專利名稱：電壓檢測(cè)電路、電源裝置以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電源裝置(開關(guān)電源等)的輸出電壓檢測(cè)部等的電壓檢測(cè)電路，還涉及一種使用該電壓檢測(cè)電路的電源裝置以及用于該電壓檢測(cè)電路的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
圖14表示用于現(xiàn)有的電源裝置的電壓檢測(cè)部的電路圖。圖15是圖14的現(xiàn)有例子中的各個(gè)端子的工作波形圖，并且，圖16是使用圖14的電源電路的例子。
現(xiàn)有的電壓檢測(cè)電路是由電阻34、35對(duì)輸出電壓端子VOUT的電壓進(jìn)行阻抗分割，由分路調(diào)節(jié)器(shunt regulator)32檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路。在輸出電壓端子VOUT連接有電容器13，通過(guò)從外部向該電容器13供給電荷，使輸出電壓端子VOUT的電壓上升。并且，輸出電壓端子VOUT的檢測(cè)電壓電平VO根據(jù)分路調(diào)節(jié)器32的閾值電壓Vth、電阻34的電阻值R34、電阻35的電阻值R35由以下等式?jīng)Q定。
VO＝Vth·(R34+R35)/R34為了穩(wěn)定地控制檢測(cè)電壓電平VO，需要下面的對(duì)策(1)如圖14的串聯(lián)連接電阻36和電容37。
(2)為了使檢測(cè)電壓電平穩(wěn)定化，通過(guò)如圖14所示的附加連接電阻33，提高流向分路調(diào)節(jié)器32的檢測(cè)電流值。
圖15表示圖14的電壓檢測(cè)電路的輸出電壓端子VOUT、VO和在分路調(diào)節(jié)器32中流動(dòng)的電流I32的波形。輸出電壓端子VOUT的紋波(ripple)電壓由電阻36和電容器37的時(shí)間常數(shù)決定(為此需要具有磁滯(hysteresis)特性)。
圖16表示在二次側(cè)電壓檢測(cè)電路中使用圖14的現(xiàn)有的電壓檢測(cè)電路作為電源裝置的例子。在圖16中，18是整流電路，19是變壓器，19a是變壓器的一次線圈，19b是變壓器的二次線圈，20是輸入電壓源，21是濾波電路，22是整流電路，23是輸入側(cè)平滑電容器，24是緩沖電路(snubber circuit)，25是控制電路，26是開關(guān)元件，27是在同一個(gè)半導(dǎo)體基板上集成的范圍，28是電容器。
這里，使用光電耦合器14作為檢測(cè)信號(hào)傳輸單元。如果由圖14的現(xiàn)有的電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電壓時(shí)，由于分路調(diào)節(jié)器32變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，則在光電耦合器14的發(fā)光部14a中流動(dòng)有電流，使其發(fā)光(檢測(cè)信號(hào)的輸出)。由光電耦合器14的受光部14b檢測(cè)由于發(fā)光引起的檢測(cè)信號(hào)的輸出，使一次側(cè)的控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止控制變?yōu)橥Ｖ?或休止)狀態(tài)。由此，由于從一次側(cè)到二次側(cè)的能量供給變?yōu)橥Ｖ?或休止)，輸出電壓端子VOUT的電壓慢慢下降。如果變?yōu)闄z測(cè)電壓電平或以下時(shí)，由于不存在光電耦合器14和分路調(diào)節(jié)器32的檢測(cè)信號(hào)的輸出，重新開啟控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止控制，再一次從一次側(cè)向二次側(cè)供給能量。由此，輸出電壓端子VOUT的電壓上升。由于輸出電壓端子VOUT的紋波電壓依賴于電阻36和電容37的時(shí)間常數(shù)，因輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)而不同。
作為參考文獻(xiàn)1有“特集 最新·電源回路設(shè)計(jì)技術(shù)のすべて(特集 最新·電源電路設(shè)計(jì)技術(shù)集合的全部)”，トランジスタ技術(shù)SPECIAL，CQ出版社，1991年7月1日，No.28，p.131。作為參考文獻(xiàn)2有“特集 最新·スイツチング電源技術(shù)のすべて(特集 最新·開關(guān)電源技術(shù)的全部)”，トランジスタ技術(shù)SPECIAL，CQ出版社，1997年1月1日，No.57，p.86。
