專利名稱：切換式電源供應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種切換式電源供應(yīng)器，特別是關(guān)于一種不需設(shè)置外部電感的切換式電源供應(yīng)器。
背景技術(shù)：
切換式電源供應(yīng)器(switched-mode power supply, SMPS)是采用電感與FET開(kāi)關(guān)架構(gòu)的電源供應(yīng)器，其利用磁性線圈(電感)作為能量?jī)?chǔ)存裝置。此種電源供應(yīng)器在所有的直流轉(zhuǎn)換方法中可提供最高的電源轉(zhuǎn)換效率(最高可達(dá)97% )，能夠提高可攜式產(chǎn)品的電池壽命，延長(zhǎng)產(chǎn)品的工作時(shí)間。切換式電源供應(yīng)器使用電感當(dāng)作儲(chǔ)能元件，其儲(chǔ)能電感的感值將直接影響到效能，較大的電感值可降低切換式電源供應(yīng)器所產(chǎn)生的漣波與磁滯損耗，因此，一般常使用 4. 7 μ F、10 μ F或更大的電感。但越大的電感占用的電路板面積越大，成本也會(huì)提高。因此，在集成電路化的今日，若能將電感直接制作于集成電路(IC)中將會(huì)是非常好的選項(xiàng)。然而大于IOnF的電感在IC內(nèi)實(shí)現(xiàn)(fully-integrated)將占用非常大的電路面積，不符合成本，而且質(zhì)量因子 (quality factor)低。因此,不論是降壓型(Buck converter)、升壓型(boost converter)、 降壓升壓型(buck boostconverter)或者查克型(Cuk converter)的切換式電源供應(yīng)器， 仍然以芯片外(off-chip)的方式實(shí)現(xiàn)電感。切換式電源供應(yīng)器通常以脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation ；PWM)或脈沖頻率調(diào)制(Pulse Frequency Modulation ；PFM)的方式控制功率級(jí)中MOSFET的切換。PWM 調(diào)制方法是在不改變MOSFET的周期T的狀況下，改變其工作周期(duty)以調(diào)節(jié)輸出；PFM 調(diào)制方法則是通過(guò)維持工作周期(duty)但改變周期T來(lái)調(diào)節(jié)輸出。目前亦出現(xiàn)具有雙模式的芯片，在待機(jī)等小負(fù)載的狀況時(shí)，以PFM模式工作，降低工作頻率以降低電流損耗；而在大負(fù)載時(shí)切換以PWM模式工作，以提供較大的負(fù)載電流。圖1為已知的降壓型電源供應(yīng)器1的示意圖，外部元件2包含作為儲(chǔ)能元件的電感Ll和電容Cl，外部元件2以外的電路元件一般都設(shè)置在IC內(nèi)。頻率補(bǔ)償電路20經(jīng)由電阻Ri與電阻R2所組成的分壓電路取得反饋電壓VFB，并根據(jù)反饋電壓VFB與參考電壓 Vref間的差值檢測(cè)輸出電壓Vout的變化，產(chǎn)生差值電壓Ne’比較器14將頻率補(bǔ)償電路20 輸出的差值電壓Vc與三角波Vsaw相比較，據(jù)以產(chǎn)生PWM輸出VDUTY，以非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器 12實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器再根據(jù)PWM輸出VDUTY產(chǎn)生二非重迭的時(shí)鐘信號(hào)，控制功率級(jí)18中上下橋開(kāi)關(guān)Pl和m的切換，產(chǎn)生輸出電流對(duì)電感Ll和電容Cl充放電，以供應(yīng)輸出電壓Vout給負(fù)載RL。目前的PWM調(diào)制器或PFM調(diào)制器皆采用比較器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，PWM調(diào)制器一般是由比較器與三角波構(gòu)成的電路；PFM調(diào)制器則是由SR栓鎖電路與比較器構(gòu)成的電路。外部電感Ll的電感值與電源供應(yīng)器的工作頻率相關(guān)，當(dāng)電感Ll具有大電感值時(shí)，電源供應(yīng)器可以較低的工作頻率工作；反之，當(dāng)電感Ll的電感值小時(shí)，電源供應(yīng)器便需以較高的工作頻率工作。本發(fā)明提出一種切換式電源供應(yīng)器，避免使用外部電感，并維持供電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出數(shù)種不需設(shè)置外部電感的切換式電源供應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明，一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓，該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線，一第二鎊線，以及一電源轉(zhuǎn)換芯片。 該電源轉(zhuǎn)換芯片包含第一焊墊連接該第一鎊線的一端，一第二焊墊連接該第二鎊線的一端，一頻率補(bǔ)償電路耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓，一電流控制脈沖寬度調(diào)制器耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓及一高頻時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生一高頻的PWM輸出信號(hào)，一電流控制脈沖頻率調(diào)制器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PFM輸出信號(hào)，一功率級(jí)受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊，一選擇器耦接該電流控制脈沖寬度調(diào)制器與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，根據(jù)一選擇信號(hào)致能該電流控制脈沖寬度調(diào)制器或該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，以及一驅(qū)動(dòng)器耦接該功率級(jí)、該電流控制脈沖寬度調(diào)制器與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，根據(jù)該P(yáng)WM輸出信號(hào)或PFM輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換，其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并直接連接到該外部電容的一端。