CN110224576A - 切换式电源转换装置及其中的多阶切换式电源供应电路 - Google Patents

Abstract

一种切换式电源转换装置及其中的多阶切换式电源供应电路。该切换式电源转换装置包括：多阶功率级、PWM控制电路、多阶驱动电路、靴带电容控制电路及驱动电源控制电路。靴带电容控制电路包括多个靴带控制开关，各靴带控制开关的一端共同耦接于第二靴带节点，各靴带控制开关的另一端分别耦接于至少一上桥节点、切换节点及接地电位。于充电时段，靴带控制信号控制各靴带控制开关使第二靴带节点电连接于接地电位以充电靴带电容器，且于泵送时段，靴带控制信号控制各靴带控制开关使第二靴带节点电连接于上桥节点之一或切换节点，由此第一靴带节点的电压泵压至对应的一泵送电压位准。

Description

切换式电源转换装置及其中的多阶切换式电源供应电路

技术领域

本发明涉及一种切换式电源转换装置及其中的多阶切换式电源供应电路，特别是指一种具有高效率的、可控制相同导电型的上下桥开关的的切换式电源转换装置及其中的多阶切换式电源供应电路。

背景技术

请参考图1A与图1B。图1A示出现有技术的降压型的切换式电源转换装置的方块示意图。图1B示出现有技术的升压型的切换式电源转换装置的方块示意图。

如图1A所示，现有技术的降压型的切换式电源转换装置100A具有一3阶(3-level)功率级11。3阶(3-level)功率级11包括：上桥开关P1与上桥开关P2以及下桥开关N1与下桥开关N2。上桥开关P1与上桥开关P2串接为一上桥开关串111。下桥开关N1与下桥开关N2串接为一下桥开关串112。

类似地，如图1B所示，现有技术的升压型的切换式电源转换装置100B具有一3阶(3-level)功率级11。3阶(3-level)功率级11包括：上桥开关P1与上桥开关P2以及下桥开关N1与下桥开关N2。上桥开关P1与上桥开关P2串接为一上桥开关串111。下桥开关N1与下桥开关N2串接为一下桥开关串112。

现有技术的降压型的切换式电源转换装置100A与现有技术的升压型的切换式电源转换装置100B尚具有一PWM控制器12，用以控制上桥开关串111与下桥开关串112的操作。其中，通过PWM控制器12的控制，现有技术的降压型的切换式电源转换装置100A可将一输入端VIN(如图所示的上桥开关P2的一端)提供的输入电压VIN转换为一输出电压VOUT于一输出端VOUT，而现有技术的升压型的切换式电源转换装置100B也可将一输入端VIN(如图所示的电感L的一端)提供的输入电压VIN转换为一输出电压VOUT于一输出端VOUT。

现有技术的缺点在于：上桥开关P1与上桥开关P2都为PMOS晶体管开关。由于PMOS晶体管开关的导通电阻值大，因此，造成电源转换操作的效率极低，且成本较高。

本发明即是针对上述课题而提出一种上桥开关串与下桥开关串都分别具有NMOS晶体管开关的上桥开关与下桥开关，由于NMOS晶体管开关的导通电阻值小，因此，本发明能够提供高效率的电源转换操作，且成本较低。

发明内容

就其中一观点言，本发明提供了一种切换式电源转换装置，用以将一第一电压转换为一第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压，该切换式电源转换装置包含：一电感，其一端电连接于该第二电压，其另一端电连接于一切换节点；一多阶(Multi-Level)切换式电源供应电路，与该电感耦接于该切换节点；一转换电容器，耦接于该多阶切换式电源供应电路；一靴带二极管，其电流流入端耦接于一供应电压，其电流流出端耦接于一第一靴带节点；以及一靴带电容器，其一端耦接于该第一靴带节点，其另一端与该多阶切换式电源供应电路耦接于一第二靴带节点；其中，该多阶切换式电源供应电路包括：一多阶功率级，该多阶功率级包括：多个上桥开关，串接为一上桥开关串，该上桥开关串耦接于该第一电压与该切换节点之间，其中该上桥开关串包括至少一上桥节点，各该上桥节点耦接于对应的两个该上桥开关之间；以及多个下桥开关，串接为一下桥开关串，该下桥开关串耦接于一接地电位与该切换节点之间，其中该下桥开关串包括至少一下桥节点，各该下桥节点耦接于对应的两个该下桥开关之间；其中该转换电容器的一端耦接于该至少一上桥节点之一，该转换电容器的另一端耦接于该至少一下桥节点之一；其中该多个上桥开关以及该多个下桥开关用以切换该转换电容器、该电感、该第一电压、该切换节点以及该接地电位之间的耦接关系，使该切换节点的电压切换于至少三个切换电压位准之间，以达成多阶切换式电源转换，将该第一电压转换为该第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压；一脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制电路，用以产生一PWM信号以及一靴带控制信号；一多阶驱动电路，该多阶驱动电路包括多个子驱动电路，分别用以根据该PWM信号而产生对应的多个上桥驱动信号以及多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号分别用以驱动对应的该多个上桥开关以及该多个下桥开关的导通状态；一靴带电容控制电路，该靴带电容控制电路包括多个靴带控制开关，其中各该靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点，各该多个靴带控制开关的另一端分别对应耦接于该至少一上桥节点、该切换节点以及该接地电位，其中于一充电时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于一泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该上桥节点之一或该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压(pump)至对应的一泵送电压位准；以及一驱动电源控制电路，该驱动电源控制电路包括多个驱动电源控制开关，其中于该泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个驱动电源控制开关，以导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源，而产生对应的各该驱动信号，以驱动对应的各该上桥开关。

