开关稳压器制造技术

本发明专利技术涉及能根据负载状态切换ＰＷＭ控制和ＰＦＭ控制或ＶＦＭ控制的开关稳压器。电流检测电路（１０）在电感器电流为零期间，输出低电平信号（ＣＭＰｏｕｔ），电容器（Ｃ１１）通过ＰＭＯＳ型晶体管（Ｍ１１），以从定电流源（１１）供给的定电流在由ＰＭＯＳ型晶体管（Ｍ１３）及（Ｍ１４）构成的电流反射镜电路折返的电流充电，信号（ＣＭＰｏｕｔ）为高电平时，电容器（Ｃ１１）通过ＮＭＯＳ型晶体管（Ｍ１２）放电，若从切换信号生成电路部输入一次或一次以上连续的低电平切换信号（Ｓｃ），则ＰＦＭ／ＰＷＭ控制电路（２）将控制模式从ＰＷＭ控制切换为ＰＦＭ控制。提供不使用输出电流检测用电阻、能正确设定根据负载状态切换ＰＷＭ控制以及ＰＦＭ控制或ＶＦＭ控制时的输出电流的开关稳压器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能根据负载状态切换PWM控制，以及PFM控制或VFM控制的开 关稳压器(switching regulator)。
技术介绍
近年，考虑环境问题，要求电子设备省电力化。尤其，在电池驱动的电子 设备中，这种倾向很明显。 一脱为了省电力化，重要的是，减少在电子设备中 消耗的电力，以及提髙电源电路自身效率抑制电力消耗浪费。作为用于小型电子设备中的高效电源电路，广泛使用设有电感器的非绝 缘型的开关稳压器。开关稳压器的控制方法大体上有三种方法。一种方法是使得一定频率的时钟脉冲的占空比变化，将输出电压控制为 一定的脉冲宽度调制(pulse width modulation,以下简记为"PWM")控制。 另一种方法是使得脉冲宽度一定，时钟周期变化，将输出电压控制为一定的 脉冲频率调制(pulse frequency modulation,以下简记为"PFM")控制，又 一种方法是根据输出电压误差控制脉冲宽度为一定的时钟输出，将输出电压 控制为一定的可变频率调制(variable frequency modulation,以下简记为 "VFM")控制。PFM控制有使得频率无级变化的方式，以及拉大在PWM控制中 使用频率的时钟，模拟地使得频率变化的方式。PWM控制即使在轻负载状态下也以一定周期控制开关晶体管的接通/截 止，在向负载输出电流小的轻负载状态下，效率恶化。与此相反，PFM控制及 VFM控制根据连接负载开关上述开关晶体管的信号频率变化，对设备来说，噪 音或波动影响大，但对轻负载状态，比PWM控制效率好。这样，以往，根据负载条件，切换PWM控制和PFM控制，或PWM控制和VFM控 制,提高从轻负载到重负载的电源效率。作为检测上述负载条件的方法， 一般，将输出电流检测用电阻插入从形成输入电压的电源电压到输出端之间，检测从该输出端的输出电流。但是，在 这种方法中，输出电流越大，输出电流检测甩电阻引起的电力损失增加，不适 合以电池为电源的小型电子电器。因此，作为不使用输出电流检测用电阻的 方法，有使用误差放大电路的电压电平，间接检测负载状态的方法(例如参照 专利文献l)。日本专利第3647811号公报但是,误差放大电路附属用于除去叠合在输出电压上的波动成份影响的 积分电路，该积分电路通常作为位相补偿电路被附加在误差放大电路上。该积分电路通常与PWM控制时的动作频率一致，被最优化，因此，若如PFM控制时 那样，比PWM控制时动作频率低(或从PWM控制用的脉冲信号拉大脉冲)，积分 电路输出也是差动误差输出，开关刚动作后功能有效，但在从PWM控制用的脉 冲信号拉大脉冲等开关动作停止状态中，误差放大电路的输出电压成为0V或 电源电压电平，作为检测输出电流的信号不能有效保持功能。因此，PFM控制 时，误差放大电路的输出电压相对输出电流不能维持一定电压，误差放大电 路的输出电压和输出电流的关系成为不一定。因此，与使用输出电流检测用 电阻测定输出电流的方法相比，存在不能正确设定控制方法切换时的输出电 流的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的,本专利技术的目 的在于，提供不使用输出电流检测用电阻、能正确设定根据负载状态切换P丽 控制以及PFM控制或VFM控制时的输出电流的开关稳压器。为了实现上述目的，本专利技术提出以下方案(1) 一种开关稳压器，将输入电压输入到输入端，变换成所设定的定电 压，从输出端输出，其特征在于 所述开关稳压器包括开关晶体管，根据所输入的控制信号进行开关；电感器,通过该开关晶体管开关，由上述输入电压进行充电；切换信号生成电路部，从所述开关晶体管和电感器的连接部电压，检测流过该电感器的电感器电流，若检测到该电感器电流为零，经过与所述输入 电压相对应的时间后，生成所定的切换信号输出；控制电路部，对所述开关晶体管，根据来自该切换信号生成电路部的切换信号，实行PWM控制或PFM控制，使得从所述输出端输出的输出电压成为上 述所定的定电压；若从所述切换信号生成电路部输入一次或一次以上连续的上述所定的 切换信号，所述控制电路部实行PFM控制。