專利名稱：Dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在各種電子設備、通信裝置等中使用的進行直流電壓的變換的DC/DC變換器。
背景技術(shù)：
圖11表示在便攜電話中使用的現(xiàn)有的降壓型DC/DC變換器的框圖。如圖11所示，在輸入端子111和輸出端子112之間連接有第一開關電路100和電感線圈102、平滑電容104的串聯(lián)電路。并且，將來自平滑電容104的輸出電壓120和來自輸出電壓控制端子113的控制電壓121輸入到比較電路105。將該比較電路105的輸出信號和來自振蕩電路106的輸出信號輸入到開關條件決定電路107中。將輸出電壓120和來自第一開關電路100的開關電流檢測信號122輸入到控制動作決定電路110，控制動作決定電路110進行負載判定并將其輸出信號123輸入到振蕩電路106和開關控制電路108。開關控制電路108接收開關條件決定電路107的輸出和控制動作決定電路110的輸出信號123。這樣，開關控制電路108將控制第一開關電路100的信號提供給第一開關電路100。由此，構(gòu)成了反饋。
這種現(xiàn)有技術(shù)，記載在例如特開平7-322608號公報中。
但是，在上述的現(xiàn)有的降壓型DC/DC變換器中，在輸出電壓下降時，降低電壓時的瞬態(tài)響應時間變長，而不能使輸出電壓快速降低。因此，在該瞬態(tài)響應時間期間發(fā)生電功率損耗，電池電壓降低，因此很難使通話時間變長。
而且，上述的現(xiàn)有DC/DC變換器僅能進行降壓動作。即，現(xiàn)有的DC/DC變換器不能進行升壓動作。另外，現(xiàn)有的DC/DC變換器因負載的狀況而使瞬態(tài)響應時的響應速度慢，而產(chǎn)生消耗功率的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種DC/DC變換器，包括電壓變換電路，連接于輸入端子和輸出端子之間，輸出輸出電壓和開關電流檢測信號；高速瞬態(tài)響應電路，輸入輸出電壓、控制電壓和開關電流檢測信號，輸出第二控制動作決定信號；升壓降壓動作決定電路，輸入輸出電壓、控制電壓和輸入電壓，輸出第一控制動作決定信號；電壓比較電路，輸入輸出電壓、控制電壓和第二控制動作決定信號，輸出開關條件信號；和開關控制電路，輸入開關條件信號、第一控制動作決定信號和第二控制動作決定信號，輸出開關控制信號，將開關控制信號輸入到電壓變換電路中，形成反饋電路。


圖1是便攜電話的電路框圖。
圖2是本發(fā)明的DC/DC變換器的電路框圖。
圖3A是表示本發(fā)明的DC/DC變換器的降壓動作的圖。
圖3B是表示本發(fā)明的DC/DC變換器的升壓動作的圖。
圖4A是表示本發(fā)明的DC/DC變換器的PWM動作時的開關條件信號的圖。
圖4B是表示本發(fā)明的DC/DC變換器的PWM動作時的另外實例的開關條件信號的圖。
圖5A是表示本發(fā)明的DC/DC變換器的負載區(qū)域的說明圖。
圖5B是表示由本發(fā)明的DC/DC變換器的第一控制動作決定信號和第二控制動作決定信號所決定的動作條件表的圖。
圖6是本發(fā)明的DC/DC變換器的動作轉(zhuǎn)移圖。
圖7是本發(fā)明的DC/DC變換器的動作模式的定時圖。
圖8是本發(fā)明的電壓開關電路的局部框圖，表示由本發(fā)明的電壓變換電路來實施與現(xiàn)有的電壓變換電路的動作等效的動作時的狀態(tài)。
圖9是本發(fā)明的DC/DC變換器的瞬態(tài)響應的動作原理圖。
圖10是本發(fā)明的DC/DC變換器的另一電路框圖。
圖11是現(xiàn)有的DC/DC變換器的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題的升壓降壓兩用型DC/DC變換器。
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式的一例。
