專利名稱：自激式直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制電路和使用了它的發(fā)光裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源(switching power supply ),特別涉及自激式DC /DC轉(zhuǎn)換器的控制電路。
背景技術(shù)：
為了生成比輸入電壓高的電壓，升壓型的開關(guān)電源^t廣泛應(yīng)用于各種 電子設(shè)備中。這樣的升壓型開關(guān)電源具有開關(guān)元件和電感器或變壓器，通 過時分地使開關(guān)元件接通、斷開，來使電感器或變壓器產(chǎn)生反電動熱，將 輸入電壓升壓后輸出。
在絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器中，當(dāng)開關(guān)晶體管截止時，變壓器的一次 側(cè)流過電流，變壓器中積蓄能量。開關(guān)晶體管截止后，在變壓器的二次側(cè)， 變壓器中所積蓄的能量經(jīng)由整流用二極管，作為充電電流被傳送到輸出電 容，輸出電壓上升。積蓄在變壓器中的能量被傳送到輸出電容后，整流二 才及管中流過的電流變成0。
已知絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器中有不使用振蕩器，而是對變壓器的一次 側(cè)或二次側(cè)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)該狀態(tài)來控制開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止 的自激式DC/DC轉(zhuǎn)換器(例如參照專利文獻(xiàn)l、 2)。
專利文獻(xiàn)1:特開2004- 201474號公才艮
專利文獻(xiàn)2:特開2005 - 73483號公報

發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕
這里，作為自激式DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制方法，探討監(jiān)視變壓器的一 次側(cè)和二次側(cè)中流過的電流，在二次側(cè)中流過的電流Ic2變成0的時刻使 開關(guān)晶體管導(dǎo)通，在一次側(cè)的電流Icl達(dá)到預(yù)定水平Ithl的狀態(tài)下使開關(guān) 晶體管截止這樣的控制方式。
在該控制方式中，在變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)連接一端電位被固定了
的第1電阻R1、第2電阻R2，將一次側(cè)和二次側(cè)線圈中流過的電流轉(zhuǎn)換 成電壓。進(jìn)而，設(shè)置將所轉(zhuǎn)換的電壓與第l閾值電壓Vthl、第2閾值電壓 Vth2進(jìn)行比較的第1、第2電壓比較器，基于兩個電壓比較器的輸出控制 開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止。
這里，對于一次側(cè)的電流(以下稱第1電流Icl )的上限值Ithl，利用 第1電阻Rl的電阻值和第1閾值電壓Vthl,以Ithl = Rl x vthl給出。因 此，若第1電阻R1的電阻值有偏差，則第1電流Icl的峰值、進(jìn)而開關(guān) 晶體管的導(dǎo)通時間出現(xiàn)偏差，所以會給升壓動作帶來影響。特別是在將第 I電阻R1集成在半導(dǎo)體襯底上時，該問題變得顯著。
本發(fā)明是鑒于這樣的課題而設(shè)計的，其目的之一在于在自激式DC/ DC轉(zhuǎn)換器中減少開關(guān)晶體管中流過的峰值電流以及導(dǎo)通時間、截止時間 的偏差。
〔用于解決課題的手段〕
本發(fā)明的一個方案是自激式DC / DC轉(zhuǎn)換器的控制電路。該控制電路 包括開關(guān)晶體管，連接于變壓器的一次線圈；第1電阻， 一端與開關(guān)晶 體管相連，另一端接地；電壓源，生成預(yù)定的第1閾值電壓；第1電壓比 較器，將第1電阻和開關(guān)晶體管的連接點(diǎn)所呈現(xiàn)的第l檢測電壓，與第1 閾值電壓進(jìn)行比較；第2電壓比較器，將與變壓器的二次線圈中流過的電 流相應(yīng)的第2檢測電壓，與預(yù)定的第2閾值電壓進(jìn)行比較；開關(guān)控制部， 基于第1電壓比較器、第2電壓比較器的輸出信號，控制開關(guān)晶體管的導(dǎo) 通和截止。電壓源被構(gòu)成為可調(diào)節(jié)第1閾值電壓。
根據(jù)該方案，在第1電阻的電阻值存在偏差的情況下，也能通過調(diào)節(jié) 第1閾值電壓，將進(jìn)行升壓動作時的開關(guān)晶體管中流過的峰值電流、進(jìn)而 將其導(dǎo)通時間調(diào)節(jié)成所期望的值。
