[發明專利]直流－直流變換器、電源電路、控制直流－直流變換器的方法及控制電源電路的方法

有效

• 申請號: 02106885.2
• 申請日: 2002-03-07
• 公開（公告）號: CN1374739A
• 公開（公告）日: 2002-10-16
• 發明（設計）人: 中川慎一;伊藤秀信
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02M3/145
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

技術領域

本發明涉及一種直流-直流變換器、電源電路、控制直流-直流變換器的方法以及控制電源電路的方法。

背景技術

便攜式電話變得越來越緊湊。在便攜式電話的電源電路中使用的電源IC由此具有許多輸出并通過低壓運行。為延長電池的壽命，必需降低電源電路的功耗。

附圖1所示為已有的便攜式電話的電源電路50的示意電路圖。電源電路50包括直流-直流變換器1和低下降(LDO)調壓器7。

在直流-直流變換器1中，開關控制電路2控制p-溝道MOS晶體管(第一輸出晶體管)Tr1的開關操作。在直流-直流變換器1中，第一輸出晶體管Tr1的開關操作、電感器3、電容器4和反饋二極管(flybackdiode)5降低電源電壓Vp以產生第一降低的電壓Vo1。從在電感器3和電容器4之間的節點N1給低下降調壓器7的電源端(未示)輸送第一輸出電壓Vo1。

低下降調壓器7包括p-溝道晶體管(第二輸出晶體管)Tr2，該晶體管根據比較器8的比較輸出信號接通。在這種狀態下，低下降調壓器7降低第一輸出電壓Vo1以產生第二輸出(降低的)電壓Vo2。給負載電路(未示)輸送第二輸出電壓Vo2。

通過第一電阻R1和第二電阻R2對第二輸出電壓Vo2進行分壓。所分壓的第二輸出電壓Vo2提供給比較器8的正輸入端。第二輸出電壓Vo2的增加增加了比較器8的比較輸出信號并降低了第二輸出晶體管Tr2的輸出(負載)電流Io2。第二輸出電壓的降低降低了比較器8的比較輸出信號并增加了第二輸出晶體管Tr2的輸出電流Io2。因此，第二輸出電壓Vo2保持在預定的電壓上，通過第一和第二電阻R1和R2確定這個預定的電壓。

開關控制電路2和比較器8接收控制信號CNT。當接收第一和第二輸出電壓Vo1，Vo2的負載電路進入備用狀態時，控制信號CNT變低。較低的控制信號CNT切斷開關控制電路2和比較器8并使第一和第二輸出晶體管Tr1，Tr2斷開。這就停止了第一和第二輸出電壓Vo1和Vo2的輸送。

附圖6的已有技術部分所示為當電源電路50開始接收功率時第二輸出電壓Vo2的特性。

當電池開始供電時，施加到直流-直流變換器1的電源電壓Vp增加并且控制信號CNT的電壓隨著電源電壓Vp同步地增加。

在直流-直流變換器1中，開關控制電路2的運行停止，而第一輸出晶體管Tr1仍然保持截斷直到電源電壓Vp達到預定的電壓V1。當電源電壓Vp增加到預定的電壓V1時，開關控制電路2開始運行。這就開始了第一輸出晶體管Tr1的開關作用。在這種狀態下，控制第一輸出晶體管Tr1的接通時間以使它逐漸變得更長以防止由第一輸出電壓Vo1突然增加引起的問題。因此，第一輸出電壓Vo1逐漸增加。隨后，當第一輸出電壓Vo1進一步增加到預定的電壓V2時，低下降調壓器7的比較器8開始工作并增加第二輸出電壓。

在電源電路50中，隨著控制信號CNT變高當開關控制電路2開始運行時，開關控制電路2消耗消耗電流I1，而當比較器8開始運行時比較器8消耗消耗電流I2。

當控制信號CNT變高并從直流-直流變換器1和低下降調壓器7中輸出第一輸出電壓Vo1，Vo2時，消耗電流I1，I2恒定。因此，如在附圖6的已有技術部分中所示，開關控制電路2和比較器8的總的電流消耗(I1+I2)恒定而與通過低下降調壓器7輸送到負載電路的負載電流Io₂的大小無關。

因此，隨著負載電流Io₂降低，通過直流-直流變換器1和低下降調壓器7消耗的功率的比率增加。這降低了電源電路50的效率。

此外，當電源電路50開始接收功率時，第一輸出電壓Vo1逐漸增加。這使從開始輸送功率時到第二輸出電壓Vo2增加到預定的電平時的延遲時間t1相對較長。

當給電源電路50輸送功率時，當控制信號CNT變低時第一和第二輸出晶體管Tr1，Tr2截斷。這就降低了第一和第二輸出電壓Vo1，Vo2。當控制信號CNT再次變高時，第一輸出電壓Vo1逐漸增加。這就使從控制信號CNT變高時到第二輸出電壓Vo2增加到預定的電平時的延遲時間t3相對較長。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種直流-直流變換器，這種直流-直流變換器降低了功耗并能夠迅速地增加輸出電壓。