为开关使用，且不需要设置额外的自举电路，从而使得电路结构简单、成本低。

为了解决上述问题，本发明提供一种降压型转换器，其包括电压输入端、输出端正极、输出端负极、第一开关、二极管、电感、输出电容和占空比控制电路。所述电感连接于所述电压输入端和输出端正极之间；所述输出电容连接于所述输出端正极和输出端负极之间；所述第一开关连接于所述输出端负极和接地端之间；所述二极管的正极与所述输出端负极相连，所述二极管的负极与所述电压输入端相连，所述占空比控制电路输出驱动信号给第一开关的控制端，以控制第一开关导通或关断。

进一步的，所述降压型转换器还包括输入电容，所述输入电容连接于所述电压输入端和接地端之间。

进一步的，所述第一开关为PMOS晶体管或NMOS晶体管。

进一步的，所述二极管为肖特基二极管。

进一步的，所述降压型转换器的输出电压VO＝VOP-VON，则VO＝D*VIN，其中，VO为输出电压的电压值，VIN为电压输入端VIN的电压值，D为驱动信号的占空比，VOP为所述输出端正极的电压值，VON所述输出端负极VON的电压值。

为了解决上述问题，本发明提供另一种降压型转换器，其包括电压输入端、输出端正极、输出端负极、第一开关、第二开关、电感、输出电容和占空比控制电路，所述电感连接于所述电压输入端和输出端正极之间；所述输出电容连接于所述输出端正极和输出端负极之间；所述第一开关连接于所述输出端负极和接地端之间；第二开关连接于所述输出端负极和所述电压输入端之间，所述占空比控制电路输出驱动信号控制第一开关和第二开关交替导通。

进一步的，所述降压型转换器还包括输入电容，所述输入电容连接于所述电压输入端和接地端之间。

进一步的，所述第一开关S1为PMOS晶体管或NMOS晶体管；或所述第二开关S2为PMOS晶体管或NMOS晶体管。