就另一观点言，本发明提供了切换式电源转换装置，用以将一第一电压转换为一第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压，该切换式电源转换装置包含：一电感，其一端电连接于该第二电压，其另一端电连接于一切换节点；一多阶(Multi-Level)切换式电源供应电路，与该电感耦接于该切换节点；一转换电容器，耦接于该多阶切换式电源供应电路；一靴带二极管，其电流流入端耦接于一供应电压，其电流流出端耦接于一第一靴带节点；以及一靴带电容器，其一端耦接于该第一靴带节点，其另一端与该多阶切换式电源供应电路耦接于一第二靴带节点；其中，该多阶切换式电源供应电路包括：一多阶功率级，该多阶功率级包括：多个上桥开关，串接为一上桥开关串，该上桥开关串耦接于该第一电压与该切换节点之间，其中该上桥开关串包括至少一上桥节点，各该上桥节点耦接于对应的两个该上桥开关之间；以及多个下桥开关，串接为一下桥开关串，该下桥开关串耦接于一接地电位与该切换节点之间，其中该下桥开关串包括至少一下桥节点，各该下桥节点耦接于对应的两个该下桥开关之间；

其中该转换电容器的一端耦接于该至少一上桥节点之一，该转换电容器的另一端耦接于该至少一下桥节点之一；其中该多个上桥开关以及该多个下桥开关用以切换该转换电容器、该电感、该第一电压、该切换节点以及该接地电位之间的耦接关系，使该切换节点的电压切换于至少三个切换电压位准之间，以达成多阶切换式电源转换，将该第一电压转换为该第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压；一脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation,PWM)控制电路，用以产生一PWM信号以及一靴带控制信号；一多阶驱动电路，该多阶驱动电路包括多个子驱动电路，分别用以根据该PWM信号而产生对应的多个上桥驱动信号以及多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号分别用以驱动对应的该多个上桥开关以及该多个下桥开关的导通状态；一靴带电容控制电路，该靴带电容控制电路包括多个靴带控制开关，其中各该靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点，各该多个靴带控制开关的另一端分别对应耦接于该至少一上桥节点、该切换节点以及该接地电位，其中于一充电时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于一泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该上桥节点之一或该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压(pump)至对应的一泵送电压位准；以及一驱动电源控制电路，该驱动电源控制电路包括多个驱动电源控制开关，其中于该泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个驱动电源控制开关，以导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源，而产生对应的各该驱动信号，以驱动对应的各该上桥开关。

在一种较佳的实施型态中，该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/k，其中k为一实数。

在一种较佳的实施型态中，该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/2、该第一电压以及该接地电位，以达成3阶切换式电源转换。

在一种较佳的实施型态中，该多阶功率级包括一第一上桥开关、一第二上桥开关、一第一下桥开关以及一第二下桥开关；其中：该第一上桥开关与第二上桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一上桥开关与第二上桥开关共同耦接于对应的该上桥节点；该第一下桥开关与第二下桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一下桥开关与第二下桥开关共同耦接于对应的该下桥节点；以及该转换电容器耦接于该上桥节点与该下桥节点之间。

在一种较佳的实施型态中，该多个子驱动电路包括一第一上桥驱动电路、一第二上桥驱动电路、一第一下桥驱动电路及一第二下桥驱动电路，分别用以根据该PWM信号而产生该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号包括一第一上桥驱动信号及一第二上桥驱动信号，分别用以控制该第一上桥开关及该第二上桥开关；其中该下桥驱动信号包括一第一下桥驱动信号及一第二下桥驱动信号，分别用以控制该第一下桥开关以及该第二下桥开关。

在一种较佳的实施型态中，该多个靴带控制开关包括一第一靴带控制开关、一第二靴带控制开关以及一第三靴带控制开关；其中，该第一靴带控制开关的一端、该第二靴带控制开关的一端以及该第三靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点；其中，该第一靴带控制开关的另一端耦接于该上桥节点、该第二靴带控制开关的另一端耦接于该切换节点以及该第三靴带控制开关的另一端耦接于该接地电位；其中，于驱动该第一上桥开关时，先进入一第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第三相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该上桥节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压(pump)至一第一泵送电压位准以作为该第一上桥驱动电路的电源，而驱动该第一上桥开关；其中，于驱动该第二上桥开关时，先进入该第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第二相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压(pump)至一第二泵送电压位准以作为该第二上桥驱动电路的电源，而驱动该第二上桥开关；其中该第一泵送电压位准相关于该供应电压以及该上桥节点的电压，该第二泵送电压位准相关于该供应电压以及该切换节点的电压；其中该第一相位时段对应于该充电时段，该第二相位时段及/或该第三相位时段对应于该泵送时段。

在一种较佳的实施型态中，该多个驱动电源控制开关包括一第一驱动电源控制开关以及一第二驱动电源控制开关，其中各该驱动电源控制开关的一端共同耦接于该第一靴带节点，该第一驱动电源控制开关的另一端耦接于该第一上桥驱动电路，该第二驱动电源控制开关的另一端耦接于该第二上桥驱动电路；其中于驱动该第一上桥开关时，在该第三相位时段中，该靴带控制信号控制该第一驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第一上桥驱动电路的电源，而产生第一上桥开关信号，以驱动该第一上桥开关；以及其中于驱动该第二上桥开关时，在该第二相位时段中，该靴带控制信号控制该第二驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第二上桥驱动电路的电源，而产生第二上桥开关信号，以驱动该第二上桥开关。

在一种较佳的实施型态中，各该子驱动电路分别利用对应的该切换节点的电压、该多个上桥节点的电压作为各该子驱动电路的一反相电源，由此，该靴带电容上的跨压分时提供各该子驱动电路的电源，以分别驱动各该上桥开关。

在一种较佳的实施型态中，各该上桥开关于该第一靴带节点的电压泵压(pump)至对应的该泵送电压位准时，且于导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通。

在一种较佳的实施型态中，该至少一上桥开关之一，于该第一靴带节点的电压泵压(pump)至对应的该泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通之后，该子驱动电路控制对应的该驱动信号为浮动(floating)而维持该上桥开关为导通。

在一种较佳的实施型态中，当该驱动信号为浮动(floating)而维持该上桥开关为导通时，于另一充电时段中，以该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于另一泵送时段中，该第一靴带节点的电压泵压(pump)至对应的另一泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的另一子驱动电路的电源时，控制对应的该至少一上桥开关的另一个同时为导通。

