DC/DC转换器的控制电路及控制方法、电源管理电路技术

本公开涉及一种DC/DC转换器的控制电路及控制方法、电源管理电路。提供一种开关频率稳定化的DC/DC转换器的控制电路。导通时间产生电路(220)在从开关晶体管的接通经过导通时间(T

【技术实现步骤摘要】
DC/DC转换器的控制电路及控制方法、电源管理电路


[0001]本公开涉及一种DC(direct current，直流)/DC转换器。

技术介绍

[0002]在将某电压值的直流电压转换为另一电压值的直流电压时，利用DC/DC转换器。作为DC/DC转换器的控制方式，已知有纹波(ripple)控制方式。纹波控制方式是以下方式，即，将DC/DC转换器的输出电压与阈值电压进行比较，如果输出电压超过(或者低于)阈值电压，那么以此为触发来切换开关晶体管的导通、截止。纹波控制方式与使用误差放大器的电压模式控制方式或电流模式控制方式相比，具有响应速度高、还能削减功耗的优点。还有能够使DC/DC转换器的输出电容器的电容变小的优点。
[0003][现有技术文献][0004][专利文献][0005][专利文献1]日本专利特开2017
‑
169259号公报

技术实现思路

[0006][专利技术所要解决的问题][0007]作为纹波控制的一种方式，有谷值检测/恒定导通时间(COT：Constant On Time)控制(以下，称为COT控制)。在COT控制中，由于开关频率变动，所以从EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)的观点来看，存在难以直接利用的应用程序。
[0008]本公开是在所述情况下完成的，其某形态的例示性目的之一在于提供一种开关频率稳定化的DC/DC转换器的控制电路。
[0009][解决问题的技术手段][0010]本公开的某形态涉及一种DC/DC转换器的控制电路。控制电路是具有开关晶体管的DC/DC转换器的控制电路，且具备：第1比较器，将与DC/DC转换器的输出电压对应的反馈电压与基准电压进行比较，如果反馈电压低于基准电压，那么使接通信号生效；导通时间产生电路，在从开关晶体管的接通经过导通时间之后，使断开信号生效；逻辑电路，基于接通信号及断开信号，产生脉冲信号；以及驱动器，根据脉冲信号驱动开关晶体管。导通时间产生电路具备：电容器；充电电路，将电容器以与DC/DC转换器的输入电压对应的充电电流充电；频率稳定化电路，以开关晶体管的开关频率接近基准频率的方式，产生控制信号；阈值电压产生电路，产生与控制信号对应的阈值电压；以及第2比较器，将产生于电容器的斜率电压与阈值电压进行比较，并产生与比较结果对应的断开信号。
[0011]本公开的某形态涉及一种DC/DC转换器的控制方法。该控制方法是具有开关晶体管的DC/DC转换器的控制方法，且包括以下步骤：将与DC/DC转换器的输出电压对应的反馈电压与基准电压进行比较，如果反馈电压低于基准电压，那么使接通信号生效；在从开关晶体管的接通经过导通时间之后，使断开信号生效；基于接通信号及断开信号，产生脉冲信号；以及根据脉冲信号驱动开关晶体管。产生断开信号的步骤包含以下步骤：将电容器以与
DC/DC转换器的输入电压对应的充电电流充电；以开关晶体管的开关频率接近基准频率的方式，产生控制信号；以及将产生于电容器的斜率电压和与控制信号对应的阈值电压进行比较，并产生与比较结果对应的断开信号。
[0012]此外，使以上的构成要素任意地组合所得的内容、将本公开的构成要素或表达在方法、装置、系统等之间相互置换所得的内容也作为本公开的形态有效。
[0013][专利技术的效果][0014]根据本公开的某形态，能够使频率稳定化。
附图说明
[0015]图1是实施方式的DC/DC转换器的电路图。
[0016]图2是图1的DC/DC转换器的动作波形图。
[0017]图3是比较技术的DC/DC转换器的电路图。
[0018]图4是图3的DC/DC转换器的动作波形图。
[0019]图5是实施方式的DC/DC转换器的动作波形图。
[0020]图6是表示频率稳定化电路的构成例的电路图。
[0021]图7是表示充电电路的构成例的电路图。
[0022]图8是表示阈值电压产生电路的构成例的电路图。
[0023]图9是与DCM模式对应的DC/DC转换器的电路图。
[0024]图10是说明控制电路中的CCM模式、DCM模式及切换动作的图。
[0025]图11是已抑制模式间振荡的控制电路的动作波形图。
[0026]图12是阈值电压产生电路的电路图。
[0027]图13是表示DCM模式中的输出电压波形的图。
[0028]图14是说明第2切换方法中的从DCM模式向CCM模式转变的图。
[0029]图15是说明第2切换方法中的从CCM模式向DCM模式转变的图。
[0030]图16是与第2切换方式对应的DC/DC转换器的电路图。
