[發(fā)明專利]開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和具有該穩(wěn)壓器的電子設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680008896.1
• 申請(qǐng)日: 2006-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101142736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大參昌貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/155
• 分類號(hào): H02M3/155
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱進(jìn)桂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同步整流型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(斬波型穩(wěn)壓器)和具有該穩(wěn)壓器的電子設(shè)備。

背景技術(shù)

常規(guī)上，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器已廣泛用作在輸入-輸出差較大條件下以相對(duì)較高的效率進(jìn)行操作的低熱耗穩(wěn)定電源，通過(guò)對(duì)輸出晶體管執(zhí)行導(dǎo)通/截止控制(占空控制)，驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能元件(電容器、電感器等)，以從輸入電壓產(chǎn)生所需的輸出電壓。

對(duì)于提供高變換效率所需的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，采用了如下配置：為了最小化整流元件的導(dǎo)通電阻，采用同步整流晶體管作為整流元件，并與輸出晶體管互補(bǔ)地對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制。

上述同步整流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的一個(gè)缺點(diǎn)在于，當(dāng)不考慮負(fù)載變化而對(duì)其開(kāi)關(guān)進(jìn)行統(tǒng)一控制時(shí)，在負(fù)載較輕的條件下，其中的功率損耗量較大。這種功率損耗增加發(fā)生的原因在于，負(fù)載越輕，允許電感器存儲(chǔ)的能量越少，從而電感器中存儲(chǔ)的能量在比同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段(同步整流晶體管應(yīng)該導(dǎo)通的時(shí)間段，即，存儲(chǔ)能量釋放時(shí)間段)短的時(shí)間段中全部釋放，之后，直到同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段結(jié)束，反向電流從輸出端子流出。

常規(guī)上，作為上述問(wèn)題的解決方案，已公開(kāi)和提出了一種同步整流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(見(jiàn)專利公開(kāi)1)，其具有反向電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)從輸出晶體管和同步整流晶體管之間的中間連接節(jié)點(diǎn)流向電壓輸入端子的反向電流，并在同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段中檢測(cè)到反向電流時(shí)，不允許同步整流晶體管至少在同步整流晶體管將導(dǎo)通的下一時(shí)間段來(lái)臨時(shí)導(dǎo)通。

公開(kāi)并提出了與本發(fā)明相關(guān)的其他常規(guī)技術(shù)，例如：一種電源電路，其中輸出晶體管和同步整流晶體管的導(dǎo)通電阻用于檢測(cè)每個(gè)導(dǎo)通時(shí)間段中的負(fù)載電流，并當(dāng)基于檢測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)負(fù)載較輕時(shí)，使同步整流晶體管截止；以及一種電壓改變電路，根據(jù)輸出晶體管導(dǎo)通之后輸出晶體管的源極與漏極之間的電勢(shì)差，檢測(cè)負(fù)載電流，并基于檢測(cè)結(jié)果，在PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制與PFM(脈沖頻率調(diào)制)控制之間進(jìn)行切換(見(jiàn)專利公開(kāi)2和3)。

專利公開(kāi)1：JP-A-2002-281743

專利公開(kāi)2：JP-A-H11-146637

專利公開(kāi)3：JP-B-3511195

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題

的確，上述開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器能夠在負(fù)載較輕條件下防止反向電流，從而減小功率損耗。

但是，專利公開(kāi)1中公開(kāi)的常規(guī)技術(shù)設(shè)計(jì)為，當(dāng)在同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段中檢測(cè)到反向電流時(shí)，取消將來(lái)臨的下一個(gè)同步整流晶體管導(dǎo)通時(shí)間段，并優(yōu)先將能量存儲(chǔ)到電感器中，以防止再次出現(xiàn)反向電流。因此，這種技術(shù)并未設(shè)計(jì)為切斷在同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段中檢測(cè)到的反向電流。

此外，在專利公開(kāi)1到3中公開(kāi)的所有常規(guī)技術(shù)中，使用比較器作為反向電流檢測(cè)裝置，其將與反向電流相對(duì)應(yīng)的監(jiān)視電壓與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)電壓相比較，這導(dǎo)致電路規(guī)模增大和信號(hào)延遲(切斷反向電流時(shí)的延遲)。此外，具有較大電路規(guī)模的比較器難以集成到輸出晶體管或同步整流晶體管的鄰近，兩者均具有較大的元件尺寸。因此，具有較大電路規(guī)模的比較器易于受到與反向電流無(wú)關(guān)的噪聲的影響，從而在極度嘈雜的環(huán)境中(例如，當(dāng)安裝在移動(dòng)電話單元中時(shí))可能導(dǎo)致反向電流檢測(cè)精度降低。

本發(fā)明的目的是提供：一種開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，能夠通過(guò)高精度地檢測(cè)并切斷反向電流，在負(fù)載較輕條件下，降低功耗，而不會(huì)導(dǎo)致電路規(guī)模的增大或反向電流切斷中的延遲；以及一種具有該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的電子設(shè)備。

解決問(wèn)題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器通過(guò)彼此互補(bǔ)地控制輸出晶體管和同步整流晶體管的開(kāi)關(guān)，驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能元件的一個(gè)端子，從而從輸入電壓產(chǎn)生所需的輸出電壓，所述開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器具有：反向電流檢測(cè)晶體管，在其柵極與源極之間施加所述同步整流晶體管兩端的電壓；以及導(dǎo)通時(shí)間段中斷部分，如果在所述同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段期間，所述反向電流檢測(cè)晶體管進(jìn)入指示反向電流檢測(cè)的打開(kāi)或閉合狀態(tài)，則即使在所述同步整流晶體管的導(dǎo)通時(shí)間段結(jié)束之前，所述導(dǎo)通時(shí)間段中斷部分也使所述同步整流晶體管截止(第一配置)。