CN101488713B - 电压转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电压转换器，其包括一个脉宽调变控制芯片，一上桥晶体管，一下桥晶体管，一低通滤波器，该脉宽调变控制芯片上设置有BOOT引脚，PHASE引脚，UGATE引脚，LGATE引脚，Vcc引脚以及GND引脚，通过这些引脚，该脉宽调变控制芯片进行工作以驱动该上桥晶体管和该下桥晶体管，该脉宽调变控制芯片利用该PHASE引脚作为一多功能引脚，从而实现各种扩展功能，如过电流保护，逆电流控制，轻载效率改善等各种功能。本发明的脉宽调变控制芯片并不需要额外设置多功能引脚，因此，该脉宽调变控制芯片上的引脚数较少，其尺寸可以得到进一步地减少，其适应目前集成电路小型化的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压转换器，尤其涉及一种具有较少功率损耗的电压转换器。
背景技术
随着科技的发展及社会的进步，电子产品的种类越来越多，电子产品中的集成电路的集成程度也越来越高。而多数的电子产品需要对其施加一稳定直流电压以使其工作。
电压转换器主要用来将输入的直流电压，作电压位准的调节，并使其稳定在所设定的一电压值，其利用驱动上桥及下桥功率元件的切换而产生脉波，此脉波经过电感电容组成的低通滤波器后产生稳定的直流电压，以供给各种电子产品，具体请参阅Volkan Kursun等人2004年在IEEE系统中发表的“HIGH INPUT VOLTAGESTEP-DOWN DC-DC CONVERTERS FOR INTEGRATION IN A LOWVOLTAGE CMOS PROCESS”一文。
常用的电压转换器其一般包括一脉宽调变控制芯片，利用该脉宽调变控制芯片所产生的驱动信号分别驱动该上桥及下桥功率元件。该脉宽调变控制芯片通常为一封装好的芯片，其通过设置在其上的基本引脚来实现其基本功能，即产生的驱动信号分别驱动该上桥及下桥功率元件。但是，随着科技的发展，人们对该脉宽调变控制芯片赋予了更多的功能，如过电流保护等等，以使采用该脉宽调变控制芯片的电压转换器工作更完善，符合人们的需求。但是，相应得，在增加这些功能的同时，其需要另外设置额外的引脚以与外部各种电子器件相连接以实现上述功能。随着集成电路小型化的发展趋势，该脉宽调变控制芯片在增加其功能的同时，也需要尽可能地减小其尺寸。而该脉宽调变控制芯片上的这些额外的引脚极大地限制了使其小型化的可能性。
一种现有技术中所提供的电压转换器，其在所采用的脉宽调变控制芯片上设置一多功能引脚，该脉宽调变控制芯片利用其基本引脚来实现其基本功能，即提供驱动信号分别驱动该上桥及下桥功率元件，而采用该多功能引脚来实现各种增加的功能，如过电流保护等等。但是，该脉宽调变控制芯片与仅实现基本功能的脉宽调变控制芯片相比，其还是需要多一个多功能引脚，因此该脉宽调变控制芯片的尺寸还是比较大，不适合小型化的需求。
发明内容
下面将以实施例说明一种电压转换器，该电压转换器所采用的脉宽调变控制芯片的引脚数比较少。
一种电压转换器，其包括一个脉宽调变控制芯片，一上桥晶体管，一下桥晶体管，一低通滤波器，该上桥晶体管的源极电连接至一输入电压，其漏极与该下桥晶体管的漏极相连接，该上桥晶体管的漏极与该下桥晶体管的漏极相连接之处定义为第一节点，该下桥晶体管的源极接地，该第一节点进一步电连接至该低通滤波器的输入端，该低通滤波器的输出端作为该电压转换器的输出端，该脉宽调变控制芯片上设置有BOOT引脚，PHASE引脚，UGATE引脚，LGATE引脚，Vcc引脚以及GND引脚，通过这些引脚，该脉宽调变控制芯片进行工作以驱动该上桥晶体管和该下桥晶体管，该脉宽调变控制芯片内包括一电流源，一上电复位电路，一第一比较器，一第一驱动器，一第二驱动器以及一栅极控制逻辑电路，该电流源与一第一二极管的负极相连接，该连接之处定义为第三节点，该第一二极管的正极接地，该第一比较器的正向输入端电连接至该第三节点，其反向输入端电连接至一第一参考电压，其输出端至该上电复位电路的一个输入端，该上电复位电路的另一输入端电连接至该脉宽调变控制芯片的Vcc引脚，通过该Vcc引脚与一外接电压相连接，其输出端所输出的上电复位信号传输至该栅极控制逻辑电路，该栅极控制逻辑电路接受该上电复位信号的控制，且该栅极控制逻辑电路的第一输出端电连接至该第一驱动