在一种较佳的实施型态中，该切换节点的电压及/或该至少一上桥节点的电压为一可变值。

在一种较佳的实施型态中，该多个上桥开关与该多个下桥开关为相同导电型的晶体管开关。

在一种较佳的实施型态中，该多个上桥开关与该多个下桥开关为NMOS晶体管开关。

附图说明

图1A示出现有技术的降压型的切换式电源转换装置的方块示意图。

图1B示出现有技术的升压型的切换式电源转换装置的方块示意图。

图2示出本发明的切换式电源转换装置的一实施例的方块示意图。

图3示出本发明的切换式电源转换装置的一具体实施例的方块示意图。

图4A-图4B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

图5A-图5B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

图6A-图6B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

图7A-图7B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

图8A-图8B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

图9A-图9B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

具体实施方式

本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。

请参考图2，其示出本发明的切换式电源转换装置的一实施例的方块示意图。

如图2所示，本发明的切换式电源转换装置200可用以将一第一电压V1转换为一第二电压V2，或将第二电压V2转换为第一电压V1。

在一实施例中，当第一电压V1例如但不限于可为一输入电压时且当第二电压V2例如但不限于可为一输出电压时，则本发明的切换式电源转换装置200例如但不限于可为一降压型的切换式电源转换装置200，用以将一输入端V1提供的输入电压V1降压转换为一输出电压V2于一输出端V2。

在另一实施例中，当第一电压V1例如但不限于可为一输出电压时且当第二电压V2例如但不限于可为一输入电压时，则本发明的切换式电源转换装置200例如但不限于可为一升压型的切换式电源转换装置200，用以将一输入端V2提供的输入电压V2升压转换为一输出电压V1于一输出端V1。

本发明的切换式电源转换装置200包含：一电感L、一多阶(Multi-Level)切换式电源供应电路40、一转换电容器CF、一靴带二极管26以及一靴带电容器CB。

如图2所示，电感L的一端电连接于第二电压V2，电感L的另一端电连接于一切换节点SW。多阶(Multi-Level)切换式电源供应电路40与电感L耦接于切换节点SW。转换电容器CF耦接于多阶切换式电源供应电路40。靴带二极管26的电流流入端耦接于一供应电压VDDP，而靴带二极管26的电流流出端耦接于一第一靴带节点CB+。靴带电容器CB的一端耦接于第一靴带节点CB+，而靴带电容器CB的另一端与多阶切换式电源供应电路40耦接于一第二靴带节点CB-。

如图2所示，在一实施例中，切换式电源转换装置200的多阶切换式电源供应电路40包括：多阶功率级21、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制电路22、多阶驱动电路23、驱动电源控制电路24以及靴带电容控制电路25，在一较佳实施例中，多阶切换式电源供应电路40例如可整合于一集成电路中。

值的注意的是，本发明的切换式电源转换装置，其中的“多阶”可以为至少3阶以上，意即可为3阶、4阶、5阶、或….N阶。其中，N为大于等于3的任意正整数。

以下所述的实施例的“多阶”先以3阶为例子，以简化说明。

请参考图3，其示出本发明的切换式电源转换装置的一具体实施例的方块示意图。

在图3所示的实施例中，多阶切换式电源供应电路40、多阶功率级21以及多阶驱动电路23的“多阶”都为3阶。

在图3所示的实施例中，3阶功率级21包括：两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)以及两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)。上桥开关N4及上桥开关N3串接为一上桥开关串211。上桥开关串211耦接于第一电压V1与切换节点SW之间。上桥开关串211包括一上桥节点CFH。在图3所示的实施例中，上桥节点CFH耦接于对应的两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)之间，即上桥开关N4及上桥开关N3共同耦接于对应的上桥节点CFH。下桥开关N2及下桥开关N1串接为一下桥开关串212。下桥开关串212耦接于一接地电位与切换节点SW之间。下桥开关串212包括一下桥节点CFL。在图3所示的实施例中，下桥节点CFL耦接于对应的两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)之间，即下桥开关N2及下桥开关N1共同耦接于对应的下桥节点CFL。

在一实施例中，两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)与两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)为相同导电型的晶体管开关。在一实施例中，两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)与两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)为NMOS晶体管开关。

请继续参阅图3，本实施例中，转换电容器CF的一端耦接于上桥节点CFH，转换电容器CF的另一端耦接于下桥节点CFL，即转换电容器CF耦接于上桥节点CFH与下桥节点CFL之间。

请继续参阅图3，本实施例中，两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)以及两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)用以切换转换电容器CF、电感L、第一电压V1、切换节点SW以及接地电位之间的耦接关系，使切换节点SW的电压VSW(电压VSW例如可参见图4A-图4B)切换于3个切换电压位准之间，以达成3阶切换式电源转换，将第一电压V1转换为第二电压V2，或将第二电压V2转换为第一电压V1。本实施例中，三个切换电压位准包括第一电压V1的1/2、第一电压V1以及接地电位，以达成3阶切换式电源转换。

PWM控制电路22用以产生一PWM信号SPW以及一靴带控制信号SBT。其中PWM信号SPW用以控制3阶驱动电路，而靴带控制信号SBT则用以控制驱动电源控制电路24以及靴带电容控制电路25，详述如后。

在图3所示的实施例中，3阶驱动电路包括四个子驱动电路(即一上桥驱动电路D4、一上桥驱动电路D3、一下桥驱动电路D2及一下桥驱动电路D1)，分别用以根据PWM信号SPW而产生对应的两个上桥驱动信号G4和G3以及两个下桥驱动信号G2和G1。两个上桥驱动信号G4和G3分别用以驱动及控制对应的两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)的导通状态，而两个下桥驱动信号G2和G1分别用以驱动及控制对应的两个下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)的导通状态。

在图3所示的实施例中，靴带电容控制电路25例如但不限于包括三个靴带控制开关(即靴带控制开关251、靴带控制开关252及靴带控制开关253)。靴带控制开关251的一端、靴带控制开关252的一端及靴带控制开关253的一端共同耦接于第二靴带节点CB-。靴带控制开关253的另一端耦接于上桥节点CFH、靴带控制开关252的另一端耦接于切换节点SW以及靴带控制开关251的另一端耦接于接地电位GND。

