改善了输出电压响应性的电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电源装置，其具有输出电容，在将指令电压向降低方向变更时，可以快速产生与变更后的指令电压对应的输出电压。包括对指令电压（Ｖｄａｃ）与输出电压（Ｖｏ）进行比较、获得与指令电压对应的输出电压（Ｖｏ）那样进行动作的开关电源部（１０）和在该电源部的输出侧上连接的输出电容（Ｃｏ），将指令电压与输出电压进行比较，当指令电压比输出电压低时，使输出电容的电荷放电。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改善了指令电压变更时的输出电压响应性的电源装置。该平滑线圈和输出电容，在负载急变时造成输出电压响应的延缓。对这种延缓进行了改善的电源装置，例如在特開平10-98874号公报中有公示。附图说明图1是表示这种现有技术的改善了响应延缓的电源装置的整体构成的概略图。在图1中，开关电源电路部1，对于电池等电源B的电源电压Vin，根据内部的基准电压(图中未画出)和输出电压Vo之间的比较结果，进行开关，变换成规定的幅度的脉冲输出。该脉冲输出由平滑线圈Lo、输出电容Co平滑后，向负载3供给规定的输出电压。二极管D为续流用二极管。如果该负载3急剧增加，输出电压Vo降低。降低后的输出电压Vo，为了补偿恢复规定的设定电压时的延迟，与开关电源电路部1并列设置续流电源电路部2。这样，当由于负载激增造成输出电压Vo降低时，通过续流电源电路部2可以快速供给电流，可以在比较短的延迟时间使输出电压Vo恢复到规定的值。在这种现有技术的电源装置中，在恒定基准电压下使用时即使负载急剧变化也可以没有延迟快速响应恢复电压。但是，在改变基准电压而可以变更输出电压的情况下，由于续流电源电路部2只有电流供给能力，在现有技术的电源装置中不能使输出电压迅速下降。图2表示其放电的时间曲线。如图2(a)所示，在时刻t1如果将基准电压Vref1变更到比其低的基准电压Vref2，由于负载3的放电延迟、和平滑线圈引起的反电势，电流Io如图2(c)所示逐渐减少。输出电压Vo如图2(b)所示，从变更前的输出电压Vo1经过一段时间缓慢降低下来。然后，在经过时间T2所表示的时间之后，才变成与变更后的基准电压Vref2对应的输出电压Vo2。此外，图2(c)的电流波形的周期与输出开关晶体管的开关动作对应。本专利技术之1的电源装置，包括将为设定输出电压值的指令电压和与输出电压对应的反馈电压进行比较、获得与上述指令电压对应的输出电压那样动作的电源电路部、在该电源电路部的输出侧上连接的输出电容、将上述指令电压和上述反馈电压进行比较、根据其比较结果使上述输出电容的充电电荷放电、使上述输出电压快速跟踪上述指令电压的变更的输出电压设定辅助电路部。依据不本专利技术之1的电源装置，在将指令电压变更成低的电压时，输出电压设定辅助电路部，为了形成与变更后的指令电压对应的输出电压，使输出电容的充电电荷放电。因此，输出电压可以快速变成与变更后的指令电压对应的电压。又，本专利技术之2的电源装置，是在本专利技术之1的电源装置中，上述电源电路部是开关电源电路部，其电源电路部的输出点是在电源电压与接地之间串连连接的输出晶体管的连接点，在该连接点与上述输出电容之间具有平滑线圈。依据该电源装置，在增高输出电压时，开关电源部的驱动能力增高，在输出电压降低时，由于通过本专利技术的输出电压设定辅助电路部在平滑线圈的输出侧变更输出电压，可以高速切换输出电压。又，本专利技术之3的电源装置，是在本专利技术之1或2的电源装置中，上述输出电压设定辅助电路部，包括对上述指令电压与所示反馈电压的2个输入进行比较的比较器、与上述输出电容并联连接的由上述比较器的输出驱动成导通状态的开关。依据该电源装置，与输出电容并联设置开关，根据2个输入的比较结果使开关导通，可以正确并且容易实施到规定的电压电平的放电。又，本专利技术之4的电源装置，是在本专利技术之3的电源装置中，使上述2个输入的任一个，成为具有上述指令电压侧相对增高的极性的偏置电压的输入。依据该电源装置，在输出电压达到指令电压和偏置电压之和的时刻，开关开始截止动作。通过适当设定该偏置电压，可以防止放电时的输出电压出现负尖锋，可以在最短时间将输出电压设定到设定值。