專利名稱：開關(guān)調(diào)節(jié)器及包含該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于高準(zhǔn)確度地向負(fù)載電路(例如，CPU)提供電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器以及采用該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備。更為具體地，涉及即使在輸入電壓和輸出電流變化時(shí)也使得開關(guān)頻率和輸出電壓保持恒定的開關(guān)調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
目前，在移動(dòng)電話中通常安裝各種不同應(yīng)用。應(yīng)用自身往往以非常高的速率消耗電池功率，并且結(jié)果是，需要外部組件小型化同時(shí)能夠處理大電流和低輸出電壓的電源電路。另外，用作移動(dòng)電話側(cè)上的主要電源的鋰離子電池的放電特性上的改進(jìn)已經(jīng)擴(kuò)大了可 用于電源電路的輸入的電壓范圍。此外，現(xiàn)在通常通過根據(jù)CPU的操作狀態(tài)改變電源電路的設(shè)置電壓，優(yōu)化與電源電路的輸出端子相連的負(fù)載電路(例如，CPU)的操作速度和功率消耗。因此，需要即使在輸入電壓、輸出電壓或輸出電流變化時(shí)也使得輸出電壓保持恒定的電源電路。圖11是例示常規(guī)開關(guān)調(diào)節(jié)器IP的電路圖。開關(guān)調(diào)節(jié)器IP是具有其導(dǎo)通時(shí)段長(zhǎng)度固定的開關(guān)元件的紋波檢測(cè)型開關(guān)調(diào)節(jié)器的一個(gè)示例。圖12是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器IP中的開關(guān)時(shí)間控制電路3P的電路圖。圖13是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器IP的操作的時(shí)序圖。在圖11中，開關(guān)調(diào)節(jié)器IP包括開關(guān)元件控制電路2、比較器6、開關(guān)時(shí)間控制電路3P、輸入電壓VIN所輸入到的輸入端子Tl、輸出端子LX、連接在輸入端子Tl和輸出端子LX之間的開關(guān)元件SW1、連接在輸出端子LX和地電壓之間的開關(guān)元件SW2、包括分壓電阻器8和分壓電阻器9的分壓電路7以及反饋端子TF，該分壓電阻器8具有阻抗Rf 1，以及該分壓電阻器9具有阻抗Rf 2。此外，開關(guān)元件控制電路2包括RS觸發(fā)電路22和控制信號(hào)生成電路23。此外，在圖12中，開關(guān)時(shí)間控制電路3P包括參考電流源51、連接在參考電流源51和地電壓之間的電容器52、與電容器52并聯(lián)的開關(guān)元件SW5、用于輸出預(yù)定參考電壓VR的電壓源54以及比較器43，該參考電流源51的一個(gè)端子與輸入端子Tl相連并且輸出預(yù)定參考電流Ic，該電容器52具有容抗Ce。在圖11中，從輸出端子LX輸出的輸出電壓經(jīng)由高頻去除和平滑低通濾波器15輸出到負(fù)載電路10 (例如，CPU)，該高頻去除和平滑低通濾波器15由具有感抗L的電感器12和具有容抗Cout的輸出電容器14組成。這里，具有阻抗Resr的電阻器13是輸出電容器14的串聯(lián)等效寄生電阻器。低通濾波器15的輸出電壓VOUT經(jīng)由反饋端子TF輸入到開關(guān)調(diào)節(jié)器1P，并且經(jīng)由分壓電路(dividing circuit) 7進(jìn)行分壓。然后，將分壓后的反饋電壓VF輸出到比較器6的反相輸入端子(_)。比較器6將反饋電壓VF與從電壓源11輸入到比較器6的非反相輸入端子(+ )的預(yù)定參考電壓VR進(jìn)行比較。當(dāng)反饋電壓VF大于參考電壓VREF時(shí)，比較器6向RS觸發(fā)電路22的置位端子S輸出低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMP0-P，而在反饋電壓VF小于參考電壓VREF時(shí)，比較器6向RS觸發(fā)電路22的置位端子S輸出高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P。這里，用作第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)的高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P指示開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)亥丨J (timing)。參見圖12，開關(guān)時(shí)間控制電路3P生成供輸出給RS觸發(fā)電路22的復(fù)位端子R的開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)T0N-P，該開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P指示開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻。另外，將RS觸發(fā)電路2的輸出信號(hào)PSET輸出給控制信號(hào)生成電路23?？刂菩盘?hào)生成電路23生成用于控制開關(guān)元件SWl的開關(guān)的開關(guān)元件控制信號(hào)TORV以及用于控制開關(guān)元件SW2的開關(guān)的開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV，從而在輸出信號(hào)PSET下降時(shí)完成開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段，以及在輸出信號(hào)PSET上升時(shí)完成開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段，并且開關(guān)元件SWl和SW2相互交替地導(dǎo)通和關(guān)斷。另外，控制信號(hào)生成電路23與開關(guān)元件控制信號(hào)TORV同步地生成輸出信號(hào)TCHBl，并且將輸出信號(hào)TCHBl輸出到開關(guān)時(shí)間控制電路3P。注意，開關(guān)元件SWl響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)TORV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV而關(guān)斷。另外，開關(guān)元件SW2響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而關(guān)斷。對(duì)開關(guān)元件SWl和SW2進(jìn)行控制，從而使得在 開關(guān)元件SWl關(guān)斷時(shí)開關(guān)元件SW2導(dǎo)通，以及在開關(guān)元件SW2關(guān)斷時(shí)開關(guān)元件SWl導(dǎo)通。在圖12中，電壓源54生成供輸出到比較器53的反相輸入端子(_)的預(yù)定參考電壓Vr。將參考電流源51和電容器52之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)上的電壓VC輸出到比較器53的非反相輸入端子(+ )。將輸出信號(hào)TCHGBl輸出到開關(guān)元件SW5的柵極。因此，在開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)于輸出信號(hào)TCHGBl而使開關(guān)元件SW5關(guān)斷。相反，在開關(guān)元件SWl處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，開關(guān)元件SW5導(dǎo)通。另外，比較器53將電壓VC與參考電壓VR進(jìn)行比較。當(dāng)電壓VC大于參考電壓VR時(shí)，比較器53輸出高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)T0N-P，以及當(dāng)電壓VC小于參考電壓VR時(shí)，比較器53輸出低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)T0N-P。在圖11中，當(dāng)反饋電壓VF變?yōu)樾∮趨⒖茧妷篤REF時(shí)，來自比較器6的開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P的電壓電平變高。