阅读说明：本技术 多路径转换器及其控制方法 (Multi-path converter and control method thereof ) 是由 曹圭亨 许莲喜 申世云 崔诚元 朱容* 朱容 林想真 于 2018-03-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种多路径转换器及其控制方法,多路径转换器将使用电容器的电流传递路径添加到使用电感器的电流传递路径中,以将输出到输出端(负载)的电流供应至多个并联路径,由此减少流经电感器的总RMS电流。(The present invention relates to a multi-path converter and a control method thereof, which adds a current transfer path using a capacitor to a current transfer path using an inductor to supply a current output to an output terminal (load) to a plurality of parallel paths, thereby reducing a total RMS current flowing through the inductor.)

多路径转换器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种具有多路径的转换器及其控制方法，且更具体地，涉及一种用于转换输入功率的电压以将转换后的电压输出到负载的转换器及其控制方法。

背景技术

随着应用于电气和电子装置的应用数目增加以及电气和电子装置的功能增加，装置消耗的功率不断增加。因此，供应装置所需的功率的功率管理电路应设计为在高功率应用中具有高功率效率特性。这是因为具有高功率效率的功率管理电路不仅增加装置的使用时间，而且减少装置中的功率管理电路中产生的热量。

常规功率管理电路主要通过两种方法设计。一种方法是使用电容器的开关电容器或电荷泵方法，且另一种方法是使用电感器的开关电感器方法。

首先，由于开关电容器方法不使用体积大的电感器，而是使用相比于电感器有利于嵌入芯片的电容器，因此存在印刷电路板(PCB)的面积可以减小的优点。然而，由于切实可行的电压转换比率(V_OUT/V_IN)是不连续的，因此存在以下局限性：开关电容器方法仅在特定的电压转换比率下才具有高效率特性。因此，为了增加可行的电压转换比率以在宽电压范围内实现高效率特性，功率管理集成电路(PMIC)应设计为可重构类型，而这会增加系统的复杂性。另外，当增加负载电流(I_LOAD)时，由于应增加构成转换器的电容器的电容，因此所述电容器可能无法集成于集成电路(IC)中，并因此可能需要多个外部电容器。结果，与开关电感器方法相比，开关电容器方法可能消耗更大的PCB面积。因此，开关电容器方法主要用于低功率应用中。

另一方面，除了使用开关电感器方法的功率管理电路体积庞大且使用的电感器与其他外部装置相比相对昂贵的局限性，开关电容器方法还有很多优点，即可行的电压转换比率是连续的且在很宽的范围内实现了高效率特性。另外，由于即使在增加负载电流时也没有额外外部装置，因此在功耗增加的各种现代装置中必不可少地使用使用开关电感器方法的功率管理电路。

图1是说明使用开关电感器方法的常规功率管理电路的示例的图。图2示出用于描述提高图1中示出的常规功率管理电路的效率的方法的图。

问题在于，如图1中示出，当负载电流I_LOAD增加时，在电感器中流动的电流I_L也增加。与电感器串联连接的寄生电阻器(R_DCR)不可避免地包括于电感器中，且随着在电感器中流动的电流的电平增加，由寄生电阻器引起的功率损耗会大大增加。功率损耗限制功率管理电路的效率特性并导致发热。因此，为了提高功率效率，优选地使用寄生电阻值小的电感器，如图2的(a)中示出。在这种情况下，电感器的体积或单位成本增加。

具体地说，在将功率管理电路包括于处于连续小型化的移动装置中的情况下，其体积也根据待制造装置的大小而受到限制。因此，不可缺少地在开关电感器功率管理电路中使用的电感器也限于超小型电感器(高度范围介于1mm到1.5mm)。也就是说，如上所述，不可能使用寄生电阻值小且体积大的电感器。因此，有必要使用具有与移动装置相同的电感并满足其体积特性的小型电感器，但是此类小型电感器包括非常大的寄生电阻器。作为在此条件下提高效率的方法，如图2的(b)中示出，存在一种并联使用多个电感器的方法。该方法是一种降低在一个电感器中流动的电流的电平并减少由寄生电阻器引起的总电流损耗的方法。然而，由于该方法需要多个电感器，因此增加了体积，增加了单位成本，并且另外需要用于控制待分配给每个电感器的电流的电路，由此增加了系统的复杂性。

此外，在常规降压-升压转换器和升压转换器的情况下，由于在电感器中累积电流的同时不向负载提供电流，因此向负载供应的电流是不连续的。因此，电感器中的电流电平应远大于负载电流的电平，这需要具有高饱和电流值的电感器。另外，不连续地供应电流在输出电压端处产生大的纹波电压并引起开关尖峰。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种具有多路径的转换器及其控制方法，其中，除了经由电感器的电流传递路径之外，还使用经由电容器的电流传递路径，且电流流经多个并联路径，以被输出到其输出端(负载)，由此减少在电感器中流动的总均方根(RMS)电流。

技术方案

根据本发明的示例性实施例，一种具有多路径的转换器输入单元、输出单元和转换单元，转换单元转换通过输入单元输入的功率的电压以将转换后的电压传递到输出单元，并通过使用电感器和电容器的多个并联电流传递路径分配电流并传递到输出单元。

多个并联电流传递路径可以包括使用电感器的第一电流传递路径和使用电容器的第二电流传递路径。

在多个并联电流传递路径中，第一电流传递路径和第二电流传递路径中的至少一个可以被设置为多个电流传递路径。

第一电流传递路径可以是使用电感器和电容器的电流传递路径。

当转换单元以特定周期单元重复执行包括多个转换操作模式的操作时，在驱动多个转换操作模式的整个区段中或在驱动多个转换操作模式中的一些转换操作模式的部分区段中，转换单元可以通过多个并联电流传递路径分配电流并传递到输出单元。

转换单元可以是降压转换器、升压转换器和升压降压转换器中的一个。

转换器可以包括与转换单元相同的多个转换单元，且多个转换单元可以以不同的转换操作模式同时转换电压。

转换器可以包括与输出单元相同的多个输出单元，且转换单元可以转换通过输入单元输入的功率以将转换后的功率传递到多个输出单元中的每一个。

转换单元可以相对于多个输出单元中的一些输出单元执行升压转换器的功能，并可以相对于多个输出单元中的其余输出单元执行降压转换器的功能。

转换器可以包括与转换单元相同的多个转换单元，且多个转换单元可以以串联、并联或串并联方式中的一个彼此连接。

转换单元可以具有多路径，即使在对输入功率的电压进行转换的情况下，也通过多路径向输出单元传递电流。

根据本发明的示例性实施例，一种具有多路径并包括输入单元、转换单元和输出单元的转换器的控制方法包括：转换通过输入单元输入的功率的电压，以将转换后的电压传递到输出单元，并通过使用电感器和电容器的多个并联电流传递路径向输出单元传递电流。

多个并联电流传递路径可以包括由电感器构成的第一电流传递路径和由电容器构成的第二电流传递路径。

在多个并联电流传递路径中，第一电流传递路径和第二电流传递路径中的至少一个可以被设置为多个电流传递路径。

第一电流传递路径可以是使用电感器和电容器的电流传递路径。

在传递中，当以特定周期单元重复执行包括多个转换操作模式的操作时，在驱动多个转换操作模式的整个区段中或在驱动多个转换操作模式中的一些转换操作模式的部分区段中，可以通过多个并联电流传递路径分配电流并传递到输出单元。

在传递中，即使在对输入功率的电压进行转换的情况下，也向输出单元传递电流。

有利效果

根据根据本发明的具有多路径的转换器及其控制方法，由于通过使用电容器的额外电流传递路径向负载分配并供应电流，因此相比于通过仅使用电感器来向负载(输出端)供应静态电流的情况，可以减少在电感器中流动的均方根(RMS)电流。因此，当负载电流的水平增加时，有可能极大地减少由电感器的寄生电阻器引起的功率损耗，寄生电阻器在用于移动应用的功率管理集成电路(PMIC)中具有最大功耗。另外，有可能克服功率效率的限制，这是任何常规功率管理电路技术都无法克服的问题。

根据本发明，因为相比于电感器具有体积较小且单位成本较低的电容器被用作分配电流的元件，所以有可能减小较大且昂贵的电感器的体积和成本。此外，相比于包括串联寄生电阻器的电感器，电容器具有约数mOhm的极低寄生电阻值，电感器具有约数百mOhm的极高寄生电阻值。因此，在使用电容器的额外电流路径中发生的功率损耗小于使用电感器的电流路径中的功率损耗。总之，根据本发明的电感器结构具有高效率特性。另外，电感器结构不仅可以增加装置的使用时间，而且可以大大减少功率管理电路中产生的热量，并且还可以减少印刷电路板(PCB)的面积和体积的消耗。

此外，根据本发明，由于电流通过除了电流流向负载的电流路径以外的额外电流传递路径被分配并供应给负载，因此可以相比于常规降压转换器降低功率损耗，由此提高效率。因此，根据本发明，在与常规降压转换器具有相同效率的条件下，可以相比于常规降压转换器提高效率，并且还可以提供与常规降压转换器的输出电压处于相同范围内的输出电压。

