TWI675276B - 變動式偏壓電源裝置及電壓產生電路 - Google Patents

Abstract

一種電壓產生電路包含至少三個供電端、一控制模組、一電壓轉換模組。至少三個供電端分成一用於提供不同的一第一供電電壓的第一組供電端和一用於提供不同的一第二供電電壓的第二組供電端。控制模組用以根據該輸出電壓的期望值產生一選擇信號。電壓轉換模組根據一選擇信號選擇性地與該第一組供電端中的一個相連以接收所對應的第一供電電壓，和第二組供電端中的一個相連以接收所對應的該第二供電電壓，並根據接收到的該第一供電電壓和該第二供電電壓產生該輸出電壓。所達成功效能夠在保證輸出電壓的可調範圍不變的前提下，提高轉換效率並降低系統功耗。

Description

變動式偏壓電源裝置及電壓產生電路

本發明是有關於一種觸控顯示器驅動技術領域，特別是指一種可變換電源的變動式偏壓電源裝置及電壓產生電路。

現隨著觸控技術和顯示技術的逐漸成熟，觸控顯示面板已經被廣泛地應用於各個領域，尤其是各種移動終端系統中。

觸控顯示面板通常包括觸控與顯示驅動集成模組(Touch and Display Driver Integration,TDDI)，當移動終端系統將電池提供的電源電壓轉換成幾個基礎電壓之後，TDDI中的電壓產生電路用於根據這幾個基礎電壓產生具有一定可調範圍的公共電壓，使得觸控顯示面板中的公共電極能夠被該公共電壓驅動，從而實現正常的顯示和觸控。

由於在觸控顯示面板所需的公共電壓的可調範圍中，通常只有一部分範圍是常用範圍，此時為了保證TDDI中的電壓產生電路的輸出能夠滿足公共電壓的完整的可調範圍，必須對電壓產生電路提供高幅值的正供電電壓和高幅值的負供電電壓。

以智能手機系統為例，智能手機系統將手機電池提供的電源電壓轉換為±5.6V和1.8V的供電電壓。如圖1所示為有技術的TDDI中的電壓產生電路，電壓產生電路100包括電容C0、誤差放大器OP0和兩個電晶體M1和M2，電晶體M1和M2串聯在第一供電電壓和第二供電電壓之間，電晶體M1和M2的公共端提供公共電壓Vcom，電容C0連接於電晶體M1和M2的公共端與地之間，電晶體M1和M2的導通和不導通分別受控於誤差放大器OP0的輸出。誤差放大器OP1的負相輸入端接收參考電壓Vref、正相輸入端接收公共電壓Vcom。根據觸控顯示裝置的需要，電壓產生電路100需要輸出-4V至1V的公共電壓Vcom，因此選擇1.8V和-5.6V分別作為第一供電電壓和第二供電電壓，以保證公共電壓Vcom的正確輸出範圍。然而，由於在觸控顯示裝置中，輸出至公共電極的公共電壓Vcom的常用範圍是-2.5V至0V，例如當電壓產生電路100輸出-1V的公共電壓Vcom時，電壓產生電路100大致需要產生1mA的電流，消耗的功率大約為5.6mW，此時電壓產生電路100的轉換效率僅為1/5.6=18%。

因此，當所需的公共電壓在常用範圍內時，傳統的電壓產生電路的轉換效率很低，造成了功耗上的浪費；進一步地，由於在觸控顯示面板正常工作時，傳統的電壓產生電路將長時間地在轉換效率低的狀態下工作，因此會導致功耗浪費情況更加嚴重。

因此，本發明之一目的，即在提供一種在保證輸出電壓的可調範圍不變的前提下，提高電路的轉換效率並降低系統功耗的變動式偏壓電源裝置及其電壓產生電路。

於是，本發明變動式偏壓電源裝置包括一電池、一電壓產生電路及一供電電路。

該電池用於提供一電源電壓。

電壓產生電路適用於提供一具有可調範圍的輸出電壓，該電壓產生電路包含：至少三個供電端，該至少三個供電端分成一第一組供電端和一第二組供電端，該第一組供電端中的每一供電端用於提供不同的一第一供電電壓，該第二組供電端中的每一供電端用於提供不同的一第二供電電壓；一控制模組，用以根據該輸出電壓的期望值產生一選擇信號；一電壓轉換模組，根據一選擇信號選擇性地與該第一組供電端中的一個相連以接收所對應的該第一供電電壓，以及與該第二組供電端中的一個相連以接收所對應的該第二供電電壓，並根據接收到的該第一供電電壓和該第二供電電壓產生該輸出電壓。

