CN104521124B - Dc/dc转换器和显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种DC/DC转换器和显示设备。该DC/DC转换器包括：其一端连接到输入端子的电感器；连接在电感器和接地之间的开关元件；连接在电感器和输出端子之间的二极管；连接在输出端子和接地之间的电容器；连接在输出端子和接地之间的反馈电路，并且该反馈电路输出反馈电压；和振荡电路，该振荡电路以与接收到的反馈电压相对应的频率执行开关元件的接通/断开控制。该DC/DC转换器还包括：检测外部磁场并根据检测的磁场是否超过预定阈值来输出不同信号的检测电路；和根据该信号制定DC/DC转换器的控制的控制电路，以抑制强磁场中DC/DC转换器的过电流。

Description

DC/DC转换器和显示设备
技术领域
本发明涉及一种DC/DC转换器和显示设备，尤其涉及一种用于强磁场中的DC/DC转换器和显示设备。
背景技术
当例如在使用诸如MRI(磁共振成像系统)的磁场生成设备的环境中安装用于医学用途的显示设备以用作监视器时，由于周围磁场的改变驱动显示设备的电子零件可能会引起故障，并执行未被假定的操作。尤其是，由于在驱动显示设备的电源电路中包含的电感器直接受到周围磁场的影响，所以电感器可执行与预期操作不同的操作。这会引起电源电路故障。另外，认为集成电路(IC)也会受到磁场影响，且集成电路也可执行与预期操作不同的操作。
尤其是，使用开关电路作为电源电路(DC/DC转换器)部件的电压升压电路或电压降压电路。该开关电路主要由电感器、场效应晶体管(FET)、整流二极管和平滑电容器构成，并通过转换输入电压生成具有与输入电压不同的电压值的输出电压。另外，当输出电流变得显著大时，DC/DC转换器提供有防止电子零件发生诸如热和火的危险的过流保护电路。
当将包括具有这种构造的DC/DC转换器的显示设备放入有强磁场(称为“在强磁场中”)的空间中时，电感器会受到磁场的影响以接近磁通量饱合。这会导致电流值增加。如果该电流值超过了过流保护电路的阈值，则DC/DC转换器开始锁存操作。如果激活锁存操作，则DC/DC转换器就会停止输出。结果，显示设备会停止且没有任何显示。即，当将显示设备放入强磁场中时，会导致由周围磁场的改变引起的显示设备突然停止的问题，且需要使停止的显示设备恢复工作的操作。
为了避免这种问题，例如，下面标识的专利文献1公开了一种功率转换器件，包括：用于将AC电源的AC电压转换成DC电压的AC/DC转换器；使DC电压平滑的平滑电容器；开关电路，其由功率晶体管构成且通过执行功率晶体管的接通/断开控制将平滑的DC电压转换成AC电压；PWM电路，其比较指令电压与载波并输出用于执行开关电路的功率晶体管的接通/断开控制的控制信号；和比较器，其确定连接在AC电源和功率转换设备之间的抑制更高谐波噪声的反应器是否有磁通量饱合，且当确定有磁通量饱合时改变载波的开关频率。该公开描述如下。为了防止用于抑制更高谐波噪声的反应器的磁饱合，用可变速度驱动电机的倒相器会比较磁通量检测器检测的磁通量与预先指定的阈值电平。如果磁通量超过了电平，则为了避免由反应器和紧邻反应器提供的平滑电容器构成的LC的共振频率，倒相器减小控制电源电路的功率晶体管的振荡频率。在减小振荡频率之后，再次检测磁通量。如果该磁通量大于先前检测的磁通量，则反应器增加振荡频率以便在反应器未受到磁饱合的频率范围内改变振荡频率。
顺便提及，下面标识的专利文献2公开了一种用于生成用于驱动为传输而放大信号的放大器电路的电功率的功率控制器件。该功率控制器件包括：用于使用根据用于传输的信号应当由放大器电路输出的传输信号的每单位时间最大电压值生成PWM信号的生成装置；选择装置；和功率生成装置，该功率生成装置包括多个电感器，该多个电感器包括具有不同感应系数的电感器，用于通过使用由选择装置从多个电感器中选择的电感器的斩波电路基于PWM信号生成电功率。该选择装置获得了反映最大电压值的值，比较该值与预先设定的一个或多个阈值，并根据比较结果选择功率生成装置中使用的电感器。该公开描述了预先在电压升压电路中提供两个串联的电压升压电路线，并根据例如输出电压值和负载改变升压路径(主要是电感器)。
