CN101330253A - 开关调节器及其动作控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关调节器及其动作控制方法。控制电路11根据从PWM比较器8输入的脉冲信号Spwm控制第一开关M1和第二开关M2同时进行接通/断开动作，以便使得表示正压输出端OUT2与负压输出端OUT1的各电压绝对值之和的电压V3成为给定电压，并且控制第一开关M1，第二开关M2，第三开关M3，第四开关M4及第五开关M5的动作，以便使得负压输出端OUT1和正压输出端OUT2的各电压－Vo1及Vo2分别成为对应的第一给定值和第二给定值。从而可适用于以晶体管为整流元件的同步整流方式，能与输入电压无关输出任意正负两电压。

Description

开关调节器及其动作控制方法
技术领域
本发明涉及一种利用一个电感器从单一电源分别生成正压和负压输出的具有两输出的开关调节器及其动作控制方法。
背景技术
近年，伴随便携式设备的小型化、多功能化，一台便携式设备拥有多功能。例如，移动电话除应有的发送接收电路外，还装有数码相机，这已成为标准，因此必须装有采用LCD或有机EL的显示屏或CCD等摄像元件，还有存储器等。为了驱动这些多种多样的部件，需要各种各样的正负电压。因而要求从单一电源产生包括正压和负压的多种电压，尤其强烈要求便携式设备的小型化和低耗电化。
以往，为了产生包括正压和负压的两电源电压，提出过各种建议，如采用多个电感器的DC-DC变换器、采用电容器的充电泵方式变换器等。然而，使用多个电感器方法虽然可使负载电流变大，但很难实现电感器的小型化，而且因使用多个电感器而导致了设备的大型化。另外，充电泵方式使用多个电容器，而且需要将该电容器随负载电流增大而成比例增大，因此小型便携式设备被局限于负载电流小的用途。
另一方面，作为使用一个电感器来生成正负两电压的电源电压，有这样一种如图1及图2所示技术(例如，参照日本专利公开公报2005-124248号)。
在图1中，PMOS晶体管M102接通以处于导通状态时，电感器L101、NMOS晶体管M101及二极管D101组成升压开关调节器，通过控制NMOS晶体管M101的接通/断开来实行升压动作，并从正压输出端OUTa输出正压。另外，当NMOS晶体管M101接通以处于导通状态时，电感器L101、PMOS晶体管M102及二极管D102组成极性逆转开关调节器，通过控制PMOS晶体管M102的接通/断开来生成负压，并从负压输出端OUTb输出所生成的负压。
图2是图1所示时序脉冲产生电路130的电路例图。
时序脉冲产生电路130分别产生分别驱动NMOS晶体管M101和PMOS晶体管M102的脉冲信号G1和G2输出。运算放大电路131将用电阻R131和R132对正压输出端OUTa与负压输出端OUTb之间的压差进行分压而得的电压与基准电压P1之间的压差放大，PWM比较器132用通过三角波产生电路135产生的三角波信号对所述放大而得的信号进行PWM调制而产生脉冲信号G1。同样，运算放大电路133将用电阻R133和R134对正压输出端OUTa与负压输出端OUTb之间的压差进行分压而得的电压与基准电压P2之间的压差放大，PWM比较器134用通过三角波产生电路135产生的三角波信号对所述放大而得的信号进行PWM调制而产生脉冲信号G2。
结果，当脉冲信号G1为高电平，而脉冲信号G2为低电平时，NMOS晶体管M101和PMOS晶体管M102分别接通以处于导通状态，从而能量储存到电感器L101中。当脉冲信号G1和G2均为低电平时，NMOS晶体管M101断开而PMOS晶体管M102接通，从而电感器L101所储存能量就会储存到连接在正压输出端OUTa和地之间的电容器C121中，并从正压输出端OUTa输出。另外，当脉冲信号G1和G2均为高电平时，NMOS晶体管M101接通而PMOS晶体管M102断开，从而电感器L101所储存能量就会储存到连接在负压输出端OUTb和地之间的电容器C122中，并从负压输出端OUTb输出。
但是，图1所示电路使用压降大的二极管作为整流元件，因此存在有输出电压越小电源变换效率越低的问题。另外，因输出正压的电路是升压电路，还存在不能输出比输入电压小的电压的问题。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于提供一种可适用于以晶体管为整流元件的同步整流方式，并且能与输入电压无关输出任意正负两电压的开关调节器及其动作控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案：
(1)一种开关调节器，从输入到输入端的输入电压分别产生预定正压和负压，并从对应的正压输出端和负压输出端分别输出所产生的预定正压和负压，该开关调节器包括：
一个电感器；
第一开关，连接在输入端与所述电感器一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第二开关，连接在地与所述电感器另一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一整流元件，使电流从所述负压输出端流向所述电感器和所述第一开关的连接点；
第二整流元件，使电流从所述电感器和所述第二开关的连接点流向所述正压输出端；
第五开关，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一电容器，连接在所述负压输出端与地之间；
第二电容器，连接在所述正压输出端与地之间；
控制电路部，用于控制所述第一开关，第二开关，以及第五开关的动作，以使得所述负压输出端及所述正压输出端的各电压分别成为对应的第一给定值及第二给定值；
其中，所述控制电路部分别控制第一开关及第二开关同时接通/断开，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(2)如上(1)所述的开关调节器，其中，
若所述负压大于所述第一给定值及/或所述正压小于所述第二给定值，则所述控制电路部使第五开关断开，同时，使第一开关及第二开关的各占空比增大，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变大而成为给定电压。