現(xiàn)有的電壓檢測(cè)電路中存在以下問(wèn)題(1)為了提高電壓檢測(cè)精度需要提高在分路調(diào)節(jié)器32中流動(dòng)的電流I32的電流值。在該檢測(cè)時(shí)流動(dòng)的電流一般是幾mA級(jí)的值。為此，成為現(xiàn)有的世界范圍的組裝的高效率化(即，節(jié)省能量化)的障礙。并且，在分路調(diào)節(jié)器32中流動(dòng)的電流I32的電流值不充分，為了不使電壓檢測(cè)精度變壞，需要附加電阻33，由此如后述的構(gòu)成部件數(shù)量變多。
(2)由于輸出電壓端子VOUT的電壓控制與電阻36和電容37的時(shí)間常數(shù)有關(guān)，輸出電壓端子VOUT的紋波電壓的幅值因負(fù)載狀態(tài)而不同，有時(shí)紋波電壓變大。
(3)電壓檢測(cè)電路的構(gòu)成部件的數(shù)量多(如圖14所示，最少需要8個(gè)部件)。
(4)由于輸出電壓端子VOUT的電壓溫度特性與分路調(diào)節(jié)器32的閾值的溫度特生有關(guān)，所以溫度特性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)電壓檢測(cè)精度的提高和低功耗化，抑制輸出端子的紋波電壓，而且提供實(shí)現(xiàn)構(gòu)成部件數(shù)量減少的電壓檢測(cè)電路、電源電路和半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路包括連接在高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的平滑用第一電容；在高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間串聯(lián)連接的第一和第二電阻；對(duì)第一電壓和第二電壓的誤差進(jìn)行放大并輸出的誤差放大器，其中該第一電壓是由第一和第二電阻分壓的高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的希望的電壓，第二電壓是由第一和第二電阻分壓的高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的實(shí)際電壓；在高電位側(cè)輸出端子供給高電位時(shí)向基準(zhǔn)電壓端子輸出一定電位的調(diào)節(jié)器；連接在基準(zhǔn)電壓端子和低電位側(cè)輸出端子之間的第二電容；根據(jù)上述第一開關(guān)元件的狀態(tài)使由上述第一恒流源流動(dòng)的電流的規(guī)定倍數(shù)的電流流動(dòng)到檢測(cè)信號(hào)輸入端子的電流鏡電路，該電流鏡電路具有第一開關(guān)元件以及第一恒流源，其中，第一開關(guān)元件的控制端子連接在上述誤差放大器的輸出端子，該第一恒流源連接在基準(zhǔn)電壓端子和上述第一開關(guān)元件的高電位側(cè)端子之間；連接在基準(zhǔn)電壓端子和第一開關(guān)元件的控制端子之間的起動(dòng)用開關(guān)元件；基準(zhǔn)電壓端子的電位在預(yù)定的起動(dòng)電位或以上時(shí)使起動(dòng)用開關(guān)元件截止，未達(dá)到預(yù)定的起動(dòng)電位時(shí)使起動(dòng)用開關(guān)元件導(dǎo)通的起動(dòng)·停止電路。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在檢測(cè)信號(hào)輸出端子輸出相對(duì)于輸入到誤差放大器的第二電壓的電壓變動(dòng)具有線性的電流信號(hào)，所以利用光電耦合器等的檢測(cè)信號(hào)傳送裝置可以進(jìn)行與檢測(cè)電壓變動(dòng)相適應(yīng)的信號(hào)傳送，提高電壓檢測(cè)精度。并且，檢測(cè)電壓的溫度特性沒(méi)有變動(dòng)。并且，由于可以通過(guò)電流鏡電路的鏡像比調(diào)整該檢測(cè)信號(hào)輸出端子的電流，可以實(shí)現(xiàn)低電流化和低功耗化。特別是，由于誤差放大器是用于電壓檢測(cè)的，可以任意設(shè)定第一電阻和第二電阻的電阻值，所以可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的電力節(jié)省化。而且，通過(guò)使用該電壓檢測(cè)電路進(jìn)行控制以使在高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間供給希望的電壓，就可以抑制輸出端子的紋波電壓。
在上述本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路中，電流鏡電路也可以構(gòu)造成由第一恒流源、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、以及第三開關(guān)元件構(gòu)成，其中第二開關(guān)元件的控制端子和高電位側(cè)端子連接在第一開關(guān)元件的低電位側(cè)端子、低電位側(cè)端子連接在低電位側(cè)輸出端子，第三開關(guān)元件的控制端子連接在第二開關(guān)元件的控制端子、高電位側(cè)端子連接在檢測(cè)信號(hào)輸出端子、低電位側(cè)端子連接低電位側(cè)輸出端子。
