CN115668730A - Dc-dc转换器以及电源控制用半导体集成电路和电源装置 - Google Patents

Abstract

具备：控制电路(11)，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差，对连接在电压输入端子与电压输出端子之间的开关元件或晶体管进行控制；电流源电路(15)，其流过预定的电流；电压修正电路(41)，其对参照电压或反馈电压进行修正；以及开关单元(SW1)，其根据从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号向有效电平的变化，来向电压输出端子输出电流源电路的电流，电压修正电路基于在输出了电流源电路的电流时从外部输入的与负载侧的电阻相关的信息来决定电压修正量。

Description

DC-DC转换器以及电源控制用半导体集成电路和电源装置

技术领域

本发明涉及对直流电压进行转换的电源装置，例如涉及一种有效用于DC-DC转换器及电源控制用半导体集成电路的技术，其中，该DC-DC转换器具有对向负载供给电源的电缆中的电压降进行补偿的功能。

背景技术

作为对输入直流电压进行转换而输出不同电位的直流电压的电路，具有开关调节器方式的DC-DC转换器。该开关调节器方式的DC-DC转换器中存在如下的DC-DC转换器，其具备：开关元件，其对电感器(线圈)施加从直流电源供给的直流电压来使电感器流过电流从而在电感器中积蓄能量；整流元件，其在该开关元件断开的能量释放期间对电感器的电流进行整流；以及控制电路，其对上述开关元件进行接通断开控制。而且，在开关调节器方式的DC-DC转换器中，使用误差放大器检测输出电压的大小，并进行若输出电压下降则延长开关元件的接通时间，若输出电压上升则缩短接通时间的控制。

存在从DC-DC转换器那样的电源装置经由电缆向成为负载的设备供给电源的系统。在这样的系统中，若供电的电缆的长度变长，则当电流通过电缆而从电源装置流向负载时，由于电缆所具有的电阻而产生电压降，无法保证负载设备所要求的电源电压。因此，需要在电源供给侧修正输出电压。电源装置由半导体集成电路(以下，称为电源IC)和与该电源IC连接的电容器、电阻等元件构成，该半导体集成电路内置有用于使电感器等无源元件中流过电流的开关元件以及用于生成在适当的定时对开关元件进行接通断开控制的信号的电路。

以往，假想由电源电缆导致的电压降而预先将输出电压设定得高，或者在电源IC侧设置用于修正电压的电路，在连接电缆时检测电缆的电阻值来修正电压，由此进行DC-DC转换器中的输出电压的修正。具体而言，如图7所示，在与电源电缆21连接的配线途中设置电流检测用电阻Rs，并且设置电压修正电路41，该电压修正电路41根据由电流检测用电阻Rs检测出的电压来修正参照电压VREF，该参照电压VREF是与电源IC内的误差放大器13被输入的输出反馈电压VFB进行比较的参照电压。此外，在图7中，RL是成为负载的设备的等效电阻，Rc1、Rc2是电缆21的电阻分量，ROVA是修正电压调整用的外置电阻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-85382号公报

专利文献2：日本特开2000-171270号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用了图7所示的现有的电源IC的DC-DC转换器中，无论输出电流的大小如何，都能够使向负载设备的电源端子施加的电压恒定。但是，在这样的结构的情况下，需要事先设定由输出的分压电阻Rb1、Rb2的电阻值和调整用的电阻ROVA的电阻值决定的电压修正量，因此在电源IC侧必须事先考虑OUT1-OUT2端子间的信息(负载侧的电阻值)来进行设计，存在导致设计工时增大的课题。另外，系统的设计者需要决定调整用的外置电阻的值，并且需要外置电阻，因此存在系统构成部件的数量变多的课题。

另外，作为为了向负载设备供给高精度的电压而设置有输出电压修正电路的发明，例如存在专利文献1所记载的发明。

然而，专利文献1所记载的发明的课题在于，抑制取决于输入电压、电感器电流、开关频率、电感器值、输出电容器的串联等效寄生电阻值的脉动来将输出电压保持为恒定，这与本发明的课题不同，并且专利文献1所记载的发明基于输出的反馈电压来修正误差放大器的参照电压，没有根据输出电流的大小来修正电压，在这一点上与本发明不同。