該供電電路用於產生該多個不同的第一供電電壓和該多個不同的第二供電電壓。

較佳的，該電壓轉換模組包括：一調整單元，根據該選擇信號選擇性地接收該多個第一供電電壓之一和該多個第二供電電壓之一，並在一控制信號的作用下將接收到的該第一供電電壓或接收到的該第二供電電壓轉換成該輸出電壓；一放大器，具有一反相輸入端、一正相輸入端、一輸出端、一正供電端及一負供電端，該反相輸入端接收根據該輸出電壓的期望值設定的參考電壓，該正相輸入端接收該輸出電壓或按照設定比例對該輸出電壓採樣得到的採樣電壓，該輸出端提供該控制信號，該正供電端根據該選擇信號選擇性地接收該多個第一供電電壓之一，該負供電端根據該選擇信號選擇性地接收該多個第二供電電壓之一。

較佳的，該第一組供電端中的每一供電端提供的該第一供電電壓≧0，該第二組供電端中的每一供電端提供的該第二供電電壓<0。

較佳的，該放大器的輸出端包括一第一輸出端和一第二輸出端，該控制信號包括一由該第一輸出端輸出的第一控制信號及一由該第二輸出端輸出的第二控制信號，該調整單元包括：一第一調整單元，具有一輸出端，且該第一調整單元用於根據該選擇信號選擇性地與該第一組供電端中的一個電連接以接收所對應的該第一供電電壓，該第一調整單元的開啟和關閉受控於該第一控制信號，在該第一調整單元開啟時，該第一調整單元的輸出端提供一正 相調整電流；一第二調整單元，具有一輸出端，且該第二調整單元用於根據該選擇信號選擇性地與該第二組供電端中的一個電連接以接收所對應的該第二供電電壓，該第二調整單元的開啟和關閉受控於該第二控制信號，在該第二調整單元開啟時，該第二調整單元的該輸出端提供一反相調整電流，該正相調整電流、該反相調整電流作用於負載產生該輸出電壓。

較佳的，該第一調整單元包括：多個第一電晶體，每一第一電晶體具有一第一通路端、一第二通路端及一控制端，每一第一電晶體的該第一通路端電連接所對應的該第一組供電端中的該供電端，該多個第二通路端電連接一起以作為該第一調整單元的輸出端；一第一選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該多個第一電晶體之一的控制端電連接於該放大器的第一輸出端。

較佳的，該第一調整單元包括：一第一電晶體，具有一第一通路端、一第二通路端及一控制端，該控制端電連接該放大器的第二輸出端，該第一電晶體的第一通路端作為該第一調整單元的輸出端；一第二選擇開關，用於根據該選擇信號選擇性地將該第一電晶體的第二通路端電連接該第一組供電端中的一個，以接收所對應的該第一供電電壓。

較佳的，該第一電晶體為一P型電晶體。

較佳的，該第二調整單元包括： 多個第二電晶體，每一第二電晶體具有一第一通路端、一第二通路端，及一控制端，每一第二電晶體的第一通路端各自電連接該第二組供電端中的所對應的該供電端，該多個第二電晶體的第二通路端電連接一起以作為該第二調整單元的輸出端，一第三選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該多個第二電晶體之一的控制端電連接該放大器的該第二輸出端。

較佳的，該第二調整單元包括：一第二電晶體，具有一第一通路端、一第二通路端，及一控制端，該第二電晶體的控制端電連接該放大器的第二輸出端，該第二電晶體的第一通路端作為該第二調整單元的輸出端；一第四選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該第二電晶體的該第二通路端電連接到該第二組供電端中的一個相連以接收所對應的該第二供電電壓。

較佳的，該第二電晶體為N型電晶體。

本發明之另一目的，即在提供一種在保證輸出電壓的可調範圍不變的前提下，提高電路的轉換效率並降低系統功耗的電壓產生電路。

該電壓產生電路，適用於提供一具有可調範圍的輸出電壓，該電壓產生電路包含：一第一組供電端、一第二組供電端、一電壓轉換模組。第一組供電端用以提供多個不同的第一供電電壓。第二組供電端用以提供多個不同的第二供電電壓。電壓轉換模 組電連接該第一組供電端、該第二組供電端且接收一相關於該輸出電壓的一期望值的選擇信號，該電壓轉換模組根據該選擇信號從該多個第一供電電壓中選出一個作為一正相供電電壓，根據該選擇信號從該多個第二供電電壓中選出一個作為一負相供電電壓，該電壓轉換模組根據該輸出電壓與該期望值的一比較結果，來將該輸出電壓的值設定於該正相供電電壓與該負相供電電壓間。

