本发明专利技术涉及一种DC/DC转换器电路。提供电荷泵电路、放大器和电压控制电阻器元件，所述电荷泵电路在升压时段期间将在充电时段期间充电的电荷放电到负载，以对输出电压进行反馈以使得所述电荷泵电路的所述输出电压在所述升压时段期间成为预定值的反馈回路的构造来将所述放大器和电压控制电阻器元件布置在该反馈回路中，电压控制电阻器元件被通过放大器来控制并且被设置为能够在升压时段期间控制电荷泵电路的控制电阻值，放大器对电压控制电阻器元件进行控制以使得在充电时段期间该电压控制电阻器元件进入截止状态，并且在从充电时段刚刚到达升压时段之后，电压控制电阻器元件的电阻值立即下降到控制电阻值。
DC/DC converter circuit
The invention relates to a DC/DC converter circuit. Charge pump circuit, amplifier and voltage controlled resistor element, discharge charge in the charge pump circuit during the period will boost charging in charging time to load on the output voltage feedback loop structure become a predetermined value to the amplifier and voltage controlled resistor element arranged in the feedback loop during the boost time feedback so that the output voltage of the charge pump circuit, voltage controlled resistor element is through the amplifier to control and is set to control the resistance during the charge pump circuit can control the step-up time value of voltage control amplifier resistor element controls so that the charging period of the voltage controlled resistor element into the off state, and after arriving from the charging time boost time, voltage controlled resistor element The resistance value of the piece drops immediately to the control resistor value.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种DC/DC转换器电路，特别地涉及通过使用电荷泵电路稳定输出电 压的DC/DC转换器电路。
技术介绍
在通过便携式电话、PDA(个人数字助理便携式信息终端)、DSC(数码静态照相 机数码照相机)等等代表的便携式设备中，DC/DC转换器电路被频繁地用作电源电路，该 电源电路通过转换大约3V的电源电压，生成液晶显示驱动所需要的大约-2V的负电源电 压，或者大约+5V的正电源电压。尽管在DC/DC转换器电路存在各种类型，但是具体而言， 因为必要部件的总体积小所以在便携式设备中频繁地采用电荷泵电路。图8是在日本未经审查的专利申请公开No. 2005-312169中描述的电压反转型DC/ DC转换器电路的电路图。此外，虽然在日本未经审查的专利公开No. 2005-312169中，DC/DC 转换器电路被称为电荷泵电路，但是在下面的描述中，图8的附图标记23表示狭义上的电 荷泵电路。电压反转型DC/DC转换器电路是具有产生低于接地电势的电压的目的的电路。 在图8中，电压反转型DC/DC转换器电路被提供有包括用于充电的电容器Cl、用于输出的电 容器C2、以及四个开关SWl至SW4的电荷泵电路23和电压调节电路10。电荷泵电路23可 以称之为电压反转型电荷泵电路，其反转输入电压Vin的极性以输出为Vout = -Vin0开关 Sffl和开关SW2分别被联接到电容器Cl的两端，开关SWl被联接到输入电压侧(Vin)，并且 开关SW2被联接到固定电压侧(GND)。当开关SWl和SW2被导通时，电压Vin被施加到电容 器Cl的两端从而充电电容器Cl。在开关SW3中，其一端被联接到电容器Cl的开关SWl — 侧，并且其另一端被联接到是电压调节电路10的电压控制元件的Nch的MOSFET 14的漏极 端子。开关SW4被插入在电容器Cl和C2之间以通过被导通或者截止来联接或者切断电容 器Cl和电容器C2。电压调节电路10是通过比较输出电压Vout和基准电压Vref来稳定输出电压 Vout的电路，并且被提供有电阻器Rl和R2、运算放大器12以及M0SFET14。在电阻器Rl 中，其一端被输入有基准电压Vref，并且其另一端被联接到运算放大器12的非反转输入端 子。在电阻器R2中，其一端被输入有输出电压Vout，并且其另一端被联接到运算放大器12 的非反转输入端子。运算放大器12的反转输入端子被接地，并且运算放大器12的输出端 子被联接到M0SFET14的栅极端子。M0SFET14被插入在开关SW3和接地之间，并且当开关 SW3被导通时存在于电容器C2的充电/放电路径处。