開關(guān)調(diào)節(jié)器及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作為便攜設(shè)備、電子設(shè)備的電源等而設(shè)置并輸出恒壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器，更具體涉及防止輸出電壓的過沖的過沖抑制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]圖5示出現(xiàn)有的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖。
[0003]現(xiàn)有的開關(guān)調(diào)節(jié)器包括:電源端子101 ;接地端子102 ;輸出基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓電路111 ;將輸出端子103的輸出電壓VOUT進(jìn)行分壓的分壓電路112 ;輸出比較分壓電壓與基準(zhǔn)電壓后的結(jié)果的電壓VERR的誤差放大器110 ;產(chǎn)生斜波VRAMP的斜波產(chǎn)生電路114 ；比較電壓VERR與斜波VRAMP并輸出信號(hào)PWM的PWM比較器113 ;輸出緩沖器115 ;輸出晶體管116 ;以及軟起動(dòng)電路117。
[0004]對(duì)現(xiàn)有的開關(guān)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0005]當(dāng)電壓VDD施加到電源端子101時(shí)，誤差放大器110對(duì)分壓電路112分壓輸出電壓VOUT后的分壓電壓VFB與基準(zhǔn)電壓電路111輸出的基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，輸出電壓VERR。PWM比較器113比較電壓VERR與斜波VRAMP，向輸出緩沖器115輸出信號(hào)PWM。輸出緩沖器115在軟起動(dòng)電路117的輸出信號(hào)的控制下，將信號(hào)PWM輸出到輸出晶體管116。軟起動(dòng)電路117具有在電壓VDD施加到電源端子101時(shí)，輸出緩緩上升的功能。因此，輸出緩沖器115緩緩地使輸出晶體管116導(dǎo)通，從而抑制開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出電壓VOUT的過沖。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 11585號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
然而，具備上述軟起動(dòng)電路的現(xiàn)有的開關(guān)調(diào)節(jié)器，在電源電壓VDD從比開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出設(shè)定電壓低的狀態(tài)變高的情況下，軟起動(dòng)電路不發(fā)揮功能，會(huì)在輸出電壓VOUT發(fā)生過沖。
[0008]在電源電壓VDD比開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出設(shè)定電壓低的情況下，誤差放大器110的輸出電壓VERR成為接近電源電壓VDD的值，PWM比較器113成為100% DUTY狀態(tài)(100%占空比狀態(tài))、即輸出晶體管116不開關(guān)而始終導(dǎo)通狀態(tài)。若電源電壓VDD從該狀態(tài)急劇上升，則在誤差放大器110的輸出電壓VERR回到穩(wěn)定值為止的時(shí)間內(nèi)，開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出電壓VOUT會(huì)過沖。
[0009]本發(fā)明為解決以上那樣的課題而設(shè)計(jì)完成的，提供即便PWM比較器113處于100%DUTY狀態(tài)，也能防止開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出電壓VOUT的過沖的開關(guān)調(diào)節(jié)器。
[0010]用于解決課題的方案為了解決現(xiàn)有技術(shù)的課題，本發(fā)明的具備過沖抑制電路的開關(guān)調(diào)節(jié)器采用如下結(jié)構(gòu)。
[0011]一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括:檢測(cè)PWM比較器的100% DUTY狀態(tài)的100%DUTY檢測(cè)電路；以及檢測(cè)誤差放大器的輸出放電相位補(bǔ)償電容的電壓的情況，加速該放電的放電加速電路，當(dāng)100% DUTY檢測(cè)電路檢測(cè)到100% DUTY狀態(tài)時(shí)使放電加速電路有效。
[0012]發(fā)明效果
本發(fā)明的具備過沖抑制電路的開關(guān)調(diào)節(jié)器，由于如上所述構(gòu)成，所以具有即便電源電壓VDD從比開關(guān)調(diào)節(jié)器的期望的輸出電壓低的電壓、即PWM比較器成為100% DUTY狀態(tài)的狀態(tài)，恢復(fù)到正常的電壓時(shí)，也能防止輸出電壓VOUT的過沖的效果。
[0013]而且，能夠防止以開關(guān)調(diào)節(jié)器為電源而動(dòng)作的便攜設(shè)備、電子設(shè)備的誤動(dòng)作或故障。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖；
圖2是示出100% DUTY檢測(cè)電路的一個(gè)例子的電路圖；
圖3是示出本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作的圖；