較佳的，該電壓轉換模組包括一放大器、一調整單元。放大器偵測該輸出電壓且接收一根據該輸出電壓的期望值設定的參考電壓，且比較該參考電壓與該輸出電壓的大小來產生一控制信號。調整單元電連接該第一組供電端和該第二組供電端和該放大器，且接收該選擇信號及分別接收來自該第一組供電端的該多個第一供電電壓、來自該第二組供電端的該多個第二供電電壓、來自該放大器的該控制信號，該調整單元根據該選擇信號從該多個第一供電電壓中選出一個作為該正相供電電壓，根據該選擇信號從該多個第二供電電壓中選出一個作為該負相供電電壓，該調整單元用以產生該輸出電壓，且根據該控制信號、該正相供電電壓、該負相供電電壓，來調整該輸出電壓的大小以符合該輸出電壓的期望值設定。

較佳的，該控制信號包括一第一控制信號及一第二控制信號，該選擇信號包括一第一位元及一第二位元，該調整單元包括一第一調整單元、一第二調整單元。第一調整單元接收該多個第 一供電電壓、該第一控制信號、該選擇信號的第一位元，且根據該選擇信號的第一位元從該多個第一供電電壓中選出一個作為該正相供電電壓，且根據該第一控制信號及該正相供電電壓產生一正相調整電流。第二調整單元接收該多個第二供電電壓、該第二控制信號、該選擇信號的第二位元，且根據該選擇信號的第二位元從該多個第二供電電壓中選出一個作為該負相供電電壓，且根據該第二控制信號及該負相供電電壓產生一負相調整電流。該正相調整電流、該反相調整電流作用於一負載產生該輸出電壓。

較佳的，該電壓轉換模組更包括二多路開關單元，該二多路開關單元分別電連接該第一組供電端及該第二組供電端，該二多路開關單元分別接收該選擇信號的第一位元、該選擇信號的第二位元。該放大器具有一接收該參考電壓的反相輸入端、一偵測該輸出電壓的該正相輸入端、一提供該第一控制信號的第一輸出端、一提供該第二控制信號的第二輸出端、一正供電端及一負供電端。該二多路開關單元的一個根據該選擇信號的第一位元從該多個第一供電電壓中選出一個供應到該放大器的正供電端，該二多路開關單元的另一個根據該選擇信號的第二位元從該多個第二供電電壓中選出一個供應到該放大器的負供電端。

較佳的，該電壓產生電路更包括一控制模組，該控制模組用以根據該輸出電壓的期望值產生該選擇信號。

本發明之功效在於：根據輸出電壓的期望值對電壓產生電路的供電電壓進行選擇和切換，既保證了電壓產生電路的輸出電壓的可調範圍，又顯著提升了電壓產生電路的轉換效率、降低了系統功耗，從而延長了系統的工作時間，實現了省電設計。

1000‧‧‧變動式偏壓電源裝置

1100‧‧‧電池

1200‧‧‧供電電路

1300‧‧‧電壓產生電路

1310‧‧‧控制模組

1320‧‧‧電壓轉換模組

1321a‧‧‧第一調整單元

1321b‧‧‧第二調整單元

Cf‧‧‧電容

OP1‧‧‧放大器

OP_P‧‧‧正供電端

OP_N‧‧‧負供電端

M1‧‧‧電晶體

M2‧‧‧電晶體

MP1‧‧‧電晶體

MP2‧‧‧電晶體

MN1‧‧‧電晶體

MN2‧‧‧電晶體

K1‧‧‧選擇開關

K2‧‧‧選擇開關

K3‧‧‧選擇開關

K4‧‧‧選擇開關

MP0‧‧‧電晶體

MN0‧‧‧電晶體

ctl1‧‧‧第一控制信號

ctl2‧‧‧第二控制信號

Vp1‧‧‧供電電壓

Vp2‧‧‧供電電壓

Vn1‧‧‧供電電壓

Vn2‧‧‧供電電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

Vcom‧‧‧公共電壓

sel‧‧‧選擇信號

Ip‧‧‧正相調整電流

In‧‧‧反相調整電流

sel[0]‧‧‧選擇信號的第一位元

sel[1]‧‧‧選擇信號的第二位元

7‧‧‧多路開關單元

8‧‧‧多路開關單元

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是現有技術的電壓產生電路的一電路圖；圖2是本發明變動式偏壓電源裝置之一實施例的一電路圖；圖3是該實施例的電壓產生電路的一電路圖；圖4是該實施例的電壓轉換模組的一電路圖；圖5是該實施例的多路開關單元的一電路圖；圖6是該實施例的第一調整單元的一電路圖；圖7是該實施例的第一調整單元的另一電路圖；圖8是該實施例的第二調整單元的一電路圖；及圖9是該實施例的第二調整單元的另一電路圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如圖2所示，本發明變動式偏壓電源裝置1000之一實施例，應用於觸控顯示裝置中，變動式偏壓電源裝置1000包括電池1100、供電電路1200以及電壓產生電路1300。