上述控制電路可以在開關(guān)晶體管應(yīng)與變壓器相連接的端子設(shè)置第1電 極焊盤，在第1電阻與開關(guān)晶體管的連接點(diǎn)設(shè)置第2電極焊盤，在第1電 阻的被接地的端子設(shè)置第3電極焊盤，在作為第1電壓比較器的輸入端子 的、應(yīng)經(jīng)由外部布線與第2電極焊盤相連接的端子設(shè)置第4電極焊盤；本 控制電路可以被一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上。
根據(jù)該方案，能夠在控制電路的檢查工序中，對第1電極焊盤連接恒
電流源，在使開關(guān)晶體管導(dǎo)通的狀態(tài)下使之流過實(shí)驗(yàn)電流Itest，測量第2、 第3電極焊盤間的電壓。其結(jié)果，利用所測出的電壓Vtest和實(shí)驗(yàn)電流Itest， 根據(jù)關(guān)系式Rl = Vtest/Itest來求出設(shè)置在第2、第3電極焊盤間的第1 電阻的電阻^直R1。
電壓源可以被構(gòu)成為可通過調(diào)整處理來調(diào)節(jié)第1閾值電壓的值。在該 情況下，在能夠檢查工序中，根據(jù)所測出的第1電阻的電阻值R1調(diào)節(jié)第 1閾值電壓，能夠?qū)⑦M(jìn)行升壓動作時的開關(guān)晶體管中流過的峰值電流、進(jìn) 而將其導(dǎo)通時間調(diào)節(jié)成所期望的值。
控制電路可以還包括被設(shè)置在變壓器的二次線圈中流過的電流的路 徑上、且其一端被接地的第2電阻。第2電壓比較器可以將第2電阻所呈 現(xiàn)的電壓作為第2檢測電壓，與第2閾值電壓進(jìn)行比較。
開關(guān)控制部可以在第l檢測電壓超過第1閾值電壓時使開關(guān)晶體管截 止，在從第2檢測電壓超過第2閾值電壓起經(jīng)過預(yù)定的延遲時間后，使開 關(guān)晶體管導(dǎo)通。
本發(fā)明的其他方案是發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置包括上述的控制電路； 包含連接于控制電路的變壓器的DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路；以及由DC/ DC轉(zhuǎn)換器輸出電路的輸出電壓驅(qū)動的發(fā)光元件。發(fā)光元件可以是氙管燈。
根據(jù)該方案，能夠抑制開關(guān)晶體管中流過的峰值電流的偏差、進(jìn)而抑 制開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止時間的偏差，所以對于需要數(shù)百伏的高驅(qū)動電 壓的氙管燈等發(fā)光元件的升壓時間，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的動作。
本發(fā)明的又一方案是電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括攝像部；在攝像部 進(jìn)行攝像時作為閃光燈而使用的上述的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置使電池電壓升 壓，驅(qū)動發(fā)光元件。
另外，將以上結(jié)構(gòu)要件的任意紐合、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要件以及表達(dá)方式 在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換的方案，作為本發(fā)明的實(shí)施方式也是 有效的。
〔發(fā)明效果〕 ，
通過本發(fā)明的自激式D C / i) C轉(zhuǎn)換器的控制電路，能夠減少開關(guān)晶體 管的導(dǎo)通時間、截止時間的偏差。


圖1是表示實(shí)施方式的安裝了發(fā)光裝置的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示實(shí)施方式的DC/DC:轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電^各圖。 圖3是表示開關(guān)控制部的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖5是表示圖2的控制電路的檢查工序中的電路結(jié)構(gòu)的圖。 圖6是表示開關(guān)控制部的變形例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于優(yōu)選的實(shí)施方式，參照

本發(fā)明。對于各附圖中所 示的相同或等同的結(jié)構(gòu)要件、部件、處理標(biāo)注相同的標(biāo)號，并適當(dāng)省略重 復(fù)的說明。另外，實(shí)施方式只是例示，并非限定本發(fā)明，實(shí)施方式中所記 述的所有特征及其組合，不一定就是本發(fā)明的本質(zhì)特征。
