降压开关调节器制造技术

技术编号:3386645 阅读:168 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开一种降压开关调节器,其包括第一开关元件、包含电感和一用于同步整流的第二开关元件的滤波电路部分、开关控制器电路部分、以及反向电流检测电路部分,其检测从电感流向第二开关元件的反向电流并当检测到反向电流时通过使开关控制器电路部分关断第二开关元件来切断该反向电流。检测到设定电压的变化时,由于检测到反向电流,反向电流检测器电路部分持续一预定时间周期中止使开关控制器电路部分关断第二开关元件的操作,并在预定时间周期结束后,当检测到反向电流时使开关控制器电路部分关断第二开关元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种能够改变输出电压的同步整流型降压(step-down)开关调节器,尤其涉及一种具有这样的电路的降压开关调节器,该电路当检测到电流回流时,通过关断所述开关装置中断从用于滤波的电感到用于同步整流的开关装置的电流回流。
技术介绍
图1是传统降压开关调节器100的电路图。根据开关调节器100,自例如电池的DC电源提供的电源电压输入到输入端IN端作为输入电压Vin,以及根据输入电压Vin产生的预定恒定电压和来自输出端OUT的输出作为输出电压Vout输入到负荷111。开关调节器100包括执行对输入电压Vin输出控制的开关装置SWa、形成续流(flywheel)二极管的二极管Da、用于滤波的电感La和电容器Ca、以及用于输出电压检测的电阻器Ra和Rb。电阻器Ra和Rb通过对输出到负荷111电压Vout分压产生分压电压Vfb,并且输出该分压电压Vfb。开关调节器100进一步包括参考电压发生器电路102、误差放大器电路103、以及三角波发生器电路104。参考电压发生器电路102产生并输出预定的参考电压Vref。误差放大器电路103将分压电压Vfb和参考电压Vref比较,并放大和输出其间的电压差。三角波发生器电路104产生并输出预定的三角波信号TW。该开关调节器100进一步包括PWM(脉宽调制)比较电路105和驱动电路106。PWM比较电路105产生并输出用于PWM控制的、对应于误差放大器电路103的输出电压和来自三角波发生器电路104的三角波信号TW之间的电压差的脉冲信号。驱动电路106根据来自PWM比较电路105的脉冲信号控制开关装置SWa的切换。当开关装置SWa转换到导通时,提供电流到电感La。当开关装置SWa转换到关断时,存储在电感La中的能量通过二极管Da释放。此时产生的电流通过电容器Ca滤波并从输出端OUT输出到负荷111。此外,从输出端OUT输出的输出电压Vout在电阻Ra和Rb之间分压,以及分压电压Vfb输入到误差放大器电路103的反相输入端。当开关调节器100的输出电压Vout增大时,误差放大器电路103的输出电压减小,从而减小了来自PWM比较电路105的脉冲信号的占空比。结果,减小了开关装置SWa的导通时间,从而控制开关调节器100的输出电压Vout使其变小。在另一方面,当控制开关调节器100的输出电压Vout减小时,进行与上述操作相反的操作。结果,开关调节器100的输出电压Vout被控制恒定。因此,可以通过改变参考电压(例如,参见日本公开专利申请No.2001-161063)而改变开关调节器的输出电压。另一方面,根据同步整流型降压开关调节器,其中提供用于同步整流的开关装置SWb以代替图1所示的二极管Da从而以互补方式控制开关装置SWa和开关装置SWb开和关,在轻载时当负荷111的阻抗增加时,流过电感La的电流反向,从而产生通过开关装置SWb从电感La流向地的电流,因此引起效率的降低。为了避免这种在轻载时效率的降低,包括检测该电流逆流的控制电路并当检测到电流逆流时,关断该开关装置SWb是有效的。然而,在能改变输出电压的同步整流降压开关调节器中,即使在轻载时也需要迅速改变输出电压,从而通过当检测到电流逆流时关断开关装置SWb来中断电流逆流是困难的。这将引起在轻载时效率减小的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例,提供一种其中消除了上述缺陷能改变输出电压的同步整流型降压开关调节器。根据本专利技术的一个实施例,提供一种能改变输出电压的同步整流型降压开关调节器,其中该调节器包括一种电路,其当检测到电流逆流时来切断来自电感的逆流,并且在输出电压变化期间检测到电流逆流时禁止中断电流逆流的功能从而提高在轻载时的效率,因此能在轻载时迅速改变输出电压并提高效率。