專利名稱：多重電壓電源裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電源裝置，尤其涉及一種多重電壓電源裝置，其藉由利用一個輸 入電壓，產生包括正輸出電壓和負輸出電壓的多重電源電壓。
背景技術：
傳統(tǒng)上，有很多電子裝置，其中預定的正輸出電壓源Vpo和預定的負輸出電壓源 Vno不同于正電壓源Vpo，分別為這種電荷耦合裝置(CCD)中所需要。依此方式，在分別需要高于輸入電壓的正輸出電壓源Vpo和負輸出電壓源Vno的 情況下，使用藉由用線圈提高或降低輸入電壓的切換電壓電路，從而產生從電源電壓轉換 而來的預定正輸出電壓。傳統(tǒng)上，具有線圈的切換電源單元用作產生不同于電源電壓的電壓的DC-DC轉換 器。對于上升型切換電源單元，開關開啟/關閉流過線圈的電流，從而從DC輸入電壓獲得 高電壓，然后藉由二極管和電容整流和平滑此高電壓，從而獲得上升型輸出電壓。圖1表示傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置的結構。參考圖1，傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置包括上升型切換電源電路10、負輸出電壓設 定電路20和負輸出電壓產生電路30。在上升型切換電源電路10中，在電源電壓Vcc和接地電壓GND之間執(zhí)行切換操作 的NMOS晶體管Ql串聯(lián)至電感Li。串聯(lián)點A的電壓輸出作為二極管Dl和電容Cl的正輸出 電壓Vpo0對應于正輸出電壓Vpo的檢測電壓Vdet和來自參考電壓源B 1的參考電壓Vref 輸入至控制電路Cont?？刂齐娐稢ont產生用于控制開關Ql的切換信號，從而均衡檢測電 壓Vdet和參考電壓Vref。藉由上升型切換電源電路10，正輸出電壓Vpo經過控制等于藉由提高電源電壓 Vcc所獲得的預定電壓( = Vref χ (R1+R2)/R2)。連接點A的電壓變?yōu)镺或正輸出電壓Vpo， 以響應開關Ql的開啟或關閉。在負輸出電壓設定電路20中，齊納二極管ZDl和ZD2在正輸出電壓節(jié)點Vpo和接 地GND之間串聯(lián)，從而獲得預定的電壓降Vz。低于正輸出電壓Vpo預定電壓Vz的負輸出電 壓設定電壓(Vp0-Vz)從齊納二極管和恒電流源120之間的連接點B輸出。負輸出電壓產生電路30依據輸入負輸出電壓設定電壓(Vp0-Vz)和切換信號產生 負輸出電壓Vno。負輸出電壓設定電壓(Vp0-Vz)通過緩沖器BUF供應至負輸出電壓產生電 路30。負輸出電壓設定電壓(Vp0-Vz)通過選擇適當數目的齊納二極管來調節(jié)，從而產生所 需的負輸出電壓Vno。圖2表示傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置的另一種結構。參考圖2，傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置包括下降型切換電源電路10A、負輸出電壓設 定電路20A和負輸出電壓產生電路30A。下降型切換電源電路IOA降低輸入電源電壓Vcc，以輸出降低的正輸出電壓Vpo。
在下降型切換電源電路IOA中，線圈LlA通過第一開關QlA開啟，即是，依據電源 電壓Vcc和電容C1A，PMOS晶體管連接到線圈LlA的輸出端。電容ClA的充電電壓輸出至 正輸出電壓Vpo。第一開關Q1A，即PMOS晶體管，和第二開關Q2A，即NMOS晶體管互補切換。正輸出電壓檢測電路IlA具有的結構與圖1中所表示的正輸出電壓檢測電路11 的結構類似。控制電路ContA通過第一開關QlA和第二開關Q2A輸出互補切換信號?？刂?電路ContA的其他結構和操作與圖1中所表示的控制電路Cont類似。通過下降型切換電源電路10A，正輸出電壓Vpo經控制等于通過減少電源電壓Vcc 所獲得的預定電壓(=Vrefx(Rl+R2)/R2)。連接點A的電壓變?yōu)殡娫措妷篤cc或0，以響 應第一開關QlA的開啟或關閉。在負輸出電壓設定電路20A中，齊納二極管ZDl和ZD2在電源電壓Vcc和接地GND 之間串聯(lián)，從而獲得預定電壓降Vz。低于電源電壓Vcc預定電壓Vz的負輸出電壓設定電壓 (Vcc-Vz)從齊納二極管和恒電流源120之間的連接點B輸出。負輸出電壓產生電路30A具有的結構與圖1中所表示的負輸出電壓產生電路30 的結構類似。負輸出電壓產生電路30A依據輸入負輸出電壓設定電壓(Vcc-Vz)和切換信 號來產生負輸出電壓Vno。負輸出電壓設定電壓(Vcc-Vz)通過緩沖器BUF供應至負輸出電 壓產生電路30A。負輸出電壓設定電壓(Vcc-Vz)通過選擇適當數目的齊納二極管來調節(jié)， 從而可產生所需的負輸出電壓Vno。結果，負輸出電壓Vno具有的電平等于負輸出電壓產生電路30A的預定電壓Vz。參考圖1和圖2所述，在多重電壓電源裝置中，使用上升型或下降型切換電源電 路，從而從輸入電源電壓Vcc中產生正輸出電壓Vpo，然后藉由利用產生的切換信號來產生 負輸出電壓Vno。除此之外，通過緩沖器將負輸出電壓產生電路中所產生的預定電壓Vz供應至負 輸出電壓產生電路而產生負輸出電壓Vno。