圖1是實(shí)施方式的安裝了發(fā)光裝置200的電子設(shè)備300的結(jié)構(gòu)的框圖。 電子設(shè)備300是安裝有照相機(jī)的便j夷式電話終端，包括電池310、通信處 理部312、 DSP ( Digital Signal Processor:數(shù)字信號處理器)314、攝像部 316、發(fā)光裝置200。
電池310例如是鋰離子電池，作為電子設(shè)備300的電源而設(shè)。電池310 輸出3 4V左右的電壓作為電池電壓Vbat。 DSP314是總體控制電子設(shè)備 300整體的結(jié)構(gòu)框，與通信處理部312、攝像部316、發(fā)光裝置200相連接。 通信處理部312是包括天線、高頻電路等，進(jìn)行與基站的通信的結(jié)構(gòu)框。 攝像部316是CCD ( Charge Coupled Device:電荷耦合裝置)或CMOS傳 感器等攝像裝置。發(fā)光裝置200是在攝像部316進(jìn)行攝像時作為閃光燈而 使用的光源。
發(fā)光裝置200包括DC/DC轉(zhuǎn)換器210、發(fā)光元件212、發(fā)光控制電 路214。作為發(fā)光元件212,使用'氙管燈等。DC/DC轉(zhuǎn)換器210是自激 方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器，是使從電池310提供的電池電壓Vbat升壓，向發(fā)光 元件212提供300V程度的驅(qū)動電壓Vout的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器。發(fā)光控制 電路214控制發(fā)光裝置200的發(fā)光時刻。
DSP314與用戶進(jìn)行攝像的時刻相同步地向發(fā)光控制電路214輸出閃 光信號FLASH。發(fā)光控制電路214被輸入閃光信號FLASH后，使發(fā)光元 件212發(fā)光。
圖2是表示本實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器210的結(jié)構(gòu)的電路圖。DC /DC轉(zhuǎn)換器210包括控制電路100、 DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路220。在以 下說明中，對電壓信號、電流信號或電阻等標(biāo)注的標(biāo)號，根據(jù)需要也分別 作為表示其電壓值、電流值或電阻值的標(biāo)號來使用。
控制電路100是用于驅(qū)動DC/DC轉(zhuǎn)換器210的功能IC,被一體集 成在一個半導(dǎo)體襯底上。該控制電路100為進(jìn)行信號的輸入輸出而具備第 1電極焊盤PAD1 ~第5電極焊盤PAD5。
DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路220包括變壓器10、整流用二極管12、輸 出電容C1。變壓器10的一次線圈的第1端子被施加電池電壓Vbat,第2 端子與控制電路100的第1電極焊盤PAD1相連接。另外，變壓器10的 二次線圏的第1端子與整流用二極管12的陽極相連接。在整流用二極管 12的陰極與接地端子間，連接有輸出電容C1。變壓器10的二次線圈的第 2端子與控制電路100的第5電極焊盤PAD5相連4妄。
接下來，說明控制電路100的結(jié)構(gòu)?？刂齐娐?00包括開關(guān)晶體管Trl、 開關(guān)控制部30、第1電壓比較器20、第1電阻R1、第2電壓比較器22、 第2電阻R2、第1電壓源24、第2電壓源26。
開關(guān)晶體管Trl是NPN型的雙極型晶體管。開關(guān)晶體管Trl的集電極 經(jīng)由第1電極焊盤PAD1與變壓器10的一次線圈相連接。該開關(guān)晶體管 Trl可以由MOSFET構(gòu)成。
第1電阻R1被設(shè)置在變壓器10的一次線圏中流過的電流(以下稱第 1電流Icl)的電流路徑上。即，其第1端子與開關(guān)晶體管Trl的射極相連， 第2端子接地。通過開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通，變壓器IO的一次線圈流過第1 電流Icl后，第1電阻R1上產(chǎn)生電壓降(Vxl = Icl xRl )。以下，將第1
電阻R1和開關(guān)晶體管Trl的連接點(diǎn)所呈現(xiàn)的電壓稱為第l檢測電壓Vxl。 第1電壓源24生成預(yù)定的第1閾值電壓Vthl。如后所述，第1電壓 源24被構(gòu)成為可通過調(diào)整(trimming )處理調(diào)節(jié)第1閾值電壓Vthl的值。 第1電壓比較器20將第1電阻R1與開關(guān)晶體管Trl的連接點(diǎn)所呈現(xiàn) 的第1檢測電壓Vxl與第1閾值電壓Vthl進(jìn)行比較。并且，輸出在 Vxl〉Vthl時成為高電平、在VxKVthl時成為低電平的輸出信號SIG1。 如上所述，第1檢測電壓Vxl與變壓器10的一次線圈中流過的第1電流 Icl成比例。因此，第1電壓比較器20的輸出信號SIG1在第1電流Icl