響應(yīng)于這個(gè)操作，RS觸發(fā)電路22被置位，并且輸出信號(hào)PSET的電壓電平變高。接著，控制信號(hào)生成電路23生成開關(guān)元件控制信號(hào)TORV和NDRV，從而使得開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及開關(guān)元件SW2處于關(guān)斷狀態(tài)。響應(yīng)于這個(gè)操作，在開關(guān)元件SWl導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)元件SW2關(guān)斷，并且通過輸入電壓VIN和輸出電壓VOUT之間的差值電壓，在電感器12中充電。相應(yīng)地，電感器12中的感應(yīng)電流增加，以及通過輸出電容器14和它的串聯(lián)等效寄生電阻器13增加輸出電壓V0UT。隨后，在預(yù)定時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段時(shí)，開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P的電壓電平從低變到高。響應(yīng)于此，RS觸發(fā)電路22被復(fù)位，并且RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET的電壓電平變低?？刂菩盘?hào)生成電路23生成開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV和NDRV，從而使得開關(guān)元件SWl關(guān)斷以及開關(guān)元件SW2導(dǎo)通。響應(yīng)于此，在開關(guān)元件SWl關(guān)斷時(shí)，開關(guān)元件SW2導(dǎo)通，并且通過地電壓和輸出電壓VOUT之間的差值電壓，釋放電感器12中的電能。相應(yīng)地，在電感器12中的感應(yīng)電流降低時(shí)，通過電容器14和它的串聯(lián)等效寄生電阻器13降低輸出電壓VOUT。這里，開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段“tonl”的長(zhǎng)度如下確定。在圖12中，在開關(guān)元件Sffl響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)TORV而處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，開關(guān)元件SW5響應(yīng)于與開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV同步的輸出信號(hào)THGBl而關(guān)斷，并且以參考電流Ic對(duì)電容器52進(jìn)行充電。比較器53將被充電的電容器52兩端上的電壓VC與參考電壓VR進(jìn)行比較。在電壓VC大于參考電壓VR時(shí)，比較器53輸出高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P，以及在電壓VC小于參考電壓VR時(shí)，比較器53輸出低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P。另外，在開關(guān)元件SWl關(guān)斷且開關(guān)元件SW5導(dǎo)通期間的時(shí)段中，開關(guān)元件SW5響應(yīng)于來自控制信號(hào)生成電路23的高電平輸出信號(hào)TCHBl而導(dǎo)通,并且將電容器52中的電荷全部放電。這里，開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段“tonl”的長(zhǎng)度如下獲得tonl = CcXVR/Ic ... (I)如上所述，在圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器IP中，開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段tonl的長(zhǎng)度響應(yīng)于開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON-P確定，以及開關(guān)元件SWl的關(guān)斷時(shí)段“toffI”的長(zhǎng)度利用比較器6作為反饋電壓VF和參考電壓VREF之間的比較結(jié)果輸出的開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO-P確定。如上所述，通過重復(fù)開關(guān)元件SWl和SW2的導(dǎo)通和關(guān)斷，開關(guān)調(diào)節(jié)器IP控制輸出電壓，從而使得輸出電壓VOUT的時(shí)均電壓VOUTa被設(shè)置為恒定。
然而，在圖11中示出的電路配置中，由于導(dǎo)通時(shí)段tonl的長(zhǎng)度是利用公式I計(jì)算出的固定值，所以使用輸入電壓VIN、輸出電壓V0UT、各個(gè)開關(guān)元件SWl和SW2的導(dǎo)通阻抗Ron和電感器12的感應(yīng)電流IL,利用下述公式，計(jì)算在開關(guān)元件SWl導(dǎo)通時(shí)的電感器12的磁通量中的增加量以及在開關(guān)元件SWl關(guān)斷時(shí)的電感器12的磁通量中的減少量
。
= (ViN — IL X Ron - VOUT) x ton I ... I 2 )
Atpoff = (VOUI' + IL X Ron ) x IqffV…(3 )另夕卜，在磁通量中的增加量Afw 等于磁通量中的減少量厶與外A— = )時(shí)，開關(guān)周期tsw (tsw = tonl+toffl)可以如下計(jì)算
「 IVIN X tonl( . \tsw =- ... I 4 )
VOUT + 11. X Ron相應(yīng)地，開關(guān)頻率fsw滿足
「 1 r I VOUT -11, X Ron/ c Xfsw =——=- ... (5 )
tsw VIN + tonl如公式(5)中可以清楚地看出，在輸入電壓VIN、輸出電壓V0UT、感應(yīng)電流IL (去往負(fù)載電路10的輸出電流lout)波動(dòng)時(shí)，開關(guān)頻率fsw中的波動(dòng)變得更大。另外，輸出電壓VOUT的時(shí)均電壓VOUTa不能保持為恒定，這降低了輸出電壓的準(zhǔn)確度。例如，如圖13中所示，將第一開關(guān)周期tswl表示為在輸出電流IOUT是第一電流Il時(shí)的周期，以及將第二周期tsw2表示為在輸出電流IOUT增加到第二電流12 (II < 12)時(shí)的周期，因?yàn)榈谝浑娏鱅l小于第二電流12，第二開關(guān)周期tsw2比第一開關(guān)周期tswl長(zhǎng)(tswl > tsw2)0換言之，輸出電流IOUT是第一電流Il時(shí)的開關(guān)頻率fswl大于輸出電流IOUT是第二電流12時(shí)的開關(guān)頻率fsw2。如圖13中清楚看出的，當(dāng)輸出電流IOUT從第一電流Il增加到第二電流12時(shí)，輸出電壓VOUT的時(shí)均電壓VOUTa (與反饋電壓VF對(duì)應(yīng))減小。類似地，如公式4和5中清楚看出的，在輸入電壓VIN或輸出電流IOUT(與感應(yīng)電流IL對(duì)應(yīng))改變時(shí)，開關(guān)頻率fsw和輸出電壓VOUT改變。
JP-2010-200450-A提出了一種配置，在該配置中，電源設(shè)備減輕輸入電壓、輸出電壓和輸出電流的影響，并且提高開關(guān)頻率的準(zhǔn)確度。在該示例中，電源設(shè)備基于輸入電壓、輸出電壓和輸出電流控制各個(gè)開關(guān)兀件，從而改進(jìn)輸出電壓的特性。圖14是例示該常規(guī)電源設(shè)備1000的電路圖。圖15是例示圖14中示出的電源設(shè)備1000中的Tw生成器102的電路圖。在圖14中，電源設(shè)備1000包括用于反饋輸出電流Io的電流檢測(cè)電路108。在圖15中，Tw生成器102包括用于反饋輸入電壓Vin的電阻器網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器121和127、用于反饋輸出電壓No的電阻器網(wǎng)絡(luò)、以及用于將與輸出電壓Vo對(duì)應(yīng)的電壓和與輸出電流Io對(duì)應(yīng)的電壓Vs相加的加法器108。利用這種配置，芯片尺寸和電流消耗可能增加。因此，電源1000不適合于用于便攜式設(shè)備的要求小型化和低電流消耗的電源電路。另外，如下參照?qǐng)D14和15，使用輸入電壓Vin和流過晶體管151的感應(yīng)電流込，獲得電源電路100中的開關(guān)頻率fsw。fsw = Vin/(Vin-IlxXk) ...... (6) 上述公式中的常數(shù)值k由構(gòu)成電流檢測(cè)電路108和Ton生成器102的各個(gè)元件的元件值確定。也就是，開關(guān)頻率fsw由輸入電壓Vin和感應(yīng)電流Iu的值確定，并且相應(yīng)地，不能完全消除開關(guān)頻率對(duì)輸入電壓Vin和輸出電壓VO的依賴性。

