提供一种小型、低成本、低损耗、结构简单的升降压型电流调节器。升降压型电流调节器由输入电压生成负载电流，具有：第一串联电路，具有第一开关元件、磁气元件和第二开关元件，被施加上述输入电压；第二串联电路，具有第三开关元件、上述磁气元件、第四开关元件和负载，流过上述负载电流；第三串联电路，具有上述第一开关元件、上述磁气元件、上述第四开关元件和上述负载，被施加上述输入电压；以及开关控制单元，控制上述第一开关元件、上述第二开关元件、上述第三开关元件和上述第四开关元件，以变为使上述第一串联电路中流过电流的第一状态、使上述第二串联电路中流过电流的第二状态和使上述第三串联电路中流过电流的第三状态中的一种状态。
Method for controlling up-down type current regulator and up-down type current regulator
The utility model provides a lifting and pressing type current regulator with small size, low cost, low loss and simple structure. Buck type current regulator input voltage generated by the load current, has a first series circuit has a first switching element, the magnetic element and the second switching element, is applied to the input voltage; second series circuit has a third switch element, the magnetic element and the fourth switch element and the load, the load current flowing through the third series circuit; that is the first switch element, the magnetic element and the fourth switch element and the load is applied, the input voltage; and a switch control unit controls the first switch element and the second switch element and the third switch element and the fourth switch element, to become the first in the first series of current flowing through the circuit the state, the second current flowing through the series circuit of second state and the third series One of the third States in a circuit that flows through an electric current.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，该升降压型电流调节器用于例如便携设备、小型电子装置、电力装置等，它由输入电压而生成负载电流，构成电气变量或磁气变量的调整系统。
技术介绍
现有的升降压型转换器由输入电压，生成规定的输出电压(例如，参照非专利文献1和非专利文献2)。另外，现有的升压型电流调节器是在开关周期Ts和开关频率fs固定的情况下工作的，由输入电压而生成规定的负载电流。以下利用图6，对这样的现有升压型电流调节器进行说明。图6是表示现有的升压型电流调节器的结构图。在图6中，输入电压Vin的负极和负载Load的一端与共通电位GND连接。并且，电感L的一端与输入电压Vin的正极连接，电感L的另一端与开关元件SW2的漏极和二极管D4的正极之间的连接点连接。此外，开关元件SW2的源极经由电阻RS1，与共通电位GND连接。并且，二极管D4的负极与输出电压Vout和负载Load的另一端连接。此外，比较器CMP的非反转输入端与开关元件SW2的源极和电阻RS1之间的连接点连接。并且，比较器CMP的反转输入端与电流指令值CMD连接。设开关元件SW2的源极、电阻RS1和比较器CMP的非反转输入端之间的连接点的电压为电压VS1。电压VS1与电感L的电流iL和开关元件SW2的电流成正比。控制电路11的输入与比较器CMP的输出CMPO连接，控制电路的输出VG2与开关元件SW2的栅极连接。以下对图6这样的现有实施例的动作进行说明(未图示)。首先，当开关元件SW2导通时，二极管D4变为截止。在电感L、开关元件SW2、电阻RS1中流过输入电流Iin。于是，电感L被施加输入电压Vin，从而被励磁。因此，电压VS1呈斜坡状上升。当电压VS1达到电流指令值CMD时，开关元件SW2从导通变为截止。接下来，当开关元件SW2截止时，二极管D4变为导通。在电感L、二极管D4、负载Load(输出电压Vout)、电阻RS1中流过输入电流Iin和负载电流Iout。于是，电感L被施加输出电压Vout，从而被复位，放出电感L的能量。如果开关元件SW2的导通时间和开关元件SW2的截止时间的总和，即开关周期Ts达到规定时间，则开关元件SW2从截止变为导通。这样，在图6的现有实施例中，在电流模式下，通过开关元件的反复导通/截止，由输入电压Vin生成规定的负载电流Iout。此外，图6的现有实施例是以一定的开关周期Ts工作的。图7是图6的现有实施例的阶跃响应中电压VS1的波形。以下利用图7，对图6的现有实施例的特性进行详细说明。在图7中，通过开关元件的导通/截止，电压VS1发生较大变动。因此，图6的实施例的电感L的电流iL中具有较大的脉动电流。此外，当电流指令值CMD上升时，电压VS1的峰值上升。因此，当电流指令值CMD上升时，电压VS1上升，电流iL上升，负载电流Iout上升。此外，即使在电流指令值CMD呈阶跃状变化的情况下，电压VS1的峰值也会达到电流指令值CMD，同时达到一定的开关周期Ts，因此图6的现有实施例的电压VS1如图7的波形所示变化。具体地讲，在电流指令值CMD呈阶跃状变化的情况下，电压VS1暂时以较低的频率变动。然后，该变动逐渐减少。因此，在电流指令值CMD呈阶跃状变化的情况下，电压VS1暂时以较低的频率变化，电流iL暂时以较低的频率变动，负载电流Iout暂时以较低的频率变动。非专利文献1Datasheets，LTC3440 Micropower SynchronousBuck-Boost DC/DC Converter，LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION，2001. 非专利文献2Datasheets，LTC3433 High VoltageStep-Up/Step-Down DC/DC Converter，LINEAR TECHNOLOGYCORPORATION，September 2003.