根据本发明，即使在提高输入功率的情况下，也允许部分电流流向输出端，由此减少电感器中的电流以提高效率，同时减小纹波并减少归因于持续电流流动的开关噪声。因此，根据本发明，有可能防止连接到升压转换器的输出端的负载的性能降低，即，防止使用由升压转换器形成的高电压的块的性能降低。

附图说明

图1是说明常规开关电感器方法的功率管理电路的示例的图。

图2示出用于描述提高图1中示出的常规功率管理电路的效率的方法的图。

图3是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的框图。

图4是说明图3中示出的具有多路径的转换器的扩展示例的图。

图5是说明图3中示出的具有多路径的转换器的另一扩展示例的图。

图6是说明图3中示出的具有多路径的转换器的再另一扩展示例的图。

图7是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

图8是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

图9是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

图10是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

图11是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的控制方法的流程图。

图12是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的框图。

图13是说明图12中示出的第一降压转换器的配置的电路图。

图14示出用于描述图13中示出的第一降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图15示出说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的示例的图。

图16示出通过在占空比为0.4的环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的各图形。

图17是通过在第一仿真环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的图形。

图18是通过在第二仿真环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的图形。

图19是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的控制方法的流程图。

图20是更详细说明图19中示出的电流传递操作的流程图。

图21是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的配置的电路图。

图22示出用于描述图21中示出的第二降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图23是根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的示例的图。

图24是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的控制方法的流程图。

图25是更详细说明图24中示出的电流传递操作的流程图。

图26是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器的配置的电路图。

图27示出用于描述图26中示出的第三降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图28是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器的控制方法的流程图。

图29是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第四降压转换器的配置的电路图。

图30示出用于描述图29中示出的第四降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图31是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第五降压转换器的配置的电路图。

图32示出用于描述图31中示出的第五降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图33是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第六降压转换器的配置的电路图。

图34示出用于描述图33中示出的第六降压转换器的降压操作模式的示例的图。

图35示出用于描述图33中示出的第六降压转换器的降压操作模式的另一示例的图。

图36是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第七降压转换器的配置的电路图。

图37是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第八降压转换器的配置的电路图。

图38是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第九降压转换器的配置的电路图。

图39是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十降压转换器的配置的电路图。

图40是说明根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十一降压转换器的配置的电路图。

图41是说明根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十二降压转换器的配置的电路图。

图42是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十三降压转换器的配置的电路图。

图43是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十四降压转换器的配置的电路图。

图44是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的框图。

图45是说明图44中示出的第一升压转换器的配置的电路图。

图46示出用于描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的示例的图。

图47示出用于描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的另一示例的图。

图48示出用于描述根据本发明的另一示例性实施例的归因于具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的电感器电流改变的图。

图49示出通过在占空比为0.5的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。

图50示出通过在占空比为0.7的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。

图51示出通过在占空比为0.4的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。

图52示出通过在占空比为0.2的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。

图53是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的控制方法的流程图。

图54是更详细说明图53中示出的升压功率传递操作的流程图。

图55是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第二升压转换器的配置和升压操作模式的示例的图。

图56是说明图55中示出的第二升压转换器的升压操作模式的另一示例的图。

图57是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第三升压转换器的配置的电路图。

图58是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第四升压转换器的配置的电路图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的具有多路径的转换器及其控制方法的示例性实施例。

将参考图3至图11描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器及其控制方法。

首先，将参考图3描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器。

图3是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的框图。

参考图3，在根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器100(在下文被称作“转换器”)中，使用电感器和电容器通过多个并联电流传递路径分配电流并传递到输出端。也就是说，除了利用电感器的电流传递路径之外，转换器100还使用利用电容器的电流传递路径，且电流流经多个并联路径，以便被输出到输出端(负载)，由此减少在电感器中流动的总均方根(RMS)电流。

为此，转换器100可以包括被输入功率的输入单元110、转换(降压或升压)输入功率的电压的转换单元130、以及接收转换后功率并将其传递到外部装置的输出单元150。

在此处，输入单元110可以包括交流(AC)电源、直流(DC)电源、电源(各种电压或电流电源)等。

另外，输出单元150可以包括能够使用包括电阻器、电容器和电感器的各种无源元件来建模的任何类型的负载，即，使用常规功率管理集成电路(PMIC)的任何类型的负载。

转换单元130可以包括所有常规转换器的功能。例如，转换单元130可以执行降压转换器(step-down converter/buck converter)的功能，其中所述转换器的输出端的电压低于其输入端的电压；可以执行升压转换器或降压转换器的功能，其中所述转换器的输出端的电压高于其输入端的电压；以及可以执行升压降压转换器(step-up-and-downconverter/buck-boost converter)的功能，其中所述转换器的输出端的电压低于或高于其输入端的电压。

在这种情况下，转换单元130通过多个电流传递路径分配电流并传递到输出单元。例如，通过包括有使用电感器的第一电流传递路径和使用电容器的第二电流传递路径的多个电流传递路径，转换单元130可以分配电流并传递到输出单元150。在此处，在多个电流传递路径中，第一电流传递路径和第二电流传递路径中的至少一个可以具备多个电流传递路径。例如，多个电流传递路径可以包括使用电感器的电流传递路径、使用第一电容器的电流传递路径以及使用第二电容器的电流传递路径。当然，一个电流传递路径可以使用一个电感器或一个电容器，可以使用多个电感器或多个电容器，或者也可以使用电感器和电容器的组合。

另外，当转换单元130以特定周期单元重复执行包括多个转换操作模式(例如，多个降压操作模式或多个升压操作模式)的操作时，在驱动多个转换操作模式的整个区段中或在驱动多个转换操作模式中的一些转换操作模式的部分区段中，转换单元130可以通过多个电流传递路径分配电流并传递到输出单元150。

如上所述，不同于通过仅使用电感器来向负载供应电流的常规转换器，在根据本发明的示例性实施例的转换器100中，可以通过使用电容器的额外并联电流传递路径来分配并供应电流。也就是说，根据本发明的转换器100，可以降低电感器的DC电流水平，且当根据本发明的转换器100执行降压转换器的功能时，可以减小电感器的纹波电流。另外，根据本发明的转换器100的电感器和电容器可以将静态电流供应给负载(输出端)。另外，如可在表1中确认，与电感器相比，具有电容器的寄生电阻小得多、体积相对小、单位成本低的优点。因此，与使用多个电感器时相比，可以使用电容器来减小电感器中流动的电流水平。另外，可以极大地减少寄生电阻器中的功率损耗并克服功率效率的限制，这是任何常规功率管理电路技术都未能克服的问题。另外，通过使用具有相对小的体积且单位成本低的电容器，可以减小大且昂贵的电感器的体积和成本。因此，可以极大地减少在功率管理电路中产生的热量，增加装置的使用时间，并减少印刷电路板(PCB)的面积和体积的消耗。

[表1]

将参考图4至图10描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的扩展示例。

图4是说明图3中示出的具有多路径的转换器的扩展示例的图。

参考图4，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个转换单元130、一个输出单元150和多个输入单元110。在此处，输出电压的特性可以具有例如降压、升压和降压-升压等所有特性。

多个电感器、多个电容器和多个开关可以构成转换单元130。在此处，输入单元110可以包括AC电源、DC电源、功率供应源(各种电压或电流电源)等。另外，输出单元150可以包括能够使用包括电阻器、电容器和电感器的各种无源元件来建模的任何类型的负载，即，使用常规PMIC的任何类型的负载。

图5是说明图3中示出的具有多路径的转换器的另一扩展示例的图。

参考图5，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个输入单元110、一个转换单元130和多个输出单元150。

在此处，输出电压的特性可以具有例如降压、升压和降压-升压等所有特性。

多个电感器、多个电容器和多个开关可以构成转换单元130。另外，输入单元110可以包括AC电源、DC电源、功率供应源(各种电压或电流电源)等。另外，输出单元150可以包括能够使用包括电阻器、电容器和电感器的各种无源元件来建模的任何类型的负载，即，使用常规PMIC的任何类型的负载。

图6是说明图3中示出的具有多路径的转换器的再另一扩展示例的图。

参考图6，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括多个输入单元110、多个转换单元130和多个输出单元150。

在此处，输出电压的特性可以具有例如降压、升压和降压-升压等所有特性。

多个电感器、多个电容器和多个开关可以构成转换单元130。另外，输入单元110可以包括AC电源、DC电源、功率供应源(各种电压或电流电源)等。另外，输出单元150可以包括能够使用包括电阻器、电容器和电感器的各种无源元件来建模的任何类型的负载，即，使用常规PMIC的任何类型的负载。

图7是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

参考图7，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个输入单元110、一个输出单元150和多个转换单元130。

在此处，多个转换单元130彼此串联连接。

图8是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

参考图8，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个输入单元110、一个输出单元150和多个转换单元130。

