开关调节器制造技术

本发明专利技术提供一种开关调节器，其中作为软启动电路不需要大的时间常数电容器，能够降低软启动时间的偏差且缩短电源电压稳定化控制开始之前的时间，并且适于ＩＣ化。在本发明专利技术中，将软启动电路的输出电压作为以规定的速率阶跃上升或者阶跃下降的阶跃电压信号，将该阶跃电压变化的周期在电源接通时设为规定的周期，并由检测电路监视ＰＷＭ脉冲的输出，输出在所述电源接通时的初期以后，根据从“Ｈ”向“Ｌ”或者从“Ｌ”向“Ｈ”变化的定时，将软启动电路的输出信号的阶跃电压的变化周期设为大于所述规定的周期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及开关调节器(switching regulator)，具体地涉及在使用开关调节器的DC/DC转换器中，适于不需要作为软启动电路而设置的用于得到大的时间常数的电容器，能够降低软启动时间的偏差，并且缩短电源电压稳定化控制开始之前的时间的IC化的开关调节器。
技术介绍
以往，在便携式的音响设备或个人计算机、PHS、便携式电话机、便携用电子设备中，为得到有效转换的电源电压，采用了使用开关调节器的DC/DC转换器的电源电路。图4是该DC/DC转换器(开关调节器)的一例的说明图。10是开关调节器，11是其误差放大器，12是基准电压发生电路，13是PWM脉冲发生电路，14是驱动器。15是开关电路，P沟道的MOSFET晶体管Q与肖特基二极管D的串联电路设置在电源线+Vcc(输入侧直流电源的电压)和地线GND之间。16是其输出端子，在该输出端子16上，电力用的电容器Co设置在与地线GND之间。并且，晶体管Q和肖特基二极管D的连接点与该输出端子16之间连接线圈L。作为线圈L，使用例如10μH左右的线圈，作为电容器Co，使用例如150μF左右的电容器。此外，在输出端子16上，还在和地线GND之间设有输出电压检测用的电阻分压电路17，由电阻分压电路17检测的电压Vs反馈到误差放大器11。该检测电压Vs在误差放大器11中与基准电压发生电路12的比较基准电压Vref进行比较。根据该比较结果，在误差放大器11中产生误差电压VE(误差检测信号)，然后输入到PWM脉冲发生电路13中。PWM脉冲发生电路13通常由比较器(COM)13a和三角波发生电路13b构成。在PWM脉冲发生电路13中，这些三角波发生电路13b的电压波形在比较器13a中与误差电压Eo进行比较。用基于与比较基准电压Vref的比较结果的误差电压Eo来对三角波进行限幅，并与被限幅的宽度对应地生成PWM脉冲。PWM脉冲被施加到驱动器14。驱动器14根据PWM脉冲的脉冲宽度来导通/截止晶体管Q，从而向输出端子16产生降压的电压(在升压型时为由回扫脉冲产生的升压电压)。而且，肖特基二极管D为在晶体管Q截止时、将从线圈L流出的电流换流向线圈L的续流二极管(flywheel diode)。由此，以使由电阻分压电路1 7分压的电压、即检测电压Vs与比较基准电压Vref一致的方式控制晶体管Q的导通/截止，在输出端子16产生输出电压Vo，且该输出电压Vo被稳定为作为目标的恒定电压Vta。而且，因为在比较器13a的输出中具有晶体管Q的驱动能力，因此，在不需要驱动器14的情况下则将其删除。此时，比较器13a的输出直接被送出到晶体管Q。此处，输出电压检测用的电阻分压电路17由电阻R1和电阻R2串联构成。另外，比较器13a的被比较信号的(-)输入端子有两个，其中一个接收来自软启动电路18的输出。软启动电路18是下述的电路通过比较器13a产生PWM脉冲，改变其占空比，通过逐渐扩大驱动脉冲的脉冲宽度来逐渐提高输出电压的电路。在图4中，因为晶体管Q是P沟道晶体管，所以从驱动器14输出的驱动脉冲对应于PWM脉冲的脉冲宽度的变化，LOW电平期间的脉冲宽度逐渐增加，与此相对应，晶体管Q的导通期间增加。该软启动电路18一般公知有使用了CR时间常数电路的电压发生电路或者软启动电压发生电路(专利文献1)，其中，所述CR时间常数电路将对电容器的充电电压设为三角波临界值，所述软启动电压发生电路使用计数器和D/A转换器，根据时钟CLK产生阶梯状上升的电压信号。特别是前者的软启动电路18，其二次侧的电容器Co的电电容量大。由此，相对于输出电流，在需要大的稳定性的电路中，防止冲击电流(冲流)，或在多沟道电源电路中，在控制各个输出定时时便利。通过设置这种软启动电路18，逐渐扩大开关晶体管Q的导通期间，因此，向电容器Co的充电电流逐渐增加，从而防止了在启动时向未充电状态的电容器Co流入大的电流。由此，具有在开关晶体管Q不被破坏地情况下完成的优点。专利文献1日本专利文献特开2004-23948号公报。
