CN1781237A - 升压/降压直流－直流变流器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种升压/降压直流－直流变流器，包括：电压升高/降低部件，通过升高或降低输入电压来生成输出电压；和控制部件，生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，并基于该误差信号与第1和第2三角波信号的比较，使电压升高/降低部件执行升压或降压操作。控制部件包括生成用于降压控制的第1三角波信号的第一电路和生成用于升压控制的第2三角波信号的第二电路。第一电路生成与第1三角波信号同步的时钟信号，并输出该时钟信号给第二电路。第二电路基于所输入的时钟信号，生成与第1三角波信号同步的第2三角波信号。

Description

升压/降压直流-直流变流器
技术领域
本发明一般涉及升压(step up)/降压(step down)直流(DC)-直流(DC)变流器，更具体地，涉及包括用于PWM(脉冲宽度调制)控制的三角波生成器部件的升压/降压直流-直流变流器。
背景技术
近些年来，已经广泛地使用小型便携式设备，例如蜂窝电话。这些小型便携式设备使用小型的可再充电(次级)电池作为电源。为了使电池的尺寸更小，并且能够使用尽可能长的时间，已经尝试提高电池的性能并使这些设备消耗更少的电源。最好是尽可能多地拓宽电池的可用电压范围，以便减小电池的体积，并使它们能够使用更长的时间。因此，升压/降压直流-直流变流器被用作电源电路，即使电池电压低于负载所需的电压，该电源电路也能够供给恒定的电压给负载。日本公开专利申请No.2000-166223公开了这样的升压/降压直流-直流变流器。在电源电压上不具有选择性的升压/降压直流-直流变流器具有如下的优点，其能够支持各种各样的输入电源，例如电池和交流(AC)适配器。
图1是示出传统升压/降压直流-直流变流器100的电路图。
升压/降压直流-直流变流器100包括输入上行电压Vin的输入端IN，输出预定下行电压Vout的输出端OUT、PWM控制部件101、和电压升高/降低部件102。
比较器CMP13将由电阻Ra和Rb对下行电压Vout进行分压而得到的分压Vx与参考电压Vref进行比较。接下来，比较器CMP13根据比较结果生成误差信号，并将该误差信号输出到升压侧比较器CMP12和降压侧比较器CMP11。
将从电流源i11供给的电流与外部时钟信号CLKe输入到电平移动电路111与锯齿波生成器电路112中的每一个。电平移动电路111的移动和锯齿波生成器电路112所生成的锯齿波峰值之间具有相关性。也就是说，即使从电流源i11供给的电流发生变化，电平移动电路111和锯齿波生成器电路112中的锯齿波在保持它们之间相同波形的平行移动的关系的同时也随之发生变化。因此，锯齿波不受从电流源i11供给的电流变化的影响。
锯齿波生成器电路112提供锯齿波给降压侧比较器CMP11，作为降压侧锯齿波。该锯齿波也提供给电平移动电路111。电平移动电路111将所提供的锯齿波上移预定的电压值，并将上移后的锯齿波提供给升压侧比较器CMP12，作为升压侧锯齿波。降压侧和升压侧比较器CMP11和CMP12将它们各自的所输入锯齿波与输入误差信号进行比较。举例来说，如果误差信号落在降压侧锯齿波的降压模式移动电压范围之内，则降压侧比较器CMP11将模式切换信号Ddn输出到直流-直流变流器控制电路113，从而促使降压电路的工作。
如果误差信号落在升压侧锯齿波的升压模式移动电压范围之内，则升压侧比较器CMP12将模式切换信号Dup输出到直流-直流变流器控制电路113，从而促使升压电路的工作。
如果误差信号既落在降压模式移动电压的范围之内，又落在升压模式移动电压的范围之内，则降压侧和升压侧比较器CMP11和CMP12各自将模式切换信号Ddn和Dup输出到直流-直流变流器控制电路113。
直流-直流变流器控制电路113响应于输入模式切换信号Ddn和/或输入模式切换信号Dup，生成切换信号，并将所生成的切换信号输出到预驱动器(predriver)114。预驱动器114将该切换信号输出到电压升高/降低部件102，以便执行下行电压Vout的升压/降压控制。
然而，传统升压/降压直流-直流变流器110需要外部时钟信号CLKe来生成锯齿波，并使用电平移动电路111来生成用于升高电压的锯齿波。因此，传统升压/降压直流-直流变流器110需要额外的时钟电路和电平移动电路111。结果，增加了电路的规模并使其复杂化，这导致了电路空间和成本的提高。
发明内容
因此，本发明的一般目的在于提供一种消除了上述缺点的升压/降压直流-直流变流器。
本发明的更具体的目的在于提供一种升压/降压直流-直流变流器，其无需外部时钟信号，并能够使用简单电路生成不同电平的两个三角波。
