本发明专利技术提供一种开关电源装置，能不使外部端子数增加地在控制电路搭载自适应导通时间功能。具备对使电感器中流过电流的驱动用开关元件进行导通、断开控制的控制电路(20)的脉动控制方式开关电源装置中，所述控制电路具备模拟电压生成电路(21)，其使驱动用开关元件与电感器的连接节点的电位平滑，生成并输出与输出电压对应的模拟电压；计时单元(22)，其对输入电压及模拟电压对应的时间计时；电压比较电路(23)，其比较反馈电压与预定电压；控制脉冲生成电路(24)，其基于计时单元输出和电压比较电路输出生成具有相当于计时单元计时时间的脉冲宽度的控制脉冲，在输入电压变化情况下，该装置使控制脉冲的脉冲宽度变化，使周期维持固定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变换直流电压的开关调节器方式(swtiching regulator)的DC-DC变换器，尤其涉及具备自适应导通时间(adaptive on time)功能并以脉动控制方式(ripplecontrol)控制输出的开关电源装置。
技术介绍
作为变换直流输入电压并输出电位不同的直流电压的电路，具有开关调节器方式的DC-DC变换器。该DC-DC变换器具备驱动用开关元件、整流元件以及控制电路，所述驱动用开关元件对电感器(线圈)施加从电池等直流电源供给的直流电压，使电感器(inductor)中流过电流,使线圈蓄积能量，所述整流元件在该驱动用开关元件被断开的能量释放期间对线圈的电流进行整流，所述控制电路对上述驱动用开关元件进行导通、断开控制。 以往，作为上述开关调节器方式的DC-DC变换器的控制方式，除了反馈输出电压并且对开关元件的驱动脉冲的脉冲宽度或者频率进行调制控制的电压控制方式、对电压控制方式进行了改良的电流控制方式，还具有脉动控制方式。其中电压控制方式和电流控制方式存在负载突然变化时的响应速度低的问题。另一方面，脉动控制方式具有如下优点该方式对输出电压进行监视并且通过检测出低于(高于)已经设定的阈值来控制开关元件的导通/断开，由于不存在误差放大器的频率特性导致的延迟等，因此与电压控制方式或者电流控制方式相比，能够得到较高的负载响应速度。而且，已知在脉动控制方式中设置如下自适应导通时间功能为了使负载未发生变化时的开关频率固定，前馈输入电压和输出电压，来决定对开关元件的导通时间进行规定的计时器的时间(专利文献I)。专利文献I :日本专利第4056780号公报但是，对于设置有自适应导通时间功能的脉动控制方式的DC-DC变换器，为了监视输出电压需要设置对控制电路施加输出电压的端子。因此，在使开关控制电路IC(半导体集成电路)化的情况下，外部端子数(管脚(Pin)数)增多，导致成本增加。而且，还存在如下课题由于IC的外部端子数的限制，导致出现无法搭载自适应导通时间功能的情况。
技术实现思路
本专利技术着眼于如上所述的课题，其目的在于提供如下技术在脉动控制方式的开关电源装置中，能够在不使外部端子数增加的情况下在控制电路(IC)中搭载自适应导通时间功能。为了达成上述目的，本专利技术的开关电源装置具备电感器，其连接在输入直流电压的电压输入端子与连接负载的输出端子之间；驱动用开关元件，其使所述电感器中间歇地流过电流；以及控制电路，其在半导体芯片上构成为半导体集成电路，根据输入到所述电压输入端子的电压以及来自输出侧的反馈电压生成驱动脉冲，对所述驱动用开关元件进行导通、断开控制，所述开关电源装置输出电位与输入电压不同的电压，所述控制电路具备模拟电压生成电路，其使所述驱动用开关元件与所述电感器的连接节点的电位平滑，生成并输出与所述输出电压对应的模拟电压；计时单元，其对所述输入电压以及所述模拟电压对应的时间进行计时；电压比较电路，其对所述反馈电压与预定电压进行比较；以及控制脉冲生成电路，其基于所述计时单元的输出和所述电压比较电路的输出生成具有相当于所述计时单元的计时时间的脉冲宽度的控制脉冲，在所述输入电压以及所述模拟电压发生了变化的情况下，所述开关电源装置使所述控制脉冲的脉冲宽度变化，输出对应于该控制脉冲的驱动脉冲，使开关周期维持固定。根据如上所述的方法，实现半导体集成电路化的控制电路具备使驱动用开关元件与电感器的连接节点的电位平滑、生成并输出与输出电压对应的模拟电压的模拟电压生成电路，由于作为规定控制脉冲的脉冲宽度的计时单元的计时器对输入电压以及模拟电压对应的时间进行计时，因此不再需要向作为计时器的计时单元输入输出电压的专用端子，能够在不使外部端子数增加的情况下在控制电路(IC)中搭载自适应导通时间功能。此处，优选所述模拟电压生成电路构成为具备分压电路以及滤波器电路，分压电 路对所述驱动用开关元件与所述电感器的连接节点的电位进行分压，滤波器电路使通过该分压电路分压后的电位平滑。 模拟电压生成电路由于具备对驱动用开关元件与电感器的连接节点的电位进行分压的分压电路，因此，作为构成滤波器电路的电容元件，能够使用耐压低但是每单位面积的电容值大的元件，由此能够降低电路的占有面积。另外，优选所述计时单元具备波形生成电路，其生成具有与所述输入电压对应的倾斜度的波形信号；以及电压比较电路，其对通过该波形生成电路生成的波形信号与所述模拟电压进行比较，所述滤波器电路被设定为能够生成如下模拟电压的时间常数，该模拟电压具有通过所述波形生成电路生成的波形信号振幅的百分之一以下振幅。