技术实现思路
用于软启动的时间根据输出电流值和二次侧电容器Co的电容量的不同而不同，但通常将输出电压Vo上升到目标电压Vta或其附近的正常电压的时间设为1msec～20msec左右。在前者使用CR时间常数电路的软启动电路中，如专利文献1的现有技术中所记载，时间常数用的电容器变大，则存在不能IC化的问题。另一方面，专利文献1所示的使用D/A的软启动电压发生电路虽适于IC化，但由于软启动电压对应固定周期的时钟CLK而阶梯状上升，因此存在启动时间依赖时钟周期的问题。因此，时钟周期被限制。并且，由比较器比较的三角波信号的电压与软启动的阶跃电压在最初交叉之前的时间没有余裕。这样，由于三角波信号的振幅偏差与D/A转换电路的转换特性的偏差，存在不能按照时间软启动的问题。因此，输出电压Vo产生之前的响应迟钝，输出电压难以进入正常的电压状态。在三角波信号的频率高的情况下，为了加快响应，如果使对于D/A的时钟周期接近三角波信号的周期，或者提高时钟频率，使其对应地接近三角波信号的频率，则达不到软启动的状态。此情况，特别在二次侧的电容器Co的电容量大时，存在问题。例如，如果以几百μF左右的电容量使输出电流达到一百mA以上，则即使设置软启动电路，有时几十倍以上的冲流流过，开关晶体管Q被破坏。在专利文献1中，三角波信号的频率低，且使三角波信号的下限电压与软启动电压发生电路的电压一致地开始软启动。但在实际上，存在由于电路的偏差，难以使这些一致，且需要电平调整电路等缺点。并且现状是，如果将三角波信号的频率设为高频率，则不能使其一致地启动。另一方面，如果为了软启动而延长时钟周期(降低其频率)，则在进入正常的电压状态之前花费的时间过多，并且，因为时钟周期长，因计数器值的多少的差和D/A转换电路的转换特性的偏差而导致在电源电压稳定化控制开始之前的时间的偏差增大。因此，在具有多个电源电路的情况下，特别是在多沟道型的电源电路中，不得不控制与偏差最大的电源电路相符合的软启动产生的电源电压，所以，在得到稳定的电压之前的等待时间不得不增加。本专利技术的目的在于解决该现有技术中的问题，并提供一种作为软启动电路不需要大的时间常数电容器、且适于IC化的开关调节器。本专利技术的另一个目的是提供一种能够降低软启动时间的偏差、并且缩短在电源电压稳定化控制开始之前的时间的开关调节器。为达到上述目的，本专利技术的开关调节器的特征在于，将从输出端子向负载输出的电力的电压的一部分或全部返回到误差放大器的一侧的输入，在另一侧的输入上施加规定的恒定电压，根据从误差放大器得到的输出信号而产生脉冲宽度变化的PWM脉冲，根据该PWM脉冲来开关从直流电源接受的电力，由此在所述输出端子上产生规定的稳定化的电压的电力，该开关调节器包括产生三角波信号的三角波发生电路；通过比较误差放大器的输出信号的电压与三角波信号的电压来产生PWM脉冲的PWM脉冲发生电路；对PWM脉冲从高电平(以下为“H”)向低电平(以下为“L”)的变化或相反变化进行检测的检测电路；以及软启动电路，其产生顺次阶跃上升或顺次阶跃下降且与三角波信号的电压进行比较的电压信号(阶跃电压信号)，并且该阶跃电压的变化周期在电源接通的初期为规定的周期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关调节器，其将从输出端子向负载输出的电力的电压的一部分或全部返回到误差放大器的一侧的输入，在另一侧的输入上施加规定的恒定电压，根据从所述误差放大器得到输出信号产生脉冲宽度变化的ＰＷＭ脉冲，并根据该ＰＷＭ脉冲来开关从直流电源接收的电力，由此在所述输出端子产生规定的稳定化的电压的电力，所述开关调节器包括：产生三角波信号的三角波发生电路；通过比较所述误差放大器的所述输出信号的电压与所述三角波信号的电压来产生所述ＰＷＭ脉冲的ＰＷＭ脉冲发生电路；对 所述ＰＷＭ脉冲从高电平向低电平的变化或相反变化进行检测的检测电路；以及软启动电路，其产生顺次阶跃上升或顺次阶跃下降且与所述三角波信号的电压进行比较的电压信号，并且该阶跃电压的变化周期在电源接通的初期为规定的周期，并且，所述电源接通时 的所述电压信号的初始电压位于所述三角波信号的电压振幅范围的外侧，在所述三角波信号的电压振幅范围的外侧，根据所述检测电路的检测信号，所述阶跃电压的变化周期被切换成大于所述规定的周期且适于软启动的周期。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本成弘，山伦章，
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]