根據(jù)本發(fā)明，一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓，該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線，一第二鎊線以及一電源轉(zhuǎn)換芯片。該電源轉(zhuǎn)換芯片包含一第一焊墊連接該第一鎊線的一端，一第二焊墊連接該第二鎊線的一端，一頻率補(bǔ)償電路耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓，一電流控制脈沖寬度調(diào)制器耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)一高頻時(shí)鐘信號(hào)與該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PWM輸出信號(hào)，一功率級(jí)受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊，以及一驅(qū)動(dòng)器耦接該功率級(jí)與該電流控制脈沖寬度調(diào)制器，根據(jù)該P(yáng)WM輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換，其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并直接連接到該外部電容的一端。根據(jù)本發(fā)明，一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓，該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線，一第二鎊線以及一電源轉(zhuǎn)換芯片。該電源轉(zhuǎn)換芯片包含一第一焊墊連接該第一鎊線的一端，一第二焊墊連接該第二鎊線的一端，一頻率補(bǔ)償電路耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓，一電流控制脈沖頻率調(diào)制器耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PFM輸出信號(hào)，一功率級(jí)受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊，以及一驅(qū)動(dòng)器耦接該功率級(jí)與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，根據(jù)該P(yáng)FM 輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換，其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并連接到該外部電容的一端。在一實(shí)施例中，該電流控制脈沖寬度調(diào)制器包括電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器以及反相器， 該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器根據(jù)該差值電壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制電流，該P(yáng)WM控制電流強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器以產(chǎn)生PWM輸出信號(hào)。較佳者，還包括電流鏡鏡射該P(yáng)WM控制電流，用以強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器，以及
6緩沖器供緩沖并輸出該P(yáng)WM輸出信號(hào)。在另一實(shí)施例中，該電流控制脈沖頻率調(diào)制器包括電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器、電流鏡以及電流限制式壓控振蕩器，該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器根據(jù)該差值電壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)生相應(yīng)的PFM控制電流，該電流鏡鏡射該P(yáng)FM控制電流提供給該電流限制式壓控振蕩器，該電流限制式壓控振蕩器根據(jù)該P(yáng)FM控制電流的大小輸出不同頻率的PFM輸出信號(hào)。較佳者，還包括緩沖器緩沖并輸出該P(yáng)FM輸出信號(hào)。本發(fā)明提出的切換式電源供應(yīng)器具有高頻切換的工作能力，因此能以鎊線提供的寄生電感作為儲(chǔ)能電感，不需設(shè)置外部電感，成本降低。以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且根據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、申請(qǐng)專利范圍及圖式，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。


