本发明专利技术公开了直流－直流变换器和用于直流－直流变换器的控制器。本发明专利技术公开了一种用于防止直通电流导致理想二极管误操作的ＤＣ－ＤＣ变换器。用于接收输入电压的第一晶体管与理想二极管相连，该理想二极管包括第二晶体管和比较器，该比较器用于检测流经第二晶体管的电流并且产生检测信号。控制电路产生用于导通和关断所述第一晶体管的开关信号，以保持输出电压为恒值。脉冲发生电路产生脉冲信号用于在所述第一晶体管导通之前关断所述第二晶体管，并且在从所述第一晶体管导通之时起的一预定时间段内保持所述第二晶体管关断。错误操作防止电路产生控制信号，该控制信号用于从所述第二晶体管关断之时到所述第一晶体管导通之时保持所述第二晶体管关断。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及DC-DC变换器，尤其是涉及用于DC-DC变换器的控制器。
技术介绍
在现有技术中，诸如个人电脑之类的电子设备使用DC-DC变换器作 为电源。电子设备需要降低功耗。因此，DC-DC变换器需要降低功耗。在现有技术的一种开关型DC-DC变换器中，第一输出MOS晶体管被 导通以使能量从其输入端被供给到其输出端。第一 MOS晶体管被关断以 使聚积在电感器内的能量被释放。当释放能量时，整流二极管的正向电压 下降。结果，导致损失了聚积在电感器内的一部分能量。为了避免这种情况，DC-DC变换器包含取代该整流二极管的理想二 极管。理想二极管包括第二 MOS晶体管和比较器，所述比较器具有与第 二 MOS晶体管的源极和漏极相连的输入端和与第二 MOS晶体管的栅极相 连的输出端。比较器基于第二 MOS晶体管的源极和漏极之间的压降来检 测流经电感器的电流，并且基于检测结果来导通和关断第二 MOS晶体 管。当电流经由电感器从负载流向地时，第二 MOS晶体管响应于比较器 的输出信号而关断。这样就避免了在低负载的情况下DC-DC变换器效率 的降低。美国专利No.4,349,776、日本技术公开No.04-101286、日本 早期公开专利No.06-303766、美国专利No.5,912，552、以及日本早期公开 专利No.10-225105描述了上述结构。上述结构在如下的一些文章中也可以找到Leo Francis Cassy，"CIRCUIT DESIGN FOR 1-10 MHZ DC-DC CONVERSION "， Massachusetts Institute of Technology 1989， January 1989; "PFM and PWM synchronous rectification step-down regulator" ， FIND, Fujitsu Limited, Vol.21 ， No.5 ， pp.45-47 ;禾卩"1-channel PFM and PWM synchronous rectification step-down DC-DC converter IC" ， FIND ， Fujitsu Limited ， 2004， Vol.22 ， No.6， pp.28-31。
技术实现思路
当输出第一 MOS晶体管导通时，比较器根据第二 MOS晶体管的源极 和漏极之间的电压差来产生用于控制该第二 MOS晶体管的信号。如果这 个信号被延迟，则第一MOS晶体管和第二MOS晶体管将同时导通。在这 种情况下， 一个大的直通电流流经这些晶体管并且增加功耗。根据负载状况，在第二 MOS晶体管响应于比较器的输出信号而关断 之后，由与DC-DC变换器的输出端相连的扼流线圈和平滑电容器所引起 的谐振可能发生并导致连通(linking)。当连通发生时，电流从地流向负 载。在理想二极管中的第二 MOS晶体管由比较器的输出信号关断，该输 出信号是由从负载流向地的电流所产生的。但是，当电流从地流向负载 时，比较器的输出信号导通第二 MOS晶体管。在理想二极管中，第二 MOS晶体管必须保持关断直到第一 MOS晶体管导通。然而，当连通发生 时，第二MOS晶体管可能变为导通并导致理想二极管的误操作。本专利技术提供一种DC-DC变换器和用于DC-DC变换器的控制器，其防 止直通电流流经组成理想二极管的晶体管以使理想二极管不发生误操作。本专利技术的一个方面是用于从输入电压产生输出电压的DC-DC变换 器。该DC-DC变换器包括用于接收所述输入电压的第一晶体管。 一理想 二极管与第一晶体管相连，并且包括第二晶体管和比较器，所述第二晶体 管与该第一晶体管相连，所述比较器用于检测流经第二晶体管的电流并产 生用于导通和关断第二晶体管的检测信号。 