而且，電流鏡電路也可以設(shè)置插入連接在第一恒流源和第一開關(guān)元件之間的電阻。由此，高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的電壓檢測(cè)過(guò)程中，第二和第三開關(guān)元件通常是導(dǎo)通的，可以使檢測(cè)工作確實(shí)穩(wěn)定。
還有，在上述本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路中，也可以設(shè)置連接在檢測(cè)信號(hào)輸出端子、向外部傳送與在檢測(cè)信號(hào)輸出端子中流動(dòng)的電流相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)傳送裝置。
并且，在上述本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路中，最好是將誤差放大器、調(diào)節(jié)器、起動(dòng)用開關(guān)元件、起動(dòng)·停止電路和電流鏡電路內(nèi)置在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中。由此，可以減少部件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)小型化、低成本化。
本發(fā)明的電源裝置將上述本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路用于為了將高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的電壓控制成希望的電壓的輸出電壓檢測(cè)部。由此，可以實(shí)現(xiàn)電源的高效化，低紋波電壓化。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括構(gòu)成上述本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路中的誤差放大器、調(diào)節(jié)器、起動(dòng)用開關(guān)元件、起動(dòng)·停止電路以及電流鏡電路。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的電路圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的電壓檢測(cè)電路的電路圖。
圖3是表示圖2的電壓檢測(cè)電路的工作的波形圖。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例中半導(dǎo)體裝置的電路圖。
圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施例中電壓檢測(cè)電路的電路圖。
圖6是表示圖5的電壓檢測(cè)電路的工作的波形圖。
圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施例中半導(dǎo)體裝置的電路圖。
圖8是本發(fā)明的第三實(shí)施例中電壓檢測(cè)電路的電路圖。
圖9是表示圖8的電壓檢測(cè)電路的工作的波形圖。
圖10是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第一電源裝置的電路圖。
圖11是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第二電源裝置的電路圖。
圖12是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第三電源裝置的電路圖。
圖13是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第四電源裝置的電路圖。
圖14是表示現(xiàn)有的電壓檢測(cè)電路的附圖。
圖15是表示圖14的電壓檢測(cè)電路的工作的波形圖。
圖16是使用圖14的電壓檢測(cè)電路的電源裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面，針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(第一實(shí)施例)圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的電路圖，圖2是使用圖1的半導(dǎo)體裝置的電壓檢測(cè)電路的電路圖，圖3是表示該電壓檢測(cè)電路的端子VO1的電壓波形、端子VCC的電壓波形、端子VO2的電壓波形、以及IPC電流波形的圖。