圖4是示出本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的其他例子的電路圖；
圖5是現(xiàn)有的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1是本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖。
[0016]本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器100具備:電源端子101 ;接地端子102 ;輸出基準(zhǔn)電壓VREF的基準(zhǔn)電壓電路111 ;將輸出端子103的輸出電壓VOUT分壓的分壓電路112 ;輸出比較分壓電壓VFB與基準(zhǔn)電壓VREF后的結(jié)果的電壓VERR的誤差放大器110 ;產(chǎn)生斜波VRAMP的斜波產(chǎn)生電路114 ;比較電壓VERR與斜波VRAMP并輸出信號(hào)PWM的PWM比較器113 ;輸出緩沖器115 ;輸出晶體管116 ；100% DUTY檢測(cè)電路118 ;放電加速電路120 ;相位補(bǔ)償電容Ce;以及相位補(bǔ)償電阻Re。
[0017]放電加速電路120具備:在反相輸入端子具有偏置電壓Vos的誤差放大器121 ;恒流電路122 ;以及開關(guān)123。
[0018]100% DUTY檢測(cè)電路118的輸入端子與PWM比較器113的輸出端子連接，輸出端子與放電加速電路120的開關(guān)123的控制端子連接。放電加速電路120的誤差放大器121的反相輸入端子與相位補(bǔ)償電阻Re的一個(gè)端子和誤差放大器110的輸出端子的連接點(diǎn)連接，同相輸入端子與相位補(bǔ)償電阻Re的另一個(gè)端子連接，輸出端子與恒流電路122的控制端子連接。開關(guān)123連接在相位補(bǔ)償電容Ce與恒流電路122的一個(gè)端子之間。恒流電路122的另一個(gè)端子與接地端子102連接。
[0019]圖2是示出100% DUTY檢測(cè)電路118的一個(gè)例子的電路圖。
[0020]100% DUTY檢測(cè)電路118具備:電容301、恒流電路302和開關(guān)303。恒流電路302以對(duì)電容301進(jìn)行充電的方式連接。開關(guān)303以使電容301放電的方式連接。
[0021 ] 100% DUTY檢測(cè)電路118利用恒流電路302對(duì)電容301進(jìn)行充電，利用開關(guān)303使電容301放電。開關(guān)303利用信號(hào)PWM來控制。因此，在信號(hào)PWM反復(fù)高電平(Hi)和低電平(Lo)的通常狀態(tài)中，電容301放電，輸出端子維持低電平的狀態(tài)。而且，在信號(hào)PWM成為100% DUTY而維持高電平狀態(tài)時(shí)，電容301不會(huì)放電，因此當(dāng)電容301的電壓超過反相電路的閾值時(shí)，輸出端子輸出高電平。即，100% DUTY檢測(cè)電路118成為100% DUTY檢測(cè)狀態(tài)。
[0022]接著，說明本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作。
[0023]圖3是示出本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作的圖。
[0024]直至?xí)r刻Tl為止，電源電壓VDD成為比開關(guān)調(diào)節(jié)器的期望的輸出電壓(虛線的電壓)低的電壓，因而分壓電壓VFB成為比基準(zhǔn)電壓VREF低的電壓。誤差放大器110的輸出電壓VERR成為高電平，不與斜波VRAMP相交，因此信號(hào)PWM維持高電平狀態(tài)。因此，輸出晶體管116處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以輸出電壓VOUT為電源電壓VDD。此時(shí)，100% DUTY檢測(cè)電路118由于信號(hào)PWM維持高電平狀態(tài)，所以處于100% DUTY檢測(cè)狀態(tài)。因此，100% DUTY檢測(cè)電路118的輸出為高電平，放電加速電路120的開關(guān)123導(dǎo)通。
[0025]在時(shí)刻Tl，當(dāng)電源電壓VDD恢復(fù)到正常的電壓時(shí)，輸出晶體管116處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此輸出電壓VOUT上升。
[0026]在時(shí)刻T2，當(dāng)分壓電壓VFB成為比基準(zhǔn)電壓VREF高的電壓時(shí)，即輸出電壓VOUT成為期望的輸出電壓(虛線的電壓)時(shí)，誤差放大器I1使輸出電壓VERR成為低電平，控制成為輸出電壓VOUT變低。誤差放大器110在輸出端子連接有相位補(bǔ)償電阻Re、相位補(bǔ)償電容Ce，因此電壓VERR成為與斜波VRAMP相交的正常的值為止需要一定程度的時(shí)間。
[0027]在此，誤差放大器110在輸出電壓VERR變低時(shí)，誤差放大器110使得電流從相位補(bǔ)償電容Ce經(jīng)由相位補(bǔ)償電阻Re而流過輸出端子。放電加速電路120的誤差放大器121，從相位補(bǔ)償電阻Re的兩端的電壓檢測(cè)該電流，以使恒流電路122導(dǎo)通的方式進(jìn)行控制。當(dāng)恒流電路122導(dǎo)通時(shí)，誤差放大器110的輸出電壓VERR變低(期間T2?T3)，迅速下降，直到成為與斜波VRAMP相交的正常的值。
[0028]在時(shí)刻T3，當(dāng)電壓VERR與斜波VRAMP相交時(shí)，PWM比較器113輸出的信號(hào)PWM成為矩形波。因此，輸出電壓VOUT被控制成為期望的電壓，因此抑制過沖。而且，100% DUTY檢測(cè)電路118的輸出成為低電平，放電加速電路120的開關(guān)123截止，因此電壓VERR成為由誤差放大器110的輸出電壓控制的通常狀態(tài)。