器的输入端，其第二输出端电连接至该第二驱动器的输入端，以输出一第一脉冲信号及一与该第一脉冲信号相反的第二脉冲信号以分别驱动该第一驱动器及第二驱动器，该第一驱动器的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的BOOT引脚，该第一驱动器的负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，该第一驱动器的输出端电连接至该脉宽调变控制芯片的UGATE引脚，该第二驱动器的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的Vcc引脚以与该外接电压相连接，该第二驱动器的负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的GND引脚以使其接地，该第二驱动器的输出端电连接至该脉宽调变控制芯片的LGATE引脚，该外接电压电连接至一第二二极管的正极，该第二二极管的负极电连接至一第一电容的一端，该第一电容与第二二极管的负极连接之处定义为第四节点，该第一电容的另一端电连接至该第一节点，该脉宽调变控制芯片的BOOT引脚电连接至该第四节点，其PHASE引脚电连接至该第一节点，其UGATE引脚电连接至该上桥晶体管的栅极，其LGATE引脚电连接至该下桥晶体管的栅极，其中，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第一电阻，该第一电阻的一端电连接至该第三节点，其另一端电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，以使该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚作为一多功能引脚。
优选的，该第一比较器的正向输入端通过一第一控制开关电连接至该第三节点，该第一控制开关接受该栅极控制逻辑电路第一输出端所输出的第一脉冲信号的控制，以使该第一比较器与该上桥晶体管同步工作。
优选的，该低通滤波器包括一电感及一电容，该电感的一端作为该低通滤波器的输入端，其电连接至该第一节点，该电感的另一端电连接至该电容的一端，其连接之处定义为第二节点，其作为该低通滤波器的输出端，该电容的另一端接地。
优选的，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第二比较器，该第二比较器的反向输入端电连接至该第三节点，其正向输入端电连接至一第二参考电压，其输出端所输出的过电流信号传输至该栅极控制逻辑电路，该第二比较器，电流源，第一电阻以及下桥晶体管组成一个过电流保护电路。
优选的，该第二比较器的反向输入端通过一第二控制开关电连接至该第三节点，该第二控制开关接受该栅极控制逻辑电路的第二输出端所输出的第二脉冲信号的控制，以使该第二比较器与该下桥晶体管同步工作。
优选的，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第三比较器，该第三比较器的反向输入端接地，其正向输入端电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，其输出端电连接至该栅极控制逻辑电路以输出一逆电流控制信号至该栅极控制逻辑电路，该第三比较器与该下桥晶体管组成一个逆电流控制电路。
优选的，该第三比较器的正向输入端通过一第三控制开关电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，该第三控制开关接受该栅极控制逻辑电路第二输出端所输出的第二脉冲信号的控制，以使该第三比较器与该下桥晶体管同步工作。
优选的，该脉宽调变控制芯片内还进一步设置一电感电流感测器，一计数步阶电流产生器，一振荡器，一第四比较器以及一第五比较器，该电感电流感测器的输入端电连接至该第三节点，其输出端电连接至该计数步阶电流产生器的输入端，该计数步阶电流产生器的输出端电连接至该振荡器的输入端，该振荡器的输出端电连接至该第五比较器的反向输入端，该第四比较器的正向输入端电连接至一第三参考电压，其反向输入端电连接一反馈电压，该第四比较器的输出端电连接至该第五比较器的正向输入端，该第五比较器的输出端电连接至该栅极控制逻辑电路，该电感电流感测器，计数步阶电流产生器，振荡器，第四比较器，第五比较器，电流源，以及该第一电阻，下桥晶体管组成了一个轻载效率改善电路。