圖1表示便攜電話的電路結(jié)構(gòu)。將由天線1獲得的高頻信號通過共用器2提供給接收電路4。接收電路4對所輸入的高頻信號施加規(guī)定的處理后，將基帶信號輸出到基帶電路6中。基帶電路6對所輸入的基帶信號進行規(guī)定的處理后，將聲音信號輸出到揚聲器7。由此，從揚聲器7輸出聲音。另一方面，要發(fā)送的聲音通過麥克風8變換為聲音信號后，被輸出到基帶電路6?；鶐щ娐?對所輸入的聲音信號施加規(guī)定的處理后提供給發(fā)送電路5。發(fā)送電路5對基帶電路6的輸出施加規(guī)定的處理后，將高頻信號提供給發(fā)送功率放大器3。由此，發(fā)送功率放大器3放大所輸入的高頻信號后，經(jīng)共用器2從天線1發(fā)送。
這時，由電池11將電壓提供給系統(tǒng)控制器9和DC/DC變換器10。DC/DC變換器10將由電池11提供的電壓進行電壓變換后，將電壓提供給發(fā)送功率放大器3，來確保穩(wěn)定的發(fā)送。另外，利用系統(tǒng)控制器9將由電池11提供的電壓進行電壓變換后，將電壓提供給接收電路4、發(fā)送電路5和基帶電路6。
圖2是DC/DC變換器10的詳細電路圖。
在輸入端子31和輸出端子32之間連接有電壓變換電路70。利用第一開關電路21、電感線圈22、第二開關電路23和平滑電容24的串聯(lián)連接而構(gòu)成該電壓變換電路70。并且，電壓變換電路70將從輸入端子31輸入的輸入電壓51變換為所希望的直流電壓后，從輸出端子32輸出電壓變換后的輸出電壓52。
由輸出電壓變化檢測電路35、負載判定電路30和控制動作決定電路36構(gòu)成高速瞬態(tài)響應電路34。將輸出電壓52和控制電壓53輸入到輸出電壓變化檢測電路35，輸出電壓變化檢測電路35將輸出電壓變化檢測信號61輸入到控制動作決定電路36中。
將輸出電壓52、來自構(gòu)成電壓變換電路70的第一開關電路21的第一開關電流檢測信號57、來自第二開關電路23的第二開關電流檢測信號58輸入到負載判定電路30中，負載判定電路30將負載區(qū)域檢測信號60輸入到控制動作決定電路36中。另外，將第一開關電流檢測信號57和第二開關電流檢測信號58總稱為開關電流檢測信號。
控制動作決定電路36輸出通過負載區(qū)域檢測信號60和輸出電壓變化檢測信號61決定PWM(Pulse Width Modulation)動作或PFM(PulseFrequency Modulation)動作的第二控制動作決定信號62。
將該第二控制動作決定信號62輸入到作為電壓比較電路71的構(gòu)成電路之一的振蕩電路26和開關控制電路28中。
升壓降壓動作決定電路29輸入輸出電壓52、控制電壓53和輸入電壓51后，輸出決定升壓動作或降壓動作的第一控制動作決定信號59。
由比較電路25、振蕩電路26和開關條件決定電路27構(gòu)成電壓比較電路71。比較電路25接收輸出電壓52和控制電壓53，將作為兩者的電壓差的誤差電壓54輸入到開關條件決定電路27中。振蕩電路26接收第二控制動作決定信號62，并將基準三角波信號55輸入到開關條件決定電路27中。開關條件決定電路27以誤差電壓54和基準三角波信號55為基礎而輸出開關條件信號56。
從升壓降壓動作決定電路29中輸出決定是升壓動作還是降壓動作的第一控制動作決定信號59，從高速瞬態(tài)響應電路34中輸出決定是PWM動作還是PFM動作的第二控制動作決定信號62。另外，電壓比較電路71輸出開關條件信號56。該開關條件信號56是PWM動作情況下決定第一開關電路21和第二開關電路23的開關的接通斷開時間(時間比率或占空比(DUTY))的信號，是PFM動作情況下決定開關的頻率的信號。將開關條件信號56輸入到開關控制電路28中。開關控制電路28分別將第一開關控制信號63輸入到第一開關電路21、將第二開關控制信號64輸入到第二開關電路23中。另外，將第一開關控制信號63和第二開關控制信號64總稱為開關控制信號。
這樣，本發(fā)明的DC/DC變換器是反饋控制DC/DC變換器的電壓，并根據(jù)從控制電壓輸入端子33輸入的控制電壓53變換直流電壓，從輸出端子32輸出已進行電壓變換后的輸出電壓52的升降壓型的DC/DC變換器。
圖3A和圖3B表示電壓變換電路70的構(gòu)成例，用圖3A和圖3B一起來說明降壓動作原理和升壓動作原理。