另外，在经由电缆向负载设备供给电源的系统中，例如在专利文献2中记载了以不需要与电缆的配线长度引起的电压降相对应地每次调整输出电压为课题的电源电路的发明。但是，在专利文献2所记载的发明中，在作为负载设备的编码器中设置电源电压电平检测电路，将检测出的电压的信息向电源供给电路发送，存在系统设计者的负担变大的课题。

并且，专利文献1和2所记载的发明均需要在系统的动作过程中一直持续地检测输出电压或负载侧的电压。

本发明是在上述那样的背景下完成的，其目的在于，提供一种无需事先考虑负载侧的电阻值来进行设计，能够减轻系统设计者的负担的DC-DC转换器以及电源控制用半导体集成电路以及电源装置。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种无需在系统的动作过程中一直持续检测输出电压或负载侧的电压，能够使对负载设备的电源端子施加的电压恒定的DC-DC转换器及电源控制用半导体集成电路以及电源装置。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明为一种DC-DC转换器，其对从直流电源供给的直流输入电压进行转换而输出不同电位的直流电压，所述DC-DC转换器具备：

控制电路，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差对开关元件进行控制；

电流源电路，其流过预定的电流；

电压修正电路，其对所述参照电压或所述反馈电压进行修正，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时从外部输入的与负载侧的电阻相关的信息来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

根据上述结构，由于DC-DC转换器具备自动修正与反馈电压进行比较的参照电压的功能，因此无需事先考虑负载侧的电阻值来进行设计，能够减轻系统设计者的负担。

另外，无需在系统的动作过程中一直持续地检测输出电压或负载侧的电压，也能够使向负载设备的电源端子施加的电压恒定。

另外，与负载侧的电阻相关的信息中包含向负载设备或负载装置供电的电缆或配线的电阻值。另外，还能够使用例如RS485那样的规格的通信设备从负载设备或负载装置向DC-DC转换器发送与负载侧的电阻有关的信息。

在此，优选具备开关单元，其根据从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号向有效电平的变化，将所述电流源电路的电流向电压输出端子输出。

根据该结构，能够利用来自外部的信号朝向电压输出端子输出电流源电路的电流。

另外，优选构成为在电压输入端子与电压输出端子之间，与所述开关元件串联地连接电流-电压转换元件，经由所述电流-电压转换元件朝向电压输出端子输出所述电流源电路的电流，所述电压修正电路基于由所述电流-电压转换元件转换后的电压来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

根据该结构，基于由电流-电压转换元件(电流检测用电阻)转换后的电压来决定电压修正量并修正参照电压或反馈电压，因此不需要从负载设备侧发送负载侧的电阻值信息，所以能够减轻系统设计者的负担。

并且，优选所述电压修正电路具备：

减法电路，其计算所述电流-电压转换元件的两端子的电位差；

第一电压-电流转换电路，其将所述减法电路计算出的电位差转换为电流；

可变电阻电路，其与所述第一电压-电流转换电路连接；

第二电压-电流转换电路，其将所述参考电压转换为电流；

合成电路，其将所述第一电压-电流转换电路转换后的电流与所述第二电压-电流转换电路转换后的电流进行合成来转换为电压，并作为修正后电压输出，

所述可变电阻电路构成为根据所述电流-电压转换元件转换后的电压，电位差越大则电阻值越大。

根据该结构，由于具备自动决定电压修正量的可变电阻电路，因此系统设计者不需要决定调整用的外置电阻的值，因此能够减轻系统设计者的负担，并且通过将可变电阻电路内置于电源控制用IC，能够减少DC-DC转换器的构成部件个数。

另外，优选所述控制电路具备：

误差放大电路，其输出与连接在电压输出端子和接地点之间的分压电路分压后的电压和所述参照电压的电位差对应的电压；

逻辑电路，其根据所述误差放大电路的输出电压来生成所述开关元件的接通、断开控制信号。

由此，能够利用现有的设计资产容易地设计DC-DC转换器。

本申请的另一发明是一种构成DC-DC转换器的电源控制用半导体集成电路，该DC-DC转换器使连接在电压输入端子与连接电感器的一个端子的外部端子之间的开关元件接通、断开来对流过所述电感器的电流进行整流，由此对从直流电源供给的直流输入电压进行转换而输出不同电位的直流电压，

