[發(fā)明專利]開關(guān)電源裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110339544.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102545603A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊谷敬三
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三美電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M3/155
• 分類號(hào): H02M3/155
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)直流電壓進(jìn)行變換的開關(guān)穩(wěn)壓器方式的直流電源裝置，尤其涉及具備具有限制輸出電壓的上限和下限的兩個(gè)閾值電壓的比較器的開關(guān)電源裝置。

背景技術(shù)

作為對(duì)直流輸入電壓進(jìn)行變換來(lái)輸出不同電位的直流電壓的電路，有開關(guān)穩(wěn)壓器方式的DC-DC變換器。在所述DC-DC變換器中具有以下DC-DC變換器，其具備：將從電池等直流電源供給的直流電壓施加給電感器(線圈)使流過(guò)電流，在線圈中積蓄能量的驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件；在該驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件斷開的能量釋放期間對(duì)線圈的電流進(jìn)行整流的整流元件；對(duì)上述驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件進(jìn)行接通、斷開控制的控制電路。

以往，在上述開關(guān)穩(wěn)壓器方式的DC-DC變換器中，用誤差放大器檢測(cè)輸出電壓的大小，并反饋給PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制用的比較器或PFM(脈沖頻率調(diào)制)控制用的比較器，當(dāng)輸出電壓下降時(shí)控制脈沖寬度或頻率以便延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件的接通時(shí)間，當(dāng)輸出電壓上升時(shí)進(jìn)行縮短驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件的接通時(shí)間的控制。

在PWM控制中，設(shè)置生成預(yù)定頻率的三角波的波形生成電路、和對(duì)與輸出電壓對(duì)應(yīng)的電壓和三角波進(jìn)行比較的PWM比較器，使驅(qū)動(dòng)脈沖的周期(頻率)固定，根據(jù)輸出電壓來(lái)使脈沖寬度變化。即，進(jìn)行當(dāng)負(fù)荷減輕時(shí)使脈沖寬度變窄、當(dāng)負(fù)荷加重時(shí)使脈沖變寬的控制。另一方面，在PFM控制中，固定脈沖寬度，進(jìn)行當(dāng)負(fù)荷減輕時(shí)降低脈沖的頻率、當(dāng)負(fù)荷加重時(shí)升高脈沖的頻率的控制。

但是，無(wú)論在PWM控制中還是在PFM控制中，都重復(fù)在驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件接通的期間輸出電壓上升、在斷開期間輸出電壓下降的變化(波紋：ripple)。該輸出電壓的波紋對(duì)于負(fù)荷來(lái)說(shuō)不理想，因此，在開關(guān)穩(wěn)壓器中存在想要抑制輸出電壓的波紋的要求。PWM控制可以通過(guò)升高開關(guān)頻率來(lái)減小波紋。但是，在負(fù)荷變得非常輕的情況下，即使以最小脈沖寬度的脈沖進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，有時(shí)輸出電壓也上升。

與之相對(duì)，PFM控制，當(dāng)負(fù)荷減輕時(shí)減小頻率，因此具有可以減小輕負(fù)荷時(shí)的電流的優(yōu)點(diǎn)，但是存在波紋增大的不良狀況。此外，為了抑制輸出電壓的變化而使用電容器，但是，當(dāng)波紋大時(shí)必須使電容器的電容值較大。因此，希望可以通過(guò)穩(wěn)壓器自身減小輸出電壓的波紋。因此，在使用了遲滯比較器的開關(guān)穩(wěn)壓器中提出了謀求減小輸出電壓的波紋的發(fā)明(例如專利文獻(xiàn)1)。

圖5～圖7表示專利文獻(xiàn)1所公開的開關(guān)穩(wěn)壓器。在該穩(wěn)壓器中，如圖5所示，設(shè)置了作為遲滯比較器中的閾值電壓(參考電壓)而生成Vth1和Vth2的電路。而且，該閾值電壓生成電路如圖6所示，可將Vth2切換為Vth2H和Vth2L。

在所述結(jié)構(gòu)的穩(wěn)壓器中，在輕負(fù)荷時(shí)，當(dāng)通過(guò)分泄(breeder)電阻R1、R2分壓后的Vout’達(dá)到閾值電壓Vth1時(shí)，在某延遲時(shí)間后，輸出晶體管M1、M2一起成為截止的狀態(tài)。并且，在此期間Vout’下降，達(dá)到閾值電壓Vth2H，在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后再次轉(zhuǎn)移到充電放電動(dòng)作，進(jìn)行使Vout’上升的控制。通過(guò)進(jìn)行將Vth2切換為Vth2H和Vth2L的控制，可以減小輸出電壓Vout的波紋。

但是，在專利文獻(xiàn)1的發(fā)明中使用兩個(gè)比較器(CMP1、CMP2)，控制Vout’的波紋電壓的上限和下限。因此，由于構(gòu)成比較器的元件的制造波動(dòng)，本來(lái)想要使Vth1＞Vth2的關(guān)系成立卻可能成為Vth1＜Vth2。其結(jié)果，存在有可能無(wú)法進(jìn)行正常的開關(guān)控制的課題。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-20352號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明著眼于上述課題而提出，其目的在于，提供在具備具有限制輸出電壓的上限和下限的兩個(gè)閾值電壓的比較器的開關(guān)電源裝置中，可以避免由于構(gòu)成比較器的元件的波動(dòng)而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行正常的開關(guān)控制的技術(shù)。

本發(fā)明為了達(dá)成上述目的而提供一種開關(guān)電源裝置，具備：在輸入直流電壓的電壓輸入端子和連接負(fù)載的輸出端子之間連接的電感器；使在所述電感器中間歇地流過(guò)電流的驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件；以及根據(jù)輸出的反饋電壓，生成并輸出用于對(duì)所述驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件進(jìn)行接通、斷開控制的信號(hào)的控制電路，該開關(guān)電源裝置輸出與輸入電壓不同電位的電壓，其中，所述控制電路具備：監(jiān)視所述電感器的起始端側(cè)的端子的電位，并根據(jù)該端子電位的變化輸出預(yù)定的信號(hào)的端子電位檢測(cè)電路；對(duì)與輸出電壓成比例的反饋電壓和預(yù)定的閾值電壓進(jìn)行比較的比較器；根據(jù)所述比較器的輸出和所述端子電位檢測(cè)電路的輸出，生成并輸出用于控制所述驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件的信號(hào)的邏輯電路，所述比較器，在輸出電壓上升的期間比較第一電位的閾值電壓與所述反饋電壓，在輸出電壓下降的期間比較比所述第一電位低的第二電位的閾值電壓與所述反饋電壓，輸出與大小相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。