本发明的上述目的可以通过下述升压/降压直流-直流变流器来得以实现，包括：电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，其中该控制部件包括：配置为生成第1三角波信号的第1三角波生成器电路，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和配置为生成第2三角波信号的第2三角波生成器电路，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，第1三角波生成器电路被配置为生成与所生成的第1三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第2三角波生成器电路，第2三角波生成器电路被配置为基于所输入的时钟信号，生成与第1三角波信号同步的第2三角波信号，并输出该第2三角波信号。
本发明的上述目的也可以通过下述升压/降压直流-直流变流器来得以实现，包括：电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，其中该控制部件包括：配置为生成第1三角波信号的第1三角波生成器电路，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和配置为生成第2三角波信号的第2三角波生成器电路，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，第2三角波生成器电路被配置为生成与所生成的第2三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第1三角波生成器电路，第1三角波生成器电路被配置为基于所输入的时钟信号，生成与第2三角波信号同步的第1三角波信号，并输出该第1三角波信号。
根据本发明的升压/降压直流-直流变流器，可以在所使用的第1和第2三角波生成器电路的一个中生成用于同步第1三角波信号和第2三角波信号的时钟信号，第1和第2三角波生成器电路中的另一个用于生成所述三角波信号，第1三角波信号用于输出电压的降压控制，第2三角波信号用于输出电压的升压控制。这样就消除了提供用于生成时钟信号的额外电路的必要性，从而实现了电路的简化和成本的降低。
附图说明
通过结合附图来阅读以下的详细描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加清楚明白，其中：
图1是表示常规升压/降压直流-直流变流器的电路图；
图2是表示根据本发明实施例的升压/降压直流-直流变流器的电路图；
图3是表示根据本发明实施例的图2的第1三角波生成器电路的构造的电路图；
图4是根据本发明实施例第1三角波生成器电路的各分量信号的时序图；
图5是表示根据本发明实施例的图2的第2三角波生成器电路的构造的电路图；
图6是根据本发明实施例第2三角波生成器电路的各分量信号的时序图；
图7是表示根据本发明实施例的第1和第2三角波信号之间关系的图解；和
图8是表示根据本发明实施例的另一升压/降压直流-直流变流器的电路图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的实施例进行详细的描述。
图2是表示根据本发明实施例的升压/降压直流-直流变流器1的电路图。升压/降压直流-直流变流器1包括输入端IN，用于从外部电源7将输入电压Vi输入到该输入端IN；输出端OUT，用于从该输出端OUT输出预定的输出电压Vo；PWM控制部件2，根据输出电压Vo的电压值来生成和输出脉冲信号；和电压升高/降低部件3，根据由PWM控制部件2提供的脉冲信号执行切换，以便升高和降低所述输出电压Vo。
PWM控制部件2包括相位校正电路11；降压侧比较器CMP1；升压侧比较器CMP2；比较器CMP3；电阻R10和R11，用于通过对输出电压Vo进行分压而生成和输出分压Vz；参考电压生成器电路12，生成和输出预定的参考电压Vr；第1三角波生成器电路13，生成和输出第1三角波信号S1；第2三角波生成器电路14，生成和输出第2三角波信号S2；电压设置电路15，用于设置第1三角波信号S1的上限电压和下限电压，以及第2三角波信号S2的上限电压和下限电压；电流源16，供给电流i1，用于设置第1和第2三角波信号S1和S2中每一个的电压变化斜率；控制电路17；和预驱动器18。
电压升高/降低部件3包括PMOS晶体管M1，对输入电压Vi执行降压控制；NMOS晶体管M2，在降压控制的时候执行同步整流；NMOS晶体管M3，对输入电压Vi执行升压控制；NMOS晶体管M4，在升压控制的时候执行同步整流；电感L1；和电容器C1。
电压设置电路15包括在输入端IN和地之间串联连接的电阻R1，R2，R3和R4。将电阻R1和R2接点处的电压V1与电阻R2和R3接点处的电压V2输入到第1三角波生成器电路13。将电阻R3和R4接点处的电压V3输入到第2三角波生成器电路14。将从电流源16供给的电流i1输入到第1和第2三角波生成器电路13和14。电压V1、V2和V3分别地构成第一电压Va、第二电压Vb和第三电压Vc。