由此，在负载不变化的情况下，能够使开关频率维持固定。进一步优选所述控制电路具备软启动功能，所述滤波器电路的时间常数设定为启动时所述模拟电压的上升时间短于所述输出电压的上升时间。由此，能够避免启动时自适应导通时间功能不能正常发挥功能。进一步优选所述驱动用开关元件由N沟道型MOS晶体管构成，所述控制电路构成为具备连接所述MOS晶体管的源极端子以及所述电感器的外部端子。由此，在驱动用开关元件由外置的N沟道型MOS晶体管或者在芯片内(on chip)的N沟道型MOS晶体管的任意一种构成的情况下，都能够在不使外部端子数增加的情况下将自适应导通时间功能搭载在实现了半导体集成电路化的控制电路中。根据本专利技术，具有如下效果在脉动控制方式的开关电源装置中，能够在不使外部端子数增加的情况下在控制电路(IC)中搭载自适应导通时间功能。附图说明图I是表示适用了本专利技术的开关调节器方式的DC-DC变换器的一个实施方式的电路构成图。图2是表示实施方式的DC-DC变换器中开关元件的驱动脉冲的变化以及自适应导通计时器的内部节点的电位的变化的时间图。图3是表示构成实施方式的DC-DC变换器的开关控制电路启动时的输出电压以及模拟电压的变化的时间图。图4是表示实施方式的DC-DC变换器中模拟电压生成电路的具体例子的电路构成图。图5是表示图I的实施方式中开关控制电路的第二实施例的电路构成图。图6是表示图5的实施例的开关控制电路的变形例的电路构成图。符号说明20-开关控制电路，21-模拟电压生成电路，22-自适应导通时间电路，23-比较器(电压比较电路)，24-RS触发器(控制脉冲生成电路)，25a、25b-驱动器电路，LI-线圈(电 感器)，Cl-平滑用电容器，Sffl-驱动用开关元件，SW2-同步整流用开关元件。具体实施例方式以下，基于附图说明本专利技术的优选实施方式。图I表示适用了本专利技术的开关调节器方式的DC-DC变换器的一个实施方式。该实施方式的DC-DC变换器具备作为电感器的线圈LI、连接在施加直流输入电压Vin的电压输入端子IN与上述线圈L的一个端子之间的向线圈LI流入驱动电流的高侧的驱动用开关元件SWl、以及连接在线圈LI的一个端子与接地点之间的低侧的整流用开关元件SW2。驱动用开关元件SWl以及整流用开关元件SW2能够由例如N沟道MOSFET (绝缘栅极型场效应晶体管)构成。另外，本实施方式的DC-DC变换器具备对上述开关元件SWl、SW2进行导通、断开控制的开关控制电路20、以及连接在上述线圈LI的另一端子(输出端子OUT)与接地点之间的平滑用电容器Cl。此处，虽然不做特别限定，但是，构成DC-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关电源装置，其具备：电感器，其连接在输入直流电压的电压输入端子与连接负载的输出端子之间；驱动用开关元件，其使所述电感器中间歇地流过电流；以及控制电路，其在半导体芯片上构成为半导体集成电路，根据输入到所述电压输入端子的电压以及来自输出侧的反馈电压生成驱动脉冲，对所述驱动用开关元件进行导通、断开控制，所述开关电源装置输出电位与输入电压不同的电压，所述开关电源装置的特征在于，所述控制电路具备：模拟电压生成电路，其使所述驱动用开关元件与所述电感器的连接节点的电位平滑，生成并输出与所述输出电压对应的模拟电压；计时单元，其对所述输入电压以及所述模拟电压对应的时间进行计时；电压比较电路，其对所述反馈电压与预定电压进行比较；以及控制脉冲生成电路，其基于所述计时单元的输出和所述电压比较电路的输出生成具有相当于所述计时单元的计时时间的脉冲宽度的控制脉冲，在所述输入电压以及所述模拟电压发生了变化的情况下，所述开关电源装置使所述控制脉冲的脉冲宽度变化，输出对应于该控制脉冲的驱动脉冲，使开关周期维持固定。
【技术特征摘要】
2011.04.28 JP 2011-1009111.ー种开关电源装置，其具备 电感器，其连接在输入直流电压的电压输入端子与连接负载的输出端子之间； 驱动用开关元件，其使所述电感器中间歇地流过电流；以及 控制电路，其在半导体芯片上构成为半导体集成电路，根据输入到所述电压输入端子的电压以及来自输出侧的反馈电压生成驱动脉冲，对所述驱动用开关元件进行导通、断开控制， 所述开关电源装置输出电位与输入电压不同的电压， 所述开关电源装置的特征在干，所述控制电路具备 模拟电压生成电路，其使所述驱动用开关元件与所述电感器的连接节点的电位平滑，生成并输出与所述输出电压对应的模拟电压； 计时单元，其对所述输入电压以及所述模拟电压对应的时间进行计时； 电压比较电路，其对所述反馈电压与预定电压进行比较；以及控制脉冲生成电路，其基于所述计时单元的输出和所述电压比较电路的输出生成具有相当于所述计时单元的计时时间的脉冲宽度的控制脉沖， 在所述输入电压以及所述模拟电压发生了变化的情况下，所述开关电源装置使所述控制脉冲的脉...
【专利技术属性】
技术研发人员：中岛平裕，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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