技术实现思路
但是，现有的升压型电流调节器存在不能降压的问题。因此，现有的升压型电流调节器存在这样的问题，即不适于输入电压Vin和输出电压Vout的差为正或负的用途(应用)、输入电压Vin和输出电压Vout的差较小的用途。此外，现有的升压型电流调节器的电感L中流过较大的脉动电流，从而存在损耗较大的问题。并且，由于现有的升压型电流调节器的电感L尺寸大、成本高，所以现有的升压型电流调节器存在尺寸大、成本高的问题。此外，现有的升压型电流调节器在电流指令值CMD呈阶跃状变化的情况下，负载电流Iout暂时以较低的频率变动，由此可以知道，存在响应特性较差的问题。此外，现有的电流模式的升压型电流调节器有时需要斜率补偿电路(未图示)，因此该电流调节器存在结构复杂的问题。对于斜率补偿电路，由于是公知技术，这里省略其说明。本专利技术的目的在于解决以上说明的问题，提供一种小型、低成本、低损耗、简便的。此外，本专利技术的目的在于提供一种使用感应系数小的磁气元件，并且开关频率低、磁气元件的脉动电流小的。此外，本专利技术的目的在于提供一种具有良好响应特性的。实现上述目的的本专利技术如下所述。(1)提供一种升降压型电流调节器，由输入电压生成负载电流，其特征在于，具有第一串联电路，其具有第一开关元件、磁气元件和第二开关元件，被施加上述输入电压；第二串联电路，其具有第三开关元件、上述磁气元件、第四开关元件和负载，流过上述负载电流；第三串联电路，其具有上述第一开关元件、上述磁气元件、上述第四开关元件和上述负载，被施加上述输入电压；以及开关控制单元，其控制上述第一开关元件、上述第二开关元件、上述第三开关元件和上述第四开关元件，以变为使上述第一串联电路中流过电流的第一状态、使上述第二串联电路中流过电流的第二状态和使上述第三串联电路中流过电流的第三状态中的一种状态。(2)根据(1)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，具有电流检测单元，其检测出流过上述磁气元件的电流；以及比较器，其对上述电流检测单元的检测值和电流指令值进行比较，并输出与比较结果相应的信号，上述开关控制单元根据上述比较器的输出信号进行控制，使得从上述第一状态变为上述第二状态或变为上述第三状态。(3)根据(2)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，具有第一定时器，用于决定上述第三状态的期间。(4)根据(3)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，上述第三状态的期间比上述第一状态的期间和上述第二状态的期间大。(5)根据(2)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，具有第二定时器，用于决定上述第二状态的期间。(6)根据(5)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，上述第二定时器产生延迟时间，该延迟时间是根据上述输入电压和在上述负载上产生的输出电压而决定的。(7)根据(2)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，上述第三开关元件和上述第四开关元件是二极管。(8)根据(2)所述的升降压型电流调节器，其特征在于，具有平滑电容器，其用于使在上述负载上产生的输出电压平滑；以及误差放大器，其用于对上述输出电压和基准电压的差值进行放大，输出上述电流指令值的信号。(9)一种升降压型电流调节器的控制方法，该升降压型电流调节器由输入电压生成规定的负载电流，其特征在于，该控制方法具有以下步骤磁气元件借助于上述输入电压而被励磁；上述磁气元件借助于基于上述负载电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种升降压型电流调节器，由输入电压生成负载电流，其特征在于，具有：第一串联电路，其具有第一开关元件、磁气元件和第二开关元件，被施加上述输入电压；第二串联电路，其具有第三开关元件、上述磁气元件、第四开关元件和负载，流过上述负载 电流；第三串联电路，其具有上述第一开关元件、上述磁气元件、上述第四开关元件和上述负载，被施加上述输入电压；以及开关控制单元，其控制上述第一开关元件、上述第二开关元件、上述第三开关元件和上述第四开关元件，以变为使上述第一串联电 路中流过电流的第一状态、使上述第二串联电路中流过电流的第二状态和使上述第三串联电路中流过电流的第三状态中的一种状态。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤大，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。