所述电源控制用半导体集成电路具备：

控制电路，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差来控制所述开关元件；

电流源电路，其流过预定的电流；

开关单元，其朝向电压输出端子输出所述电流源电路的电流；

电压修正电路，其对所述参考电压或所述反馈电压进行修正；

外部信息输入端子，其输入来自外部的信息信号，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时从负载侧输入给所述外部信息输入端子的信息信号来决定电压修正量，修正所述参考电压或所述反馈电压。

根据上述结构，电源控制用IC具备根据来自外部的信息自动修正与反馈电压进行比较的参照电压的功能，因此无需事先考虑负载侧的电阻值信息来进行DC-DC转换器的设计，能够减轻系统设计者的负担。另外，无需在系统的动作过程中一直持续地检测输出电压或负载侧的电压，也能够使向负载设备的电源端子施加的电压恒定。并且，基于电流-电压转换元件(电流检测用电阻)转换后的电压来决定电压修正量并修正参照电压或反馈电压，因此不需要从负载设备侧发送负载侧的电阻值信息，因此能够减轻系统设计者的负担。

在此，优选具备：从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号的输入端子；以及向所述电感器的另一方的端子输入与该电感器串联连接的电流-电压转换元件的两端子的电压的一对外部信息输入端子，所述开关单元根据所述信号向有效电平的变化，向所述一对外部信息输入端子中的与所述电感器和所述电流-电压转换元件的连接点连接的端子输出所述电流源电路的电流，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时输入到所述一对外部信息输入端子的电压的差来决定电压修正量，修正所述参照电压或所述反馈电压。

根据该结构，能够利用用于输入由电流-电压转换元件(电流检测用电阻)转换后的电压的端子而使电流源电路的电流流向电流-电压转换元件，因此能够减少IC的外部端子数。

并且，优选所述电压修正电路具备：减法电路，其计算所述电流-电压转换元件的两端子的电位差；第一电压-电流转换电路，其将所述减法电路计算出的电位差转换为电流；可变电阻电路，其与所述第一电压-电流转换电路连接；第二电压-电流转换电路，其将所述参考电压转换为电流；合成电路，其将所述第一电压-电流转换电路转换后的电流与所述第二电压-电流转换电路转换后的电流进行合成来转换为电压，并作为修正后电压输出，所述可变电阻电路构成为根据所述电流-电压转换元件转换后的电压，电位差越大则电阻值越大。

根据该结构，由于具备自动决定电压修正量的可变电阻电路，因此系统设计者不需要决定调整用的外置电阻的值，因此能够减轻系统设计者的负担，并且通过将可变电阻电路内置于电源控制用IC，能够减少DC-DC转换器的构成部件个数。

另外，优选所述控制电路具备：误差放大电路，其输出与连接在所述电压输出端子和接地点之间的分压电路分压后的电压与所述参照电压的电位差对应的电压；逻辑电路，其根据所述误差放大电路的输出电压来生成所述开关元件的接通、断开控制信号。

由此，能够利用现有的设计资产容易地设计DC-DC转换器。

发明效果

根据本发明，能够提供一种DC-DC转换器以及电源控制用半导体集成电路，由于具有自动地修正与反馈电压进行比较的参考电压的功能，从而无需事先考虑负载侧的电阻值来进行设计，能够减轻系统设计者的负担。另外，具有如下效果：能够提供一种无需在系统的动作过程中一直持续检测输出电压、负载侧的电压也能够使向负载设备的电源端子施加的电压恒定的DC-DC转换器以及电源控制用半导体集成电路以及电源装置。

附图说明

图1是表示应用了本发明的DC-DC转换器及电源用半导体集成电路(电源IC)的一实施方式的电路结构图。

图2是表示图1的DC-DC转换器中的使能信号和流向电流检测用电阻的电流和向负载设备的供给电压的变化的时序图。

图3是表示电源IC内的电压修正电路的具体例的电路结构图。

图4A是表示实施方式的电源IC中的外部端子SENSP、SENSN的输入电压与电压修正电路的输出电压的关系的曲线图。

图4B是表示外部端子SENSP、SENSN的输入电压与DC-DC转换器的输出电压的关系的曲线图。

图5是表示应用了本发明的系统的变形例的结构图。

图6A是表示图5的系统中的电源IC的第一动作定时例的时序图。

图6B是表示图5的系统中的电源IC的第二动作定时例的时序图。

图7是表示现有的DC-DC转换器及电源IC的结构例的电路结构图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的优选实施方式进行说明。