在此处，多个转换单元130彼此并联连接。

同时，当根据本发明的示例性实施例的转换器100包括多个转换单元130时，如图7中所示，多个转换单元130彼此串联连接，且如图8中所示，多个转换单元130彼此并联连接。然而，本发明不限于此，且根据示例性实施例，多个转换单元130可以彼此串并联(串联与并联组合)连接。

图9是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

参考图9，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个输入单元110、一个输出单元150和多个转换单元130，并且还可以包括常规转换器模块10。

在此处，多个转换单元130与常规转换器模块10彼此串联连接。

图10是说明图3中示出的具有多路径的转换器的又另一扩展示例的图。

参考图10，根据本发明的示例性实施例的转换器100可以包括一个输入单元110、一个输出单元150和多个转换单元130，并且还可以包括常规转换器模块10。

在此处，多个转换单元130与常规转换器模块10彼此并联连接。

同时，当根据本发明的示例性实施例的转换器100包括多个转换单元130和常规转换器模块10时，多个转换单元130与常规转换器模块10在图9中彼此串联连接，且多个转换单元130与常规转换器模块10在图10中彼此并联连接。然而，本发明不限于此，且根据示例性实施例，多个转换单元130与常规转换器模块10可以彼此串并联(串联与并联组合)连接。

此外，在包括图7至图10中示出的多个转换单元130的转换器100中，多个转换单元130可以彼此同步地操作，并且可以根据不同时钟而独立地操作。

将参考图11描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的控制方法。

图11是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的控制方法的流程图。

参考图11，根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器的控制方法包括：转换(降压或升压)输入到转换器10的功率的电压，以及向输出端传递电流，其中通过使用电感器和电容器的多个电流传递路径分配电流并传递到输出端(S100)。

在这种情况下，在传递电流的过程中，通过多个电流传递路径分配电流并传递到输出单元。例如，在转换器100中，通过包括使用电感器的第一电流传递路径和使用电容器的第二电流传递路径的多个电流传递路径，可以分配电流并传递到输出端。在此处，在多个电流传递路径中，第一电流传递路径和第二电流传递路径中的至少一个可以具备多个电流传递路径。例如，多个电流传递路径可以包括使用电感器的电流传递路径、使用第一电容器的电流传递路径以及使用第二电容器的电流传递路径。当然，一个电流传递路径可以使用一个电感器或一个电容器，可以使用多个电感器或多个电容器，或者也可以使用电感器和电容器的组合。

另外，在传递电流的过程中，当以特定周期单元重复执行包括多个转换操作模式(例如，多个降压操作模式或多个升压操作模式)的操作时，在驱动多个转换操作模式的整个区段中或在驱动多个转换操作模式中的一些转换操作模式的部分区段中，可以通过多个电流传递路径分配电流并传递到输出端。

如上所述，在根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器及其控制方法中，由于通过使用电感器和电容器的多个电流传递路径分配电流以使其流到输出端，即负载，相比于常规转换器可以减少功率损耗，由此提高功率效率。

<实施例1：具有多路径的降压转换器>

将参考图12至43详细描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器及其控制方法。

本发明的示例性实施例涉及这样一种情况，即根据示例性实施例的具有多路径的转换器执行被配置为对输入功率进行降压的降压转换器的功能。也就是说，在根据本发明的示例性实施例的转换器中，输出电压V_OUT低于输入电压V_IN，且通过使用电感器和电容器的多个电流传递路径(例如，两个电流传递路径、三个电流传递路径或n个电流传递路径)分配电流并传递到输出端。

首先，将参考图12至图14描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器。

图12是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的框图。图13是说明图12中示出的第一降压转换器的配置的电路图。图14示出用于描述图13中示出的第一降压转换器的降压操作模式的示例的图。

参考图12和图13，根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器100-1(在下文中被称作“第一降压转换器”)包括被输入功率的输入单元110、对输入功率进行降压的转换单元130、和接收经降压的功率并将其传递到外部装置的输出单元150。在此处，第一降压转换器100-1的功率比率(V_OUT/V_IN)在0.5到1的范围内。

也就是说，转换单元130使通过输入单元110输入的功率降压，并将经降压的功率传递到输出单元150。转换单元130通过两个不同的电流传递路径将电流传递到输出单元150。例如，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径，转换单元130可以分配电流并传递到输出单元150。因此，与允许流向输出端(负载)的所有电流量经过电感器的常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100允许流向输出端的电流通过经由电感器I的第一电流传递路径和经由电容器C的第二电流传递路径被分配进而流到输出端，由此减少功率损耗以提高效率。

为此，转换单元130可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。

电感器I的一端连接于第一开关SW1的另一端与电容器C的一端之间，且电感器I的另一端连接于输出单元150的一端与第二开关SW2的另一端之间。

电容器C的一端连接于第一开关SW1的另一端与电感器I的一端之间，且电容器C的另一端连接于第二开关SW2的一端与第三开关SW3的一端之间。

第一开关SW1的一端连接到输入单元110的一端，且第一开关SW1的另一端连接于电感器I的一端与电容器C的一端之间。

第二开关SW2的一端连接于电容器C的另一端与第三开关SW3的一端之间，且第二开关SW2的另一端连接于电感器I的另一端与输出单元150的一端之间。

第三开关SW3的一端连接于电容器C的另一端与第二开关SW2的一端之间，且第三开关SW3的另一端连接于输入单元110的另一端与输出单元150的另一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式、第二降压操作模式的顺序驱动转换单元130。也就是说，转换单元130可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元110输入的功率降压并将降压的功率传递到输出单元150。在这种情况下，可以基于输入电压、输出电压等确定指示第一降压操作模式的驱动时间的占空比。

也就是说，如图14的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元130，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3。因此，通过由电感器I构成的第一电流传递路径P1和由电容器C构成的第二电流传递路径P2分配流向输出单元150(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式下驱动转换单元130之后，如图14的(b)中示出，可以在第二降压操作模式下驱动转换单元130，所述第二降压操作模式接通第三开关SW3并断开第一开关SW1和第二开关SW2。

如上所述，在第一降压操作模式下，当电流在电感器I中累积时，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元150(即，负载)。在第二降压操作模式下，在电感器I中累积的电流被传递到输出单元150(即，负载)。因此，由于通过两个路径(第一电流传递路径和第二电流传递路径)分配待传递到输出单元150(即，负载)的电流进而进行传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

将参考图15和图16描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的示例。

图15示出说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的示例的图，且图16示出通过在占空比为0.4的环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的各图形。图16示出通过在以下条件下测试根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1而获得的波形：占空比是40％，通过输入单元110输入的电压V_IN是5V，通过输出单元150输出的电压V_OUT是3.06V，且通过输出单元150输出的电流是1A。

参考图15和图16，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的操作，从而对输入功率进行降压并将输入功率传递到输出端(即，负载)。

在这种情况下，当在第一降压操作模式Φ₁下驱动根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1时，在第一降压转换器100-1中，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出端(即，负载)。

将参考图17和图18描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的性能。

图17是通过在第一仿真环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的图形，且图18是通过在第二仿真环境中测试根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器而获得的图形。

为了测试根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1的性能，执行了在两个仿真环境中比较第一降压转换器100-1与常规降压转换器的实验。

在第一仿真环境中，输入电压V_IN固定为4.5V，第一降压操作模式的驱动时间D₁在0.05与0.95之间改变，且输出端(即，负载)的电流固定为1A。因此，输出端(即，负载)的电压V_OUT是V_IN/(2-D₁)，即2.25V<V_OUT<4.5V，且第二降压操作模式的驱动时间D₂是1/(2-D₁)。

在第二仿真环境中，输出端(即，负载)的电压V_OUT固定为2.8V，第一降压操作模式的驱动时间D₁在0.05与0.95之间改变，且输出端(即，负载)的电流固定为1A。因此，输入电压V_IN是V_OUT×(2-D₁)，即3.0V<V_IN<5.5V，且第二降压操作模式的驱动时间D₂是1/(2-D₁)。

参考图17，作为在第一仿真环境中的测试结果，可以确认与常规降压转换器的功率效率(图17中的虚线)相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器的功率效率(图17中的实线)进一步提高了约5％。

参考图18，作为在第二仿真环境中的测试结果，可以确认与常规降压转换器的功率效率(图18中的虚线)相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器的功率效率(图18中的实线)进一步提高了约4.7％。

将参考图19和图20描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的控制方法。

图19是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第一降压转换器的控制方法的流程图。

参考图19，第一降压转换器100-1对输入功率进行降压以将电流传递到输出单元150，且在向输出单元150传递电流时，通过两个不同的电流传递路径将电流传递到输出单元150(S110-1)。

例如，在第一降压转换器100-1中，可以通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元150。因此，与允许流向输出端(负载)的所有电流量经过电感器的常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1允许流向输出端的电流通过经由电感器I的第一电流传递路径和经由电容器C的第二电流传递路径被分配进而流到输出端，由此减少功率损耗以提高效率。