[0031]图17是与第2切换方式对应的逻辑电路的框图。
[0032]图18是与图17的逻辑电路的从DCM模式向CCM模式的转变相关的动作波形图。
[0033]图19是与图17的逻辑电路的从CCM模式向DCM模式的转变相关的动作波形图。
[0034]图20是变化例1的导通时间产生电路的一部分的电路图。
[0035]图21是表示在图20的导通时间产生电路中产生的斜率电压的图。
[0036]图22是具备电源管理的系统的框图。
具体实施方式
[0037](实施方式的概要)
[0038]对本公开的几个例示性实施方式的概要进行说明。该概要作为下述详细说明的开场白，以基本理解实施方式为目的，将1个或多个实施方式的几个概念简化说明，并不限定专利技术或公开的范围。另外，该概要并非能想到的所有实施方式的综合性概要，并不限定实施方式的不可欠缺的构成要素。为了方便起见，“一实施方式”有时是指本说明书中公开的一个实施方式(实施例或变化例)或多个实施方式(实施例或变化例)。
[0039]在一实施方式中，具有开关晶体管的DC/DC转换器的控制电路具备：第1比较器，将与DC/DC转换器的输出电压对应的反馈电压与基准电压进行比较，如果反馈电压低于基准电压，那么使接通信号生效；导通时间产生电路，在从开关晶体管的接通经过导通时间之后，使断开信号生效；逻辑电路，基于接通信号及断开信号，产生脉冲信号；以及驱动器，根据脉冲信号驱动开关晶体管。导通时间产生电路具备：电容器；充电电路，将电容器以与DC/DC转换器的输入电压对应的充电电流充电；频率稳定化电路，以开关晶体管的开关频率接近基准频率的方式，产生控制信号；阈值电压产生电路，产生与控制信号对应的阈值电压；以及第2比较器，将产生于电容器的斜率电压与阈值电压进行比较，并产生与比较结果对应的断开信号。
[0040]根据该构成，关于输入电压的变动，通过使电容器的充电速度变化的前馈控制，来调节导通时间，使频率稳定化。另外，与其平行地，关于输出电压的变动或负载变动等因素，通过调节阈值电压的反馈控制，来调节导通时间，使频率稳定化。通过使前馈控制与反馈控制组合，能够使COT控制中的开关频率稳定化。
[0041]在一实施方式中，阈值电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，是具有开关晶体管的DC/DC转换器的控制电路，且具备：第1比较器，将与所述DC/DC转换器的输出电压对应的反馈电压与基准电压进行比较，如果所述反馈电压低于所述基准电压，那么使接通信号生效；导通时间产生电路，在从所述开关晶体管的接通经过导通时间之后，使断开信号生效；逻辑电路，基于所述接通信号及所述断开信号，产生脉冲信号；以及驱动器，根据所述脉冲信号驱动所述开关晶体管；所述导通时间产生电路具备：电容器；充电电路，将所述电容器以与所述DC/DC转换器的输入电压对应的充电电流充电；频率稳定化电路，以所述开关晶体管的开关频率接近基准频率的方式，产生控制信号；阈值电压产生电路，产生与所述控制信号对应的阈值电压；以及第2比较器，将产生于所述电容器的斜率电压与所述阈值电压进行比较，并产生与比较结果对应的所述断开信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述阈值电压产生电路通过使与所述DC/DC转换器的所述输出电压成比例的电压偏移与所述控制信号对应的电位差，来产生所述阈值电压。3.根据权利要求2所述的控制电路，其中所述频率稳定化电路包含：分压电路，将所述DC/DC转换器的所述输出电压分压；以及电流源，与所述分压电路的输出节点连接，产生与所述控制信号对应的电流；且产生于所述分压电路的输出节点的电压为所述阈值电压。4.根据权利要求3所述的控制电路，其中所述电流源为产生与所述控制信号和规定电压的差量对应的电流的gm放大器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制电路，其中所述充电电路包含产生与所述输入电压成比例的电流的可变电流源。6.根据权利要求1至4中任一项所述的控制电路，其中所述充电电路包含第1端接收所述输入电压且第2端与所述电容器连接的电阻。7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制电路，其中所述频率稳定化电路在所述DC/DC转换器以电流不连续模式动作的期间失效。8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制电路，其中在所述DC/DC转换器从电流连续模...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛瞬，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：