图1表示将本发明应用于开关控制方式的DC-DC转换器(直流电源装置)时的一实施方式。虽然没有特别限定，但在图1中构成由实线A包围的电路的元件形成在1个半导体芯片上，构成为半导体集成电路(IC)。另外，相对于输出端子OUT1、OUT2靠左侧的电路形成在印刷配线基板那样的基板上，输出端子OUT1、OUT2与IC或基板上的部件、元件之间通过形成在基板上的印刷配线连接。

该实施方式的DC-DC转换器由电源控制用半导体集成电路(以下，记为电源IC)10、电感器(线圈)L1、平滑电容器C1、电流检测用的电阻Rs、以及平滑电容器C2等构成，上述电源控制用半导体集成电路10内置有用于向外部流过电流的开关元件和用于生成在适当的定时对该开关元件进行接通、断开控制的信号的控制电路，上述电感器(线圈)L1的一个端子与该电源IC10的外部端子SW连接；上述平滑电容器C1连接在该电感器L1的另一个端子与接地点(IC的接地端子PGND)之间；上述电流检测用的电阻Rs在上述外部端子SW与电压输出端子OUT1之间与电感器L1串联连接；上述平滑电容器C2连接在电压输出端子OUT1与接地点之间。

另外，本实施方式的DC-DC转换器具备电压输出端子OUT2，其连接在与电源IC10的接地端子PGND相同的接地点，电缆21的一端与电压输出端子OUT1和OUT2连接，另一端与成为负载的设备22的电压输入端子CN1、CN2连接，经由电缆21向负载供给直流电压。电阻Rc1、Rc2表示电缆21所具有的电阻成分，RL表示负载设备22的等效电阻(负载电阻)。另外，连接在电压输出端子OUT1与接地点之间的串联电阻Rb1、Rb2是用于将对DC-DC转换器的输出电压Vout进行分压而得到的电压VFB输入到电源IC10的反馈端子FB的泄放电阻。

电源IC10由开关晶体管M1、同步整流晶体管M2、逻辑电路11、驱动电路12A、12B、误差放大器13、参照电压供给电路14等构成，上述开关晶体管M1作为由N沟道MOSFET(场效应晶体管)构成的开关元件，连接在被施加由电池等直流电源供给的直流电压的电源输入端子VIN与上述外部端子SW之间，通过使电感器L1流过电流来进行驱动，上述同步整流晶体管M2连接在外部端子SW与接地端子PGND之间；上述逻辑电路11作为用于生成对上述晶体管M1、M2进行接通、断开控制的信号的控制电路；上述驱动电路12A、12B通过由逻辑电路11生成的接通、断开控制信号对上述晶体管M1、M2进行接通、断开驱动；上述误差放大器13的反相输入端子与反馈端子FB连接；上述参照电压供给电路14用于供给向该误差放大器13的非反相输入端子施加的参照电压VREF'。驱动电路12A的电源电压是使IC的内部电压VDD升高后的电压BS。

另外，在电源IC10中设置有：被输入上述电流检测用电阻Rs的两端子的电压的外部端子SENSP、SENSN；串联连接在内部电源电压端子Vcc与外部端子SENSP之间的恒流源15和开关元件SW1；以及从外部输入用于使该电源IC10成为动作状态的使能信号EN的外部端子PEN。该使能信号EN被输入到逻辑电路11，逻辑电路11生成在向使能信号EN的有效电平即高电平上升时使上述开关元件SW1暂时接通的控制信号CS。另一方面，在负载设备22的电压输入端子CN1、CN2之间也设置有通过使能信号EN使CN1、CN2之间短路的开关元件SW2。

由此，当使开关元件SW1、SW2接通时，如图2的(B)所示，电流Ibias从恒流源15经由外部端子SENSP暂时流过电流检测用电阻Rs。

并且，通过由外部端子SENSP输出的上述电流Ibias，如图2的(C)的期间T1所示，输出端子OUT1-OUT2之间的电压发生变化，通过电流检测用电阻Rs中的电压降而产生的电压被输入到外部端子SENSP、SENSN。此时，通过电流检测用电阻Rs中的电压降而产生的电压取决于电缆21的电阻成分和负载设备22的等效电阻RL，因此反映了负载侧的电阻值。