顺便提及，下面标识的专利文献3公开了一种用于电压转换器的包括反应器和开关元件的设备，该设备通过用周期性开关控制开关元件控制流过反应器的电流量将输入电压转换成预定的输出电压。该设备包括：电流检测部，用于感测反应器电流量；和检测控制部，用于当反应器的容量具有预定值时，基于在包括与开关元件的通周期或断开周期的中间定时不同的定时的多个定时电流检测部中每次获得的多个感测值以及基于有关感测值的参考值，感测反应器电容量的改变。该公开描述了感测当例如反应器劣化的结果使得反应器电流增加时的电流，以及当感测的电流和正常状态的电流(参考值)之间有差异时转换开关断开或减小SW周期。
顺便提及，下面标识的专利文献4公开了一种用于驱动电磁致动器的致动器驱动设备。该致动器驱动设备包括：用于增加电源电压的电压升压电路；和电压升压电路下游的增加电压控制装置。该公开描述了监测输入电压，且当输入电压降低时，通过转换升压部的反馈部分电压电阻值使输出电压变小，并根据输入电压传感器确定的结果转换打开和关闭开关。
顺便提及，下面标识的专利文献5公开了一种斩波电路，包括：两个主反应器，两个主反应器为两个分离的主体且等效构成一个反应器；主开关，主开关包括连接到串联连接主反应器一端的一个极点，和直接连接到DC电源的一个电压端子的另一极点；在主开关的两个极点之间连接的缓冲二极管和缓冲电容器的串联连接主体；和在缓冲二极管和缓冲电容器的结点与串联连接的两个主反应器的结点之间连接的辅助开关。辅助开关使缓冲电容器的电压为零电压，从而，在打开主开关时使电压为零电压。该公开描述了，有关每个开关的接通/断开定时的，略早于S1转换S2接通的软开关操作，与S1同时或晚于S1转换S2接通的恢复操作。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP-A No.2004-260963
专利文献2：JP-A No.2009-225592
专利文献3：JP-A No.2010-279150
专利文献4：JP-A No.2005-333768
专利文献5：WO 2006-098376A
发明内容
技术问题
如上所述，当将显示设备放入强磁场中的情况下，试图使用如同专利文献1中的图8(专利文献1中的图1)所示的功率转换设备控制振荡频率时，提供了图9(专利文献1中的图5)的流程中步骤S3的降低振荡频率的操作，且执行步骤S3的操作降低了振荡频率并引起锁存操作，这是一个问题。
顺便提及，在专利文献1的构造中，当振荡频率将要进入由接地电容器和用于噪声抑制的普通模式反应器构成的LC电路的共振频率接近于驱动负载的转换频率的范围时，出现共振导致放大。因此，为了避免这个，必须控制振荡频率以使其不接近LC电路的共振频率，这会产生使控制复杂化的问题。
顺便提及，如图10所示，在专利文献2中，准备了两个串联的电源生成线路，且电源生成部(例如，线圈、FET和平滑电容器)在大负载时和小负载时之间转换，以实现其中根据负载减小功率损耗的电路。然而，具有这种电路构造，必须一直具有两个串联电路，因此有需要大的电路面积和成本的问题。
顺便提及，如图11所示，在专利文献3中，监测电流值的改变，且如果确定与监测结果给出的参考值有差异，则SW控制启动。然而，在该操作中，在计算并确定电流值差异时，该电流值已经超过了可接受的值。因此，由于例如在中间确定的过电流，该DC/DC转换器可能会停止。
顺便提及，如图12所示，专利文献4公开了以下一种结构：霍尔元件的输出部分不直接连接邻近的开关(晶体管或FET的栅极)且通过只监测输入电压做出开关接通/断开的确定。因此，这种常规实例的开关不可能在强磁场中工作，且由于过电流可能会使DC/DC转换器停止。
顺便提及，如图13所示，在专利文献5中，霍尔元件的输出部分没有经由电阻和晶体管连接邻近的开关(晶体管或FET的栅极)。因此，这种常规实例的开关不可能在强磁场中工作，且稳定的过电流而不是常规实例中描述的打开/关闭时电压和电流的尖状变化可能会导致DC/DC转换器停止。
顺便提及，认为诸如建造防护罩方法的其它方法，使得即使将显示设备放入强磁场中该显示设备也不会受到磁场影响，和避免使用包含磁性材料的部件的方法。然而，这些方法会大大增加成本。
鉴于上述问题作出了本发明。一个主要目的在于甚至当将显示设备放入强磁场时提供能避免导致显示设备停止的DC/DC转换器关闭的DC/DC转换器和显示设备。
问题的解决方案