達(dá)到由Ithl = Vthl / Rl給出的第1閾^直電流Ithl時變成高電平。
第2電阻R2被設(shè)置在流過變壓器IO的二次線圈的電流(以下稱第2 電流Ic2)的路徑上、即第5電極焊盤PAD5與接地之間。變壓器10的二 次線圈流過第2電流Ic2時，第2電J且R2上產(chǎn)生由Vx2-Ic2xR2鄉(xiāng)會出的 電壓降。以下，將第2電阻R2的一端所呈現(xiàn)的電壓稱作第2檢測電壓Vx2。
第2電壓源26生成^皮i殳定在0V附近的第2閾值電壓Vth2。該第2 閾值電壓Vth2優(yōu)選設(shè)定成接地電位、或者比接地電位稍低的負(fù)電壓。
第2電壓比較器22將與第2電流Ic2相應(yīng)的第2檢測電壓Vx2與第2 閾值電壓Vth2進(jìn)行比較，輸出在Vth2>Vx2時變成高電平、在Vth2<Vx2 時變成低電平的輸出信號SIG2。第2電壓比較器22的輸出信號SIG2，在 變壓器10的二次線圈中流過的第2電流Ic2達(dá)到由Ith2 = Vth2/R2給出 的第2閾值電流Ith2 (-0A)時，變成高電平。
開關(guān)控制部30基于第1電壓比較器20、第2電壓比4交器22的輸出信 號SIG1、 SIG2,控制開關(guān)晶體管Trl的導(dǎo)通、截止。另外，該開關(guān)控制 部30被從外部輸入后述的使能信號EN。
本實(shí)施方式的控制電路100，在開關(guān)晶體管Trl應(yīng)連4矣變壓器的端子 設(shè)置第1電極焊盤PAD1。另外，在第1電阻R1和開關(guān)晶體管Trl的連接 點(diǎn)設(shè)置第2電極焊盤PAD2。另外，在第1電阻Rl的應(yīng)接地的端子設(shè)置第 3電極焊盤PAD3。第4電極焊盤PAD4被設(shè)置在作為第1電壓比較器20 的輸入端子的、應(yīng)經(jīng)由外部的布線與第2電極焊盤PAD2相連接的端子。 另外，在第2電阻R2與變壓器10的二次線圈相連接的端子設(shè)置第5電極 焊盤PAD5。
第2電極焊盤PAD2和第3電極焊盤PAD3通過控制電路100外部的 布線相連接。另外，第3電極焊盤PAD3與外部的接地電位相連接。
開關(guān)控制部30基于第1電壓比較器20、第2電壓比較器22的輸出信 號SIG1、 SIG2生成開關(guān)信號Vsw。開關(guān)信號Vsw被輸入到開關(guān)晶體管 Trl的基極，控制開關(guān)晶體管Trl的導(dǎo)通、截止。
開關(guān)控制部30在第1 一企測t壓Vxl超過第1閾值電壓Vthl時、即變 壓器IO的一次線圏中流過的第1電流Icl達(dá)到第1閾值電流Ithl時，使 開關(guān)晶體管Trl截止。
另外，開關(guān)控制部30在從第2檢測電壓Vx2超過第2閾值電壓Vth2
起、即變壓器10的二次線圈中流過的第2電流Ic2達(dá)到第2閾值電流Ith2 (。0A)起，經(jīng)過預(yù)定的延遲時間后，使開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通。開關(guān)控制 部30通過以上控制使開關(guān)晶體管Trl交替地導(dǎo)通、截止，使電池電壓Vbat升壓。
接下來，詳細(xì)說明開關(guān)控制部30的結(jié)構(gòu)例。圖3是表示開關(guān)控制部 30的結(jié)構(gòu)例的電^^圖。
第1電壓比較器20的輸出信號SIG1被反相器32反轉(zhuǎn)。反相器32的 輸出信號SIG1'被輸入到RS觸發(fā)器34的置位端子(負(fù)邏輯)。RS觸發(fā)器 34的輸出信號SIG3被反相器36反轉(zhuǎn)。反相器36的輸出信號SIG4被輸 入到D觸發(fā)器40的預(yù)置端子。另夕卜，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3被輸 入到"或非"(NOR)門50的一個輸入端子。"或非"門50的另一個輸入 端子被輸入控制DC/DC轉(zhuǎn)換器210整體的開和關(guān)的使能信號EN?？刂?電路IOO在使能信號EN為高電平時，驅(qū)動開關(guān)晶體管Trl進(jìn)行升壓動作。 "或非"門50的輸出信號SIG8被輸入到"與非"門(NAND)44。
開關(guān)控制部30包括使第2電壓比較器22的輸出信號SIG2延遲的延 遲電路38,基于延遲電路38的輸出，使開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通。
延遲電路38包括基極連接第2電壓比較器22的輸出、射極接地的 晶體管Tr2;設(shè)置在晶體管Tr2的集電極與電源電壓端子之間的電阻R30; 以及設(shè)置在晶體管Tr2的集電極端子和接地端子之間的電容C30。在第2 檢測電壓Vx2達(dá)到第2閾值電壓Vth2時，第2電壓比較器22的輸出信號 SIG2變成低電平。此時，晶體管Tr2截止，經(jīng)由電阻R30開始電容C30 的充電。電容C30的 一端所呈現(xiàn)的電壓Vx4按照CR時間常數(shù)上升。
