升压型开关调节器的控制电路、开关调节器和电子设备制造技术

本实用新型专利技术涉及DC/DC变换器，公开了升压型开关调节器的控制电路、开关调节器和电子设备。开关晶体管(M1)设置在开关(SW)端子和接地端子之间。误差放大器(10)将与输出电压(VOUT)对应的反馈电压(VFB)和规定的基准电压(VREF)之间的误差放大，生成误差电压(VERR)。脉冲调制器(12)根据误差电压(VERR)生成调节了占空比的脉冲信号(SP)。驱动器(14)根据脉冲信号(SP)驱动开关晶体管(M1)。过电压检测电路(20)在开关(SW)端子的电压(VSW)高于规定的阈值电压(VTH)时，生成被肯定的过电压保护(OVP)信号。控制电路(100)在过电压保护(OVP)信号被肯定时进行规定的保护处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及DC/DC变换器。
技术介绍
为了将某一电平的直流电压变换为不同电平的直流电压，可使用开关调节器(DC/DC变换器)。开关调节器包括开关晶体管、整流元件、电感器、输出电容器，通过调节开关晶体管的导通(on)、截止(off)的占空比，使输出电压稳定为期望的电平(level)。图I是表示本技术人研究的现有技术的升压型开关调节器的结构的电路图。升压型开关调节器2r主要包括输出电路102、控制电路100r、电阻R1、R2。输出电路102具有电感器LI、二极管D1、输出电容器Cl。由于输出电路102的拓扑是一般的升压电路，所以省略说明。在输出电路102上连接开关晶体管M1，通过开关晶体管Ml进行开关,在输出电容器Cl上产生将输入电压Vin升压的输出电压V·。输出电压Vout由第I电阻R1、第2电阻R2分压，并反馈到控制电路IOOr的反馈端子上(FB端子)。控制电路IOOr除了开关晶体管Ml以外，还包括误差放大器10、脉冲调制器12、驱动器14、过电压保护电路16。误差放大器10将反馈到FB端子上的反馈电压Vfb和规定基准电压Vkef之间的误差放大，生成误差电压VEKK。脉冲调制器12根据误差电压Vekk生成脉冲信号SP。脉冲信号Sp的占空比被调节，以使反馈电压Vfb和基准电压Vkef —致。作为脉冲调制器12，可使用脉宽调制器(PWM)或脉频调制器(PFM)。驱动器14根据脉冲信号Sp将开关晶体管Ml进行开关。由此，使开关调节器2r的输出电压Vqut稳定为目标电平VkefX (Rl+R2)/R2。由于升压型开关调节器产生高电平的输出电压Vott，所以设置过电压保护电路16用以保护电路。过电压保护电路16将反馈电压Vfb和规定的阈值电压Vth进行比较，在Vfb> Vth时产生被肯定(assert)(例如高电平)的过电压保护信号0VP。也就是，由过电压保护电路16检测过电压状态。在过电压保护信号OVP被肯定时，控制电路IOOr停止进行开关晶体管Ml的开关等规定的保护处理。
技术实现思路
技术要解决的课题本技术人对图I的开关调节器2r进行研究，以至于认识到以下问题。控制电路IOOr中外装的电路部件经由焊料而被电气和机械地安装在印刷基板上。但是，可能存在电路部件出于某种原因而从印刷基板脱落的情况。当整流用二极管Dl脱落时，由于没有电荷传送到输出电容器Cl，所以输出电压Vout不会上升到目标值电平，而维持低电平。也就是，反馈电压Vfb变得比基准电压Vkef低，脉冲调制器12生成的脉冲信号Sp的占空比变成最大值。虽然二极管Dl脱落，但是当开关晶体管Ml以最大的占空比开关时，开关晶体管Ml和电感器LI的连接点(SW端子)的电位Vsw上升，不久超过开关晶体管Ml的耐压，存在影响开关晶体管Ml的可靠性的顾虑。并且，以上问题不是作为本