然而，在傳統(tǒng)的電源裝置中，藉由利用在產生正輸出電壓Vpo的電路中所產生的 切換信號產生負輸出電壓Vno。因此，依據正輸出電壓Vpo是否高于或低于電源電壓Vcc， 產生正輸出電壓Vpo的電路和產生負輸出電壓Vno的電路需要個別適應。結果，傳統(tǒng)的電 源裝置不適于具有電源電壓Vcc內寬操作范圍的結構。除此之外，由于負輸出電壓Vno不直接監(jiān)測，所以需要用于產生正輸出電壓Vpo的 電路，產生一電壓用于利用預定電壓降來產生負輸出電壓Vno，緩沖電壓，以及接收輸入切 換信號，從而產生負輸出電壓Vno。因此，很難維持精確、穩(wěn)定的負輸出電壓Vno。除此之外，由于電源電壓Vcc或正輸出電壓Vpo用作產生預定電壓降Vz的參考電 壓，其切換噪聲傳遞至負輸出電壓Vno。因此，傳統(tǒng)的電源裝置中所產生的正輸出電壓Vpo和負輸出電壓Vno不適于對電 源噪聲敏感的裝置。因此，在額外需要去除這種切換噪聲的裝置中存在問題。

發(fā)明內容
(所欲解決的技術問題)本發(fā)明提供了一種多重電壓電源裝置，其可利用不論輸入電壓和輸出電壓之間電 壓關系的相同電路，適于對電源噪聲敏感的裝置，并在輸入電壓中具有寬操作范圍。
(解決問題的技術手段)依據本發(fā)明的一方面，提供有一種多重電壓電源裝置，包括下降型切換電源單 元，其藉由利用輸入電壓來產生具有低于輸入電壓Vin的參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其 通過調節(jié)參考電壓的電平來產生第一輸出電壓Voutl ；上升型切換電源單元，其通過增加 參考電壓來產生上升電壓Vx;正輸出電壓產生器，其藉由利用上升電壓來產生正輸出電壓 Vpo以及使能信號En;以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用上升電壓和第一輸出電壓 來產生負輸出電壓，以響應使能信號。依據本發(fā)明的又一方面，提供有一種多重電壓電源裝置，包括下降型切換電源單 元，其藉由利用輸入電壓來產生切換信號Sw和具有低于輸入電壓Vin的參考電壓Vint ；第 一調節(jié)器，其通過調節(jié)參考電壓的電平來產生第一輸出電壓Voutl ；充電泵上升型電源單 元，其藉由利用切換信號和輸入電壓來產生上升電壓Vx;正輸出電壓產生器，其藉由利用 上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用 輸入電壓和第一輸出電壓來產生負輸出電壓Vno，以響應使能信號。依據本發(fā)明的再一方面，提供有一種多重電壓電源裝置，包括下降型切換電源單 元，其藉由利用輸入電壓來產生切換信號Sw和具有低于輸入電壓Vin的電平的參考電壓 Vint ；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)參考電壓的電平來產生第一輸出電壓Voutl充電泵上升型 電源單元，其藉由利用切換信號和輸入電壓來產生上升電壓Vx;正輸出電壓產生器，其藉 由利用上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉 由利用上升電壓和第一輸出電壓來產生負輸出電壓Vno，以響應使能信號。依據本發(fā)明的另一方面，提供有多重電壓電源裝置，包括下降型切換電源單元， 其藉由利用輸入電壓來產生具有電平低于輸入電壓Vin的參考電壓Vint ；第一調節(jié)器， 其藉由調節(jié)參考電壓的電平來產生第一輸出電壓Voutl ；升降切換電源單元，其藉由提高 輸入電壓來產生上升電壓Vx ；正輸出電壓產生器，其藉由利用上升電壓來產生正輸出電壓 Vpo和使能信號En;以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用輸入電壓和第一輸出電壓來 產生負輸出電壓Vno，以響應使能信號。依據本發(fā)明的另一方面，提供有多重電壓電源裝置，包括下降型切換電源單元， 其藉由利用輸入電壓來產生具有電平低于輸入電壓Vin的參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其 藉由調節(jié)參考電壓的電平來產生第一輸出電壓Voutl ；升降切換電源單元，其藉由利用輸 入電壓來產生上升電壓Vx ；第二電壓調節(jié)器，其藉由利用上升電壓來產生正輸出電壓Vpo 和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用上升電壓和第一輸出電壓來產生 負輸出電壓Vno，以響應使能信號。(功效)依據本發(fā)明的多重電壓電源裝置中，輸入電壓轉換為參考電壓之后，利用參考電 壓以產生正輸出電壓和負輸出電壓，從而可利用不論輸入電壓和輸出電壓之間電壓關系的 相同電路結構。因此，可輕易地放寬輸入電壓中的操作范圍。除此之外，依據本發(fā)明的多重電壓電源裝置中，監(jiān)測負輸出電壓以便產生負輸出 電壓，從而可獲得精確的負輸出電壓。除此之外，由于利用調節(jié)器以產生正輸出電壓，所以可獲得不受切換噪聲影響的 電壓。因此，多重電壓電源裝置適用于對電源噪聲敏感的裝置。