圖1的半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體芯片)包括作為外部端子的用于電力供給的電力供給用端子VO1、基準(zhǔn)電壓端子VCC、電壓檢測(cè)用端子VO2，用于傳輸檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)輸出端子PC、以及接地端子，即GND/SOURCE共計(jì)五個(gè)端子。在端子VO1和VCC之間具有調(diào)節(jié)器1，工作中通常將基準(zhǔn)電壓端子VCC的電壓保持固定。在基準(zhǔn)電壓端子VCC連接有起動(dòng)·停止電路2，開關(guān)元件3，恒流源4。在開關(guān)元件3的低電壓側(cè)端子連接有誤差放大器5和開關(guān)元件6的控制端子。誤差放大器5具有施加了無(wú)溫度特生變化的電壓的基準(zhǔn)端子(+側(cè)端子)，在誤差放大器5的檢測(cè)端子(-側(cè)端子)連接有電壓檢測(cè)用端子VO2，將輸出信號(hào)傳送到開關(guān)元件6的控制端子。在開關(guān)元件6的高電壓側(cè)端子連接有恒流源4，在低電壓側(cè)端子連接有開關(guān)元件7和開關(guān)元件8的控制端子，以及開關(guān)元件8的高電壓側(cè)端子。開關(guān)元件7的高電壓側(cè)端子連接檢測(cè)信號(hào)輸出端子PC。這里，電壓檢測(cè)端子VO2的電壓變動(dòng)通過(guò)誤差放大器5，利用由電流鏡電路構(gòu)成的V-I變換電路，作為電流信號(hào)輸出到檢測(cè)信號(hào)輸出端子PC，其中電流鏡電路由恒流源4，開關(guān)元件6，以及開關(guān)元件7和開關(guān)元件8構(gòu)成。
圖2所示的電壓檢測(cè)電路使用圖1的半導(dǎo)體裝置9，半導(dǎo)體裝置9的端子VO1連接在電壓檢測(cè)的輸出電壓端子VOUT，端子VO2連接在電阻10(電阻值為R10)和電阻11(電阻值為R11)的連接點(diǎn)，其中電阻10串聯(lián)連接在輸出電壓端子VOUT和GND/SOUCE端子之間。在端子PC連接有作為檢測(cè)信號(hào)輸出裝置的光電耦合器14的發(fā)光部14a，在端子VCC連接有電容15。并且，在光電耦合器的發(fā)光部14a不發(fā)光的情況下，將電力供給到連接在輸出電壓端子VOUT的電容器13，在光電耦合器的發(fā)光部14a發(fā)光的情況下，停止向電容13的電力供給。
使用圖2，對(duì)本實(shí)施例中電壓檢測(cè)電路的工作進(jìn)行說(shuō)明。
將電力供給連接在輸出電壓端子VOUT的電容13時(shí)，電容13的兩端電壓上升。由此，將電流從連接在輸出電壓端子VOUT的電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的端子VO1通過(guò)調(diào)節(jié)器1供給到連接在端子VCC的電容器15，端子VCC的電壓也上升。如果端子VCC的電壓變?yōu)橛善饎?dòng)·停止電路2設(shè)定的起動(dòng)電壓VCC0或以上時(shí)，貝起動(dòng)電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9，并且來(lái)自起動(dòng)·停止電路2的輸出信號(hào)從“L(低)”信號(hào)變?yōu)椤癏(高)”信號(hào)。由此，開關(guān)元件3從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，利用誤差放大器5，開始向開關(guān)元件6的電壓檢測(cè)用端子VO2傳輸電壓變動(dòng)。這里，控制端子VCC的電壓從輸出電壓端子VOUT通過(guò)調(diào)節(jié)器1向連接在端子VCC的電容15供給電流，利用調(diào)節(jié)器1控制端子VCC的電壓使其成為固定的電壓VCC0。向電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的電力供給由該電容15供給，并且各構(gòu)成電路實(shí)現(xiàn)低消費(fèi)電力化。
如果這種輸出電壓端子VOUT的電壓上升時(shí)，伴隨于此，通過(guò)連接在端子VO1的調(diào)節(jié)器1，端子VCC的電壓也上升，如果端子VCC的電壓達(dá)到VCC0時(shí)，由于起動(dòng)·停止電路2的輸出信號(hào)從“L(低)”信號(hào)變?yōu)椤癏(高)”信號(hào)，按照誤差放大器5的輸出信號(hào)，可開始開關(guān)元件6的控制，電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9開始進(jìn)行端子VO2的輸出電壓端子VOUT的電壓檢測(cè)。
