[发明专利]稳压系统

说明书

本发明公开一种稳压系统，其包含一三阶降压型转换器以及一开关控制电路。三阶降压型转换器至少包含多个开关、一输入端、一输出端、一电感器以及一控制开关。电感器包含一第一端以及一第二端电连接输出端。多个开关的操作以依序形成两个阶段，在输出端形成一输出电压。每一阶段包含多个转换状态。控制开关的一端电连接电感器的第一端而另一端电性接地。开关控制电路控制多个开关以及控制开关。控制开关在所述两个阶段中的至少一阶段的其中一转换状态导通，使得电感器的第一端接地，以使得一电感电流流经电感器。

技术领域

本发明有关于一种稳压系统，特别是有关于一种使用三阶降压型转换器的稳压系统

背景技术

三阶降压型转换器(3-level buck converter)包含一切换式电容电路(switchedcapacitor circuit)以及一电感式降压型转换器(inductor-based buck converter)。切换式电容电路具有高转换效率的优点，而电感式降压型转换器可输出高稳定度的电压，因此三阶降压型转换器可结合两种电路的优点。

然而，传统的三阶降压型转换器的操作会在两个阶段(phase)之间切换，每一个阶段包含三个转换状态(conversion state)。透过控制切换式电容电路的开关的导通状态，传统的三阶降压型转换器会依序进行第一阶段的三个转换状态，接着切换到第二阶段，再依序执行第二阶段的三个转换状态，接着再切换回第一阶段，如此重复进行。

然而，每次在第一阶段与第二阶段之间的切换，切换式电容电路的电容的跨压就会大改变，例如，电容的顶电压与底电压从(VDD,VDD/2)改变成(VDD/2,0)，或是从(VDD/2,0)改变成(VDD,VDD/2)，而当电容的跨压过于频繁的变化，会造成不必要的功率耗损。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种稳压系统，其包含一三阶降压型转换器(3-level buck converter)以及一开关控制电路。三阶降压型转换器至少包含多个开关、一输入端、一输出端、一电感器以及一控制开关，电感器包含一第一端以及一第二端，电感器的第二端电连接输出端，多个开关的操作以依序形成三阶降压型转换器的两个阶段(phase)，藉此在输出端形成一输出电压，其中每一两个阶段包含多个转换状态，而控制开关的一端电连接电感器的第一端而另一端电连接一低电压端。开关控制电路可产生多个开关控制信号以控制多个开关以及控制开关。控制开关在两个阶段中的至少一阶段的多个转换状态的其中一转换状态导通，使得电感器的第一端接地，以使得一电感电流流经电感器。

在一实施例中，多个开关包含一第一开关、一第二开关、一第三开关以及一第四开关，三阶降压型转换器更包含一电容器，第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关依序串接于输入端以及低电压端之间，电容器的一端电连接第一开关与第二开关之间的节点，而另一端电连接第三开关与四开关之间的节点，电感器的第一端电连接第二开关与第三开关之间的节点，开关控制电路控制第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关。

在一实施例中，两个阶段包含一第一阶段以及一第二阶段，第一阶段包含一第一转换状态、一第二转换状态以及一第三转换状态，第二阶段包含一第四转换状态、一第五转换状态以及一第六转换状态。

在一实施例中，在第一阶段的第一转换状态，第一开关导通、第二开关不导通、第三开关导通、第四开关不导通、以及控制开关不导通，而在第一阶段的第二转换状态，第一开关导通、第二开关不导通、第三开关不导通、第四开关不导通、以及控制开关导通，而在第一阶段的第三转换状态，第一开关导通、第二开关不导通、第三开关不导通、第四开关不导通、以及控制开关不导通。

在一实施例中，在第二阶段的第四转换状态，第一开关不导通、第二开关导通、第三开关不导通、第四开关导通、以及控制开关不导通，而在第二阶段的第五转换状态，第一开关不导通、第二开关不导通、第三开关不导通、第四开关导通、以及控制开关导通，而在第二阶段的第六转换状态，第一开关不导通、第二开关不导通、第三开关不导通、第四开关导通、以及控制开关不导通。