圖1表示傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置的結構。圖2表示傳統(tǒng)的多重電壓電源裝置的另一種結構。圖3表示依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖4為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的下 降型切換電源單元。圖5為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的上 升型切換電源單元。圖6為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的充 電泵轉換型電源單元。圖7表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖8為電路圖，表示圖7中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置。圖9表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖10為電路圖，表示圖9中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置。圖11表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖12表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖13為電路圖，表示圖11和圖12中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源 裝置的升降切換電源單元。
具體實施例方式下文中，本發(fā)明將參考所附圖式來詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。為了較佳地 理解本發(fā)明將省略已知技術和結構的描述。圖3表示依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的結構。參考圖3，電源裝置包括下降型切換電源單元310、第一調節(jié)器320、上升型切換電 源單元330、正輸出電壓產生器340和充電泵轉換型電源單元350。下降型切換電源單元310藉由利用輸入電壓來產生具有電平低于輸入電壓Vin的 參考電壓Vint。第一調節(jié)器320藉由去除下降型切換電源單元310的輸出的參考電壓Vint的切 換噪聲以產生第一輸出電壓Voutl。提供一個或多個第一調節(jié)器320，從而可輕易獲得所想 要的多重輸出電壓VoutU Vout2. · ·。上升型切換電源單元330藉由利用參考電壓Vint來產生上升電壓Vx。正輸出電壓產生器340包括第二調節(jié)器341和使能方塊342。第二調節(jié)器341藉 由利用上升電壓Vx來產生正輸出電壓Vpo，并且使能方塊342檢測正輸出電壓Vpo的產生 以產生使能信號En。充電泵轉換型電源單元350藉由利用上升電壓Vx和第一輸出電壓Voutl來產生 負輸出電壓Vno，以響應使能信號En。意味著，在下降型切換電源單元310中，具有電平低于輸入電壓Vin的參考電壓 Vint藉由利用輸入電壓Vin來產生。正輸出電壓Vpo、負輸出電壓Vno和多重第一輸出電壓Voutl可輕易地獲得。圖4為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的下 降型切換電源單元310。參考圖4，下降型切換電源單元310藉由利用輸入電壓Vin來產生具有電平低于輸 入電壓Vin的參考電壓Vint。更具體地，下降型切換電源單元310包括第一開關Q1，其第一端加載輸入電壓 Vin、第一二極管D1，其第一端連接至第一開關Ql的第二端并且其第二端接地、第一電感 Li，其第一端公共連接至第一開關Ql的第二端并且第一二極管Dl的第一端、第一電容Cl， 其第一端連接至第一電感Ll的第二端并且其第二端接地、第一反饋電壓產生器311，其藉 由利用參考電壓Vint來產生第一反饋電壓Vfbl、以及第一控制器312，其藉由利用第一反 饋電壓Vfbl來產生用于控制開啟/關閉第一開關的第一控制信號。下降型切換電源單元310藉由利用輸入電壓Vin來產生具有電平低于輸入電壓 Vin的參考電壓Vint。在下降型切換電源單元310中，第一電感Ll經第一開關Ql即依據輸入電壓Vin 的晶體管開啟，以及第一電容Cl連接到第一電感Ll的輸出端。第一電容Cl的充電電壓輸 出至參考電壓Vint。第一反饋電壓產生器311包括第一電阻R1，其第一端連接至參考電壓的輸出節(jié) 點、以及第二電阻R2，其第一端連接至第一晶體管的第二端并且其第二端接地。第一反饋電 壓Vfbl從第一電阻Rl和第二電阻R2的公共節(jié)點輸出。第一控制器312藉由利用第一反饋電壓Vfbl來產生用于控制第一開關Ql的第一 控制信號Conl，從而可輸出所想要的參考電壓Vint。依據第一控制器312的操作，輸出具 有電平低于輸入電壓Vin的參考電壓Vint。第一開關Ql可與雙極晶體管或MOS晶體管組