電容C30的一端所呈現(xiàn)的電壓Vx4被輸入到D觸發(fā)器40的時鐘端子。 D觸發(fā)器40的數(shù)據(jù)端子接地，被固定為低電平。另外，D觸發(fā)器40的清 除(clear)端子(負(fù)邏輯)被輸入使能信號EN。通過將使能信號EN輸 入到清除端子，能夠使控制電路IOO在每次升壓動作開始時進(jìn)行初始化。 另外，D觸發(fā)器40的預(yù)置端子(負(fù)邏輯)被輸入反相器36的輸出信號SIG4。
D觸發(fā)器40在預(yù)置端子和清除端子被輸入高電平的期間，若被輸入到 時鐘端子的延遲電路38的輸出'電壓Vx4變成高電平，則作為反相輸出信 號SIG5輸出高電平。另夕卜，在被輸入到預(yù)置端子的反相器36的輸出從高 電平切換為低電平時，作為反相輸出信號SIG5輸出低電平。
D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5被輸入到"與"(AND)門42。"與" 門42輸出D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5與使能信號EN的邏輯積。 "與"門42的輸出信號SIG6被輸入到"與非"門44。"與非"門44將 "或非"門50的"與"門42的輸出信號SIG6的否定邏輯積輸出給反相 器46。反相器46將"與非"門44的輸出信號SIG9反轉(zhuǎn)。從反相器46 輸出的開關(guān)信號Vsw被輸入到開關(guān)晶體管Trl的基極。
"與"門48被輸入"與"門42的輸出信號SIG6和使能信號EN。"與" 門48的輸出信號SIG7被輸入到RS觸發(fā)器34的復(fù)位端子。
下面說明如上那樣構(gòu)成的DC/DC轉(zhuǎn)換器210的動作。圖4是圖2的 DC/DC轉(zhuǎn)換器210的控制電路100的升壓動作時的時序圖。各信號 SIG1 ~ SIG9對應(yīng)于圖2和圖3所示的各信號。在時刻TO以后，使能信號 EN被設(shè)定成高電平。
在時刻TO,開關(guān)信號Vsw變成高電平，開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通。通過 開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通，變壓器10的一次線圈中流過的第1電流Icl慢慢上 升，在時刻Tl變成Vxl>Vthl。
Vxl>Vthl后，第1電壓比較器20的輸出信號SIG1從低電平切換為 高電平。同時，反相器32的輸出信號SIG1，從高電平切換為低電平。信號 SIG1，從高電平切換為低電平時，RS觸發(fā)器34被置位，RS觸發(fā)器34的 輸出信號SIG3變成高電平。信號&G3變成高電平，則反相器36的輸出 信號SIG4變成低電平，D觸發(fā)器40被預(yù)置，D觸發(fā)器40的反相輸出信 號SIG5變成低電平。因使能信號EN是高電平，所以"與"門42的輸出 信號SIG6取與信號SIG5相同的邏輯值。
使能信號EN為高電平時，"或非"門50作為使RS觸發(fā)器34的輸出 信號SIG3反轉(zhuǎn)的反相器來發(fā)揮作用。因此，RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3 在時刻T1變成高電平時，"或非"門50的輸出信號SIG8從高電平變?yōu)榈?電平。此時，"與非"門44的兩個輸入信號SIG6和SIG8都成為低電平， 所以"與非"門44的輸出信號SIG9成為高電平。其結(jié)果，在時刻T1從 反相器46輸出的開關(guān)信號Vsw成為低電平，開關(guān)晶體管Trl截止。
在時刻Tl "與"門42的輸出信號SIG6成為低電平后，在經(jīng)過數(shù)個門 的量的延遲時間后的時刻T2,"與"門48的輸出信號SIG7成為低電平。 其他電路元件的延遲為說明簡化而省略。"與"門48的輸出信號SIG7從
高電平變成低電平時，RS觸發(fā)器34被復(fù)位。其結(jié)果，RS觸發(fā)器34的輸 出信號SIG3立刻回到低電平。RS觸發(fā)器34的輸出信號SIG3變成低電平 時，"或非"門50的輸出信號SIG8變成高電平。另外，反相器36的輸出 信號SIG4、即對D觸發(fā)器40的預(yù)置端子的輸入也變成高電平。
在時刻Tl開關(guān)晶體管Trl截止后，變壓器10的二次線圈中開始流過 第2電流Ic2。該第2電流Ic2在開關(guān)晶體管Trl凈皮截止的瞬間成為最大， 隨著變壓器10中積蓄的能量的減少而慢慢變小。其結(jié)果，第2電阻R2所 呈現(xiàn)的第2檢測電壓Vx2隨時間從負(fù)電壓起慢'隄上升。在時刻T3，第2 才企測電壓Vx2達(dá)到比OV 4氐的第2閾值電壓Vth2，第2電壓比較器22的 輸出信號SIG2從高電平切換為低電平。