(3)如上(1)所述的开关调节器，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电压部使第五开关仅在第一开关断开期间接通，同时，使第一开关及第二开关的各占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
(4)如上(1)所述的开关调节器，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电压部使第二开关接通，同时，使第五开关断开，进而，使第一开关的占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
(5)如上(1)-(4)中任一个所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关及第五开关的动作。
(6)如上(1)-(4)中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关；所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，分别控制所述第三开关及第四开关与所述第一开关及第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(7)如上(6)所述的开关调节器，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电路部使所述第三开关断开；若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
(8)如上(6)所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第三开关，第四开关及第五开关的动作。
(9)如上(1)-(4)中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第三开关与所述第一开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(10)如上(9)所述的开关调节器，其中，若负压小于所述第一给定值，则所述控制电路部使所述第三开关断开。
(11)如上(9)所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第三开关，及第五开关的动作。
(12)如上(1)-(4)中任一个所述的开关调节器，其中，所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第四开关与所述第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(13)如上(12)所述的开关调节器，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电路部使所述第四开关断开。
(14)如上(12)所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第四开关及第五开关的动作。
(15)如上(5)，(8)，(11)或(14)所述的开关调节器，其中，所述第一比较器及第二比较器分别具有滞环。
(16)如上(1)所述的开关调节器，其中，所述第五开关由串联的两个NMOS晶体管组成，一方的NMOS晶体管的衬底栅极与漏极连接，另一方的NMOS晶体管的衬底栅极与源极连接。
(17)如上(1)所述的开关调节器，其中，所述第五开关包括：
NMOS晶体管，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间；
切换连接电路，按照所述第一开关的接通/断开，将所述NMOS晶体管的衬底栅极连接到漏极和源极中某个。
(18)如上(1)所述的开关调节器，其中，所述第一开关由串联的两个PMOS晶体管组成，一方的PMOS晶体管的衬底栅极与漏极连接，另一方的PMOS晶体管的衬底栅极与源极连接。
(19)如上(1)-(18)中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一开关，第二开关，第五开关，第一整流元件，第二整流元件及控制电路部集成在一个IC。
(20)一种开关调节器动作控制方法，从输入到输入端的输入电压分别产生预定正压和负压，并从对应的正压输出端和负压输出端分别输出所产生的预定正压和负压，所述开关调节器包括：
一个电感器；
第一开关，连接在输入端与所述电感器一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第二开关，连接在地与所述电感器另一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一整流元件，使电流从所述负压输出端流向所述电感器和所述第一开关的连接点；
第二整流元件，使电流从所述电感器和所述第二开关的连接点流向所述正压输出端；
第五开关，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一电容器，连接在所述负压输出端与地之间；
第二电容器，连接在所述正压输出端与地之间；
其中，控制所述第一开关，第二开关，以及第五开关的动作，以便使得所述负压输出端及所述正压输出端的各电压分别成为对应的第一给定值及第二给定值；以及
分别控制第一开关及第二开关同时接通/断开，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(21)如上(20)所述的开关调节器动作控制方法，其中，
若所述负压大于所述第一给定值及/或所述正压小于所述第二给定值，则所述控制电路部使第五开关断开，同时，使第一开关及第二开关的各占空比增大，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变大而成为给定电压。