口 O圖5為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的上 升型切換電源單元330。參考圖5，上升型切換電源單元330包括第二電感L2，其第一端加載參考電壓、第 二開關Q2，其第一端連接至第二電感L2的第二端并且其第二端接地、第二二極管D2，其第 一端公共連接至第二電感L2的第二端和第二開關Q2的第一端、第二電容C2，其第一端連接 至第二二極管D2的第二端并且其第二端接地、第二反饋電壓產生器331，其藉由利用上升 電壓來產生第二反饋電壓Vfb2、以及第二控制器332，其藉由利用第二反饋電壓來產生用 于控制開啟/關閉第二開關Q2的第二控制信號。在上升型切換電源單元330中，第二電感L2經第二開關Q2即依據參考電壓Vint 的晶體管開啟，并且第二電容C2連接至第二電感L2的輸出終端。第二電容C2的充電電壓 輸出至上升電壓Vx。第二反饋電壓產生器331包括第三電阻R3，其第一終端連接至上升電壓的輸出節(jié) 點、以及第四電阻R4，其第一端連接至第三電阻R3的第二端并且其第二端接地。第二反饋 電壓Vfb2從第三電阻R3和第四電阻R4的公共節(jié)點輸出。第二控制器332藉由利用第二反饋電壓Vfb2來產生用于控制第二開關Q2的第二 控制信號Con2，從而可輸出所想要的上升電壓Vx。依據第二控制器332的操作，輸出具有電平高于參考電壓Vint的上升電壓Vx。第二開關Q2可與雙極晶體管或MOS晶體管組合。圖6為電路圖，表示圖3中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置的充 電泵轉換型電源單元350。參考圖6，充電泵轉換型電源單元包括驅動器353，其在上升電壓和接地電壓之間 操作，并且其第一輸入端加載使能信號Eru第三電容C3，其第一端連接至驅動器的輸出端、 第三二極管D3，其第一端連接至第三電容C3的第二端并且其第二端接地、第四二極管D4， 其第一端公共連接至第三電容C3的第二端和第三二極管D3的第一端并且其第二端連接至 負輸出電壓Vno的輸出節(jié)點、第四電容C4，其第一端連接至負輸出電壓Vno的輸出節(jié)點并 且其第二端接地、第三反饋電壓產生器351，其藉由利用負輸出電壓Vno來產生第三反饋電 壓Vfb3、以及第三控制器352，其藉由利用第三反饋電壓Vfb3來產生第三控制信號并將第 三控制信號加載至驅動器353的第二輸入端。充電泵轉換型電源單元350藉由利用上升電壓Vx和第一輸出電壓Voutl來產生 負輸出電壓Vno，以響應使能信號En。充電泵轉換型電源單元350與充電泵轉換器組合。第三反饋電壓產生器351在沒 有提供至充電泵轉換型電源單元350的情況下，用作驅動器353電源的上升電壓Vx轉換以 被輸出作為負輸出電壓Vno。因此，為了獲得所想要的負輸出電壓Vno，第三反饋電壓產生器351與第五電阻R5 組合，其第一端連接至負輸出電壓Vno的輸出節(jié)點，以及第六電阻R6，其第一終端連接至第 五電阻R5的第二端并且其第二端連接至第一輸出電壓Vout 1。從第五電阻R5和第六電阻R6的公共節(jié)點所輸出的第三反饋電壓Vfb3輸入至第 三控制器352。第三控制器352藉由利用第三反饋電壓Vfb3來產生第三控制信號Con3并 將第三控制信號Con3加載至驅動器353的輸入。驅動器353藉由利用第三控制信號Con3和上升電壓Vx通過第三電容C3、第四電 容C4、第三二極管D3以及第四二極管D4的操作來輸出所想要的負輸出電壓Vno。所想要的負輸出電壓Vno可通過調節(jié)第三反饋電壓Vfb3來獲得。因此，所想要的 負輸出電壓Vno可通過改變第五電阻R5、第六電阻R6和第一輸出電壓Voutl來輕易地調 節(jié)。操作驅動器353以響應使能信號En，其產生而作為檢測正輸出電壓Vpo的結果。 因此，從產生正輸出電壓Vpo的時間，驅動器353可正常操作以產生負輸出電壓Vno。圖7表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖8為電路圖，表示圖7中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置。參考圖7和圖8，多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器 720、充電泵上升型電源單元730、正輸出電壓產生器740以及充電泵轉換型電源單元750。如以上所述，下降型切換電源單元710藉由利用輸入電壓Vin來產生具有電平低 于輸入電壓Vin的參考電壓Vint。第一調節(jié)器720藉由去除參考電壓Vint的切換噪聲來產生第一輸出電壓Voutl， 該參考電壓Vint為下降型切換電源單元710的輸出。提供一個以上的第一調節(jié)器720，從 而可輕易地獲得所想要的多重輸出電壓Voutl、Vout2...。充電泵上升型電源單元730包括第五二極管D5，其第一端連接至輸入電壓、第五電容C5，其第一端連接至下降型切換電源單元710的切換信號Sw，并且其第二端連接至第 五二極管D5的第二端、第六二極管D6，其第一端公共連接至第五電容C5的第二端和第五二 極管D5的第二端、以及第六電容C6，其第一端連接至第六二極管D6的第二端并且其第二端 接地。