[发明专利]混合式稳压装置与方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种稳压电路，特别是一种混合式稳压装置与方法。

背景技术

请参照图1A为公知技术的开关稳压器框架。传统的开关稳压器有较好的电压转换效率，因此通常被使用在转换大压差及大负载电流。但由于其框架上在输出端需具备一个较大的电感A10，故在电源启动(power on)时会造成过大的涌入电流(rush current)或过冲(overshoot)的输出电压，因此需使用缓启动装置(soft-start)A20及过电流保护(over current protection)装置A30。然而，此方式会造成输出电压爬升速度缓慢，所需的稳定时间过久。

再者，开关稳压器在电源启动初期，由于输出电压过低而造成控制N/PMOS A40(即NMOS与PMOS)启动的工作周期(duty cycle)偏低，可能会造成N/P MOS A40因控制信号错误而被同时打开，如此将产生短路电流。传统技术上通常使用非重迭时钟信号产生器(non-overlap clock generator)A50来控制信号，以确保有足够的非重迭时间(dead time)。

为了避免上述的N/P MOS A40同时启动，而产生短路电流的情形发生，需额外地对工作周期或控制信号的非重迭时间做监视及调整，以避免大电流出现，但如此必须再使用额外的电路，耗费额外的电流。由于芯片(IC)在省电模式(sleep mode；power saving mode)时所要求的电流规格很严苛，加上开关稳压器本身设计较为复杂，也消耗较多静电流，故难以达到省电模式所需的电流规格，若再加上额外的辅助电路，则会在应用上造成更多困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提出一种混合式稳压装置与方法。该混合式稳压装置可加快输出电压稳定的时间，并且能有效改善上述的问题。

本发明提出一种混合式稳压装置，具有输出端，该装置包含：第一稳压器，耦接输出端，用以接收输入电压并输出第一电压；第二稳压器，耦接输出端，当输入电压到达预定电压值时，则第二稳压器用以输出一第二电压。

本发明还提出一种混合式稳压方法，包含下列步骤：由第一稳压器接收输入电压，并依据输入电压而输出第一电压；当输入电压到达预定电压值，启动第二稳压器；由第二稳压器依据输入电压与第一电压中的至少一个而输出第二电压。

有关本发明的较佳实施例及其功效，现配合附图说明如后。

附图说明

图1A：公知技术的开关稳压器框架；

图1B：公知技术的线性稳压器框架；

图2：混合式稳压装置的示意图；

图3：混合式稳压装置运行的电压与时间关系图；

图4：混合式稳压方法的流程图。

【主要元件符号说明】

A10：电感                    A20：缓启动装置

A30：过电流保护装置          A40：N/P MOS

A50：非重迭时钟信号产生器    A60：比较器

A70：导通单元                10：第一稳压器

20：第二稳压器               30：输出端

具体实施方式

在解释本发明前，先简单介绍稳压装置的种类。稳压装置的功能是将一输入电压经由转换而输出一稳定的操作电压，可以提供其他的电路使用。而针对输入电压与输出电压的比较，稳压装置又可分为升压型稳压器与降压型稳压器。

再者，针对稳压器的框架与应用，可分为开关稳压器(switch regulator)与线性稳压器(linear regulator)。其中，开关稳压器的框架在图1A中作介绍。线性稳压器的框架请参照图1B所示。由图1B可知线性稳压器包含：比较器A60及导通单元(pass element)A70。其中，导通单元A70可由多种不同的元件所组成，而形成多种不同类型的线性稳压器。

线性稳压器结构比开关稳压器来的简单，因此在电路设计上与电流的消耗上，都比开关稳压性具有优点。然而，线性稳压器的缺点之一在于能量转换效率低。然而，开关稳压器通过低电阻开关和磁能量储存单元实现比线性稳压器高的转换效率，因此降低了转换过程中的功率损失，在此，由于熟知此项技术的人士应可轻易了解其原理、功效及详细的运行方式，故在此省略不再赘述。而且，由上述说明可得知，线性稳压器与开关稳压器各具有其特殊的优缺点。

请参照图2，该图所示为本发明混合式稳压装置的示意图。本发明混合式稳压装置可位于一芯片(IC)之内或之外。混合式稳压装置包含：第一稳压器10及第二稳压器20。