升壓型開關調節(jié)器的控制電路、開關調節(jié)器和電子設備制造技術

本實用新型專利技術涉及DC/DC變換器，公開了升壓型開關調節(jié)器的控制電路、開關調節(jié)器和電子設備。開關晶體管(M1)設置在開關(SW)端子和接地端子之間。誤差放大器(10)將與輸出電壓(VOUT)對應的反饋電壓(VFB)和規(guī)定的基準電壓(VREF)之間的誤差放大，生成誤差電壓(VERR)。脈沖調制器(12)根據誤差電壓(VERR)生成調節(jié)了占空比的脈沖信號(SP)。驅動器(14)根據脈沖信號(SP)驅動開關晶體管(M1)。過電壓檢測電路(20)在開關(SW)端子的電壓(VSW)高于規(guī)定的閾值電壓(VTH)時，生成被肯定的過電壓保護(OVP)信號。控制電路(100)在過電壓保護(OVP)信號被肯定時進行規(guī)定的保護處理。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及DC/DC變換器。
技術介紹
為了將某一電平的直流電壓變換為不同電平的直流電壓，可使用開關調節(jié)器(DC/DC變換器)。開關調節(jié)器包括開關晶體管、整流元件、電感器、輸出電容器，通過調節(jié)開關晶體管的導通(on)、截止(off)的占空比，使輸出電壓穩(wěn)定為期望的電平(level)。圖I是表示本技術人研究的現有技術的升壓型開關調節(jié)器的結構的電路圖。升壓型開關調節(jié)器2r主要包括輸出電路102、控制電路100r、電阻R1、R2。輸出電路102具有電感器LI、二極管D1、輸出電容器Cl。由于輸出電路102的拓撲是一般的升壓電路，所以省略說明。在輸出電路102上連接開關晶體管M1，通過開關晶體管Ml進行開關,在輸出電容器Cl上產生將輸入電壓Vin升壓的輸出電壓V·。輸出電壓Vout由第I電阻R1、第2電阻R2分壓，并反饋到控制電路IOOr的反饋端子上(FB端子)。控制電路IOOr除了開關晶體管Ml以外，還包括誤差放大器10、脈沖調制器12、驅動器14、過電壓保護電路16。誤差放大器10將反饋到FB端子上的反饋電壓Vfb和規(guī)定基準電壓Vkef之間的誤差放大，生成誤差電壓VEKK。脈沖調制器12根據誤差電壓Vekk生成脈沖信號SP。脈沖信號Sp的占空比被調節(jié)，以使反饋電壓Vfb和基準電壓Vkef —致。作為脈沖調制器12，可使用脈寬調制器(PWM)或脈頻調制器(PFM)。驅動器14根據脈沖信號Sp將開關晶體管Ml進行開關。由此，使開關調節(jié)器2r的輸出電壓Vqut穩(wěn)定為目標電平VkefX (Rl+R2)/R2。由于升壓型開關調節(jié)器產生高電平的輸出電壓Vott，所以設置過電壓保護電路16用以保護電路。過電壓保護電路16將反饋電壓Vfb和規(guī)定的閾值電壓Vth進行比較，在Vfb> Vth時產生被肯定(assert)(例如高電平)的過電壓保護信號0VP。也就是，由過電壓保護電路16檢測過電壓狀態(tài)。在過電壓保護信號OVP被肯定時，控制電路IOOr停止進行開關晶體管Ml的開關等規(guī)定的保護處理。
技術實現思路
技術要解決的課題本技術人對圖I的開關調節(jié)器2r進行研究，以至于認識到以下問題。控制電路IOOr中外裝的電路部件經由焊料而被電氣和機械地安裝在印刷基板上。但是，可能存在電路部件出于某種原因而從印刷基板脫落的情況。當整流用二極管Dl脫落時，由于沒有電荷傳送到輸出電容器Cl，所以輸出電壓Vout不會上升到目標值電平，而維持低電平。也就是，反饋電壓Vfb變得比基準電壓Vkef低，脈沖調制器12生成的脈沖信號Sp的占空比變成最大值。雖然二極管Dl脫落，但是當開關晶體管Ml以最大的占空比開關時，開關晶體管Ml和電感器LI的連接點(SW端子)的電位Vsw上升，不久超過開關晶體管Ml的耐壓，存在影響開關晶體管Ml的可靠性的顧慮。并且，以上問題不是作為本