供電電路1200用於根據電池1100提供的電源電壓V0產生多種供電電壓(例如圖2所示的供電電壓Vp1、供電電壓Vp2、供電電壓Vn1以及供電電壓Vn2)。

電壓產生電路1300用於提供具有可調範圍的輸出電壓Vout，該輸出電壓Vout例如作為公共電壓Vcom施加在觸控顯示裝置中的各個公共電極上。電壓產生電路1300例如包含於TDDI中。在本實施例中，電壓產生電路1300具有至少三個分別用於接收不同供電電壓的供電端，其中，供電端包括用於提供不同的第一供電電壓的第一組供電端和用於提供不同的第二供電電壓的第二組供電端，例如，第一組供電端中的每個供電端所提供的第一供電電壓≧0(例如圖2所示的供電電壓Vp1和Vp2)，第二組供電端中的每個供電端提供的第二供電電壓<0(例如圖2所示的供電電壓Vn1和Vn2)。

如圖3所示，為本實施例的電壓產生電路1300包括控制模組1310和電壓轉換模組1320。

控制模組1310根據輸出電壓的期望值提供選擇信號sel，選擇信號sel用於在多個第一供電電壓中選出一個作為電壓轉換模組1320的正相供電電壓以及在多個第二供電電壓中選出一個作為電壓轉換模組1320的反相供電電壓。選擇信號sel例如為二位元的數位信號，該選擇信號包括一第一位元sel[0]及一第二位元sel[1]，選擇信號sel的第一位元sel[0]用於選擇電壓轉換模組1320的正相供電電壓(sel[0]具有邏輯0與邏輯1，用以選擇電壓0V、1.8V)，選擇信號sel的第二位元sel[1]用於選擇電壓轉換模組1320的反相供電電壓(sel[1]具有邏輯0與邏輯1，用以選擇電壓-2.8V、-5.6V)。

電壓轉換模組1320與第一組供電端相連以接收各幅值≧0的第一供電電壓(例如圖3中的供電電壓Vp1和Vp2)，並與第二組供電端相連以接收各幅值小於0的第二供電電壓(例如圖3中的Vn1和Vn2)。電壓轉換模組1320根據控制模組1310輸出的選擇信號的第一位元sel[0]選擇各第一供電電壓之一作為正相供電電壓、根據選擇信號的第二位元sel[1]選擇各第二供電電壓之一作為反相供電電壓。電壓轉換模組1320在正相供電電壓和反相供電電壓的作用下產生輸出電壓Vout。

在本實施例中，電壓轉換模組1320可以是一低壓差線性穩壓模組(Low Dropout Regulator,LDO)。

如表一，為本實施例的輸出電壓的期望值與電壓轉換模組的正相供電電壓和反相供電電壓之間的對應關係表。

參閱圖2與表一，變動式偏壓電源裝置1000中的電池1100產生的電源電壓V0約等於4.2V至3.7V。根據輸出電壓Vout的幅值使用概率將輸出電壓的可調範圍劃分為第一子範圍至第三子範圍，根據第一至第三子範圍的邊界值確定各供電電壓的幅值。觸控顯示裝置中，公共電極上的公共電壓所需的調節範圍例如為-4V至1V，而其中常用的幅值範圍約為-2.8V至0V，因此，為了提高電壓產生電路1300的轉換效率，供電電路1200根據電源電壓V0產生供電電壓Vp1=0V、供電電壓Vp2=+1.8V、供電電壓Vn1=-2.8V以及供電電壓Vn2=-5.6V，其中供電電壓Vn1可以由供電電壓Vn2轉換得到(例如利用電荷泵)。電壓產生電路1300利用上述四種供電電壓產生幅值在-4V至+1V的範圍內可調的輸出電壓Vout。