上升電壓從第六二極管D6的第二端和第六電容C6的第一端的公共節(jié)點輸出。在充電泵上升型電源單元730中，對第五電容C5充電的參考電壓依據下降型切換 電源單元710中所產生的切換信號Sw來對第六電容C6充電，以產生從輸入電壓Vin上升 的上升電壓Vx。參考圖3，正輸出電壓產生器740包括第二調節(jié)器741和使能方塊742。第二調節(jié) 器741藉由利用上升電壓Vx來產生正輸出電壓Vpo，并且使能方塊742檢測正輸出電壓Vpo 的產生，以產生使能信號En。充電泵轉換型電源單元750依據上述操作原則，藉由利用參考電壓Vint和第一輸 出電壓Voutl來產生負輸出電壓Vno，以響應使能信號En。圖9表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。圖10為電路圖，表示圖9中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源裝置。參考圖9和圖10，類似于圖7中所表示的多重電壓電源裝置，多重電壓電源裝置包 括下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、充電泵上升型電源單元730、正輸出電壓產生 器740以及充電泵轉換型電源單元750。下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、充電泵上升型電源單元730以及正輸 出電壓產生器740的結構和操作原則與圖7和圖8中所描述的內容相同。然而，不同于圖7中所表示的多重電壓電源裝置的充電泵轉換型電源單元，其使 用參考電壓Vint和第一輸出電壓Voutl，圖9中所表示的多重電壓電源裝置的充電泵轉換 型電源單元750藉由利用上升電壓Vx和第一輸出電壓Voutl來產生負輸出電壓Vno，以響 應使能信號En。圖11表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。參考圖11，多重電壓電源裝置700包括下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、 升降切換電源單元730、正輸出電壓產生器740以及充電泵轉換型電源單元750。下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、正輸出電壓產生器740以及充電上升 型電源單元750的結構和操作原則與圖7和圖8中所描述的內容相同。然而，不同于圖7中所表示的多重電壓電源裝置，其利用充電泵上升型電源單元 增加輸入電壓Vin，圖11中所表示的多重電壓電源裝置利用升降型切換電源單元730。圖13為電路圖，表示圖11和圖12中所表示的依據本發(fā)明實施例的多重電壓電源 裝置的升降切換電源單元730。參考圖13，升降切換電源單元730包括第三電感L3，其第一端加載輸入電壓Vin、 第三開關Q3，其第一端連接第三電感L3的第二端并且其第二端接地、第七電容C7，其第一 端公共連接至第三電感L3的第二端和第三開關Q3的第一端、第八電容C8，其第一端并聯(lián) 至第七電容C7的第一端、第九電阻R9，其第一端串聯(lián)至第八電容C8的第二端并且其第二 端并聯(lián)至第七電容C7的第二端、第七二極管D7，其第一端公共連接至第七電容C7的第二 端和第九電阻R9的第二端并且其第二端接地、第四電感L4，其第一端公共連接至第七電容 C7的第二端和第九電阻R9的第二端并且其第二端連接至上升電壓的輸出節(jié)點、第四反饋電壓產生器731，其藉由利用上升電壓來產生第四反饋電壓Vfb4、以及第四控制器732，其 藉由利用第四反饋電壓Vfb4用于控制第三開關的開啟/關閉以產生第四控制信號。由于升降切換電源單元730，可獲得穩(wěn)定的上升電壓。圖12表示依據本發(fā)明另一實施例的多重電壓電源裝置的結構。參考圖12，類似于圖11中所表示的多重電壓電源裝置，該多重電壓電源裝置700 包括下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、升降切換電源單元730、正輸出電壓產生器 740以及充電泵轉換型電源單元750。下降型切換電源單元710、第一調節(jié)器720、升降切換電源單元730和正輸出電壓 產生器740的結構和操作原則與上述內容相同。然而，不同于圖11中所表示的多重電壓電源裝置的充電泵轉換型電源單元，其使 用參考電壓Vint和第一輸出電壓Voutl，圖12中所表示的多重電壓電源裝置的充電泵轉換 型電源單元750藉由利用上升電壓Vx和第一輸出電壓Voutl來產生負輸出電壓Vno，以響 應使能信號En。上述實施例和優(yōu)點僅為示例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的描述具有解釋性，當并 不限制本發(fā)明的范圍。凡有在相同的發(fā)明精神下所作有關本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍 應包括在本發(fā)明意圖保護的范疇。