如果輸出電壓端子VOUT的電壓進(jìn)一步上升時(shí)，由電阻10和電阻11分壓的輸出電壓端子VOUT的電壓，即端子VO2電壓也上升，以誤差放大器5的基準(zhǔn)電壓VBG(如果輸出電壓端子VOUT的檢測(cè)電壓是Vo時(shí)，那么誤差放大器5的VBG＝Vo·R11/(R10+R11))為中心，將在Δvo2的范圍內(nèi)端子VO2電壓的變動(dòng)中具有線性的輸出信號(hào)傳輸?shù)介_關(guān)元件6。借助該輸出信號(hào)，開關(guān)元件6使從恒流源4向開關(guān)元件8的供給電流按線性變化，所以利用由開關(guān)元件7和8構(gòu)成的電流鏡電路(使鏡像比為α)，使端子PC的電流IPC成為具有相對(duì)于端子VO2的電壓變動(dòng)成線性的電流信號(hào)。
如圖3所示，輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)為無(wú)負(fù)載(VO1≥VO+Δvo2/2)的情況下，在光電耦合器14的發(fā)光部14a流動(dòng)著IPC＝14×α(α鏡像比)的電流，將光信號(hào)傳輸?shù)焦怆婑詈掀?4的受光部14b(參照?qǐng)D10)。
接下來(lái)輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)為輕負(fù)載(VO-ΔVo/2≤Vo1≤VO+ΔVo/2)的情況下，在光電耦合器14的發(fā)光部14a中流動(dòng)滿足0≤IPC≤I4×α(α鏡像比)的具有線性的電流，而向光電耦合器14的受光部14b傳輸?shù)墓庑盘?hào)也具有線性。
并且在輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)變?yōu)橹刎?fù)載(VO1≤VO-ΔVo/2)的情況下，由于在光電耦合器14的受光部14a中沒(méi)有流過(guò)電流，所以就不會(huì)向光電耦合器14的受光部14b傳送光信號(hào)。
如上所述，電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9將在輸出電壓端子VOUT的電壓變動(dòng)中具有線性的電流信號(hào)從端子PC向外部傳送。根據(jù)來(lái)自該電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的電流信號(hào)，如果調(diào)整向輸出電壓端子VOUT的電力供給，就可以進(jìn)行控制以使VOUT＝VO。
使用上述的電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9，在調(diào)整向輸出電壓端子VOUT的電力供給的情況下，具有如下的效果。
(1)由于可以用由電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的恒流源4、開關(guān)元件6、以及開關(guān)元件7和開關(guān)元件8構(gòu)成的電流鏡電路調(diào)整在光電耦合器的發(fā)光部14a中流動(dòng)的電流IPC(＝α·I4，α鏡像比)，通過(guò)對(duì)該電流IPC進(jìn)行節(jié)流，可以謀求檢測(cè)時(shí)的低功耗化。并且，雖然上述記載中已描述了，但由于降低了電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的電路電流，可以降低通常工作時(shí)消耗的電力。具體的說(shuō)，由于該電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9和電阻10，11，及光電耦合器14消耗的電流的合計(jì)值可以降低到現(xiàn)有例子的1/10或1/10以下。
(2)對(duì)于輸出電壓端子VOUT，在VOUT＝VO±ΔV/2附近，由于可以實(shí)施最佳的電力供給以使VOUT＝VO，所以可以抑制輸出電壓端子VOUT的紋波電壓。
(3)電壓檢測(cè)電路的部件的數(shù)量變?yōu)榘雽?dǎo)體裝置9，電阻10，11，光電耦合器14，平滑電容器13和電容器15共6個(gè)，可以減少部件數(shù)量。
(第二實(shí)施例)圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例中半導(dǎo)體裝置的電路圖，圖5是使用圖4的半導(dǎo)體裝置的電壓檢測(cè)電路的電路圖，圖6是表示該電壓檢測(cè)電路的端子VO1的電壓波形、端子VCC的電壓波形、端子VO2的電壓波形、以及IPC電流波形的圖。