为了实现上述目的，本发明的一个实施例针对一种DC/DC转换器，包括：输入端子；以及输出端子；电感器，电感器的一端连接到所述输入端子；连接在电感器的另一端和接地之间的开关元件；连接在电感器的另一端和所述输出端子之间的二极管；连接在输出端子和接地之间的电容器；连接在输出端子和接地之间的反馈电路，该反馈电路输出通过分配DC/DC转换器的输出电压获得的反馈电压；和给其输入反馈电压的振荡电路，该振荡电路以与馈电压相对应的频率执行开关元件的接通/断开控制。该DC/DC转换器还包括：检测电路，该检测电路检测外部磁场并根据检测的外部磁场是否超过预定阈值输出不同信号；和给其输入信号的控制电路，该控制电路根据该信号执行DC/DC转换器的控制，以在强磁场中抑制DC/DC转换器的过电流。发明的有益效果
根据上述DC/DC转换器和显示设备，甚至当将显示设备放入强磁场时也能够避免导致显示设备停止的DC/DC转换器的关闭。
这是因为DC/DC转换器包括：强磁场存在检测电路，该强磁场存在检测电路检测磁场并根据检测的磁场是否超过预定阈值输出不同信号；和强磁场存在锁存操作避免电路，该强磁场存在锁存操作避免电路当检测强磁场时，每个根据输出的信号，通过增加用于开关FET的接通/断开控制的振荡频率，通过与另一电感器串联增加电感值，或者通过隔离用于分配电压的电阻增加反馈电压，执行使DC/DC转换器不进入锁存操作的控制。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实例的显示设备的整体构造的框图。
图2是示出根据本发明第一实例的DC/DC转换器构造的框图。
图3(a)至3(d)中的每个是示出根据本发明第一实例的DC/DC转换器中的振荡频率的控制操作的图。
图4是示出根据本发明第二实例的DC/DC转换器构造的框图。
图5(a)至5(d)中的每个是示出根据本发明第二实例的控制DC/DC转换器中的电感的操作的图。
图6是示出根据本发明第三实例的DC/DC转换器构造的框图。
图7(a)至7(d)中的每个是示出根据本发明第三实例的控制DC/DC转换器中的反馈电压的操作的图。
图8是示出专利文献1(JP-A No.2004-260963)的功率转换器的电路构造实例的图。
图9是示出专利文献1(JP-A No.2004-260963)的功率转换器的电路算法的图。
图10是示出专利文献2(JP-A No.2009-225592)的功率控制器的电路构造实例的图。
图11是示出专利文献3(JP-A No.2010-279150)的检测电路的电路构造实例的图。
图12是示出专利文献4(JP-A No.2005-333768)的致动器驱动单元的电路构造实例的图。
图13是示出常规斩波电路(WO 2006-098376 A)的电路构造实例的图。
具体实施方式
如背景技术所述的，当将具有电感器的DC/DC转换器放在强磁场中时，由于外部磁场在电感器中会出现多余的磁通量，这会使电流值增加且导致输出电流增加。因此，具有激活在DC/DC转换器中提供的过流保护电路(锁存电路)的情况。当锁存电路被激活时，DC/DC转换器在一段时间之后关断输出电压(关闭)。因此，显示设备不显示任何东西且转换成停止状态。必须再次打开电源使显示设备复原。
关于该问题已提出了各种方法，但是没有一种方法能够有效地防止DC/DC转换器关闭。作为替代的方法，可以考虑的方法诸如避免使用受磁场影响的部件作为电路部件的方法，和提供强屏蔽的方法。然而，在这些方法中会大大增加成本。
因此，根据本发明第一实施例的DC/DC转换器包括：输入端子；输出端子；电感器，该电感器的一端连接到所述输入端子；开关元件，该开关元件连接在电感器的另一端和接地之间；二极管，该二极管连接在电感器的另一端和所述输出端子之间；电容器，该电容器连接在输出端子和接地之间；反馈电路，该反馈电路连接在输出端子和接地之间，并且该反馈电路输出通过分配该DC/DC转换器的输出电压获得的反馈电压；振荡电路，反馈电压被输入到该振荡电路，并且该振荡电路以与反馈电压相对应的频率执行开关元件的接通/断开控制。该DC/DC转换器还包括：检测电路，该检测电路检测外部磁场并根据检测的外部磁场是否超过阈值来输出不同信号；和控制电路，输入信号被输入到该控制电路，并且该控制电路根据该信号执行DC/DC的控制，以在强磁场中抑制DC/DC转换器的过电流。这样能够提供即使放置在强磁场中显示设备也不会停止的电路构造。即，能够提供一种避免DC/DC转换器关闭的电路构造。