(22)如上(20)或(21)所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电压部使第五开关仅在第一开关断开期间接通，同时，使第一开关及第二开关的各占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
(23)如上(20)-(22)中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电压部使第二开关接通，同时，使第五开关断开，进而，使第一开关的占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
(24)如上(20)-(23)中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关，而且所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，分别控制所述第三开关及第四开关与所述第一开关及第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(25)如上(24)所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则使所述第三开关断开；若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
(26)如上(20)-(23)中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第三开关与所述第一开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(27)如上(26)所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则使所述第三开关断开。
(28)如上(20)-(23)中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第四开关与所述第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
(29)如上(28)所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
下面说明本发明的效果。
如上所述可知，按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，能够采用一个电感器从单一电源的输入电压产生正负两电压的同时，与输入电压无关将正负两电压均设定为任意电压。
按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，能适用于以由晶体管构成的开关为整流元件的同步整流方式的开关调节器。
按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，使用二极管作为整流元件，从而与以开关为整流元件场合相比，很易控制。
按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，对第一比较器和第二比较器的输入分别设置滞环电压，从而避免动作模式频繁切换，能减少输出电压脉动。
按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，第一开关和/或第五开关将两个MOS晶体管串联而成，通过该各个MOS晶体管的衬底栅极的连接，防止因MOS晶体管的寄生二极管而发生逆流电流。
按照本发明的开关调节器及其动作控制方法，当使用MOS晶体管作为第五开关时，按照第一开关的接通/断开来控制该MOS晶体管的衬底栅极的连接，因此，能防止因该MOS晶体管的寄生二极管而发生逆流电流。
附图说明
图1是以往的开关调节器电路例图；
图2是图1所示时序脉冲产生电路130的电路例图；
图3是本发明第一实施例的开关调节器电路例图；
图4是表示图3所示开关调节器的各信号例的时序图；
图5是本发明第一实施例的另一开关调节器电路例图；
图6是本发明第一实施例的又一开关调节器电路例图；
图7是本发明第二实施例的开关调节器电路例图。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例详细说明本发明。在以下实施例中，虽然对组成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
第一实施例
图3是本发明第一实施例的开关调节器电路例图。
参见图3，开关调节器1从输入到输入端IN的输入电压Vin产生预定的负压后将其作为输出电压-Vo1从负压输出端OUT1输出，同时，产生预定的正压后将其作为输出电压Vo2从正压输出端OUT2输出。
开关调节器1设有电感器L1、根据输入的控制信号执行开关操作以控制电感器L1的能量储存的第一开关M1、以及根据输入的控制信号执行开关操作以控制电感器L1的能量储存和能量释放的第二开关M2。开关调节器1还设有由NMOS晶体管组成的第三开关M3、由PMOS晶体管组成的第四开关M4、以及由NMOS晶体管M5a和M5b的串联电路组成的第五开关M5，所述第三开关M3、第四开关M4以及第五开关M5分别根据输入的控制信号执行开关操作以控制电感器L1的能量释放。
开关调节器1还设有：对输出电压-Vo1进行分压而生成第一分压电压-V1的电阻R1和R2、对输出电压Vo2进行分压而生成第二分压电压V2的电阻R3和R4、电容器C1和C2、产生预定第一基准电压-Vr1输出的第一基准电压产生电路2、以及产生预定第二基准电压Vr2输出的第二基准电压产生电路3。开关调节器1还设有：第一误差放大电路4、第二误差放大电路5、第一比较器6、第二比较器7、PWM比较器8、产生预定脉冲信号CLK输出的振荡电路9、从该脉冲信号CLK产生预定三角波信号TW输出的三角波产生电路10、控制电路11、NMOS晶体管M6和M7、以及电阻R5。