图20是更详细说明图19中示出的电流传递操作的流程图。

参考图20，可以在第一降压操作模式下驱动第一降压转换器100-1(S111)。也就是说，可以在接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3的第一降压操作模式下驱动第一降压转换器100-1。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元150(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式下驱动第一降压转换器100-1之后，可以在第二降压操作模式下驱动第一降压转换器100-1(S113)。也就是说，可以在第三开关SW3并断开第一开关SW1和第二开关SW2的第二降压操作模式下驱动第一降压转换器100-1。

如上所述，第一降压转换器100-1可以以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以对从输入单元110输入的功率进行降压并将其传递到输出单元150。

也就是说，在第一降压操作模式下，当电流在电感器I中累积时，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元150(即，负载)。在第二降压操作模式下，在电感器I中累积的电流被传递到输出单元150(即，负载)。因此，由于通过两个路径(第一电流传递路径和第二电流传递路径)分配待传递到输出单元150(即，负载)的电流进而进行传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

将参考图21和图22描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器。

图21是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的配置的电路图。图22示出用于描述图22中示出的第二降压转换器的降压操作模式的示例的图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器200-1(在下文被称作“第二降压转换器”)与根据上述示例性实施方式的第一降压转换器100-1基本相同，所以将仅描述两者之间的差异。

参考图21，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1的第四开关SW4。

也就是说，转换单元230可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4。

第四开关SW4的一端连接于第一开关SW1的另一端与电感器I的一端之间，且第四开关SW4的另一端连接到输入单元110的一端和第三开关SW3的另一端。

在此处，第一开关SW1可以是P型金属氧化物半导体(PMOS)开关。第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4可以是N型金属氧化物半导体(NMOS)开关。

更具体地，可以以第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的顺序驱动转换单元230。也就是说，转换单元230可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元210输入的功率降压并将其传递到输出单元250。

也就是说，如图22的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元230，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3和第四开关SW4。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元250(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式下驱动转换单元230之后，如图22的(b)中示出，可以在第三降压操作模式下驱动转换单元230，所述第三降压操作模式接通第四开关SW4并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。

另外，在第三降压操作模式下驱动转换单元230之后，如图22的(c)中示出，可以在第三降压操作模式下驱动转换单元230，所述第三降压操作模式接通第三开关SW3并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第四开关SW4。

如上所述，在第一降压操作模式下，当电流在电感器I中累积时，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元250(即，负载)。因此，由于通过两个路径(第一电流传递路径和第二电流传递路径)分配待传递到输出单元250(即，负载)的电流并进行传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

另外，不同于根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1，第二降压转换器200-1通过包括第四开关SW4来在第三降压操作模式下加以驱动，并因此其功率转换比率(V_OUT/V_IN)的范围大于第一降压转换器100-1的介于0到1的功率转换比率范围。此外，在第二降压转换器200-1中，与第一降压转换器100-1相比，可以进一步减小在第一开关SW1中流动的RMS电流，且可以通过调整第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₃的占空比来进一步减小在电容器C中流动的RMS电流。

也就是说，根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1可以提供具有由以下[式1]表示的范围的输出电压。

[式1]

V_OUT＝1/(2-D₁)×V_IN

(1/2×V_IN≤V_OUT≤V_IN)

在此处，V_IN是指输入电压，V_OUT是指输出电压，且D₁是指第一降压操作模式的驱动时间。

另一方面，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1可以提供具有由以下[式2]表示的范围的输出电压。

[式2]

V_OUT＝(1-D₂)/(2-D₁-D₂)×V_IN

(0≤V_OUT≤V_IN)

在此处，V_IN是指输入电压，V_OUT是指输出电压，D₁是指第一降压操作模式的驱动时间，且D₂是指第三降压操作模式的驱动时间。

将参考图23描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的示例。

图23是根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的示例的图。

参考图23，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的操作，并对输入功率进行降压并将输入功率传递到输出端(即，负载)。

在这种情况下，当在第一降压操作模式Φ₁下驱动根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1时，在第一降压转换器200-1中，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出端(即，负载)。

将参考图24和图25描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的控制方法。

图24是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第二降压转换器的控制方法的流程图。

参考图24，第二降压转换器200-1对输入功率进行降压以将电流传递到输出单元250，且在向输出单元250传递电流时，通过两个不同的电流传递路径将电流传递到输出单元250(S210-1)。

例如，在第二降压转换器200-1中，可以通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元250。因此，与允许流向输出端(负载)的所有电流量经过电感器的常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1允许流向输出端的电流通过经由电感器I的第一电流传递路径和经由电容器C的第二电流传递路径被分配进而流到输出端，由此减少功率损耗以提高效率。

图25是更详细说明图24中示出的电流传递操作的流程图。

参考图25，可以在第一降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1(S211)。也就是说，可以在接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3和第四开关SW4的第一降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元250(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1之后，可以在第三降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1(S213)。也就是说，可以在接通第四开关SW4并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3的第三降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1。

在第三降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1之后，可以在第二降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1(S215)。也就是说，可以在接通第三开关SW3并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第四开关SW4的第二降压操作模式下驱动第二降压转换器200-1。

如上所述，第二降压转换器200-1可以以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以对从输入单元210输入的功率进行降压并将其传递到输出单元250。

也就是说，在第一降压操作模式下，当电流在电感器I中累积时，通过使用电感器I的第一电流传递路径和使用电容器C的第二电流传递路径分配电流并传递到输出单元250(即，负载)。因此，由于通过两个路径(第一电流传递路径和第二电流传递路径)分配待传递到输出单元250(即，负载)的电流并进行传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

将参考图26和图27描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器。

图26是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器的配置的电路图。图27示出用于描述图26中示出的第三降压转换器的降压操作模式的示例的图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器300-1(在下文被称作“第三降压转换器”)与第二降压转换器200-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图26，根据本发明的示例性实施例的第三降压转换器300-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1的第五开关SW5、第六开关SW6和附加电容器C2。

也就是说，转换单元330可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6和附加电容器C2。

附加电容器C2的一端连接于第一开关SW1的另一端与电感器I的一端之间，且附加电容器C2的另一端连接到第四开关SW4的一端。

第六开关SW6的一端连接于附加电容器C2的一端与电感器I的一端之间，且第六开关SW6的另一端连接到电容器C的一端。

第五开关SW5的一端连接于附加电容器C2的另一端与第四开关SW4的一端之间，且第五开关SW5的另一端连接于第六开关SW6的另一端与电容器C的一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式和第二降压操作模式的顺序驱动转换单元330。也就是说，转换单元330可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元310输入的功率降压并将其传递到输出单元350。

也就是说，如图27的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元330，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3、第四开关SW4和第六开关SW6。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用附加电容器C2和电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元350(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式下驱动转换单元330之后，如图27的(b)中示出，可以在第二降压操作模式下驱动转换单元330，所述第二降压操作模式接通第三开关SW3、第四开关SW4和第六开关SW6并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5。因此，通过使用电容器C的第三电流传递路径P3和使用附加电容器C2的第四电流传递路径P4分配流向输出单元350(即，负载)的电流并进行传递。

如上所述，在第一降压操作模式下，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用附加电容器C2和电容器C的第二电流传递路径P2分配电流并传递到输出单元350(即，负载)。在第二降压操作模式下，通过使用电容器C的第三电流传递路径P3和使用附加电容器C2的第四电流传递路径P4，分配电流并传递到输出单元350(即，负载)。因此，由于在驱动多个降压操作模式的整个区段中通过多个电流传递路径分配电流进而传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第三降压转换器300-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

将参考图28描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器的控制方法。

图28是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第三降压转换器的控制方法的流程图。

参考图28，第三降压转换器300-1对输入功率进行降压以将电流传递到输出单元350，且在向输出单元350传递电流时，通过两个不同的电流传递路径将电流传递到输出单元350(S310-1)。

更具体的，可以在第一降压操作模式下驱动第三降压转换器300-1。也就是说，可以在接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3、第四开关SW4和第六开关SW6的第一降压操作模式下驱动第三降压转换器300-1。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用附加电容器C2和电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元350(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式下驱动第三降压转换器300-1之后，可以在第二降压操作模式下驱动第三降压转换器300-1。也就是说，可以在接通第三开关SW3、第四开关SW4和第六开关SW6并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5的第二降压操作模式下驱动第三降压转换器300-1。因此，通过使用电容器C的第三电流传递路径P3和使用附加电容器C2的第四电流传递路径P4分配流向输出单元350(即，负载)的电流并进行传递。

将参考图29和图30描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第四降压转换器。

图29是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第四降压转换器的配置的电路图，且图30示出用于描述图29中示出的第四降压转换器的降压操作模式的示例的图。

参考图29，根据本示例性实施例的具有双路径的第四降压转换器400-1(在下文被称作“第四降压转换器”)通过改变根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1的一些元件的位置而配置。在此处，第四降压转换器400-1的功率比率(V_OUT/V_IN)介于0到0.5的范围内。