具体地，该电路构造包括：强磁场存在检测电路，该强磁场存在检测电路检测位置处于强磁场中；和强磁场存在锁存操作避免电路，该强磁场存在锁存操作避免电路在检测位置处于强磁场中时执行控制使得DC/DC转换器不被激活。例如，使用通过对周围磁场的强度和弱点做出响应而转换输出逻辑(高或低)的霍尔元件(霍尔IC)来构造强磁场存在检测电路。另外，例如，使用根据霍尔IC的输出状态改变DC/DC转换器的输出电压的生成操作的电路(例如，振荡频率控制电路、电感控制电路和反馈电压控制电路)，构造强磁场存在锁存操作避免电路。
实例1
参考图1-3，将给出根据本发明第一实例的DC/DC转换器和显示设备的描述，用于详细地说明本发明的上述实施例。图1是示出本实例的显示设备构造的框图。图2是示出本实例的DC/DC转换器构造的框图。另外，图3(a)-3(d)是示出DC/DC转换器中的振荡频率的控制操作的图。
如图1所示，本实例的显示设备10包括：电源20，诸如电池；电源生成电路30，诸如DC/DC转换器；提供视频信号的视频信号供应源40；视频信号处理电路50，诸如用于处理视频信号的IC；显示设备驱动器60，诸如驱动显示设备的IC；显示设备扫描驱动器70，诸如用于扫描显示设备的IC；和视频显示部80，诸如显示视频图像的LCD。
在显示设备10中，电感器被用于电源生成电路30中。由于该电感器在磁场的影响下可能会出故障，所以如图2所示构造本实例的电源生成电路30，以这种方式该电源生成电路30即使在强磁场中也能正常工作。首先，作为电源生成电路30的实例，现在将描述DC/DC转换器30a的基本操作。
DC/DC转换器30a，当输入电压VIN被输入到DC/DC转换器30a时，会用电感器31充电，以由振荡IC 33确定的周期的间隔打开开关FET 32的栅极，通过重复升压线路的接通和断开来创建高于输入的电压，在整流器二极管34中整流使得电流以一种方式流动，并通过平滑电容器35获得稳定的电压以输出该所得电压作为输出电压VOUT。此外，DC/DC转换器30a不断地监测输出电压以使得输出电压不超过假定电压，将输出电压的部分电压值返回到振荡IC 33作为由电阻36和电阻37(图2中的反馈检测分配器)确定的反馈(F/B)电压，用位于振荡IC 33中的误差放大器监测该输出电压值，并调整该输出电压以使得当输出电压变高时输出电压减小，以及在输出电压变低时输出电压增加，以提供能够由此不断得到预定的固定电压的电路构造。
这时，当将DC/DC转换器30a放入超过例如，几mT(毫特丝拉)(不意指限制强磁通量的数值)的强磁通量的磁场中时(在下文中称为“在强磁场中”)，该强磁通量通过不同于构成DC/DC转换器30a部件的部件(DC/DC转换器的外部)来施加，用于DC/DC转换器30a的升压开关和降压开关的电感器31会受到示出磁通量饱和趋势的外部磁场的影响。这种磁通量饱和的趋势会伴随着电感器31的电感值减小。电感值减小意味着足以生成输出电压的能量不再存储在电感器31中。直到当开关FET 32的接通/断开操作之后下一次接通/断开驱动开始时才能够保持足够的能量，导致电压降低。因此，在DC/DC转换器30a的反馈电路中识别致使锁存电路被激活的这种反常情况。结果，显示设备10变成停止状态，且突然没有图像显示在屏幕上。
鉴于这个问题，在处于将DC/DC转换器30a放入强磁场中、且电感器31的电感值减小时，直到开关FET 32的下一次接通/断开操作定时才能用电感器31中存储的能量保持输出电压的状态之前，开关FET32的接通/断开定时接近于早期定时。因此，继续该开关操作，并能够保持输出电压。即，为了保持输出电压，如果在检测到强磁场时增加振荡频率，这是有利的。
在本实例中，即使放于强磁场中时为了避免显示设备10处于停止状态，DC/DC转换器30a包括：检测强磁场的强磁场存在检测电路38；强磁场存在锁存操作避免电路，该强磁场存在锁存操作避免电路响应于强磁场的检测执行控制以使得DC/DC转换器30a不开始锁存操作。具体地，当接收到将被输出的信号时，当强磁场存在检测电路38检测到超过阈值的磁场时，强磁场存在锁存操作避免电路执行控制以便增加用于开关FET 32的接通/断开控制的频率。
强磁场存在检测电路38可以使用对响应于周围磁场的强度和弱点而转换输出逻辑(高或低)的诸如霍尔元件(霍尔IC)的部件构成。另一方面，强磁场存在锁存操作避免电路可以使用通过使用霍尔IC的输出逻辑(高或低)控制DC/DC转换器30a的振荡频率的振荡频率控制电路39a构成。