在時刻T3第2電壓比較器22的輸出信號SIG2變成低電平時，延遲 電路38的輸出電壓Vx4以時間常數(shù)開始上升。在從時刻T3經(jīng)過延遲時間 t后的日于刻T4，被輸入到D觸發(fā)器40的時鐘端子的延遲電路38的輸出 電壓Vx4達(dá)到閾值電壓Vt時，D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5變成高 電平。D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5變成高電平后，"與"門42的輸 出信號SIG6和"與"門48的輸出信號SIG7都變成高電平。"與"門42 的輸出信號SIG6變成高電平后，"與非"門44的輸出信號SIG9變成低電 平，從反相器46輸出的開關(guān)信號Vsw變成高電平，開關(guān)晶體管Trl再次 導(dǎo)通。
這樣，在本實(shí)施方式的控制電路100中，分別監(jiān)視變壓器10的一次 線圈、二次線圈中流過的第1電流Icl、第2電流Ic2，切換開關(guān)晶體管 Trl的導(dǎo)通和截止。通過切換開關(guān)晶體管Trl的導(dǎo)通和截止，輸出電容C1 中被積累電荷，輸出電壓Vout上升。在輸出電壓Vout上升到預(yù)定的電壓 值后，圖1的發(fā)光控制電路214同步于圖1的攝像部316的攝像地使作為 發(fā)光元件212的氤管燈發(fā)光。
如上所述，開關(guān)晶體管Trl的導(dǎo)通時間由第1電流Icl達(dá)到第1閾值 電流Ithl的時間決定。這里，第1閾值電流Ithl用第1電阻R1的電阻值 和閾值電壓Vthl以Ithl=Rl x vthl給出。因此，若第1電阻Rl的電阻值 有偏差，則開關(guān)晶體管中流過的第1電流Icl的峰值(Ithl)、進(jìn)而其導(dǎo)通 時間出現(xiàn)偏差，所以對升壓動作產(chǎn)生影響。
本實(shí)施方式的控制電^各100通過在^r查工序中進(jìn)行以下調(diào)整，來減少
變壓器lO的一次側(cè)和開關(guān)晶體管Trl中流過的第1電流Icl的峰值的偏差。 圖5表示圖2的控制電路100的檢查工序中的電路結(jié)構(gòu)。
在4企查工序中，控制電路100的第1電極焊盤PAD1被連接電流源400。 另外，在第2電極焊盤PAD2和第3電極焊盤PAD3之間連接電壓表402。 在檢查工序中，開關(guān)信號Vsw被設(shè)定為高電平，使開關(guān)晶體管Trl成為導(dǎo) 通狀態(tài)。
在使開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通的狀態(tài)下，由開關(guān)晶體管Trl和第1電阻Rl 形成的電流路徑上，通過電流源400而流過預(yù)定的實(shí)驗(yàn)電流Itest。此時， 第1電阻Rl上產(chǎn)生由Rl x Itest給出的電壓降。電壓表402測量第1電阻 Rl所產(chǎn)生的電壓降。第1電阻R1的電阻值能夠用由電壓表402測出的電 壓(以下稱測量電壓Vtest)以Rl = Vtest / Itest求出。
另外，測量由第1電壓源24生成的第1閾值電壓Vthl。利用通過測 量而求得的第1閾值電壓Vthl、和根據(jù)上述關(guān)系式求得的第1電阻R1的 電阻值，將變壓器10的一次線圈和開關(guān)晶體管Trl中流過的電流的峰值 Ithl，以Ithl，=Vth/Rl算出。
接下來，將算出的峰值Ithl，與第1電流Icl的峰值的設(shè)計值Ithl進(jìn)行 比較，以關(guān)系式AI:Ithl，-Ith求出其誤差電流AI。例如，在算出的峰值 Ithl，是0.7A,設(shè)計值Ithl是1A的情況下，其誤差電流AI為-0.3A。
接下來，基于這樣求得的誤差電流AI，調(diào)節(jié)由第1電壓源24生成的 第1閾值電壓Vthl J吏由第1電壓源24生成的第1閾值電壓Vthl向消除 第1電阻R1和第1閾值電壓Vthl的偏差的方向調(diào)節(jié)。這里，第1閾值電 壓Vthl的調(diào)節(jié)量AVthl可以通過AVthl = AI/R1求出。這里，Rl是通 過測量求得的第1電阻R1的電阻值。在誤差電流AI- - 0.3A、第1電阻 Rl的電阻值Rl = 100m。時，第1閾值電壓Vthl的調(diào)節(jié)量AVthl為-30mV。通過將第1閾值電壓Vthl調(diào)節(jié)所算出的調(diào)節(jié)量AVthl,能夠使第 1電流Ic 1的峰值電流接近設(shè)計值。
例如在改變第1電壓源24的值時，可以串耳關(guān)連接多個電阻，4吏一端 接地，對另一端施加基準(zhǔn)電壓，將某電阻與電阻的連接點(diǎn)的電位作為第1 閾值電壓Vthl來輸出。并且，可以通過與幾個電阻并if關(guān)地i殳置可調(diào)整 (trimming)的保險絲(fuse)等，通過調(diào)整來適當(dāng)切斷該保險絲，從而 調(diào)節(jié)第1閾值電壓Vthl。
另外，也可以在調(diào)整峰值電流Ithl時調(diào)節(jié)第1電阻R1的電阻值。此 時，第1電阻R1的電阻值的調(diào)節(jié)幅度為AR1 = AI-Vthl'。
