[發明專利]開關穩壓器

有效

• 申請號: 201110334671.8
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102545597A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 川越治
• 申請（專利權）人: 三美電機株式會社
• 主分類號: H02M3/145
• 分類號: H02M3/145;H02M1/14
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

技術領域

本發明涉及把在輸入端子輸入的輸入電壓變換為預定的恒定電壓后從輸出端子輸出給負載的開關穩壓器。

背景技術

近年來，作為在小型電子設備中使用的高效率的電源電路，應用了使用電感器的非絕緣型的開關穩壓器。

作為開關穩壓器的控制方法，已知兩種方式。一種是使一定頻率的時鐘脈沖的占空比(duty?cycle)變化，將輸出電壓控制為恒定的PWM(Pulse?Width?Modulation)控制。另一種是脈沖寬度恒定，使時鐘的周期變化，將輸出電壓控制為恒定的PFM(Pulse?Frequency?Modulation)控制。

在PWM控制中，即使是輕負載也按照一定的周期進行開關晶體管的接通/關斷，所以向負載輸出的電流小的輕負載情況下的效率惡化。與此相對，在PFM控制中，根據所連接的負載使開關晶體管進行開關的信號的頻率變動，因此對于輕負載來說效率好于PWM控制。

因此，目前根據負載條件來切換PWM控制和PFM控制。

圖3說明現有的開關穩壓器。開關穩壓器10把從輸入端子VIN輸入的輸入電壓變換為預定的恒定電壓，將其作為輸出電壓從輸出端子VOUT輸出。開關穩壓器10具有PWM控制用放大器11、PFM控制用放大器12、PWM/PFM模式控制電路13、PFM控制電路14、相位補償電路15、切換開關16。

在開關穩壓器10中，通過由PWM/PFM模式控制電路13切換切換開關16，切換PWM控制用放大器11和PFM控制用放大器12來切換PWM控制模式和PFM控制模式。

例如在專利文獻1中記載了如此切換PWM控制和PFM控制來進行控制的開關穩壓器。

在上述現有的開關穩壓器10中，在PWM控制模式下，通過誤差放大器進行輸出電壓的控制，在PFM控制模式下，通過比較器進行輸出電壓的控制。因此，由于誤差放大器和比較器的偏移電壓的差，在控制模式之間存在在輸出電壓中產生波動的問題。此外，在誤差放大器中需要用于防止振蕩的相位補償電路15，所以響應速度降低，無法作為比較器來共用，電路規模增大。

【專利文獻1】日本特開2009-278713號公報

發明內容

本發明是鑒于以上情況，為了解決以上問題而提出的，其目的在于提供一種能夠通過簡單的結構抑制輸出電壓的波動的開關穩壓器。

本發明為了達成上述目的而采用以下結構。

本發明提供一種開關穩壓器(100)，其把輸入到輸入端子(VIN)的輸入電壓變換為預定的恒定電壓，從輸出端子(VOUT)輸出給負載，其中具有：第一以及第二開關晶體管(M10、M20)，其根據控制信號進行開關；電感器(LX)，其通過所述第一或第二開關晶體管(M10、M20)的開關，使用所述輸入電壓進行充電；控制模式切換單元(120)，其根據在所述電感器(LX)中流過的電流的方向，切換第一控制模式和第二控制模式；放大器(180)，其作為誤差放大器或比較器進行工作；以及相位補償單元(190)，其通過開關單元(SW10、SW20)與所述放大器(180)連接，所述控制模式切換單元(120)，在所述第一控制模式下使所述開關單元(SW10、SW20)接通，將所述放大器(180)與所述相位補償單元(190)連接，使所述放大器(180)作為所述誤差放大器工作，在所述第二控制模式下使所述開關單元(SW10、SW20)關斷，使所述放大器(180)作為所述比較器工作。

此外，在本發明的開關穩壓器中，所述第一控制模式是PWM控制模式，所述第二控制模式是PFM控制模式。

上述括號內的參照符號是為了容易理解而附加的，只不過是一個例子，不限于圖示的方式。

根據本發明，能夠通過簡單的結構抑制輸出電壓的波動。

附圖說明

圖1是說明本發明的開關穩壓器的圖。

圖2是說明控制模式間的輸出電壓的波動的圖。

圖3是說明現有的開關穩壓器的圖。

符號說明

100開關穩壓器；110比較器；120PWM/PFM模式控制電路；

130PFM控制電路；140驅動電路；170PWM比較器；180放大器

具體實施方式

在本發明的開關穩壓器中，在兩個控制模式下共用放大器。本實施方式的兩個控制模式是PWM控制模式和PFM控制模式，在PWM控制模式時對放大器連接相位補償電路，使其作為誤差放大器工作，在PFM控制模式時使放大器作為比較器工作。