应该注意，霍尔IC可以是数字输出型或者是模拟输出型(例如，线性霍尔IC)，且霍尔IC的类型不受限制。然而，用模拟值可控制的线性霍尔IC更适合，以便实现快速操作。另外，磁场的检测不限制于霍尔IC。其可以通过能感测磁场强度并根据该磁场强度转换输出逻辑状态的器件或者部件来实现。
现在将描述在采用强磁场存在检测电路38和振荡频率控制电路39a的情况下的操作。关于霍尔IC操作的说明，霍尔IC在没有或者很小外部磁场的环境下具有高电平输出，并且当将其放入超出固定阈值的强磁场中时，其工作并具有低电平输出。振荡频率控制电路39a确定霍尔IC的输出电平。如果输出电平是高电平时，则振荡频率控制电路39a以普通驱动的振荡频率f0(kHz)驱动开关FET 32。如果输出电平是低电平，则振荡频率控制电路39a转换振荡频率为满足下面式1的频率fm。
f0＜fm＜fmax…式1
这时，如随后描述的式2所指出的，fmax的值应当具有小于当驱动FET时开关FET32的导通时间(Ton)和关断时间(Toff)之和的倒数。这是因为，当驱动开关FET 32时，用超过FET的导通时间和关断时间之和的倒数的频率试图驱动FET 32，将导致不能使开关FET32a有效响应FET的开关操作的接通/断开的域的驱动，从而不再执行普通的开关操作。
f max＜1/(T on+T off)…式2
现在将使用图3(a)-3(d)具体描述上述操作。在没有外部磁场的环境下(当图3(a)中的磁通量密度B(T)没超过霍尔元件的阈值(Bth)时)，霍尔IC的输出逻辑(参考图3(b)中的强磁场存在检测电路的输出V(v))为高电平，且振荡频率控制电路39a以振荡频率f0进行DC/DC转换器30a的开关FET 32的接通/断开驱动(参考图3(c))，因此正常驱动开关FET 32(参考图3(d))。
同时，当使DC/DC转换器30a处于强磁场中时(这里，图3(a)中的磁通量密度B(T)超过霍尔元件的阈值(Bth)时)，通过强磁场存在检测电路38检测外部磁场，且振荡频率控制电路39a会增加开关FET 32的接通/断开驱动的振荡频率值(图3(c)中的f(kHz))以便具有fm的值，以增加开关FET 32的开关接通/断开的次数(见图3(d)中的波形V(v))。由此，防止了由于受外部磁场影响的电感器31的电感值减小而造成的输出电压减小，且避免了激活锁存电路。
这样，当在DC/DC转换器30a中提供强磁场存在检测电路38和振荡频率控制电路39a，且强磁场存在检测电路38检测超过阈值的磁场时，振荡频率控制电路39a将用于驱动开关FET 32的振荡频率改变为fm，fm大于常规驱动时的振荡频率f0且小于导通时间和关断时间之和的倒数，因此能够防止输出电压降低。因此，即使当将DC/DC转换器30a放在强磁场中时，也能够避免显示设备10的输出停止和突然关闭。
另外，由于增加了开关的次数，所以常以高的振荡频率驱动开关FET 32会导致开关损耗(DC/DC转换器30a的效率变差)。因此，能够实现仅在所需的最小时间周期期间增加振荡频率的有效DC/DC转换器，即，仅当器件处于强磁场中时，且当外部磁场消失时，返回到常规驱动的振荡频率。
应该注意，以上描述的霍尔IC在没有外部磁场时给出高输出，在强磁场中给出低输出，但可以使用开漏型霍尔IC用于该霍尔IC。
实例2
接下来，参考图4和图5(a)-5(d)，现在将描述根据本发明第二实例的DC/DC转换器和显示设备。图4是示出本实例的DC/DC转换器的构造的框图。图5(a)-5(d)是示出DC/DC转换器中电感的控制操作的图。
在上述的第一实例中，通过使用作为强磁场存在锁存操作避免电路的振荡频率控制电路39a，并通过在强磁场中增加用于驱动开关FET32的振荡频率，来抑制由电感器31的电感值降低导致的锁存电路激活。然而，在本实例中，通过控制电感来抑制锁存电路的激活。具体地，采用一种电感控制电路，包括：第二开关元件；在第二开关元件为接通或断开时串联连接电感器31的第二电感器；和执行第二开关元件的接通/断开控制的晶体管。如果在强磁场存在检测电路检测出超过阈值的磁场时晶体管会接收到将被输出的信号，则电感控制电路执行串联连接电感器31和第二电感器的控制以增加电感值。
如图4所示是在这种情况下的构造。DC/DC转换器30b包括：检测强磁场存在的强磁场存在检测电路38；和电感控制电路39b(强磁场存在锁存操作避免电路)，电感控制电路39b根据霍尔IC的输出状态改变DC/DC转换器的升压(降压)线路中使用的电感值。电感控制电路39b包括：电感器L1；和电路元件(例如，晶体管、开关FET和电阻)，所述电路元件根据霍尔IC的输出控制是否执行电感器L1的连接。
