比较器方式直流对直流变换器制造技术

本发明专利技术的一个实施方式的比较器方式直流对直流变换器（１）具备：比较器部（２０、４０），其比较电压变换部的输出电压和基准电压，决定控制信号（Ｓｓｗ）中的导通脉冲的规定导通脉宽或截止脉冲的规定截止脉宽；以及控制部（２００），其具有比较控制信号（Ｓｓｗ）和基准时钟（Ｃｒｅｆ），按照使控制信号（Ｓｓｗ）的频率为恒定的方式来调整导通脉宽或截止脉宽的频率控制单元（２５）。频率控制单元（２５）检测电压变换部（１００）的输出电流为０Ａ的状态或将成为０Ａ的状态，停止导通脉宽或截止脉宽的调整处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及比较器方式直流对直流变换器。
技术介绍
从输入电压生成稳定的输出电压的直流对直流变换器是大家所熟知 的。在直流对直流变换器中，作为使输出电压稳定的手法，可以考虑各种方式。例如，在专利文献l中，记载着利用PWM (脉冲宽度调制)方 式的开关直流对直流变换器。在PWM方式中，使开关频率恒定，通过 调整导通脉冲宽度，可稳定输出电压。此外，有利用比较器方式的开关 直流对直流变换器。在比较器方式中，利用比较器使导通脉冲宽度恒定， 通过调整截止脉冲宽度(即，开关频率)，可稳定输出电压。这些直流对直流变换器有时被当作PU (processor Unit:处理器单元) 等电压源使用。在PU中，从待机状态进入处理状态时，消耗电流急速增 加。当因负荷电流急速增加而使输出电压急速降低时，由于在比较器方 式直流对直流变换器中会立即输出导通脉冲，所以与在规定的截止脉冲 期间不会输出脉冲的PWM方式相比，可很快地稳定输出电压。这样， 与PWM方式相比，比较器方式具有对负荷电流急速增加的响应特性较 好的特征。专利文献1:日本特开2000-287439号公报然而，在比较器方式直流对直流变换器中，假设导通脉冲宽度为Pon、 截止脉冲宽度为Poff、输入电压为Vin、输出电压为Vom，则开关的周期 Tf为Tf=Pon+Poff=Vout/VinxTf+((Vin-Vout)/Vin) x丁f…(式(l))。因此， 在确定了 Vin及Vout时，因为导通脉冲宽度Pon为恒定，所以Poff被唯 一确定。换言之，在比较器方式直流对直流变换器中，因为Pon为恒定， 所以只要确定Vin及Vout，即可确定使输出电压恒定的导通占空比。4此处，例如，环境温度上升时，电路元件的内部电阻增加，而增加 内部损失。此时，在比较器方式直流对直流变换器中，为了弥补内部损 失增加所导致的输出电压的降低，截止脉冲宽度变短而增加导通占空比。 这样，在比较器方式直流对直流变换器中，开关频率随着环境温度的变 动而逐渐变动。此外，截止脉冲宽度也会随着输入电压、输出电压及输 出电流的变动而变动，从而使开关频率产生变动。开关频率的变动会导 致输出电压的纹波产生变动，而可能导致PU等后级电路的错误动作。此外，可能需要在整个宽频带上的EMI对策。另一方面，在PWM方式直流对直流变换器中，虽然可以使开关频 率恒定，然而，负荷电流变小，在具有输出电流为OA以下的期间的不连 续模式下，导通脉冲宽度可能过窄。其结果，可能会扰乱开关波形。此 外，电路元件要求具有高速特性。
技术实现思路
所以，本专利技术的目的在于提供一种比较器方式直流对直流变换器， 在负荷电流连续模式下，在不损害对于负荷电流的急速增加的响应特性 的情况下，可降低开关频率的变动，在负荷电流不连续模式下，可抑制 导通脉冲宽度过窄。本专利技术的比较器方式直流对直流变换器具备电压变换部，其具有被输入输入电压的输入端子和一对输出端子，该电压变换部具备开关元 件、电感器和平滑用电容器，该幵关元件具有连接于输入端子上的一个 电流端子，该电感器具有连接于该开关元件的另一个电流端子上的一端 及连接于一对输出端子的一个上的另一端，该平滑用电容器连接于一对 输出端子间，该电压变换部根据作为脉冲信号的控制信号来控制该开关 元件，由此在一对输出端子间生成将输入电压进行了电压变换的输出电压；以及控制部，其生成用于使电压变换部的输出电压稳定的控制信号。 控制部具有比较器部，其比较电压变换部的输出电压和基准电压，根据该比较结果，决定控制信号中的导通脉冲的规定导通脉宽或截止脉冲的规定截止脉宽；以及频率控制单元，其比较控制信号和基准时钟，根据该比较结果，按照使控制信号的重复频率为恒定的方式，来调整导通 脉冲的规定导通脉宽或截止脉冲的规定截止脉宽。频率控制单元具有调 整停止部，该调整停止部检测从电压变换部的开关元件向电感器的方向流动的输出电流为0A的状态或将成为OA的状态，生成用于使频率控制 单元的规定导通脉宽或规定截止脉宽的调整处理停止的调整停止信号。