CN106575920B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源装置,其在降低电感电流中的放射噪音的同时,实现电感器的小型化。升压电源装置被设置在例如搭载在汽车等中的ECU中。升压电源装置具有升压用线圈、开关元件以及电流控制部(16)。电流控制部(16)在把升压用线圈中所流过的电感电流钳位在预先设定的峰值设定电流的钳位期间,使用比脉冲信号(SPL)更高频率的时钟信号(CK1)来控制开关元件(12)的接通、断开,并在钳位期间以外使用脉冲信号(SPL)控制开关元件的接通、断开。这样,控制开关元件的接通、断开从而控制升压用线圈中所流过的电感电流。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及电源装置,特别涉及对生成提供给车载用喷射器等的高电压的升压电源装置有效的技术。
背景技术
汽车等中搭载有控制发动机、电子设备等的各种各样的电子控制装置,也就是ECU(Engine Control Unit)。例如控制在燃料室中进行燃料喷射的喷射器的ECU中搭载有向该喷射器提供升压电源的升压电源装置。升压电源装置对从汽车中搭载的电池所提供的电源电压进行升压,生成使喷射器进行动作的升压电源。
在这种升压电源装置中,例如设置有通过开关元件所进行的开关动作对从电池提供的电源电压进行升压的升压用线圈。升压用线圈通过由开关元件的通电而积蓄到升压用线圈中的能量来产生高输出电压。
另外,升压电源装置例如通过恒定电流控制方式等进行生成的输出电压的控制。该恒定电流控制方式进行开关元件的接通、断开动作,以使升压用线圈中所流过的电感电流的平均电流值成为预先所设定的电流设定值。
此外,在这种升压电源装置所涉及的电压控制技术中,已知以下技术:通过电流检测手段一起检测在各转换器中所流过的电流,当各转换器中的多个为驱动状态时,通过驱动解除手段仅解除处于更长时间驱动状态的驱动信号,由此进行稳定的过电流动作。(例如参照专利文献1)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-207063号公报
发明内容
发明要解决的课题
近些年,在ECU中,为了实现小型化等,严格要求削减电路的面积。因此,在搭载升压电源装置的ECU中,电路面积占有率高的升压用线圈、即电感器的小型化的要求变得非常强烈。
在这里,作为削减电感器的面积、即对电感器进行小型化的技术,例如考虑如下两个。
一个是削减电感器的电感,另一个是减小电感器中流过的电流。
另一方面,ECU从EMC(ElectroMagnetic Compatibility)的观点出发,要求升压电源装置等放出的放射噪音满足规格。
为了降低升压电源装置的放射噪音,考虑例如降低开关元件的开关频率。由此,能够降低升压用线圈中所流过的电感电流的放射噪音。
然而,当减小开关频率时,为了把电感电流的平均电流值设为前述的设定电流值,必须延长开关元件的接通时间以及断开时间。如果开关元件的接通时间变长,升压用线圈中所流过的电感电流的电流峰值会随之变大。
如果电感电流的电流峰值变大,则需要具有与该电流值相称的电阻能力的电感器,其结果,存在升压用线圈大型化的问题。
另外,若提高开关元件的开关频率,则能够减小电感电流的电流峰值,但是由于开关频率变高,开关元件高速地动作,会增加电感电流的放射噪音,有可能不能满足所要求的规格。
本发明的目的是提供一种能够在降低电感电流的放射噪音的同时,实现电感器的小型化的技术。
根据本说明书的记载以及附图,本发明的所述以及其他目的和新特征会变得更清楚。
用于解决课题的手段
以下,对本申请所公开的发明中的代表性的发明的概要进行简单说明。