又，本专利技术之5的电源装置，是在本专利技术之4的电源装置中，以及权利要求7的电源装置，是在本专利技术之3的电源装置中，上述比较器构成为当上述2个输入的差越大时其变换速率越高。依据该电源装置，由于2个输入的差越大比较器的变换速率越高，比较器输出可以快速上升，加快放电动作。又，本专利技术之6的电源装置，是在本专利技术之5的电源装置中，以及本专利技术之8的电源装置，是在本专利技术之7的电源装置中，上述比较器包括对上述2个输入进行差动放大的电流动作型差动放大器、和根据上述2个输入的差增加上述差动放大器的动作电流的互导放大器。依据该电源装置，通过在差动放大器上附加互导放大器，可以实现根据2个输入的差改变变换速率的比较器。图2是表示现有技术的电源装置的动作特性图。图3是表示本专利技术第1实施方案的电源装置的整体构成图。图4是表示图3的电源装置的动作特性图。图5是表示说明图3的电源装置的偏置电压的作用的图。图6是表示本专利技术第2实施方案的、可改变的转换速度的运算放大器的构成。图7是表示采用图6的运算放大器的gm放大器的构成8是表示采用图6的运算放大器后的电源装置的动作特性图。在图3中，开关DC/DC电源电路部10，具有在电源电压Vin和接地之间串联连接N型MOS晶体管(以下称为N型晶体管)Q1和N型晶体管Q2所构成的开关电路。又，开关DC/DC电源电路部10包括误差放大器OP2、振荡器11、比较器Comp、驱动器12。误差放大器OP2，在其非反相输入端子(+)上输入指令电压Vdac，在其反相输入端子(-)上反馈输入输出电压Vo或者与其成比例的电压，对其差进行放大后输出。振荡器11产生高频(例如数kHz～数十kHz)三角波信号等的振荡输出。比较器Comp，在非反相输入端子(+)上输入振荡器11的振荡输出，在反相输入端子(-)上输入误差放大器OP2的误差输出，输出其比较结果。驱动器12，输入比较器Comp的比较结果，根据其输出，使N型晶体管Q1和N型晶体管Q2相互处于相反状态那样进行导通·截止开关控制。其开关电路的输出，即N型晶体管Q1、Q2的串连连接点的输出，由平滑线圈L0和输出电容Co进行平滑。该输出电容Co的充电电压作为输出电压Vo，向负载30供给。输出电压指令电路部20，由运算放大器OP1、电阻R1以及根据数字输入信号Din变更电阻值的电阻R2所构成。在运算放大器OP1的非反相输入端子上施加的基准电压Vref为恒定值，通过变更数字输入信号Din改变电阻R2的值，来变更所输出的指令电压Vdac。输出电压设定辅助电路部40，是为了使输出电容Co的充电电荷放电的电路。该输出电压设定辅助电路部40，由与输出电容Co并联连接的N型晶体管Q3、具有反相输出的运算放大器OP3所构成的比较器、偏置电压Voff的偏置电压源41所构成。在运算放大器OP3的非反相输入端子上在指令电压Vdac上加上了偏置电压Voff后的电压，而在其反相输入端子上输入输出电压Vo，即N型晶体管Q3的漏极电压。此外，偏置电压源41也可以以相反的极性设置在反相输入端子上。本专利技术的电源装置，并不限定于具有开关电源电路部的装置，也可以在具有对设定输出电压的指令电压和与输出电压对应的反馈电压进行比较、获得与指令电压对应的输出电压那样动作的电源电路部的装置中适用。下面，对该图3的电源装置的动作，采用图4、图5进行说明。当向开关DC/DC电源电路部10输入来自指令电路部20的任意指令电压Vdac时，由误差放大器OP2取出指令电压Vdac和输出电压Vo之间的差。根据该误差放大器OP2的误差输出和振荡器11的振荡输出之间的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，其特征是：包括将为设定输出电压值的指令电压和与输出电压对应的反馈电压进行比较、获得与所述指令电压对应的输出电压那样动作的电源电路部、在该电源电路部的输出侧上连接的输出电容、将所述指令电压和所述反馈电压进行比较、根据 其比较结果使所述输出电容的充电电荷放电、使所述输出电压快速跟踪所述指令电压的变更的输出电压设定辅助电路部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：竹村兴，梅本清贵，中田健一，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]