圖1為已知切換式電源供應(yīng)器的示意圖；圖2A、2B是鎊線及其等效電路模型；圖3是本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器一實(shí)施例的示意圖；圖4A是本發(fā)明的電流控制PWM調(diào)制器一實(shí)施例的電路圖；圖4B是圖4A的實(shí)施例中的高頻時(shí)鐘信號(hào)及輸出信號(hào)的波形圖；圖5為本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器另一實(shí)施例的示意圖；圖6是本發(fā)明的電流控制PFM調(diào)制器一實(shí)施例的電路圖；以及圖7為本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器又一實(shí)施例的示意圖。[主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明]1 降壓型電源供應(yīng)器12 非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器18 功率級(jí)20 頻率補(bǔ)償電路200 鎊線204 焊墊26 焊墊32、36 鎊線421 電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器423 反相器425 緩沖器441 電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器443 緩沖器445 環(huán)型振蕩器48 多工器100AU00BU00C 電源轉(zhuǎn)換芯片
2外部元件
14比較器
19切換節(jié)點(diǎn)
22焊墊
202焊墊
206基板
30高頻產(chǎn)生器
42電流控制PWM調(diào)制器
422第一電流鏡
424第二電流鏡
44電流控制PFM調(diào)制器
442電流限制式壓控振蕩器
444電流鏡
46選擇器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明運(yùn)用鎊線直接作為外部電感，以降低外部電路成本，但現(xiàn)有的切換式電源供應(yīng)器無(wú)法直接以鎊線作為外部電感，這是因?yàn)橐阎那袚Q式電源供應(yīng)器是以比較器架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，只能在500kHz IOMHz之間的切換頻率工作，但鎊線所能提供的電感值只達(dá)到nH 級(jí)，功率級(jí)必須以遠(yuǎn)高于IOMHz的頻率切換，而比較器架構(gòu)的電源供應(yīng)器無(wú)法達(dá)到此一切
換頻率。因此，本發(fā)明還提出一種電流控制脈沖寬度調(diào)制器(Current controlIedPWM modulator)與一種電流控制脈沖頻率調(diào)制器(Current controlled PFMmodulator)，以數(shù)字方式切換，提供遠(yuǎn)高于IOMHz的切換頻率。首先，在定義鎊線時(shí)，可根據(jù)圖2A的鎊線及圖2B的等效模型來(lái)界定。鎊線200焊接在焊墊202和204之間，其電感值以L表示、線徑以d表示，線長(zhǎng)以1表示，高度以h表示 (其與基板206的距離)，列出電感值L的計(jì)算公式如下
「π f Mo r , (2/ I1 Γ2/γ] d (d\2L = ^-I In^ — + Jl+ 一 ^ +--1 + — +c
2π \ \d) 21 ]j \2l J
一、 ) -其中，電容C是頻率的函數(shù)，而δ是材料的集膚深度。C = — · tanh —
4 yd)
, 10 =. ι ^
^π-σ- J ■ μ0· μ,.一般鎊線所能提供的電感值約在InH IOnH之間。因此，本發(fā)明提出的切換式電源供應(yīng)器的工作頻率大致在100MHz 400MHz之間。圖3是根據(jù)本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器一實(shí)施例的示意圖，其為采用電流控制脈沖寬度調(diào)制器的實(shí)施例，電容Cl與負(fù)載RL并聯(lián)，電源轉(zhuǎn)換芯片100A的輸出路徑上不設(shè)置外部電感，輸出電流Iout直接經(jīng)由焊墊22和鎊線32對(duì)電容Cl充放電而產(chǎn)生輸出電壓 Vout。鎊線36直接連接輸出電壓Vout，將輸出電壓Vout提出給焊墊26，電阻Rl和R2分壓輸出電壓Vout，提供反饋電壓VFB供PWM控制之用，在本實(shí)施例中，焊墊22和沈皆經(jīng)由鎊線32和36直接連接到電容Cl，利用鎊線32和36的寄生電感作為儲(chǔ)能電感。頻率補(bǔ)償電路20將反饋電壓VFB與參考電壓Vref相比較而輸出差值電壓Ne’電流控制PWM調(diào)制器 42根據(jù)差值電壓Vc以及高頻產(chǎn)生器30提供的高頻時(shí)鐘信號(hào)，輸出高頻的PWM輸出信號(hào)給非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器12，非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器12再根據(jù)該P(yáng)WM輸出信號(hào)產(chǎn)生二非重迭的控制信號(hào)給功率級(jí)18，切換功率級(jí)18中的上下橋開(kāi)關(guān)Pl和W。功率級(jí)18受控切換產(chǎn)生輸出電流lout，經(jīng)由切換節(jié)點(diǎn)19、焊墊22以及鎊線32對(duì)電容Cl充放電而產(chǎn)生輸出電壓Vout。如前所述，鎊線32和鎊線36提供的等效電感值在InH IOnH之間，因此電流控制PWM調(diào)制器42輸出的PWM輸出信號(hào)的頻率在100MHz 400MHz之間。在實(shí)際的電路中，鎊線32和 36將焊墊和外部的導(dǎo)線架(圖中未示)焊接在一起，再經(jīng)由導(dǎo)線架的接腳連接到電容Cl， 因此，在其它實(shí)施例中，亦可以將導(dǎo)線架造成的寄生電感和電容值也納入考慮。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的電流控制脈沖寬度調(diào)制器一實(shí)施例的電路圖，反相器423由晶體管P2和晶體管N2串聯(lián)組成，受時(shí)鐘信號(hào)CK控制切換而在其輸出端產(chǎn)生信號(hào)Vp，時(shí)鐘信號(hào)CK為一高頻的時(shí)鐘信號(hào)，參照?qǐng)D3，由高頻產(chǎn)生器30提供。