第三开关M3构成第一整流元件，第四开关M4构成第二整流元件，电容器C1构成第一电容器，电容器C2构成第二电容器，第一基准电压产生电路2、第二基准电压产生电路3、第一误差放大电路4、第二误差放大电路5、第一比较器6、第二比较器7、PWM比较器8、振荡电路9、三角波产生电路10、控制电路11、NMOS晶体管M6和M7、以及电阻R1-R5组成控制电路部。另外，NMOS晶体管M6、M7和电阻R5组成加法运算电路，PWM比较器8、振荡电路9以及三角波产生电路10组成PWM调制电路，第一分压电压-V1构成第一比例电压，第二分压电压V2构成第二比例电压。另外，在开关调节器1中，可以将除电感器L1和电容器C1、C2外的各电路集成到一个集成电路(以下简记为“IC”)中。
在输入电压Vin和负压输出端OUT1之间串联第一开关M1和第三开关M3，在第一开关M1和第三开关M3的连接点Lx和正压输出端OUT2之间串联电感器L1和第四开关M4。在连接点Lx和地GND之间连接串联的NMOS晶体管M5a、M5b，即连接第五开关M5。在电感器L1和第四开关M4的连接点和地GND之间连接第二开关M2，正压输出端OUT2和地GND之间连接电容器C2，同时，正压输出端OUT2和地GND之间串联连接电阻R3和R4，从电阻R3和R4的连接点输出第二分压电压V2。另外，在负压输出端OUT1和地GND之间连接电容器C1，同时，在负压输出端OUT1和地GND之间连接电阻R1和R2，从电阻R1和R2的连接点输出第一分压电压-V1。
来自控制电路11的控制信号Sw1、Sw2、Sw3、Sw4以及Sw5分别输入第一开关M1、第二开关M2、第三开关M3、第四开关M4以及第五开关M5中的NMOS晶体管M5a及M5b的各栅极。第一开关M1的衬底栅极接输入电压Vin，第二开关M2的衬底栅极接地GND，第三开关M3的衬底栅极接负压输出端OUT1，第四开关M4的衬底栅极接正压输出端OUT2。
另外，NMOS晶体管M5a的衬底栅极接连接点Lx，NMOS晶体管M5b的衬底栅极接地GND。该理由是为防止因NMOS晶体管M5a的漏极电压在电路动作中可变为正压和负压的两方电压而当NMOS晶体管M5a和M5b分别断开时连接点Lx经NMOS晶体管M5a和M5b的各个寄生二极管与地GND导通。也可以将NMOS晶体管M5a的衬底栅极连接到源极，同时，将NMOS晶体管M5b的衬底栅极连接到漏极。
在误差放大电路4中，第一分压电压-V1输入同相输入端，第二基准电压-Vr1输入反相输入端，误差放大电路4将输入的第一分压电压-V1与第一基准电压-Vr1之间的压差放大后向NMOS晶体管M6的栅极输出。NMOS晶体管M6和电阻R5串联在输入电压Vin和地GND之间，NMOS晶体管M6和电阻R5的连接点与PWM比较器8的反相输入端连接。另外，在比较器6中，第一分压电压-V1输入同相输入端，第一基准电压-Vr1输入反相输入端，比较器6对输入的第一分压电压-V1和第一基准电压-Vr1进行电压比较，产生表示该比较结果的双态输出信号V4后向控制电路11输出。
接着，在误差放大电路5中，第二分压电压V2输入反相输入端，第二基准电压Vr2输入同相输入端，误差放大电路5将输入的第二分压电压V2与第二基准电压Vr2之间的压差放大后向NMOS晶体管M7的栅极输出。NMOS晶体管M7连接在输入电压Vin和PWM比较器8之间。接着，在比较器7中，第二分压电压V2输入反相输入端，第二基准电压Vr2输入同相输入端，比较器7将输入的第二分压电压V2和第二基准电压Vr2进行电压比较，产生表示该比较结果的双态输出信号V5后向控制电路11输出。通过振荡电路9产生的脉冲信号CLK输出到三角波产生电路10，通过三角波产生电路10产生的三角波信号TW输入PWM比较器8的同相输入端，来自PWM比较器8的脉冲信号Spwm输出到控制电路11。此外，通过振荡电路9产生的脉冲信号也输入到控制电路11。
在这样结构中，当开关调节器1分别断开第二开关M2和第三开关M3而接通第四开关M4时，第一开关M1、第五开关M5及电感器L1组成降压开关调节器；当开关调节器1接通第一开关M1而分别断开第三开关M3和第五开关M5时，第二开关M2、第四开关M4以及电感器L1组成升压开关调节器；当开关调节器1接通第二开关M2而分别断开第四开关M4和第五开关M5时，第一开关M1、第三开关M3以及电感器L1组成极性逆转开关调节器。
NMOS晶体管M6将第一误差放大电路4的输出电压变换成电流，NMOS晶体管M7将第二误差放大电路5的输出电压变换成电流，通过电阻R5进行各电流的加法运算而产生电压V3，并将其输入到PWM比较器8的反相输入端。也就是说，NMOS晶体管M6、M7和电阻R5组成用于产生与第一误差放大电路4和第二误差放大电路5的各输出电压之和成比例的电压V3的加法运算电路，电压V3表示负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和。这时，作为加法运算元件使用了电阻R5，但也可以使用恒流源，来代替电阻R5。PWM比较器8用来自三角波产生电路10的三角波信号TW对输入的电压V3进行PWM调制而产生脉冲信号Spwm后向控制电路11输出。因此，PWM比较器8输出与负压-Vo1和正压Vo2绝对值之和成比例的电压的脉冲。
图4是表示图3所示开关调节器1的各信号例的时序图。用图4对控制电路11的动作进行说明。
在图4中，A-I表示开关调节器1的各输出电压状态下的动作区间。在此，为方便起见，以各动作区间A-I分别为三角波信号TW1周期的情况为例进行说明，但并不局限于此。另外，在图4中，各动作区间A-I边界的输出电压-Vo1和Vo2变化成为阶段状，但这也是为方便起见而示出的，实际上是通过脉冲信号CLK的多个脉冲逐渐作变化的。再有，各动作区间A-I的产生顺序是任意示出的，并不局限于此。
动作区间A表示稳定状态下的动作。
在这种情况下，控制电路11分别输出控制信号Sw1-Sw5，以使NMOS晶体管M5a和M5b分别断开，即使第五开关M5断开，并且使第一开关M1和第二开关M2同时接通/断开，进而使第三开关M3和第四开关M4同时且与第一开关M1和第二开关M2互补实行接通/断开动作。
在动作区间A中第一开关M1的占空比Don、负压-Vo1、正压Vo2以及输入电压Vin的关系为：
(Vo2-(-Vo1))/Vin＝Don/(1-Don)