發(fā)明內(nèi)容
在本公開的一個(gè)方面中，提供了一種用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定輸出電壓的新開關(guān)調(diào)節(jié)器。該開關(guān)調(diào)節(jié)器包括輸入端子、輸出端子、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、開關(guān)時(shí)間控制電路、第一比較器和開關(guān)兀件控制電路。輸入電壓被輸入到輸入端子。輸出電壓被輸出到輸出端子。第一開關(guān)元件連接在輸入端子和輸出端子之間。第二開關(guān)元件連接在輸出端子和地之間。開關(guān)時(shí)間控制電路基于第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與第一開關(guān)元件和 第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比，生成指示第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。第一比較器將與輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與預(yù)定的第一參考電壓相比，并且在反饋電壓小于第一參考電壓時(shí)，生成指示第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。開關(guān)元件控制電路控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，從而基于第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)和第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，相互交替地導(dǎo)通第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件。在本公開的另一方面中，提供了一種用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換到預(yù)定輸出電壓的新開關(guān)調(diào)節(jié)器。該開關(guān)調(diào)節(jié)器包括輸入端子、輸出端子、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第一比較器、開關(guān)時(shí)間控制電路和開關(guān)元件控制電路。第一比較器將與輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與預(yù)定的第一參考電壓相比，并且在反饋電壓小于第一參考電壓時(shí)，生成指示第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。開關(guān)時(shí)間控制電路基于第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比，生成指示第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。開關(guān)元件控制電路控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，從而基于第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)和第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，相互交替地導(dǎo)通第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件。


通過參照結(jié)合附圖考慮的以下詳細(xì)描述，可以更好地理解上述和其它方面的特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中 圖I是例示根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器的配置的電路圖；圖2是例示圖I中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中的開關(guān)時(shí)間控制電路的配置的電路圖；圖3是例示圖I中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中的操作的時(shí)序圖；圖4是例示根據(jù)圖2中示出的第一實(shí)施例的變型的開關(guān)時(shí)間控制電路的電路圖；圖5是例示根據(jù)第二實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器的配置的電路圖；圖6是例示圖5中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中的開關(guān)時(shí)間控制電路的配置的電路圖；圖7是例示圖5中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器的操作的時(shí)序圖；圖8是例示根據(jù)圖6中示出的第二實(shí)施例的變型的開關(guān)時(shí)間控制電路的配置的電路圖；圖9是例示根據(jù)第三實(shí)施例的開關(guān)時(shí)間控制電路的電路圖；圖10是根據(jù)第四實(shí)施例的開關(guān)時(shí)間控制電路的電路圖；圖11是例示常規(guī)開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖；圖12是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中的開關(guān)時(shí)間控制電路的電路圖；圖13是例示圖11中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中的操作的時(shí)序圖；圖14是例示另一常規(guī)電源設(shè)備的電路圖；和圖15是例示圖14中示出的電源設(shè)備中的Tw生成器的電路圖。
具體實(shí)施例方式在描述附圖中例示的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，為了清楚，使用了具體的術(shù)語。然而，本專利說明書的公開不是意在被限制到如此選擇的具體術(shù)語，并且要理解的是，每個(gè)具體元件包括按照相似方式操作并且實(shí)現(xiàn)相似結(jié)果的所有技術(shù)等價(jià)物。現(xiàn)在參見附圖，其中在整個(gè)若干附圖(特別是圖I到圖10)中，相似參考標(biāo)記指代相同或?qū)?yīng)的部件，以及描述了根據(jù)示例性實(shí)施例的誤差放大電路(error amplification circuit)。(第一實(shí)施例)圖I是例示根據(jù)第一實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器I的配置的電路圖。圖2是例示開關(guān)時(shí)間控制電路3的配置的電路圖。圖3是例示圖I中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器I中的操作的時(shí)序圖。
在圖I中，開關(guān)調(diào)節(jié)器I包括開關(guān)元件控制電路2、開關(guān)時(shí)間控制電路3、比較器6、開關(guān)兀件SWl和SW2、包括分壓電阻器8和分壓電阻器9的分壓電路7、輸入電壓VIN所輸入到的輸入端子Tl、輸出端子LX和反饋端子TF，分壓電阻器8具有阻抗Rfl，以及分壓電阻器9具有阻抗Rf2?？梢栽陔娮釉O(shè)備100中使用開關(guān)調(diào)節(jié)器I。開關(guān)元件控制電路2包括RS觸發(fā)電路22和控制信號(hào)生成電路23。另外，開關(guān)時(shí)間控制電路3包括占空比(on-duty)檢測(cè)電路4和導(dǎo)通時(shí)段控制電路5。在圖2中，占空比檢測(cè)電路4包括反相器41、開關(guān)元件SW3和SW4，用于輸出預(yù)定參考電壓VRT的參考電壓源44以及具有容抗Ci的電容器43。在圖2中，導(dǎo)通時(shí)段控制電路5包括用于輸出預(yù)定參考電流Ic的參考電流源51、具有容抗Ce的電容器52、開關(guān)元件Sffl和比較器53。