根據(jù)本實(shí)施方式，通過設(shè)置第1電極焊盤PAD1 -第4電極焊盤PAD4， 能夠在檢查工序中測量第1電阻R1的電阻值的偏差。進(jìn)而，根據(jù)所測出 的第1電阻R1的電阻值的偏差，調(diào)節(jié)第1閾值電壓Vthl，從而將進(jìn)行升 壓動作時的第1電流Icl的峰值電流Ithl調(diào)節(jié)成所希望的值。
上述實(shí)施方式是個例示，可以對各結(jié)構(gòu)要件和各處理過程的組合進(jìn)行 各種變形，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這些變形例也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖6是表示開關(guān)控制部的變形例的電路圖。圖6的開關(guān)控制部30a中， 取代圖3的延遲電路38，而是具備使第2電壓比較器22的輸出信號SIG2 反轉(zhuǎn)的反相器52,進(jìn)而在"與"門42的輸出端子和接地端子間具有電容 C31。在圖6中對與圖3相同或等同的結(jié)構(gòu)要件及信號標(biāo)注相同的標(biāo)號， 并適當(dāng)省略其說明。
在圖6的開關(guān)控制部30a中，第2電壓比較器22的輸出信號SIG2被 反相器52反轉(zhuǎn)，輸入到D觸發(fā)器40的時鐘端子。其結(jié)果，在變壓器10 的二次線圏中流過的第2電流Ic2達(dá)到閾值電流Ith2，第2電壓比較器22 的輸出信號SIG2從高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，D觸發(fā)器40的反相輸出信號 SIG5立刻變成高電平。
D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5在至下一次D觸發(fā)器40被預(yù)置的 期間內(nèi)持續(xù)維持高電平。即，D觸發(fā)器40作為鎖存第2電壓比較器22的 輸出信號SIG2的鎖存電路來發(fā)揮作用。
在D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r，"與" 門42的輸出信號SIG10也要從低電平轉(zhuǎn)變成高電平。此時，"與，，門42 為使其輸出從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖蕉鴮﹄娙軨31充電。其結(jié)果，"與，，門 42的輸出信號SIG10的電位基于電容C31而以時間常凄t上升。電容C31 所呈現(xiàn)的信號SIG10經(jīng)由緩沖器54被輸出到"與非"門44和"與"門 48。電容C31所呈現(xiàn)的信號SIG10的電位達(dá)到緩沖器54的低電平和高電 平的閾值電壓時，"與非"門44的輸出信號SIG9從高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健?這樣，在從D觸發(fā)器40的輸出發(fā)生變化起至"與非，，門44的輸出發(fā)生變 化的期間發(fā)生延遲。即"與非"門44、緩沖器54、及電容C31構(gòu)成延遲 電路。
因變壓器10的匝數(shù)及耦合系數(shù)不同，在開關(guān)晶體管Tr 1截止的狀態(tài)下， 變壓器10的二次線圈中流過的電流Ic2有時會在0A附近振鈴(ringing )。 在這樣的情況下，由于第2檢測電壓Vx2在第2閾值電壓Vth2附近發(fā)生 變動，所以產(chǎn)生如下問題在第2電壓比較器22的輸出信號SIG2進(jìn)行一 次從高電平向低電平的轉(zhuǎn)變后，再次返回到高電平，至開關(guān)晶體管Trl下 次導(dǎo)通的時間變長。
根據(jù)圖6的開關(guān)控制部30a,在D觸發(fā)器40的后級配置有由"與，，門 42、緩沖器54及電容C31構(gòu)成的延遲電路，所以在第2電壓比較器22的 輸出信號SIG2進(jìn)行一次從高電平向低電平的轉(zhuǎn)變后，該狀態(tài)被D觸發(fā)器 40鎖存。另外，通過延遲電路對該D觸發(fā)器40的反相輸出信號SIG5提 供延遲時間，即使變壓器IO的二次線圏中流過的第2電流Ic2發(fā)生振鈴， 也能在經(jīng)過預(yù)定的延遲時間后使開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通。
除圖3或圖6所示的結(jié)構(gòu)外，對開關(guān)控制部30、 30a的結(jié)構(gòu)還考慮有 各種變形例。圖3、圖6的邏輯電路中的高電平、低電平的邏輯值的設(shè)定 是一個例子，可通過利用反相器等進(jìn)行適當(dāng)反轉(zhuǎn)而自由變更。
開關(guān)控制部30、 30a也可以采用與圖3、圖6完全不同的結(jié)構(gòu)，只要 采取能基于第1電壓比較器20、第2電壓比較器22的輸出信號SIG1、SIG2 使開關(guān)晶體管Trl導(dǎo)通、截止的結(jié)構(gòu)即可。另外，開關(guān)晶體管Trl可以由 MOSFET構(gòu)成，也可以使開關(guān)晶體管Trl為外裝的晶體管。