具體地，如表一所示，當輸出電壓Vout(對應於公共電壓)的期望值在大於等於-2.8V且小於等於0V的第一子範圍(常用)內時，電壓產生電路1300在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vp1=0V作為正相供電電壓、在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vn1=-2.8V作為反相供電電壓；當輸出電壓Vout的期望值在大於等於-4V且小於-2.8V的第二子範圍(不常用)內時，電壓產生電路1300在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vp1=0V(第一組供電端所接收的最小的第一供電電壓)作為正相供電電壓、在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vn2=-5.6V作為反相供電電壓；當輸出電壓Vout的期望值在大於0V且小於等於1V的第三子範圍(不常用)內時，電壓產生電路1300在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vp2=1.8V作為正相供電電壓、在選擇信號sel的作用下將供電電壓Vn1=-2.8V(第二組供電端所接收的絕對值最小的第二供電電壓)作為反相供電電壓。由於在面板的公共電壓(VCOM)的設定上，由於0~1V與-2.5V~-4V這二個VCOM電壓範圍，只是偶而系統應用上需要，卻並不是經常需要設定於此。倘若使用將正相供電電壓只設定在1.8V、將反相供電電壓只設定在-5.6V，只會導致轉換效率非常低；但是若將正相供電電壓只設定在小於1V或者反相供電電壓只設定在大於-4V時，又不能符合所有系統應用上需要。因此，與現有技術相比，本發明實施例的電壓產生電路能夠將功耗降低 (如當VCOM電壓在0~-2.8V之間時，負電源端從-5.6V切換到-2.8V，電源功耗P=V×I，負載電流不變情況下，功耗能夠減少一半)，從而既保證了輸出電壓Vout的輸出範圍，又在現有技術的基礎上提高了電壓產生電路的轉換效率、降低了功耗。

如圖4所示，本實施例的電壓轉換模組1320包括二個多路開關單元7~8、放大器OP1、調整單元1321以及電容Cf，其中電容Cf連接於輸出電壓Vout的輸出端和地之間以實現濾波和穩壓。

放大器OP1用於根據輸出電壓Vout(或按照一定比例對輸出電壓Vout採樣獲得的採樣電壓)和參考電壓Vref的比較結果產生控制信號，其中參考電壓Vref由輸出電壓Vout的期望值決定。放大器OP1的正供電端OP_P接收電壓轉換模組1320的正相供電電壓(選擇信號第一位元指示的供電電壓Vp1和Vp2之一)，放大器OP1的負供電端OP_N接收電壓轉換模組1320的反相供電電壓(選擇信號第二位元指示的供電電壓Vn1和Vn2之一)。控制信號包括由放大器OP1的第一輸出端輸出的第一控制信號ctl1以及由第二輸出端輸出的第二控制信號ctl2。放大器OP1例如為AB類誤差運算放大器。

如圖5所示，放大器OP1的正供電端OP_P電連接到多路開關單元7的一端，多路開關單元7在選擇信號第一位元sel[0]的控制下將放大器OP1的正供電端OP_P與第一組供電端中的一個導 通，以使放大器OP1的正供電端接收電壓轉換模組1320的正相供電電壓；放大器OP1的負供電端與另一多路開關單元8的一端相連，多路開關單元8在選擇信號第二位元sel[1]的控制下將放大器OP1的負供電端OP_N與第二組供電端中的一個導通，以使放大器OP1的負供電端接收電壓轉換模組1320的反相供電電壓。

調整單元1321包括第一調整單元1321a和第二調整單元1321b。

第一調整單元1321a的導通和不導通受控於第一控制信號ctl2，第一調整單元1321a在導通時提供正相調整電流Ip，該正相調整電流Ip作用於電壓產生電路1300的負載以產生大於等於0的輸出電壓Vout。第一調整單元1321a接受選擇信號的第一位元sel[0]，以選擇供電電壓Vp1和Vp2之一作為電壓轉換模組1320的正相供電電壓，並利用該正相供電電壓產生正相調整電流Ip。

第二調整單元1321b的導通和不導通受控於第二控制信號ctl2，第二調整單元1321b在導通時提供反相調整電流In，該反相調整電流In作用於電壓產生電路1300的負載以產生小於0的輸出電壓Vout。第二調整單元1321b接受選擇信號的第二位元sel[1]，以選擇供電電壓Vn1和Vn2之一作為電壓轉換模組1320的反相供電電壓，並利用該反相供電電壓產生反相調整電流In。在此舉例說明，假設目前VOUT=-3V，而參考電壓VREF(期望值) 改變成-1V，如表一所示：負相供電電壓應從Vn2=-5.6V變成Vn1=-2.8V，正相供電電壓保持Vp1=0V不變。與之對應sel[0]保持不變，sel[1]需要調整使負相供電電壓應從Vn2=-5.6V變成Vn1=-2.8V。(sel[1]具體由邏輯0變成邏輯1，或是邏輯1變成邏輯0，沒有特別限制，由實際應用決定)。電路通過回授作用，降低第一及第二控制信號ctl1、ctl2的電壓值，最終使Vout由-3V變成-1V。

