开关调节器制造技术

本发明专利技术所涉及的开关调节器包括：比较器，其生成输出电压所对应的反馈电压与规定的基准电压之间的比较信号；振荡器，其生成规定频率的时钟信号；锁存电路，其根据所述比较信号和所述时钟信号，生成期望占空比的脉冲宽度调制信号；输出晶体管，其根据所述脉冲宽度调制信号被开关控制，从其一端引出矩形波状的开关电压；和相位补偿电路，其连接在所述锁存电路的输出端与所述比较器的反馈电压输入端之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由输入电压生成所期望的输出电压的开关调节器。技术背景图4是表示开关调节器的一个现有例的电路图。该图所示的现有结构的开关调节器构成为将规定的基准电压Vref 和与输出电压Vo对应的反馈电压Vfb进行比较，根据其比较信号Sa和规 定的时钟信号Sb,生成期望占空比的脉冲宽度调制信号Sc(下面称作PWM (Pulse Width Modulation)信号Sc)，进而生成输出晶体管101的栅极信 号Sd。另外，在该图所示的现有结构的开关调节器中，输出晶体管101在时 钟信号Sb的上升沿被导通，在比较信号Sa的下降沿被截止。因此，成为从漏极被施加输入电压Vi的输出晶体管101的源极，取 出与其导通/截止对应的矩形波状的开关电压Vsw的形式，通过对其进行 平滑化，可生成所期望的输出电压Vo。此外，作为与上述相关联的现有技术，可举出特开2006—3395S号公 报(下面称作专利文献l)、特开2006—246626号公报(下面称作专利文 献2)。在专利文献1中，公开了一种为了防止子谐波振荡(sub harmonic oscillation)，利用输入电压与输出电压的运算结果，来进行适当量的倾斜 补偿的电流模式控制型的开关调节器。另外，在专利文献2中，公开了一种为了防止子谐波振荡，利用输入 电压与输出电压的电压差，来进行适当量的倾斜补偿的电流模式控制型的 开关调节器。的确，如果是图4所示的现有结构的开关调节器，则能够以简易的构4成由输入电压Vi生成期望的输出电压Vo。然而，在上述现有结构的开关调节器中，由于比较器102、锁存电路 105及预驱动器106的各动作中所产生的不可避免的延迟，有可能导致输 出动作不稳定、或无法得到所期望的谐振频率。尤其在想要增高开关频率 时，由于上述延迟造成的影响十分显著，所以，容易产生上述的不良情况。另外，作为解决上述不良情况的方案，以往采取了加速电容器C2等 的外置，但在这样的对策中，会招致外置元件数量无用的增加、和伴随之 的成本增加。而且，在上述现有结构的开关调节器中，与电流模式控制型的开关调 节器同样，在输入电压Vi与输出电压Vo的电压差小的情况下(例如输出 电压Vo/输入电压Vi^1/2)等，当输出晶体管101的导通占空比超过50 %时，容易发生子谐波振荡，导致波动(ripple)增大，存在着输出精度降 低的课题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的问题点而提出，其目的在于，提供一种能够稳定且 高精度地由输入电压生成所期望的输出电压的开关调节器。为了实现上述目的，本专利技术的开关调节器包括比较器，其生成输出 电压所对应的反馈电压与规定的基准电压的比较信号；振荡器，其生成规 定频率的时钟信号；锁存电路，其根据所述比较信号和所述时钟信号，生 成期望占空比的脉冲宽度调制信号；输出晶体管，其根据所述脉冲宽度调 制信号被开关控制，从其一端引出矩形波状的开关电压；和相位补偿电路， 其连接在所述锁存电路的输出端与所述比较器的反馈电压输入端之间。从以下所描述的优选实施方式及附图，可更加明确其他特点、元件、 步骤、优点及本专利技术的特征。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的开关调节器的一个构成例的电路图。图2是用于说明相位补偿电路17的动作的波形图。图3是用于说明相位补偿电路17的作用效果的波形图。图4是表示开关调节器的一个现有例的电路图。具体实施方式图1是表示本专利技术所涉及的开关调节器的一个实施方式的电路图。 如该图所示，本实施方式的开关调节器具有开关调节器ICIO、和外置于该开关调节器的二极管(肖特基二极管)Dl、电感L1、电容C1及电 阻R1 R2。