将左边的表达式整理，可得如下表达式(1)：
(Vo2+Vo1)/Vin＝Don/(1-Don)    …(1)
由上述表达式(1)可知，在稳定状态下，第一开关M1的占空比Don控制负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和。
此外，在动作区间A中，为了保证比较器6及7的各输出信号V4及V5均为高电平，在比较器6及7的各输入端分别设置微小的滞环电压。
接着，动作区间B表示正压Vo2因某种原因而下降时的动作。
若正压Vo2下降，则输入到第二误差放大电路5的反相输入端的第二分压电压V2下降，因此第二误差放大电路5的输出电压上升，NMOS晶体管M7的栅极电压被拉高，从而NMOS晶体管M7的漏极电流增加而电压V3升高。结果，从PWM比较器8输出的脉冲信号Spwm的低电平脉冲宽度变大，控制电路11分别增加控制信号Sw1的低电平和控制信号Sw2的高电平的各比率，使得由上述表达式(1)表示的负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo2+Vo1)变大。此外，在动作区间B中，维持由控制电路11分别断开NMOS晶体管M5a和M5b以断开第五开关M5的状态。
接着，动作区间C表示正压Vo2因某种原因而上升时的动作。
若正压Vo2上升，则第二比较器7的输出信号V5的电平翻转而变为低电平。于是，控制电路11使第二开关M2接通的同时，使第四开关M4断开，从而截断对电容器C2的能量供给，结果，正压Vo2降低。另外，由于输入到第二误差放大电路5的反相输入端的第二分压电压V2上升，第二误差放大电路5的输出电压下降，NMOS晶体管M7的栅极电压被拉低，从而NMOS晶体管M7的漏极电流减少而电压V3降低。结果，从PWM比较器8输出的脉冲信号Spwm的低电平脉冲宽度变小，控制电路11使第二开关M2接通，同时，减小控制信号Sw1的低电平比率，使得负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo1+Vo2)变小。此外，在动作区间C中，也维持由控制电路11分别断开NMOS晶体管M5a及M5b以断开第五开关M5的状态。
接着，动作区间D表示负压-Vo1因某种原因而上升时的动作。
若负压-Vo1上升，则输入到第一误差放大电路4的同相输入端的第一分压电压-V1上升，因此，第一误差放大电路4的输出电压上升，NMOS晶体管M6的栅极电压被拉高，从而NMOS晶体管M6的漏极电流增加而电压V3升高。结果，与动作区间B一样，从PWM比较器8输出的脉冲信号Spwm的脉冲宽度变大，控制电路11分别使控制信号Sw1的低电平和控制信号Sw2的高电平的各比率增加，使得负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo2+Vo1)变大。此外，在动作区间D中，也维持由控制电路11分别断开NMOS晶体管M5a及M5b以断开第五开关M5状态。
接着，动作区间E表示负压-Vo1因某种原因而下降时的动作。
若负压-Vo1下降，则输入到第一比较器误差放大电路6的输出信号的电平翻转而变为低电平。于是，控制电路11使第三开关M3断开的同时，分别使NMOS晶体管M5a和M5b仅在第一开关M1断开期间接通，从而截断对电容器C1的能量供给，结果负压-Vo1上升。另外，输入到第一误差放大电路4的同相输入端的第一分压电压-V1降低，因此第一误差放大电路4的输出电压下降，NMOS晶体管M6的栅极电压被拉低，从而NMOS晶体管M6的漏极电流减少而电压V3降低。结果，与动作区间C一样，从PWM比较器8输出的脉冲信号Spwm的低电平脉冲宽度变小，控制电路11分别减小控制信号Sw1的低电平和控制信号Sw2的高电平的各比率，使得负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo1+Vo2)变小。
接着，动作区间F表示因某种原因负压-Vo1上升，而正压Vo2下降时的动作。
当负压-Vo1上升时，如在动作区间D所述那样，电压V3上升。另外，当正压Vo2下降时，如在动作区间B所述那样，电压V3上升。因此，如在动作区间B和动作区间D所述那样，从PWM比较器8输出的脉冲信号Spwm的脉冲宽度变大，控制电路11分别增加控制信号Sw1的低电平和控制信号Sw2的高电平的各比率，使得负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo2+Vo1)变大。
接着，动作区间G表示因某种原因负压-Vo1下降，而正压Vo2上升时的动作。
当负压-Vo1下降时，如在动作区间E所述那样，第一比较器6的输出电压的电平翻转而变为低电平。另外，当正压Vo2上升时，如在动作区间C所述那样，第二比较器7的输出电压的电平翻转而变为低电平。结果，控制电路11使第二开关M2接通的同时，分别使第三开关M3及第四开关M4断开，进而在第一开关M1处于断开期间，分别使NMOS晶体管M5a及M5b接通。结果，对负压输出端OUT1和正压输出端OUT2的能量供给断绝，从而负压-Vo1上升，同时，正压Vo2下降，保证它们回复到各自的预定电压。另外，在动作区间G中，储存到电感器L1内的能量经接通中的第二开关M2和NMOS晶体管M5a及M5b而释放出。
接着，动作区间H表示因某种原因负压-Vo1和正压均上升时的动作。
若负压-Vo1上升，则如在动作区间D及F所述那样，电压V3上升。另外，若正压Vo2上升，则如在动作区间C及G所述那样，电压V3降低。由此，实际电压V3变动为负压-Vo1和正压Vo2的电压变动差分。另外，当正压Vo2上升时，因为第二比较器7的输出信号V5的电平翻转而变为低电平，如在动作区间C及G所述那样，控制电路11使第二开关M2接通的同时，使第四开关M4断开。因此，对电容器C2的能量供给断绝，正压Vo2下降。另外，控制电路11根据电压V3变动控制第一开关M1的占空比，以使负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo2+Vo1)变为给定电压。
接着，动作区间I表示因某种原因负压-Vo1和正压Vo2均下降时的动作。