参照电压供给电路14具备：电压修正电路41，其基于上述外部端子SENSP、SENSN的输入电压，生成用于修正向误差放大器13的非反相输入端子施加的参照电压的修正电压VOVA；合成单元42，其将电压修正电路41生成的电压VOVA与成为基准的参照电压VREF进行合成，并向误差放大器13供给修正后的参照电压；可变电阻电路VR，其用于调整电压修正电路41的电压修正量。因此，如图2的(C)的期间T2那样，在没有电压修正的情况下如虚线那样变化，但通过电压修正如实线那样变化。另外，电压修正电路41的电压修正量成为与负载电阻RL的电阻值对应的大小。

图3示出了上述电压修正电路41的具体电路结构例。

如图3所示，本实施例的电压修正电路41具备：减法电路44，其由输入电阻R1、R2、运算放大器AMP1和反馈电阻R3构成；电压-电流转换电路45，其由减法电路44的输出被输入到非反相输入端子的缓冲放大器AMP2和该放大器AMP2的输出被施加到栅极端子的MOS晶体管M3构成；电流镜电路(M4、M5)46，其流过与MOS晶体管M3中流过的电流成比例的电流。减法电路44经由输入电阻R1、R2输入上述外部端子SENSP、SENSN的电压，从而输出与端子SENSP、SENSN的电位差ΔV对应的电压，电压-电流转换电路45通过将该电压转换为电流而引入与ΔV对应的电流。

另外，在本实施例的电压修正电路41中，在上述MOS晶体管M3的源极端子与接地点之间连接有用于调整电压修正量的可变电阻电路VR，并且还具备电阻调整电路47，该电阻调整电路47根据外部端子SENSP、SENSN的电压来生成对上述可变电阻电路VR的电阻值ROVA进行调整的信号。可变电阻电路VR构成为例如具有多个梯形电阻以及与各电阻并联或串联连接的开关元件，根据来自上述电阻调整电路47的信号选择性地使开关元件成为接通状态，由此使电阻值发生变化。

在电阻调整电路47中设置有寄存器，该寄存器用于存储对于在使能信号EN上升时通过使电流Ibias暂时流过电流检测用电阻Rs而得到的电阻值ROVA进行调整的信号的信息。也可以构成为从IC外部(例如负载设备)提供用于对可变电阻电路VR的电阻值ROVA进行调整的信号。在设为从IC外部提供可变电阻电路VR的调整信号(信息)时，需要准备用于向电源IC10输入调整信号的外部端子。另外，也可以设置电阻调整电路47和用于输入调整信号的外部端子双方，在该情况下，可以构成为使来自外部的调整信号优先，或者能够选择其中的任意一方。

另外，合成单元42具备：电压-电流转换电路48，其由非反相输入端子被输入成为基准的参考电压VREF的缓冲放大器AMP3和栅极端子被施加该放大器AMP3的输出的MOS晶体管M6构成；电流镜电路(M7、M8)49，其流过与MOS晶体管M6中流过的电流成比例的电流，MOS晶体管M6的漏极端子经由电阻R5与接地点连接。

然后，使构成电流镜电路49的输出侧的MOS晶体管M8的漏极电流与构成上述电压修正电路41的电流镜电路46的输出侧的MOS晶体管M5的漏极电流在节点N1处合流而流过电阻R5，由此生成并输出将修正电压VOVA与成为基准的参考电压VREF相加后的合成电压。构成为该电压作为参照电压VREF'被输入到图1的误差放大器13的非反相输入端子。

图4A示出了外部端子SENSP、SENSN的电位差ΔV与修正后的电压VOVA之间的关系。根据图4A可知，在本实施例的电路中，修正电压VOVA被设定为与外部端子SENSP、SENSN的电位差ΔV成比例，可变电阻VR的电阻值ROVA越大则斜率越大。

在图1所示的上述实施方式的DC-DC转换器中，当流过电流检测用电阻Rs的电流变多从而外部端子SENSP、SENSN的电位差ΔV变大时，输入到误差放大器13的参考电压VREF'变高，逻辑电路11使开关晶体管M1和M2的接通时间变化。其结果是，如图4B所示，外部端子SENSP、SENSN的电位差ΔV越大，则DC-DC转换器的输出电压Vout越高，向负载设备22的电压输入端子CN1供给的电压VLOAD被控制为大致恒定。

