直流-直流变换器制造技术

一种直流－直流变换器包括串联连接在输入端与输出端之间的ＮｃｈＦＥＴ↓［１］，以及连接在Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［１］的输出端侧与接地端之间的Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［２］。在电路的输出端侧，接有平流滤波电路和比较器电路。将比较电路的输出端侧与导通持续时间限制电路相连，而且所述导通持续时间限制电路通过反相器与用以控制Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［１］的Ｈ／Ｓ驱动电路相连，并与控制Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［２］的Ｌ／Ｓ驱动电路直接相连。其中，当从比较器把用以导通Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［１］的切换控制信号输入导通持续时间限制电路时，导通持续时间限制电路检测处于导通状态的时间，并输出信号，使Ｎｃｈ　　ＦＥＴ↓［１］暂时受到截止控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流-直流变换器，用以将一输入的直流电压降压变换成具有预定值的直流电压，具体地说，涉及一种降压脉动检测型自振荡变换器。
技术介绍
当前，由于计算机电源电路所需，要求低压大电流的直流变换器。作为这种直流-直流变换器的代表，采用PWM控制变换器和脉动检测型自振荡变换器(下称脉动变换器)。它们当中，虽然随后研发的PWM控制变换器已经空前受到重视，但脉动变换器最近表现某些吸引力，因为采用脉动变换器对负载变化的响应尤好。图5表示脉动变换器的基本电路。如图5所示，该脉动变换器中，作为开关元件的PNP晶体管Tr1和电感L01被串联连接地设置于输入端3与输出端4之间，其中从所述输入端3输入输入电压Vin，从所述输出端4输出输出电压Vout，还设置续流二极管，它连接在所述PNP晶体管Tr1和电感L01的连接点与地之间。另外，还设置比较器10，将与输出电压Vout相关的电压输入至它的同相输入端，而将基准电压V0输入至其反相输入端，并将切换控制信号输出给PNP晶体管Tr1。在这样的脉动变换器中，随着PNP晶体管Tr1处于截止状态，当输出电压Vout变得小于基准电压V0时，一个较低的输出信号从比较器输入给PNP晶体管Tr1的基极，使PNP晶体管Tr1导通。此后，输出电压Vout增大，使PNP晶体管Tr1继续导通。另一方面，随着PNP晶体管Tr1处于导通状态，当输出电压Vout变得大于基准电压V0时，一个较高的输出信号从比较器输入给PNP晶体管Tr1的基极，结果，使PNP晶体管Tr1截止。此后，输出电压Vout减小，使PNP晶体管Tr1继续截止。重复这样的控制操作，使输出电压Vout围绕着接近于该基准电压V0而上升和下降，获得实质等于该基准电压V0的输出电压Vout。日本未审专利申请公开No.9-51672中公开了一种脉动变换器的实际电路，该脉动变换器的结构包括被连接在输入端和输出端之间的Pch FET开关元件和扼流圈；一个二极管被连接在的该Pch FET开关元件与扼流圈连接点和地电位之间。另外，该专利公开JP9-51672中，设有比较器，其中与输出电压相关的电压输入至它的反相输入端，而基准电压输入至其同相输入端，驱动机构IC按照比较器的输出电压给Pch FET输出切换控制信号。于是，在这种脉动变换器中，从输入电压得到所需的输出电压；使该输出电压与基准电压比较，根据比较的结果，切换Pch FET。当与Nch FET相比时，Pch FET的特性并不令人满意。如果将这种PchFET用于同步整流型脉动变换器，会使变换效率下降。因此，需要使用NchFET的同步整流型脉动变换器代替Pch FET。在这种使用Nch FET的脉动变换器中，为了驱动这种FET，必须给栅极提供比源极电压高的电压，在Nch FET的控制信号输入侧，通常需要图6A所示的自益放大电路。图6A是使用Nch FET的同步整流型脉动变换器的电路图，其中设有同类的自益放大电路；图6B表示在图6A所示电路中固定点(点A和点B)处的电压波形。如6A所示，Nch FET1(下称FET1)和电感L1被串联在输入端3与输出端4之间，其中输入电压Vin从所述输入端3输入，输出电压Vout从所述输出端4输出。在FET1的漏极和源极之间设置自益放大电路，该电路包括互相串联连接的自益放大二极管D0和自益放大电容器C0。一个H/S驱动电路1与FET1的栅极相连。