電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器421根據(jù)差值電壓Vc轉(zhuǎn)換產(chǎn)生PWM控制電流I1,第一電流鏡422鏡射PWM控制電流I1產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流12，第二電流鏡似4再鏡射轉(zhuǎn)換電流I2產(chǎn)生電流I3給反相器423。當(dāng)輸出電壓Vout 高時(shí)，差值電壓Vc大，電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器421產(chǎn)生的PWM控制電流I1大，因此電流I3亦大， 強(qiáng)下拉(Strong pull-down)反相器的輸出，此時(shí)信號(hào)Vp下降的速度快，脈沖寬度(Pulse width)小，反相器423輸出的波形為圖4B中的波形Vpl ；當(dāng)輸出電壓Vout低時(shí)，PWM控制電流I1小，電流I3亦小，弱下拉(WeakpulΙ-down)反相器的輸出，信號(hào)Vp下降的速度慢，脈沖寬度大，反相器423輸出的波形為圖4B中的Vp2。緩沖器425連接反相器423供緩沖之用，輸出PWM輸出信號(hào)(PWM_CTRL)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器另一實(shí)施例的示意圖，和圖3的實(shí)施例相似地，電源轉(zhuǎn)換芯片IOOB經(jīng)由鎊線32和36直接連接到外部電容Cl，以鎊線32和36的寄生電感作為儲(chǔ)能電感，因此其電流控制PFM調(diào)制器44同樣需輸出高頻的PFM控制信號(hào)，在本實(shí)施例中，電流控制PFM調(diào)制器44不需額外提供高頻的時(shí)鐘信號(hào)，因此不需設(shè)置高頻產(chǎn)生器。電流控制PFM調(diào)制器44耦接在頻率補(bǔ)償電路20和以非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器12實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器的間，根據(jù)差值電壓Vc產(chǎn)生高頻的PFM輸出信號(hào)，非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器12再藉以控制功率級(jí)18的切換而產(chǎn)生輸出電流lout，輸出電流Iout由切換節(jié)點(diǎn)19輸出對(duì)外部電容Cl 充放電，從而產(chǎn)生輸出電壓Vout。圖6是根據(jù)本發(fā)明的電流控制PFM調(diào)制器44 一實(shí)施例的電路圖，電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器441根據(jù)差值電壓Vc產(chǎn)生相應(yīng)的PFM控制電流14，電流鏡444連接在電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器 441和電流限制式壓控振蕩器(Current-starvedVCO) 442之間，鏡射PFM控制電流I4并產(chǎn)生電流15，電流限制式壓控振蕩器442中包括具有奇數(shù)級(jí)的環(huán)形振蕩器(Ring Oscillator)， 根據(jù)電流I5的大小輸出du t y固定但周期變動(dòng)的輸出信號(hào)，緩沖器443連接電流限制式壓控振蕩器442的輸出端，供緩沖并輸出PFM控制信號(hào)PFM_CTRL。為了能夠在大負(fù)載(負(fù)載電流> 1A)或小負(fù)載(負(fù)載電流< IOOmA)時(shí)皆能具有高轉(zhuǎn)換效率，本發(fā)明亦提出一種具備PWM/PFM雙模式的切換式電源供應(yīng)器。圖7是根據(jù)本發(fā)明的切換式電源供應(yīng)器又一實(shí)施例的示意圖，其同時(shí)具有電流控制PWM調(diào)制器42以及電流控制PFM調(diào)制器。選擇器46耦接電流控制PWM調(diào)制器42與電流控制PFM調(diào)制器44，根據(jù)選擇信號(hào)Sel致能電流控制PWM調(diào)制器42或電流控制PFM調(diào)制器44。多工器48耦接電流控制PWM調(diào)制器42與電流控制PFM調(diào)制器44，同樣根據(jù)選擇信號(hào)Sel切換將PWM輸出信號(hào)或PFM輸出信號(hào)提供給非重迭時(shí)鐘產(chǎn)生器12。選擇信號(hào)是由外部提供，可通過(guò)檢測(cè)輸出端變化而決定，例如在輸出電流Iout或輸出電壓Vout上升或下降到一門(mén)坎值時(shí)，決定以PFM或PWM模式工作。參照?qǐng)D2B的鎊線的等效電路模型，鎊線實(shí)際上亦具有電阻的性質(zhì)，因此，較佳者， 在決定切換式電源供應(yīng)器的工作頻率時(shí)，將焊墊22、鎊線32、輸出端、鎊線36至焊墊沈整條路徑上的電阻、電感以及電容性質(zhì)皆納入考慮。如前所述，鎊線36及鎊線32焊接在接墊及導(dǎo)線架之間，在一實(shí)施例中，鎊線36及鎊線32在連接到導(dǎo)線架后，經(jīng)由導(dǎo)線架上的同一接腳連接到電容Cl ；在另一實(shí)施例中，鎊線36及鎊線32分別連接到第一接腳和第二接腳，再經(jīng)由外部的PCB板將該第一及第二接腳電性連接到電容Cl。