用圖3A的電路圖說明降壓動作。根據(jù)開關控制電路28的第一開關控制信號63控制構(gòu)成第一開關電路21的開關21A和21B的接通、斷開時間。根據(jù)第二開關控制信號64控制構(gòu)成第二開關電路23的開關23A和23B。第二開關電路23通過將串聯(lián)連接在輸入輸出之間的一個開關23A經(jīng)常設為開狀態(tài)，將另一個開關23B經(jīng)常設為關狀態(tài)，而在其與電感線圈22之間反復進行電功率的充放電，來進行電壓變換。
接著，利用圖3B的電路圖來說明升壓動作。
根據(jù)開關控制電路28的第二開關控制信號64控制構(gòu)成第二開關電路23的開關23A和23B的接通、斷開時間。根據(jù)第一開關控制信號63控制構(gòu)成第一開關電路21的兩個開關。第一開關電路21通過將串聯(lián)連接在輸入輸出之間的一個開關21A經(jīng)常設為開狀態(tài)，將另一個開關21B經(jīng)常設為關狀態(tài)而在其與電感線圈22之間反復進行電功率的充放電，來進行電壓變換。
當如上這樣進行了電壓變換后，通過平滑電容24將電壓平滑化，而從輸出端子32輸出輸出電壓52。
圖4A和圖4B表示在電壓比較電路71中PWM(Pulse WidthModulation)動作時的誤差電壓54、基準三角波信號55和開關條件信號56的關系。用圖4A和圖4B一起來表示由開關控制電路28控制第一開關電路21和第二開關電路23的開關條件信號56的生成步驟。
在PWM動作時，將誤差電壓54與從振蕩電路26輸出的一定頻率的基準三角波信號55進行比較，并從開關條件決定電路27中輸出對應于該比較結(jié)果的開關條件信號56。
如圖4A所示，在誤差電壓54高的情況下，將接通期間的時間比率(占空比)高的開關條件信號56輸出到開關控制電路28中。因此，反饋功能為升高輸出電壓52。
而且，如圖4B所示，在誤差電壓54低的情況下，將接通期間的時間比率(占空比)低的開關條件信號56輸出到開關控制電路28中。因此，反饋功能為降低輸出電壓52。
圖5A和圖5B表示由各負載區(qū)域的第一控制動作決定信號59進行的升壓動作和降壓動作、和由第二控制動作決定信號62進行的PWM動作和PFM動作的關系。
在圖5A中，橫軸表示輸出電壓52，縱軸表示DC/DC變換器的輸出電流82。根據(jù)輸出電壓52和輸出電流82將負載區(qū)域分割為四個。它們是負載區(qū)域A、負載區(qū)域B、負載區(qū)域C、負載區(qū)域D。負載區(qū)域A是輸出電壓52為輸入電壓51以下、輸出電流82為閾值電流81以下的情況的區(qū)域。負載區(qū)域B是輸出電壓52超過輸入電壓51、輸出電流82為閾值電流81以下的情況的區(qū)域。負載區(qū)域C是輸出電壓52為輸入電壓51以下、輸出電流82超過閾值電流81的情況的區(qū)域。負載區(qū)域D是輸出電壓52超過輸入電壓51、輸出電流82超過閾值電流81的情況的區(qū)域。
圖5B表示由圖5A定義的四個負載區(qū)域與第一控制動作決定信號59、第二控制動作決定信號62的關系。
如圖5A和圖5B所示，當相對于輸入電壓51而輸出電壓52高的情況下，具有升壓動作的功能，當相對于輸入電壓51而輸出電壓52低的情況下，具有降壓動作的功能。由輸入電壓和輸出電壓的關系決定是進行升壓動作還是降壓動作。
而且，相對于輸出電流82設定閾值電流81，在輸出電流82相對于閾值電流81為大的情況下，具有PWM動作的功能，當輸出電流82相對于閾值電流81為小的情況下，具有PFM動作的功能。由輸出電流82和閾值電流81的關系決定是進行PWM動作還是PFM動作。
圖6表示DC/DC變換器的另一動作。在圖6中，橫軸表示輸出電壓52，縱軸表示輸出電流82。圖6是根據(jù)規(guī)定的閾值電壓83和閾值電流81分類為PWM動作區(qū)域和PFM動作區(qū)域的圖。輸出電壓52比閾值電壓83還低且輸出電流比閾值電流81還小的區(qū)域為PFM區(qū)域。另一方面，除此之外的區(qū)域是PWM區(qū)域?！駱擞洷硎靖鲃幼鼽c，認為在各動作點間進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移①～⑥。