的公知范圍所能發(fā)現的。進一步地說，上述設想本身是由本申請人首先想到的。鑒于上述問題完成了本技術，本技術的一實施方式的一個示例性目的是，提供可解決整流用二極管脫落的故障引起的問題的升壓型開關調節(jié)器。用于解決課題的方案本技術的一實施方式涉及升壓型開關調節(jié)器的控制電路。該控制電路包括連接了電感器的開關端子；設置在開關端子和接地端子之間的開關晶體管；接受與升壓型開關調節(jié)器的輸出電壓對應的反饋電壓的反饋端子；將反饋電壓和規(guī)定的基準電壓之間的誤差放大、生成誤差電壓的誤差放大器；根據誤差電壓生成調節(jié)了占空比的脈沖信號的脈 沖調制器；根據脈沖信號驅動開關晶體管的驅動器；以及將開關端子的電壓和規(guī)定的閾值電壓進行比較，在開關端子的電壓高于閾值電壓時，生成被肯定的過電壓保護信號的過電壓檢測電路。控制電路在過電壓保護信號被肯定時，進行規(guī)定的保護處理。在輸出電路的二極管脫落時，開關端子的電位上升。通過過電壓檢測電路將開關端子的電位和規(guī)定的閾值電壓進行比較，檢測由二極管脫落引起的開關端子的過電壓狀態(tài)。根據該實施方式，即使在二極管脫落的情況下，也能夠防止由于開關端子的電位上升而超過開關晶體管的耐壓。過電壓檢測電路包括在開關端子和接地端子之間依次串聯地設置的、以使陰極構成開關端子側來配置的至少一個齊納二極管和電阻；以及將電阻和齊納二極管的連接點的電位和規(guī)定的閾值電壓進行比較的比較器，該過電壓檢測電路也可以輸出與比較器的輸出信號對應的過電壓保護信號。在該實施方式中，在齊納二極管中，在開關端子的電位為高的狀態(tài)下流入電流。因此，可以抑制電路正常時的過電壓檢測電路的消耗電流。比較器也可以包括在電源端子和接地端子之間依次串聯地設置的阻抗元件和晶體管，該晶體管的控制端子輸入電阻和齊納二極管的連接點的電位。過電壓檢測電路包括在開關端子和接地端子之間依次串聯地設置的兩個電阻；以及將兩個電阻的連接點的電位和規(guī)定的閾值電壓進行比較的比較器，該過電壓檢測電路也可以輸出與比較器的輸出信號對應的過電壓保護信號。比較器也可以是電壓比較器，閾值電壓也可以由帶隙參考電路生成。過電壓檢測電路還可以包括設置在兩個電阻之間的、與開關晶體管互補地開關的開關。過電壓檢測電路可以包括代替兩個電阻中高電位側的電阻而設置的二極管；以及與兩個電阻中的低電位側的電阻并聯設置的電容器。脈沖調制器可以包括每規(guī)定的周期生成被肯定的置位信號的振蕩器；脈寬調制比較器，將與流入電感器的電流對應的檢測電壓和誤差電壓進行比較，在檢測電壓高于誤差電壓時，生成被肯定的復位信號；以及在置位信號被肯定時被置位、在復位信號和過電壓保護信號中的至少一個被肯定時被復位，輸出脈沖信號的SR(置位復位)觸發(fā)器。在峰值電流模式的控制電路中，通過將過電壓保護信號用于SR觸發(fā)器的復位，可以在過電壓狀態(tài)下將開關晶體管合適地截止。檢測電壓也可以是開關端子的電壓。或者，也可以將由設置在電感器的電流的路徑上的電阻所產生的電壓降放大，作為檢測電壓。脈沖調制器也可以包括生成具有規(guī)定的周期的三角波或鋸齒波的周期電壓的振蕩器；將與流入電感器的電流對應的檢測電壓和誤差電壓的差值放大的電流放大器；以及將周期電壓和電流放大器的輸出電壓進行比較，輸出脈沖信號的脈寬調制比較器。驅動器也可以在過電壓保護信號被肯定時，無論脈沖信號的電平如何，都使開關晶體管截止。根據該平均電流模式的控制電路，可以在過電壓狀態(tài)下使開關晶體管合適地截止。脈沖調制器可以包括生成具有規(guī)定的周期的三角波或鋸齒波的周期電壓的振蕩器；以及將周期電壓和誤差電壓進行比較，輸出脈沖信號的脈寬調制比較器。驅動器也可以在過電壓保護信號被肯定時，無論脈沖信號的電平如何，都使開關晶體管截止。根據該電壓模式的控制電路，可以在過電壓狀態(tài)下使開關晶體管合適地截止。