雖然在前述實(shí)施例皆以一條導(dǎo)線表示鎊線32和36，但在其它實(shí)施例中，亦可以多條導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)鎊線32和36，以精確控制鎊線提供的電性。雖然本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神所作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓， 該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線； 一第二鎊線；以及一電源轉(zhuǎn)換芯片，包含 一第一焊墊，連接該第一鎊線的一端； 一第二焊墊，連接該第二鎊線的一端；一頻率補(bǔ)償電路，耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓；一電流控制脈沖寬度調(diào)制器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓及一高頻時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生一高頻的PWM輸出信號(hào)；一電流控制脈沖頻率調(diào)制器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PFM 輸出信號(hào)；一功率級(jí)，受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊； 一選擇器，耦接該電流控制脈沖寬度調(diào)制器與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，根據(jù)一選擇信號(hào)致能該電流控制脈沖寬度調(diào)制器或該電流控制脈沖頻率調(diào)制器；以及一驅(qū)動(dòng)器，耦接該功率級(jí)、該電流控制脈沖寬度調(diào)制器與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器， 根據(jù)該P(yáng)WM輸出信號(hào)或PFM輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換；其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并連接到該外部電容的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)WM輸出信號(hào)或該P(yáng)FM輸出信號(hào)的頻率高于IOMHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)WM輸出信號(hào)或該P(yáng)FM輸出信號(hào)的頻率在IOOMHz 400MHz之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流控制脈沖寬度調(diào)制器包含 一反相器，其輸入端接收該高頻時(shí)鐘信號(hào)，其輸出端輸出該P(yáng)WM輸出信號(hào)；以及一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，用以將該差值電壓轉(zhuǎn)換為一 PWM控制電流，該P(yáng)WM控制電流因應(yīng)該差值電壓的大小強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器，以改變?cè)揚(yáng)WM輸出信號(hào)的工作周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流控制脈沖寬度調(diào)制器還包含一第一電流鏡，耦接該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，鏡射該P(yáng)WM控制電流以產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換電流；以及一第二電流鏡，其輸入端耦接該第一電流鏡的輸出端，其輸出端耦接該反相器，鏡射該轉(zhuǎn)換電流以強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流控制脈沖頻率調(diào)制器包含 一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一 PFM控制電流；一電流鏡，耦接該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，根據(jù)該P(yáng)FM控制電流產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換電流；以及一電流限制式壓控振蕩器，連接該電流鏡，根據(jù)該轉(zhuǎn)換電流產(chǎn)生該P(yáng)FM輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流限制式壓控振蕩器包含一具有奇數(shù)級(jí)的環(huán)形振蕩器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，經(jīng)由該導(dǎo)線架上同一接腳直接連接該外部電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，分別經(jīng)由該導(dǎo)線架上的一第一接腳及一第二接腳直接連接該外部電容。
10.一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓， 該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線； 一第二鎊線；以及一電源轉(zhuǎn)換芯片，包含 一第一焊墊，連接該第一鎊線的一端； 一第二焊墊，連接該第二鎊線的一端；一頻率補(bǔ)償電路，耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓；一電流控制脈沖寬度調(diào)制器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)一高頻時(shí)鐘信號(hào)與該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PWM輸出信號(hào)；一功率級(jí)，受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊；以及一驅(qū)動(dòng)器，耦接該功率級(jí)與該電流控制脈沖寬度調(diào)制器，根據(jù)該P(yáng)WM輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換；其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并連接到該外部電容的一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)WM輸出信號(hào)的頻率高于 IOMHz。