优选的，该电感电流感测器的输入端通过一第四控制开关电连接至该第三节点，该第四控制开关接受该栅极控制逻辑电路第二输出端所输出第二脉冲信号的控制，以使该电感电流感测器与下桥晶体管同步工作。
优选的，该反馈电压为该电压转换器的输出端所输出的电压。
优选的，该电压转换器进一步包括一第二电阻与一第三电阻，该第二电阻的一端电连接至该电压转换器的输出端，其另一端电连接至该第三电阻的一端，该第三电阻与第二电阻连接之处定义为第五节点，该第三电阻的另一端接地，该反馈电压为该第五节点处的电压。
相较于现有技术，本发明的电压转换器利用该脉宽调变控制芯片上的PHASE引脚作为多功能引脚，从而实现各种扩展功能，如过电流保护，逆电流控制，轻载效率改善等各种功能，其并不需要额外设置多功能引脚，因此，该脉宽调变控制芯片上的引脚数较少，其尺寸可以得到进一步地减少，其适应目前集成电路小型化的需求。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种电压转换器的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种电压转换器100，该电压转换器100为一Boost-Strap结构的电压转换器，其包括一脉宽调变控制芯片200，串联在一输入电压Vin及接地电位GND之间的一上桥晶体管110及一下桥晶体管120，及一低通滤波器130，该低通滤波器130的输入端连接至该上桥晶体管110与该下桥晶体管120之间，该低通滤波器130的输出端作为该电压转换器100的输出端Vout以输出一稳定的电压值。
该上桥晶体管110的源极电连接至该输入电压Vin，其漏极与该下桥晶体管120的漏极相连接，该相连接之处定义为第一节点A，该下桥晶体管120的源极接地。该低通滤波器130的输入端电连接至该第一节点A。该低通滤波器130可由一电感L及一电容C所组成，该电感L的一端作为该低通滤波器130的输入端，该电感L的另一端与该电容C的一端相电连接，该连接之处定义为第二节点B，该电容C的另一端接地，该第二节点B作为该电压转换器100的输出端Vout。
该脉宽调变控制芯片200上设置有多个基本引脚，其包括BOOT引脚，PHASE引脚，UGATE引脚，LGATE引脚，Vcc引脚以及GND引脚。通过这些基本引脚，该脉宽调变控制芯片200进行工作以分别驱动该上桥晶体管110以及该下桥晶体管120，使该电压转换器100进行工作。
该脉宽调变控制芯片200内设置有一电流源210，一上电复位电路220(Power on Reset，POR)，一第一比较器230，一第一驱动器240，一第二驱动器250，以及一栅极控制逻辑电路260。
该栅极控制逻辑电路260的第一输出端电连接至该第一驱动器240的输入端，以输出一第一脉冲信号Vc1至该第一驱动器240。该栅极控制逻辑电路260的第二输出端电连接至该第二驱动器250的输入端，以输出一第二脉冲信号Vc2至该第二驱动器250。该第一脉冲信号Vc1与该第二脉冲信号Vc2为一对互反的信号。该第一驱动器240与该第二驱动器250分别为一放大器。
该第一驱动器240的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片200的BOOT引脚上，其负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上，其输出端电连接至该脉宽调变控制芯片200的UGATE引脚上。
该第二驱动器250的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片200的Vcc引脚上，其通过该Vcc引脚与一外接电压Vcc相连接。该第二驱动器250的负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片200的GND引脚上，其通过该GND引脚使该第二驱动器250的负电压端子接地。(为了表示方便，图1中仅将该脉宽调变控制芯片200中的第二驱动器250的负电压端子电连接至该GND引脚，而该脉宽调变控制芯片200中的其他电子元件需要接地时，均采用直接接地的形式进行体现，但是，本领域普通技术人员可以理解的是，该脉宽调变控制芯片200中需要接地的电子元件的端口均是电连接至该GND引脚，通过该GND引脚使其接地)。该第二驱动器250的输出端电连接至该脉宽调变控制芯片200的LGATE引脚。