即,代表性的升压电源装置具有开关元件、升压用线圈和电流控制部。开关元件并联连接到直流电源。升压用线圈通过开关元件的开关动作将直流电源升压。电流控制部根据第1开关信号以及比第1开关信号更高频率的第2开关信号来控制开关元件的接通、断开,从而控制升压用线圈中所流过的电感电流。
另外,电流控制部在把升压用线圈中所流过的电感电流钳位在预先设定的峰值设定电流的钳位期间,使用第2开关信号控制开关元件的接通、断开,在钳位期间以外的期间,使用第1开关信号控制开关元件的接通、断开。
特别是电流控制具有第1信号生成部、第2信号生成部、选择器以及开关控制部。第1信号生成部生成第1开关信号。第2信号生成部生成第2开关信号。选择器根据脉冲切换信号,把第1信号生成部所生成的第1开关信号和第2信号生成部所生成的第2开关信号的某一个输出到开关元件。开关控制部生成输出到选择器的脉冲切换信号。
发明效果
以下,对通过本申请所公开的发明中的代表性的发明所得到的效果进行简单说明。
能够在降低放射噪音的同时实现升压电源装置的小型化。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的升压电源装置的结构的一个例子的说明图。
图2是表示设置在图1的升压电源装置中的电流控制部的结构的一个例子的说明图。
图3是表示图2的电流控制部的动作的一个例子的信号时序的说明图。
图4是表示本发明人研究过的恒定电流控制方式的升压电源装置的结构例的说明图。
图5是表示图4的升压电源装置中的电感电流与开关信号的信号波形的一个例子的时序图。
图6是表示实施方式2所涉及的升压电源装置的结构的一个例子的说明图。
图7是表示设置在图6的升压电源装置中的电流控制部的结构的一个例子的说明图。
图8是表示图7的电流控制部的动作的一个例子的信号时序的说明图。
图9是表示实施方式3所涉及的电流控制部的结构的一个例子的说明图。
图10是表示图9的电流控制部的动作的一个例子的信号时序的说明图。
具体实施方式
在以下的实施方式中,为方便起见,在必要时分为多个段落或实施方式进行说明,但除非特别进行了明示的情况,它们不是互相无关的,而是有一方是另一方的一部分或者全部的变形例、详细或补充说明等的关系。
另外,在以下的实施方式中,当涉及要素的数等(包含个数、数值、量、范围等)时,除非特别进行了明示的情况以及原理上明显地限定为特定数量的情况,不限定于该特定的数量,在特定的数量以上、以下均可。
进一步,在以下的实施方式中,除非特别进行了明示的情况以及原理上明显地认为是必须的情况,不言而喻该结构要素(也包含要素步骤等)并不是必须的。
同样地,在以下的实施方式中,当涉及结构要素等的形状、位置关系等时,除非特别进行了明示的情况以及原理上明显地认为不是这样的情况等,设为包含实质上与该形状等近似或类似的形状等。这一点对于上述数值以及范围也是相同的。另外,在用于说明实施方式的所有附图中,对相同的部件原则上付与相同的符号,并省略对其反复的说明。
(实施方式1)
以下,详细说明实施方式。
〈升压电源装置的结构例〉
图1是表示实施方式1所涉及的升压电源装置10的结构的一个例子的说明图。
升压电源装置10是例如搭载在汽车中的ECU所搭载的电源装置。在这种情况下,ECU负责例如喷射器的控制。喷射器是向燃料室喷射燃料的燃料喷射装置。此外,在这里,作为负载的一个例子列举了喷射器,但是由升压电源装置10提供电源的负载并不限定于此。升压电源装置10把作为工作电源而需要比电池BAT更高的电压的升压电源的各种电气安装件等作为负载即可。
升压电源装置10从搭载在汽车中的电池BAT的电源VB生成提供给成为负载的喷射器的高电压电源VBOOST。如图1所示,升压电源装置10具有升压用线圈11、开关元件12、电容器13、二极管14、电压控制部15以及电流控制部16。