当负压-Vo1下降时，如在动作区间E及G所述那样，电压V3下降。另外，当正压Vo2下降时，如在动作区间B及F所述那样，电压V3上升。由此，实际电压V3变动为负压-Vo1与正压Vo2的电压变动差分。另外，当负压-Vo1下降时，因为第一比较器6的输出信号V4的电平翻转而变为低电平，如在动作区间E及G所述那样，控制电路11使第三开关M3接通的同时，分别使NMOS晶体管M5a及M5b仅在第一开关M1断开期间接通。因此，对电容器C1的能量供给断绝，负压-Vo1上升。另外，控制电路11根据电压V3变动控制第一开关M1的占空比，以使负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和(Vo2+Vo1)变为给定电压。
在图3中，第五开关M5由NMOS晶体管M5a及M5b所构成，但如图5所示那样，第五开关M5也可以由NMOS晶体管M5c-M5e及反相器15构成。此外，NMOS晶体管M5c，M5d及反相器15组成切换连接电路。
在图5中，NMOS晶体管M5e连接在连接点Lx和地GND之间，NMOS晶体管M5c及M5d的串联电路与NMOS晶体管M5e并联连接。控制信号Sw1输入NMOS晶体管M5c的栅极，控制信号Sw5输入NMOS晶体管M5e，而控制信号Sw1电平经反相器15反相后的信号输入NMOS晶体管M5d的栅极。另外，NMOS晶体管M5c-M5e的各衬底栅极相连接，该连接点与NMOS晶体管M5c和M5d的连接点相连接。
当控制信号Sw1为低电平时，第一开关M1接通，NMOS晶体管M5e的漏极电压几乎成为输入电压Vin。此时，NMOS晶体管M5c断开，同时，NMOS晶体管M5d接通，因此，在NMOS晶体管M5e为断开状态时，不会有电流通过NMOS晶体管M5e的寄生二极管流过。另外，若控制信号Sw1变为高电平，则NMOS晶体管M5e的漏极电压变为负压，但此时，NMOS晶体管M5c接通，同时，NMOS晶体管M5d断开，因此仍然不会有电流通过NMOS晶体管M5e的寄生二极管流过。这样，NMOS晶体管M5c和M5d仅仅是将NMOS晶体管M5e的衬底栅极的连接切换而已，因此能使用比处理大电流的NMOS晶体管M5e极小面积的元件，与图3情况相比，能缩小芯片面积。
另一方面，在图3的情况下，第一开关M1的寄生二极管连接为电流从第一开关M1的漏极流向衬底栅极的方向。因此，在第一开关M1的衬底栅极与源极连接的状态下，当正压Vo2大于输入电压Vin而发生流过电感器L1的电流变为零时，即使第一开关M1处于断开状态，若第四开关M4处于接通状态，电容器C2内电荷也会从第四开关M4经电感器L1及第一开关M1的寄生二极管逆流到输入电压Vin。这样，当正压Vo2大于输入电压Vin时，有时根据电感器L1状态会发生逆流电流，导致电力效率下降。
为此，如图6所示那样，由串联的PMOS晶体管M1a及M1b形成第一开关M1，以使控制信号Sw1分别输入PMOS晶体管M1a及M1b的各栅极。另外，使PMOS晶体管M1a的衬底栅极与输入电压Vin连接，并使PMOS晶体管M1b的衬底栅极与连接点Lx连接。从而能防止因第一开关M1的寄生二极管而发生逆流电流，即使正压Vo2大于输入电压Vin也不会导致电力效率下降。此外，也可以使PMOS晶体管M1a的衬底栅极与漏极连接，且使PMOS晶体管M1b的衬底栅极与源极连接。
这样，本第一实施例的开关调节器能从单一电源的输入电压Vin产生正负两电压，且执行同步整流动作，因此能得到高电源变换效率。进而，由一个PWM比较器实现对负压-Vo1与正压Vo2绝对值之和的控制，从而保证负压-Vo1和正压Vo2的各输出电压分别变为任意电压。
第二实施例
在上述第一实施例中，以同步整流型的开关调节器为例进行了说明，但也可以将图3中的第三开关M3及第四开关M4分别置换为二极管以构成非同步整流型的开关调节器，将该方案作为本发明第二实施例。
图7为本发明第二实施例的开关调节器电路例图。在图7中，对相同者标以相同符号，说明省略，仅说明与图5不同点。
图7与图5不同点在于，将第三开关M3置换为二极管D1，同时，将第四开关M4置换为二极管D2。随之将图5中的开关调节器1改为开关调节器1a。
在图7中，开关调节器1a从输入到输入端IN的输入电压Vin产生预定的负压后将其作为输出电压-Vo1从负压输出端OUT1输出，同时，产生预定的正压后将其作为输出电压Vo2从正压输出端OUT2输出。
开关调节器1a设有电感器L1、第一开关M1、第二开关M2、第五开关M5、二极管D1、二极管D2、电阻R1-R5、输出电容器C1及C2、第一基准电压产生电路2、第二基准电压产生电路3、第一误差放大电路4、第二输出放大电路5、第一比较器6、第二比较器7、PWM比较器8、振荡电路9、三角波产生电路10、控制电路11、NMOS晶体管M6及M7。
二极管D1构成第一整流元件，二极管D2构成第二整流元件。在开关调节器1a中，也可以将除电感器L1及电容器C1、C2外的各电路集成在一个IC中。
在二极管D1中，阴极与连接点Lx连接，阳极与负压输出端OUT1和电容器C1的连接点连接。另外，在二极管D2中，阴极与正压输出端OUT2和电容器C2的连接点连接，阳极与电感器L1和第二开关M2的连接点连接。
由此，开关调节器1a虽然不是同步整流方式，但在正负输出电压-Vo1及Vo2足够大的情况下，能减小效率降低。另外，与上述第一实施例一样，能将正压Vo2设定为比输入电压Vin小的电压，不需要来自控制电路11的控制信号Sw3及Sw4，因此能简化电路。进而，通过二极管能阻止从正压Vo2流向输入电压Vin的逆流电流，因此不需要如图6所示那样，由两个PMOS晶体管形成第一开关M1。
在上述说明中，以第三开关M3及第四开关M4分别置换为二极管为例进行了说明，但也可以仅将第三开关M3和第四开关M4中某一个置换为二极管。这种情况下，未置换为二极管的开关的动作与上述说明相同，说明省略。另外，在图7中，以图5结构情况为例进行了说明，但也可以适用于图3及图6结构的情况，这种情况下，也可以将第三开关M3及/或第四开关M4置换为二极管以构成非同步整流型的开关调节器。