该电流源210反接一第一二极管211后接地，即该电流源210与该第一二极管211的负极相连接，该相连接之处定义为第三节点C，该第一二极管211的正极接地。
该上电复位电路220的一个输入端电连接至该脉宽调变控制芯片200的Vcc引脚上，其通过该Vcc引脚与该外接电压Vcc相连接，由该外接电压Vcc提供给该上电复位电路220能量使其工作。该上电复位电路220的另一输入端电连接至该第一比较器230的输出端。该第一比较器230的正向输入端电连接至该第三节点C，其反向输入端电连接至一第一参考电压Vinsen。该上电复位电路220的输出端输出一上电复位信号POR至该栅极控制逻辑电路260以使该栅极控制逻辑电路260输出第一脉冲信号Vc1及第二脉冲信号Vc2。优选地，该第一比较器230的正向输入端电连接一第一控制开关231后电连接至该第三节点C。该控制开关231接受该栅极控制逻辑电路260的第一输出端所输出的第一脉冲信号Vc1的控制，以使该第一比较器230与该上桥晶体管110同步工作。
该外接电压Vcc进一步地电连接至一第二二极管151的正极，该第二二极管151的负极与一第一电容152的一端相连接，该连接之处定义为第四节点D，该第一电容152的另一端电连接至该第一节点A。
该脉宽调变控制芯片200的BOOT引脚电连接至该第四节点D，其UGATE引脚电连接至该上桥晶体管110的栅极，其PHASE引脚电连接至该第一节点A，其LGATE引脚电连接至该下桥晶体管120的栅极。
该脉宽调变控制芯片200内还进一步设置一第一电阻Rocset，其一端电连接至该第三节点C，另一端电连接至该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚，使该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚作为一多功能引脚，以扩展该脉宽调变控制芯片200的功能。
该上电复位电路220与该第一比较器230以及上桥晶体管110组成了一个电源侦测电路，以判断该电压转换器100是否处于工作状态，即其利用该第一比较器240侦测该第一节点A处的电压，以判断电压转换器100是否处于工作状态。
该电压转换器100的工作原理为：当该脉宽调变控制芯片200被致能后，该脉宽调变控制芯片200会发出一个致能信号至该栅极控制逻辑电路260以致能该栅极控制逻辑电路260。在该栅极控制逻辑电路260被致能后，该电压转换器100的输出端Vout所输出的电压仍为0，而第一驱动器240及第二驱动器250尚未有驱动信号输入。此时，该栅极控制逻辑电路260发出一确认信号至该第一驱动器250，使第一驱动器250导通该上桥晶体管110，该第一节点A及该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上的电压开始上升。
由于该第一比较器230通过第一控制开关231电连接至第三节点C，而第一控制开关231受该栅极控制逻辑电路260的第一输出端所输出的第一脉冲信号Vc1的控制，因此当上桥晶体管110导通时，该第一控制开关231闭合，该第一比较器230开始工作。
该第一比较器230的正向输入端通过该第一电阻Rocset电连接至该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚，因此，脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上的电压上升，该第一比较器230的正向输入端的电压上升。当该第一比较器230的正向输入端的电压大于其反向输入端输入的第一参考电压Vinsen时，表示该输入电压Vin已经启动。
此时，该第一比较器230的输出端输出一PORE信号至该上电复位电路220，且当该上电复位电路220通过该脉宽调变控制芯片200的Vcc引脚感测到该外接电压Vcc也被启动时，其输出一上电复位信号POR至该栅极控制逻辑电路260以使该栅极控制逻辑电路260第一输出端输出第一脉冲信号Vc1，第二输出端输出第二脉冲信号Vc2。该第一脉冲信号Vc1与该第二脉冲信号Vc2分别透过该第一驱动器240及第二驱动器250以切换上桥晶体管110及下桥晶体管120。