回見圖1，第一開關(guān)元件SWl連接在輸入端子Tl和輸出端子LX之間，以及第二開關(guān)元件SW2連接在輸出端子LX和地之間。經(jīng)由高頻去除和平滑低通濾波器15，將輸出端子LX的輸出電壓輸出到負(fù)載電路10(例如，CPU)。換言之，電子設(shè)備100包括開關(guān)調(diào)節(jié)器I和與開關(guān)調(diào)節(jié)器I的輸出端子LX相連的低通濾波器15。低通濾波器15由具有感抗L的電感器12和具有容抗Cout的輸出電容器14構(gòu)成。具有阻抗Resr的電阻器13是與輸出電容器14串聯(lián)的等效寄生電阻器。經(jīng)由反饋端子TF，將低通濾波器15的輸出電壓VOUT輸入到開關(guān)調(diào)節(jié)器1，并且隨后由分壓電路7分壓。分壓電路7用作第二分壓電路。接著，分壓后的反饋電壓VF與輸出電壓VOUT成比例，并且輸出到比較器6的反相輸入端子(-)。參考電壓源11中生成的預(yù)定參考電壓VREF輸入到比較器6的非反相輸入端子(+ )。比較器6將反饋電壓VF與參考電壓VREF進(jìn)行比較。隨后，在反饋電壓VF大于參 考電壓VREF時(shí)，比較器6將低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO輸出到RS觸發(fā)電路22的置位端子S。在反饋電壓VF小于參考電壓VREF時(shí)，比較器6將高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO輸出到RS觸發(fā)電路22的置位端子S。高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO用作第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。從比較器6輸出的第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO指示開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻。這里，比較器6包括延遲電路，該延遲電路用于控制開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMP0，使得在開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO變?yōu)楦唠娖胶螅谧苑答侂妷篤F已經(jīng)再次變?yōu)楸葏⒖茧妷篤REF高后起已經(jīng)過去延遲時(shí)間后，開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO再次變?yōu)榈碗娖?。另外，開關(guān)時(shí)間控制電路3將指示開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)(高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)T0N)，輸出給RS觸發(fā)電路22的復(fù)位端子R，其將在稍后詳細(xì)描述。將RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET輸出到控制信號(hào)生成電路23和占空比檢測(cè)電路4。控制信號(hào)生成電路23生成供輸出到開關(guān)元件SWl的柵極的用于控制開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通和關(guān)斷的第一開關(guān)元件控制信號(hào)TORV，以及供輸出到開關(guān)元件SW2的柵極的用于控制開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通和關(guān)斷的第二開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV?？刂菩盘?hào)生成電路23控制開關(guān)元件SWl和SW2，從而使得在輸出信號(hào)PSET下降時(shí)完成開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段，以及在輸出信號(hào)PSET上升時(shí)完成開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段，并且相互交替地導(dǎo)通開關(guān)元件SWl和SW2。另外，控制信號(hào)生成電路23生成與(第一)開關(guān)元件控制信號(hào)TORV同步的輸出信號(hào)TCHGB1，以供輸出到開關(guān)時(shí)間控制電路3。在本實(shí)施例中，開關(guān)元件SWl響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)TORV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)roRV而關(guān)斷。相反，開關(guān)元件SW2響應(yīng)于高電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而導(dǎo)通，以及響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV而關(guān)斷。另外，生成開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV和NDRV，從而開關(guān)元件控制信號(hào)NDRV使得開關(guān)元件SW2在開關(guān)元件SWl關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通，以及開關(guān)元件控制信號(hào)TORV使得開關(guān)元件SWl在開關(guān)元件SW2關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通。在圖I中，當(dāng)反饋電壓VF變?yōu)楸葏⒖茧妷篤REF低時(shí)，比較器6使得開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)CMPO的電壓電平變高。響應(yīng)于這個(gè)操作，RS觸發(fā)電路22被置位，并且RS觸發(fā)電路22中的輸出信號(hào)PSET的電壓電平變高。接著，控制信號(hào)生成電路23生成低電平開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV和NDRV，使得開關(guān)元件SWl導(dǎo)通，以及開關(guān)元件SW2關(guān)斷(參見圖3)。在開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)以及開關(guān)元件SW2處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，通過輸入電壓VIN和輸出電壓VOUT之間的電壓差，將能量存儲(chǔ)在電感器12中。相應(yīng)地，在電感器12中的感應(yīng)電流增加時(shí)，通過輸出電容器14和串聯(lián)寄生電阻器13增加輸出的輸出電壓V0UT。接著，當(dāng)開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON的電壓電平從低電平變到高電平時(shí)，響應(yīng)于這個(gè)操作，RS觸發(fā)電路22復(fù)位，并且RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET的電壓電平變低。接著，控制信號(hào)生成電路23生成高電平開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV和NDRV，使得開關(guān)元件SWl關(guān)斷，以及開關(guān)元件SW2導(dǎo)通(參見圖3)。在開關(guān)元件SWl處于關(guān)斷狀態(tài)以及開關(guān)元件SW2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過地電壓和輸出電壓VOUT之間的電壓差，釋放電感器12中的能量。相應(yīng)地，在電感器12中的感應(yīng)電流減小時(shí)，通過電容器14和串聯(lián)寄生電阻器13減小輸出電壓VOUT0參見圖2，在占空比檢測(cè)電路4中，第三開關(guān)元件SW3連接在參考電壓源44和聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)Cl之間，以及開關(guān)元件SW4連接在聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)Cl和地之間。