也就是说，转换单元430可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。

电感器I的一端连接于电容器C的另一端与第三开关SW3的一端之间，且电感器I的另一端连接于第二开关SW2的另一端与输出单元450的一端之间。

电容器C的一端连接于第一开关SW1的另一端与第二开关SW2的一端之间，且电容器C的另一端连接于电感器I的一端与第三开关SW3的一端之间。

第一开关SW1的一端连接到输入单元410的一端，且第一开关SW1的另一端连接于第二开关SW2的一端与电容器C的一端之间。

第二开关SW2的一端连接于第一开关SW1的另一端与电容器C的一端之间，且第二开关SW2的另一端连接于输出单元450的一端与电感器I的另一端之间。

第三开关SW3的一端连接于电容器C的另一端与电感器I的一端之间，且第三开关SW3的另一端连接于输入单元410的另一端与输出单元450的另一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式和第二降压操作模式的顺序驱动转换单元430。也就是说，转换单元430可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元410输入的功率降压并将其传递到输出单元450。

也就是说，如图30的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元430，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1并断开第二开关SW2和第三开关SW3。

在第一降压操作模式下驱动转换单元430之后，如图30的(b)中示出，可以在第二降压操作模式下驱动转换单元430，所述第二降压操作模式接通第二开关SW2和第三开关SW3并断开第一开关SW1。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元450(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

将参考图31和图32描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第五降压转换器。

图31是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第五降压转换器的配置的电路图，且图32示出用于描述图31中示出的第五降压转换器的降压操作模式的示例的图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第五降压转换器500-1(在下文被称作“第五降压转换器”)与第四降压转换器400-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图31，根据本发明的示例性实施例的第五降压转换器500-1还可包括添加到根据本发明的示例性实施例的第四降压转换器400-1的第四开关SW4。

也就是说，转换单元530可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4。

电感器I的一端连接于电容器C的另一端与第三开关SW3的一端之间，且电感器I的另一端连接于第二开关SW2的另一端与输出单元550的一端之间。

第四开关SW4的一端连接到输入单元510的中间端，且第四开关SW4的另一端连接于电容器C的另一端与第三开关SW3的一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的顺序驱动转换单元530。也就是说，转换单元530可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元510输入的功率降压并将其传递到输出单元550。

也就是说，如图32的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元530，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1并断开第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4。

在第一降压操作模式下驱动转换单元530之后，如图32的(b)中示出，可以在第三降压操作模式下驱动转换单元530，所述第二降压操作模式接通第四开关SW4并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。

另外，在第三降压操作模式下驱动转换单元530之后，如图32的(c)中示出，可以在第二降压操作模式下驱动转换单元530，所述第二降压操作模式接通第二开关SW2和第三开关SW3并断开第一开关SW1和第四开关SW4。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元550(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

如上所述，由于通过两个路径(第一电流传递路径和第二电流传递路径)分配待传递到输出单元550(即，负载)的电流并进行传递，因此与常规降压转换器相比，根据本发明的示例性实施例的第五降压转换器500-1可以进一步减小功率损耗量，由此提高功率效率。

另外，不同于根据本发明的示例性实施例的第四降压转换器400-1，第五降压转换器500-1通过包括第四开关SW4来在第三降压操作模式下加以驱动，并因此其功率转换比率(V_OUT/V_IN)的范围大于第四降压转换器400-1的介于0到1的功率转换比率范围。此外，与第一降压转换器400-1相比，在第五降压转换器500-1中，可以进一步减小在第三开关SW3中流动的RMS电流，且可以通过调整第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₃的占空比来进一步减少在电容器C中流动的RMS电流。

将参考图33至图35描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第六降压转换器。

图33是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第六降压转换器的配置的电路图。图34示出用于描述图33中示出的第六降压转换器的降压操作模式的示例的图。图35示出用于描述图33中示出的第六降压转换器的降压操作模式的另一示例的图。

参考图33，根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第六降压转换器600-1(在下文被称，作“第六降压转换器”)通过改变根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1的一些元件的位置并添加第五开关SW5来配置。在此处，第六降压转换器600-1的功率比率(V_OUT/V_IN)介于0到1的范围内。

也就是说，转换单元630可以包括电感器I、电容器C、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4和第五开关SW5。

电感器I的一端连接于第一开关SW1的另一端与第四开关SW4的一端之间，且电感器I的另一端连接于第五开关SW5的一端与电容器C的一端之间。

电容器C的一端连接于电感器I的另一端与第五开关SW5的一端之间，且电容器C的另一端连接于第二开关SW的一端与第三开关SW3的一端之间。

第一开关SW1的一端连接到输入单元610的一端，且第一开关SW1的另一端连接于电感器I的一端与第四开关SW4的一端之间。

第二开关SW2的一端连接于电容器C的另一端与第三开关SW3的一端之间，且第二开关SW2的另一端连接到输出单元610的中间端。

第三开关SW3的一端连接于电容器C的另一端与第二开关SW2的一端之间，且第三开关SW3的另一端连接于第四开关SW4的另一端与输出单元650的另一端之间。

第四开关SW4的一端连接于第一开关SW1的另一端与电感器I的一端之间，且第四开关SW4的另一端连接于输入单元610的另一端与第三开关SW3的另一端之间。

第五开关SW5的一端连接于电感器I的另一端与电容器C的一端之间，且第五开关SW5的另一端连接到输出单元650的一端。

更具体地说，可以以第一降压操作模式和第三降压操作模式的顺序驱动转换单元630。也就是说，转换单元630可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式和第三降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元610输入的功率降压并将其传递到输出单元650。

也就是说，如图34的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元630，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3、第四开关SW4和第五开关SW5。

在第一降压操作模式下驱动转换单元630之后，如图34的(b)中示出，可以在第三降压操作模式下驱动转换单元630，所述第二降压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元650(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

当然，可以以第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的顺序驱动转换单元630。也就是说，转换单元630可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式、第三降压操作模式和第二降压操作模式的操作，并且可以使从输入单元610输入的功率降压并将其传递到输出单元650。

也就是说，如图35的(a)中示出，可以在第一降压操作模式下驱动转换单元630，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1和第二开关SW2并断开第三开关SW3、第四开关SW4和第五开关SW5。

在第一降压操作模式下驱动转换单元630之后，如图35的(b)中示出，可以在第三降压操作模式下驱动转换单元630，所述第二降压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3、第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。因此，通过使用电感器I的第一电流传递路径P1和使用电容器C的第二电流传递路径P2分配流向输出单元650(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

另外，在第三降压操作模式下驱动转换单元630之后，如图35的(c)中示出，可以在第二降压操作模式下驱动转换单元630，所述第二降压操作模式接通第三开关SW3、第四开关SW4和第五开关SW5并断开第一开关SW1和第二开关SW2。因此，通过使用电感器I的第三电流传递路径P3和使用电容器C的第四电流传递路径P4分配流向输出单元650(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用电容器C的额外电流传递路径，减小了在电感器I中流动的电流的RMS值。

将参考图36描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第七降压转换器。

图36是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第七降压转换器的配置的电路图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第七降压转换器700-1(在下文被称作“第七降压转换器”)与根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图36，根据本发明的示例性实施例的第七降压转换器700-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1的三个开关和一个电容器。

因此，不同于本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1，在根据本发明的示例性实施例的第七降压转换器700-1中，并行供应电流的区段可以扩展成两个部分(phase)。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元730。也就是说，转换单元730可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的操作，并且可以使从输入单元710输入的功率降压并将其传递到输出单元750。

也就是说，如图36中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元730。因此，通过使用电容器的第一电流传递路径和使用电感器和电容器的第二电流传递路径分配流向输出单元750(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元730之后，如图36中示出，可以在第二降压操作模式Φ₂下驱动转换单元730。因此，通过使用电容器和电感器的第三电流传递路径和使用电容器的第四电流传递路径分配流向输出单元750(即，负载)的电流并进行传递。

如上所述，不同于本发明的示例性实施例的第一降压转换器100-1，在根据本发明的示例性实施例的第七降压转换器700-1中，并行供应电流的区段可以扩展成降压操作模式Φ₁和Φ₂，即两个部分。

将参考图37描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第八降压转换器。

图37是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第八降压转换器的配置的电路图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第八降压转换器800-1(在下文被称作“第八降压转换器”)与第二降压转换器200-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图37，根据本发明的示例性实施例的第八降压转换器800-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1的三个开关和一个电容器。

因此，不同于本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1，在根据本发明的示例性实施例的第八降压转换器800-1中，并行供应电流的区段可以扩展成两个部分。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的顺序驱动转换单元830。也就是说，转换单元830可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的操作，并且可以使从输入单元810输入的功率降压并将其传递到输出单元850。

也就是说，如图37中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元830。因此，通过使用电容器的第一电流传递路径和使用电感器和电容器的第二电流传递路径分配流向输出单元850(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元830之后，如图37中示出，可以在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元630。因此，通过使用电容器和电感器的第三电流传递路径和使用开关的第四电流传递路径分配流向输出单元850(即，负载)的电流并进行传递。

另外，在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元830之后，如图37中示出，可以在第二降压操作模式Φ₃下驱动转换单元830。因此，通过使用电感器的第五电流传递路径，传递流向输出单元850(即，负载)的电流。