在图3所示的实施例中，驱动电源控制电路24例如但不限于包括两个驱动电源控制开关(即驱动电源控制开关242及驱动电源控制开关243)。驱动电源控制开关242的一端及驱动电源控制开关243的一端共同耦接于第一靴带节点CB+。驱动电源控制开关242的另一端耦接于上桥驱动电路D3，而驱动电源控制开关243的另一端耦接于上桥驱动电路D4。

为了克服现有技术的缺点，本发明提出一种上桥开关串211与下桥开关串212都分别具有NMOS晶体管开关的上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)与下桥开关(即下桥开关N2及下桥开关N1)，由于NMOS晶体管开关的导通电阻值小，因此，本发明能够提供高效率的电源转换操作，且可降低成本。

然而，为了确保两个上桥驱动信号G4和G3能够分别用以驱动及控制对应的两个上桥开关(即上桥开关N4及上桥开关N3)的导通状态，本发明通过靴带电容控制电路25与驱动电源控制电路24而确保上桥驱动电路D4与上桥驱动电路D3具有足够的电源(特别是指足够高的电压)，而能够分别产生对应的驱动信号G4及G3，以分别驱动对应的上桥开关N4及上桥开关N3。

以下描述本发明如何通过靴带电容控制电路25与驱动电源控制电路24将能够确保上桥驱动电路D4与上桥驱动电路D3具有足够的电源，而能够分别产生对应的驱动信号G4及G3，以分别驱动对应的上桥开关N4及上桥开关N3的特征与细节。

请参考图4A-图4B与图5A-图5B。图4A-图4B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。图5A-图5B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

如图4A-图4B所示，本实施例中，靴带控制信号SBT包括第一靴带控制信号PH1、第二靴带控制信号PH2及第三靴带控制信号PH3。其中，第一靴带控制信号PH1控制靴带控制开关251、第二靴带控制信号PH2控制靴带控制开关252、第三靴带控制信号PH3控制靴带控制开关253。

如图4A-图4B所示，本实施例中，于驱动上桥开关N3时，先进入一充电时段(例如对应于图4A-图4B的第一相位时段TPH1)，于充电时段中，靴带控制信号SBT控制靴带控制开关(如251-253)，使第二靴带节点CB-电连接于接地电位GND，以使供应电压VDDP通过靴带二极管26对靴带电容器CB充电；以图4A-图4B为例，于充电时段中，第一靴带控制信号PH1控制靴带控制开关251，使靴带控制开关251为导通。第二靴带控制信号PH2控制靴带控制开关252，使靴带控制开关252为不导通。第三靴带控制信号PH3控制靴带控制开关253，使靴带控制开关253为不导通。由此，使第二靴带节点CB-电连接于接地电位GND，以使供应电压VDDP通过靴带二极管26对靴带电容器CB充电。如图4A所示，第一靴带节点CB+的电压VCB+，于充电时段(如第一相位时段TPH1)中，可将电压VCB+的位准充电至供应电压VDDP。如图4B所示第二靴带节点CB-的电压VCB-，于充电时段(如第一相位时段TPH1)中，电压VCB-的位准等于GND。其中，第一相位时段TPH1对应于充电时段。

接着进入一泵送时段(例如对应于图4A-图4B中的第二相位时段TPH2)，靴带控制信号SBT控制靴带控制开关(如251-253)，使第二靴带节点CB-电连接于切换节点SW，由此，第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至一第二泵送电压位准以作为上桥驱动电路D3的电源，而驱动上桥开关N3；以图4A-图4B为例，在泵送时段(如第二相位时段TPH2)中，第二靴带控制信号PH2控制靴带控制开关252，使靴带控制开关252为导通。第一靴带控制信号PH1控制靴带控制开关251，使靴带控制开关251为不导通。第三靴带控制信号PH3控制靴带控制开关253，使靴带控制开关253为不导通。由此，使第二靴带节点CB-电连接于切换节点SW，由此，第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至一第二泵送电压位准以作为上桥驱动电路D3的电源，而驱动上桥开关N3。其中，第二相位时段TPH2对应于泵送时段。

如图4A所示，在泵送时段(如第二相位时段TPH2)中，第二泵送电压位准相关于供应电压VDDP以及切换节点SW的电压VSW。例如，第二泵送电压位准可以等于供应电压VDDP以及切换节点SW的电压VSW的加总(如图4A所示的电压VCB+的位准等于供应电压VDDP加切换节点SW的电压VSW)。

于驱动上桥开关N3时，在泵送时段(如第二相位时段TPH2)中，第二靴带控制信号PH2也可控制驱动电源控制开关242，以导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为上桥驱动电路D3的电源(即以第二泵送电压位准，如图4A所示的VDDP+VSW，作为上桥驱动电路D3的电源)，而产生上桥开关信号G3(即上述的上桥驱动信号G3)，以驱动上桥开关N3。

值得注意的是，如图4A-图4B所示，在一实施例中，上桥开关N3于第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至对应的第二泵送电压位准时(如图4A所示的VDDP+VSW)，且于导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为对应的上桥驱动电路D3的电源时控制为导通，换言之，在需导通上桥开关N3的情况下，上桥驱动电路D3在第一靴带节点CB+的电压VCB+为第二泵送电压位准(VDDP+VSW)时，控制上桥开关信号G3的位准也为第二泵送电压位准(VDDP+VSW)而导通上桥开关N3。

在另一实施例中，上桥驱动电路D3例如但不限于可利用对应的切换节点SW的电压VSW作为上桥驱动电路D3的一反相电源，由此，靴带电容CB上的跨压能够分时提供上桥驱动电路D3的电源，以驱动上桥开关N3。

需说明的是，在一实施中，在需关断上桥开关N3的情况下，上桥驱动电路D3仍需足够的电压做为电源才能正确控制上桥开关信号G3的位准以关断上桥开关N3，换言之，在需关断上桥开关N3的情况下，上桥驱动电路D3在第一靴带节点CB+的电压VCB+为第二泵送电压位准(VDDP+VSW)时，控制上桥开关信号G3的位准例如为VSW而关断上桥开关N3，其中第一靴带节点CB+的电压VCB+所需的充电与泵送时段，其操作细节同前文的叙述，在此不予重复。