積分電阻器42的一個(gè)端子連接到聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)Cl，以及電容器43連接在積分電阻器42的另一個(gè)端子和地之間。作為電 容器43兩端上的電壓的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)Cl上的電壓作為檢測(cè)電壓Vonl，輸出到比較器53的反相輸入端子(_)。這里，積分電阻器42和電容器43構(gòu)成積分電路。在圖2中示出的開關(guān)元件控制電路2中，經(jīng)由反相器41，將RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET輸出到開關(guān)元件SW3和SW4的柵極。響應(yīng)于這個(gè)輸出信號(hào)PSET，結(jié)合開關(guān)元件SW1，在開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段期間導(dǎo)通開關(guān)元件SW3。另一方面，結(jié)合開關(guān)元件SW2，在開關(guān)元件SW2的導(dǎo)通時(shí)段期間導(dǎo)通開關(guān)元件SW4。在圖2中，在開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)以及開關(guān)元件SW2處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET的電壓電平為高電平，并且因此，開關(guān)元件SW3導(dǎo)通，以及開關(guān)元件SW4關(guān)斷。因此，參考電壓源44經(jīng)由開關(guān)元件SW3連接到積分電阻器42，并且經(jīng)由開關(guān)元件SW3和積分電阻器42，將電容器43充電到參考電壓VRT。與之形成對(duì)比的是，在開關(guān)元件SWl處于關(guān)斷狀態(tài)以及開關(guān)元件SW2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，RS觸發(fā)電路22的輸出信號(hào)PSET的電壓電平為低電平，并且因此，開關(guān)元件SW3關(guān)斷，以及開關(guān)元件SW4導(dǎo)通。因此，積分電阻器42的一個(gè)端子經(jīng)由開關(guān)元件SW4接地，并且經(jīng)由積分電阻器42和開關(guān)元件SW4，將電容器43放電到地電壓。在圖2中，使用在開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的導(dǎo)通時(shí)段“tonl”的長(zhǎng)度、參考電壓VRT以及積分電阻器42和電容器43之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)上的電壓V(t) (t :時(shí)間)，利用下述公式7，計(jì)算在開關(guān)元件SW3處于導(dǎo)通狀態(tài)以及開關(guān)元件SW4處于關(guān)斷狀態(tài)期間的時(shí)段中，即在開關(guān)元件SWl處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的時(shí)段中，在電容器43中充入的電荷Qchq
「 nT-V(I) .( n xOchg = -^-dt ...... ( 7 )
~ Jl 丨 Ri另外，使用開關(guān)元件SW2處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的導(dǎo)通時(shí)段“ton2”的長(zhǎng)度，利用下述公式8，計(jì)算在開關(guān)元件SW3處于關(guān)斷狀態(tài)以及開關(guān)元件SW4處于關(guān)斷狀態(tài)期間的時(shí)段中，即在開關(guān)元件SW2處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的時(shí)段中，在電容器43中充入的電荷Qdchg Ckkh^ =...... 18)
Ri此時(shí)，開關(guān)元件SW3和SW4重復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷，并且在已經(jīng)過去時(shí)間段Te (Te >>RiXCiXRi :積分電阻器42的阻抗，Ci :電容器43的容抗)后，電壓V(t)收斂到恒定電壓Vonl。因此，電壓V(t)近似為電壓Von (V(t) ^ Vonl)，由此對(duì)公式7和8進(jìn)行如下變形
r n ,.w, VRT-Vonl/ n NQchg ton] x-—. ...... t 9 JQdchg tonl x...... ( 10 )另外，在進(jìn)一步經(jīng)過時(shí)段Te (Te >> Ri X Ci)后，電荷Qchg變?yōu)榈扔陔姾蒕dchg(Qchg=Qdchg),基于公式9和10,占空比檢測(cè)電路4的輸出電壓Vonl由下述公式11表示VonX =~~xVii'I ...... ( 11 )
tonl+ ton!也就是，占空比檢測(cè)電路4生成與開關(guān)元件SWl的占空比(tonl/(tonl+ton2))成比例的檢測(cè)電壓Vonl，以供輸出到比較器53的反相輸入端子(_)。 另外，在導(dǎo)通時(shí)段控制電路5中，參考電流源51的一個(gè)端子與輸入端子Tl相連，以及電容器42連接在參考電流源51和地之間。開關(guān)元件SW5與電容器52并聯(lián)。參考電流源51和電容器52之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)上的電壓VC，即電容器52兩端上的電壓，輸出到比較器53的非反相輸入端子(+ )。開關(guān)元件控制電路2的與開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV同步的輸出信號(hào)TCHGB輸出到開關(guān)元件SW5的柵極。因此，響應(yīng)于輸出信號(hào)TCHGB1，在開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段期間，開關(guān)元件SW5關(guān)斷。相反，在開關(guān)元件SWl的關(guān)斷時(shí)段期間，開關(guān)元件SW5導(dǎo)通。比較器53將電壓VC與檢測(cè)電壓Von進(jìn)行比較。在電壓VC大于檢測(cè)電壓Vonl時(shí)，比較器53生成高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON (第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)),或者在電壓VC小于檢測(cè)電壓Vonl時(shí)，比較器53生成低電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON。這里，比較器53包括延遲電路，用于控制開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)T0N，使得在開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON變高后，在自電壓VC已經(jīng)再次變?yōu)楸葯z測(cè)電壓Vonl低后起已經(jīng)過去延遲時(shí)間后，開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON再次變低。在圖2中，在開關(guān)元件SWl響應(yīng)于低電平開關(guān)元件控制信號(hào)TORV而處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的時(shí)段中，開關(guān)元件SW5響應(yīng)于與開關(guān)元件控制信號(hào)I3DRV同步的輸出信號(hào)TCHGBl而關(guān)斷，并且因此，以參考電流Ic對(duì)電容器52進(jìn)行充電。比較器53將被充電的電容器52兩端上的電壓VC與占空比檢測(cè)電路4輸出的檢測(cè)電壓Vonl進(jìn)行比較。在電壓VC大于檢測(cè)電壓Vonl時(shí)，比較器53輸出高電平開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)TON。與之形成對(duì)比的是，在開關(guān)元件SWl處于關(guān)斷狀態(tài)且開關(guān)元件SW2處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的時(shí)段中，開關(guān)元件SW5響應(yīng)于高電平輸出信號(hào)TCHGBl而導(dǎo)通，并且釋放電容器52中的所有電荷。此時(shí)，由于開關(guān)元件SW5處于關(guān)斷狀態(tài)期間的時(shí)段的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于開關(guān)元件SWl的導(dǎo)通時(shí)段tonl的長(zhǎng)度，電壓VC如下計(jì)算V('= Icx1-^- ...... ( 12 )