[0029]如以上說明的那樣，依據(jù)本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器，即便電源電壓VDD從比開關(guān)調(diào)節(jié)器的期望的輸出電壓低的電壓、即PWM比較器113成為100% DUTY狀態(tài)的狀態(tài)，恢復(fù)到正常的電壓時(shí)，也能防止輸出電壓VOUT的過沖。
[0030]圖4是示出本實(shí)施方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的其他例子的電路圖。
[0031]圖4的開關(guān)調(diào)節(jié)器的放電加速電路120a在誤差放大器110的輸出端子與PWM比較器113的輸入端子之間具備電流檢測(cè)用電阻Ra。而且，誤差放大器121檢測(cè)電流檢測(cè)用電阻Ra的兩端的電壓。其他的電路構(gòu)成與圖1的開關(guān)調(diào)節(jié)器相同，因此省略詳細(xì)的說明，但如圖4這樣構(gòu)成也能得到與圖1的電路同樣的效果。
[0032]此外，本發(fā)明利用電壓模式的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路進(jìn)行了說明，但是電流模式的電路也能適用，能得到同樣的效果。在該情況下，圖3的動(dòng)作說明的圖中以三角波說明的斜波VRAMP，在電流模式的情況下是反饋輸出晶體管116的電流的電壓。
[0033]如以上說明的那樣，依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器，能夠防止輸出電壓VOUT的過沖，因此能夠防止以開關(guān)調(diào)節(jié)器為電源而動(dòng)作的便攜設(shè)備、電子設(shè)備的誤動(dòng)作或故障。
[0034][標(biāo)號(hào)說明]110,121誤差放大器111基準(zhǔn)電壓電路112分壓電路113 PWM比較器114斜波產(chǎn)生電路115輸出緩沖器118 100% DUTY檢測(cè)電路120、120a放電加速電路122、302恒流電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括: 誤差放大器，對(duì)將輸出晶體管輸出的電壓分壓后的分壓電壓與基準(zhǔn)電壓之差進(jìn)行放大并輸出； 斜波產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜波； PWM比較器，比較所述誤差放大器的輸出電壓與所述斜波，輸出信號(hào)PWM ; 100% DUTY檢測(cè)電路，檢測(cè)所述信號(hào)PWM成為100% DUTY的情況； 相位補(bǔ)償電容及相位補(bǔ)償電阻，設(shè)置在所述誤差放大器的輸出端子；以及放電加速電路，在所述信號(hào)PWM為100% DUTY時(shí)，檢測(cè)到所述誤差放大器的輸出對(duì)所述相位補(bǔ)償電容的電壓進(jìn)行放電的情況，加速該放電。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述放電加速電路具備: 第二誤差放大器，比較所述相位補(bǔ)償電阻的兩端的電壓； 開關(guān)，與所述相位補(bǔ)償電容連接，由所述100% DUTY檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)控制；以及 恒流電路，與所述開關(guān)連接，由所述第二誤差放大器的輸出電壓控制。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述放電加速電路具備: 電流檢測(cè)用電阻，設(shè)置在所述誤差放大器的輸出端子與所述PWM比較器的輸入端子之間； 第二誤差放大器，比較所述電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓； 開關(guān)，與所述相位補(bǔ)償電容連接，由所述100% DUTY檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)控制；以及 恒流電路，與所述開關(guān)連接，由所述第二誤差放大器的輸出電壓控制。
4.一種具備權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備。
【專利摘要】本發(fā)明題為開關(guān)調(diào)節(jié)器及電子設(shè)備。提供一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，即便電源電壓從比開關(guān)調(diào)節(jié)器的期望的輸出電壓低的電壓恢復(fù)到正常的電壓時(shí)，也能防止輸出電壓的過沖。構(gòu)成為具備：檢測(cè)PWM比較器的100％DUTY狀態(tài)的100％DUTY檢測(cè)電路；以及檢測(cè)誤差放大器的輸出對(duì)相位補(bǔ)償電容的電壓進(jìn)行放電的情況并加速該放電的放電加速電路，當(dāng)100％DUTY檢測(cè)電路檢測(cè)到100％DUTY狀態(tài)時(shí)使放電加速電路有效。
【IPC分類】G05F1-46
【公開號(hào)】CN104731146
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410813174
【發(fā)明人】高田幸輔, 出口充康, 增子裕之
【申請(qǐng)人】精工電子有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日
【公告號(hào)】US20150180335