关于本实施例的电源IC中的逻辑电路(开关控制电路)11中的开关晶体管M1和M2的接通、断开控制方式，例如像日本特开2012-139023号公报中记载的那样，以往提出了各种控制方式，在本实施方式的DC-DC转换器中，能够采用公知的控制方式来构成逻辑电路11，因此省略具体例的说明。

在本实施例的电源IC的逻辑电路11中，除了开关晶体管M1和M2的接通、断开控制以外，如上所述，还包含用于生成在使能信号EN上升时使电流Ibias暂时流过电流检测用电阻Rs的控制信号的逻辑，并且设置用于在调整了可变电阻VR的电阻值后开始本来的开关控制的定时器。也可以代替计时器而设置接收来自电阻调整电路47的调整结束信号来开始开关控制的逻辑。

如上所述，在本实施方式中，在使能信号EN上升时使电流Ibias暂时流过电流检测用电阻Rs由此来取得负载侧的电阻值信息，并且DC-DC转换器自动地决定参照电压的修正量并进行调整，因此能够削减以往那样在设计时所需的在DC-DC转换器侧进行周边部件调整的研究工序。另外，在构筑系统时，所使用的电源电缆21的电阻值具有偏差，但是本实施方式的DC-DC转换器还包含电源电缆21的电阻值偏差在内施加修正，因此具有不需要考虑部件偏差的优点。并且，实施例的电源IC内置有电压修正量调整用的电阻，因此与图7所示的使用以往的电源IC的DC-DC转换器相比，能够减少部件数量，其中，以往的电源IC具备作为外置元件的电压修正量调整用电阻。

(变形例)

接着，使用图5及图6A和图6B对上述实施方式的DC-DC转换器(电源IC)的变形例进行说明。

如图5所示，本变形例构成为，在包含DC-DC转换器110的电源装置100和负载装置200中分别设置能够按照RS485那样的通信标准执行串行通信的通信单元120和220，从负载装置200向电源装置100发送(反馈)与负载侧的电阻相关的信息。

另外，构成电源装置100的电源IC与图1所示的电源IC10同样地，构成为具备恒流源15以及开关元件SW1和电压修正电路41，在电压修正电路41中进行向误差放大器13供给的参考电压的修正。

另一方面，在负载装置200中例如设置：AD转换电路(ADC)210，其将通过使用串联电阻Rb3、Rb4对电压输入端子CN1的电压进行分压而取得的负载侧的电阻的信息(模拟值)转换为数字值；以及通信单元220，其将转换后的数字值从端子CN3、CN4输出。

并且，在本变形例中，不需要在电源装置100设置电流检测用电阻Rs，在DC-DC转换器110的电源IC中，代替图3所示的外部端子SENSP、SENSN而设置经由通信电缆23输入来自负载装置200侧的信息(串行数据)的一对端子P1、P2，电压修正电路41构成为从图3所示的电路中去除了由减法电路44以及缓冲放大器AMP2和MOS晶体管M1构成的电压-电流转换电路45的电路。并且，电阻调整电路47构成为根据从负载装置200侧供给的数据来调整可变电阻电路VR的电阻值ROVA。

负载装置200的通信单元220由进行并行/串行转换的转换器221和串行端口(驱动器)222构成，电源装置100的通信单元120由进行串行/并行转换的转换器121和串行端口(接收器)122构成。各通信单元120和220也可以构成为能够进行双向通信。

图6A、图6B表示本变形例的电压修正动作的时序例。

图6A、图6B中的图6A与上述实施例同样地构成为，在使能信号EN上升时使开关元件SW1接通，使来自恒流源15的电流流向电源电缆，向电源装置100发送此时在负载侧检测出的电阻的信息(包含电缆的电阻成分)，电源IC使用接收到的信息(反馈信号)进行电压修正。在这样的结构的情况下，在电压修正电路41中生成的修正电压VOVA在使能信号EN上升时被修正一次而发生变化。

另一方面，图6B构成为在系统的动作过程中定期地从负载装置200向电源装置100发送与负载侧的电阻相关的信息(反馈信号)，电源IC使用接收到的信息进行电压修正。在这样的结构的情况下，在电压修正电路41中生成的修正电压VOVA根据负载装置200的电压输入端子CN1的电压VLOAD的变化而变化。