根据该比较器方式直流对直流变换器，在负荷电流连续模式下，例 如在因输出电流增加而导致截止脉冲的截止脉宽变窄时(导通脉冲的导 通脉宽变宽时)，也可利用频率控制单元来调整导通脉冲的规定导通脉宽(截止脉冲的规定截止脉宽)，从而使控制信号的频率保持恒定。所以， 在负荷电流连续模式下，可减少开关频率的变动。此处，因为频率控制单元通过调整导通脉冲的规定导通脉宽(截止 脉冲的规定截止脉宽)来使控制信号的频率保持恒定，因此与PWM方 式同样，在负荷电流不连续模式下，导通脉冲的导通脉宽有可能过窄。然而，根据该比较器方式直流对直流变换器，在负荷电流不连续模 式下，在输出电流为OA时或将成为OA时，通过频率控制单元来停止上 述导通脉冲的规定导通脉宽(截止脉冲的规定截止脉宽)的调整处理， 所以可抑制导通脉冲的导通脉宽过窄。因此，在负荷电流不连续模式下， 可抑制导通脉冲的导通脉宽大幅变窄。优选上述比较器部具有第1比较器，其检测到电压变换部的输出 电压小于基准电压时，将该检测时刻定为导通脉冲(截止脉冲)的开始 时刻；以及第2比较器，其检测到从导通脉冲(截止脉冲)的开始时刻 起经过规定时间后，将该检测时刻定为导通脉冲(截止脉冲)的结束时 刻；上述频率控制单元具有调整部，该调整部通过调整规定时间，来调 整规定导通脉宽(规定截止脉宽)。上述频率控制单元具备生成基准时钟的基准时钟生成部，上述频率 控制单元在从调整停止部取得调整停止信号的情况下，通过暂停基准时 钟生成部的基准时钟的生成，来停止规定导通脉宽或规定截止脉宽的调 整处理。根据该结构，在从调整停止部取得调整停止信号时，因为暂时停止利用基准时钟生成部生成基准时钟，所以可停止频率控制单元的控制信 号与基准时钟的比较结果的变动。所以，可以停止频率控制单元的规定 导通脉宽或规定截止脉宽的调整处理。此外，上述频率控制单元在从调整停止部取得调整停止信号的情况 下，通过停止控制信号和基准时钟的比较，来停止规定导通脉宽或规定 截止脉宽的调整处理。根据该结构，从调整停止部取得调整停止信号时，因为停止利用频 率控制单元进行的控制信号与基准时钟的比较，所以可停止控制信号与 基准时钟的比较结果的变动。因此可停止频率控制单元的规定导通脉宽 或规定截止脉宽的调整处理。此外，上述频率控制单元在从调整停止部取得调整停止信号的情况 下，通过将控制信号和基准时钟的比较结果置换成预先规定的规定固定 值，来停止规定导通脉宽或规定截止脉宽的调整处理。根据该结构，从调整停止部取得调整停止信号时，因为将频率控制 单元进行的控制信号与基准时钟的比较结果置换成预先规定的规定固定 值，因此可停止规定导通脉宽或规定截止脉宽的调整处理。根据本专利技术，可得到一种比较器方式直流对直流变换器，在负荷电 流连续模式下，在不损害对于负荷电流的急速增加的响应特性的情况下， 可减少开关频率的变动，在负荷电流不连续模式下，可抑制导通脉冲宽 度过窄。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的比较器方式直流对直流变换器 的电路图。图2是表示图1中的定时器部的电路图。图3是表示图1中的调整部的电路图。图4是表示图1中的调整停止部的电路图。图5是表示图1中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比较器方式直流对直流变换器，其特征在于，该变换器具备：　电压变换部，其具有被输入输入电压的输入端子和一对输出端子，该电压变换部具备开关元件、电感器和平滑用电容器，该开关元件具有连接于前述输入端子上的一个电流端子，该电感器具有连接于该开关元件的另一个电流端子上的一端及连接于前述一对输出端子的一个上的另一端，该平滑用电容器连接于前述一对输出端子间，该电压变换部根据作为脉冲信号的控制信号来控制该开关元件，由此在前述一对输出端子间生成将前述输入电压进行了电压变换的输出电压；以及　控制部，其生成用于使前述电压变换部的前述输出电压稳定的前述控制信号，　前述控制部具有：　比较器部，其比较前述电压变换部的前述输出电压和基准电压，根据该比较结果，决定前述控制信号中的导通脉冲的规定导通脉宽或截止脉冲的规定截止脉宽；以及　频率控制单元，其比较前述控制信号和基准时钟，根据该比较结果，按照使前述控制信号的重复频率为恒定的方式，来调整前述导通脉冲的前述规定导通脉宽或前述截止脉冲的前述规定截止脉宽；　前述频率控制单元具有调整停止部，该调整停止部检测从前述电压变换部的前述开关元件向前述电感器的方向流动的输出电流为０Ａ的状态或将成为０Ａ的状态，生成用于使前述频率控制单元的前述规定导通脉宽或前述规定截止脉宽的调整处理停止的调整停止信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蜂谷尚悟，竹村兴，
申请(专利权)人：哉英电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]