圖7是與圖6的動作模式的推移相對應的定時圖。圖7將橫軸作為時間84，表示輸出電壓52的時間推移、控制電壓53的時間推移和本發(fā)明的電路動作推移85。同時還表示現(xiàn)有電路中的動作推移86。它們表示與從控制電壓輸入端子33輸入的控制電壓53相對應的輸出電壓52的穩(wěn)定狀態(tài)或變化狀態(tài)(狀態(tài)轉(zhuǎn)移)的輸出電壓52和動作模式。根據(jù)所輸入的控制電壓53來控制輸出電壓52。這時，根據(jù)控制電壓53和輸出電壓52的關系、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀況，如本發(fā)明的電路動作85那樣進行模式轉(zhuǎn)移。例如，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移①、狀態(tài)轉(zhuǎn)移②和狀態(tài)轉(zhuǎn)移⑤中，本發(fā)明的電路動作85進行PWM動作。
另一方面，如圖6和圖7的狀態(tài)轉(zhuǎn)移①、狀態(tài)轉(zhuǎn)移②和狀態(tài)轉(zhuǎn)移⑤所示，當輸出電壓52降低時，現(xiàn)有的電路動作86為停止狀態(tài)。
圖8表示由圖3A和圖3B所示的本發(fā)明的電壓變換電路70來實施與圖7所示的現(xiàn)有的電路動作86等效的動作的情況。現(xiàn)有的電路動作86的動作具有構(gòu)成第一開關電路21的一個開關21A和構(gòu)成第二開關電路23的一個開關23A經(jīng)常連接在輸入端子31和輸出端子32的功能，并且接地的開關21B和開關23B等效為經(jīng)常關動作狀態(tài)。
因此，現(xiàn)有的電路動作86，由平滑電容24和負載阻抗86的時間常數(shù)來決定輸出電壓的瞬態(tài)響應時間。尤其是在變化為輕負載時負載阻抗變大，結(jié)果，需要長的瞬態(tài)響應時間。
如圖7所示，本發(fā)明的電路即使在狀態(tài)轉(zhuǎn)移①、狀態(tài)轉(zhuǎn)移②和狀態(tài)轉(zhuǎn)移⑤的條件下也具有進行PWM動作的功能，所以高速的瞬態(tài)響應成為可能。
圖9表示高速瞬態(tài)響應電路34的動作原理。
圖9分別表示在兩個負載區(qū)域的變化圖案中，對應于控制電壓53的目標輸出電壓93、輸出電壓52、從輸出電壓變化檢測電路35輸出的輸出電壓變化檢測信號61、從高速瞬態(tài)響應電路34輸出的第二控制動作決定信號62和由第二控制動作決定信號62決定的PWM和PFM的動作條件。該兩個負載變化是負載變化87和負載變化88。負載變化87是從負載區(qū)域A開始經(jīng)負載區(qū)域C后又返回到負載區(qū)域A的負載變化。另一方面，負載變化88是從負載區(qū)域A開始經(jīng)負載區(qū)域B后又返回到負載區(qū)域A的負載變化。即，負載變化87是經(jīng)過如圖5所示的超過閾值電流81的重負載狀態(tài)的負載變化，負載變化88是經(jīng)過如圖5所示的沒有超過閾值電流81的輕負載狀態(tài)的負載變化。另外，橫軸89用時間來表示目標輸出電壓93、輸出電壓52、輸出電壓變化檢測信號61和第二控制動作決定信號62。
已如上所述，將輸出電壓52和控制電壓53輸入到輸出電壓變化檢測電路35。輸出電壓變化檢測電路35在輸出電壓52進行規(guī)定值以上的變化時，檢測到輸出電壓52變化了。即，在從負載區(qū)域A移動到負載區(qū)域C(或者負載區(qū)域B)的過程中，將比負載區(qū)域A的穩(wěn)定狀態(tài)的輸出電壓52高上述規(guī)定值的電壓設定為第一閾值電壓91。另外，在從負載區(qū)域C(或者負載區(qū)域B)移到負載區(qū)域A的過程中，將比負載區(qū)域C(或者負載區(qū)域B)的穩(wěn)定狀態(tài)的輸出電壓52低上述規(guī)定值的電壓設定為第二閾值電壓92。在從負載區(qū)域A移到負載區(qū)域C(或者負載區(qū)域B)的過程中，輸出電壓變化檢測電路35在輸出電壓52超過第一閾值電壓91的定時內(nèi)使輸出電壓變化檢測信號61變?yōu)楦唠娖剑谳敵鲭妷?2超過第二閾值電壓92的定時內(nèi)使輸出電壓變化檢測信號61變?yōu)榈碗娖?。在從負載區(qū)域C(或負載區(qū)域B)移到負載區(qū)域A的過程中，輸出電壓變化檢測電路35在輸出電壓52比第二閾值電壓91還低的定時內(nèi)使輸出電壓變化檢測信號61變?yōu)楦唠娖?，輸出電?2比第一閾值電壓92還低的定時內(nèi)使輸出電壓變化檢測信號61變?yōu)榈碗娖健Ｓ纱?，輸出電壓變化檢測電路35生成輸出電壓變化檢測信號61。