从负载装置200向电源装置100发送与负载侧的电阻相关的信息的定时可以是电源装置100的电源IC使内部的开关元件SW1定期地接通而使来自恒流源15的电流流向电源电缆的定时，也可以是除此以外的定时。在设为除此以外的定时的情况下，电源IC中不需要恒流源15和开关元件SW1。另外，也可以构成电源装置100的电源IC，使得能够选择在图6A所示的定时和图6B所示的定时中的哪个定时执行电压修正。

以上，基于实施方式具体说明了由本发明人作出的发明，但本发明并不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，通过电压修正电路修正参照电压，但也可以修正反馈电压。

另外，在上述实施方式中，示出了使用MOS晶体管来作为构成电源IC10的晶体管，但也可以代替MOS晶体管而使用双极晶体管。此外，在上述实施方式中，说明了将本发明应用于同步整流方式的DC-DC转换器，但本发明也能够应用于使用二极管来代替图1的开关晶体管M2的非同步整流方式的DC-DC转换器。

另外，在上述实施方式中，作为应用例，说明了从电源装置向成为负载的设备供给直流电源的系统，但本发明也能够应用于例如在由伺服驱动器和编码器构成的系统中，在伺服驱动器侧设置对编码器的电源供给功能，从编码器向伺服驱动器反馈与负载侧的电阻相关的信息来控制(修正)电源的情况。

产业上的应用

在上述实施方式中，说明了将本发明应用于开关控制方式的DC-DC转换器的情况，但是本发明也能够应用于根据来自输出侧的反馈电压对设置在电压输入端子与输出端子之间的晶体管进行连续控制而将输出电压维持为恒定的线性调节器。

另外，在上述实施方式中，说明了将本发明应用于降压型的DC-DC转换器的情况，但本发明也能够应用于升压型或升降压型的DC-DC转换器。并且，与电压模式控制、电流模式控制、滞后控制这样的控制方式无关地而能够采用本发明。

附图标记说明

10……电源用半导体集成电路(电源IC)、11……逻辑电路(控制电路)、12A、12B……驱动电路、13……误差放大器、14……参照电压供给电路、15……恒流源、21……电源线、22……负载设备、41……电压修正电路、42……合成单元、44……减法电路、45、48……电压-电流转换电路、46、49……电流镜电路、47……电阻调整电路、VR……可变电阻电路、L1……电感器(线圈)、M1……电感器驱动用的开关晶体管(开关元件)。

Claims (14)

1.一种DC-DC转换器，其对从直流电源供给的直流输入电压进行转换来输出不同电位的直流电压，

其特征在于，

所述DC-DC转换器具备：

控制电路，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差来对开关元件进行控制；

电流源电路，其流过预定的电流；以及

电压修正电路，其对所述参照电压或所述反馈电压进行修正，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时从外部输入的与负载侧的电阻相关的信息来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其特征在于，

所述DC-DC转换器具备开关单元，该开关单元根据从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号向有效电平的变化，来向电压输出端子输出所述电流源电路的电流。

3.根据权利要求1或2所述的DC-DC转换器，其特征在于，

在电压输入端子与电压输出端子之间，与所述开关元件串联地连接电流-电压转换元件，

所述电流源电路的电流经由所述电流-电压转换元件向电压输出端子输出，所述电压修正电路构成为基于由所述电流-电压转换元件转换后的电压来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

4.根据权利要求3所述的DC-DC转换器，其特征在于，

所述电压修正电路具备：

减法电路，其计算所述电流-电压转换元件的两端子的电位差；

第一电压-电流转换电路，其将所述减法电路计算出的电位差转换为电流；

可变电阻电路，其与所述第一电压-电流转换电路连接；

第二电压-电流转换电路，其将所述参考电压转换为电流；

合成电路，其将所述第一电压-电流转换电路转换后的电流与所述第二电压-电流转换电路转换后的电流进行合成来转换为电压，并作为修正后电压输出，

所述可变电阻电路构成为根据由所述电流-电压转换元件转换后的电压，电位差越大则电阻值越大。

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，

所述控制电路具备：

误差放大电路，其输出连接在电压输出端子和接地点之间的分压电路分压后的电压与所述参照电压的电位差所对应的电压；以及

逻辑电路，其根据所述误差放大电路的输出电压来生成所述开关元件的接通、断开控制信号。

6.一种构成DC-DC转换器的电源控制用半导体集成电路，该DC-DC转换器使连接在电压输入端子与连接电感器的一个端子的外部端子之间的开关元件接通、断开来对流过所述电感器的电流进行整流，由此对从直流电源供给的直流输入电压进行转换来输出不同电位的直流电压，