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)WM輸出信號(hào)的頻率在 IOOMHz 400MHz 之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流控制脈沖寬度調(diào)制器包含一反相器，其輸入端接收該高頻時(shí)鐘信號(hào)，其輸出端輸出該P(yáng)WM輸出信號(hào)；以及一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，耦接該頻率補(bǔ)償電路遺該反相器，用以將該差值電壓轉(zhuǎn)換為一 PWM控制電流，該P(yáng)WM控制電流因應(yīng)該差值電壓的大小強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器，以改變?cè)?PWM輸出信號(hào)的工作周期。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切換式電源供應(yīng)器，還包含一第一電流鏡，耦接該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，鏡射該P(yáng)WM控制電流以產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換電流；以及一第二電流鏡，其輸入端耦接該第一電流鏡的輸出端，其輸出端耦接該反相器，鏡射該轉(zhuǎn)換電流以強(qiáng)下拉或弱下拉該反相器。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，經(jīng)由該導(dǎo)線架上同一接腳直接連接該外部電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，分別經(jīng)由該導(dǎo)線架上的一第一接腳及一第二接腳直接連接該外部電容。
17.一種切換式電源供應(yīng)器，供應(yīng)一輸出電流以對(duì)一外部電容充電而產(chǎn)生一輸出電壓， 該切換式電源供應(yīng)器包含一第一鎊線； 一第二鎊線；以及一電源轉(zhuǎn)換芯片，包含 一第一焊墊，連接該第一鎊線的一端； 一第二焊墊，連接該第二鎊線的一端；一頻率補(bǔ)償電路，耦接該第二焊墊以取得一反饋電壓，并根據(jù)一參考電壓與該反饋電壓輸出一差值電壓；一電流控制脈沖頻率調(diào)制器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓產(chǎn)生一高頻的PFM 輸出信號(hào)；一功率級(jí)，受控切換以從一切換節(jié)點(diǎn)輸出該輸出電流，該切換節(jié)點(diǎn)連接該第一焊墊；以及一驅(qū)動(dòng)器，耦接該功率級(jí)與該電流控制脈沖頻率調(diào)制器，根據(jù)該P(yáng)FM輸出信號(hào)控制該功率級(jí)的切換；其中，該第一鎊線與該第二鎊線的另一端相耦接，并連接到該外部電容的一端。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)FM輸出信號(hào)的頻率高于 IOMHz。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該P(yáng)FM輸出信號(hào)的頻率在 IOOMHz 400MHz 之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流控制脈沖頻率調(diào)制器包含一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，耦接該頻率補(bǔ)償電路，根據(jù)該差值電壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一 PFM控制電流；一電流限制式壓控振蕩器，根據(jù)該P(yáng)FM控制電流產(chǎn)生該P(yáng)FM輸出信號(hào)給該緩沖器；以及一緩沖器，連接該電流限制式壓控振蕩器，供緩沖該P(yáng)FM輸出信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一電流鏡，耦接該電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器，鏡射該P(yáng)FM控制電流產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換電流給該電流限制式壓控振蕩器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切換式電源供應(yīng)器，其中該電流限制式壓控振蕩器包含一具有奇數(shù)級(jí)的環(huán)形振蕩器。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，經(jīng)由該導(dǎo)線架上同一接腳直接連接該外部電容。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切換式電源供應(yīng)器，還包括一導(dǎo)線架，該第一鎊線及該第二鎊線的另一端焊接到該導(dǎo)線架，分別經(jīng)由該導(dǎo)線架上的一第一接腳及一第二接腳直接連接該外部電容。
全文摘要
本發(fā)明為一種切換式電源供應(yīng)器，運(yùn)用鎊線的等效電感取代傳統(tǒng)的外部電感，同時(shí)，運(yùn)用電流控制脈沖寬度調(diào)制器、電流控制脈沖頻率調(diào)制器進(jìn)行高頻切換工作，以搭配鎊線的低電感值。運(yùn)用本發(fā)明，可達(dá)到降低成本、低功率消耗與低復(fù)雜度的功效。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102195474SQ201010134268
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者詹政邦, 黃禎治 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司