的公知范围所能发现的。进一步地说，上述设想本身是由本申请人首先想到的。鉴于上述问题完成了本技术，本技术的一实施方式的一个示例性目的是，提供可解决整流用二极管脱落的故障引起的问题的升压型开关调节器。用于解决课题的方案本技术的一实施方式涉及升压型开关调节器的控制电路。该控制电路包括连接了电感器的开关端子；设置在开关端子和接地端子之间的开关晶体管；接受与升压型开关调节器的输出电压对应的反馈电压的反馈端子；将反馈电压和规定的基准电压之间的误差放大、生成误差电压的误差放大器；根据误差电压生成调节了占空比的脉冲信号的脉 冲调制器；根据脉冲信号驱动开关晶体管的驱动器；以及将开关端子的电压和规定的阈值电压进行比较，在开关端子的电压高于阈值电压时，生成被肯定的过电压保护信号的过电压检测电路。控制电路在过电压保护信号被肯定时，进行规定的保护处理。在输出电路的二极管脱落时，开关端子的电位上升。通过过电压检测电路将开关端子的电位和规定的阈值电压进行比较，检测由二极管脱落引起的开关端子的过电压状态。根据该实施方式，即使在二极管脱落的情况下，也能够防止由于开关端子的电位上升而超过开关晶体管的耐压。过电压检测电路包括在开关端子和接地端子之间依次串联地设置的、以使阴极构成开关端子侧来配置的至少一个齐纳二极管和电阻；以及将电阻和齐纳二极管的连接点的电位和规定的阈值电压进行比较的比较器，该过电压检测电路也可以输出与比较器的输出信号对应的过电压保护信号。在该实施方式中，在齐纳二极管中，在开关端子的电位为高的状态下流入电流。因此，可以抑制电路正常时的过电压检测电路的消耗电流。比较器也可以包括在电源端子和接地端子之间依次串联地设置的阻抗元件和晶体管，该晶体管的控制端子输入电阻和齐纳二极管的连接点的电位。过电压检测电路包括在开关端子和接地端子之间依次串联地设置的两个电阻；以及将两个电阻的连接点的电位和规定的阈值电压进行比较的比较器，该过电压检测电路也可以输出与比较器的输出信号对应的过电压保护信号。比较器也可以是电压比较器，阈值电压也可以由带隙参考电路生成。过电压检测电路还可以包括设置在两个电阻之间的、与开关晶体管互补地开关的开关。过电压检测电路可以包括代替两个电阻中高电位侧的电阻而设置的二极管；以及与两个电阻中的低电位侧的电阻并联设置的电容器。脉冲调制器可以包括每规定的周期生成被肯定的置位信号的振荡器；脉宽调制比较器，将与流入电感器的电流对应的检测电压和误差电压进行比较，在检测电压高于误差电压时，生成被肯定的复位信号；以及在置位信号被肯定时被置位、在复位信号和过电压保护信号中的至少一个被肯定时被复位，输出脉冲信号的SR(置位复位)触发器。在峰值电流模式的控制电路中，通过将过电压保护信号用于SR触发器的复位，可以在过电压状态下将开关晶体管合适地截止。检测电压也可以是开关端子的电压。或者，也可以将由设置在电感器的电流的路径上的电阻所产生的电压降放大，作为检测电压。脉冲调制器也可以包括生成具有规定的周期的三角波或锯齿波的周期电压的振荡器；将与流入电感器的电流对应的检测电压和误差电压的差值放大的电流放大器；以及将周期电压和电流放大器的输出电压进行比较，输出脉冲信号的脉宽调制比较器。驱动器也可以在过电压保护信号被肯定时，无论脉冲信号的电平如何，都使开关晶体管截止。根据该平均电流模式的控制电路，可以在过电压状态下使开关晶体管合适地截止。脉冲调制器可以包括生成具有规定的周期的三角波或锯齿波的周期电压的振荡器；以及将周期电压和误差电压进行比较，输出脉冲信号的脉宽调制比较器。驱动器也可以在过电压保护信号被肯定时，无论脉冲信号的电平如何，都使开关晶体管截止。根据该电压模式的控制电路，可以在过电压状态下使开关晶体管合适地截止。·脉冲调制器可以包括脉宽调制比较器，将与流入电感器的电流对应的检测电压和误差电压进行比较，在检测电压高于误差电压时，生成被肯定的复位信号；以及单触发电路，生成从判定复位信号和过电压保护信号中的至少一个被肯定起至规定的关断时间为第I电平、之后返回到第2电平的脉冲信号。