(2) —种开关稳压器,将输入电压输入到输入端，变换成所设定的定电 压，从输出端输出，其特征在于所述开关稳压器包括开关晶体管，根据所输入的控制信号进行开关；电感器，通过该开关晶体管开关，由上述输入电压进行充电；切换信号生成电路部，从所述开关晶体管和电感器的连接部电压，检测流过该电感器的电感器电流，若检测到该电感器电流为零，经过与所述输入电压相对应的时间后，生成所定的切换信号输出；控制电路部，对所述开关晶体管,根据来自该切换信号生成电路部的切换信号，实行PWM控制或VFM控制，使得从所述输出端输出的输出电压成为上述所定的定电压；若从所述切换信号生成电路部输入一次或一次以上连续的上述所定的 切换信号，所述控制电路部实行VFM控制。(3) 在上述(1)或(2)所述的开关稳压器中，其特征在于，上述切换信号 生成电路部包括电流检测电路，从所述开关晶体管和电感器的连接部电压，检测流过该 电感器的电感器电流，若检测到该电感器电流为零，生成所定的二值检测信 号输出；信号生成电路，若从该电流检测电路输出上述所定的检测信号，则使得 该检测信号延迟与所述输入电压相对应的时间，作为上述切换信号输出。(4) 在上述(3)所述的开关稳压器中，其特征在于 上述输入电压越大，所述信号生成电路的上述延迟时间越长。(5) 在上述(4)所述的开关稳压器中，其特征在于,所述信号生成电路包括反相器,输入来自上述电流检测电路的上述检测信号； 定电流电路，以上述输入电压为电源，向该反相器供给定电流； 电容器，通过上述反相器的输出信号进行充电及放电； 二值化电路，将该电容器电压二值化，生成上述切换信号。(6) 在上述(5)所述的开关稳压器中，其特征在于 上述定电流电路供给上述反相器的定电流值设定为可变。(7) 在上述(5)所述的开关稳压器中，其特征在于上述控制电路部对上述定电流电路根据控制方式切换，使得供给上述反 相器的定电流值变化。下面说明本专利技术的效果。按照本专利技术的开关稳压器，切换信号生成电路部从所述开关晶体管和电 感器的连接部电压，检测流过该电感器的电感器电流，若检测到该电感器电 流为零，经过与所述输入电压相对应的时间后，生成所定的切换信号输出，控 制电路部对所述开关晶体管，根据来自该切换信号生成电路部的切换信号， 实行PWM控制或PFM控制，使得从所述输出端输出的输出电压成为上述所定的 定电压，若从所述切换信号生成电路部输入一次或一次以上连续的上述所定 的切换信号，所述控制电路部实行PFM控制。这样，在与输入电压无关、从输 出端输出的输出电流中，能以一定的电流值进行PWM控制和PFM控制或VFM控 制的切换，不使用输出电流检测用电阻，能根据负载状态正确设定切换PWM控 制和PFM控制或VFM控制时的负载电流。附图说明图l表示本专利技术第一实施例的开关稳压器的电路例。 图2表示图1所示开关稳压器在连续模式及不连续模式中各信号的时间图。图3表示本专利技术第一实施例的开关稳压器的另一电路例。 图4表示本专利技术第一实施例的开关稳压器的又一电路例。图5表示本专利技术第二实施例的开关稳压器的电路例。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关稳压器，将输入电压输入到输入端，变换成所设定的定电压，从输出端输出，其特征在于：　　　　所述开关稳压器包括：　　　　开关晶体管，根据所输入的控制信号进行开关；　　　　电感器，通过该开关晶体管开关，由上述输入电压进行充电；　　　　切换信号生成电路部，从所述开关晶体管和电感器的连接部电压，检测流过该电感器的电感器电流，若检测到该电感器电流为零，经过与所述输入电压相对应的时间后，生成所定的切换信号输出；　　　　控制电路部，对所述开关晶体管，根据来自该切换信号生成电路部的切换信号，实行ＰＷＭ控制或ＰＦＭ控制，使得从所述输出端输出的输出电压成为上述所定的定电压；　　　　若从所述切换信号生成电路部输入一次或一次以上连续的上述所定的切换信号，所述控制电路部实行ＰＦＭ控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：道下雄介，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]