[發明專利]電源控制用半導體裝置和輸出電壓可變電源裝置以及設計方法

在審

• 申請號: 202010427454.2
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111969849A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 牧慎一朗;高野陽一;橫山勝浩
• 申請（專利權）人: 三美電機株式會社
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

1.一種電源控制用半導體裝置，其具備：連接在輸入直流電壓的電壓輸入端子和輸出端子之間的電壓控制用晶體管、根據輸出的反饋電壓來控制上述電壓控制用晶體管的控制電路、以及用于從外部控制輸出電壓的外部端子，其特征在于，

上述控制電路具備：

第1分壓電路，其具有連接于上述輸出端子的串聯形態的第1電阻元件和第2電阻元件，并對上述輸出端子的輸出電壓進行分壓；

第1誤差放大器，其輸出與由上述第1分壓電路分壓后的電壓和預定的基準電壓之間的電位差對應的電壓；以及

輸出電壓變更電路，其根據輸入到上述外部端子的電壓使輸入到上述第1誤差放大器的通過上述第1分壓電路得到的分壓電壓偏移，由此，根據上述外部端子的電壓來變更上述輸出電壓，

上述輸出電壓變更電路具備：

第2誤差放大器，其輸入上述外部端子的電壓；

第2晶體管，上述第2誤差放大器的輸出被施加到該第2晶體管的控制端子；以及

與上述第2晶體管串聯連接的第3電阻元件及第4電阻元件，

上述第3電阻元件和第4電阻元件的連接節點的電壓被負反饋到上述第2誤差放大器的輸入端子。

2.根據權利要求1所述的電源控制用半導體裝置，其特征在于，

上述第1電阻元件及第2電阻元件由形成在公共的第1島區域上的擴散層構成，上述輸出電壓作為島懸浮電位被施加于上述第1島區域，

上述第3電阻元件及第4電阻元件由形成在公共的第2島區域上的擴散層構成，上述第2晶體管和上述第3電阻元件的連接節點的電壓作為島懸浮電位被施加于上述第2島區域。

3.根據權利要求2所述的電源控制用半導體裝置，其特征在于，

上述輸出電壓變更電路具備：

第1電流鏡電路，其連接于上述電壓輸入端子，并將在上述第2晶體管中流動的電流復制；以及

第2電流鏡電路，其連接于上述電壓輸入端子，并使在上述第1電流鏡電路中流動的電流折返流動，

從提取由上述第1分壓電路分壓后的電壓的節點引出由上述第2電流鏡電路復制的電流。

4.根據權利要求3所述的電源控制用半導體裝置，其特征在于，

上述輸出電壓變更電路具備第2分壓電路，其具有連接于上述外部端子的串聯形態的第5電阻元件及第6電阻元件，并對輸入到上述外部端子的電壓進行分壓，

由上述第2分壓電路分壓后的電壓被供給到上述第2誤差放大器。

5.一種輸出電壓可變電源裝置，其特征在于，

在權利要求1至4中任意一項所述的電源控制用半導體裝置的輸出端子連接有外置的電容器。

6.一種電源控制用半導體裝置的設計方法，其是權利要求2至4中任意一項所述的電源控制用半導體裝置的設計方法，其特征在于，

設計上述第3電阻元件的電阻值，以使施加到上述第2島區域的島懸浮電位的變動幅度與根據上述外部端子的電壓而變化的上述輸出電壓的變動幅度之差變小。

7.根據權利要求6所述的電源控制用半導體裝置的設計方法，其特征在于，

在將上述第1電阻元件的電阻值設為R1，將上述第2電阻元件的電阻值設為R2，將上述第3電阻元件的電阻值設為R3，將上述第4電阻元件的電阻值設為R4的情況下，

假設上述第3電阻元件不存在而確定了上述第1電阻元件的電阻值R1、上述第2電阻元件的電阻值R2及上述第4電阻元件的電阻值R4后，確定上述第3電阻元件的電阻值R3使其滿足如下數學式：R3＝R1-R4。

8.一種電源控制用半導體裝置，其具備：連接在輸入直流電壓的電壓輸入端子和輸出端子之間的電壓控制用晶體管、根據輸出的反饋電壓來控制上述電壓控制用晶體管的控制電路、以及用于從外部控制輸出電壓的外部端子，

其特征在于，

上述控制電路具備：

第1分壓電路，其具有連接于上述輸出端子的串聯形態的第1電阻元件和第2電阻元件，并對上述輸出端子的輸出電壓進行分壓；

第1誤差放大器，其輸出與由上述第1分壓電路分壓后的電壓和預定的基準電壓之間的電位差對應的電壓；以及

輸出電壓變更電路，其根據輸入到上述外部端子的電壓使輸入到上述第1誤差放大器的通過上述第1分壓電路得到的分壓電壓偏移，由此，根據上述外部端子的電壓來變更上述輸出電壓，

上述輸出電壓變更電路具備：

第2誤差放大器，其輸入上述外部端子的電壓；

第2晶體管，上述第2誤差放大器的輸出被施加到該第2晶體管的控制端子；以及

與上述第2晶體管串聯連接的第3電阻元件及第4電阻元件，

上述第3電阻元件和第4電阻元件的連接節點的電壓被負反饋到上述第2誤差放大器的輸入端子，

在將上述第1電阻元件的電阻值設為R1，將上述第2電阻元件的電阻值設為R2，將上述第3電阻元件的電阻值設為R3，將上述第4電阻元件的電阻值設為R4的情況下，

假設上述第3電阻元件不存在而設定上述第1電阻元件的電阻值R1、上述第2電阻元件的電阻值R2及上述第4電阻元件的電阻值R4，并且設定上述第3電阻元件的電阻值R3使其滿足如下數學式：R3＝R1-R4。