參閱圖6，進一步說明圖4的第一調整單元1321a的第一種態樣包括：選擇開關K1以及串聯在供電電壓Vp1和Vp2之間的電晶體MP1和MP2。選擇開關K1的第一端接收第一控制信號ctl1，選擇開關K1的兩個第二端分別與電晶體MP1的控制端、電晶體MP2的控制端相連。電晶體MP1和MP2的一共同端電連接於電壓產生電路1300的一用於提供輸出電壓Vout的輸出端。

選擇開關K1受控於選擇信號的第一位元sel[0]，例如當選擇信號的第一位元sel[0]為第一電位時，選擇開關K1將電晶體MP1的控制端與放大器OP1的第一輸出端相連以使電晶體MP1在第一控制信號ctl1的控制下實現導通和不導通，當電晶體MP1導通時，第一調整單元1321a根據供電電壓Vp1產生正相調整電流Ip；當選擇信號的第一位元sel[0]為第二電位時，選擇開關K1將電晶體MP2的控制端與放大器OP1的第一輸出端相連以使電晶體MP2在 第一控制信號ctl1的控制下實現導通和不導通，當電晶體MP2導通時，第一調整單元1321a根據供電電壓Vp2產生正相調整電流Ip。

具體地，電晶體MP1和電晶體MP2例如為P型金氧半場效電晶體。

參閱圖7，進一步說明瞭圖4的第一調整單元1321a的另一種態樣，包括選擇開關K2和電晶體MP0。選擇開關K2的第一端電連接到電晶體MP0的第一通路端，選擇開關K2的兩個第二端分別接收供電電壓Vp1和Vp2。電晶體MP0的控制端電連接到放大器OP1的第一輸出端以接收第一控制信號ctl1。

選擇開關K2受控於選擇信號的第一位元sel[0]，例如當選擇信號的第一位元sel[0]為第一電位時，選擇開關K2令電晶體MP0的第一通路端接收供電電壓Vp1，當電晶體MP0在第一控制信號ctl1的控制下導通時，第一調整單元1321a根據供電電壓Vp1產生正相調整電流Ip；當選擇信號的第一位元sel[0]為第二電位時，選擇開關K2令電晶體MP0的第一通路端接收供電電壓Vp2，當電晶體MP0在第一控制信號ctl1的控制下導通時，第一調整單元1321a根據供電電壓Vp2產生正相調整電流Ip。其中，電晶體MP0可以是一P型電晶體。

參閱圖8，進一步說明圖4的第二調整單元的一種電路圖。第二調整單元1321b包括選擇開關K3以及串聯在供電電壓Vn1 和Vn2之間的電晶體MN1和MN2。選擇開關K3的第一端接收第二控制信號ctl2，選擇開關K3的兩個第二端分別與電晶體MN1的控制端、電晶體MN2的控制端相連。電晶體MN1和MN2的一共同端電連接於電壓產生電路1300的一用於提供輸出電壓Vout的輸出端。

選擇開關K3受控於選擇信號的第二位元sel[1]，例如當選擇信號的第二位元sel[1]為第一電位時，選擇開關K3將電晶體MN1的控制端與放大器OP1的第二輸出端相連以使電晶體MN1在第二控制信號ctl2的控制下實現導通和不導通，當電晶體MN1導通時，第二調整單元1321b根據供電電壓Vn1產生反相調整電流In；當選擇信號的第二位元sel[1]為第二電位時，選擇開關K3將電晶體MN2的控制端與放大器OP1的第二輸出端相連以使電晶體MN2在第二控制信號ctl2的控制下實現導通和不導通，當電晶體MN2導通時，第二調整單元1321b根據供電電壓Vn2產生反相調整電流In。

具體地，電晶體MN1和電晶體MN2例如為N型金氧半場效電晶體。

參閱圖9，進一步說明瞭圖4的第二調整單元的另一種電路圖。第二調整單元1321b包括選擇開關K4和電晶體MN0。選擇開關K4的第一端與電晶體MN0的第一通路端相連，選擇開關K4 的兩個第二端分別接收供電電壓Vn1和Vn2。電晶體MN0的控制端與放大器OP1的第二輸出端相連以接收第二控制信號ctl2。