升压用线圈11的一端连接例如搭载在汽车等中的电池BAT的正极(+)端子。升压用线圈11的另一端分别连接二极管14的阳极以及开关元件12的一端。开关元件12由例如N沟道MOS(Metal Oxide Semiconductor)的晶体管构成。
二极管14的阴极连接电容器13的一端。该二极管14与电容器13的连接节点成为升压电源装置10的输出部,输出高电压电源VBOOST。在这里,升压电源装置10所生成的高电压电源VBOOST的电压值为例如65V左右。
提供高电压电源VBOOST作为成为负载的喷射器IJ的工作电源。电池BAT的负极(-)端子分别连接开关元件12的另一端、电容器13的另一端。
电压控制部15监视从升压电源装置10输出的高电压电源VBOOST的电压电平,控制电流控制部16以使该高电压电源VBOOST成为期望的电压。
电流控制部16的信号输出部连接开关元件12的控制端子。电流控制部16从信号输出部输出开关信号来控制开关元件12的接通、断开动作,并控制成升压用线圈11中所流过的电感电流IL的平均值、即平均电流Ia成为既定的电流值。
接下来,对升压电源装置10的动作进行说明。
如果从升压电源装置10输出的高电压电源VBOOST的电压值比预先所设定的阈值电压更低,则电压控制部15输出使电流控制部16的动作开始的控制信号CNT。
电流控制部16接收从电压控制部15输出的控制信号CNT并输出开关信号SS。通过该开关信号SS,若接通开关元件12,则升压用线圈11中流过电流。另外,如断开开关元件12,则通过由通电而积蓄在升压用线圈11中的能量,在电容器13的两端产生高输出电压、即高电压电源VBOOST。
如果高电压电源VBOOST的电压值比预先设定的阈值电压更高,则电压控制部15输出控制信号CNT,从而使电流控制部16的动作停止。
〈电流控制部的结构例〉
图2是表示设置在图1的升压电源装置10中的电流控制部16的结构的一个例子的说明图。
如图2所示,电流控制部16具有时钟生成部20、分频器21、脉冲设定部22、脉冲生成部23、开关控制部24以及选择器25。时钟生成部20根据从图1的电压控制部15输出的控制信号CNT生成基本时钟。
成为第2信号生成部的分频器21输出对时钟生成部20所生成的基本时钟进行分频而得的时钟信号CK1。第1信号生成部、即脉冲生成部23把分频器21所生成的时钟信号CK1作为基准时钟生成脉冲信号SPL。时钟信号CK1成为第2开关信号,脉冲信号SPL成为第1开关信号。
开关控制部24按照由脉冲设定部22所设定的周期输出脉冲切换信号PSS。对开关控制部24输入分频器21所生成的时钟信号CK1,若变为所设定的周期,则与该时钟信号CK1的信号上同步地输出脉冲切换信号PSS。
对选择器25分别输入分频器21所生成的时钟信号CK1以及脉冲生成部23所生成的脉冲信号SPL。选择器25根据从开关控制部24输出的脉冲切换信号PSS,选择时钟信号CK1或脉冲信号SPL并输出。
该从选择器25输出的时钟信号CK1或脉冲信号SPL的某一个成为输入到图1的开关元件12的控制端子的开关信号SS。例如若从开关控制部24输出的脉冲切换信号PSS为高信号(Hi),则将时钟信号CK1作为开关信号SS而输出,若该脉冲切换信号PSS为低信号(Lo),则将脉冲信号SPL作为开关信号SS而输出。
时钟信号CK1把升压用线圈11中所流过的电感电流钳位在所设定的峰值设定电流左右的电流值。峰值设定电流设定升压用线圈11中所流过的电感电流的最大值。
脉冲设定部22根据脉冲设定控制信号PCS设定时钟信号CK1以及脉冲信号SPL的频率、占空比等。另外,脉冲设定部22根据脉冲设定控制信号PCS设定开关控制部24的脉冲切换信号PSS的时序等。此外,由于脉冲信号SPL是单脉冲,因此该设定不是设定频率、占空比,而可以设定输出间隔、输出期间等。
脉冲设定控制信号PCS从例如设置在ECU中的未图示的CPU等输出。通过该脉冲设定控制信号PCS,能够以各种方式设定时钟信号CK1、脉冲信号SPL的频率、占空比以及开关控制部24的脉冲切换信号PSS的定时等。
像这样,通过对脉冲设定控制信号PCS进行外部输入(这里是设置在ECU中的CPU),能够容易且灵活地变更时钟信号CK1、脉冲信号SPL的频率、占空比以及由开关控制部24所控制的脉冲切换信号PSS的定时等。
这在升压电源装置10的升压用线圈11的电感值发生变更时等会特别有效。例如存在如果负载发生变化,则根据该负载由升压电源装置生成的高电压电源的电压电平被改变,升压用线圈11的电感值被改变的情况。即使在这样的情况下,也能够通过CPU容易地设定与升压用线圈的电感值相称的峰值设定电流以及平均电流。
〈电流控制部的动作例〉
图3是表示图2的电流控制部16的动作的一个例子的信号时序的说明图。
在图3中,从上到下分别示出了设置在图1的升压电源装置10中的升压用线圈11中所流过的电感电流IL、从分频器21输出的时钟信号CK1、从脉冲生成部23输出的脉冲信号SPL、从开关控制部24输出的脉冲切换信号PSS以及从电流控制部16输出的开关信号SS中的信号时序。
如果输入了控制信号CNT,则时钟生成部20生成基准时钟。分频器21根据时钟生成部20所生成的基准时钟,生成成为通过脉冲设定部22设定的频率以及占空比的时钟信号CK1。
首先,从开关控制部24输出低信号的脉冲切换信号PSS。由此,选择器25把脉冲生成部23所生成的脉冲信号SPL作为开关信号SS进行输出。
在图3中,由于没有输出脉冲信号SPL,因此低信号作为开关信号SS被输出。当开关信号SS为低信号时,图1的开关元件12变为断开,因此电感电流IL上升。
然后,如果经过通过脉冲设定部22设定的期间、即电感电流IL上升到预先设定的峰值设定电流,则在时间t1,开关控制部24输出高信号的脉冲切换信号PSS。在这里,峰值设定电流是预先设定的升压用线圈11中所流过的峰值电流。由此,选择器25把分频器21所生成的时钟信号CK1作为开关信号SS进行输出。
时钟信号CK1被设定为充分高的频率,以使电感电流IL的振幅变小。在较短周期重复进行电感电流IL的上升以及下降。其结果,电感电流IL被钳位在峰值设定电流附近。分频器21所生成的时钟信号CK1的频率、占空比如前所述通过脉冲设定部22进行设定。
然后,把电感电流IL钳位在峰值设定电流附近后,在时间t3,开关控制部24再次输出低信号的脉冲切换信号PSS。此时,从脉冲生成部23输出单触发脉冲。
由此,从选择器25输出脉冲生成部23所生成的高信号的单触发脉冲作为开关信号SS。根据该开关信号SS,开关元件12变为接通,电感电流IL下降。
在这里,脉冲生成部23所输出的脉冲信号SPL的输出周期、高信号的输出期间也如前所述通过脉冲设定部22进行设定。
通过重复以上动作,电流控制部16把开关信号SS输出到开关元件12。
设定时钟信号CK1的频率和占空比以及脉冲信号SPL的输出周期和期间,使得电感电流IL的平均电流Ia成为预先设定的电流值。换言之,所设定的平均电流Ia是满足升压电源装置10的输出电流的规格的值。
〈基于本发明人的研究的升压电源装置50的结构例以及动作〉
图4是表示本发明人所研究的恒定电流控制方式的升压电源装置50的结构例的说明图。
升压电源装置50,如图所示,由电流传感电路51、升压用线圈52、开关元件53、二极管54、电压控制部55、电流控制部56以及电容器57构成。
基于开关元件53的接通、断开的升压动作,与图1相同,因此省略说明。电流传感电路51测定升压用线圈52中所流过的电感电流IL。该电流传感电路51测定的电感电流IL被输入到电流控制部56中。
电流控制部56根据电流传感电路51测定的电感电流IL生成开关信号SS来控制开关元件53的接通、断开动作,以使该电感电流IL的平均电流Ia成为预先设定的既定的电流值。
图5是表示图4的升压电源装置50中的电感电流IL与开关信号SS的信号波形的一个例子的时序图。
在图5中,上方是电感电流IL,其下方示出了从电流控制部56输出的开关信号SS的信号波形。另外,图5的开关信号中所示的实线以及虚线分别表示不同频率的开关信号。由图可知,实线的开关信号SS比虚线的开关信号频率更高。
另外,电感电流IL的实线表示开关元件53根据实线的开关信号SS进行动作时的电感电流的波形,电感电流IL的虚线表示开关元件53根据虚线的开关信号SS进行动作时的电感电流的波形。频率高的实线的开关信号以及虚线的开关信号的任一种情况下,电感电流IL的平均电流Ia都基本相同。平均电流Ia被设定为满足升压电源装置10的输出电流的规格的值。
在图5中,通过频率低的虚线的开关信号SS驱动开关元件53时,虚线所示的电感电流IL的振幅变大,其结果,峰值电流与实线所示的电感电流IL相比变大。
在这种情况下,能够降低开关元件53的开关频率,因此能够降低电感电流的放射噪音。但是,电感电流IL的峰值电流变大,必须准备具有与其电流值相称的电阻的升压用线圈52,该升压用线圈52变得大型化的同时成本也会上升。
另一方面,在通过比虚线的开关信号SS更高频率的实线的开关信号驱动开关元件53时,能够减小虚线所示的电感电流IL的振幅。其结果,能够将升压用线圈52小型化并降低成本。
然而,如果开关频率变高,电感电流的放射噪音则会增大,有可能不能满足汽车制造商等所要求的噪音规格。
另一方面,在图1所示的升压电源装置10中,如图3所示,如果经过通过脉冲设定部22所设定的期间,电感电流IL成为预先设定的电流值以上,则选择器25把分频器21所生成的时钟信号CK1作为开关信号SS进行输出。其结果,电感电流IL被钳位在预先设定的峰值设定电流左右的电流值。
因此,能够在降低电感电流IL的峰值电流的同时,减小开关信号SS的频率。
综上,能够实现一种在实现升压用线圈11的小型化的同时,降低放射噪音的升压电源装置10。由此,能够在进行ECU的小型化、低成本化的同时,提高该ECU的可靠性。
(实施方式2)
〈升压电源装置的结构例〉
图6是表示实施方式2的升压电源装置10中的结构的一个例子的说明图。
在图6的升压电源装置10中,与所述实施方式1的升压电源装置10的不同点是电流传感电路30为新设置的。成为电流测定部的电流传感电路30测定升压用线圈11中所流过的电感电流IL,并把其测定结果输出到电流控制部16。其他的连接结构,由于与图1相同,因此省略说明。
〈电流控制部的结构例〉
图7是表示设置在图6的升压电源装置10中的电流控制部16的结构的一个例子的说明图。
电流控制部16如图7所示,被构成为在由时钟生成部20、分频器21、脉冲设定部22、脉冲生成部23、开关控制部24以及选择器25所构成的与所述实施方式1的图2相同的结构中新增了比较器35、峰值电流检测部36和计数器37。另外,通过开关控制部24、峰值电流检测部36以及计数器37构成了开关设定控制部。
对比较器35的输入部以及峰值电流检测部36输入电流传感电路30所测定的电感电流IL。比较器35对电感电流IL与峰值设定电流值进行比较,并把其比较结果作为输出信号COM进行输出。具体的,如果电感电流IL变得比预先设定的峰值设定电流值更大,则输出高信号的输出信号COM,如果电感电流IL变得比该峰值设定电流值更小,则输出低信号的输出信号COM。
该峰值设定电流通过脉冲设定部22而被设定。另外,脉冲设定部22分别设定分频器21的时钟信号CK1的频率、占空比以及脉冲生成部23的脉冲信号SPL的输出周期以及输出期间等。
由脉冲设定部22所进行的这些设定,与所述实施方式1同样地,根据例如从设置在ECU中的未图示的CPU等输出的脉冲设定控制信号PCS而被设定。
峰值电流检测部36在每当电流传感电路30所测定的电感电流IL成为峰值设定电流值Ip时生成脉冲信号PLS。计数器37在峰值电流检测部36所生成的最初的脉冲信号PLS被输入时输出高信号的计数信号CT。之后,计数脉冲信号PLS的计数数量,并在该计数数量到达预先设定的计数数量时,输出低信号的计数信号CT。另外,计数器37在输出低信号的计数信号CT时,重置计数器值。
开关控制部24根据从计数器37输出的计数信号CT,把脉冲切换信号PSS输出到选择器25。对选择器25的输入部分别输入脉冲生成部23所生成的脉冲信号SPL以及比较器35所生成的输出信号COM。选择器25在从开关控制部24输出的输入部,根据脉冲切换信号PSS,把脉冲信号SPL或输出信号COM的某一个作为开关信号SS进行输出。此外,其他的分频器21以及时钟生成部20的连接结构以及动作,与所述实施方式1的图2相同。
〈电流控制部的动作例〉
图8是表示图7的电流控制部16中的动作的一个例子的信号时序的说明图。
在图8中,从上到下分别示出了电流传感电路30所测定的电感电流IL、峰值电流检测部36所输出的脉冲信号PLS、开关控制部24所输出的脉冲切换信号PSS、比较器35所输出的输出信号COM、从脉冲生成部23输出的脉冲信号SPL以及从选择器25输出的开关信号SS的信号时序。
首先,从开关控制部24输出低信号的脉冲切换信号PSS。由此,选择器25把脉冲生成部23所生成的脉冲信号SPL作为开关信号SS进行输出。
此时,从脉冲生成部23没有输出脉冲信号SPL,因此作为开关信号SS而输出低信号。当开关信号SS为低信号时,图6的开关元件12变为断开,电感电流IL上升。
如果峰值电流检测部36检测到电感电流IL上升且成为峰值设定电流值Ip,则输出脉冲信号PLS。计数器37若被输入最初的脉冲信号PLS,则输出高信号的计数信号CT。
其结果,开关控制部24根据高信号的计数信号CT,把从比较器35输出的输出信号COM作为开关信号SS进行输出(时间t4)。输出信号COM、即开关信号SS为高信号(期间T)时,开关元件12变为接通,电感电流IL下降。
如果电感电流IL的电流值变得比峰值设定电流值Ip更小,则比较器35再次输出高信号的输出信号COM。通过重复这些,电感电流IL的电流值被钳位在峰值设定电流值Ip附近。
峰值电流检测部36根据被钳位了的电感电流IL的电流值,输出脉冲信号PLS。计数器37计数被输入的脉冲信号PLS,当到达所设定的计数值时把低信号的计数信号CT输出到开关控制部24。另外,计数器37在输出低信号的计数信号CT时,重置计数器值。
开关控制部24如果被输入低信号的计数信号CT,则切换选择器25的输出,并进行控制以使从脉冲生成部23输出的脉冲信号SPL被输出(时间t5)。
此时,从脉冲生成部23生成高信号的脉冲信号SPL,该脉冲信号SPL作为开关信号SS被输出。当开关信号SS为高信号时,开关元件12变为接通,电感电流IL下降。
通过重复以上的动作,把电感电流IL的峰值电流钳位在峰值设定电流值Ip附近。
如上所述,通过使用比较器35进行电感电流IL的电流钳位的控制,能够高精度地进行控制以使电流钳位时的电流值大致恒定。
由此,除了上述实施方式1的效果,还能够提高升压电源装置10所生成的高电压电源VBOOST的稳定性。
(实施方式3)
〈电流控制部的结构例〉
图9是表示本实施方式3的电流控制部16中的结构的一个例子的说明图。此外,设置图9的电流控制部16的升压电源装置10的结构与所述实施方式2的图6相同。
电流控制部16如图9所示,具有脉冲设定部22、开关控制部24、选择器25以及滞回比较器40、41。脉冲设定部22根据例如从设置在ECU中的未图示的CPU等输出的脉冲设定控制信号PCS,进行开关控制部24以及滞回比较器40、41的设定。
具体的,是开关控制部24所输出的脉冲切换信号PSS的占空比以及用于后述的滞回比较器40、41的电流阈值Vth1~Vth3的设定。电流阈值Vth2是比电流阈值Vth1更低的值,电流阈值Vth3是比电流阈值Vth2更低的值。
电流阈值Vth1为第1阈值,电流阈值Vth2为第3阈值。另外,电流阈值Vth3为第2阈值。
选择器25根据开关控制部24所输出的脉冲切换信号PSS,把滞回比较器40的输出信号SG1或滞回比较器41的输出信号SG2的某一个作为开关信号SS进行输出。
成为第1信号生成部的滞回比较器40对电流阈值Vth1、Vth3与如图6所示的电流传感电路30所测定的电感电流IL进行比较,并输出其比较结果、即输出信号SG1。该输出信号SG1为第1开关信号。
具体的,如果电流传感电路30所测定的电感电流IL比电流阈值Vth1更大,则滞回比较器40输出高信号的输出信号SG1,如果该电感电流IL比电流阈值Vth3更小,则滞回比较器40输出低信号的输出信号SG1。
作为第2信号生成部的滞回比较器41对电流阈值Vth1、Vth2与如图6所示的电流传感电路30所测定的电感电流IL进行比较,并输出其比较结果、即输出信号SG2。该输出信号SG2为第2开关信号。
具体的,如果电流传感电路30所测定的电感电流IL比电流阈值Vth1更大,则滞回比较器41输出高信号的输出信号SG2,如果该电感电流IL比电流阈值Vth2更小,则滞回比较器41输出低信号的输出信号SG2。
〈电流控制部的动作例〉
图10是表示图9的电流控制部16的动作的一个例子的信号时序的说明图。
在图10中,从上到下分别示出了电流传感电路30所测定的电感电流IL、滞回比较器41的输出信号SG2、滞回比较器40的输出信号SG1、开关控制部24所输出的脉冲切换信号PSS以及从选择器25输出的开关信号SS的信号时序。
首先,在从开关控制部24输出的脉冲切换信号PSS的信号上升沿(时间t7),选择器25选择从滞回比较器41输出的输出信号SG2,并作为开关信号SS进行输出。
此外,根据如前所述事先输入的从CPU输出的脉冲设定控制信号PCS,脉冲设定部22对开关控制部24设定脉冲切换信号PSS的占空比。
如果电感电流IL比电流阈值Vth1更大,则滞回比较器41的输出信号SG2为高信号,如果该电感电流IL比电流阈值Vth2更小,则输出信号SG2为低信号。因此,脉冲切换信号PSS为高信号的期间,输出从滞回比较器41输出的脉冲状的输出信号SG2。
另外,设定电流阈值Vth1以及电流阈值Vth2作为图6所示的升压用线圈11的峰值设定电流,电流阈值Vth1与电流阈值Vth2之间的差被设定得小。由此,电感电流IL被钳位在电流阈值Vth1与电流阈值Vth2之间。
接下来,如果脉冲切换信号PSS变为低信号,则在该脉冲切换信号PSS的信号下降沿(时间t8),选择器25选择从滞回比较器40输出的输出信号SG1并作为开关信号SS进行输出。
此时,电感电流IL比电流阈值Vth3更大,因此从滞回比较器40输出的输出信号SG1为高信号。因此,图6的开关元件12变为接通,电感电流IL下降。在这里,电流阈值Vth3成为电感电流IL的最小电流值。
之后,如果电感电流IL下降并比电流阈值Vth3更小,则滞回比较器40的输出信号SG1变为低信号,开关元件12断开。由此,电感电流IL再次上升。
之后,开关控制部24输出脉冲切换信号PSS以使选择器25选择从滞回比较器41输出的输出信号SG2(时间t9)。以下重复同样的处理。
像这样,通过滞回比较器40、41设定电感电流IL中所流过的峰值电流以及最小电流,因此能够以高精度且大致恒定地控制这些峰值电流以及最小电流。
综上,除了上述实施方式1的效果,还能够生成更稳定的高电压电源VBOOST。
以上,根据实施方式对本发明人所做的发明进行了具体地说明,但是本发明不限定于所述实施方式,不言而喻在不脱离其主旨的范围内能够有多种变更。
此外,本发明不限定于上述所述实施方式,包含多种变形例。例如,上述所述实施方式为了更明白地说明本发明而进行了详细说明,并不限定为必须具备说明的全部结构。
另外,能够把某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构,另外,还能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外,对于各实施方式的结构的一部分,能够进行其他结构的增加、删除、置换。
符号说明
10 升压电源装置;
11 升压用线圈;
12 开关元件;
13 电容器;
14 二极管;
15 电压控制部;
16 电流控制部;
20 时钟生成部;
21 分频器;
22 脉冲设定部;
23 脉冲生成部;
24 开关控制部;
25 选择器;
30 电流传感电路;
35 比较器;
36 峰值电流检测部;
37 计数器;
40 滞回比较器;
41 滞回比较器;
50 升压电源装置;
51 电流传感电路;
52 升压用线圈;
53 开关元件;
54 二极管;
55 电压控制部;
56 电流控制部;
57 电容器;
BAT 电池。

Claims (3)

1.一种电源装置,其特征在于,具有:
开关元件,其与直流电源并联连接;
升压用线圈,其通过所述开关元件的开关动作将所述直流电源升压;以及
电流控制部,其通过第1开关信号以及比所述第1开关信号更高频率的第2开关信号控制所述开关元件的接通、断开,来控制所述升压用线圈中流过的电感电流,
所述电流控制部在把所述升压用线圈中流过的所述电感电流钳位在预先设定的峰值设定电流的钳位期间,使用所述第2开关信号控制所述开关元件的接通、断开,在所述钳位期间以外的期间,使用所述第1开关信号控制所述开关元件的接通、断开,
所述电源装置还具备:
电流测定部,其测定所述升压用线圈中流过的所述电感电流,
所述电流控制部具有:
第1信号生成部,其生成所述第1开关信号;
第2信号生成部,其生成所述第2开关信号;
选择器,其根据脉冲切换信号,把所述第1信号生成部所生成的所述第1开关信号和所述第2信号生成部所生成的所述第2开关信号的某一个输出到所述开关元件;以及
开关设定控制部,其生成输出到所述选择器的所述脉冲切换信号,
所述第2信号生成部对所述电流测定部所测定的所述电感电流与所述峰值设定电流进行比较,并输出其比较结果,
所述开关设定控制部具有:
峰值电流检测部,其每当所述电流测定部所测定的所述电感电流成为所述峰值设定电流时输出脉冲信号;
计数器,其根据对从所述峰值电流检测部输出的所述脉冲信号进行计数的计数数量,输出计数信号;以及
开关控制部,其根据所述计数器所输出的计数信号,输出所述脉冲切换信号,
在输入所述峰值电流检测部的所述脉冲信号后,直到所述脉冲信号的计数数量到达设定值为止的期间,所述计数器输出计数信号。
2.根据权利要求1所述的电源装置,其特征在于,
所述电流控制部还具有脉冲设定部,其根据从外部输入的脉冲设定控制信号,设定所述第2信号生成部所比较的所述峰值设定电流。
3.根据权利要求2所述的电源装置,其特征在于,
所述脉冲设定部还根据所述脉冲设定控制信号,设定所述第1信号生成部所生成的所述第1开关信号的频率和占空比的至少某一个。
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