应该注意，显示设备10和DC/DC转换器的基本构造与实例1的基本构造相同。另外，强磁场存在检测电路38的构造与第一实例的构造相同。霍尔IC可以是数字输出型或者是模拟输出型(例如，线性霍尔IC)，且霍尔IC的类型不受限制。然而，用模拟值可控制的线性霍尔IC更适合，以便实现快速操作。另外，磁场的检测不限制于霍尔IC。其可以通过能感测磁场强度并根据该强度转换输出逻辑状态的器件或者部件来完成。
现在将描述在采用强磁场存在检测电路38和电感控制电路39b的情况下的操作。关于霍尔IC的操作说明，类似于第一实例，在没有或者非常小的外部磁场的环境中霍尔IC具有高电平输出，且在被放入超过固定阈值的强磁场中时霍尔IC工作并具有低电平输出。电感控制电路39b确定霍尔IC的输出电平。如果输出电平为高，则电感控制电路39b仅使用正常驱动的电感器L0驱动霍尔IC。如果输出电平为低，则用电感器L1被添加到电感器L0的构造驱动DC/DC转换器30b。
现在将使用图5(a)-5(d)具体描述上述操作。在没有外部磁场的环境下(这里，当图5(a)中的磁通密度B(T)没有超过霍尔元件的阈值(Bth)时)，霍尔IC的输出逻辑(图5(b)中的强磁场存在检测电路的输出V(v))是高电平，且连接到霍尔IC输出端子的晶体管(Tr)为接通状态。这里，由于电阻R3和R4分配电位，所以FET 0被设置为接通，且没有电流流过电感L1。因此，仅通过L0的电感器31驱动DC/DC转换器30b(参考图5(c)中的L(μH)和图5(d)中的I(A))。
同时，当将DC/DC转换器30b放在强磁场中时(这里，当图5(a)中的磁通量密度B(T)超过霍尔元件的阈值(Bth)时)，通过强磁场存在检测电路38检测外部磁场，且霍尔IC的输出逻辑变为低，因此，连接到霍尔IC输出端子的晶体管Tr变为断开状态。从而，R3和R4具有相同电位且FET 0转换为断开状态。因此，以将电感器L0和L1加在一起的构造驱动DC/DC转换器30b(参考图5(c)中的L(μH)和图5(d)中的I(A))。
这时，关于驱动DC/DC转换器30b的电感器31，当用电感器L0和L1而不是仅用电感器L0实施驱动时电感值更大。因此，为保持输出电压存储足够的能量，且通过防止输出电压降低能够避免锁存电路的激活。
应该注意，在强磁场中，准确地，在外部磁场的影响下电感器恰好趋向磁通量饱合，因此与电感器L0和L1的总电感值相比，电感值减小了。因此，如下面的式3所示，优选预先以常量工作，使得减小的电感值相当于正常状态的电感值。
L0～L0m+L1m…式3
其中“～”表示几乎相等；
L0是当没有外部磁场时电感器L0的电感值；
L0m是强磁场中电感器L0的电感值；和
L1m是强磁场中电感器L1的电感值。
如刚才所描述的，在DC/DC转换器30a中提供强磁场存在检测电路38和电感控制电路39b。当强磁场存在检测电路38检测到超出阈值的磁场时，会添加电感控制电路39b中的电感器以增加电感值，因此能够防止输出电压降低。因此，即使当将DC/DC转换器30a放入强磁场时也不会引起输出停止，因此能够避免显示设备10突然关闭。
接下来，参考图6和图7(a)-7(d)，现在将描述根据本发明第三实例的DC/DC转换器和显示设备。图6是示出根据本实例的DC/DC转换器构造的框图。图7(a)-7(d)是示出DC/DC转换器中的反馈电压的控制操作的图。
在上述的第一实例中，通过在强磁场中增加用于驱动开关FET 32的振荡频率来抑制由电感器31的电感值减小导致的锁存电路的激活。在第二实例中，通过在强磁场中增加电感的值来抑制锁存电路的激活。然而，在该实例中，通过控制反馈电压来抑制锁存电路的激活。更准确地，提供一种反馈电压控制电路，包括：电阻，该电阻的一端连接到反馈电压的输出路径；和晶体管，该晶体管连接在该电阻的另一端和接地之间。当强磁场存在检测电路检测超出阈值的磁场时，当晶体管接收到将被输出的信号时，该电阻无效并执行控制以降低DC/DC转换器的输出电压。
图6中示出了在这种情况下的构造，其中DC/DC转换器30c包括：检测强磁场存在的强磁场存在检测电路38；和反馈电压控制电路39c(强磁场存在锁存操作避免电路)，反馈电压控制电路39c根据霍尔IC的输出状态改变DC/DC转换器30c的输出电压生成操作。反馈电压控制电路39c包括：电阻R3；和电路元件(例如，晶体管)，该电路元件根据霍尔IC的输出控制电阻R3的连接/切断。