如图5A-图5B所示，于驱动上桥开关N4时，先进入一充电时段(例如对应于图5A-图5B中的第一相位时段TPH1)，于充电时段(如第一相位时段TPH1)中，第一靴带控制信号PH1控制靴带控制开关251，使靴带控制开关251为导通。第二靴带控制信号PH2控制靴带控制开关252，使靴带控制开关252为不导通。第三靴带控制信号PH3控制靴带控制开关253，使靴带控制开关253为不导通。由此，使第二靴带节点CB-电连接于接地电位GND，以使供应电压VDDP通过靴带二极管26对靴带电容器CB充电。如图5A所示，第一靴带节点CB+的电压VCB+，于充电时段(如第一相位时段TPH1)中，电压VCB+的位准等于供应电压VDDP。如图5B所示第二靴带节点CB-的电压VCB-，于充电时段(如第一相位时段TPH1)中，电压VCB-的位准等于GND。其中，第一相位时段TPH1对应于充电时段。

接着进入一泵送时段(例如对应于图5A-图5B中的第三相位时段TPH3)，第三靴带控制信号PH3控制靴带控制开关253，使靴带控制开关253为导通。第一靴带控制信号PH1控制靴带控制开关251，使靴带控制开关251为不导通。第二靴带控制信号PH2控制靴带控制开关252，使靴带控制开关252为不导通。由此，使第二靴带节点CB-电连接于上桥节点CFH，由此，第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至一第一泵送电压位准以作为上桥驱动电路D4的电源，而驱动上桥开关N4。其中，第三相位时段TPH3对应于泵送时段。

如图5A所示，在泵送时段(如第三相位时段TPH3)中，第一泵送电压位准相关于供应电压VDDP以及上桥节点CFH的电压VCFH。例如，第一泵送电压位准可以等于供应电压VDDP以及上桥节点CFH的电压VCFH的加总(如图5A所示的电压VCB+的位准等于供应电压VDDP加上桥节点CFH的电压VCFH)。

于驱动上桥开关N4时，在泵送时段(如第三相位时段TPH3)中，第三靴带控制信号PH3也可控制驱动电源控制开关243，以导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为上桥驱动电路D4的电源(即以第一泵送电压位准，如图5A所示的VDDP+VCFH，作为上桥驱动电路D4的电源)，而产生上桥开关信号G4(即上述的上桥驱动信号G4)，以驱动上桥开关N4。

值得注意的是，如图5A-图5B所示，在一实施例中，上桥开关N4于第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至对应的第一泵送电压位准时(如图5A所示的VDDP+VCFH)，且于导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为对应的上桥驱动电路D4的电源时控制为导通，换言之，在需导通上桥开关N4的情况下，上桥驱动电路D4在第一靴带节点CB+的电压VCB+为第一泵送电压位准(VDDP+VCFH)时，控制上桥开关信号G4的位准也为第一泵送电压位准(VDDP+VCFH)而导通上桥开关N4。。

在另一实施例中，上桥驱动电路D4例如但不限于可利用对应的上桥节点CFH的电压VCFH作为上桥驱动电路D4的一反相电源，由此，靴带电容CB上的跨压能够分时提供上桥驱动电路D4的电源，以驱动上桥开关N4。

需说明的是，在一实施中，在需关断上桥开关N4的情况下，上桥驱动电路D4仍需足够的电压做为电源才能正确控制上桥开关信号G4的位准以关断上桥开关N4，换言之，在需关断上桥开关N4的情况下，上桥驱动电路D4在第一靴带节点CB+的电压VCB+为第一泵送电压位准(VDDP+VCFH)时，控制上桥开关信号G4的位准例如为VCFH而关断上桥开关N4，其中第一靴带节点CB+的电压VCB+所需的充电与泵送时段，其操作细节同前文的叙述，在此不予重复。

在图4A-图4B及5A-5B图所示的实施例中，可应用于例如但不限于上桥开关N3与上桥开关N4并不同时控制为导通的操作状态中。然而，在多阶切换式电源供应电路的各种操作状态中，可能会有上桥开关N3与上桥开关N4都同时控制为导通的需求，此时，本发明可进行如下的操作以同时将上桥开关N3与上桥开关N4控制为导通。

请参考图6A-图6B，其示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。

在图6A-图6B所示的实施例中，上桥开关N3在泵送时段(如对应于图6A-图6B所示的第二相位时段TPH2)中，于第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至对应的第二泵送电压位准时(如图6A所示的VDDP+VSW)，且导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为对应的上桥驱动电路D3的电源时控制为导通之后，上桥驱动电路D3控制对应的上桥驱动信号G3为浮动(floating)而维持上桥开关N3为导通。

当上桥驱动信号G3为浮动(floating)而维持上桥开关N3为导通时，于另一充电时段(例如图中所示在第二相位时段TPH2之后的另一个第一相位时段TPH1)中，以供应电压VDDP通过靴带二极管26对靴带电容器CB充电，且于另一泵送时段(如第三相位时段TPH3)中，第一靴带节点CB+的电压VCB+泵压(pump)至对应的另一泵送电压位准时(意即，第一泵送电压位准，如图6A所示的VDDP+VCFH)，且导通第一靴带节点CB+的电压VCB+作为对应的上桥驱动电路D4的电源时，控制对应的上桥开关N4同时为导通。

因此，图6A-图6B所示的实施例与图4A-图4B及5A-5B图所示的实施例的主要差异在于：在图6A-图6B所示的实施例中，通过上述方式，上桥开关N3与上桥开关N4可以同时控制为导通。

需说明的是，上述实施例中将上桥驱动信号G3控制为浮动而维持上桥开关N3为导通，同时以上桥驱动信号G4直接驱动上桥开关N4为导通，在一实施例中，也可以将上桥开关N3与N4的控制方式互换，也就是，先以上桥驱动信号G4直接驱动上桥开关N4为导通后，将上桥驱动信号G4控制为浮动而维持上桥开关N4为导通，同时以上桥驱动信号G3直接驱动上桥开关N3为导通。