圖4表示的半導(dǎo)體裝置是在圖1的結(jié)構(gòu)中附加有電阻16。即，在恒流源4和開關(guān)元件6之間插入連接電阻16。通過(guò)如此設(shè)置電阻16，就可以提高相對(duì)于輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)為輕負(fù)載(VO-ΔVo/2≤VO1≤VO+ΔVo/2)中端子VO2的電壓變動(dòng)(即，輸出電壓端子VOUT的電壓變動(dòng))的電流IPC的線性。其它的結(jié)構(gòu)、工作、以及特征與圖1的情況相同。
(第三實(shí)施例)圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的電路圖，圖8是使用圖7的半導(dǎo)體裝置的電壓檢測(cè)電路的電路圖，圖9是表示該電壓檢測(cè)電路的端子VO1的電壓波形、端子VCC的電壓波形、端子VO2的電壓波形、以及IPC電流波形的圖。
圖7表示的半導(dǎo)體裝置是在圖1的結(jié)構(gòu)中附加有恒流源17。即，將恒流源17與恒流源14及開關(guān)元件6并聯(lián)連接。通過(guò)如此設(shè)置恒流源17，在輸出電壓端子VOUT的電壓為希望的電壓VO或以下時(shí)，僅除了在光電耦合器的發(fā)光部14a中流動(dòng)著某一固定的電流α·I17，其它的結(jié)構(gòu)、工作、以及特征與圖1的情況相同。但是，I17表示恒流源17的電流，并且根據(jù)該電流，光電耦合器的發(fā)光部14a是不發(fā)光的電平。通過(guò)連接該恒流源17，由電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9進(jìn)行的輸出電壓端子VOUT的電壓檢測(cè)中，由于開關(guān)元件7和開關(guān)元件8的柵極電壓通常固定在“H(高)”狀態(tài)，所以可以確實(shí)使半導(dǎo)體裝置的工作穩(wěn)定。
接下來(lái)，針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例中的電源裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖10是使用變壓器的開關(guān)電源裝置，是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第一電源裝置。輸入電壓電源20的電壓通過(guò)濾波電路21由整流電路22整流，由輸入側(cè)平滑電容器23進(jìn)行平滑。由輸入側(cè)平滑電容23平滑的電壓，被連接在變壓器19的一次線圈19a，通過(guò)由控制電路25控制開關(guān)元件26的開關(guān)將能量傳送到變壓器的二次線圈19b。這里，如圖10中的范圍27所示，如果將控制電路25和開關(guān)元件26集成在同一個(gè)基板上，則具有元件數(shù)量減少，實(shí)現(xiàn)低成本化的優(yōu)點(diǎn)。
傳送到二次線圈19b的能量經(jīng)由整流電路18供給到輸出側(cè)的半導(dǎo)體裝置9和電阻10，11，并且供給到光電耦合器14。輸出側(cè)平滑電容器13的兩端電壓被電阻10和電阻11分壓，由電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9控制為希望的電壓。控制工作內(nèi)容與圖3的說(shuō)明相同，作為電源是低功耗，具有能得到紋波電壓低、精度高的輸出電壓的特征。由于從光電耦合器的發(fā)光部14a對(duì)光電耦合器的受光部14b，傳送相對(duì)于輸出電壓端子VOUT電壓變動(dòng)具有線性的輸出信號(hào)，控制電路25就可以通過(guò)借助于變壓器19的開關(guān)元件26實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于輸出電壓端子VOUT的負(fù)載狀態(tài)的電力供給。這里，代替圖2的電壓檢測(cè)電路，在使用圖5、圖8所示的電壓檢測(cè)電路的情況下，工作也相同。
圖11是沒(méi)有使用圖10中的光電耦合器14的變壓器規(guī)格的非絕緣開關(guān)電源裝置，是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第二電源裝置。除了從電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9向控制電路25的信號(hào)傳送由光信號(hào)變?yōu)殡娏餍盘?hào)外，其它的結(jié)構(gòu)、工作、以及特征與圖10相同。如圖11中的范圍27所示，與圖10的情況相同，如果將控制電路25和開關(guān)元件26集成在同一個(gè)基板上，具有部件數(shù)量減少，實(shí)現(xiàn)低成本的優(yōu)點(diǎn)。這里，代替圖2的電壓檢測(cè)電路，使用圖5、圖8所示的電壓檢測(cè)電路的情況，工作也相同。
