增压器型开关调节器制造技术

提供了一种增压器型ＳＷ调节器，其中抑制了当施加电源时发生的浪涌电流。在电源与所述增压器型ＳＷ调节器的线圈之间插入了一个ＭＯＳ管，在施加电源的时候使得该ＭＯＳ管的导通电阻较大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Supercharger type switch regulator

A supercharger type SW regulator is provided in which a surge current occurring when applied to a power source is suppressed. A MOS tube is inserted between the power supply and the coil of the supercharger type SW regulator, and when the power supply is applied, the conduction resistance of the MOS tube is larger. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种增压器型开关调节器(以下称为增压器型SW调节器)，其中当为增压器型SW调节器施加电源时，可以抑制通过一个线圈从电源向输出电容充电的浪涌电流。
技术介绍
传统的增压器型SW调节器由图6所示的电路构成。图6中，输入电源20连接到线圈21和增压器型SW调节器控制电路30的电源端子1，线圈21的另一端连接到SW元件22的漏极和联通二极管23的阳极，联通二极管23的阴极连接到增压器型SW调节器控制电路30的输出电压端子2，电容24和负载25也连接到该输出电压端子2。当用Vout表示输出电压端子2的电压时，增压器型SW调节器控制电路30控制SW元件22的ON/OFF，使得Vout保持恒定。SW元件22的栅极连接到该SW元件的驱动电路31的端子3，并由端子3的电压Vext驱动SW元件22在ON/OFF间切换。图6中，SW元件是n沟道MOS管，为了使SW元件切换为ON，驱动电路31的输出端子3的电压Vext变为正电压“H”，为了使SW元件切换为OFF，输出GND(接地)电平的电压作为电压Vext。SW元件的源极和衬底都连接到GND电平。开关电路(以下称SW电路)10用来连接电源20和上述增压器型SW调节器电路，当增压器型SW调节器电路处于OFF状态时，SW电路10打开(下面称SW电路10打开的状态为SW电路10处于OFF状态)。当增压器型SW调节器电路处于ON状态时，SW电路10闭合(下面称SW电路10闭合的状态为SW电路10处于ON状态)。通常采用机械电路作为SW电路10。当SW电路10切换为ON时，输出电容24通过SW电路10、线圈21、和二极管23的阳极从电源20被充电至电源20的电压，并且通过该路径会有一个很大的浪涌电流。如图7A和7B所示。在图7A和7B中，水平轴表示时间，图7A示出电源20的电流Ip，图7B示出输出电容24的电压Vout。在时间T1，SW电路10被切换为ON，在时间T2输出电容24被充电至电源20的电压，且电源20的电流变小。此后，逐步由软启动电路执行增压操作。但是，在传统的增压器型SW调节器中，存在一个问题，即当电源从OFF状态切换到ON时(当SW电路10从OFF状态切换到ON时)，会发生很大的浪涌电流。专利技术概述本专利技术是为了解决上述问题而做的，因此，本专利技术的一个目的是当增压器型SW调节器的电源切换为ON时，抑制浪涌电流。为解决上述问题，根据本专利技术，在增压器型SW调节器的线圈与电源之间提供一个MOS管，当电源切换为ON时，该MOS管的电阻值从高阻态变为低阻态，从而当增压器型SW调节器的电源切换为ON时，抑制了浪涌电流。附图简述附图中附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的增压器型SW调节器的示意图；图2是根据本专利技术第一实施例的MOS管和控制电路的示意图；图3A和3B是本专利技术的增压器型SW调节器各部分的电压和电流的示意图；图4是根据本专利技术第二实施例的增压器型SW调节器的示意图；图5是根据本专利技术第二实施例的MOS管和控制电路的示意图；图6是传统的增压器型SW调节器控制电路的示意图；以及图7A和7B是传统的增压器型SW调节器各部分的电压和电流的示意图。专利技术详述实施例1下面参考附图详细描述本专利技术。图1示出本专利技术第一实施例的增压器型SW调节器。SW电路10、增压器型SW调节器控制电路30、电容24、以及负载25与