1權利要求
多重電壓電源裝置，其特征在于，該多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元，其利用輸入電壓Vin產生具有低于該輸入電壓的電平的參考電壓Vint；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)該參考電壓的電平產生第一輸出電壓Vout1；上升型切換電源單元，其通過增加該參考電壓來產生上升電壓Vx；正輸出電壓產生器，其利用該上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En；以及充電泵轉換型電源單元，其利用該上升電壓和該第一輸出電壓來產生負輸出電壓Vno，以響應該使能信號。
2.如權利要求1所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，下降型切換電源單元包括 第一開關Ql，其第一端加載該輸入電壓；第一二極管D1，其第一端連接至該第一開關的第二端，并且其第二端接地； 第一電感Li，其第一端公共連接至該第一開關的該第二端和該第一二極管的該第一端；第一電容Cl，其第一端連接至該第一電感的第二端并且其第二端接地； 第一反饋電壓產生器，其利用該參考電壓產生第一反饋電壓Vfbl ；以及 第一控制器，其利用該第一反饋電壓來產生第一控制信號，用于控制該第一開關的開 啟/關閉。
3.如權利要求2所述的多重電壓電源裝置， 其特征在于，該第一反饋電壓產生器包括第一電阻R1，其第一端連接至該參考電壓的輸出節(jié)點；以及 第二電阻R2，其第一端連接至該第一電阻的第二端并且其第二端接地，以及 其中該第一反饋電壓從該第一電阻和該第二電阻的公共節(jié)點輸出。
4.如權利要求1所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該上升型切換電源單元包括 第二電感L2，其第一端加載該參考電壓；第二開關Q2，其第一端連接至該第二電感的第二端，并且其第二端接地； 第二二極管D2，其第一端公共連接至該第二電感的該第二端和該第二開關的該第一端；第二電容C2，其該第一端連接至該第二二極管的第二端，并且其第二端接地； 第二反饋電壓產生器，其利用該上升電壓來產生第二反饋電壓Vfb2 ；以及 第二控制器，其利用該第二反饋電壓來產生第二控制信號，用于控制該第二開關的開 啟/關閉。
5.如權利要求4所述的多重電壓電源裝置， 其特征在于，該第二反饋電壓產生器包括第三電阻R3，其第一端連接該上升電壓的一輸出節(jié)點；以及 第四電阻R4，其第一端連接該第三電阻的第二端并且其第二端接地，以及 其中該第二反饋電壓從該第三電阻和該第四電阻的公共節(jié)點輸出。
6.如權利要求1所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該充電泵轉換型電源單元包括驅動器，其在該上升電壓和該接地電壓之間操作，并且其第一輸入端加載該使能信號；第三電容C3，其第一端連接該驅動器的輸出端； 第三二極管D3，其第一端連接該第三電容的第二端，并且其第二端接地； 第四二極管D4，其第一端公共連接至該第三電容的該第二端和該第三二極管的該第一 端，并且其第二端連接至該負輸出電壓的一輸出節(jié)點；第四電容C4，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點，并且其第二端接地； 第三反饋電壓產生器351，其藉由利用該負輸出電壓Vno產生第三反饋電壓Vfb3 ；以及 第三控制器，其藉由利用該第三反饋電壓產生第三控制信號，并將該第三控制信號供 應至該驅動器的第二輸入端。
7.如權利要求6所述的多重電壓電源裝置， 其特征在于，該第三反饋電壓產生器包括第五電阻R5，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點；以及 第六電阻R6，其第一端連接至該第五電阻的第二端，并且其第二端連接至該第一輸出 電壓，以及其中該第三反饋電壓從該第五電阻和該第六電阻的公共節(jié)點輸出。
8.如權利要求1所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第一調節(jié)器用于去除該參 考電壓的一切換噪聲。
9.如權利要求8所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，包括至少一個或多個第一調 節(jié)器。
10.如權利要求1所述的多重電壓電源裝置， 其特征在于，該正輸出電壓產生器包括第二調節(jié)器，其藉由利用該上升電壓來產生該正輸出電壓；以及 使能方塊，其檢測該正輸出電壓的產生以產生該使能信號， 其中該使能方塊去除該上升電壓的一切換噪聲。
11.如權利要求2所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第一開關為雙極晶體管或 MOS晶體管。
12.如權利要求4所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第二開關為雙極晶體管或 MOS晶體管。