在所述第一和第二实施例的各实施例中，以MOS晶体管用作开关的情况为例进行了说明，但也可以使用双极晶体管来代替MOS晶体管，这种情况下，将PMOS晶体管置换为pnp晶体管，将NMOS晶体管置换为npn晶体管即可。另外，通过使用双极晶体管来代替MOS晶体管，可将图3、图5、图6及图7中的第五开关M5置换为连接在连接点Lx和地GND之间的一npn晶体管，且将图3、图5、图6及图7中的第一开关M1置换为连接在输入端IN和连接点Lx之间的一pnp晶体管。
上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (29)

1.一种开关调节器，从输入到输入端的输入电压分别产生预定正压和负压，并从对应的正压输出端和负压输出端分别输出所产生的预定正压和负压，该开关调节器包括：
一个电感器；
第一开关，连接在输入端与所述电感器一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第二开关，连接在地与所述电感器另一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一整流元件，使电流从所述负压输出端流向所述电感器和所述第一开关的连接点；
第二整流元件，使电流从所述电感器和所述第二开关的连接点流向所述正压输出端；
第五开关，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一电容器，连接在所述负压输出端与地之间；
第二电容器，连接在所述正压输出端与地之间；
控制电路部，用于控制所述第一开关，第二开关，以及第五开关的动作，以使得所述负压输出端及所述正压输出端的各电压分别成为对应的第一给定值及第二给定值；
其中，所述控制电路部分别控制第一开关及第二开关同时接通/断开，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
2.如权利要求1所述的开关调节器，其中，
若所述负压大于所述第一给定值及/或所述正压小于所述第二给定值，则所述控制电路部使第五开关断开，同时，使第一开关及第二开关的各占空比增大，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变大而成为给定电压。
3.如权利要求1所述的开关调节器，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电压部使第五开关仅在第一开关断开期间接通，同时，使第一开关及第二开关的各占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
4.如权利要求1所述的开关调节器，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电压部使第二开关接通，同时，使第五开关断开，进而，使第一开关的占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
5.如权利要求1-4中任一个所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关及第五开关的动作。
6.如权利要求1-4中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关；所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，分别控制所述第三开关及第四开关与所述第一开关及第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
7.如权利要求6所述的开关调节器，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电路部使所述第三开关断开；若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
8.如权利要求6所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第三开关，第四开关及第五开关的动作。
9.如权利要求1-4中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第三开关与所述第一开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
10.如权利要求9所述的开关调节器，其中，若负压小于所述第一给定值，则所述控制电路部使所述第三开关断开。
11.如权利要求9所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第三开关，及第五开关的动作。
12.如权利要求1-4中任一个所述的开关调节器，其中，所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关；所述控制电路部分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第四开关与所述第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
13.如权利要求12所述的开关调节器，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电路部使所述第四开关断开。
14.如权利要求12所述的开关调节器，其中，所述控制电路部包括：
第一误差放大电路，放大与所述负压成比例的第一比例电压与给定第一基准电压之间的压差后输出；
第二误差放大电路，放大与所述正压成比例的第二比例电压与给定第二基准电压之间的压差后输出；
加法运算电路，对所述第一误差放大电路和所述第二放大电路的各输出电压进行加法运算后输出；
PWM调制电路，对所述加法运算电路的输出电压进行PWM调制，产生脉冲信号后输出；
第一比较器，对所述第一比例电压和所述第一基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
第二比较器，对所述第二比例电压和所述第二基准电压进行电压比较，产生表示该比较结果的信号，并输出所产生的信号；