因此，M0SFET14能够通过控制其栅极 电压来控制电容器C2的电荷量，结果，其具有控制输出电压Vout的功能。接下来，将会给出如上所述构造的DC/DC转换器电路的操作的解释。在第一时段期间，开关SWl和SW2被导通，并且开关SW3和开关SW4被截止。在该时间段期间，电容器 Cl被充电到输入电压Vin。另一方面，在该时间段期间，电容器C2与电容器Cl分隔，并且 当电力被提供到负载电路16时，输出电压Vout从想要的电压逐渐上升。因此，在第二时段期间，开关SWl和SW2被截止，并且开关SW3和开关SW4被导通。 在该第二时段期间，在电容器Cl处积累的电荷经由SW4转移到电容器C2，并且充电电容器 C2直到通过将电力提供到负载电路16而上升的输出电压Vout再次变成想要的输出电压。 电压反转型电荷泵电路通过交替地重复第一时段和第二时段继续将电荷提供到电容器C2 以提供负电压作为输出电压Vout。现在，在负载电路16保持稳定，并且输入电压Vin也保 持稳定的情况下，通过如上所述地重复第一时段和第二时段能够在稳定状态中输出恒定的 负电压。然而，当负 载电路16或者输入电压Vin改变时，输出电压Vout改变。因此，电压 调节电路10监测输出电压Vout，并且通过使是电压控制元件的M0SFET14的栅极端子进行 反馈操作从而在Vout和Vref之间建立在下述等式(1)中示出的关系来控制M0SFET14。Vout = -R2/RlXVref. · ·等式(1)使M0SFET14的栅极电压进行反馈操作改变了 M0SFET14的栅极和源极之间的电压 Vgs，并且控制沟道电阻。M0SFET14的沟道电阻能够在第二时段期间控制电容器Cl和电容 器C2之间的电荷转移，并且通过反馈操作能够使输出电压Vout始终稳定为想要的电压。
技术实现思路
在本专利技术中提出下述分析。图9示出描述图8中所示的DC/DC转换器电路的操作的时序图的示例。此外，在下 文中，输入电压Vin被定义为电源电压VDD。图9示出示例，该示例以波形示出在第一时段 (对应于充电时段)和第二时段(对应于升压时段)期间的输出电压Vout、联接开关SW2和 电容器Cl的接点m处的电压、以及M0SFET14的阻抗的变化并且将各常数设置为下述值。Rl = IM ΩR2 = 2Μ ΩVin = VDD = 3VVref = IVVout = -IX Vref X R2/R1 = _2V在这里，将会在输出电压Vout从升压时段到充电时段变化了是设定电压的-2V的 值的情况下，描述
技术介绍
中的电压反转型DC/DC转换器电路的操作。首先，在充电时段期间，通过使开关SWl和SW2导通将电源电压VDD充电到电容器 Cl，并且通过使开关SW3和SW4截止切断反馈回路。通过负载电路16放电在电容器C2处 积累的电压，并且因此，输出电压Vout从是设定电压的-2V上升。当检测到输出电压Vout 的上升电压时操作运算放大器12以使输出电压Vout的电压下降，并且因此，M0SFET14的 阻抗变得尽可能低到大约O Ω。接下来，当到了升压时段时，开关SWl和SW2被截止，开关SW3和SW4被导通，通过 将联接开关SWl和电容器Cl的接点处的电压添加到反转在电容器Cl处积累的电源电压 VDD的电压的电压来充电电容器C2。在这样的情况下，在从充电时段刚刚到升压时段之后， M0SFET14的阻抗大约是O Ω，并且因此，联接开关SWl和电容器Cl的接点处的电压处于GND电势。因此，在从充电时段刚刚到升压时段之后，是充电电容器C2的电压的联接开关SW2 和电容器Cl的接点m处的电压变成是反转在电容器Cl处积累的电源VDD电压的-IXVDD 的-3V。此外，具有在接点m处产生的-IXVDD的电势的电荷通过经过开关SW4充电电容 器C2从而产生输出电压Vout。因此，在输出电压Vout处产生低于设定电压的-2V并且接 近于-3V的过冲电压。运算放大器12控制已经变成极低的输出电压Vout上升。本质上， 运算放大器12减少高频率区域处的开路增益，并且将截止频率降低到，例如，用于针对在 使用反馈回路电路中的振荡的对策的大约ΙΟΟΚΗζ。因此，瞬态响应速度低，并且不能够防止 在从充电时段刚刚到升压时段之后的输出电压Vout的过冲。在其后的升压时段期间，运算放大器12通过耗费根据其瞬态响应能力的时间来 增加M0SFET14的电阻值，从而将输出电压Vout控制到设定电压。这样，根据
技术介绍
的电压反转型DC/DC转换器电路，不管在等式(1)中所示的 输出电压Vou本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种ＤＣ／ＤＣ转换器，包括：电荷泵电路，所述电荷泵电路在升压时段期间将在充电时段期间充电的电荷放电到负载；和放大器和电压控制电阻器元件，以对输出电压进行反馈以使得所述电荷泵电路的所述输出电压在所述升压时段期间成为预定值的反馈回路的构造，来将所述放大器和电压控制电阻器元件布置在该反馈回路中；其中，通过所述放大器来控制所述电压控制电阻器元件，并且所述电压控制电阻器元件设置在所述升压时段期间能够控制电荷泵电路的控制电阻值；并且其中，所述放大器控制所述电压控制电阻器元件，以使得在所述充电时段期间所述电压控制电阻器元件进入截止状态，并且在从所述充电时段刚刚变到所述升压时段之后所述电压控制电阻器元件的电阻值立即下降到所述控制电阻值。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平山正彦，森久司，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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