將該輸出電壓變化檢測信號61和來自負載判定電路30的負載區(qū)域檢測信號60輸入到控制動作決定電路36中。即，控制動作決定電路36以對應于負載變化87、負載變化88的負載區(qū)域檢測信號60和輸出電壓變化檢測信號61作為基礎，生成第二控制動作決定信號61。
這樣，當由輸出電壓變化檢測電路35檢測出輸出電壓52相對于與控制電壓53相對應的目標輸出電壓93具有規(guī)定量以上的電壓差的變化時，本DC/DC變換器進行動作，使得執(zhí)行與輸出電流和輸出電壓52無關的PWM控制。另一方面，當輸出電壓52相對于與控制電壓53相對應的目標輸出電壓93沒有規(guī)定量以上的電壓差而沒有檢測出輸出電壓52的變化時，本DC/DC變換器進行動作，以便在兩個動作模式內(nèi)，執(zhí)行由負載判定電路30生成的負載區(qū)域檢測信號60決定的動作模式。
因此，若著眼于負載變化88的情況，則以圖5所記載的負載區(qū)域A、負載區(qū)域B、負載區(qū)域A的順序發(fā)生負載變化。
在圖5所記載的負載區(qū)域A和負載區(qū)域B中，本發(fā)明的DC/DC變換器在穩(wěn)定狀態(tài)下進行PFM動作。但是，在負載條件變化的輸出電壓變化檢測期間，其功能是，在由與閾值電流的比較所定義的輕負載和重負載中都進行PWM動作。
另外，當利用輸出電壓變化檢測電路35從未檢測出輸出電壓52的變化的狀態(tài)變化到檢測出的狀態(tài)或者從檢測出輸出電壓52的變化的狀態(tài)變化到未檢測的狀態(tài)時，所述高速瞬態(tài)響應電路34可具有抑制輸出電壓52的變動的輸出變動抑制功能。
但是，在圖2所示的本發(fā)明的DC/DC變換器的電路框圖中，由第一開關電路21、電感線圈22、第二開關電路23和平滑電容24的串聯(lián)連接而構(gòu)成電壓變換電路70。在是這種結(jié)構(gòu)時，由于第一開關電路21和第二開關電路23為串聯(lián)關系，所以第一開關電路21的插入損耗和第二開關電路23的插入損耗相加。因此，存在這些插入損耗成為問題的情況。因此，圖10表示不產(chǎn)生這種插入損耗的問題的本發(fā)明的DC/DC變換器的電路框圖。
在圖10中，將與圖2相同的部分賦予與圖2相同的附圖標記，并省略其詳細說明。與圖2不同的部分是電壓變換電路70的結(jié)構(gòu)，主要說明該部分。電壓變換電路70由第一開關電路21、第一電感線圈22A、第二電感線圈22B、第二開關電路23和平滑電容24構(gòu)成。將第一開關電路21和第一電感線圈22A串聯(lián)連接，構(gòu)成第一串聯(lián)連接電路。將第二電感線圈22B和第二開關電路23串聯(lián)連接，構(gòu)成第二串聯(lián)連接電路。將第一串聯(lián)連接電路和第二串聯(lián)連接電路再并聯(lián)連接。將輸入電壓51輸入到第一開關電路21和第二電感線圈22B中。第一開關電路21與圖2的動作相同，由開關控制電路28控制。第二開關電路23也與圖2的動作相同，由開關控制電路28控制。合成第一電感線圈22A的輸出和第二開關23的輸出，并輸入到平滑電容24中。平滑電容24進行與圖2的平滑電容24相同的動作，輸出輸出電壓52。電壓變換電路70的其他部分與以圖2的結(jié)構(gòu)為基礎而進行說明的動作相同。
在圖10的結(jié)構(gòu)中，第一開關電路21的插入損耗和第二開關電路23的插入損耗不相加。因此，不產(chǎn)生上述的插入損耗的問題。
另外，雖然在圖2的結(jié)構(gòu)中電感線圈22僅有一個，但是圖10的結(jié)構(gòu)需要兩個電感線圈(第一電感線圈22A和第二電感線圈22B)。但是，可通過電鍍形成層疊圖案而一體形成第一電感線圈22A和第二電感線圈22B。由此，可通過減少部件數(shù)目而降低安裝面積和安裝成本。因此，電感線圈增加為兩個將不成為問題。
