开关调节器及其控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种开关调节器及其控制装置、以及电子设备。说明书所公开的控制装置成为具备输出开关和同步整流开关的开关调节器的控制主体，具有：合计部，其将与流过所述输出开关的电流对应的第一检测信号和与流过所述同步整流开关的电流对应的第二检测信号进行合计而生成合计检测信号；平滑部，其对所述合计检测信号进行平滑处理而生成平滑检测信号；以及开关驱动部，其通过与所述平滑检测信号对应的电流模式控制来互补地驱动所述输出开关和所述同步整流开关。

Switch regulator and its control device

The invention relates to a switch regulator and a control device, and an electronic device. The control device disclosed in the specification becomes the control body of a switch regulator with an output switch and a synchronous rectifier switch, having a totaling unit which generates a first detection signal corresponding to the current flowing through the output switch and a second detection signal corresponding to the current flowing through the synchronous rectifier switch. A total detection signal, a smoothing section smoothing the total detection signal to generate a smoothing detection signal, and a switch driving section complementarily driving the output switch and the synchronous rectifier switch by a current mode control corresponding to the smoothing detection signal.

【技术实现步骤摘要】
开关调节器及其控制装置
本专利技术涉及一种电流模式控制型开关调节器，尤其涉及一种能够排除当高侧晶体管和低侧晶体管的接通/断开时发生的振铃噪声的影响的电流模式控制型开关调节器。
技术介绍
以往，在电流模式控制型开关调节器中，有检测流过低侧晶体管和高侧晶体管中的至少一者的电流而进行电流模式控制的开关调节器。日本特开2016-67113号公报(以下，称专利文献1)提出了一种电流模式控制型开关电源装置。在专利文献1的图1中公开了检测流过低侧晶体管的电流的装置，图14中公开了检测流过高侧晶体管的电流的装置，另外，在图11中公开了检测流过两侧的晶体管的电流的装置。日本特开2011-135629号公报(以下，称专利文献2)公开了能够进行避免振铃噪声的影响的电流检测的电动机控制装置。这样的电动机控制装置具备电流检测单元，其在上臂开关(高侧晶体管)和下臂开关(低侧晶体管)中占空比大的一侧的臂开关导通时的导通区间，由电流检测单元检测或推定流过无刷电动机的连接电路的电流值。若参照专利文献2的段落0020(实施例3)，则示出了始终在上臂开关的导通侧和下臂开关的导通侧分别检测电动机电流，并将两个检测值的平均作为电流检测值的例子。若进一步参照0021段，则教导了通常在上臂开关导通时和下臂开关导通时反相位地发生振铃噪声。根据专利文献2，无需改变开关动作即可进行避免振铃噪声的影响的电流检测。专利文献1公开了各种电流模式控制型开关调节器。然而，其目的在于提供一种当输出电压相对于输入电压的比值小时和比值大时这两种情况下均适合的电流模式控制型开关电源装置。目的并不旨在避免在开关调节器中产生的振铃的影响。专利文献2教导了进行高侧晶体管和低侧晶体管的开关时发生振铃噪声，以及在为避免该振铃噪声的影响而使占空比大的一侧的臂开关导通的导通区间，通过电流检测单元检测流过上臂开关(高侧晶体管)或下臂开关(低侧晶体管)的电流值。但是，由于将用于运算占空比的占空比运算电路作为必需的构成要素，因而使电路结构变得复杂。另外，具体而言，由于电流检测单元采用分流电阻，而且是将该分流电阻连接于无刷电动机的线圈的电路结构，因而发生分流电阻上的耗电。另外，由于必须与逆变器的电路部独立地备置分流电阻，因而会发生电路规模增大的不足。
技术实现思路
本专利技术为克服上述缺陷而进行，其目的在于，提供一种能够通过简便的电路结构来避免振铃噪声的影响的电流模式控制型开关调节器。本说明书所公开的控制装置成为具备输出开关和同步整流开关的开关调节器的控制主体，其是一种如下结构，即，具有：合计部，其将与流过所述输出开关的电流对应的第一检测信号和与流过所述同步整流开关的电流对应的第二检测信号进行合计而生成合计检测信号；平滑部，其对所述合计检测信号进行平滑而生成平滑检测信号；以及开关驱动部，其通过与所述平滑检测信号对应的电流模式控制来互补地驱动所述输出开关和所述同步整流开关。此外，关于本专利技术的其他特征、要素、步骤、优点和特性，将通过以下待续的优选实施方式的详细说明或关于其的附图而变得更明确。附图说明图1A是示出本专利技术的第一实施方式的具备降压型电流模式控制型开关调节器的电子设备的电路结构图(晶体管内置型)。图1B是本专利技术的第一实施方式的具备降压型电流模式控制型开关调节器的电子设备的电路结构图(晶体管外置型)。图2是图1A和图1B中的主要节点的信号波形图。图3A是示出在图1A和图1B中高侧晶体管的导通占空比低时主要信号、电压中包括的振铃噪声的示意图。图3B是示出在图1A和图1B中高侧晶体管的导通占空比高时主要信号、电压中包括的振铃噪声的示意图。图4是在图1A和图1B中与图2所示的节点不同的节点的信号波形图。图5是说明在图1A和图1B中分别从作为本专利技术的特征的合计单元8、低通滤波器10以及斜率信号生成电路11输出的电压、信号的信号波形图。图6A是示出本专利技术的第二实施方式的具备升压型电流模式控制型开关调节器的电子设备的电路结构图(晶体管内置型)。图6B是示出本专利技术的第二实施方式的具备升压型电流模式控制型开关调节器的电子设备的电路结构图(晶体管外置型)。具体实施方式(第一实施方式)图1A和图1B是应用了本专利技术的具备降压型(降压式)电流模式控制型开关调节器的电子设备的电路结构图。此外，描绘于各图的一点划线框内的构成要素表示是集成于半导体集成电路装置的构成要素。下面参照附图对本专利技术的一实施方式进行说明。未图示的电池等直流电源的输出电压成为电流模式控制型开关调节器1的输入电压Vin。被施加输入电压Vin的输入端子IN连接至高侧晶体管TH1(＝相当于输出开关)的源极。高侧晶体管TH1的漏极和电感器L1以及低侧晶体管TL(＝相当于同步整流开关)的漏极在节点N1上共同地连接。低侧晶体管TL1的源极连接至接地电位GND。高侧晶体管TH1和低侧晶体管TL1基于从PWM(pulsewidthmodulation，脉宽调制)控制电路13输出的高侧栅极信号GH和低侧栅极信号GL而重复接通/断开，来作为控制流过电感器L1的电感器电流Isw的开关晶体管而发挥功能。此外，在本说明书中，所谓的高侧晶体管，与降压型、升压型无关地，配置于电源电压侧的称为高侧晶体管，配置于接地电位GND侧的称为低侧晶体管。此外，在图1A和图1B中，高侧晶体管TH1是P沟道MOS(metaloxidesemiconductor，金属氧化物半导体)场效应晶体管(以下，称pMOS晶体管)，低侧晶体管TL1是N沟道MOS场效应晶体管(以下，称nMOS晶体管)。另外，作为高侧晶体管TH1、低侧晶体管TL1，也可以采用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)等。另外，高侧晶体管TH1和低侧晶体管TL1也可以由双极晶体管构成。电感器L1的一端连接至节点N1。电感器L1的另一端连接至节点N2。在节点N2连接有电阻R1的一端、平滑电容C1的一端以及输出端子OUT。平滑电容C1的另一端接地。在输出端子OUT连接有负载RL。负载RL例如是CPU。电阻R1的另一端在节点N3与电阻R2的一端共同地连接，电阻R2的另一端连接至接地电位GND。反馈电压生成电路2由串联连接于节点N2与接地电位GND之间的电阻R1和R2构成，且向作为彼此共同连接点的节点N3输出反馈电压Vfb。误差放大电路3将输入至反相输入端子的反馈电压Vfb和输入至非反相输入端子的基准电压Vt1进行比较，并输出其差分(差值，差量)的误差信号Verr。相位补偿电路4为防止电流模式控制型开关调节器1的异常振荡而备置。相位补偿电路4由串联连接于误差放大电路3的输出端与接地端之间的电容(电容器)C2和电阻R3构成。PWM比较器5对施加于反相输入端子的误差信号Verr和施加于非反相输入端子的斜率信号(slopesignal，斜坡信号)Vsl进行比较，来生成复位信号Soff。PWM比较器5在误差信号Verr超过斜率信号Vsl的定时输出复位信号Soff。高侧放大单元6(＝相当于第一放大部)例如由运算放大器构成，且放大施加于高侧晶体管TH1的源极的输入电压Vin和在漏极产生的开关电压Vsw之间的差分即高侧检测电压VH(＝相当于第一检测信号)，而输出高侧检测放大电压VHα(＝相当于第一放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，成为具备输出开关和同步整流开关的开关调节器的控制主体，其特征在于，所述控制装置具有：合计部，其将与流过所述输出开关的电流对应的第一检测信号和与流过所述同步整流开关的电流对应的第二检测信号进行合计而生成合计检测信号；平滑部，其对所述合计检测信号进行平滑处理而生成平滑检测信号；以及开关驱动部，其通过与所述平滑检测信号对应的电流模式控制，来互补地驱动所述输出开关和所述同步整流开关。