由于该第一脉冲信号Vc1与该第二脉冲信号Vc2为一对互为相反的信号，因此，当上桥晶体管110导通时，该下桥晶体管120截止；而当上桥晶体管110截止时，该下桥晶体管120导通。
当该上桥晶体管110导通，下桥晶体管120截止时，该输入电压Vin通过上桥晶体管110对该电感L及电容C所组成的低通滤波器130进行充电；当该上桥晶体管110截止，下桥晶体管120导通时，该低通滤波器130通过下桥晶体管120进行放电。在该低通滤波器130充放电的过程中，该电压转换器100产生输出电流I，并将该输入电压Vin转换成一个稳定的电压，并通过该电压转换器100的输出端Vout输出。
由于该第一比较器230的正向输入端是通过第一控制开关231后电连接至第三节点C，而该控制开关231接受该栅极控制逻辑电路260的第一输出端所输出的第一脉冲信号Vc1的控制，因此，该第一比较器230是与该上桥晶体管110同步工作的，即该上电复位电路220，该第一比较器230以及上桥晶体管110所组成的电源侦测电路仅侦测该上桥晶体管110导通时该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上的电压，以判断该电压转换器100是否处于工作状态。
由于该第一电阻Rocset是设置在该脉宽调变控制芯片200内，并通过该第一电阻Rocset将该脉宽调变控制芯片200的第三节点C与该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚相互电连接，因此，该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚可以作为多功能引脚。
该脉宽调变控制芯片200内还进一步设置一第二比较器270。该第二比较器270的反向输入端电连接至该第三节点C，其正向输入端电连接至一第二参考电压Voc。优选地，该第二比较器270的反向输入端通过一第二开关271电连接至该第三节点C，该第二开关271接受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的第二脉冲信号Vc2的控制，以使该第二比较器270与该下桥晶体管120同步工作。
该第二比较器270，电流源210，第一电阻Rocset以及下桥晶体管120组成了一个过电流保护电路，当该第二比较器270工作时，其输出端输出一过电流信号OC至该栅极控制逻辑电路260。
由于本发明的电压转换器100还包括由第二比较器270，电流源210，第一电阻Rocset以及下桥晶体管120所组成的一过电流保护电路，因此，当该下桥晶体管120导通时，该电流源210，第一电阻Rocset以及下桥晶体管120组成一个回路。由于该第二比较器270通过第二控制开关271电连接至第三节点C，而第二控制开关271受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的第二脉冲信号Vc2的控制，因此当下桥晶体管120导通时，第二控制开关271闭合，该第二比较器270开始工作。此时如果该脉宽调变控制芯片200上的PHASE引脚上的电压低于该第二参考电压Voc时，则表示该电压转换器100的输出电流I过大，此时，该第二比较器270会发出过电流信号OC至该栅极控制逻辑电路260，以使该上桥晶体管110及下桥晶体管120截止，从而降低该输出电流I，对该电压转换器100形成过电流保护。
由于本发明的电压转换器100是利用该脉宽调变控制芯片200上的PHASE引脚从而形成了由第二比较器270，电流源210，第一电阻Rocset以及下桥晶体管120所组成的过电流保护电路，因此，其并不需要额外地在该脉宽调变控制芯片200上设置引脚从而实现该过电流保护功能。
此外，该脉宽调变控制芯片200内还可以进一步设置一第三比较器280。该第三比较器280的反向输入端接地，其正向输入端电连接至该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚，该第三比较器280的输出端电连接至该栅极控制逻辑电路260的一输入端。优选的，该第三比较器280的正向输入端通过一第三控制开关281电连接至该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚，该第三控制开关281的接受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的第二脉冲信号Vc2的控制，以使该第三比较器280与该下桥晶体管120同步工作。
