[发明专利]电源电路和电源装置

说明书

本发明公开一种电源电路和电源装置。电源电路包括第一N型金属氧化物半导体场效晶体管、滤波器、运算放大器、控制电路和第一开关。第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极接收第一输入电压。滤波器耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极，并且用来输出输出电压。运算放大器的非反相输入端通过第一电容耦接接地端。控制电路耦接运算放大器的反相输入端。第一开关的一端耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极，另一端可切换地耦接控制电路或运算放大器的输出端，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极被切换耦接至控制电路或运算放大器的输出端。

技术领域

本发明涉及一种电源电路和电源装置，且特别涉及一种电源电路和电源装置可整合为具有降压转换器(Buck Converter)和低压差稳压器(Low-Dropout Regulator，LDO)的电路线路。

背景技术

目前大多数用以电池(Battery)作为电源输入的电子装置，例如移动电话或可携式媒体播放器，则通常使用降压转换器来向电子装置的各组件，提供小于输入电压的输出电压。然而，因为降压转换器于轻载时的效率较差，且功耗相对较大，所以现有技术已有将降压转换器和低压差稳压器整合到同一电源电路中，例如电源管理IC(Power ManagementIC，PMIC)。这样一来，当输出为轻载时，电源电路可被切换至低压差稳压器模式来提高轻载时的效率，但成本相对增加。因此，如何设计出一种电源电路和电源装置不仅可整合降压转换器和低压差稳压器的电路线路，亦能有效降低成本则成为本领域的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电源电路，包括第一N型金属氧化物半导体场效晶体管、滤波器、运算放大器(Operational Amplifier，OP)、控制电路和第一开关。第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极接收第一输入电压。滤波器耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极，并且用来输出输出电压。运算放大器的非反相输入端(Non-Inverting Input)通过第一电容耦接接地端。控制电路耦接运算放大器的反相输入端。第一开关的一端耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极，另一端可切换地耦接控制电路或运算放大器的输出端，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极被切换耦接至控制电路或运算放大器的输出端。

进一步地，当电源电路输出不为轻载时，第一开关受控于第一开关信号，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极被切换耦接至控制电路，且控制电路则用来根据相应于输出电压的反馈电压，控制第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的开启或关闭，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管被作为降压转换器中的上桥(High Side)金属氧化物半导体场效晶体管。

进一步地，当电源电路输出为轻载时，第一开关受控于第一开关信号，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极被切换耦接至运算放大器的输出端，且控制电路则用来提供反馈电压至运算放大器的反相输入端，使得第一N型金属氧化物半导体场效晶体管被作为低压差稳压器中的功率晶体管。

进一步地，电源电路还包括输入电容和第二N型金属氧化物半导体场效晶体管。输入电容的第一端耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极，输入电容的第二端则耦接接地端，且输入电容用来提供第一输入电压。第二N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极和滤波器，第二N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极则耦接接地端，且第二N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极耦接控制电路。当电源电路输出不为轻载时，控制电路也用来根据反馈电压，控制第二N型金属氧化物半导体场效晶体管的开启或关闭，使得第二N型金属氧化物半导体场效晶体管被作为降压转换器中的下桥(Low Side)金属氧化物半导体场效晶体管。

进一步地，滤波器包括电感和输出电容。电感的第一端耦接第一N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极和第二N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极。输出电容的第一端耦接电感的第二端，且输出电容的第二端耦接接地端，使得滤波器在输出电容的第一端和电感的第二端上产生输出电压。