开关调节器IC10是将N沟道型场效应晶体管(输出晶体管)11、比 较器12、直流电压源13、振荡器14、锁存电路(RS触发电路)15、预驱 动器16和相位补偿电路17集成化而构成的半导体装置。输出晶体管11的漏极与输入电压Vi的施加端连接。输出晶体管11 的源极分别与二极管D1的阴极和电感L1的一端连接。二极管D1的阳极 与接地端连接。电感L1的另一端作为输出电压Vo的引出端与负载(未图 示)连接，另一方面，通过经由电容C1的路径、及经由电阻R1 R2的 路径还与接地端连接。比较器12的非反转输入端(+ )与直流电压源13的正极端(基准电 压Vref的施加端)连接。直流电压源13的负极端与接地端连接。比较器 12的反转输入端( 一 )与输出电压Vo所对应的反馈电压Vfb的施加端(电 阻R1与电阻R2的连接节点)连接。锁存电路15的复位端(R)与比较器12的输出端连接。锁存电路15 的设定端(S)与振荡器14的输出端连接。锁存电路15的输出端(Q)经 由预驱动器16与输出晶体管11的栅极连接。相位补偿电路17是电阻17a与电容17b的串联连接电路，连接在锁 存电路15的输出端与比较器12的反转输入端(一)(反馈电压Vfb的输 入端)之间。针对由上述结构形成的开关调节器的基本动作(输出电压Vo的生成 动作)进行说明。当由输入电压Vi生成所期望的输出电压Vo时，在比较器12中生成 输出电压Vo所对应的反馈电压Vfb与规定基准电压Vref的比较信号Sa。 更具体而言，在比较器12中，当反馈电压Vfb低于基准电压Vref时，将比较信号Sa设为高电平，当高时设为低电平。另一方面，在振荡器14中，为了确定输出晶体管ll的开关频率，生 成了规定频率的时钟信号Sb。在锁存电路15中，根据上述的比较信号Sa和时钟信号Sb生成期望 占空比的PWM信号Sc。更具体而言，锁存电路15中，在时钟信号Sb的 上升沿将PWM信号Sc设为高电平，在比较信号Sa的下降沿将PWM信 号Sc设为低电平。即，在锁存电路15中，如果PWM信号Sc根据时钟 信号Sb迁移为高电平，则之后直到反馈电压Vfb达到基准电压Vref为止， PWM信号Sc都维持为高电平，当反馈电压Vfb达到了基准电压Vref时， PWM信号Sc迁移为低电平。因此，输出电压Vo越比其目标值低，输出 晶体管ll的导通占空比越高，随着接近于目标值，输出晶体管ll的导通 占空比降低。在预驱动器16中，上述PWM信号Sc的驱动能力被提高，生成输出 晶体管ll的栅极信号Sd。输出晶体管11根据上述的栅极信号Sd进行开关控制，从其源极引出 矩形波状的开关电压Vsw。然后，该开关电压Vsw被由二极管Dl、电感 L1、及电容C1构成的平滑电路平滑化，生成所期望的输出电压Vo。其中， 输出电压Vo被由电阻R1 R2构成的分压电路分压，生成前述的反馈电 压Vfb。通过这样的反馈控制，在本实施方式的开关调节器中，可通过极其简 易的构成由输入电压Vi生成所期望的输出电压Vo。接着，参照图2及图3，对由上述结构形成的开关调节器的相位补偿 动作进行说明。图2是用于说明相位补偿电路17的动作的波形图，图3是用于说明 相位补偿电路17的作用效果的波形图。其中，图2中从上段开始分别由实线表示了PWM信号Sc、输出电压 Vo及反馈电压Vfb。而且，以与上述反馈电压Vfb对比的形式，表示了基 准电压Vref (单点划线)、和不具有相位补偿电路17时的反馈电压(细 的虛线)。另一方面，在图3中从上段开始分别以实线表示了本实施方式的反馈电压Vfb、 PW本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关调节器，包括：比较器，其生成输出电压所对应的反馈电压与规定的基准电压的比较信号；振荡器，其生成规定频率的时钟信号；锁存电路，其根据所述比较信号和所述时钟信号，生成期望占空比的脉冲宽度调制信号；输出晶体管，其根据所述脉冲宽度调制信号被开关控制，从其一端引出矩形波状的开关电压；和相位补偿电路，其连接在所述锁存电路的输出端与所述比较器的反馈电压输入端之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳岛大辉，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]