13.多重電壓電源裝置，其特征在于，該多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元，其藉由利用輸入電壓Vin產生開關信號Sw和具有低于該輸入電 壓的電平的參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)該參考電壓的該電平來產生第一輸出電壓Voutl ； 充電泵上升型電源單元，其藉由利用該開關信號和該輸入電壓來產生上升電壓Vx; 正輸出電壓產生器，其藉由利用該上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用該輸入電壓和該第一輸出電壓來產生負輸出電壓 Vno，以響應該使能信號。
14.多重電壓電源裝置，其特征在于，該多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元，其藉由利用輸入電壓Vin來產生開關信號Sw和具有低于該輸入電壓的電平的參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)該參考電壓的該電平來產生第一輸出電壓Voutl ； 充電泵上升型電源單元，其藉由利用該開關信號和該輸入電壓來產生上升電壓Vx; 正輸出電壓產生器，其藉由利用該上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用該上升電壓和該第一輸出電壓來產生負輸出電壓 Vno，以響應該使能信號。
15.多重電壓電源裝置，其特征在于，該多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元，其藉由利用輸入電壓Vin來產生具有低于該輸入電壓的電平的 參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)該參考電壓的該電平來產生第一輸出電壓Voutl ；升降切換電源單元，其藉由增加該輸入電壓來產生上升電壓Vx;正輸出電壓產生器，其藉由利用該上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En ；以及充電泵轉換型電源單元，其藉由利用該輸入電壓和該第一輸出電壓來產生負輸出電壓 Vno，以響應該使能信號。
16.多重電壓電源裝置，其特征在于，該多重電壓電源裝置包括下降型切換電源單元，其藉由利用輸入電壓Vin來產生具有低于該輸入電壓的電平的 參考電壓Vint ；第一調節(jié)器，其通過調節(jié)該參考電壓的該電平來產生第一輸出電壓Voutl ； 升降切換電源單元，其藉由利用該輸入電壓來產生上升電壓Vx; 第二電壓調節(jié)器，其藉由利用該上升電壓來產生正輸出電壓Vpo和使能信號En;以及 充電泵轉換型電源單元，其藉由利用該輸入電壓和該第一輸出電壓來產生負輸出電壓 Vno，以響應該使能信號。
17.如權利要求13至16中任意一項所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該下降型 切換電源單元包括第一開關Ql，其第一端加載該輸入電壓；第一二極管D1，其第一端連接至該第一開關的第二端并且其第二端接地； 第一電感Li，其第一端公共連接至該第一開關的該第二端和該第一二極管的該第一端；第一電容Cl，其第一端連接至該第一電感的第二端并且其第二端接地； 第一反饋電壓產生器，其藉由利用該參考電壓來產生第一反饋電壓Vfbl ；以及 第一控制器，其藉由利用該第一反饋電壓來產生用于控制該第一開關的開啟/關閉的 第一控制信號。
18.如權利要求17所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第一反饋電壓產生器包括第一電阻R1，其第一端連接至該參考電壓的輸出節(jié)點；以及 第二電阻R2，其第一端連接至該第一電阻的第二端并且其第二端接地，以及 其中該第一反饋電壓從該第一電阻和該第二電阻的公共節(jié)點輸出。
19.如權利要求13或14所述的多重電壓電源裝置， 其特征在于，該充電泵上升型電源單元包括第五二極管D5，其第一端連接至該輸入電壓；第五電容C5，其第一端連接至該下降型切換電源單元的開關信號Sw并且其第二端連 接至該第五二極管的第二端；第六二極管D6，其第一端公共連接至該第五電容的該第二端和該第五二極管的該第二 端；以及第六電容C6，其第一端連接至該第六二極管的第二端并且其第二端接地，以及 其中該上升電壓從該第六二極管的該第二端和該第六電容的該第一端的公共節(jié)點輸出ο
20.如權利要求15或16所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該升降切換電源單元 包括第三電感L3，其第一端加載該輸入電壓；第三開關Q3，其第一端連接至該第三電感的第二端并且其第二端接地； 第七電容C7，其第一端公共連接至該第三電感的該第二端和該第三開關的該第一端； 第八電容C8，其第一端并聯(lián)至該第七電容的該第一端；第九電阻R9，其第一端串聯(lián)至該第八電容的第二端，并且其第二端并聯(lián)至該第七電容的一第二端；第七二極管D7，其第一端公共連接至該第七電容的該第二端和該第九電阻的該第二端 并且其第二端接地；第四電感L4，其第一端公共連接至該第七電容的該第二端和該第九電阻的該第二端， 并且其第二端連接至該上升電壓的輸出節(jié)點，第四反饋電壓產生器731，其藉由利用該上升電壓來產生一第四反饋電壓Vfb4;以及 第四控制器，其藉由利用該第四反饋電壓來產生用于控制該第三開關開啟/關閉的一 第四控制信號。