技术介绍
中所述的相同。图1中，连接有MOF管40及其控制电路41。控制电路41控制MOS管40的栅极电压，使得当SW电路10切换为ON时，MOS管40的导通电阻从大阻值变为小阻值。图2示出MOS管40和控制电路41的实例。在图2所示情况下，MOS管40是p沟道MOS管。控制电路41由电阻411和412以及电容413组成。图2中的点“A”连接到SW电路10一侧，而点“B”连接到线圈21一侧。图2中的电阻412是用来当SW电路切换为OFF时，释放电容413中的电荷。用R411和R412分别表示电阻411和412的阻值时，一般将其设定为满足关系式R412＞R411。为了在SW电路10切换为ON状态时抑制电流消耗，最好R411和R412的值较大。当电源20的电压用V20表示时，在SW电路10处于ON的稳定状态，MOS管40的栅-源电压Vgs＝V20×R412/(R411+R412)。为了使MOS管40切换为ON，该MOS管的阈值电压小于Vgs。当Vgs较大时，MOS管40的导通电阻减小，有可能抑制增压器型SW调节器电路效率的降低。图3A示出当SW电路10在时间T1从OFF状态切换到ON状态时，电阻411和412之间的连接点的电压波形Vx。图3A中，电阻412和411的阻值设定为R412＞＞R411。在SW电路10切换至ON的瞬间，Vx上升至约等于电源20的电压V20。此后，以图2中电阻411和电容413的时间常数衰减到GND电平。图3A中，在如图2所示用p沟道MOS管作为MOS管的情况下，电源20的电压V20与电压Vx之间的电压差成为MOS管的栅-源电压Vgs。即当SW电路10切换为ON之后Vx立即闭合到电源20的电压V20时，MOS管不能充分切换到ON，导通电阻高。此后，随着Vx降低，MOS管的栅-源电压Vgs变高，MOS管的导通电阻降低。图3B示出当SW电路10在时间T1从OFF状态切换为ON状态时，电源20的电流Ip。与现有技术相比，用MOS管的导通电阻可以抑制浪涌电流。在图2所示的情况下，MOS管的导通电阻由电容413和电阻411的时间常数控制。当该时间常数设定得较长时，SW电路10从OFF状态切换为ON状态时抑制浪涌电流的效果会较好。但是，增压器型SW调节器的上升时间也被拉长。通常，控制MOS管导通电阻的时间设定为10μs-100ms。在图2所示实施例中，虽然控制MOS管导通电阻的时间由电容413和电阻411确定，但是电阻411可以由恒定电流的电路构成，或者可以通过使用n沟道MOS管，并且逐渐增加其栅极电压来控制MOS管的导通电阻。实施例2图4示出根据本专利技术第二实施例的增压器型SW调节器。该调节器与图1所示调节器的不同之处在于加入了ON/OFF控制端子50。增压器型SW调节器130接收ON/OFF控制端子50的信号，并执行ON/OFF操作。例如，当ON/OFF控制端子50的电压电平为高时，增压器型SW调节器130工作，而当其为低时，电路停止。在停止状态，增压器型SW调节器控制电路130执行控制，使得SW元件22被切换为OFF。MOS管40的控制电路141接收ON/OFF控制端子50的信号，并执行一种控制，使得当增压器型SW调节器从OFF状态切换为ON状态时，MOS管的导通电阻从大阻值变为小阻值。图5示出MOS管40和控制电路141的实例。其与图2所示的不同之处在于控制电路141的点“C”连接到ON/OFF端子，并且在电阻411与GND之间插入开关电路414。开关电路414由ON/OFF信号控制，当增压器型SW调节器切换为ON时，开关电路414切换为ON，当增压器型SW调节器切换为OFF时，开关电路414切换为OFF。当增压器型SW调节器由ON/OFF信号从OFF状态切换至ON状态时，电阻411与412之间的连接点的电压从点“A”的电压组件降低到GND电平。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压器型ＳＷ调节器，包括：一个线圈；一个输出电容；一个开关元件；一个用来使所述开关元件在ＯＮ／ＯＦＦ间切换的驱动电路；其中在电源与所述线圈之间提供一个ＭＯＳ管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：须藤稔，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]