Ce相應(yīng)地，基于公式11和12得到下述公式
「 ■■km^f foul-x IR/ = Icx. ...... (, i ) I
tonl+ ton 2Ce因此，滿足下述公式ion[ + lon2 = —x VRT ...... (14)
Sc
因此，利用下述公式得到開關(guān)頻率fsw
權(quán)利要求
1.一種用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定輸出電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括 所述輸入電壓被輸入到的輸入端子； 所述輸出電壓被輸出到的輸出端子； 連接在所述輸入端子和所述輸出端子之間的第一開關(guān)元件； 連接在所述輸出端子和地之間的第二開關(guān)元件； 開關(guān)時(shí)間控制電路，用于基于所述第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比，生成第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)指示所述第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻； 第一比較器，用于將與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與預(yù)定的第一參考電壓相比較，并且在所述反饋電壓小于所述第一參考電壓時(shí)，生成第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)指示所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻；以及 開關(guān)元件控制電路，用于控制所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，從而基于所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)和所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，相互交替地導(dǎo)通所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件。
2.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路包括 占空比檢測(cè)電路，用于輸出檢測(cè)電壓，所述檢測(cè)電壓指示所述第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比；以及導(dǎo)通時(shí)段控制電路，用于基于所述檢測(cè)電壓，生成所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的占空比檢測(cè)電路包括 參考電壓源，用于生成預(yù)定的第二參考電壓；第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的一個(gè)端子連接到所述參考電壓源，并且對(duì)所述第三開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第一開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第三開關(guān)元件；第四開關(guān)元件，所述第四開關(guān)元件的一個(gè)端子連接在所述第三開關(guān)元件的另一個(gè)端子和地之間，并且對(duì)所述第四開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第二開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第四開關(guān)元件； 積分電阻元件，所述積分電阻元件的一個(gè)端子連接到位于所述第三開關(guān)元件和所述第四開關(guān)元件之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)；以及 第一電容元件，連接在所述積分電阻元件的另一個(gè)端子和地之間，在所述第三開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過經(jīng)由所述積分電阻元件連接到所述參考電壓源，將所述第一電容元件充電到所述預(yù)定的第二參考電壓，以及在所述第四開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過經(jīng)由所述積分電阻元件接地，將所述第一電容元件放電到地電壓， 其中，所述占空比檢測(cè)電路將所述第一電容元件兩端上的電壓作為所述檢測(cè)電壓輸出， 其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的導(dǎo)通時(shí)段控制電路包括 參考電流源，用于輸出預(yù)定的參考電流； 第五開關(guān)元件，對(duì)所述第五開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得在所述第一開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件，以及在所述第一開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件；第二電容元件，連接在所述參考電流源和地之間，并且與所述第五開關(guān)元件并聯(lián)連接；在所述第五開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，利用所述參考電流源對(duì)所述第二電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第五開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過接地來將所述第二電容元件放電到地電壓；以及 第二比較器，用于將來自所述占空比檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓與所述第二電容元件兩端上的電壓進(jìn)行比較，并且在所述第二電容元件兩端上的電壓大于所述檢測(cè)電壓時(shí)，輸出所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述占空比檢測(cè)電路還包括第一分壓電路，所述第一分壓電路連接在所述參考電壓源和所述第三開關(guān)元件之間，用于對(duì)所述第二參考電壓進(jìn)行分壓，以供輸出到所述第三開關(guān)元件。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的占空比檢測(cè)電路包括 參考電壓源，用于生成預(yù)定的第二參考電壓； 第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的一個(gè)端子連接到所述參考電壓源，并且對(duì)所述第三開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第一開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第三開關(guān)元件； 充電參考電流源，連接到所述第三開關(guān)元件的另一個(gè)端子，用于生成預(yù)定的充電電流； 第四開關(guān)元件，所述第四開關(guān)元件的一個(gè)端子接地，并且對(duì)所述第四開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第二開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第四開關(guān)元件； 放電參考電流源，連接在所述第四開關(guān)元件的另一個(gè)端子和所述充電參考電流源之間，用于輸出預(yù)定的放電電流；以及 