电源设备和具有该电源设备的电器制造技术

一种电源设备，具有：ＤＣ／ＤＣ转换器，从输入电压产生中间电压；串联稳压器，从中间电压产生期望的输出电压；输出电流监测电路，监测流过串联稳压器的输出电流；以及中间电压调整电路，调整ＤＣ／ＤＣ转换器的反馈控制，从而当所监测的输出电流增大时，中间电压增大，而当所监测的输出电流减小时，中间电压减小。这个配置提供了完整负载范围中的高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从输入电压产生期望输出电压的电源设备，以及一种包含该电源设备的电器。
技术介绍
图7是示出了常规串联稳压器的示例的电路。如图所示，常规串联稳压器包括输出晶体管Tr，串联于施加有输入电压Vi的节点与导出输出电压Vo的节点之间；电阻器Rx和Ry，串联于导出输出电压Vo的节点与接地节点之间；以及放大器ERR，通过对从电阻器Rx和Ry之间的节点导出的反馈电压Vfb与预定参考电压Vref之间的差电压进行放大，产生输出晶体管Tr的栅极电压。这里，通过以保持与输出电压Vo相当的反馈电压Vfb等于参考电压Vref的方式对输出晶体管Tr的电导进行控制，从而从输入电压Vi产生期望的输出电压Vo。与开关稳压器相比，按照上文配置的串联稳压器产生了较小的可归因于源的(source-attributable)纹波和噪声且具有较小的电路面积，因而广泛用作易受噪声影响的便携式设备等中的电源装置。然而不便的是，使用上述配置的串联稳压器，输出电流Io与输入-输出电势差(Vi-Vo)的乘积完全损耗。因此，假定输出电流Io保持恒定，那么输入-输出电压差(Vi-Vo)越大，效率η就越低。更具体地，当输入电压Vi＝3V、输出电压Vo＝1V且输出电流Io＝100mA时，输出晶体管Tr中的损耗为(3-1)V×100mA＝200mW；相比起来，当输入电压Vi＝5V、输出电压Vo＝1V且输出电流Io＝100mA时，输出晶体管Tr中的损耗为(5-1)V×100mA＝400mW。因此在这个示例中，输入电压Vi从3V至5V的很小增加将导致输出晶体管Tr中的损耗加倍。作为与上述有关的一种常规技术，JP-A-H06-245492(下文中为“专利文献1”)公开并提出了一种直流稳定电源电路，如图8中简化方式所示。这里，在串联稳压器200的前一级中，插入从输入电压Vi中产生中间电压(作为串联稳压器200的输入电压)的DC/DC转换器100，作为用于保持串联稳压器200上的输入-输出电势差(Vp-Vo)恒定的装置。作为与上述有关的另一种常规技术，JP-A-H10-039937(下文是“专利文献2”)公开并提出了一种向负载设备提供驱动电功率的电源设备，所述负载设备包括根据直流功率而操作并产生具有直流脉冲形式的负载电流的脉冲负载电路。这个电源设备包括直流功率产生装置(DC/DC转换器电路)，用于产生负载设备所需的直流功率；功率传递装置，用于把直流功率产生装置所产生的直流功率提供给负载设备；以及负载设备所包含的电压补偿装置(串联稳压器电路)，用于把来自直流功率产生装置的直流功率提供给脉冲负载电路，以便对由于脉冲负载电路中生成的具有直流脉冲形式的负载电流所引起的驱动电压的变化进行补偿。当然，利用专利文献1中的直流稳定电源电路，能够保持串联稳压器200上的输入-输出电势差的恒定，而不需考虑输入电压Vi和输出电压Vo的变化。这有助于比单独使用图7中所示串联稳压器时实现更高的效率η。然而不便的是，在专利文献1的直流稳定电源电路中，没有考虑到串联稳压器200所包括的输出晶体管上的正向电压降Vdrop(输出晶体管的导通电阻与输出电流Io的乘积)随着负载大小的变化(因而输出电流Io变化)而变化的事实。更具体地，在专利文献1的直流稳定电源电路中，流过串联稳压器200中输出晶体管的输出电流Io越小，输出晶体管上的正向电压降Vdrop就越小；流过输出晶体管的输出电流Io越大，输出晶体管上的正向电压降Vdrop就越大。尽管如此，串联稳压器200上的输入-输出电势差保持恒定(例如0.7V)。因此，只要输出电流Io大，专利文献1中的直流稳定电源电路就令人满意地操作；相反，当输出电流Io小时，串联稳压器200被馈入不必要的高电压，因此在轻负载的情况下出现低效率η的缺点。