此外，前述将上桥驱动信号G3控制为浮动的实施例，可例如直接将上桥驱动电路D3的驱动开关关断，或是另以一开关控制上桥驱动信号G3为浮动，或是其他控制方式，本领域技术人员可依本发明的教示而推知。

需说明的是，在上述通过至少一上桥驱动信号控制为浮动电压，使得多个上桥开关(N3及N4)可同时导通后，若需关断任一个上桥开关(N3或N4)，其操作策略与前述的关断上桥开关N3或N4的步骤相同，也就是，欲关断的上桥开关所对应的上桥驱动电路(D3或D4)，需具有对应足够的电压做为电源才能正确控制上桥开关信号(G3或G4)的位准以关断对应的上桥开关，其操作细节同前文的叙述，在此不予重复。

值得注意的是，在一实施例中，多阶切换式电源供应电路于某一操作状态中，切换节点SW的电压VSW及/或上桥节点CFH的电压VCFH可能为一定值，而在另一实施例中，多阶切换式电源供应电路于另一操作状态中，切换节点SW的电压VSW及/或上桥节点CFH的电压VCFH为可变值，例如，在某些操作状态下，会造成切换节点SW的电压VSW及/或上桥节点CFH的电压VCFH上升或降低。

请参考图7A-图7B、8A-8B图及图9A-图9B所示的实施例。图7A-图7B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。其中，切换节点的电压为可变值。图8A-图8B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。其中，上桥节点的电压为可变值。图9A-图9B示出本发明的图3的实施例的操作波形示意图。其中，切换节点的电压与上桥节点的电压为可变值。

因此，图7A-图7B、8A-8B图及图9A-图9B所示的实施例同样具有图4A-图4B、5A-5B图及图6A-图6B所示的实施例的优点及所能达成的功效，那就是：本发明的切换式电源转换装置200及其中的多阶切换式电源供应电路40具有高效率的电源转换操作，且可降低成本。

需说明的是，根据本发明的精神，前述的“多阶”并不限于3阶，当本发明的“多阶”为相对广义(也就是是指3阶或以上)时，则上述的电路设置与其操作可根据实际阶数而相应扩充，本领域技术人员可依本发明的教示而推知。举例而言，对于3阶或以上的多阶切换式电源供应电路而言，前述的功率级21可包括多个上桥开关与多个下桥开关，多个上桥开关串接为一上桥开关串。上桥开关串耦接于第一电压V1与切换节点SW之间。上桥开关串包括至少一上桥节点。该至少一上桥节点耦接于对应的两个上桥开关之间。多个下桥开关串接为一下桥开关串。下桥开关串耦接于接地电位与切换节点SW之间。下桥开关串包括至少一下桥节点。该至少一下桥节点耦接于对应的两个下桥开关之间。此外，在一实施例中，转换电容器CF的一端耦接于至少一上桥节点之一，转换电容器CF的另一端耦接于至少一下桥节点CFL之一。在此情况下，上述的多个上桥开关以及多个下桥开关用以切换转换电容器CF、电感L、第一电压V1、切换节点SW以及接地电位之间的耦接关系，使切换节点SW的电压VSW切换于至少三个切换电压位准之间，以达成多阶切换式电源转换，将第一电压V1转换为第二电压V2，或将第二电压V2转换为第一电压V1。在一实施例中，所述的至少三个切换电压位准包括第一电压V1的1/k，其中k为一实数。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述者，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化。例如，所示直接连接的电路元件间，可插置不影响电路主要功能的电路元件，如开关或电阻等。凡此种种，都可根据本发明的教示类推而得。此外，所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，例如但不限于将两实施例并用，或是以其中一个实施例的局部电路代换另一实施例的对应电路。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。此外，本发明的任一实施型态不必需达成所有的目的或优点，因此，权利要求的任一项也不应以此为限。

Claims (28)

1.一种切换式电源转换装置，用以将一第一电压转换为一第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压，该切换式电源转换装置包含：

一电感，其一端电连接于该第二电压，其另一端电连接于一切换节点；

一多阶切换式电源供应电路，与该电感耦接于该切换节点；

一转换电容器，耦接于该多阶切换式电源供应电路；

一靴带二极管，其电流流入端耦接于一供应电压，其电流流出端耦接于一第一靴带节点；以及

一靴带电容器，其一端耦接于该第一靴带节点，其另一端与该多阶切换式电源供应电路耦接于一第二靴带节点；

其中，该多阶切换式电源供应电路包括：

一多阶功率级，该多阶功率级包括：

多个上桥开关，串接为一上桥开关串，该上桥开关串耦接于该第一电压与该切换节点之间，其中该上桥开关串包括至少一上桥节点，各该上桥节点耦接于对应的两个该上桥开关之间；以及

多个下桥开关，串接为一下桥开关串，该下桥开关串耦接于一接地电位与该切换节点之间，其中该下桥开关串包括至少一下桥节点，各该下桥节点耦接于对应的两个该下桥开关之间；

其中该转换电容器的一端耦接于该至少一上桥节点之一，该转换电容器的另一端耦接于该至少一下桥节点之一；

其中该多个上桥开关以及该多个下桥开关用以切换该转换电容器、该电感、该第一电压、该切换节点以及该接地电位之间的耦接关系，使该切换节点的电压切换于至少三个切换电压位准之间，以达成多阶切换式电源转换，将该第一电压转换为该第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压；

一脉冲宽度调制控制电路，用以产生一脉冲宽度调制信号以及一靴带控制信号；

一多阶驱动电路，该多阶驱动电路包括多个子驱动电路，分别用以根据该脉冲宽度调制信号而产生对应的多个上桥驱动信号以及多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号分别用以驱动对应的该多个上桥开关以及该多个下桥开关的导通状态；

一靴带电容控制电路，该靴带电容控制电路包括多个靴带控制开关，其中各该靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点，各该多个靴带控制开关的另一端分别对应耦接于该至少一上桥节点、该切换节点以及该接地电位，其中于一充电时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于一泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该上桥节点之一或该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至对应的一泵送电压位准；以及