·脈沖調制器可以包括脈寬調制比較器，將與流入電感器的電流對應的檢測電壓和誤差電壓進行比較，在檢測電壓高于誤差電壓時，生成被肯定的復位信號；以及單觸發(fā)電路，生成從判定復位信號和過電壓保護信號中的至少一個被肯定起至規(guī)定的關斷時間為第I電平、之后返回到第2電平的脈沖信號。根據該固定關斷時間電流模式的控制電路，可以在過電壓狀態(tài)下使開關晶體管合適地截止。本技術的其他實施方式是升壓型開關調節(jié)器。該升壓型開關調節(jié)器包括包含電感器、整流用二極管和輸出電容器的輸出電路；以及輸出電路所連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種升壓型開關調節(jié)器的控制電路，其特征在于，包括：連接電感器的開關端子；設置在所述開關端子和接地端子之間的開關晶體管；接受與所述升壓型開關調節(jié)器的輸出電壓對應的反饋電壓的反饋端子；將所述反饋電壓和規(guī)定的基準電壓之間的誤差放大、生成誤差電壓的誤差放大器；根據所述誤差電壓生成調節(jié)了占空比的脈沖信號的脈沖調制器；根據所述脈沖信號驅動所述開關晶體管的驅動器；以及將所述開關端子的電壓和規(guī)定的閾值電壓進行比較，在所述開關端子的電壓高于所述閾值電壓時，生成被肯定的過電壓保護信號的過電壓檢測電路，所述控制電路在所述過電壓保護信號被肯定時，進行規(guī)定的保護處理。

【技術特征摘要】
2011.05.13 JP 2011-108663;2012.04.23 JP 2012-09801.一種升壓型開關調節(jié)器的控制電路，其特征在于，包括 連接電感器的開關端子； 設置在所述開關端子和接地端子之間的開關晶體管； 接受與所述升壓型開關調節(jié)器的輸出電壓對應的反饋電壓的反饋端子； 將所述反饋電壓和規(guī)定的基準電壓之間的誤差放大、生成誤差電壓的誤差放大器； 根據所述誤差電壓生成調節(jié)了占空比的脈沖信號的脈沖調制器； 根據所述脈沖信號驅動所述開關晶體管的驅動器；以及 將所述開關端子的電壓和規(guī)定的閾值電壓進行比較，在所述開關端子的電壓高于所述閾值電壓時，生成被肯定的過電壓保護信號的過電壓檢測電路， 所述控制電路在所述過電壓保護信號被肯定時，進行規(guī)定的保護處理。2.根據權利要求I所述的控制電路，其特征在于， 所述過電壓檢測電路包括 在所述開關端子和所述接地端子之間依次串聯地設置的、以使陰極構成所述開關端子側來配置的至少一個齊納二極管和電阻；以及 將所述電阻和所述齊納二極管的連接點的電位和規(guī)定的閾值電壓進行比較的比較器， 所述過電壓檢測電路輸出與所述比較器的輸出信號對應的所述過電壓保護信號。3.根據權利要求2所述的控制電路，其特征在于， 所述比較器包括在電源端子和所述接地端子之間依次串聯地設置的阻抗元件和晶體管，該晶體管的控制端子輸入所述電阻和所述齊納二極管的連接點的電位。4.根據權利要求I所述的控制電路，其特征在于， 所述過電壓檢測電路包括 在所述開關端子和所述接地端子之間依次串聯地設置的兩個電阻；以及 將所述兩個電阻的連接點的電位和規(guī)定的閾值電壓進行比較的比較器； 所述過電壓檢測電路輸出與所述比較器的輸出信號對應的所述過電壓保護信號。5.根據權利要求4所述的控制電路，其特征在于， 所述比較器是電壓比較器，所述閾值電壓由帶隙參考電路生成。6.根據權利要求4所述的控制電路，其特征在于， 所述過電壓檢測電路還包括設置在所述兩個電阻之間的、與所述開關晶體管互補地開關的開關。7.根據權利要求4所述的控制電路，其特征在于， 所述過電壓檢測電路包括 代替所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：筑地伸和，村上和宏，
申請(專利權)人：羅姆股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：