21.如權利要求20所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第四反饋電壓Vfb4包括第七電阻R7，其第一端連接至該上升電壓的輸出節(jié)點；以及 第八電阻R8，其第一端連接至該第七電阻的第二端，并且其第二端接地，以及 其中該第四反饋電壓從該第七電阻和該第八電阻的公共節(jié)點來輸出。
22.如權利要求13或15所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該充電泵轉換型電源 單元包括驅動器，其在該輸入電壓和該接地電壓之間操作，并且其第一輸入端加載該使能信號；第三電容C3，其第一端連接至該驅動器的輸出端； 第三二極管D3，其第一端連接至該第三電容的第二端并且其第二端接地； 第四二極管D4，其第一端公共連接至該第三電容的該第二端和該第三二極管的該第一 端并且其第二端連接至該負輸出電壓的輸出節(jié)點；第四電容C4，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點并且該第二端接地；第三反饋電壓產生器，其藉由利用該負輸出電壓Vno來產生第三反饋電壓Vfb3 ；以及 第三控制器，其藉由利用該第三反饋電壓來產生第三控制信號，并將該第三控制信號 加載至該驅動器的第二輸入端。
23.如權利要求22所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第三反饋電壓產生器包括第五電阻R5，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點；以及 第六電阻R6，其第一端連接至該第五電阻的第二端并且其第二端連接至該第一輸出電 壓，以及其中該第三反饋電壓從該第五電阻和該第六電阻的公共節(jié)點輸出。
24.如權利要求14或16所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該充電泵轉換型電壓 單元，包括驅動器，其在該上升電壓和該接地電壓之間操作，并且其第一輸入端加載該使能信號；第三電容C3，其第一端連接至該驅動器的輸出端； 第三二極管D3，其第一端連接至該第三電容的第二端并且其第二端接地； 第四二極管D4，其第一端公共連接至該第三電容的該第二端和該第三二極管的該第一 端，并且其第二端連接至該負輸出電壓的一輸出節(jié)點；第四電容C4，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點并且其第二端接地； 第三反饋電壓產生器，其藉由利用該負輸出電壓Vno來產生第三反饋電壓Vfb3 ；以及 第三控制器，其藉由利用該第三反饋電壓來產生第三控制信號，并將該第三控制信號 加載至該驅動器的第二輸入端。
25.如權利要求24所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第三反饋電壓產生器包括第五電阻R5，其第一端連接至該負輸出電壓的該輸出節(jié)點；以及 第六電阻R6，其第一端連接至該第五電阻的第二端并且其第二端連接至該第一輸出電 壓；以及其中該第三反饋電壓從該第五電阻和該第六電阻的公共節(jié)點輸出。
26.如權利要求13至16中任意一項所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，至少一個 或多個第一調節(jié)器去除該參考電壓的切換噪聲。
27.如權利要求13至16中任意一項所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該正輸出 電壓產生器包括第二調節(jié)器，其藉由利用該上升電壓來產生該正輸出電壓；以及 使能方塊，其檢測該正輸出電壓的產生以產生該使能信號， 其中該使能方塊去除該上升電壓的切換噪聲。
28.如權利要求17所述的多重電壓電源裝置，其特征在于，該第一開關為雙b極晶體管 或MOS晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多重電壓電源裝置，其藉由利用一個輸入電壓來產生包括正輸出電壓和負輸出電壓的多電源電壓。在該多重電壓電源裝置中，可獲得多重輸出電壓而不考慮該輸入電壓，并且可輕易地加寬該輸入電壓中的操作范圍。除此之外，由于該調節(jié)器用于產生該正輸出電壓，因此可獲得不受切換噪聲影響的電壓。
文檔編號H02M3/155GK101884159SQ200880119071
公開日2010年11月10日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月13日
發(fā)明者李秉燦, 金仁泰, 金成烈 申請人:Ad技術有限公司