第一電容元件，連接在地和位于所述充電參考電流源和所述放電參考電流源之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)之間，在所述第三開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，通過經(jīng)由所述充電參考電流源連接所述參考電壓源，以所述預(yù)定的充電電流對(duì)所述第一電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第四開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，通過經(jīng)由所述放電參考電流源接地，以所述預(yù)定放電電流對(duì)所述第一電容元件進(jìn)行放電， 其中，所述占空比檢測(cè)電路將所述第一電容元件兩端上的電壓作為所述檢測(cè)電壓輸出， 其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的導(dǎo)通時(shí)段控制電路包括 參考電流源，用于輸出預(yù)定的參考電流； 第五開關(guān)元件，對(duì)所述第五開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得在所述第一開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件，以及在所述第一開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件； 第二電容元件，連接在所述參考電流源和地之間，并且與所述第五開關(guān)元件并聯(lián)連接，在所述第五開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，利用所述參考電流源對(duì)所述第二電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第五開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過接地對(duì)所述第二電容元件進(jìn)行放電；以及 第二比較器，用于將來自所述占空比檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓與所述第二電容元件兩端上的電壓進(jìn)行比較，并且在所述第二電容元件兩端上的電壓大于所述檢測(cè)電壓時(shí)，輸出所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述占空比檢測(cè)電路還包括第一分壓電路，所述第一分壓電路連接在所述參考電壓源和所述第三開關(guān)元件之間，用于對(duì)所述第二參考電壓進(jìn)行分壓，以供輸出到所述第三開關(guān)元件。
7.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括第二分壓電路，所述第二分壓電路用于生成與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓，并且將所述反饋電壓輸出到所述第一比較器。
8.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)元件控制電路控制所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件，從而使得所述輸出電壓的時(shí)均電壓基本上恒定。
9.一種電子設(shè)備，包括如權(quán)利要求I所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器。
10.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，還包括與所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出端子相連接的低通濾波器，其中通過所述低通濾波器輸出所述輸出電壓。
11.一種用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換到預(yù)定輸出電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括 所述輸入電壓被輸入到的輸入端子； 所述輸出電壓被輸出到的輸出端子； 連接在所述輸入端子和所述輸出端子之間的第一開關(guān)元件； 連接在所述輸出端子和地之間的第二開關(guān)元件； 第一比較器，用于將與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與預(yù)定的第一參考電壓相比較，并且在所述反饋電壓小于所述第一參考電壓時(shí)，生成第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)指示所述第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻； 開關(guān)時(shí)間控制電路，用于基于所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比，生成第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)指示所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻；以及 開關(guān)元件控制電路，用于控制所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，從而基于所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)和所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，相互交替地導(dǎo)通所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件。
12.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路包括 占空比檢測(cè)電路，用于輸出檢測(cè)電壓，所述檢測(cè)電壓指示所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比；以及導(dǎo)通時(shí)段控制電路，用于基于所述檢測(cè)電壓，生成所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的占空比檢測(cè)電路包括 參考電壓源，用于生成預(yù)定的第二參考電壓；第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的一個(gè)端子連接到所述參考電壓源，并且對(duì)所述第三開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第二開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第三開關(guān)元件；第四開關(guān)元件，所述第四開關(guān)元件的一個(gè)端子連接到所述第三開關(guān)元件的另一個(gè)端子，并且對(duì)所述第四開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第一開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第四開關(guān)元件； 積分電阻元件，所述積分電阻元件的一個(gè)端子連接在地和位于所述第三開關(guān)元件和所述第四開關(guān)元件之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)之間；以及第一電容元件，連接在所述積分電阻元件的另一個(gè)端子和地之間，在所述第三開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過經(jīng)由所述積分電阻元件連接到所述參考電壓源，將所述第一電容元件充電到所述預(yù)定的第二參考電壓，以及在所述第四開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過經(jīng)由所述積分電阻元件接地，將所述第一電容元件放電到地電壓， 其中，所述占空比檢測(cè)電路將所述第一電容元件兩端上的電壓作為所述檢測(cè)電壓輸出， 其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的導(dǎo)通時(shí)段控制電路包括 參考電流源，用于輸出預(yù)定的參考電流； 