该第三比较器280与该下桥晶体管120组成了一个逆电流控制电路。当该第三比较器280工作时，其输出端输出一逆电流控制信号至该栅极控制逻辑电路260。
由于本发明的电压转换器100还包括由第三比较器280以及下桥晶体管120所组成的逆电流控制电路，因此，当该下桥晶体管120导通时，由于该第三比较器280通过第三控制开关281电连接至第三节点C，而第三控制开关281受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的第二脉冲信号Vc2的控制，因此当下桥晶体管120导通时，第三控制开关281闭合，该第三比较器280开始工作。此时如果该脉宽调变控制器200的PHASE引脚上的电压小于地电位，则表示该电压转换器100处于非连续模式(DCM)，会产生电流在该下桥晶体管120逆流的现象，从而造成该电压转换器100的效率损耗，此时该第三比较器280的输出端产生逆电流控制信号至该栅极控制逻辑电路260，以立即截止该下桥晶体管120，从而避免该电压转换器100的效率损耗。
由于本发明的电压转换器100是利用该脉宽调变控制芯片200上的PHASE引脚从而形成了由第三比较器280以及下桥晶体管120所组成的逆电流控制电路，因此，其并不需要额外地在该脉宽调变控制芯片200上设置引脚从而实现该逆电流保护的功能。
进一步地，该脉宽调变控制芯片200内还可以设置一电感电流感测器291(Inductor Current Sense)，一计数步阶电流产生器292(Counter & Current Step)，一振荡器293，一第四比较器294以及一第五比较器295。
该电感电流感测器291的输入端电连接至该第三节点C，以感测该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上的电压，该电感电流感测器291的输出端电连接至该计数步阶电流产生器292的输入端，该计数步阶电流产生器292的输出端电连接至该振荡器293的输入端，该振荡器293的输出端电连接至该第五比较器295的反向输入端。
该第四比较器294的正向输入端电连接至一第三参考电压Vref，其反向输入端电连接至一反馈电压，该反馈电压对应于该电压转换器100的输出端Vout所输出的电压。在本实施例中，该电压转换器100的输出端Vout进一步串联一第二电阻161及一第三电阻162后接地，该第二电阻161与第三电阻162的连接之处定义为第五节点E，将该第五节点E处的电压Vfb作为该反馈电压。当然可以理解的是，该电压转换器100的输出端Vout所输出的电压也可以作为反馈电压。
该第四比较器294的输出端电连接至该第五比较器295的正向输入端，该第五比较器295的输出端电连接至该栅极控制逻辑电路260的另一输入端。
优选的，该电感电流感测器291的输入端通过一第四控制开关296电连接至该第三节点C，以感测该脉宽调变控制芯片200的PHASE引脚上的电压。该第四控制开关296接受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的第二脉冲信号Vc2的控制，以使该电感电流感测器291与该下桥晶体管120同步工作。
该电感电流感测器291，计数步阶电流产生器292，振荡器293，第四比较器294，第五比较器295，第一电阻Rocset，下桥晶体管120及电流源210组成一个轻载效率改善电路，用以改善该电压转换器100在轻载模式下的效率。
由于本发明的电压转换器100还包括由电感电流感测器291，计数步阶电流产生器292，振荡器293，第四比较器294，第五比较器295，电流源210，第一电阻Rocset以及下桥晶体管120组成的一轻载效率改善电路，因此，当该下桥晶体管120导通时，该电流源210，第一电阻Rocset以及导通的下桥晶体管120组成一回路。由于该电感电流感测器291通过第四控制开关296电连接至第三节点C，而第四控制开关296受该栅极控制逻辑电路260的第二输出端所输出的Vc2信号的控制，因此当下桥晶体管120导通时，第四控制开关296闭合，该电感电流感测器291开始工作侦测脉宽调变控制器200的PHASE引脚上的电流，即侦测判断该电流源210，第一电阻Rocset以及导通的下桥晶体管120所组成回路中的电流。