根据该固定关断时间电流模式的控制电路，可以在过电压状态下使开关晶体管合适地截止。本技术的其他实施方式是升压型开关调节器。该升压型开关调节器包括包含电感器、整流用二极管和输出电容器的输出电路；以及输出电路所连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压型开关调节器的控制电路，其特征在于，包括：连接电感器的开关端子；设置在所述开关端子和接地端子之间的开关晶体管；接受与所述升压型开关调节器的输出电压对应的反馈电压的反馈端子；将所述反馈电压和规定的基准电压之间的误差放大、生成误差电压的误差放大器；根据所述误差电压生成调节了占空比的脉冲信号的脉冲调制器；根据所述脉冲信号驱动所述开关晶体管的驱动器；以及将所述开关端子的电压和规定的阈值电压进行比较，在所述开关端子的电压高于所述阈值电压时，生成被肯定的过电压保护信号的过电压检测电路，所述控制电路在所述过电压保护信号被肯定时，进行规定的保护处理。

【技术特征摘要】
2011.05.13 JP 2011-108663;2012.04.23 JP 2012-09801.一种升压型开关调节器的控制电路，其特征在于，包括 连接电感器的开关端子； 设置在所述开关端子和接地端子之间的开关晶体管； 接受与所述升压型开关调节器的输出电压对应的反馈电压的反馈端子； 将所述反馈电压和规定的基准电压之间的误差放大、生成误差电压的误差放大器； 根据所述误差电压生成调节了占空比的脉冲信号的脉冲调制器； 根据所述脉冲信号驱动所述开关晶体管的驱动器；以及 将所述开关端子的电压和规定的阈值电压进行比较，在所述开关端子的电压高于所述阈值电压时，生成被肯定的过电压保护信号的过电压检测电路， 所述控制电路在所述过电压保护信号被肯定时，进行规定的保护处理。2.根据权利要求I所述的控制电路，其特征在于， 所述过电压检测电路包括 在所述开关端子和所述接地端子之间依次串联地设置的、以使阴极构成所述开关端子侧来配置的至少一个齐纳二极管和电阻；以及 将所述电阻和所述齐纳二极管的连接点的电位和规定的阈值电压进行比较的比较器， 所述过电压检测电路输出与所述比较器的输出信号对应的所述过电压保护信号。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于， 所述比较器包括在电源端子和所述接地端子之间依次串联地设置的阻抗元件和晶体管，该晶体管的控制端子输入所述电阻和所述齐纳二极管的连接点的电位。4.根据权利要求I所述的控制电路，其特征在于， 所述过电压检测电路包括 在所述开关端子和所述接地端子之间依次串联地设置的两个电阻；以及 将所述两个电阻的连接点的电位和规定的阈值电压进行比较的比较器； 所述过电压检测电路输出与所述比较器的输出信号对应的所述过电压保护信号。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于， 所述比较器是电压比较器，所述阈值电压由带隙参考电路生成。6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于， 所述过电压检测电路还包括设置在所述两个电阻之间的、与所述开关晶体管互补地开关的开关。7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于， 所述过电压检测电路包括 代替所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：筑地伸和，村上和宏，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：