另外，圖3A～圖9的各個附圖已經(jīng)說明了圖2的結(jié)構(gòu)的動作和效果。即使是圖10所示的本發(fā)明的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)也可得到同樣的動作和效果。
如上所述，在本發(fā)明的DC/DC變換器在輸出電壓降低時可快速降低輸出電壓，可減少瞬態(tài)響應時的電功率損耗的產(chǎn)生。若將本發(fā)明的DC/DC變換器應用于便攜電話，則可使通話時間變長。
另外，在本發(fā)明的DC/DC變換器中，即使在輸出電壓上升時也可使輸出電壓快速上升，所以可實現(xiàn)大幅度的電功率損耗的降低。
最近，即使通過電池電壓的低電壓化將電池電壓的電壓設定得比功率放大器用電源的電壓還低，也還需要進行動作。本發(fā)明的DC/DC變換器不僅能有效實施降壓動作，還能有效地實施升壓動作。即，本發(fā)明的DC/DC變換器還可對應于電池電壓的低電壓化。
另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，在電壓控制電路中添加了決定是進行升壓還是降壓的升壓降壓動作決定電路和決定電壓變換電路的動作模式的高速瞬態(tài)響應電路。由此，可對應于升壓和降壓，與電池電壓無關，輸出電壓改變時的輸出電壓的高速瞬態(tài)響應成為可能。另外，通過在便攜電話等中使用本發(fā)明的DC/DC變換器，可提高通話時間。
另外，在本發(fā)明中，在降壓動作時或升壓動作時，可個別地使第一開關電路或第二開關電路進行動作。因此，可降低開關的接通阻抗，可提高效率。
而且，在本發(fā)明中，可細分負載條件來設定最佳動作條件，而使效率提高。
另外，在本發(fā)明中，在輸出電壓變化時，不會發(fā)生急劇的電壓降低和上升。因此，通過在便攜電話等中使用本發(fā)明的DC/DC變換器，而可確保穩(wěn)定的發(fā)送狀況。
權(quán)利要求
1.一種DC/DC變換器，其特征在于，包括電壓變換電路，連接于輸入端子和輸出端子之間，輸出輸出電壓和開關電流檢測信號；高速瞬態(tài)響應電路，輸入所述輸出電壓、控制電壓和所述開關電流檢測信號，輸出第二控制動作決定信號；升壓降壓動作決定電路，輸入所述輸出電壓、所述控制電壓和所述輸入電壓，輸出第一控制動作決定信號；電壓比較電路，輸入所述輸出電壓、所述控制電壓和所述第二控制動作決定信號，輸出開關條件信號；和開關控制電路，輸入所述開關條件信號、所述第一控制動作決定信號和所述第二控制動作決定信號，輸出開關控制信號；將所述開關控制信號輸入至所述電壓變換電路，形成反饋電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器，其特征在于所述電壓變換電路由第一開關電路、電感線圈、第二開關電路和平滑電容的串聯(lián)連接所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DC/DC變換器，其特征在于在所述電壓變換電路執(zhí)行升壓動作時，所述第一開關電路進行動作，使得所述輸入端子和所述電感線圈始終連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DC/DC變換器，其特征在于在所述電壓變換電路執(zhí)行降壓動作時，所述第二開關電路進行動作，使得所述電感線圈和所述平滑電容始終連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DC/DC變換器，其特征在于所述高速瞬態(tài)響應電路，包括負載判定電路，輸入從所述第一開關電路或所述第二開關電路的至少一個輸出的所述開關電流檢測信號和從所述平滑電容輸出的所述輸出電壓，檢測輸出負載區(qū)域，輸出負載區(qū)域檢測信號；輸出電壓變化檢測電路，進行所述控制電壓和所述輸出電壓的比較，檢測輸出電壓的變化，輸出輸出電壓變化檢測信號；控制動作決定電路，將根據(jù)所述負載區(qū)域檢測信號和所述輸出電壓變化檢測