应该注意，显示设备10和DC/DC转换器的基本构造与第一和第二实例的基本构造相同。另外，强磁场存在检测电路38的构造与第一和第二实例的构造相同。霍尔IC可以是数字输出型或者是模拟输出型(例如，线性霍尔IC)，且霍尔IC的类型不受限制。然而，为了实现快速操作，用模拟值可控制的线性霍尔IC更适合。另外，磁场的检测不限制于霍尔IC的检测。其可以通过能感测磁场强度并根据该强度转换输出逻辑状态的器件或者部件来完成。
首先，将描述反馈电压。用电阻R1和R2分配输出电压VOUT以获得电压值(Vf/b)，并获得下面的式4。通过给振荡IC 33的反馈端子输入电压值，可以获得固定输出电压值。此外，按照振荡IC 33的说明，在振荡IC 33中确定反馈电压，使得该反馈电压总是具有恒定电压值(参考为Vf/bic)，并根据该值调整输出电压值。Vf/b＝VOUT×(R2)/(R1+/R2)…式4
当用表达式具体表示时，Vf/bic总是恒定值。因此，当没有反馈电压控制单元39c时，流过反馈电阻部分的电流值(If/b)用下面的式5来确定，且相同的电流也流入R1。因此，VOUT如式6中所示，并从式5和式6获得式7。
If/b＝Vf/bic/R2…式5
VOUT＝(R1+R2)×If /b…式6
VOUT＝Vf/bic×(R1+R2)/R2＝Vf/bic×(1+(R1/R2))…式7
如从式7可以看出的，当R2的值减小时输出电压会增加，并且当R2的值增加时输出电压会降低。
在这里，给出关于采用本实例的反馈电压控制单元39c的实例的考虑因素。设计霍尔IC以使其在没有外部磁场时具有高电平输出。因此，连接到霍尔IC输出端子的晶体管Tr(假定是NPN晶体管)处于接通状态，且合成与R2并联的电阻R3。更具体地，常规构造(没有反馈电压控制单元39c的情形)的VOUT公式可以用下面的式8表示。
VOUT＝Vf/bic×(1+(R1×((1/R2)+(1/R3))))…式8
如图7(a)-7(d)所示，首先，在没有外部磁场的环境下(当图7(a)中的磁通量密度B(T)没有超过霍尔元件的阈值(Bth)时，在这种情况下)，将由式8获得的VOUT值设置为输出电压值(图7(d)中的V(v))。接下来，当将环境变成强磁场的环境时(当图7(a)中的磁通量密度B(T)超过霍尔元件的阈值(Bth)时，在这种情况下)，霍尔IC检测强磁场并具有低电平输出(参考图7(b)中的强磁场检测电路的输出V(v))。因此，连接到霍尔IC输出端子的晶体管Tr变成断开状态。更具体地，R3变得无效，并且仅R2涉及反馈电压(参考图7(c)中的R(Ω))。因此，该输出电压用下面的式9表示。
VOUTm＝Vf/bic＝(1+(R1×(1/R2))…式9
其中VOUTm是在将DC/DC转换器放入强磁场中的情况下的输出电压值。
比较VOUT与VOUTm结果是VOUT＞VOUTm。因此，认为与没有外部磁场的情况相比，强磁场的情况下获得的输出电压降低了(参考图7(d)中的V(v))。
通过这种方式，输出电压值的降低减小了DC/DC转换器30c的升压线路的电流值，这允许被控的电流值不超过DC/DC转换器30c的关闭阈值电流。因此，即使当将提供有本实例的反馈电压控制电路39c的显示设备放入强磁场中时，也能够避免DC/DC转换器30c被关闭和显示设备突然不显示图像的问题。
在上述中，假定霍尔IC被设计为当没有外部磁场时具有高输出且在强磁场中具有低输出。然而，当使用在没有外部磁场时具有Hi-z(OPEN)输出且在强磁场中具有低输出的霍尔IC时，连接到霍尔IC的输出端子的晶体管Tr就会变得没有必要(强磁场存在检测电路38和反馈电压控制电路39c能够仅由霍尔IC和一个电阻构成)。因此，能够减少部件的数目。
应该注意，本发明不限制于上述实例。只要不偏离本发明的精神，能够适当地更改构造和控制。例如，虽然在上述实例中描述了升压型DC/DC转换器，但是本发明也可以类似地应用于降压型DC/DC转换器。
工业应用
本发明可应用于DC/DC转换器，尤其可应用于用于强磁场中的DC/DC转换器，和采用这种DC/DC转换器作为电源生成电路的显示设备。
附图标记列表
10：显示设备；
20：电源；
30：电源生成电路；
30a、30b、30c：DC/DC转换器；