如上所述，不同于本发明的示例性实施例的第二降压转换器200-1，在根据本发明的示例性实施例的第八降压转换器800-1中，并行供应电流的区段可以扩展成第一降压操作模式Φ₁和第三降压操作模式Φ₂，即两个部分。

将参考图38描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第九降压转换器。

图38是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第九降压转换器的配置的电路图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第九降压转换器900-1(在下文被称作“第九降压转换器”)与第四降压转换器400-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图38，根据本发明的示例性实施例的第九降压转换器900-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第四降压转换器400-1的三个开关和一个电容器。

因此，不同于本发明的示例性实施例的第四降压转换器400-1，在根据本发明的示例性实施例的第九降压转换器900-1中，并行供应电流的区段可以扩展成两个部分。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元930。也就是说，转换单元930可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的操作，并且可以使从输入单元910输入的功率降压并将其传递到输出单元950。

也就是说，如图38中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元930。因此，通过使用电容器的第一电流传递路径和使用电感器和电容器的第二电流传递路径分配流向输出单元950(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元930之后，如图38中示出，可以在第二降压操作模式Φ₂下驱动转换单元930。因此，通过使用电容器和电感器的第三电流传递路径和使用电容器的第四电流传递路径分配流向输出单元950(即，负载)的电流并进行传递。

如上所述，不同于本发明的示例性实施例的第四降压转换器400-1，在根据本发明的示例性实施例的第九降压转换器900-1中，并行供应电流的区段可以扩展成所有降压操作模式Φ₁和Φ₂，即两个部分。

将参考图39描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十降压转换器。

图39是说明根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十降压转换器的配置的电路图。

由于根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十降压转换器1000-1(在下文被称作“第十降压转换器”)与第五降压转换器500-1基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图39，根据本发明的示例性实施例的第十降压转换器1000-1还包括添加到根据本发明的示例性实施例的第五降压转换器500-1的三个开关和一个电容器。

因此，不同于本发明的示例性实施例的第五降压转换器500-1，在根据本发明的示例性实施例的第十降压转换器1000-1中，并行供应电流的区段可以扩展成两个部分。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的顺序驱动转换单元1030。也就是说，转换单元1030可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的操作，并且可以使从输入单元1010输入的功率降压并将其传递到输出单元1050。

也就是说，如图39中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1030。因此，通过使用电容器的第一电流传递路径和使用电感器和电容器的第二电流传递路径分配流向输出单元1050(即，负载)的电流并进行传递。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1030之后，如图39中示出，可以在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1030。因此，通过使用电感器的第三电流传递路径，传递流向输出单元1050(即，负载)的电流。

另外，在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1030之后，如图39中示出，可以在第二降压操作模式Φ₃下驱动转换单元1030。因此，通过使用电容器和电感器的第四电流传递路径和使用电容器的第五电流传递路径分配流向输出单元1050(即，负载)的电流并进行传递。

如上所述，不同于本发明的示例性实施例的第五降压转换器500-1，在根据本发明的示例性实施例的第十降压转换器1000-1中，并行供应电流的区段可以扩展成第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₃，即两个部分。

将参考图40描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十一降压转换器。

图40是说明根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十一降压转换器的配置的电路图。

参考图40，根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十一降压转换器1100-1(在下文被称作“第十一降压转换器”)通过将第一降压转换器100-1扩展为具有三个电流传递路径而配置。在此处，第十一降压转换器1100-1的功率比率(V_OUT/V_IN)介于0.67到1的范围内。

也就是说，转换单元1130可以包括电感器I、第一电容器C1、第二电容器C2、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5和第六开关SW6。

电感器I的一端连接于第一开关SW1的另一端与第一电容器C1一端之间，且电感器I的另一端连接于输出单元1150的一端与第二开关SW2的另一端之间。

第一电容器C1的一端连接于第一开关SW1的另一端与电感器I的一端之间，且第一电容器C1的另一端连接于第二开关SW2的一端与第三开关SW3的一端之间。

第二电容器C2的一端连接于第三开关SW3的另一端与第四开关SW4的另一端之间，且第二电容器C2的另一端连接于第五开关SW5的一端与第六开关SW6的一端之间。

第一开关SW1的一端连接到输入单元1110的一端，且第一开关SW1的另一端连接于电感器I的一端与第一电容器C1的一端之间。

第二开关SW2的一端连接于第一电容器C1的另一端与第三开关SW3的一端之间，且第二开关SW2的另一端连接于电感器I的另一端与输出单元1150的一端之间。

第三开关SW3的一端连接于第一电容器C1另一端与第二开关SW2的一端之间，且第三开关SW3的另一端连接于第四开关SW4的另一端与第二电容器C2的一端之间。

第四开关SW4的一端连接于输入单元1110的一端与第一开关SW1的一端之间，且第四开关SW4的另一端连接于第三开关SW3的另一端与第二电容器C2的一端之间。

第五开关SW5的一端连接于第二电容器C2的另一端与第六开关SW6的一端之间，且第五开关SW5的另一端连接于电感器I的另一端与第二开关SW2的另一端之间。

第六开关SW6的一端连接于第二电容器C2的另一端与第五开关SW5的一端之间，且第六开关SW6的另一端连接于输入单元1110的另一端与输出单元1150的另一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元1130。也就是说，转换单元1130可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的操作，并且可以使从输入单元1110输入的功率降压并将其传递到输出单元1150。在这种情况下，可以基于输入电压、输出电压等而确定指示第一降压操作模式Φ₁的驱动时间的占空比。

也就是说，如图40中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1130，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4和第五开关SW5并断开第三开关SW3和第六开关SW6。因此，通过多路径分配流向输出单元1150(即，负载)的电流并进行传递，所述多路径包括使用第一开关SW1和电感器I的第一电流传递路径、使用第一开关SW2、第一电容器C1和第二开关SW2的第二电流传递路径、以及使用第四开关SW4、第二电容器C2和第五开关SW5的第三电流传递路径。因此，由于使用两个电容器C1和C2的额外的两个电流传递路径，与双路径结构相比进一步减小在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1130之后，如图40中示出，可以在第二降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1130，所述第二降压操作模式接通第三开关SW3和第六开关SW6并断开第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4和第五开关SW5。

将参考图41描述根据本发明的示例性实施例的具有双路径的第十二降压转换器。

图41是说明根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十二降压转换器的配置的电路图。

参考图41，根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十二降压转换器1200-1(在下文被称作“第十二降压转换器”)还包括被添加到根据本发明的示例性实施例的第十一降压转换器1100-1的第七开关SW7。

也就是说，转换单元1230包括电感器I、第一电容器C1、第二电容器C2、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6和第七开关SW7。

第七开关SW7的一端连接于输入单元1210的一端与第一开关SW1的一端之间，且第七开关SW7的另一端连接于输入单元1210的另一端与第六开关SW6的另一端之间。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的顺序驱动转换单元1230。也就是说，转换单元1230可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的操作，并且可以使从输入单元1210输入的功率降压并将其传递到输出单元1250。

也就是说，如图41中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1230，所述第一降压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4和第五开关SW5并断开第三开关SW3、第六开关SW6和第七开关SW7。因此，通过以下路径分配流向输出单元1250(即，负载)的电流并进行传递：使用第一开关SW1和电感器I的第一电流传递路径、使用第一开关SW2、第一电容器C1和第二开关SW2的第二电流传递路径、以及使用第四开关SW4、第二电容器C2和第五开关SW5的第三电流传递路径。因此，由于使用两个电容器C1和C2的额外的两个电流传递路径，与双路径结构相比进一步减小在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1230之后，如图41中示出，可以在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1230，所述第三降压操作模式Φ₂接通第一开关SW1和第七开关SW7并断开第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5和第六开关SW6。

另外，在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1230之后，如图41中示出，可以在第二降压操作模式Φ₃下驱动转换单元1230，所述第二降压操作模式Φ₃接通第三开关SW3和第六开关SW6并断开第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4、第五开关SW5和第七开关SW7。

如上所述，不同于根据本发明的示例性实施例的第四降压转换器1100-1，第十二降压转换器1200-1通过包括第七开关SW7在第三降压操作模式下加以驱动，并因此其功率转换比率(V_OUT/V_IN)的范围大于第十一降压转换器1100-1的介于0到1的功率转换比率范围。此外，与第十一降压转换器1100-1相比，在第十二降压转换器1200-1中，可以进一步减小在第一开关SW1中流动的RMS电流，且可以通过调整第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₃的占空比来进一步减少在电容器C1和C2中流动的RMS电流。

将参考图42描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十三降压转换器。

图42是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十三降压转换器的配置的电路图。

参考图42，根据本发明的示例性实施例的具有三路径的第十三降压转换器1300-1(在下文被称作“第十三降压转换器”)通过将根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第一降压转换器100-1扩展为具有n个电流传递路径而配置。在此处，第十三降压转换器1300-1的功率比率(V_OUT/V_IN)介于(n-1)/n到1的范围内。

转换单元1330可以包括n-1个电容器和多个开关。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元1330。也就是说，转换单元1330可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₂的操作，并且可以使从输入单元1310输入的功率降压并将其传递到输出单元1350。