信號決定所述開關控制電路的控制模式的所述第二控制動作決定信號輸出至所述開關控制電路和所述電壓比較電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器，其特征在于所述電壓比較電路，包括比較電路，輸入所述輸出電壓和所述控制電壓，進行比較運算，輸出誤差電壓；振蕩電路，根據(jù)所述第二控制動作決定信號輸出基準三角波信號；開關條件決定電路，比較所述誤差電壓和所述基準三角波信號，輸出所述開關條件信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器，其特征在于所述第二控制動作決定信號是決定執(zhí)行PWM和PFM哪一個動作模式的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的DC/DC變換器，其特征在于所述振蕩電路可根據(jù)所述第二控制動作決定信號改變振蕩頻率，還可執(zhí)行使所述開關條件決定電路的開關頻率或時間比率變化的動作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器，其特征在于所述電壓變換電路，包括由第一開關電路和第一電感線圈構(gòu)成的第一串聯(lián)連接電路；由第二電感線圈和第二開關電路構(gòu)成的第二串聯(lián)連接電路；和平滑電容，將所述第一串聯(lián)連接電路和所述第二串聯(lián)連接電路并聯(lián)連接，將所述第一串聯(lián)連接電路的輸出和所述第二串聯(lián)連接電路的輸出輸入至所述平滑電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項所述的DC/DC變換器，其特征在于選擇由閾值電流的值所定義的兩個動作模式中的任一個，使利用負載的電流值和所述輸出電壓的值所設定的整個負載區(qū)域進行動作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項所述的DC/DC變換器，其特征在于進行區(qū)域設定，使得選擇由一個或兩個以上的閾值電流的值和閾值電壓的值所定義的兩個動作模式中的任一個，使利用負載電流值和所述輸出電壓的值所設定的整個負載區(qū)域進行動作。
12.根據(jù)權(quán)利要求5～10中任一項所述的DC/DC變換器，其特征在于相對于與所述控制電壓相對應的目標輸出電壓，所述輸出電壓具有規(guī)定量以上的電壓差，并且利用所述輸出電壓變化檢測電路檢測出輸出電壓變化的條件下，進行PWM控制，與輸出電流和所述輸出電壓無關，沒有所述規(guī)定量以上的電壓差，并且沒有檢測出所述輸出電壓的變化的條件下，在所述兩個動作模式中，執(zhí)行由所述負載區(qū)域檢測信號所決定的動作模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的DC/DC變換器，其特征在于所述高速瞬態(tài)響應電路具有在利用輸出電壓變化檢測電路從未檢測出所述輸出電壓的變化的狀態(tài)變化為檢測出的狀態(tài)或者從檢測出所述輸出電壓的變化的狀態(tài)變化為未檢測出的狀態(tài)時、抑制所述輸出電壓的變動的輸出變動抑制功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種DC/DC變換器，可進行輸出電壓的升壓和降壓這兩者的動作，可在輸出電壓下降時使輸出電壓快速降低，可在輸出電壓升壓時使輸出電壓快速上升，可降低瞬態(tài)響應時的電功率損耗的發(fā)生。該DC/DC變換器可使便攜電話的通話時間變長。該DC/DC變換器包括連接于輸入端子和輸出端子之間的電壓變換電路、高速瞬態(tài)響應電路、升壓降壓動作決定電路、電壓比較電路和開關控制電路。
文檔編號H02M3/155GK1503442SQ20031011513
公開日2004年6月9日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者東谷比呂志, 安保武雄, 雄 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社