一驱动电源控制电路，该驱动电源控制电路包括多个驱动电源控制开关，其中于该泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个驱动电源控制开关，以导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源，而产生对应的各该驱动信号，以驱动对应的各该上桥开关。

2.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/k，其中k为一实数。

3.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/2、该第一电压以及该接地电位，以达成3阶切换式电源转换。

4.如权利要求3所述的切换式电源转换装置，其中该多阶功率级包括一第一上桥开关、一第二上桥开关、一第一下桥开关以及一第二下桥开关；其中：

该第一上桥开关与第二上桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一上桥开关与第二上桥开关共同耦接于对应的该上桥节点；

该第一下桥开关与第二下桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一下桥开关与第二下桥开关共同耦接于对应的该下桥节点；以及

该转换电容器耦接于该上桥节点与该下桥节点之间。

5.如权利要求4所述的切换式电源转换装置，其中该多个子驱动电路包括一第一上桥驱动电路、一第二上桥驱动电路、一第一下桥驱动电路及一第二下桥驱动电路，分别用以根据该脉冲宽度调制信号而产生该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号包括一第一上桥驱动信号及一第二上桥驱动信号，分别用以控制该第一上桥开关及该第二上桥开关；其中该下桥驱动信号包括一第一下桥驱动信号及一第二下桥驱动信号，分别用以控制该第一下桥开关以及该第二下桥开关。

6.如权利要求5所述的切换式电源转换装置，其中该多个靴带控制开关包括一第一靴带控制开关、一第二靴带控制开关以及一第三靴带控制开关；

其中，该第一靴带控制开关的一端、该第二靴带控制开关的一端以及该第三靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点；

其中，该第一靴带控制开关的另一端耦接于该上桥节点、该第二靴带控制开关的另一端耦接于该切换节点以及该第三靴带控制开关的另一端耦接于该接地电位；

其中，于驱动该第一上桥开关时，先进入一第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第三相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该上桥节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至一第一泵送电压位准以作为该第一上桥驱动电路的电源，而驱动该第一上桥开关；

其中，于驱动该第二上桥开关时，先进入该第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第二相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至一第二泵送电压位准以作为该第二上桥驱动电路的电源，而驱动该第二上桥开关；

其中该第一泵送电压位准相关于该供应电压以及该上桥节点的电压，该第二泵送电压位准相关于该供应电压以及该切换节点的电压；其中该第一相位时段对应于该充电时段，该第二相位时段及/或该第三相位时段对应于该泵送时段。

7.如权利要求6所述的切换式电源转换装置，其中该多个驱动电源控制开关包括一第一驱动电源控制开关以及一第二驱动电源控制开关，其中各该驱动电源控制开关的一端共同耦接于该第一靴带节点，该第一驱动电源控制开关的另一端耦接于该第一上桥驱动电路，该第二驱动电源控制开关的另一端耦接于该第二上桥驱动电路；

其中于驱动该第一上桥开关时，在该第三相位时段中，该靴带控制信号控制该第一驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第一上桥驱动电路的电源，而产生第一上桥开关信号，以驱动该第一上桥开关；以及

其中于驱动该第二上桥开关时，在该第二相位时段中，该靴带控制信号控制该第二驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第二上桥驱动电路的电源，而产生第二上桥开关信号，以驱动该第二上桥开关。

8.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中各该子驱动电路分别利用对应的该切换节点的电压、该多个上桥节点的电压作为各该子驱动电路的一反相电源，由此，该靴带电容上的跨压分时提供各该子驱动电路的电源，以分别驱动各该上桥开关。

9.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中各该上桥开关于该第一靴带节点的电压泵压至对应的该泵送电压位准时，且于导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通。

10.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中该至少一上桥开关之一，于该第一靴带节点的电压泵压至对应的该泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通之后，该子驱动电路控制对应的该驱动信号为浮动而维持该上桥开关为导通。

11.如权利要求10所述的切换式电源转换装置，其中当该驱动信号为浮动而维持该上桥开关为导通时，于另一充电时段中，以该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于另一泵送时段中，该第一靴带节点的电压泵压至对应的另一泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的另一子驱动电路的电源时，控制对应的该至少一上桥开关的另一个同时为导通。

12.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中该切换节点的电压及/或该至少一上桥节点的电压为一可变值。

13.如权利要求1所述的切换式电源转换装置，其中该多个上桥开关与该多个下桥开关为相同导电型的晶体管开关。

14.如权利要求14所述的切换式电源转换装置，其中该多个上桥开关与该多个下桥开关为NMOS晶体管开关。

15.一种切换式电源转换装置的一多阶切换式电源供应电路，该切换式电源转换装置用以将一第一电压转换为一第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压，其中，该切换式电源转换装置包含：一电感，其一端电连接于该第二电压，其另一端电连接于一切换节点，该电感与该多阶切换式电源供应电路耦接于该切换节点；一转换电容器，耦接于该多阶切换式电源供应电路；一靴带二极管，其电流流入端耦接于一供应电压，其电流流出端耦接于一第一靴带节点；以及一靴带电容器，其一端耦接于该第一靴带节点，其另一端与该多阶切换式电源供应电路耦接于一第二靴带节点；该多阶切换式电源供应电路包含：

一多阶功率级，该多阶功率级包括：

多个上桥开关，串接为一上桥开关串，该上桥开关串耦接于该第一电压与该切换节点之间，其中该上桥开关串包括至少一上桥节点，各该上桥节点耦接于对应的两个该上桥开关之间；以及

多个下桥开关，串接为一下桥开关串，该下桥开关串耦接于一接地电位与该切换节点之间，其中该下桥开关串包括至少一下桥节点，各该下桥节点耦接于对应的两个该下桥开关之间；

其中该转换电容器的一端耦接于该至少一上桥节点之一，该转换电容器的另一端耦接于该至少一下桥节点之一；

其中该多个上桥开关以及该多个下桥开关用以切换该转换电容器、该电感、该第一电压、该切换节点以及该接地电位之间的耦接关系，使该切换节点的电压切换于至少三个切换电压位准之间，以达成多阶切换式电源转换，将该第一电压转换为该第二电压，或将该第二电压转换为该第一电压；