【技术特征摘要】
2017.02.09 JP 2017-022370;2017.12.22 JP 2017-246421.一种控制装置，成为具备输出开关和同步整流开关的开关调节器的控制主体，其特征在于，所述控制装置具有：合计部，其将与流过所述输出开关的电流对应的第一检测信号和与流过所述同步整流开关的电流对应的第二检测信号进行合计而生成合计检测信号；平滑部，其对所述合计检测信号进行平滑处理而生成平滑检测信号；以及开关驱动部，其通过与所述平滑检测信号对应的电流模式控制，来互补地驱动所述输出开关和所述同步整流开关。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还具有：第一放大部，其放大所述第一检测信号而生成第一放大检测信号；以及第二放大部，其放大所述第二检测信号而生成第二放大检测信号，其中，所述合计部将所述第一放大检测信号和所述第二放大检测信号进行合计而生成所述合计检测信号。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一放大信号和所述第二放大信号皆为电流信号。4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述合计部包括：合计电阻，其将所述第一放大信号和所述第二放大信号的合计电流进行电压转换而生成所述合计检测信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还具有：缓冲器，其将所述合计检测信号传递至所述平滑部。6.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述平滑部为低通滤波器。7.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述开关驱动部包括：振荡器，其以预定的振荡频率生成设定信号；误差放大电路，其生成所述开关调节器的输出电压或该输出电压所对应的反馈电压与预定的基准电压之间的差所对应的误差信号；斜率信号生成电路，其生成与所述平滑检测信号对应的斜率信号；PWM比较器，其将所述斜率信号与所述误差信号进行比较而生成复位信号；以及PWM控制电路，其根据所述设定信号和所述复位信号生成所述输出开关和所述同步整流开关各自的驱动信号。8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，在所述误差放大电路的输出端连接有相位补偿电路。9.一种开关调节器，其特征在于，该开关调节器具...

【专利技术属性】
技术研发人员：福本洋佑，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP