CN104917377B - Dc/dc转换器 - Google Patents

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Abstract

提供一种DC/DC转换器，在小负载时的逆流电流产生时，能够从持续截止输出晶体管的状态立即恢复到通常动作。在具有脉动生成电路、平滑电路和输出导通时间信号的计时电路的导通计时电路中，具有：逻辑电路，其检测逆流电流产生的前兆；以及开关电路，其根据逻辑电路的检测信号，维持脉动生成电路的输出电压，或者控制在规定的电压。

Description

DC/DC转换器
技术领域
本发明涉及转换直流电压的DC/DC转换器，涉及具有计时电路的DC/DC转换器。
背景技术
对现有的DC/DC转换器进行说明。图11是示出现有的DC/DC转换器的电路图。
现有的DC/DC转换器具有：比较器504、RS-FF电路113、驱动电路110、参考电压生成电路503、计时电路501、作为输出晶体管的NMOS晶体管108、NMOS晶体管109、电容器107、线圈106、电阻103、104、502、接地端子100、输出端子102以及电源端子101。
比较器504的反相输入端子被输入对输出端子102的输出电压Vout进行分压而得到的分压电压VFB，同相输入端子被输入参考电压，该参考电压附加了电源电压、依赖于输出电压Vout的脉动电压、按照规定的斜率变化的倾斜电压，比较器504输出与比较结果对应的信号。在分压电压VFB比参考电压高时，向RS-FF电路113的置位端子输出低电平信号，在分压电压VFB比参考电压低时，向RS-FF电路113的置位端子输出高电平信号。从计时电路501输出的信号被提供给RS-FF电路113的复位端子，根据比较器504的输出信号与计时电路501的输出信号，从RS-FF电路113的Q端子将输出信号输出。驱动电路110接受RS-FF电路113的信号而控制NMOS晶体管108、109的导通/截止，从输出端子102产生输出电压Vout(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2011-182533号公报
但是，现有的DC/DC转换器存在如下的课题：在小负载时，在输出电压上升时，为了降低输出电压而持续进行使输出晶体管截止的控制时，输出电压降低，在恢复到通常动作时，计时电路没有得到规定的导通时间，恢复到通常动作需要花费时间。并且，存在如下的课题：与通常的连续模式控制时相比，在小负载时产生较大的脉动。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，提供一种DC/DC转换器，即使在小负载时输出电压上升，持续进行使输出晶体管截止的控制，也能立刻恢复到通常动作。
为了解决现有的课题，本发明的DC/DC转换器采用以下这样的结构。
在具有脉动生成电路、平滑电路和输出导通时间信号的计时电路的导通计时电路中，具有：逻辑电路，其检测产生逆流电流的前兆；以及开关电路，其根据逻辑电路的检测信号，维持脉动生成电路的输出电压，或者控制在规定的电压。
发明效果
本发明的DC/DC转换器实现如下效果：能够通过在暂停状态中维持脉动生成电路的输出电压，或者控制在规定的电压，从暂停状态顺利地恢复到通常动作。
附图说明
图1是示出本实施方式的DC/DC转换器的一例的电路图。
图2是示出本实施方式的DC/DC转换器的导通计时电路的一例的电路图。
图3是示出本实施方式的DC/DC转换器的比较器的结构例的电路图。
图4是示出本实施方式的DC/DC转换器的动作的时序图。
图5是示出本实施方式的DC/DC转换器的另一例的电路图。
图6是示出本实施方式的DC/DC转换器的导通计时电路的另一例的电路图。
图7是示出本实施方式的DC/DC转换器的导通计时电路的另一例的电路图。
图8是示出图7的导通计时电路的模拟开关电路的一例的电路图。
图9是示出本实施方式的DC/DC转换器的小负载时的动作的时序图。
图10是示出本实施方式的DC/DC转换器的另一例的电路图。
图11是示出现有的DC/DC转换器的结构的电路图。
标号说明
100：接地端子；101：电源端子；102：输出端子；105：基准电压电路；106：线圈；110：驱动电路；111：导通计时电路；112、216：比较器；113、701：RS-FF电路；114：伪脉动电路；161：逆流电流检测电路；208、811、812：开关电路；201、202、312、313、314、315：恒流电路；230：脉动生成电路；240：平滑电路；250：计时电路；800：模拟开关电路；814：恒压电路。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本实施方式的DC/DC转换器的一例的电路图。
本实施方式的DC/DC转换器具有：比较器112、RS-FF电路113、伪脉动电路114、驱动电路110、基准电压电路105、导通计时电路111、作为输出晶体管的NMOS晶体管108、109、逆流电流检测电路161、线圈106、电容器107、电阻103、104、接地端子100、电源端子101以及输出端子102。
图2是示出导通计时电路111的一例的电路图。导通计时电路111具有：脉动生成电路230、平均化电路240、计时电路250、OR电路261、NMOS晶体管262、输入端子121、125以及输出端子124、126。脉动生成电路230由开关电路208、恒流电路201、电容器209和电阻210构成。平均化电路240由电阻211和电容器212构成。计时电路250由恒流电路202、反相器213、NMOS晶体管214、电容器215和比较器216构成。
图3示出比较器112的电路图。比较器112具有：恒流电路312、313、314、315、反相器316、317、PMOS晶体管306、307、308、309、310、311、第一同相输入端子301、第一反相输入端子302、第二同相输入端子303、第二反相输入端子304以及输出端子305。
接着，对本实施方式的DC/DC转换器的连接进行说明。
比较器112的第一反相输入端子与伪脉动电路114的输出端子122连接，第一同相输入端子与伪脉动电路114的输出端子123连接，第二反相输入端子连接于电阻103和电阻104的连接点，第二同相输入端子与基准电压电路105的正极连接，输出端子与RS-FF电路113的置位端子连接。电阻103的另一个端子与输出端子102连接，电阻104的另一个端子与接地端子100连接。基准电压电路105的负极与接地端子100连接。RS-FF电路113的复位端子与导通计时电路111的输出端子124连接，输出端子与驱动电路110的第一输入端子以及导通计时电路111的输入端子121连接。NMOS晶体管108的栅极与驱动电路110的第一输出端子连接，漏极与电源端子101连接，源极与线圈106的一个端子以及NMOS晶体管109的漏极连接。NMOS晶体管109的栅极与驱动电路110的第二输出端子以及导通计时电路111的输入端子125连接，源极与接地端子100连接。电容器107的一个端子与输出端子102以及线圈106的另一个端子连接，另一个端子与接地端子100连接。逆流电流检测电路161的输入端子与NMOS晶体管109的漏极连接，输出端子与驱动电路110的第二输入端子连接。
对导通计时电路111的连接进行说明。恒流电路201的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与开关电路208连接。电容器209的一个端子与开关电路208的另一个端子以及节点A连接，另一个端子与接地端子100连接。电阻210的一个端子与节点A连接。电阻211的一个端子与节点A连接，另一个端子与输出端子126以及节点B连接。NMOS晶体管262的栅极与OR电路261的输出端子连接，漏极与电阻210的另一个端子连接，源极与接地端子100连接。OR电路261的第一输入端子与输入端子121连接，第二输入端子与输入端子125连接。电容器212的一个端子与节点B连接，另一个端子与接地端子100连接。反相器213的输入端子与输入端子121以及开关电路208的控制端子连接，输出端子与NMOS晶体管214的栅极连接。NMOS晶体管214的漏极与电容器215的一个端子以及恒流电路202的一个端子连接，源极与接地端子100连接。电容器215的另一个端子与接地端子100连接。恒流电路202的另一个端子与电源端子101连接。比较器216的同相输入端子与电容器215的一个端子连接，反相输入端子与节点B连接，输出端子与输出端子124连接。
对比较器112的连接进行说明。恒流电路312的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管306的源极以及PMOS晶体管307的源极连接。PMOS晶体管306的栅极与第一同相输入端子301连接，漏极连接于恒流电路314以及PMOS晶体管310的栅极和漏极的连接点。PMOS晶体管307的栅极与第一反相输入端子302连接，漏极与反相器316的输入端子连接。恒流电路313的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管308的源极以及PMOS晶体管309的源极连接。PMOS晶体管308的栅极与第二同相输入端子303连接，漏极连接于恒流电路314以及PMOS晶体管310的栅极和漏极的连接点。PMOS晶体管309的栅极与第二反相输入端子304连接，漏极与反相器316的输入端子连接。PMOS晶体管310的源极与电源端子101连接，恒流电路314的另一个端子与接地端子100连接。PMOS晶体管311的栅极与PMOS晶体管310的栅极连接，漏极与反相器316的输入端子连接，源极与电源端子101连接。恒流电路315的一个端子与反相器316的输入端子连接，另一个端子与接地端子100连接。反相器317的输入端子与反相器316的输出端子连接，输出端子与输出端子305连接。
接着，对本实施方式的DC/DC转换器的动作进行说明。
当向电源端子101输入电源电压VDD时，DC/DC转换器从输出端子102将输出电压Vout输出。电阻103和104对输出电压Vout进行分压，输出分压电压VFB。比较器112具有图3所示的4端子输入的结构，对输入到第二同相输入端子的基准电压电路105的基准电压Vref、输入到第二反相输入端子的分压电压VFB、输入到第一反相输入端子的从伪脉动电路114的输出端子122输出的电压、以及输入到第一同相输入端子的从伪脉动电路114的输出端子123输出的电压进行比较，从比较器112的输出端子输出信号VS。将从导通计时电路111的输出端子124输出的输出信号设为导通时间信号VR、将从RS-FF电路113的Q端子输出的输出信号设为信号VQ、将从驱动电路110的第二输出端子输出的输出信号设为信号VL。
图4是示出各节点的电压的时间变化的时序图。当电压VFB低于基准电压Vref时，信号VS为高电平，RS-FF电路113的Q端子的信号VQ为高电平。并且，将信号VQ输入到驱动电路110，根据信号VQ使NMOS晶体管108导通，使NMOS晶体管109截止，使分压电压VFB(输出电压Vout)上升。当从导通计时电路111的输出端子124输出的导通时间信号VR成为高电平时，通过RS-FF电路113，信号VQ成为低电平，使NMOS晶体管108截止，使NMOS晶体管109导通，使分压电压VFB(输出电压Vout)降低。将信号VQ为高电平的时间设为Ton，将信号VQ从成为高电平到再次成为高电平的时间设为TS，将该时间设为1个周期，根据该周期进行控制，由此，控制作为输出晶体管进行动作的NMOS晶体管108与NMOS晶体管109，从输出端子102产生输出电压Vout。
在比较器112中，通过向比较器112的第一反相输入端子输入从伪脉动电路114的输出端子122输出的电压，在比较器112内与输入到第二反相输入端子的分压电压VFB相加，分压电压VFB成为包含脉动成分的电压。并且，通过将从伪脉动电路114的输出端子123输出的电压输入到比较器112的第一同相输入端子，在比较器112内与输入到第二同相输入端子的基准电压Vref相加，比较该相加后得到的两个信号而从比较器112输出信号VS。
将流过导通计时电路111的恒流电路201的电流设为电流I3，将流过恒流电路202的电流设为电流I4，将流过电阻210的电流设为I2。当将电阻210的电阻值设为R2，将节点A的电压设为Vcref0时，将电流I2表示为I2＝Vcref0/R2。开关电路208被信号VQ控制。在信号VQ为高电平时，开关电路208导通，以电流I3进行电容器209的充电，以电流I2进行电容器209的放电。并且，在信号VQ为低电平时，开关电路208断开，电容器209的电荷以电流I2进行放电。信号VQ与信号VL为反相的信号。因此，在信号VQ为高电平时信号VL为低电平，在信号VL为高电平时，信号VQ为低电平，OR电路261在通常的动作下始终输出高电平，使NMOS晶体管262导通。当使充电的电荷量为Q1，使放电的电荷量为Q2时，表示为Q1＝I3×Ton、Q2＝I2×TS。由于Q1＝Q2，因此，I3×Ton＝I2×TS，Ton/TS＝I2/I3＝Vout/VDD。由此，Vout＝VDD×I2/I3。
由于I2＝Vcref0/R2，因此，Vout＝VDD×Vcref0/R2/I3，Vcref0＝Vout/VDD×R2×I3。这样，电压Vcref0可以称为与输出电压Vout成比例的电压，该电压包含输出电压Vout的脉动成分。关于平均化电路240的输出电压、即节点B的电压Vcref，利用电阻211与电容器212，将电压Vcref0平均化，除去脉动成分。因此，电压Vcref为与输出电压Vout成比例、且除去了脉动成分的电压，Vcref＝Vout/VDD×R2×I3。
NMOS晶体管214由信号VQ反转后的信号进行导通/截止控制。当将比较器216的同相输入端子的电压设为Vcap时，在NMOS晶体管214截止时，通过电流I4对电容器215进行充电，电压Vcap上升。在电压Vcap比电压Vcref低时，比较器216向输出端子124输出低电平的导通时间信号VR，在电压Vcap比电压Vcref高时，比较器216向输出端子124输出高电平的导通时间信号VR。并且，由于信号VQ通过RS-FF电路113成为低电平，NMOS晶体管214导通，因此，电容器215的电荷进行放电，电压Vcap降低。
当设电容器215的电容值为C2时，导通时间Ton成为Ton＝C2/I4×Vcref＝C2×I3/I4×R2×Vout/VDD，在导通时间Ton中，进行由Vout/VDD表示的duty控制。
当在小负载的状态下在线圈106中产生逆流电流时，逆流电流检测电路161根据NMOS晶体管109的漏极电压来检测线圈106的逆流电流，向驱动电路110的第二输入端子输出检测信号。驱动电路110接受检测信号后，以使NMOS晶体管108、109截止的方式进行控制。将该状态称为暂停状态。在暂停状态时，信号VQ与信号VL成为低电平，使开关电路208与NMOS晶体管262截止。这样，从恒流电路201向电容器209的充电、从电容器209向电阻210的放电停止，在暂停状态中，电压Vcref0维持电压，不会偏离期望的电压。当从暂停状态恢复时，由于电压Vcref0与电压Vcref维持暂停状态前的状态，因此，比较器216能够顺利地从输出端子124输出信号，再次开始进行开关动作。这样，通过在暂停状态中停止电容器209的放电和充电，维持电压Vcref0的电压，能够在从暂停状态恢复后，使计时电路250顺利地进行动作，顺利地再次开始进行开关动作。
另外，逆流电流检测电路161采用根据NMOS晶体管109的漏极电压来检测线圈106的逆流电流的结构，但是，也可以检测线圈106的电流是否变成0。并且，信号VQ使用了RS-FF电路113的Q端子的信号，但是，只要是与输入到NMOS晶体管108的栅极的信号同步的信号，则也可以使用来自其他节点的信号。并且，作为停止暂停状态中的电容器209的放电的元件，使用了NMOS晶体管262，但是不限于该结构，也可以使用开关电路等。
如上所述，本实施方式的DC/DC转换器通过在暂停状态中维持脉动生成电路的输出电压，能够在从暂停状态恢复时，顺利地使计时电路进行动作，顺利地再次开始进行开关动作。
图5是示出本实施方式的DC/DC转换器的另一例的电路图。与图1的不同之处在于，将输入到导通计时电路111的输入端子125的信号设为逆流电流检测电路161的检测信号。其他电路结构以及连接与图1的电路相同。图6是示出本实施方式的DC/DC转换器的导通计时电路的另一例的电路图。与图2的不同之处在于，将OR电路261变更为RS-FF电路701。RS-FF电路701的复位端子与输入端子125连接，置位端子与输入端子121连接，输出端子与NMOS晶体管262的栅极连接。其它电路结构以及连接与图2的电路相同。
对图5的DC/DC转换器的动作进行说明。以向电源端子101输入电源电压VDD、使输出端子102的输出电压Vout恒定的方式进行控制的动作与第一实施方式相同。
当在小负载的状态下在线圈106中产生逆流电流时，逆流电流检测电路161根据NMOS晶体管109的漏极电压来检测线圈106的逆流电流，向驱动电路110的第二输入端子输出检测信号。驱动电路110接受该信号，以使NMOS晶体管108、109截止的方式进行控制。将该状态称为暂停状态。在暂停状态时，信号VQ成为低电平，使开关电路208断开，向RS-FF电路701的置位端子输入低电平。由于逆流电流检测电路161的输出为高电平，因此，向RS-FF电路701的输出端子输出低电平，使NMOS晶体管262截止。这样，停止从恒流电路201向电容器209的充电、从电容器209向电阻210的放电，在暂停状态中，电压Vcref0维持电压，不会偏离期望的电压。当从暂停状态恢复时，由于电压Vcref0与电压Vcref维持暂停状态前的状态，因此，比较器216能够顺利地从输出端子124输出信号而再次开始进行开关动作。这样，在暂停状态中通过停止电容器209的放电和充电，维持电压Vcref0的电压，能够在从暂停状态恢复后，使计时电路250顺利地进行动作，顺利地再次开始进行开关动作。
另外，逆流电流检测电路161采用根据NMOS晶体管109的漏极电压来检测线圈106的逆流电流的结构，但是，也可以检测线圈106的电流是否为0。并且，信号VQ使用了RS-FF电路113的Q端子的信号，但是，只要是与输入到NMOS晶体管108的栅极的信号同步的信号，也可以使用来自其他节点的信号。并且，作为使NMOS晶体管262截止的电路，使用了RS-FF电路，但是不限于该结构，只要是能够使NMOS晶体管262截止的电路，可以使用任意的电路。并且，作为停止暂停状态中的电容器209的放电的元件，使用了NMOS晶体管262，但是也可以不限于该结构，使用开关电路等。
如上所述，图5的DC/DC转换器通过在暂停状态中维持脉动生成电路的输出电压，能够在从暂停状态恢复时，使计时电路顺利地进行动作，顺利地再次开始进行开关动作。
图5的DC/DC转换器将输入到导通计时电路111的输入端子125的信号设为逆流电流检测电路161的检测信号。当这样构成时，在使用了二极管来代替NMOS晶体管109的DC/DC转换器中，也能够得到同样的效果。在该情况下，逆流电流检测电路161构成为检测电流是否不再流过线圈106。
图7是示出本实施方式的DC/DC转换器的导通计时电路的另一例的电路图。与图2的不同之处在于，将NMOS晶体管262变更为模拟开关电路800。
图8是示出模拟开关电路800的一例的电路图。模拟开关电路800由开关电路811、812、反相器813、恒压电路814、输入端子802、803、输出端子801构成。
在模拟开关电路800中，输入端子802与OR电路261的输出端子连接，输入端子803与接地端子100连接，输出端子801与电阻210连接。反相器813的输入端子与输入端子802以及开关电路811的控制端子连接，输出端子与开关电路812的控制端子连接。开关电路811的一个端子与恒压电路814的正极连接，另一个端子与输出端子801连接。开关电路812的一个端子与输入端子803连接，另一个端子与输出端子801连接。恒压电路814的负极与接地端子100连接。
其他的电路结构以及连接关系与图2相同。
对具有图7的导通计时电路的本实施方式的DC/DC转换器的动作进行说明。以向电源端子101输入电源电压VDD、使输出端子102的输出电压Vout恒定的方式进行控制的动作与图1的电路相同。
图9是示出了在小负载的状态下进行动作时的各节点的电压的变化的时序图。IL表示线圈电流。图9在最初的1个周期(TS1)中示出图2与图6的导通计时电路的时序图，并在下一个周期(TS2)中示出图7的导通计时电路的时序图。
在小负载时的动作中，相比在连续模式中进行动作的通常状态，脉动变大(TS1)，但是能够通过采用图7这样的电路结构，使脉动减小(TS2)。
当在小负载的状态下，输出电压Vout降低，分压电压VFB低于基准电压Vref时，比较器112输出高电平信号，经由驱动电路110使NMOS晶体管108导通，使NMOS晶体管109截止，使输出电压Vout上升。伴随着输出电压Vout的上升，分压电压VFB也上升，在一定时间后，从导通计时电路111的计时电路250的输出端子输出高电平信号，经由驱动电路110使NMOS晶体管108截止，使MOS晶体管109导通。
在使MOS晶体管108截止后，借助于蓄积在线圈106中的能量，使线圈电流IL流过输出端子102，使输出电压Vout进一步上升。并且，在线圈106的能量减少，线圈电流IL成为0时，逆流电流检测电路161根据NMOS晶体管109的漏极电压来检测逆流电流，输出检测信号。当输入检测信号后，驱动电路110使NMOS晶体管109截止。
然后，当输出电压Vout逐渐降低而分压电压VFB低于基准电压Vref时，比较器112输出高电平信号，经由驱动电路110使NMOS晶体管108导通，使NMOS晶体管109截止，使输出电压Vout上升。重复进行这样的动作，将输出电压Vout控制为恒定。
逆流电流检测电路161检测逆流电流，向驱动电路110输出信号，控制为使NMOS晶体管108、109截止，将这样的状态称为暂停状态。在暂停状态时，信号VQ成为低电平，使开关电路208、812断开，使开关电路811接通，使电压Vcref0为恒压电路814输出的电压V1。关于小负载的状态下的控制，从使NMOS晶体管108截止直到线圈电流IL变为0，输出电压Vout持续上升，因此，与连续模式中控制的通常状态相比，脉动变大。在用于改善这种情况的暂停状态时，通过恒压电路814使电压Vcref0和电压Vcref下降到电压V1。当分压电压VFB低于基准电压Vref时，比较器112输出高电平信号，经由驱动电路110使NMOS晶体管108导通，使NMOS晶体管109截止，使线圈电流IL上升。逆流电流检测电路161检测线圈电流IL的逆流是否被解除，使开关电路208、812接通，使开关电路811断开，使电压Vcref0从电压V1上升。借助于平滑电路240，电压Vcref的电压不会马上上升而维持电压V1，被进行缩短导通时间Ton的控制。由于导通时间Ton短，线圈电流IL的上升幅度与输出电压的上升幅度减小，能够抑制脉动电压的上升。并且，由于电压Vcref维持与暂停状态前的状态接近的状态，因此，比较器216能够顺利地从输出端子124输出信号，再次开始进行开关动作。
另外，能够通过调节电压V1而将脉动电压的大小控制得较小，但是，在控制得过小时，比较器216难以顺利地从输出端子124输出信号。因此，需要调节为最佳值，以使脉动小且顺利地进行动作。并且，信号VQ使用了RS-FF电路113的Q端子的信号，但是，只要是与输入到NMOS晶体管108的栅极的信号同步的信号，则也可以使用来自其他节点的信号。并且，作为控制模拟开关电路800的电路，使用了OR电路，但是，不限于该结构，只要是能够控制模拟开关电路800的电路，则也可以为任意的电路。
如上所述，具有图7的导通计时电路的本实施方式的DC/DC转换器通过在暂停状态中将脉动生成电路的输出电压控制为规定的电压，能够在从暂停状态恢复时，顺利地使计时电路进行动作，顺利地再次开始进行开关动作。并且，能够使小负载时的脉动电压小。
图10是示出本实施方式的DC/DC转换器另一例的电路图。与图1的实施方式的DC/DC转换器的不同之处在于，从导通计时电路111的输出端子125输出电压Vcref，输入到比较器112的第二反相输入端子，去除了对输出电压Vout进行分压的电阻103、104。
对图10的DC/DC转换器的动作进行说明。
当向电源端子101输入电源电压VDD时，DC/DC转换器从输出端子102将输出电压Vout输出。比较器112具有图3所示的4端子输入的结构，对输入到第二同相输入端子的基准电压电路105的基准电压Vref、输入到第二反相输入端子的从导通计时电路111输出的电压Vcref、输入到第一反相输入端子的从伪脉动电路114的输出端子122输出的电压以及输入到第一同相输入端子的从伪脉动电路114的输出端子123输出的电压进行比较，从比较器112的输出端子输出信号VS。在导通计时电路111中，输入端子121输入信号VQ，输入端子125输入信号VL，从输出端子124输出导通时间信号VR，从输出端子126输出电压Vcref。在RS-FF电路113中，R端子输入导通时间信号VR，S端子输入信号VS，从Q端子输出信号VQ。驱动电路110从第二输出端子输出信号VL。
在本实施方式的导通计时电路111中，平均化电路240没有直接使用输出电压Vout就生成与输出电压Vout成比例的平均化后的电压Vcref。由于平均化电路240的输出电压Vcref＝Vout/VDD×R2×I1，I1＝VDD×K，因此，Vcref＝Vout/VDD×R2×VDD×K，Vcref＝Vout×R2×K。因此，Vcref与输出电压Vout为比例关系，由于Vout＝Vcref×R2×K，因此通过控制Vcref，能够得到期望的输出电压Vout。
当平均化电路240的输出电压Vcref低于基准电压Vref时，信号VS成为高电平，使RS-FF电路113的Q端子的信号VQ为高电平。并且，将信号VQ输入到驱动电路110，根据信号VQ使NMOS晶体管108导通，使NMOS晶体管109截止，使输出电压Vout上升。当从导通计时电路111的输出端子124输出的导通时间信号VR成为高电平时，通过RS-FF电路113，信号VQ变为低电平，使NMOS晶体管108截止，使NMOS晶体管109导通，使输出电压Vout降低。将信号VQ为高电平的时间设为Ton，将从信号VQ成为高电平到再次成为高电平的时间设为TS，通过将该时间作为1个周期并根据该周期进行控制，而控制作为输出晶体管进行动作的NMOS晶体管108与NMOS晶体管109，从输出端子102产生输出电压Vout。
如上所述，由于本实施方式的DC/DC转换器能够不直接使用输出电压Vout就使计时电路进行动作，因此，能够防止因输出电压Vout的噪声影響等而导致的导通时间的偏离和进行错误动作的情况，能够进行稳定的控制。并且，由于导通时间信号能够进行duty控制，因此，即使输入输出条件改变，DC/DC转换器也能够以一定的动作频率进行动作。
另外，本实施方式的DC/DC转换器和导通计时电路不限于本实施方式中所说明的组合。即，无论图2、图5、图10的DC/DC转换器与图2、图6、图7的导通计时电路如何组合，都能够得到同样的效果。
并且，关于本实施方式的DC/DC转换器的控制，由于使输出电压Vout恒定，因此，电源电压VDD与duty之间的关系变为Vout＝VDD×duty，只要是进行这样的控制的DC/DC转换器，就能够通过本实施方式和结构的导通计时电路来进行输出电压Vout的控制。例如，正激式(forward)的DC/DC转换器。
关于正激式的DC/DC转换器的控制，当使输出电压为Vout，电源电压为VDD，作为负载的线圈的初级侧线圈为Np，作为负载的线圈的2次侧线圈为Ns时，按照Vout＝VDD×duty×Ns/Np进行控制，由于Ns/Np为固定常数，因此，与本实施方式以及结构的DC/DC转换器相同，通过duty对输出电压Vout进行控制。特别在Ns＝Np的情况下，与本实施方式以及结构的DC/DC转换器相同。
关于一般情况下的正激式的DC/DC转换器的结构，通过使开关元件与接地端子连接，所述开关元件进行接通断开动作，由所述开关元件控制流过作为负载的线圈的电流，由此，对输出电压Vout进行控制。驱动电路与使所述开关元件接通断开的控制端子连接。通过向所述驱动电路输入本实施方式和结构的RS-FF电路的输出信号VQ，能够产生输出电压Vout。
如上所述，本实施方式和结构的导通计时电路不限于用于本实施方式和结构的DC/DC转换器，也可以用于其他结构的DC/DC转换器。
并且，本发明的DC/DC转换器作为具有伪脉动电路114的结构进行了说明，但是，也可以采用向比较器112的第一反相输入端子输入脉动生成电路230的电压Vcref0，向第一同相输入端子输入平均化电路240的电压Vcref的结构。当这样构成DC/DC转换器时，即使不设置伪脉动电路114，也能够得到同样的效果。

Claims (5)

1.一种DC/DC转换器，其具有：
比较器，其对与DC/DC转换器的输出电压对应的伪脉动成分加上与所述输出电压对应的电压后的电压、和所述伪脉动成分与基准电压相加后的电压进行比较，输出比较结果的信号；
导通计时电路，其被输入与输入到输出晶体管的栅极的信号同步的控制信号，输出导通时间信号；
触发器电路，其被输入所述导通计时电路的导通时间信号与所述比较器的输出信号；
驱动电路，其被输入所述触发器电路的输出信号，控制所述输出晶体管；以及
逆流电流检测电路，其检测输出电流从输出端子逆流的前兆，向所述驱动电路输出检测信号，
该DC/DC转换器的特征在于，
所述导通计时电路具有：
脉动生成电路，其根据所述控制信号生成并输出脉动成分；
平均化电路，其输出将所述脉动成分平均化后的电压；
计时电路，其根据所述平均化电路输出的电压与所述控制信号，生成并输出所述导通时间信号；
逻辑电路，其被输入所述控制信号；以及
开关电路，其设置在所述脉动生成电路的输出端子与接地端子之间，所述开关电路被输入所述逻辑电路的输出信号，在检测到所述输出电流逆流的前兆时，控制为维持所述脉动生成电路的输出电压。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其特征在于，
所述输出晶体管是第一输出晶体管与第二输出晶体管，
输入到所述逻辑电路的控制信号为与输入到第一输出晶体管的栅极的信号同步的第一控制信号、以及与输入到第二输出晶体管的栅极的信号同步的第二控制信号。
3.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其特征在于，
输入到所述逻辑电路的控制信号为与输入到所述输出晶体管的栅极的信号同步的第一控制信号、以及与所述逆流电流检测电路输出的检测信号同步的第二控制信号。
4.一种DC/DC转换器，其具有：
比较器，其对与DC/DC转换器的输出电压对应的伪脉动成分加上与所述输出电压对应的电压后的电压、和所述伪脉动成分与基准电压相加后的电压进行比较，输出比较结果的信号；
导通计时电路，其被输入与输入到输出晶体管的栅极的信号同步的控制信号，输出导通时间信号；
触发器电路，其被输入所述导通计时电路的导通时间信号与所述比较器的输出信号；
驱动电路，其被输入所述触发器电路的输出信号，控制所述输出晶体管；以及
逆流电流检测电路，其检测输出电流从输出端子逆流的前兆，向所述驱动电路输出检测信号，
该DC/DC转换器的特征在于，
所述导通计时电路具有：
脉动生成电路，其根据所述控制信号生成并输出脉动成分；
平均化电路，其输出将所述脉动成分平均化后的电压；
计时电路，其根据所述平均化电路输出的电压与所述控制信号，生成并输出所述导通时间信号；
逻辑电路，其被输入所述控制信号；以及
开关电路，其设置在所述脉动生成电路的输出端子与接地端子之间，所述开关电路被输入所述逻辑电路的输出信号，
所述开关电路具有：
恒压电路，其输出规定的电压；
第一开关，其一个端子与所述恒压电路连接，另一个端子与所述脉动生成电路的输出端子连接，由所述逻辑电路的输出信号进行控制；以及
第二开关，其一个端子与接地端子连接，另一个端子与所述脉动生成电路的输出端子连接，由所述逻辑电路的输出信号反转后的信号进行控制，
在检测到输出电流从所述输出端子逆流的前兆时，所述第一开关导通，将所述脉动生成电路的输出端子的电压控制为所述规定的电压。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，
输入到所述比较器的与所述输出电压对应的电压为所述平均化电路的输出电压。
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