31：电感器；
32：开关FET；
33：振荡IC；
34：整流二极管；
35：平滑电容器；
36、37：电阻；
38：强磁场存在检测电路；
39：强磁场存在锁存操作避免电路；
39a：振荡频率控制电路；
39b：电感控制电路；
39c：反馈电压控制电路；
40：视频信号供应源；
50：视频信号处理电路；
60：显示设备驱动器；
70：显示设备扫描驱动器；
80：视频显示部。

Claims (8)

1.一种DC/DC转换器，包括：
输入端子；
输出端子；
电感器，所述电感器的一端连接到所述输入端子；
开关元件，所述开关元件连接在所述电感器的另一端和接地之间；
二极管，所述二极管连接在所述电感器的所述另一端和所述输出端子之间；
电容器，所述电容器连接在所述输出端子和所述接地之间；
反馈电路，所述反馈电路连接在所述输出端子和所述接地之间，所述反馈电路输出反馈电压，所述反馈电压是通过分配所述DC/DC转换器的输出电压而获得的；
振荡电路，所述反馈电压被输入到所述振荡电路，所述振荡电路以与所述反馈电压相对应的频率执行所述开关元件的接通/断开控制；
检测电路，所述检测电路检测外部磁场，并根据所检测的外部磁场是否超过预定阈值而输出不同的信号；和
控制电路，所述信号被输入到所述控制电路，所述控制电路根据所述信号执行所述DC/DC转换器的控制，以在强磁场中抑制所述DC/DC转换器的过电流。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其中，
所述控制电路响应于给其输入的特定信号，执行控制以增加所述开关元件接通/断开控制的频率，当所述检测电路检测到超出所述阈值的磁场时，所述特定信号从所述检测电路输出。
3.根据权利要求2所述的DC/DC转换器，其中，
所述控制电路执行控制，使得所述开关元件的接通/断开控制的频率fm满足：
f0＜fm＜1/(Ton+Toff)，
其中f0是当不存在外部磁场或者存在非常小外部磁场时驱动所述开关元件的频率，
Ton是所述开关元件的导通时间，和
Toff是所述开关元件的关断时间。
4.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其中，
所述控制电路包括：
第二开关元件；
第二电感器，在所述第二开关元件处于接通或者断开状态时，所述第二电感器串联连接到所述电感器；和
晶体管，所述晶体管执行所述第二开关元件的接通/断开控制，和
所述控制电路响应于给所述晶体管输入的特定信号，执行用于将所述电感器和所述第二电感器串联连接的控制，以增加所述DC/DC转换器的电感值，当所述检测电路检测到超出所述阈值的磁场时，所述特定信号从所述检测电路输出。
5.根据权利要求4所述的DC/DC转换器，其中，
第二电感器被构造成使得L0和Lm相同，
其中L0是当不存在外部磁场或存在非常小外部磁场时所述电感器的电感值，和
Lm是当所述外部磁场超过所述阈值时所述电感器的电感值和所述第二电感器的电感值的总和。
6.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其中，
所述控制电路包括：
电阻，所述电阻的一端连接到所述反馈电压的输出路径；和
晶体管，所述晶体管连接在所述电阻的另一端和接地之间，和
所述控制电路响应于给所述晶体管输入的特定信号，执行用于使所述电阻无效的控制，以降低所述DC/DC转换器的所述输出电压，当所述检测电路检测到超出所述阈值的磁场时，所述特定信号从所述检测电路输出。
7.根据权利要求6所述的DC/DC转换器，其中，
所述控制电路执行所述控制，以满足VOUTm＜VOUT，其中VOUT和VOUTm被给出为：
VOUT＝Vf/bic×(1+(R1×((1/R2)+(1/R3))))
VOUTm＝Vf/bic×(1+(R1×(1/R2)))，
R1和R2中的每个是所述反馈电路的电阻的电阻值，用于分配所述输出电压，
R3是所述控制电路的所述电阻的电阻值，
VOUT是当不存在外部磁场或存在非常小外部磁场时所述DC/DC转换器的所述输出电压，和
VOUTm是当外部磁场超过所述阈值时所述DC/DC转换器的所述输出电压，和
Vf/bic是所述反馈电压的设定值。
8.一种显示设备，包含权利要求1所述的DC/DC转换器。
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