[發(fā)明專利]DC-DC轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080003233.7
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN102217179A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石井卓也
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器，特別涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器中的高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓的自舉電路(bootstrap)。

背景技術(shù)

作為各種電子設(shè)備的直流電源，通常使用開關(guān)方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器。一般，DC-DC轉(zhuǎn)換器對串聯(lián)連接在輸入電壓與地之間的高邊開關(guān)(high?side?switch)和低邊開關(guān)(low?side?switch)進行開關(guān)控制，利用平滑電容器對蓄積在電感器中的電能進行平滑化來生成輸出電壓。

有時為了DC-DC轉(zhuǎn)換器的小型化和性能的提高，利用N溝道MOSFET來構(gòu)成高邊開關(guān)。此時，需要將高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓設(shè)在輸入電壓以上，因此設(shè)置自舉電路。自舉電路具備連接在高邊開關(guān)和低邊開關(guān)之間的連接點上的電容器，以該電容器的充電電壓提高高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓。

一般，在高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓的自舉電路中，為了不使電容器的電荷逆流向電源側(cè)，在電容器和電源之間設(shè)置二極管。此外，有時代替二極管而設(shè)置壓降小的開關(guān)晶體管來阻止電容器的充電電壓的降低(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2007-195361號公報

若自舉電路想要將高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓提高至輸入電壓以上，則必須使低邊開關(guān)在一定程度的期間內(nèi)維持接通狀態(tài)，從而使電容器充分充電。但是，如待機時或過電壓檢測后的暫時停止時等那樣，在DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)動作暫停的期間達(dá)到長時間的情況下，電容器會進行放電，高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓無法充分被提高。其結(jié)果，即使在動作再次開始時對高邊開關(guān)進行接通控制，高邊開關(guān)也不會被接通，存在無法順暢地再次啟動DC-DC轉(zhuǎn)換器的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的課題是能夠使具有自舉電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器從長時間的開關(guān)暫停狀態(tài)順暢地恢復(fù)到通常狀態(tài)。

為了解決上述課題，本發(fā)明采用了如下的結(jié)構(gòu)。即，一種對串聯(lián)連接在輸入電壓與地之間的高邊開關(guān)和低邊開關(guān)分別進行開關(guān)控制，使輸入電壓降壓來生成輸出電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器，具備自舉電路，該自舉電路具有在低邊開關(guān)處于接通狀態(tài)時被充電的電容器，以電容器的充電電壓來提高高邊開關(guān)的接通驅(qū)動電壓，在從對高邊開關(guān)和低邊開關(guān)的開關(guān)控制的暫停進行指示的暫停信號變成無效起的固定時間內(nèi)，對高邊開關(guān)進行關(guān)斷控制，并且對低邊開關(guān)進行接通控制，在經(jīng)過固定時間之后，開始高邊開關(guān)的接通控制。具體而言，DC-DC轉(zhuǎn)換器除了上述自舉電路外，還具備：控制電路，其對高邊開關(guān)和低邊開關(guān)進行開關(guān)控制；和固定時間觸發(fā)電路，其在對高邊開關(guān)和低邊開關(guān)的開關(guān)控制的暫停進行指示的暫停信號變成無效時，使輸出在固定時間內(nèi)有效。并且，控制電路在固定時間觸發(fā)電路的輸出有效時，對高邊開關(guān)進行關(guān)斷控制，并且對低邊開關(guān)進行接通控制。

由此，在從暫停狀態(tài)結(jié)束開始直到對高邊開關(guān)進行接通控制為止的期間內(nèi)，自舉電路中的電容器被充電。因此，即使暫停狀態(tài)持續(xù)很長時間而導(dǎo)致電容器放電，也能夠在動作再次開始時使高邊開關(guān)處于接通狀態(tài)。由此、DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠從暫停狀態(tài)順暢地恢復(fù)到通常狀態(tài)。

(發(fā)明效果)

根據(jù)本發(fā)明，具有自舉電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠從長時間的開關(guān)暫停狀態(tài)順暢地恢復(fù)到通常狀態(tài)。

附圖說明

圖1是第1實施方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示了圖1中的固定時間觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1的DC-DC轉(zhuǎn)換器的動作時序圖。

圖4是第2實施方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是表示了圖4中的固定時間觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是圖4的DC-DC轉(zhuǎn)換器的動作時序圖。

具體實施方式

(第1實施方式)

圖1表示第1實施方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。在輸入電壓Vin和地之間串聯(lián)連接有高邊開關(guān)1和低邊開關(guān)2。這些開關(guān)都由N溝道MOSFET構(gòu)成，分別由驅(qū)動器11、12來驅(qū)動。并且，使這些開關(guān)以規(guī)定的時間比率交替地導(dǎo)通，利用平滑電容器4對蓄積在電感器3上的電能進行平滑化，從而生成輸出電壓Vout。