第1三角波生成器电路13从输入电压V1和V2和电流i1生成第1三角波信号S1，并将第1三角波信号S1输出到降压侧比较器CMP1的非反相输入端。此外，第1三角波生成器电路13生成与第1三角波信号S1同步的时钟信号CLK，并将该时钟信号CLK输出到第2三角波生成器电路14。具体地，第1三角波生成器电路13根据电压V1设置第1三角波信号S1的下限电压，以及根据电压V2设置第1三角波信号S1的上限电压。此外，第1三角波生成器电路13根据电流i1设置第1三角波信号S1的电压变化斜率。
第2三角波生成器电路14从输入电压V3、电流i1和时钟信号CLK生成第2三角波信号S2，并将第2三角波信号S2输出到升压侧比较器CMP2的非反相输入端。具体地，第2三角波生成器电路14根据电压V3设置第2三角波信号S2的上限电压，并根据电流i1设置第2三角波信号S2的电压变化斜率。此外，第2三角波生成器电路14根据时钟信号CLK设置第2三角波信号S2的下限电压，并且同步第2三角波信号S2和第1三角波信号S1。
在输出电压Vo和地之间串联连接电阻R10和R11。将电阻R10和R11的接点连接到比较器CMP3的反相输入端。将由电阻R10和R11生成的分压Vz输入到比较器CMP3的反相输入端，并将从参考电压生成器电路12供给的参考电压Vr输入到比较器CMP3的非反相输入端。此外，将比较器CMP3的输出端连接到降压侧比较器CMP1和升压侧比较器CMP2中每一个的反相输入端。在比较器CMP3的输出端和反相输入端之间连接相位校正电路11。比较器CMP3比较分压Vz和参考电压Vr，并基于该比较结果生成误差信号S3。接下来，比较器CMP3将该误差信号S3输出到降压侧比较器CMP1和升压侧比较器CMP2中每一个的反相输入端。在来自对输出电压Vo进行输出的电路的反馈回路中配备的相位校正电路11校正相位差。
将降压侧比较器CMP1和升压侧比较器CMP2中每一个的输出端连接到控制电路17。将控制电路17的输出端连接到预驱动器18。预驱动器18被连接到PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2～M4中每一个的栅极，并控制PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2～M4中每一个的工作。PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2串联连接在输入端IN和地之间。
在PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的接点与输出端OUT之间串联连接电感L1和NMOS晶体管M4。在电感L1和NMOS晶体管M4的接点与地之间连接NMOS晶体管M3。在输出端OUT和地之间连接电容器C1。
降压侧比较器CMP1比较输入误差信号S3和第1三角波信号S1。如果误差信号S3落在第1三角波信号S1的降压模式电压范围之内，则降压侧比较器CMP1向控制电路17输出降压模式切换信号Ddn，以促使电压升高/降低部件3执行降压电路的功能。升压侧比较器CMP2比较输入误差信号S3和第2三角波信号S2。如果误差信号S3落在第2三角波信号S2的升压模式电压范围之内，则升压侧比较器CMP2向控制电路17输出升压模式切换信号Dup，以促使电压升高/降低部件3执行升压电路的功能。控制电路17响应于输入的降压模式切换信号Ddn和/或升压模式切换信号Dup，生成切换信号，并将该切换信号输出到预驱动器18。预驱动器18将从控制电路17输入的切换信号输出到电压升高/降低部件3，以便电压升高/降低部件3执行升压和降压控制。
图3是表示第1三角波生成器电路13的构造的电路图。
参照图3，第1三角波生成器电路13包括：比较器CMP4和CMP5，或非(NOR)电路N1和N2，缓冲电路BUF1，电容器C2，和电流源21与22。
或非电路N1和N2构成锁存器电路。将或非电路N2的一个输入端连接到或非电路N1的输出端。将或非电路N1的一个输入端连接到或非电路N2的输出端。或非电路N1的一个输入端与或非电路N2的输出端的接点构成锁存器电路的输出端，并被连接到缓冲电路BUF1的输入端。或非电路N1的另一个输入端被连接到比较器CMP4的输出端。从或非电路N1的另一个输入端和比较器CMP4的输出端的接点输出时钟信号CLK。或非电路N2的另一个输入端被连接到比较器CMP5的输出端。
在缓冲电路BUF1的输出端和地之间连接电容器C2。从缓冲电路BUF1的输出端和电容器C2的接点输出第1三角波信号S1。将电压V1输入到比较器CMP4的非反相输入端，而将第1三角波信号S1输入到CMP4的反相输入端。将电压V2输入到比较器CMP5的反相输入端，而将第1三角波信号S1输入到CMP5的非反相输入端。在缓冲电路BUF1与输入电压Vi之间连接电流源22，而在缓冲电路BUF1与地之间连接电流源21。缓冲电路BUF1对电容器C2进行充电和放电。通过从电流源22供给的电流i3和从电流源21供给的电流i2，分别设置充电和放电电流。对电容器C2进行充电的电流i3和对电容器C2进行放电的电流i2，是由从电流源16输入到第1三角波生成器电路13的电流i1生成的。