另一方面，根据专利文献2中的常规技术，把串联稳压器布置在负载电路附近的目的基本上是，消除负载电流中的瞬时变化所导致的直流电压变化效应。与仅包括DC/DC转换器的电源设备相比，这当然有助于提高对负载电流变化的抵抗，而且有助于DC/DC转换器布局的灵活性。然而，与专利文献1类似，专利文献2没有公开或提出与轻负载情况下的低效率η或其解决方法有关的任何信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在完整的负载范围中提供高效率的电源设备，而且提供一种包含该电源设备的电器。为了实现上面的目的，根据本专利技术一方面，一种电源设备设置有DC/DC转换器，从输入电压产生中间电压；串联稳压器，从中间电压产生期望的输出电压；输出电流监测电路，监测流过串联稳压器的输出电流；以及中间电压调整电路，对DC/DC转换器的反馈控制进行调整，从而当所监测的输出电流增大时，中间电压增大，而当所监测的输出电压减小时，中间电压减小。根据下文参考附图对本专利技术优选实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、元件、步骤、优点和特性将会变得更加明显。附图说明图1是示出了根据本专利技术的蜂窝电话单元的大致配置的框图；图2是示出了根据本专利技术第一实施例的电源设备20的电路图；图3是示出了中间电压调整电路4的示例的电路图；图4是示出了输出电流Io与中间电压Vmo(≈Vmi)之间的关系的示意图；图5是示出了输出电流Io与效率η之间的关系的示意图；图6是示出了根据本专利技术第二实施例的电源设备20的电路图；图7是示出了常规串联稳压器的示例的电路图；以及图8是示出了常规电源设备的示例的框图，该设备具有插入到串联稳压器前级的DC/DC转换器。具体实施例方式下文通过示例来描述本专利技术，在这些示例中，本专利技术应用于蜂窝电话单元所包含的电源设备，该电源设备产生用于驱动负载的电压。图1是示出了根据本专利技术的蜂窝电话单元的大致配置的框图(具体地，示出了与向负载提供电功率有关的部分)。如图中所示，这个实施例中的蜂窝电话单元包括直流电压源10，产生输入电压Vi；电源设备20，从输入电压Vi产生期望的输出电压Vo；以及负载30，由输出电压Vo来驱动。无需多说，这个实施例中的蜂窝电话单元还包括图中未示出的、用于实现其基本功能(例如通信功能)的装置，包括发射机/接收机电路、扬声器、麦克风、显示器、操作面板和存储器。直流电压源10用作产生直流输入电压Vi的装置，在这个实施例中由电池(例如锂离子电池的可充电电池)来实现。直流电压源10也可以由代替电池的AC/DC转换器来实现，所述转换器把商用交流电压转换为直流电压。电源设备20用作从直流电压源10馈送的输入电压Vi中产生期望的输出电压Vo并把输出电压Vo馈送到负载30的装置。图2是示出了根据本专利技术第一实施例的电源设备20的电路图(部分上为框图)。如图中所示，这个实施例中的电源设备20包括DC/DC转换器1、串联稳压器2、输出电流监测电路3和中间电压调整电路4。首先描述DC/DC转换器1的配置和操作。DC/DC转换器1包括半导体集成电路器件IC 1、电阻器R1至R2、电容器C1和C2以及电感器L1，被配置为从输入电压Vi中产生中间电压Vmo的降压开关稳压器(断路器稳压器)。DC/DC转换器1的输入端子(IN)与施加有输入电压Vi的节点相连，而且还通过用于输入平滑的电容器C1与接地节点相连。开关端子(SW)与电感器L1的一端相连。电感器L1的另一端用作导出中间电压Vmo的节点；电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源设备，包括：ＤＣ／ＤＣ转换器，从输入电压产生中间电压；串联稳压器，从所述中间电压产生期望的输出电压；输出电流监测电路，监测流过所述串联稳压器的输出电流；以及中间电压调整电路，调整所述ＤＣ／ＤＣ转换器的反馈控制，从而当所监测的输出电流增大时，所述中间电压增大，而当所监测的输出电流减小时，所述中间电压减小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：住友弘典，北条喜之，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]