该计数步阶电流产生器292通过电感电流感测器291所输出的信号判断是否持续地产生轻载电流，如持续地产生轻载电流，则表示该电压转换器100持续地处于轻载模式下，此时，该计数步阶电流产生器292产生一电流至该振荡器293中，以降低该振荡器293的输出频率，其输出频率通过第五比较器295输出至该栅极控制逻辑电路260以降低其输出的第一脉冲信号Vc1及第二脉冲信号Vc2的频率，从而降低了该上桥晶体管110及下桥晶体管120的切换频率，减少由于该上桥晶体管110及下桥晶体管120的切换而造成的效率损耗，使采用该电压转换器100的电子装置可以具有更长的待机时间。
由于本发明的电压转换器100主要是利用该脉宽调变控制芯片200上的PHASE引脚从而形成了由电感电流感测器291，计数步阶电流产生器292，振荡器293，第四比较器294，第五比较器295，第一电阻Rocset，下桥晶体管120及电流源210所组成的轻载效率改善电路，因此，其也相应得减少了该脉宽调变控制芯片200上的引脚数。
相较于现有技术，本发明的电压转换器100利用该脉宽调变控制芯片200上的PHASE引脚作为多功能引脚，从而实现各种功能，如过电流保护，逆电流控制，轻载效率改善等各种功能，其并不需要额外设置多功能引脚，因此，该脉宽调变控制芯片200上的引脚数较少，其尺寸可以得到进一步地减少，其适应目前集成电路小型化的需求。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (11)
1.一种电压转换器，其包括一个脉宽调变控制芯片，一上桥晶体管，一下桥晶体管，一低通滤波器，该上桥晶体管的源极电连接至一输入电压，其漏极与该下桥晶体管的漏极相连接，该上桥晶体管的漏极与该下桥晶体管的漏极相连接之处定义为第一节点，该下桥晶体管的源极接地，该第一节点进一步电连接至该低通滤波器的输入端，该低通滤波器的输出端作为该电压转换器的输出端，该脉宽调变控制芯片上设置有BOOT引脚，PHASE引脚，UGATE引脚，LGATE引脚，Vcc引脚以及GND引脚，通过这些引脚，该脉宽调变控制芯片进行工作以驱动该上桥晶体管和该下桥晶体管，该脉宽调变控制芯片内包括一电流源，一上电复位电路，一第一比较器，一第一驱动器，一第二驱动器以及一栅极控制逻辑电路，该电流源与一第一二极管的负极相连接，该连接之处定义为第三节点，该第一二极管的正极接地，该第一比较器的正向输入端电连接至该第三节点，其反向输入端电连接至一第一参考电压，其输出端至该上电复位电路的一个输入端，该上电复位电路的另一输入端电连接至该脉宽调变控制芯片的Vcc引脚，通过该Vcc引脚与一外接电压相连接，其输出端所输出的上电复位信号传输至该栅极控制逻辑电路，该栅极控制逻辑电路接受该上电复位信号的控制，且该栅极控制逻辑电路的第一输出端电连接至该第一驱动器的输入端，其第二输出端电连接至该第二驱动器的输入端，以输出一第一脉冲信号及一与该第一脉冲信号相反的第二脉冲信号以分别驱动该第一驱动器及第二驱动器，该第一驱动器的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的BOOT引脚，该第一驱动器的负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，该第一驱动器的输出端电连接至该脉宽调变控制芯片的UGATE引脚，该第二驱动器的正电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的Vcc引脚以与该外接电压相连接，该第二驱动器的负电压端子电连接至该脉宽调变控制芯片的GND引脚以使其接地，该第二驱动器的输出端电连接至该脉宽调变控制芯片的LGATE引脚，该外接电压电连接至一第二二极管的正极，该第二二极管的负极电连接至一第一电容的一端，该第一电容与第二二极管的负极连接之处定义为第四节点，该第一电容的另一端电连接至该第一节点，该脉宽调变控制芯片的BOOT引脚电连接至该第四节点，其PHASE引脚电连接至该第一节点，其UGATE引脚电连接至该上桥晶体管的栅极，其LGATE引脚电连接至该下桥晶体管的栅极，其特征在于，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第一电阻，该第一电阻的一端电连接至该第三节点，其另一端电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，以使该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚作为一多功能引脚。