在實(shí)施方式中說明了 DC/DC轉(zhuǎn)換器210驅(qū)動發(fā)光元件212這樣的負(fù) 載的情況，但不限于此，也可以驅(qū)動其他需要高電壓的各種負(fù)載電路。
基于實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但實(shí)施方式僅是表示本發(fā)明的原 理、應(yīng)用，在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，可以對 實(shí)施方式進(jìn)行很多變形以及配置的變更。 〔工業(yè)可利用性〕
本發(fā)明能夠適用于開關(guān)電源等電子電路。
權(quán)利要求
1.一種自激式DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，包括開關(guān)晶體管，連接于變壓器的一次線圈；第1電阻，一端與上述開關(guān)晶體管相連，另一端接地；電壓源，生成預(yù)定的第1閾值電壓；第1電壓比較器，將上述第1電阻和上述開關(guān)晶體管的連接點(diǎn)所呈現(xiàn)的第1檢測電壓，與上述第1閾值電壓進(jìn)行比較；第2電壓比較器，將與上述變壓器的二次線圈中流過的電流相應(yīng)的第2檢測電壓，與預(yù)定的第2閾值電壓進(jìn)行比較；以及開關(guān)控制部，基于上述第1電壓比較器、第2電壓比較器的輸出信號，控制上述開關(guān)晶體管的導(dǎo)通和截止；其中，上述電壓源被構(gòu)成為可調(diào)節(jié)上述第1閾值電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于 在上述開關(guān)晶體管應(yīng)與上述變壓器連接的端子設(shè)置第1電極焊盤； 在上述第1電阻與上述開關(guān)晶體管的連接點(diǎn)設(shè)置第2電極焊盤； 在上述第1電阻的被接地的端子設(shè)置第3電極焊盤； 在作為上述第1電壓比較器的輸入端子的、應(yīng)經(jīng)由外部布線與上述第2電極焊盤相連接的端子設(shè)置第4電極焊盤；本控制電路被一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于 上述電壓源被構(gòu)成為可通過調(diào)整處理來調(diào)節(jié)上述第1閾值電壓的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于 還包括被設(shè)置在上述變壓器的二次線圈中流過的電流的路徑上的第2電阻，其一端被接地，上述第2電壓比較器將上述第2電阻所呈現(xiàn)的電壓作為上述第2檢測 電壓，與上述第2閾值電壓進(jìn)行比較。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于 上述開關(guān)控制部在上述第l檢測電壓超過上述第1闞值電壓時使上述開關(guān)晶體管截止，在從上述第2檢測電壓超過上述第2閾值電壓起經(jīng)過預(yù) 定的延遲時間后，使上述開關(guān)晶體管導(dǎo)通。
6. —種發(fā)光裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的控制電路；包含連接于上述控制電路的上述變壓器的DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電路；以及由上述D C / D C轉(zhuǎn)換器輸出電路的輸出電壓驅(qū)動的發(fā)光元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于 上述發(fā)光元件是氙管燈。
8. —種電子設(shè)備，其特征在于，包括 攝像部；和在上述攝像部進(jìn)行攝像時作為閃光燈而使用的權(quán)利要求6所述的發(fā)光 裝置；其中，上述發(fā)光裝置使電池電壓升壓，驅(qū)動上述發(fā)光元件。
全文摘要
開關(guān)晶體管(Tr1)連接于變壓器(10)的一次線圈。第1電阻(R1)的一端與開關(guān)晶體管(Tr1)相連，另一端接地。第1電壓比較器(20)將第1檢測電壓(Vx1)與第1閾值電壓(Vth1)進(jìn)行比較。第2電壓比較器(22)將第2檢測電壓(Vx2)與第2閾值電壓(Vth2)進(jìn)行比較。開關(guān)控制部(30)基于第1電壓比較器(20)、第2電壓比較器(22)的輸出信號(SIG1、SIG2)，控制開關(guān)晶體管(Tr1)的導(dǎo)通和截止。開關(guān)晶體管(Tr1)、第1電阻(R1)的各節(jié)點(diǎn)設(shè)置第1電極焊盤(PAD1)～第4電極焊盤(PAD4)。
文檔編號G03B15/03GK101107773SQ20068000268
公開日2008年1月16日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者為我井洋一, 名手智, 山本勛 申請人:羅姆股份有限公司