控制电路，根据来自所述PWM调制电路，第一比较器及第二比较器的各输出信号控制所述第一开关，第二开关，第四开关及第五开关的动作。
15.如权利要求5，8，11或14所述的开关调节器，其中，所述第一比较器及第二比较器分别具有滞环。
16.如权利要求1所述的开关调节器，其中，所述第五开关由串联的两个NMOS晶体管组成，一方的NMOS晶体管的衬底栅极与漏极连接，另一方的NMOS晶体管的衬底栅极与源极连接。
17.如权利要求1所述的开关调节器，其中，所述第五开关包括：
NMOS晶体管，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间；
切换连接电路，按照所述第一开关的接通/断开，将所述NMOS晶体管的衬底栅极连接到漏极和源极中某个。
18.如权利要求1所述的开关调节器，其中，所述第一开关由串联的两个PMOS晶体管组成，一方的PMOS晶体管的衬底栅极与漏极连接，另一方的PMOS晶体管的衬底栅极与源极连接。
19.如权利要求1-18中任一个所述的开关调节器，其中，所述第一开关，第二开关，第五开关，第一整流元件，第二整流元件及控制电路部集成在一个IC。
20.一种开关调节器动作控制方法，从输入到输入端的输入电压分别产生预定正压和负压，并从对应的正压输出端和负压输出端分别输出所产生的预定正压和负压，所述开关调节器包括：
一个电感器；
第一开关，连接在输入端与所述电感器一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第二开关，连接在地与所述电感器另一端之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一整流元件，使电流从所述负压输出端流向所述电感器和所述第一开关的连接点；
第二整流元件，使电流从所述电感器和所述第二开关的连接点流向所述正压输出端；
第五开关，连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与地之间，其根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态；
第一电容器，连接在所述负压输出端与地之间；
第二电容器，连接在所述正压输出端与地之间；
其中，控制所述第一开关，第二开关，以及第五开关的动作，以便使得所述负压输出端及所述正压输出端的各电压分别成为对应的第一给定值及第二给定值；以及
分别控制第一开关及第二开关同时接通/断开，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
21.如权利要求20所述的开关调节器动作控制方法，其中，
若所述负压大于所述第一给定值及/或所述正压小于所述第二给定值，则所述控制电路部使第五开关断开，同时，使第一开关及第二开关的各占空比增大，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变大而成为给定电压。
22.如权利要求20或21所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则所述控制电压部使第五开关仅在第一开关断开期间接通，同时，使第一开关及第二开关的各占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
23.如权利要求20-22中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则所述控制电压部使第二开关接通，同时，使第五开关断开，进而，使第一开关的占空比减小，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和变小而成为给定电压。
24.如权利要求20-23中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关，而且所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，分别控制所述第三开关及第四开关与所述第一开关及第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
25.如权利要求24所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则使所述第三开关断开；若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
26.如权利要求20-23中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第一整流元件是连接在所述电感器和所述第一开关的连接点与所述负压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第三开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第三开关与所述第一开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
27.如权利要求26所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述负压小于所述第一给定值，则使所述第三开关断开。
28.如权利要求20-23中任一个所述的开关调节器动作控制方法，其中，当所述第二整流元件是连接在所述电感器和所述第二开关的连接点与所述正压输出端之间，并且根据输入的控制信号接通或断开以处于导通状态或截止状态的第四开关时，分别控制所述第一开关及第二开关同时接通/断开，同时，控制所述第四开关与所述第二开关互补实行接通/断开动作，以便使得所述正压输出端与所述负压输出端的各电压绝对值之和成为给定电压。
29.如权利要求28所述的开关调节器动作控制方法，其中，若所述正压大于所述第二给定值，则使所述第四开关断开。
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