圖12是使用線圈的降壓型斬波力式的開關(guān)電源裝置，是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第三電源裝置。由圖12的端子VIN輸入輸入電壓電源20的電力，通過(guò)由二極管構(gòu)成的整流電路29整流時(shí)，由輸入側(cè)平滑電容器23進(jìn)行平滑。由輸入側(cè)平滑電容器23平滑后的電壓通過(guò)由控制電路25控制的開關(guān)元件26的開關(guān)，在開關(guān)元件26的導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電力從線圈31供給到輸出側(cè)平滑電容13，并且在開關(guān)元件26的截止?fàn)顟B(tài)中，電力從再生用二極管30經(jīng)由線圈31供給到輸出側(cè)平滑電容器13。這里，如圖12中的范圍27所示，與圖10，圖11的情況相同，如果將控制電路25和開關(guān)元件26集成在同一個(gè)基板上，就具有部件數(shù)目減少、實(shí)現(xiàn)低成本化的優(yōu)點(diǎn)。
輸出側(cè)平滑電容器13的兩端電壓被電阻10和電阻11分壓，由電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9控制為希望的電壓?？刂乒ぷ鲀?nèi)容與圖3相同，作為電源，是低功耗，且具有可得到紋波電壓低、精度高的輸出電壓這樣的特征。如果來(lái)自光電耦合器的發(fā)光部14a的輸出信號(hào)傳送到光電耦合器的受光部14b時(shí)，受光部14b變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，停止由控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止的控制。由此，停止向輸出側(cè)平滑電容器13的電力供給。這里，代替圖2的電壓檢測(cè)電路，在使用圖5、圖8的電壓檢測(cè)電路的情況下，也是同樣的工作。
圖13是使用線圈的降壓型斬波方式的開關(guān)電源裝置，是使用圖2的電壓檢測(cè)電路的第四電源裝置。在如圖12所示的降壓型斬波方式的開關(guān)電源裝置中，雖然使用光電耦合器14作為電壓檢測(cè)信號(hào)傳送單元，但在圖13中，通過(guò)在FB端子連接直接電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的端子PC，就將輸出電壓端子VOUT電壓變動(dòng)作為電流信號(hào)傳送到控制電路25，其中該FB端子用于停止由控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止控制。這里，開關(guān)元件7在輸入電壓VIN為高電壓的情況下，需要使用高耐壓元件。對(duì)于控制工作內(nèi)容而言，與圖12相同，作為電源是低功耗且具有可得到紋波電壓低、精度高的輸出電壓這樣的特征。
在圖13的降壓型斬波方式的開關(guān)電源裝置中，代替圖2的電壓檢測(cè)電路，在使用圖5、圖8所示的電壓檢測(cè)電路的情況，控制工作內(nèi)容也與圖12相同，作為電源，是低功耗且具有可得到紋波電壓低、精度高的輸出電壓這樣的特征。這里，從FB端子流出的電流值IFB和IPC的大小關(guān)系是IFB＞IPC，其中該FB端子用于控制由控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止控制。電流值IFB是控制電路25的FB端子電流，電流值IPC是輸出電壓檢測(cè)用半導(dǎo)體裝置9的PC端子電流能力。如果不使IFB＞IPC，就不能進(jìn)行由控制電路25進(jìn)行的開關(guān)元件26的導(dǎo)通截止控制。
本發(fā)明是可以全面地用于需要檢測(cè)電壓，并將其檢測(cè)信號(hào)傳送到控制電路的設(shè)備，特別是作為使用電源的產(chǎn)品，例如家用電氣產(chǎn)品，照明設(shè)備以及電機(jī)用電源是有用的。
權(quán)利要求
1.一種電壓檢測(cè)電路，包括平滑用第一電容器，連接在高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間；第一和第二電阻，串聯(lián)連接在上述高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間；誤差放大器，對(duì)由上述第一和第二電阻分壓上述高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的希望的電壓的情況下的第一電壓與由上述第一和第二電阻分壓上述高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的實(shí)際電壓的第二電壓的誤差進(jìn)行放大并輸出；調(diào)節(jié)器，在將高電位供給上述高電位側(cè)輸出端子時(shí)向基準(zhǔn)電壓端子輸出固定電位；第二電容器，連接在上述基準(zhǔn)電壓端子和低電位側(cè)輸出端子之間；電流鏡電路，具有第一開關(