也就是说，如图42中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1330。因此，通过包括使用电感器的电流传递路径和使用电容器的n-1个电流传递路径的多路径分配流向输出单元1350(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用n-1个电容器的额外n-1个电流传递路径，进一步减小在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1330之后，如图42中示出，可以在第二降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1330。

将参考图43描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十四降压转换器。

图43是说明根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十四降压转换器的配置的电路图。

参考图43，根据本发明的示例性实施例的具有多路径的第十四降压转换器1400-1(在下文被称作“第十四降压转换器”)还包括被添加到根据本发明的示例性实施例的第十三降压转换器1300-1的一个开关。

更具体地说，可以以第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的顺序驱动转换单元1430。也就是说，转换单元1430可以按特定循环间隔以特定周期单元重复执行包括第一降压操作模式Φ₁、第三降压操作模式Φ₂和第二降压操作模式Φ₃的操作，并且可以使从输入单元1410输入的功率降压并将其传递到输出单元1450。

也就是说，如图43中示出，可以在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1430。因此，通过包括使用电感器的电流传递路径和使用电容器的n-1个电流传递路径的多路径分配流向输出单元1450(即，负载)的电流并进行传递。因此，由于使用n-1个电容器的额外n-1个电流传递路径，进一步减小在电感器I中流动的电流的RMS值。

在第一降压操作模式Φ₁下驱动转换单元1430之后，如图43中示出，可以在第三降压操作模式Φ₂下驱动转换单元1430。

另外，在第三降压操作模式Φ₃下驱动转换单元1430之后，如图43中示出，可以在第二降压操作模式Φ₃下驱动转换单元1430。

如上所述，不同于根据本发明的示例性实施例的第十三降压转换器1300-1，第十四降压转换器1400-1通过还包括额外开关在第三降压操作模式下加以驱动，并因此其功率转换比率(V_OUT/V_IN)的范围大于第十三降压转换器1300-1的介于0到1的功率转换比率范围。此外，在第十四降压转换器1400-1中，与第十三降压转换器1300-1相比，可以进一步减小在第一开关SW1中流动的RMS电流，且可以通过调整第一降压操作模式Φ₁和第二降压操作模式Φ₃的占空比来进一步减少在n-1个电容器中流动的RMS电流。

<实施例2：具有多路径的升压转换器>

下文中，将参考图44至图58详细描述根据本发明的其他示例性实施例的具有多路径的转换器及其控制方法。

本发明的其他示例性实施例涉及以下情况：根据另一示例性实施例的具有多路径的转换器执行被配置为对输入功率进行升压的升压转换器的功能。也就是说，在根据本发明的另一示例性实施例的转换器中，输出电压V_OUT高于输入电压V_IN，且通过使用电感器和电容器的多个电流传递路径(例如，两个电流传递路径、三个电流传递路径或n个电流传递路径)分配电流并传递到输出端。

首先，将参考图44至图48描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器。

图44是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的框图。图45是说明图44中示出的第一升压转换器的配置的电路图。图46示出用于描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的示例的图。图47示出用于描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的另一示例的图。图48说明归因于根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的升压操作模式的电流改变的图。

参考图44，具有双路径的第一升压转换器100-2(在下文中称作“第一升压转换器)包括被输入功率的输入单元110、对输入功率进行升压的转换单元130、和接收经升压的功率并将其传递到外部装置的输出单元150。

也就是说，转换单元130使通过输入单元110输入的功率进行升压，并将升压的功率传递到输出单元150。即使在对输入功率进行升压的情况下，转换单元130也向输出单元150传递电流。

为此，转换单元130可以包括第一转换电路单元131和第二转换电路单元133。

第一转换电路单元131对通过输入单元110输入的功率进行升压。第一转换电路单元131将升压的功率传递到输出单元150。

参考图45，第一转换电路单元131可以包括电感器I1、第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。

电感器I1的一端连接到输入单元110，且电感器I1的另一端连接到输出单元150。

第一开关SW1设置于输入单元110与电感器I1之间。其一端连接到输入单元110，且其另一端连接到电感器I1。

第二开关SW2设置于电感器I1与输出单元150之间。其一端连接到电感器I1，且其另一端连接到输出单元150。

第三开关SW3的一端连接到接地端，且第三开关SW3的另一端连接于电感器I1与第二开关SW2之间。

在第一转换电路单元131对功率进行升压的同时，第二转换电路单元133将电流传递到输出单元150。

参考图45，第二转换电路单元133可以包括第四开关SW4、电容器C1和第五开关SW5。

第四开关SW4的一端连接到输入单元110，且第四开关SW4的另一端连接到第五开关SW5。

电容器C1的一端连接于第四开关SW4与第五开关SW5之间，且电容器C1的另一端连接于第一开关SW1与电感器I1之间。

第五开关SW5的一端连接到第四开关SW4，且第五开关SW5的另一端连接到输出单元150。

根据本发明的另一示例性实施例的上述第一升压转换器100-2根据指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比而展现其升压转换器的自有特性。例如，当占空比为“0”时，转换比是“1”，而当占空比为“1”时，转换比是无限的。因此，第一升压转换器100-2展现其升压转换器的自有特性。在电容器C1与电感器I1并联连接时流动的电流将流向电感器I1的电流分成两路电流，并且相比于常规升压转换器，将电感器I1的电流减半。另外，传导损耗以电流平方的形式增加，且传导损耗在电流减半时减小到1/4，由此提高效率。

另外，在根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2中，可以将开关设计为低耐压元件，由此进一步减少由开关节点引起的重叠损耗。

更具体地说，可以以第一升压操作模式和第二升压操作模式的顺序驱动转换单元130。

也就是说，如图46的(a)中示出，可以在第一升压操作模式下驱动转换单元130，所述第一升压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。因此，转换单元130可以使用电感器I1来提高通过输入单元110输入的功率，并且可以在提高功率的同时将电流传递到输出单元150。

如图46的(b)中示出，在第一升压操作模式下驱动转换单元130之后，可以在第二升压操作模式下驱动转换单元130，所述第二升压操作模式接通第二开关SW2和第四开关SW4并断开第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5。转换单元130可以将升压的功率传递到输出单元150。

如上所述，在第一升压操作模式下，电感器I1的电流被累积，并且在电感器I1的电流积聚时通过经由电容器C1的路径向输出端传递电流。在第二升压操作模式下，将电感器I1和电容器C1串联连接以将电流传递到输出端。因此，在根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2中，由于在所有模式下电流都被传递到输出端，因此可以呈现连续的输出电流。因此，与常规升压转换器相比，可以进一步减小电感器中的电流的RMS值，且可以大大减少输出电压的纹波和开关噪声。

另一方面，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比大于预设值(例如，“0.5”等)时，可以第一升压操作模式和第二升压操作模式的顺序驱动转换单元130，并且可以对通过输入单元110输入的功率进行升压以将升压的功率传递到输出单元150。即使在对输入功率进行升压的情况下，转换单元130也可以将电流传递到输出单元150。

同时，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比小于预设值(例如，“0.5”等)时，可以第一升压操作模式、第三升压操作模式和第二升压操作模式的顺序驱动转换单元130。

也就是说，如图47的(a)中示出，可以在第一升压操作模式下驱动转换单元130，所述第一升压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。

在第一升压操作模式下驱动转换单元130之后，如图47的(b)中示出，可以在第三升压操作模式下驱动转换单元130，所述第三升压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3和第四开关SW4。

在第三升压操作模式下驱动转换单元130之后，如图47的(c)中示出，可以在第二升压操作模式下驱动转换单元130，所述第二升压操作模式接通第二开关SW2和第四开关SW4并断开第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5。

在此处，当以第一升压操作模式、第三升压操作模式和第二升压操作模式的顺序驱动转换单元130时，可以在持续预设时间(例如“0.5”等)内在第二升压操作模式下驱动转换单元130。例如，当用作占空比比较的基准的预设值是“0.5”并且占空比是“0.3”时，占空比小于预设值。因此，以第一升压操作模式、第三升压操作模式和第二升压操作模式的顺序驱动转换单元130。在这种情况下，为了将第二升压操作模式的驱动时间保持为预设时间“0.5”，在“0.3”的时间内在第一升压操作模式下、在“0.2”的时间内在第三升压操作模式下且在“0.5”的时间内在第二升压操作模式下驱动转换单元130。

如上所述，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比小于预设值(例如，“0.5”等)时，可以在第一升压操作模式与第二升压操作模式之间以第三升压操作模式驱动转换单元130，由此可以缩短向电容器C1供应电流所需的时间。因此，可以在短时间内一次提供大量电流，由此防止对效率产生负面影响。

因此，在根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2中，由于在所有模式下电流都被传递到输出端，因此可以呈现连续的输出电流。因此，与常规升压转换器相比，可以进一步减小电感器中的电流的RMS值，且可以大大减少输出电压的纹波和开关噪声。

换句话说，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比大于预设值(例如，“0.5”等)时，如图48的(a)中示出可以以第一升压操作模式D₁和第二升压操作模式D₂的顺序驱动转换单元130。