其特征在于，

所述电源控制用半导体集成电路具备：

控制电路，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差来控制所述开关元件；

电流源电路，其流过预定的电流；

开关单元，其向电压输出端子输出所述电流源电路的电流；

电压修正电路，其对所述参考电压或所述反馈电压进行修正；以及

外部信息输入端子，其输入来自外部的信息信号，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时从负载侧输入给所述外部信息输入端子的信息信号来决定电压修正量，修正所述参考电压或所述反馈电压。

7.根据权利要求6所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

所述电源控制用半导体集成电路具备：

从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号的输入端子；以及

向所述电感器的另一个端子输入与该电感器串联连接的电流-电压转换元件的两端子的电压的一对外部信息输入端子，

所述开关单元根据所述信号向有效电平的变化，向所述一对外部信息输入端子中的与所述电感器和所述电流-电压转换元件的连接点连接的端子输出所述电流源电路的电流，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时向所述一对外部信息输入端子输入的电压的差来决定电压修正量，修正所述参照电压或所述反馈电压。

8.根据权利要求7所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

所述电压修正电路具备：

减法电路，其计算所述电流-电压转换元件的两端子的电位差；

第一电压-电流转换电路，其将所述减法电路计算出的电位差转换为电流；

可变电阻电路，其与所述第一电压-电流转换电路连接；

第二电压-电流转换电路，其将所述参考电压转换为电流；

合成电路，其将所述第一电压-电流转换电路转换后的电流与所述第二电压-电流转换电路转换后的电流进行合成来转换为电压，并作为修正后电压输出，

所述可变电阻电路构成为根据由所述电流-电压转换元件转换后的电压，电位差越大则电阻值越大。

9.根据权利要求6至8中的任意一项所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

所述控制电路具备：

误差放大电路，其输出连接在所述电压输出端子和接地点之间的分压电路分压后的电压与所述参照电压的电位差所对应的电压；以及

逻辑电路，其根据所述误差放大电路的输出电压来生成所述开关元件的接通、断开控制信号。

10.一种电源装置，其对从直流电源供给的直流输入电压进行转换来输出不同电位的直流电压，其特征在于，

所述电源装置具备：

控制电路，其根据与输出电压成比例的反馈电压与预定的参照电压的电位差，来对连接在电压输入端子与电压输出端子之间的开关元件或电压控制用晶体管进行控制；

电流源电路，其流过预定的电流；以及

电压修正电路，其对所述参照电压或所述反馈电压进行修正，

所述电压修正电路构成为基于在输出了所述电流源电路的电流时从外部输入的与负载侧的电阻相关的信息来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

11.根据权利要求10所述的电源装置，其特征在于，

所述电源装置具备开关单元，该开关单元根据从外部供给的用于对电路动作的执行/停止进行控制的信号向有效电平的变化，来向所述电压输出端子输出所述电流源电路的电流。

12.根据权利要求10或11所述的电源装置，其特征在于，

在所述电压输入端子与所述电压输出端子之间，与所述开关元件或电压控制用晶体管串联地连接电流-电压转换元件，

所述电流源电路的电流经由所述电流-电压转换元件向电压输出端子输出，所述电压修正电路构成为基于由所述电流-电压转换元件转换后的电压来决定电压修正量，对所述参照电压或所述反馈电压进行修正。

13.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，

所述电压修正电路具备：

减法电路，其计算所述电流-电压转换元件的两端子的电位差；

第一电压-电流转换电路，其将所述减法电路计算出的电位差转换为电流；

可变电阻电路，其与所述第一电压-电流转换电路连接；

第二电压-电流转换电路，其将所述参考电压转换为电流；以及

合成电路，其将所述第一电压-电流转换电路转换后的电流与所述第二电压-电流转换电路转换后的电流进行合成来转换为电压，并作为修正后电压输出，

所述可变电阻电路构成为根据由所述电流-电压转换元件转换后的电压，电位差越大则电阻值越大。

14.根据权利要求10至13中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，

所述控制电路具备：

误差放大电路，其输出连接在所述电压输出端子和接地点之间的分压电路分压后的电压与所述参照电压的电位差所对应的电压；以及

逻辑电路，其根据所述误差放大电路的输出电压来生成所述开关元件的接通、断开控制信号。

Images