[發(fā)明專利]開關(guān)調(diào)節(jié)器及包含該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210160357.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN102801313A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 野田一平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社理光
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156;H02M1/14
• 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

本公開涉及用于高準(zhǔn)確度地向負(fù)載電路（例如，CPU）提供電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器以及采用該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備。更為具體地，涉及即使在輸入電壓和輸出電流變化時(shí)也使得開關(guān)頻率和輸出電壓保持恒定的開關(guān)調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

目前，在移動(dòng)電話中通常安裝各種不同應(yīng)用。應(yīng)用自身往往以非常高的速率消耗電池功率，并且結(jié)果是，需要外部組件小型化同時(shí)能夠處理大電流和低輸出電壓的電源電路。另外，用作移動(dòng)電話側(cè)上的主要電源的鋰離子電池的放電特性上的改進(jìn)已經(jīng)擴(kuò)大了可用于電源電路的輸入的電壓范圍。此外，現(xiàn)在通常通過根據(jù)CPU的操作狀態(tài)改變電源電路的設(shè)置電壓，優(yōu)化與電源電路的輸出端子相連的負(fù)載電路（例如，CPU）的操作速度和功率消耗。因此，需要即使在輸入電壓、輸出電壓或輸出電流變化時(shí)也使得輸出電壓保持恒定的電源電路。

圖11是例示常規(guī)開關(guān)調(diào)節(jié)器1P的電路圖。開關(guān)調(diào)節(jié)器1P是具有其導(dǎo)通時(shí)段長(zhǎng)度固定的開關(guān)元件的紋波檢測(cè)型開關(guān)調(diào)節(jié)器的一個(gè)示例。圖12是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器1P中的開關(guān)時(shí)間控制電路3P的電路圖。圖13是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器1P的操作的時(shí)序圖。

在圖11中，開關(guān)調(diào)節(jié)器1P包括開關(guān)元件控制電路2、比較器6、開關(guān)時(shí)間控制電路3P、輸入電壓VIN所輸入到的輸入端子T1、輸出端子LX、連接在輸入端子T1和輸出端子LX之間的開關(guān)元件SW1、連接在輸出端子LX和地電壓之間的開關(guān)元件SW2、包括分壓電阻器8和分壓電阻器9的分壓電路7以及反饋端子TF，該分壓電阻器8具有阻抗Rf1，以及該分壓電阻器9具有阻抗Rf2。此外，開關(guān)元件控制電路2包括RS觸發(fā)電路22和控制信號(hào)生成電路23。

此外，在圖12中，開關(guān)時(shí)間控制電路3P包括參考電流源51、連接在參考電流源51和地電壓之間的電容器52、與電容器52并聯(lián)的開關(guān)元件SW5、用于輸出預(yù)定參考電壓VR的電壓源54以及比較器43，該參考電流源51的一個(gè)端子與輸入端子T1相連并且輸出預(yù)定參考電流Ic，該電容器52具有容抗Cc。

在圖11中，從輸出端子LX輸出的輸出電壓經(jīng)由高頻去除和平滑低通濾波器15輸出到負(fù)載電路10（例如，CPU），該高頻去除和平滑低通濾波器15由具有感抗L的電感器12和具有容抗Cout的輸出電容器14組成。這里，具有阻抗Resr的電阻器13是輸出電容器14的串聯(lián)等效寄生電阻器。低通濾波器15的輸出電壓VOUT經(jīng)由反饋端子TF輸入到開關(guān)調(diào)節(jié)器1P，并且經(jīng)由分壓電路（dividing?circuit）7進(jìn)行分壓。

然后，將分壓后的反饋電壓VF輸出到比較器6的反相輸入端子（-）。比較器6將反饋電壓VF與從電壓源11輸入到比較器6的非反相輸入端子（+）的預(yù)定參考電壓VR進(jìn)行比較。當(dāng)反饋電壓VF大于參考電壓VREF時(shí)，比較器6向RS觸發(fā)電路22的置位端子S輸出低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P，而在反饋電壓VF小于參考電壓VREF時(shí)，比較器6向RS觸發(fā)電路22的置位端子S輸出高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P。這里，用作第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)的高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P指示開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻（timing）。

參見圖12，開關(guān)時(shí)間控制電路3P生成供輸出給RS觸發(fā)電路22的復(fù)位端子R的開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P，該開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P指示開關(guān)元件SW1的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻。另外，將RS觸發(fā)電路2的輸出信號(hào)PSET輸出給控制信號(hào)生成電路23。控制信號(hào)生成電路23生成用于控制開關(guān)元件SW1的開關(guān)的開關(guān)元件控制信號(hào)PDRV以及用于控制開關(guān)元件SW2的開關(guān)的開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV，從而在輸出信號(hào)PSET下降時(shí)完成開關(guān)元件SW1的導(dǎo)通時(shí)段，以及在輸出信號(hào)PSET上升時(shí)完成開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段，并且開關(guān)元件SW1和SW2相互交替地導(dǎo)通和關(guān)斷。另外，控制信號(hào)生成電路23與開關(guān)元件控制信號(hào)PDRV同步地生成輸出信號(hào)TCHB1，并且將輸出信號(hào)TCHB1輸出到開關(guān)時(shí)間控制電路3P。注意，開關(guān)元件SW1響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)PDRV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)PDRV而關(guān)斷。另外，開關(guān)元件SW2響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而關(guān)斷。對(duì)開關(guān)元件SW1和SW2進(jìn)行控制，從而使得在開關(guān)元件SW1關(guān)斷時(shí)開關(guān)元件SW2導(dǎo)通，以及在開關(guān)元件SW2關(guān)斷時(shí)開關(guān)元件SW1導(dǎo)通。