当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比小于预设值(例如，“0.5”等)时，如图48的(b)中示出可以第一升压操作模式D₁、第三升压操作模式D₃和第二升压操作模式D₂的顺序驱动转换单元130。

将参考图49至图52描述根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器的性能。

图49示出通过在占空比为0.5的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。图50示出通过在占空比为0.7的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。图51示出通过在占空比为0.4的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。图52示出通过在占空比为0.2的环境中测试根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器而获得的各图形。

参考图49，可以确认，根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2的电感器中的电流的平均值减小了常规升压转换器的电流的约一半。与流向输出端的电流具有不连续性的常规升压转换器不同，在根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2中，可以确认流向输出端的电流没有下降到零并具有连续性。结果，与常规升压转换器相比，输出电压的纹波被大大减少。这不会降低连接到根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器100-2的输出端的负载的性能，也就是说，这不会降低通过第一升压转换器100-2形成的高电压的块的性能。

参考图50至图52，可以确认，与常规转换器相比，根据本发明的第一升压转换器100-2展现出优异性能。

将参考图53和54描述根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的控制方法。

图53是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第一升压转换器的控制方法的流程图。

参考图53，第一升压转换器100-2使输入功率升压并在使输入功率升压的同时将电流传递到输出单元(S110-2)。也就是说，可以在第一升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2，所述第一升压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。

接着，第一升压转换器100-2将升压的功率传递到输出单元(S130-2)。也就是说，在第一升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2之后，可以在第二升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2，所述第二升压操作模式接通第二开关SW2和第四开关SW4并断开第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5。

图54是更详细说明图53中示出的升压功率传递操作的流程图。

参考图54，当占空比大于预设值时(在操作S131中为是)，可以在第二升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2(S133)。也就是说，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比大于预设值(例如，“0.5”等)时，可以在第二升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2。

同时，当占空比小于预设值时(在操作S131中为否)，可以在第三升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2(S135)。也就是说，当指示第一升压操作模式的驱动时间的占空比小于预设值(例如，“0.5”等)时，可以在第三升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2，所述第三升压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3和第四开关SW4。

接下来，可以在第二降压操作模式下驱动第一升压转换器100-2(S137)。在这种情况下，可以在预设时间(例如，“0.5”等)内在第二升压操作模式下驱动第一升压转换器100-2。

将参考图55和图56描述根据本发明的另一实施例的具有双路径的第二升压转换器。

图55是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第二升压转换器的配置和升压操作模式的示例的图，且图56是说明图55中示出的第二升压转换器的升压操作模式的另一示例的图。

由于根据本发明的另一示例性实施例的具有双路径的第二升压转换器200-2(在下文被称作“第二升压转换器”)与第一升压转换器100-2基本相同，所以将仅描述其之间的差异。

参考图55至图56，根据本发明的另一示例性实施例的第二升压转换器200-2通过改变根据本发明的另一示例性实施例的第一升压转换器200-1的一些元件的位置而配置。

也就是说，转换单元230可以包括电感器I1、电容器C1、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4和第五开关SW5。

电感器I1的一端连接到输入单元210的一端，且电感器I1的另一端连接于第二开关SW2的一端与第三开关SW3的一端之间。

电容器C1的一端连接于第一开关SW1的另一端与第四开关SW4的一端之间，且电容器C1的另一端连接于第三开关SW3的另一端与第五开关SW5的一端之间。

第一开关SW1的一端连接于输入单元210的一端与电感器I1的一端之间，且第一开关SW1的另一端连接于第四开关SW4的一端与电容器C1的一端之间。

第二开关SW2的一端连接于电感器I1的另一端与第三开关SW3的一端之间，且第二开关SW2的另一端连接于输入单元210的另一端与输出单元250的另一端之间。

第三开关SW3的一端连接于电感器I1的另一端与第二开关SW2的一端之间，且第三开关SW3的另一端连接于电容器C1的另一端与第五开关SW5的一端之间。

第四开关SW4的一端连接于第一开关SW1的另一端与电容器C1的一端之间，且第四开关SW4的另一端连接于输出单元250的一端与第五开关SW5的另一端之间。

第五开关SW5的一端连接于电容器C1的另一端与第三开关SW3的另一端之间，且第五开关SW5的另一端连接到输出单元250的一端。

可以以第一升压操作模式Φ₁和第二升压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元230。

也就是说，如图55中示出，可以在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元230，所述第一升压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3和第四开关SW4。因此，转换单元230可以使用电感器I1来提高通过输入单元210输入的功率，并且可以在提高功率的同时将电流传递到输出单元250。

在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元230之后，如图55中示出，可以在第二升压操作模式Φ₂下驱动转换单元230，所述第二升压操作模式接通第三开关SW3和第四开关SW4并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5。因此，转换单元230可以将升压的功率传递到输出单元250。

如上所述，在第一升压操作模式Φ₁下，电感器I1的电流被累积，并且在电感器I1的电流积聚时通过经由电容器C1的路径将电流传递到输出端。在第二升压操作模式Φ₂下，将电感器I1和电容器C1串联连接以将电流传递到输出端。因此，在根据本发明的另一示例性实施例的第二升压转换器200-2中，由于在所有模式下电流都被传递到输出端，因此可以展现连续的输出电流。

另一方面，可以以第一升压操作模式Φ₁、第三升压操作模式Φ₂和第二升压操作模式Φ₃的顺序驱动转换单元230。

也就是说，如图56中示出，可以在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元230，所述第一升压操作模式接通第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5并断开第三开关SW3和第四开关SW4。因此，转换单元230可以使用电感器I1来提高通过输入单元210输入的功率，并且可以在提高功率的同时将电流传递到输出单元250。

在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元230之后，如图56中示出，可以在第三升压操作模式Φ₂下驱动转换单元230，所述第三升压操作模式接通第一开关SW1、第三开关SW3和第五开关SW5并断开第二开关SW2和第四开关SW4。

在第三升压操作模式Φ₂下驱动转换单元230之后，如图56中示出，可以在第二升压操作模式Φ₃下驱动转换单元230，所述第三升压操作模式接通第三开关SW3和第四开关SW4并断开第一开关SW1、第二开关SW2和第五开关SW5。因此，转换单元230可以将升压的功率传递到输出单元250。

如上所述，可以在第一升压操作模式Φ₁与第二升压操作模式Φ₃之间以第三升压操作模式Φ₂驱动转换单元230，且因此可以缩短向电容器C1供应电流所需的时间。因此，可以在短时间内一次提供大量电流，由此防止对效率产生不利影响。

因此，在根据本发明的另一示例性实施例的第二升压转换器200-2中，由于在所有模式下电流都被传递到输出端，因此可以呈现连续的输出电流。因此，与常规升压转换器相比，可以进一步减小电感器中的电流的RMS值，且可以大大减少输出电压的纹波和开关噪声。

将参考图57描述根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第三升压转换器。

图57是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第三升压转换器的配置的电路图。

参考图57，根据本发明的另一实施例的具有多路径的第三升压转换器300-2(在下文被称作“第三升压转换器”)通过将根据本发明的另一实施例的第二升压转换器200-1扩展为具有n个电流传递路径而配置。

更具体地说，可以以第一升压操作模式Φ₁和第二升压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元330。

也就是说，如图57中示出，可以在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元330。因此，转换单元330可以使用电感器I1来提高通过输入单元310输入的功率，并且可以在提高功率的同时通过使用n个电容器的n个电流传递路径将电流传递到输出单元250。

在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元330之后，如图57中示出，可以在第二升压操作模式Φ₂下驱动转换单元330。因此，转换单元330可以将升压的功率传递到输出单元350。

将参考图58描述根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第四升压转换器。

图58是说明根据本发明的另一示例性实施例的具有多路径的第四升压转换器的配置的电路图。

参考图58，根据本发明的另一实施例的具有多路径的第四升压转换器400-2(在下文被称作“第四升压转换器”)通过将根据本发明的另一实施例的第一升压转换器100-1扩展为具有n个电流传递路径而配置。

更具体地说，可以以第一升压操作模式Φ₁和第二升压操作模式Φ₂的顺序驱动转换单元430。

也就是说，如图58中示出，可以在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元430。因此，转换单元430可以使用电感器I1来提高通过输入单元410输入的功率，并且可以在提高功率的同时通过使用n个电容器的n个电流传递路径将电流传递到输出单元450。

在第一升压操作模式Φ₁下驱动转换单元430之后，如图58中示出，可以在第二升压操作模式Φ₂下驱动转换单元430。因此，转换单元430可以将升压的功率传递到输出单元450。

另一方面，为了描述根据本发明的示例性实施例的具有多路径的转换器及其控制方法而示出的示例性实施例全部使用DC-DC转换器的电路，但是本发明不限于此并且可以等同地应用于根据示例性实施例的AC-AC转换器、DC-AC转换器和AC-DC转换器。

在以上描述中，尽管已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于上述具体示例性实施例。在不脱离由所附权利要求所要求的本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改，并且所述修改均在权利要求的范围内。