一控制电路与所述第一晶体管 相连，并产生用于导通和关断第一晶体管的第一开关信号以保持DC-DC 变换器的输出电压为恒值。 一与所述理想二极管相连的脉冲发生电路在所述第一开关信号导通所述第一晶体管之前产生用于关断所述第二晶体管的 脉冲信号，并在从所述第一开关信号导通所述第一晶体管之时起的预定时 间段内保持第二晶体管关断。 一错误操作防止电路与所述理想二极管相 连，用于防止第二晶体管的误操作，并产生控制信号，该控制信号用于从 所述检测信号关断所述第二晶体管之时到所述第一开关信号导通所述第一 晶体管之时保持所述第二晶体管关断。本专利技术的另一方面是用于结合在DC-DC变换器中的控制器，该控制 器从输入电压产生输出电压，并且包括用于接收所述输入电压的第一晶体 管和与所述第一晶体管相连的理想二极管。所述理想二极管具有第二晶体 管和比较器，所述第二晶体管与所述第一晶体管相连，所述比较器用于检 测流经所述第二晶体管的电流以产生用于导通和关断所述第二晶体管的检 测信号。所述控制器产生第一开关信号，该第一开关信号用于导通和关断 所述第一晶体管，以保持所述DC-DC变换器的输出为恒值。所述控制器 包括一脉冲发生电路，该脉冲发生电路与所述理想二极管可连接，并且产 生脉冲信号，该脉冲信号用于在所述第一开关信号导通所述第一晶体管之 前关断所述第二晶体管，并用于在从所述第一开关信号导通所述第一晶体 管之时起的一预定时间段内保持所述第二晶体管关断。 一错误操作防止电 路与所述理想二极管可连接，用于防止所述第二晶体管的误操作，并且产 生控制信号，该控制信号用于从所述检测信号关断所述第二晶体管之时到 所述第一开关信号导通所述第一晶体管之时保持所述第二晶体管关断。通过结合附图，以举例的方式说明本专利技术的原理，本专利技术的其它方面 和优点将从以下描述中变得更加清楚。附图说明通过参考优选实施方式的以下描述和附图，可以更好地理解本专利技术及 其目的和优点，在附图中图1是根据本专利技术的第一实施方式的DC-DC变换器的示意性电路框图2是根据本专利技术的第二实施方式的DC-DC变换器的示意性电路框8图3是图2中所示的比较器的电路示意图； 图4是在连续模式下DC-DC变换器的示意性工作波形图； 图5是在不连续模式下DC-DC变换器的示意性工作波形图； 图6是当负载低时DC-DC变换器的示意性工作波形图；以及 图7是当图2中所示的振荡器停止工作时DC-DC变换器的示意性工 作波形图。具体实施例方式附图中，相同的数字适用所有类似的元件。 现在将参考附图来讨论本专利技术的第一实施方式。图1是本第一实施方式的DC-DC变换器100的示意框图。该DC-DC 变换器100包括控制器101。控制器101包括用于接收输入电压Vi的第一 晶体管Tl、与第一晶体管Tl相连的第二晶体管T2、以及与第一晶体管 T1和第二晶体管T2之间的节点相连的扼流线圈(choke coil) Ll。比较器 1和信号合成电路5与第二晶体管T2相连。比较器1基于第二晶体管T2 的两个端子之间的电位差，检测流经第二晶体管T2或者流经扼流线圈Ll 的电流，以产生检测信号Sa。信号合成电路5基于来自直通电流防止脉冲 生成电路(through current prevention pulse generation circuit) 3的脉冲信号 Sd和来自错误操作防止电路(e本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直流－直流变换器（１００），包括： 第一晶体管（Ｔ１），该第一晶体管被提供以第一电压； 第二晶体管（Ｔ２），该第二晶体管与所述第一晶体管相连； 比较器，该比较器与所述第二晶体管相连，用于检测流经所述第二晶体管的电流； 第一控制电路（２），该第一控制电路与所述第一晶体管相连，并且产生用于导通和关断所述第一晶体管的第一控制信号（Ｓｃａ）以保持所述直流－直流变换器的输出电压；以及 第二控制电路，该第二控制电路根据所述比较器的输出关断所述第二晶体管， 并且产生第二控制信号（Ｓｅ），该第二控制信号（Ｓｅ）用于保持所述第二晶体管关断，直到所述第一晶体管被导通为止。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川守仁，
申请(专利权)人：富士通微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]
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