自益放大电容器C0两端的电压加给H/S驱动电路1。Nch FET2的栅极(下称FET2)与L/S驱动电路2相连，它的漏极与FET1和电感L1之间的连接点相连，而源极接地。L/S驱动电路2被连在输入端3与地之间。另外，电容器C1连接在电感L1与输出端4的连接点和地之间。此外，省略对比较器的说明，所述比较器检测输出电压Vout的脉动，并将-FET开关信号加给H/S驱动电路1和L/S驱动电路2。在这样的脉动变换器中，在图6A的点B和点A处产生图6B所示的波形的电压，使得FET1和FET2的输出特性相反，并使它们之间同步。在点A处，当FET1被导通(FET2被截止)时，在点A处给出与输入电压Vin实质相同的电压；而当FET1被截止(FET2被导通)时，在点A处给出近似为0的电压(地电位)。然后，把通过从输入电压Vin减去自益放大二极管D0中的电压降所得的电压加给自益放大电容器C0，从而给电容器C0充当。因此，在点B处，当FET1被导通(FET2被截止)时，由于自益放大电容器C0中充电电荷而产生一个增大到超过输入电压Vin的电压；而当FET1被截止(FET2被导通)时，产生由从输入电压Vin减去自益放大二极管D0中的电压降所得的电压。如上所述，按照这样的结构，由于从H/S驱动电路1产生增大的FET1驱动控制信号，使已充电的自益放大电容器C0放电，所以必须使FET1重复被导通和截止。也就是说，FET1并不连续地处于导通状态，而须使FET1按一定的占空因数做通-断变换。另外，这里所说的占空因数表示一个由FET1处于导通状态的时间与总时间的百分比所示的比值，也就是说，如果FET1恒处于被导通的状态，则所述占空因数为100％。然而，有如图5所示，这种脉动变换器不包括任何控制占空因数的电路，原则上不能有效地控制所述占空因数。因此，当输入电压Vin减小时，输出电压Vout就达不到基准电压V0，FET1恒处于导通状态，于是，就使自益放大电容器C0被完全放电。当自益放大电容器C0放电时，自益放大电容器C0两端的电压就不能增大，也就不能提供FET1的栅极所需的电压，结果，使FET1被截止。从而使输出电压Vout进一步被降低。于是，有如上述那样，当输出电压Vout降低时，不能从自益放大电容器C0给出电压。因此，FET1就不能被导通，就会进一步使输出电压Vout下降。也就是说，不能使FET1稳定地工作，以致自益放大电容器被完全放电。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术的各优选实施例提供一种脉动变换器型的直流-直流变换器，其中可稳定地输出预定的电压。按照本专利技术的一种优选实施例，一种直流-直流变换器包括Nch FET，用于对输入电压的通-断控制；平流滤波电路，用于平滑来自Nch FET被切换输出的电压，以输出一平滑电压；以及比较电路，用于使自平流滤波电路输出的电压与一设定电压比较，以输出一个通-断控制用的切换控制信号。在所述直流-直流变换器中，当检测Nch FET的持续导通时间，并且所述持续导通达到预定的时间时，对Nch FET输出切换控制信号，用以截止控制Nch FET。当Nch FET处于截止状态(Nch FET截止)并且平流滤波电路的输出电压(变换器输出电压)小于设定电压时，从比较电路输出切换控制信号，用以导通Nch FET。这里，当所述导通状态被持续一段预定时间时，也就是在输入到比较器的电压小于设定电压的状态持续一段预定时间或者更长的时间，接通持续时间限制电路输出切换控制信号，用以暂时截止NchFET。于是，Nch FET截止，与开关电路相连用以控制Nch FET切换的自益放大电容器被快速充电。即使实行这种截止控制，由于与直流输出电压相关的电压小于基准电压，一旦用来导通Nch FET的切换控制信号再次被输入给Nch FET，就使Nch F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流－直流变换器，它包括：ＮｃｈＦＥＴ，它被布置成切换输入电压的通和断；平流滤波电路，它被布置成平滑从ＮｃｈＦＥＴ输出的电压，以输出平滑电压；以及比较电路，它被布置成使自平流滤波电路输出的电压与一设定的电 压比较，以输出通－断控制用的切换控制信号；其中，在检测ＮｃｈＦＥＴ的持续导通时间并且该持续导通时间达到预定的时间时，对ＮｃｈＦＥＴ输出切换控制信号，用以截止控制ＮｃｈＦＥＴ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野间隆嗣，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]