2.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该第一比较器的正向输入端通过一第一控制开关电连接至该第三节点，该第一控制开关接受该栅极控制逻辑电路第一输出端所输出的第一脉冲信号的控制，以使该第一比较器与该上桥晶体管同步工作。
3.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该低通滤波器包括一电感及一电容，该电感的一端作为该低通滤波器的输入端，其电连接至该第一节点，该电感的另一端电连接至该电容的一端，其连接之处定义为第二节点，其作为该低通滤波器的输出端，该电容的另一端接地。
4.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第二比较器，该第二比较器的反向输入端电连接至该第三节点，其正向输入端电连接至一第二参考电压，其输出端所输出的过电流信号传输至该栅极控制逻辑电路，该第二比较器，电流源，第一电阻以及下桥晶体管组成一个过电流保护电路。
5.如权利要求4所述的电压转换器，其特征在于，该第二比较器的反向输入端通过一第二控制开关电连接至该第三节点，该第二控制开关接受该栅极控制逻辑电路的第二输出端所输出的第二脉冲信号的控制，以使该第二比较器与该下桥晶体管同步工作。
6.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该脉宽调变控制芯片内还进一步包括一第三比较器，该第三比较器的反向输入端接地，其正向输入端电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，其输出端电连接至该栅极控制逻辑电路以输出一逆电流控制信号至该栅极控制逻辑电路，该第三比较器与该下桥晶体管组成一个逆电流控制电路。
7.如权利要求6所述的电压转换器，其特征在于，该第三比较器的正向输入端通过一第三控制开关电连接至该脉宽调变控制芯片的PHASE引脚，该第三控制开关接受该栅极控制逻辑电路第二输出端所输出的第二脉冲信号的控制，以使该第三比较器与该下桥晶体管同步工作。
8.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该脉宽调变控制芯片内还进一步设置一电感电流感测器，一计数步阶电流产生器，一振荡器，一第四比较器以及一第五比较器，该电感电流感测器的输入端电连接至该第三节点，其输出端电连接至该计数步阶电流产生器的输入端，该计数步阶电流产生器的输出端电连接至该振荡器的输入端，该振荡器的输出端电连接至该第五比较器的反向输入端，该第四比较器的正向输入端电连接至一第三参考电压，其反向输入端电连接一反馈电压，该第四比较器的输出端电连接至该第五比较器的正向输入端，该第五比较器的输出端电连接至该栅极控制逻辑电路，该电感电流感测器，计数步阶电流产生器，振荡器，第四比较器，第五比较器，电流源，以及该第一电阻，下桥晶体管组成了一个轻载效率改善电路。
9.如权利要求8所述的电压转换器，其特征在于，该电感电流感测器的输入端通过一第四控制开关电连接至该第三节点，该第四控制开关接受该栅极控制逻辑电路第二输出端所输出第二脉冲信号的控制，以使该电感电流感测器与下桥晶体管同步工作。
10.如权利要求8所述的电压转换器，其特征在于，该反馈电压为该电压转换器的输出端所输出的电压。
11.如权利要求8所述的电压转换器，其特征在于，该电压转换器进一步包括一第二电阻与一第三电阻，该第二电阻的一端电连接至该电压转换器的输出端，其另一端电连接至该第三电阻的一端，该第三电阻与第二电阻连接之处定义为第五节点，该第三电阻的另一端接地，该反馈电压为该第五节点处的电压。
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