一脉冲宽度调制控制电路，用以产生一脉冲宽度调制信号以及一靴带控制信号；

一多阶驱动电路，该多阶驱动电路包括多个子驱动电路，分别用以根据该脉冲宽度调制信号而产生对应的多个上桥驱动信号以及多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号分别用以驱动对应的该多个上桥开关以及该多个下桥开关的导通状态；

一靴带电容控制电路，该靴带电容控制电路包括多个靴带控制开关，其中各该靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点，各该多个靴带控制开关的另一端分别对应耦接于该至少一上桥节点、该切换节点以及该接地电位，其中于一充电时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于一泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该上桥节点之一或该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至对应的一泵送电压位准；以及

一驱动电源控制电路，该驱动电源控制电路包括多个驱动电源控制开关，其中于该泵送时段中，该靴带控制信号控制该多个驱动电源控制开关，以导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源，而产生对应的各该驱动信号，以驱动对应的各该上桥开关。

16.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/k，其中k为一实数。

17.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中该至少三个切换电压位准包括该第一电压的1/2、该第一电压以及该接地电位，以达成3阶切换式电源转换。

18.如权利要求17所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多阶功率级包括一第一上桥开关、一第二上桥开关、一第一下桥开关以及一第二下桥开关；其中：

该第一上桥开关与第二上桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一上桥开关与第二上桥开关共同耦接于对应的该上桥节点；

该第一下桥开关与第二下桥开关串联耦接于该第一电压与该切换节点之间而形成该上桥开关串，该第一下桥开关与第二下桥开关共同耦接于对应的该下桥节点；以及

该转换电容器耦接于该上桥节点与该下桥节点之间。

19.如权利要求17所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多个子驱动电路包括一第一上桥驱动电路、一第二上桥驱动电路、一第一下桥驱动电路及一第二下桥驱动电路，分别用以根据该脉冲宽度调制信号而产生该多个上桥驱动信号以及该多个下桥驱动信号，其中该多个上桥驱动信号包括一第一上桥驱动信号及一第二上桥驱动信号，分别用以控制该第一上桥开关及该第二上桥开关；其中该下桥驱动信号包括一第一下桥驱动信号及一第二下桥驱动信号，分别用以控制该第一下桥开关以及该第二下桥开关。

20.如权利要求19所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多个靴带控制开关包括一第一靴带控制开关、一第二靴带控制开关以及一第三靴带控制开关；

其中，该第一靴带控制开关的一端、该第二靴带控制开关的一端以及该第三靴带控制开关的一端共同耦接于该第二靴带节点；

其中，该第一靴带控制开关的另一端耦接于该上桥节点、该第二靴带控制开关的另一端耦接于该切换节点以及该第三靴带控制开关的另一端耦接于该接地电位；

其中，于驱动该第一上桥开关时，先进入一第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关，使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第三相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该上桥节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至一第一泵送电压位准以作为该第一上桥驱动电路的电源，而驱动该第一上桥开关；

其中，于驱动该第二上桥开关时，先进入该第一相位时段，于该第一相位时段中，该靴带控制信号控制该第一靴带控制开关、该第二靴带控制开关以及该第三靴带控制开关使该第二靴带节点电连接于该接地电位，以使该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，接着进入一第二相位时段，以使该第二靴带节点电连接于该切换节点，由此，该第一靴带节点的电压泵压至一第二泵送电压位准以作为该第二上桥驱动电路的电源，而驱动该第二上桥开关；

其中该第一泵送电压位准相关于该供应电压以及该上桥节点的电压，该第二泵送电压位准相关于该供应电压以及该切换节点的电压；其中该第一相位时段对应于该充电时段，该第二相位时段及/或该第三相位时段对应于该泵送时段。

21.如权利要求20所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多个驱动电源控制开关包括一第一驱动电源控制开关以及一第二驱动电源控制开关，其中各该驱动电源控制开关的一端共同耦接于该第一靴带节点，该第一驱动电源控制开关的另一端耦接于该第一上桥驱动电路，该第二驱动电源控制开关的另一端耦接于该第二上桥驱动电路；

其中于驱动该第一上桥开关时，在该第三相位时段中，该靴带控制信号控制该第一驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第一上桥驱动电路的电源，而产生第一上桥开关信号，以驱动该第一上桥开关；以及

其中于驱动该第二上桥开关时，在该第二相位时段中，该靴带控制信号控制该第二驱动电源控制开关以导通该第一靴带节点的电压作为该第二上桥驱动电路的电源，而产生第二上桥开关信号，以驱动该第二上桥开关。

22.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中各该子驱动电路分别利用对应的该切换节点的电压、该多个上桥节点的电压作为各该子驱动电路的一反相电源，由此，该靴带电容上的跨压分时提供各该子驱动电路的电源，以分别驱动各该上桥开关。

23.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中各该上桥开关于该第一靴带节点的电压泵压至对应的该泵送电压位准时，且于导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通。

24.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中该至少一上桥开关之一，于该第一靴带节点的电压泵压至对应的该泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的该子驱动电路的电源时控制为导通之后，该子驱动电路控制对应的该驱动信号为浮动而维持该上桥开关为导通。

25.如权利要求24所述的多阶切换式电源供应电路，其中当该驱动信号为浮动而维持该上桥开关为导通时，于另一充电时段中，以该供应电压通过该靴带二极管对该靴带电容器充电，且于另一泵送时段中，该第一靴带节点的电压泵压至对应的另一泵送电压位准时，且导通该第一靴带节点的电压作为对应的另一子驱动电路的电源时，控制对应的该至少一上桥开关的另一个同时为导通。

26.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中该切换节点的电压及/或该至少一上桥节点的电压为一可变值。

27.如权利要求15所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多个上桥开关与该多个下桥开关为相同导电型的晶体管开关。

28.如权利要求27所述的多阶切换式电源供应电路，其中该多个上桥开关与该多个下桥开关为NMOS晶体管开关。