選擇開關K4受控於選擇信號的第二位元sel[1]，例如當選擇信號的第二位元sel[1]為第一電位時，選擇開關K4令電晶體MN0的第一通路端接收供電電壓Vn1，當電晶體MN0在第二控制信號ctl2的控制下導通時，第二調整單元1321b根據供電電壓Vn1產生反相調整電流In；當選擇信號的第二位元se1[1]為第二電位時，選擇開關K4令電晶體MN0的第一通路端接收供電電壓Vn2，當電晶體MN0在第二控制信號ctl2的控制下導通時，第二調整單元1321b根據供電電壓Vn2產生反相調整電流In。具體地，電晶體MN0例如為N型金氧半場效電晶體。

應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一 個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

綜上所述，上述實施例的電壓產生電路及其控制方法根據輸出電壓的期望值對電壓產生電路的供電電壓進行選擇和切換，相較於現有技術，既保證了電壓產生電路的輸出電壓的可調範圍，又顯著提升了電壓產生電路的轉換效率、降低了系統功耗，從而延長了系統的工作時間，實現了省電設計，故確實能達成本發明之目的。

惟以上該者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (14)

1. 一種電壓產生電路，適用於提供一具有可調範圍的輸出電壓，該電壓產生電路包含：至少三個供電端，該至少三個供電端分成一第一組供電端和一第二組供電端，該第一組供電端中的每一供電端用於提供不同的一第一供電電壓，該第二組供電端中的每一供電端用於提供不同的一第二供電電壓；一控制模組，用以根據該輸出電壓的期望值產生一選擇信號；一電壓轉換模組，根據該選擇信號選擇性地與該第一組供電端中的一個相連以接收所對應的該第一供電電壓，以及與該第二組供電端中的一個相連以接收所對應的該第二供電電壓，並根據接收到的該第一供電電壓和該第二供電電壓產生該輸出電壓，該電壓轉換模組包括：一調整單元，根據該選擇信號選擇性地接收該多個第一供電電壓之一和該多個第二供電電壓之一，並在一控制信號的作用下將接收到的該第一供電電壓或接收到的該第二供電電壓轉換成該輸出電壓；一放大器，具有一反相輸入端、一正相輸入端、一輸出端、一正供電端及一負供電端，該反相輸入端接收一根據該輸出電壓的期望值設定的參考電壓，該正相輸入端接收該輸出電壓，該輸出端提供該控制信號，該正供電端根據該選擇信號選擇性地接收該多個第一供電電壓之一，該 負供電端根據該選擇信號選擇性地接收該多個第二供電電壓之一。
2. 如請求項1所述的電壓產生電路，其中，該第一組供電端中的每一供電端提供的該第一供電電壓≧0，該第二組供電端中的每一供電端提供的該第二供電電壓<0。
3. 如請求項2所述的電壓產生電路，其中，該放大器的輸出端包括一第一輸出端和一第二輸出端，該控制信號包括一由該第一輸出端輸出的第一控制信號及一由該第二輸出端輸出的第二控制信號，該調整單元包括：一第一調整單元，具有一輸出端，且該第一調整單元用於根據該選擇信號選擇性地與該第一組供電端中的一個電連接以接收所對應的該第一供電電壓，該第一調整單元的開啟和關閉受控於該第一控制信號，在該第一調整單元開啟時，該第一調整單元的輸出端提供一正相調整電流；一第二調整單元，具有一輸出端，且該第二調整單元用於根據該選擇信號選擇性地與該第二組供電端中的一個電連接以接收所對應的該第二供電電壓，該第二調整單元的開啟和關閉受控於該第二控制信號，在該第二調整單元開啟時，該第二調整單元的輸出端提供一反相調整電流， 該正相調整電流、該反相調整電流作用於一負載產生該輸出電壓。
4. 如請求項3所述的電壓產生電路，其中，該第一調整單元包括：多個第一電晶體，每一第一電晶體具有一第一通路端、一第二通路端及一控制端，每一第一電晶體的該第一通路端電連接所對應的該第一組供電端的該等供電端的一個，該多個第二通路端電連接一起以作為該第一調整單元的輸出端；一第一選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該多個第一電晶體之一的控制端電連接於該放大器的第一輸出端。
5. 如請求項3所述的電壓產生電路，其中，該第一調整單元包括：一第一電晶體，具有一第一通路端、一第二通路端及一控制端，該控制端電連接該放大器的第二輸出端，該第一電晶體的第一通路端作為該第一調整單元的輸出端；一第二選擇開關，用於根據該選擇信號選擇性地將該第一電晶體的第二通路端電連接該第一組供電端的該等供電端的一個，以接收所對應的該第一供電電壓。
