[發(fā)明專(zhuān)利]直流-直流轉(zhuǎn)換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910006795.6
• 申請(qǐng)日: 2009-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101534050A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山田真一郎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社理光
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/155
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/155;H03K3/017
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 王 冉

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)要求2008年3月10日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng) No.2008-060005的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)在這里引用將其全部?jī)?nèi)容合并在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于輸出電壓控制開(kāi)關(guān)元件的操作并在預(yù)定范圍內(nèi)保持輸出 電壓的DC-DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器。

更具體地，本發(fā)明涉及將操作功率提供給安裝在各種類(lèi)型的電子設(shè)備中的 各種類(lèi)型的半導(dǎo)體集成電路(IC)器件(諸如中央處理電路(CPU)和存儲(chǔ)器 (RAM、ROM等))的DC-DC轉(zhuǎn)換器。例如，其應(yīng)用可以是用于數(shù)字家電的電源， 數(shù)字家電諸如使用藍(lán)色和紅色LD的DVD播放器以及用于筆記本或臺(tái)式機(jī)的、 使用藍(lán)和紅光的DVD-ROM/R/RW。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著手機(jī)、小型便攜裝置的日益普及，將二次電池用作這樣的小 型便攜裝置的電源。此外，上述電子設(shè)備包括大量IC(集成電路)，而這些IC 需要各自的電源。在DC-DC轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生用于負(fù)載的操作的電源。如果電源變 得不穩(wěn)定，則負(fù)載的操作變得不穩(wěn)定，因此將會(huì)出現(xiàn)故障。因此，DC-DC轉(zhuǎn)換 器需要作為恒定的電源產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓。

圖8顯示公知DC-DC轉(zhuǎn)換器201的電路。DC-DC轉(zhuǎn)換器201包括在單芯片 IC器件上形成的控制電路202和多個(gè)外部元件。從控制電路202輸出的信號(hào) SG1被提供給輸出晶體管203的柵極，所述輸出晶體管203為N-溝道MOS(負(fù) 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管。

電源輸入端VIN連接到用于升壓的線圈204的一端，而線圈204的另一端 連接到輸出晶體管203的漏極。輸出晶體管203的源極接地(GND)。此外，二 極管205連接在輸出晶體管203的漏極和源極之間。更具體地，二極管205的 陽(yáng)極連接到晶體管203的源極，而二極管205的陰極連接到晶體管203的漏極。

在線圈204和輸出晶體管203之間的接合點(diǎn)(junction?node)連接到二 極管206的陽(yáng)極，二極管206的陰極連接到輸出端208。輸出端208經(jīng)由平滑 電容器207(smoothing?capacitor)接地GND。換句話說(shuō)，通過(guò)平滑電容器207 和線圈204形成的平滑電路將輸出電壓VOUT平滑。此外，輸出端208連接到 控制電路202，并且輸出電壓VOUT被提供給控制電路202。

控制電路202包括誤差放大電路211、參考電壓產(chǎn)生電路215、PWM(脈沖 寬度調(diào)制)比較電路212、三角波產(chǎn)生電路213和輸出控制電路214。

誤差放大電路211具有反轉(zhuǎn)輸入端、非反轉(zhuǎn)輸入端和輸出端。誤差放大電 路211的反轉(zhuǎn)輸入端接收電壓VDIV，其中通過(guò)反饋電阻216和217從輸出端 208劃分輸出電壓VOUT產(chǎn)生該電壓VDIV。誤差放大電路211的非反轉(zhuǎn)輸入端 從參考電壓產(chǎn)生電路215接收參考電壓VREF。

在誤差放大電路211中，包括相位補(bǔ)償電容器和電阻器的、未示出的串聯(lián) 電路連接在誤差放大電路211的輸出端和反轉(zhuǎn)輸入端之間，由此防止誤差放大 電路211的震蕩。

誤差放大電路211將參考電壓VREF與通過(guò)由反饋電阻216和217劃分輸 出電壓VOUT產(chǎn)生的電壓VDIV進(jìn)行比較。因此，誤差放大電路211通過(guò)放大電 壓VDIV和VREF之間的差來(lái)產(chǎn)生誤差輸出信號(hào)SG2，并且將輸出信號(hào)SG2輸出 到下一級(jí)的PWM比較電路212。

PWM比較電路212具有反轉(zhuǎn)輸入端、非反轉(zhuǎn)輸入端和輸出端。PWM比較電 路212的非反轉(zhuǎn)輸入端從誤差放大電路211接收誤差輸出信號(hào)SG2，并且PWM 比較電路212的反轉(zhuǎn)輸入端從三角波產(chǎn)生電路213接收三角波信號(hào)SG3。PWM 比較電路212將誤差輸出信號(hào)SG2和三角波信號(hào)SG3進(jìn)行比較。

PWM比較電路212將脈沖信號(hào)作為占空控制信號(hào)SG4輸出到輸出控制電路 214，該占空控制信號(hào)SG4在三角波信號(hào)SG3具有高于誤差輸出信號(hào)SG2的電 壓時(shí)變低，而在三角波信號(hào)SG3具有等于或小于誤差輸出信號(hào)SG2的電壓時(shí)變 高。

輸出控制電路214將占空控制信號(hào)SG4作為上述輸出信號(hào)SG1從PWM比較 電路212輸出到輸出晶體管203的柵極。

具有上述結(jié)構(gòu)的DC-DC轉(zhuǎn)換器201基于從控制電路202輸出的輸出信號(hào) SG1將輸出晶體管203在導(dǎo)通和截止之間切換，由此將輸出電壓VOUT保持在預(yù) 定的電壓值。