guān)元件以及第一恒流源，根據(jù)上述第一開關(guān)元件的狀態(tài)使由上述第一恒流源流動(dòng)的電流的規(guī)定倍數(shù)的電流流動(dòng)到檢測(cè)信號(hào)輸入端子，其中，第一開關(guān)元件的控制端子連接在上述誤差放大器的輸出端子，該第一恒流源連接在上述基準(zhǔn)電壓端子以及上述第一開關(guān)元件的高電位側(cè)端子之間；起動(dòng)用開關(guān)元件，連接在上述基準(zhǔn)電壓端子和上述第一開關(guān)元件的控制端子之間；起動(dòng)·停止電路，上述基準(zhǔn)電壓端子的電位在預(yù)定的起動(dòng)電位或以上時(shí)使上述起動(dòng)用開關(guān)元件截止，未達(dá)到上述預(yù)定的起動(dòng)電位時(shí)使上述起動(dòng)用開關(guān)元件導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的電壓檢測(cè)電路，其特征在于上述電流鏡電路由上述第一恒流源、上述第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件以及第三開關(guān)元件構(gòu)成，其中，該第二開關(guān)元件的控制端子和高電位側(cè)端子連接在上述第一開關(guān)元件的低電位側(cè)端子、低電位側(cè)端子連接在上述低電位側(cè)輸出端子，該第三開關(guān)元件的控制端子連接上述第二開關(guān)元件的控制端子、高電位側(cè)端子連接在上述檢測(cè)信號(hào)輸出端子、低電位側(cè)端子連接在上述低電位側(cè)輸出端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2記載的電壓檢測(cè)電路，其特征在于上述電流鏡電路設(shè)有插入連接在上述第一恒流源和上述第一開關(guān)元件之間的電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2記載的電壓檢測(cè)電路，其特征在于上述電流鏡電路設(shè)有與上述第一恒流源和上述第一開關(guān)元件并聯(lián)連接的第二恒流源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)記載的電壓檢測(cè)電路，其特征在于設(shè)有連接上述檢測(cè)信號(hào)輸出端子、并將對(duì)應(yīng)于在上述檢測(cè)信號(hào)輸出端子中流動(dòng)的電流的信號(hào)傳送到外部的檢測(cè)信號(hào)傳送裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1記載的電壓檢測(cè)電路，其特征在于將上述誤差放大器、上述調(diào)節(jié)器、上述起動(dòng)用開關(guān)元件、上述起動(dòng)·停止電路以及上述電流鏡電路內(nèi)置在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中。
7.一種電源裝置，在將高電位側(cè)輸出端子和低電位側(cè)輸出端子之間的電壓控制成所希望的電壓的輸出電壓檢測(cè)部使用權(quán)利要求1記載的電壓檢測(cè)電路。
8.一種半導(dǎo)體裝置，包括構(gòu)成權(quán)利要求1中記載的電壓檢測(cè)電路中的上述誤差放大器、上述調(diào)節(jié)器、上述起動(dòng)用開關(guān)元件、上述起動(dòng)·停止電路以及上述電流鏡電路。
全文摘要
將具有基準(zhǔn)端子和檢測(cè)端子的誤差放大器(5)的輸出信號(hào)傳送到開關(guān)元件(6)的控制端子，其中基準(zhǔn)端子施加無(wú)溫度特性變動(dòng)的電壓，檢測(cè)端子連接在電壓檢測(cè)用端子(VO2)。電壓檢測(cè)用端子(VO2)的電壓變動(dòng)經(jīng)由誤差放大器(5)，通過(guò)由電流鏡電路構(gòu)成的V－I變換電路，作為電流信號(hào)輸出到檢測(cè)信號(hào)輸出端子(PC)，其中電流鏡電路由恒流源(4)、開關(guān)元件(6)、以及開關(guān)元件(7)和開關(guān)元件(8)構(gòu)成。由光電耦合器(14)將該信號(hào)傳送到外部，并控制輸出電壓端子(VOUT)的電壓?？梢詫?shí)現(xiàn)用于將供給電力的端子的電壓控制為希望的電壓的電壓檢測(cè)電路的低功耗化、提高電壓檢測(cè)精度、低紋波電壓，并且實(shí)現(xiàn)部件數(shù)量的減少。
文檔編號(hào)H02M3/335GK1684351SQ20051006778
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者八谷佳明 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社