根据本专利技术的一个实施例,提供一种同步整流型降压开关调节器,其可以将输入端的电压转换成设定电压并从输出端输出转换的电压,该降压开关调节器包括配置成根据输入到其控制电极的第一控制信号进行开关切换从而执行输入电压输出控制的第一开关元件;滤波电路部分,其配置成对第一开关元件的输出电压滤波并输出滤波的电压到输出端,该滤波电路包括在第一开关元件输出端和该输出端之间连接的电感、以及用于同步整流的第二开关元件,该第二开关元件配置成根据输入到其控制电极的第二控制信号释放存储在电感中的能量;开关控制器电路部分,其配置成控制第一开关元件的开关从而从输出端输出设定电压,并使第二开关元件执行与第一开关元件的开关相反的开关切换;以及反向电流检测电路部分,其配置成检测从电感流向第二开关元件的反向电流,并当检测到反向电流时通过使开关控制器电路部分关断第二开关元件以切断反向电流,其中当检测到设定电压的变化时,由于检测到反向电流,该反向电流检测电路部分持续一预定的时间周期中止使开关控制器电路部分关断第二开关元件的操作,持续一预定时间周期结束后,当检测到反向电流时该反向电流检测电路部分使开关控制器电路部分关断第二开关元件。根据本专利技术一实施例的降压开关调节器,当检测到设定电压变化时,由于检测到反向电流,持续一预定的时间周期中止使开关控制器电路部分关断第二开关元件的操作,以及在该预定时间周期结束后,当检测到反向电流时使该开关控制器电路部分关断第二开关元件。这种配置能够迅速改变输出电压,尤其在轻载时提高了效率。附图说明结合附图阅读下面的详细说明,将会使本专利技术的其它目的、特点和优点变的显而易见,其中图1是传统降压开关调节器的电路图;图2是根据本专利技术第一实施例的降压开关调节器的电路图;图3是根据本专利技术第一实施例的降压开关调节器的另一种配置的电路图;图4是根据本专利技术第二实施例的降压开关调节器的电路图;图5是根据本专利技术第三实施例的降压开关调节器的电路图;具体实施方式下面将参考附图对本专利技术实施例进行详细描述。图2是根据本专利技术第一实施例的降压开关调节器1的电路图。参考图2,根据开关调节器1,自例如电池的DC电源(图中未示出)提供的电压输入到输入端IN作为输入电压Vin,以及根据输入电压Vin产生预定的恒定电压并从输出端OUT输出到负荷10作为输出电压Vout。开关调节器1包括由PMOS晶体管制成的开关装置SW1、用于同步整流的由NMOS晶体管制成的开关装置SW2、用于滤波的电感L1和电容器C1、以及用于输出电压检测的电阻器R1和R2。开关装置SW1执行对输入到输入端IN的输入电压Vin的输出控制。电阻器R1和R2通过对自输出端OUT输出的电压Vout分压产生分压电压Vd1,并输出该分压电压Vd1。开关调节器1进一步包括一D/A(数模)转换器2、误差信号放大器3、以及三角波发生器电路4。D/A转换器2根据设定数字数据产生并输出参考电压Vr。误差信号放大器3将分压电压Vd1和参考电压Vr进行比较,通过放大其间电压差产生电压Ver,并输出产生的电压Ver。三角波发生器电路4产生并输出预定的三角波信号TW。开关调节器1还包括PWM比较器电路5、第一驱动电路6、以及第二驱动电路7。PWM比较器电路5将误差信号放大器3的输出电压Ver与来自三角波发生器电路4的三角波信号TW相比较,并产生用于执行PWM控制的脉冲信号Spw、脉冲信号Spw具有取决于输出电压Ver的脉冲宽度。第一驱动电路6根据来自P本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种同步整流型降压开关调节器,其可以将输入端的电压转换成设定电压并从输出端输出转换的电压,该降压开关调节器包括:配置成根据输入到其控制电极的第一控制信号进行开关切换从而执行对输入电压输出控制的第一开关元件;滤波电路部分,其配 置成对第一开关元件的输出电压进行滤波并输出滤波的输出电压到输出端,该滤波电路包括在第一开关元件输出端和该输出端之间连接的电感、以及用于同步整流的第二开关元件,该第二开关元件配置成根据输入到其控制电极的第二控制信号释放存储在电感中的能量; 开关控制电路部分,其配置成控制第一开关元件的开关从而从输出端输出设定电压,并使第二开关元件执行与第一开关元件的开关相反的开关切换;以及反向电流检测电路部分,其配置成检测从电感流向第二开关元件的反向电流,并且当检测到反向电流时通过 使开关控制器电路部分关断第二开关元件以切断反向电流,其中当检测到设定电压的变化时,由于检测到反向电流,该反向电流检测电路部分持续一预定的时间周期中止使开关控制电路部分关断第二开关元件的操作,并持续一预定时间周期后结束,当检测到反向电 流时该反向电流检测电路部分使开关控制器电路部分关断第二开关元件。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:清水伸也松尾正浩
申请(专利权)人:株式会社理光
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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