6. 如請求項4或5所述的電壓產生電路，其中，該第一電晶體為一P型電晶體。
7. 如請求項3所述的電壓產生電路，其中該第二調整單元包括： 多個第二電晶體，每一第二電晶體具有一第一通路端、一第二通路端，及一控制端，每一第二電晶體的第一通路端各自電連接該第二組供電端中的所對應的該供電端，該多個第二電晶體的第二通路端電連接一起以作為該第二調整單元的輸出端，一第三選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該多個第二電晶體之一的控制端電連接該放大器的該第二輸出端。
8. 如請求項3所述的電壓產生電路，其中，該第二調整單元包括：一第二電晶體，具有一第一通路端、一第二通路端，及一控制端，該第二電晶體的控制端電連接該放大器的第二輸出端，該第二電晶體的第一通路端作為該第二調整單元的輸出端；一第四選擇開關，根據該選擇信號選擇性地將該第二電晶體的該第二通路端電連接到該第二組供電端中的一個相連以接收所對應的該第二供電電壓。
9. 如請求項7或8所述的電壓產生電路，其中，該第二電晶體為N型電晶體。
10. 一種變動式偏壓電源裝置，包含：一電池，用於提供一電源電壓；一如請求項1至9中的任一項所述的電壓產生電路，該電壓產生電路的該多個供電端分別接收該多種供電電壓以產生該輸出電壓，該多種供電電壓包括多個不同的第一供電電壓和多個不同的第二供電電壓；及 一供電電路，用於產生該多個不同的第一供電電壓和該多個不同的第二供電電壓。
11. 一種電壓產生電路，適用於提供一具有可調範圍的輸出電壓，該電壓產生電路包含：一第一組供電端，用以提供多個不同的第一供電電壓；一第二組供電端，用以提供多個不同的第二供電電壓；一電壓轉換模組，電連接該第一組供電端、該第二組供電端且接收一相關於該輸出電壓的一期望值的選擇信號，該電壓轉換模組根據該選擇信號從該多個第一供電電壓中選出一個作為一正相供電電壓，根據該選擇信號從該多個第二供電電壓中選出一個作為一負相供電電壓，該電壓轉換模組根據該輸出電壓與該期望值的一比較結果，來將該輸出電壓的值設定於該正相供電電壓與該負相供電電壓間，該電壓轉換模組包括一放大器，偵測該輸出電壓且接收一根據該輸出電壓的期望值設定的參考電壓，且比較該參考電壓與該輸出電壓的大小來產生一控制信號，一調整單元，電連接該第一組供電端和該第二組供電端和該放大器，且接收該選擇信號及分別接收來自該第一 組供電端的該多個第一供電電壓、來自該第二組供電端的該多個第二供電電壓、來自該放大器的該控制信號，該調整單元根據該選擇信號從該多個第一供電電壓中選出一個作為該正相供電電壓，根據該選擇信號從該多個第二供電電壓中選出一個作為該負相供電電壓，該調整單元用以產生該輸出電壓，且根據該控制信號、該正相供電電壓、該負相供電電壓，來調整該輸出電壓的大小以符合該輸出電壓的期望值設定。
12. 如請求項11所述的電壓產生電路，其中，該控制信號包括一第一控制信號及一第二控制信號，該選擇信號包括一第一位元及一第二位元，該調整單元包括一第一調整單元，接收該多個第一供電電壓、該第一控制信號、該選擇信號的第一位元，且根據該選擇信號的第一位元從該多個第一供電電壓中選出一個作為該正相供電電壓，且根據該第一控制信號及該正相供電電壓產生一正相調整電流，一第二調整單元，接收該多個第二供電電壓、該第二控制信號、該選擇信號的第二位元，且根據該選擇信號的第二位元從該多個第二供電電壓中選出一個作為該負相 供電電壓，且根據該第二控制信號及該負相供電電壓產生一負相調整電流，該正相調整電流、該反相調整電流作用於一負載產生該輸出電壓。
13. 如請求項12所述的電壓產生電路，其中，該電壓轉換模組更包括二多路開關單元，該二多路開關單元分別電連接該第一組供電端及該第二組供電端，該二多路開關單元分別接收該選擇信號的第一位元、該選擇信號的第二位元，該放大器具有一接收該參考電壓的反相輸入端、一偵測該輸出電壓的該正相輸入端、一提供該第一控制信號的第一輸出端、一提供該第二控制信號的第二輸出端、一正供電端及一負供電端，該二多路開關單元的一個根據該選擇信號的第一位元從該多個第一供電電壓中選出一個供應到該放大器的正供電端，該二多路開關單元的另一個根據該選擇信號的第二位元從該多個第二供電電壓中選出一個供應到該放大器的負供電端。
14. 如請求項11所述的電壓產生電路，更包括一控制模組，該控制模組用以根據該輸出電壓的期望值產生該選擇信號。