第五開關(guān)元件，對(duì)所述第五開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得在所述第二開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件，以及在所述第二開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件； 第二電容元件，連接在所述參考電流源和地之間，并且與所述第五開關(guān)元件并聯(lián)連接，在所述第五開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，利用所述參考電流源對(duì)所述第二電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第五開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過接地將所述第二電容元件放電到地電壓；以及 第二比較器，用于將來自所述占空比檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓與所述第二電容元件兩端上的電壓進(jìn)行比較，并且在所述第二電容元件兩端上的電壓大于所述檢測(cè)電壓時(shí)，輸出所述第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述占空比檢測(cè)電路還包括第一分壓電路，所述第一分壓電路連接在所述參考電壓源和所述第三開關(guān)元件之間，用于對(duì)所述第二參考電壓進(jìn)行分壓，以供輸出到所述第三開關(guān)元件。
15.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的占空比檢測(cè)電路包括 參考電壓源，用于生成預(yù)定的第二參考電壓；第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的一個(gè)端子連接到所述參考電壓源，并且對(duì)所述第三開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第二開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第三開關(guān)元件；充電參考電流源，連接到所述第三開關(guān)元件的另一個(gè)端子，用于生成預(yù)定的充電電流； 第四開關(guān)元件，所述第四開關(guān)元件的一個(gè)端子接地，并且對(duì)所述第四開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得結(jié)合所述第一開關(guān)元件來導(dǎo)通和關(guān)斷所述第四開關(guān)元件； 放電參考電流源，連接在所述第四開關(guān)元件的另一個(gè)端子和所述充電參考電流源之間，用于輸出預(yù)定的放電電流；以及 第一電容元件，連接在地和位于所述充電參考電流源和所述放電參考電流源之間的聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)之間，在所述第三開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，通過經(jīng)由所述充電參考電流源連接所述參考電壓源，以所述預(yù)定的充電電流對(duì)所述第一電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第四開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，通過經(jīng)由所述放電參考電流源接地，以所述預(yù)定放電電流對(duì)所述第一電容元件進(jìn)行放電， 其中，所述占空比檢測(cè)電路將所述第一電容元件兩端上的電壓作為所述檢測(cè)電壓輸出，其中，所述開關(guān)時(shí)間控制電路的導(dǎo)通時(shí)段控制電路包括 參考電流源，用于輸出預(yù)定的參考電流； 第五開關(guān)元件，對(duì)所述第五開關(guān)元件進(jìn)行控制，從而使得在所述第二開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件，以及在所述第二開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)關(guān)斷所述第五開關(guān)元件； 第二電容元件，連接在所述參考電流源和地之間，并且與所述第五開關(guān)元件并聯(lián)連接，在所述第五開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，利用所述參考電流源對(duì)所述第二電容元件進(jìn)行充電，以及在所述第五開關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過接地將所述第二電容元件放電到地電壓；以及 第二比較器，用于將來自所述占空比檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓與所述第二電容元件兩端上的電壓進(jìn)行比較，并且在所述第二電容元件兩端上的電壓大于所述檢測(cè)電壓時(shí)，輸出所述第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述占空比檢測(cè)電路還包括第一分壓電路，所述第一分壓電路連接在所述參考電壓源和所述第三開關(guān)元件之間，用于對(duì)所述第二參考電壓進(jìn)行分壓，以供輸出到所述第三開關(guān)元件。
17.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括 第二分壓電路，用于生成與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓，并且將所述反饋電壓輸出到所述第一比較器。
18.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述開關(guān)元件控制電路控制所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件，從而使得所述輸出電壓的時(shí)均電壓基本上恒定。
19.一種電子設(shè)備，包括如權(quán)利要求11所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器。
20.如權(quán)利要求19所述的電子設(shè)備，還包括與所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出端子相連接的低通濾波器，其中通過所述低通濾波器輸出所述輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及開關(guān)調(diào)節(jié)器及包含該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子設(shè)備。提供了一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，包括連接在輸入端子和輸出端子之間的第一開關(guān)元件；連接在輸出端子和地之間的第二開關(guān)元件；開關(guān)時(shí)間控制電路，用于基于第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度與第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的長(zhǎng)度和之比，生成指示第一開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第一開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)；比較器，用于在反饋電壓小于參考電壓時(shí)，生成指示第二開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)段的完成時(shí)刻的第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)；以及開關(guān)元件控制電路，用于控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的開關(guān)，從而基于第一和第二開關(guān)時(shí)間控制信號(hào)，相互交替地導(dǎo)通第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件。
文檔編號(hào)H02M3/156GK102801313SQ20121016035
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者野田一平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光