当第1三角波信号S1的电压变得低于或等于电压V1时，将作为比较器CMP4的输出信号的时钟信号CLK的电平，切换到高电平(HIGH)。将比较器CMP4的输出信号输出到或非电路N1的相应输入端。结果，或非电路N1的输出端电平被切换到低电平(LOW)，而或非电路N2的输出端电平被切换到高电平。因此，缓冲电路BUF1的输出端被切换到高电平，使得开始对电容器C2充电以提高跨过电容器C2的电压，从而提高比较器CMP4的反相输入端的电压。结果，从比较器CMP4输出的时钟信号CLK的电平返回低电平。然而，由于或非电路N2的输出端电平保持为高电平，跨过电容器C2的电压继续提高。
图4是表示该操作的信号的时序图。
参照图4，当第1三角波信号S1的电压变得高于或等于电压V2时，将比较器CMP5的输出信号SA的电平切换到高电平。将输出信号SA输出到构成锁存器电路的或非电路N2的相应输入端。结果，或非电路N2的输出信号电平被切换到低电平，而或非电路N1的输出信号电平被切换到高电平。将或非电路N2的输出信号输出到缓冲电路BUF1的输入端。因此，缓冲电路BUF1的输出端被切换到低电平，以便对电容器C2放电。结果，跨过电容器C2的电压降低，以降低比较器CMP5的非反相输入端处的电压。因此，比较器CMP5的输出信号SA的电平返回到低电平。另一方面，由于或非电路N2的输出端电平保持为低电平，那么跨过电容器C2的电压继续降低。
图4示出了第1三角波信号S1在电压V1和V2之间的上升和下落，以及第1三角波信号S1的电压变化斜率形成了由电容器C2的电容量与电流i2和i3确定的三角波。此外，由于比较器CMP4的输出信号被用作时钟信号CLK，能够在第1三角波生成器电路13中生成时钟信号CKL。因此，无需增加用于生成时钟信号CLK的新电路。结果，能够生成时钟信号CLK，而不会导致电路空间和成本的提高。
接下来，图5是表示第2三角波生成器电路14的构造的电路图。
第2三角波生成器电路14包括：比较器CMP6；由或非电路N3和N4构成的锁存器电路；电容器C3；对电容器C3进行充电和放电的缓冲电路BUF2；和电流源25与26，分别设置电容器C3的放电电流和充电电流。
将或非电路N4的一个输入端连接到或非电路N3的输出端。将或非电路N3的一个输入端连接到或非电路N4的输出端。或非电路N3的一个输入端与或非电路N4的输出端的接点构成锁存器电路的输出端，并被连接到缓冲电路BUF2的输入端。将从第1三角波生成器电路13提供的时钟信号CLK输入到或非电路N3的另一个输入端。将或非电路N4的另一个输入端连接到比较器CMP6的输出端。
在缓冲电路BUF2的输出端和地之间连接电容器C3。从电容器C3和缓冲电路BUF2输出端的接点输出第2三角波信号S2。将电压V3输入到比较器CMP6的反相输入端，而将第2三角波信号S2输入到比较器CMP6的非反相输入端。在缓冲电路BUF2与输入电压Vi之间连接电流源26。在缓冲电路BUF2与地之间连接电流源25。缓冲电路BUF2对电容器C 3进行充电和放电。通过从电流源26供给的电流i5和从电流源25供给的电流i4，分别设置充电和放电电流。对电容器C3进行充电的电流i5和对电容器C3进行放电的电流i4，是由从电流源16输入到第2三角波生成器电路14的电流i1生成的。
当第2三角波信号S2的电压变得高于或等于电压V3时，将比较器CMP6的输出信号SB的电平切换到高电平。将输出信号SB输出到构成锁存器电路的或非电路N4的相应输入端。结果，或非电路N4的输出端电平被切换到低电平，而或非电路N3的输出端电平被切换到高电平。因此，缓冲电路BUF2的输出端电平被切换到低电平，以便开始对电容器C3放电，以降低跨过电容器C3的电压，从而降低比较器CMP6的反相输入端的电压。结果，比较器CMP6的输出信号SB的电平返回低电平。然而，由于或非电路N4的输出端电平保持为低电平，那么跨过电容器C3的电压继续降低。
另一方面，将从第1三角波生成器电路13输出的时钟信号CLK输入到或非电路N3的相应输入端。因此，当时钟信号CLK的电平被切换到高电平时，或非电路N3的输出端电平被切换到低电平，而或非电路N4的输出端电平被切换到高电平。当或非电路N4的输出端电平被切换到高电平时，缓冲电路BUF2的输出端电平被切换到高电平，以便将电容器C3从放电状态切换到充电状态。结果，跨过电容器C3的电压开始提高。图6的信号时序图示出了该操作。
根据图6所示的第2三角波信号S2的电压变化，第2三角波信号S2在电压V3和V4之间上升和下落，而第2三角波信号S2的电压变化斜率，形成了由电容器C3的电容量与电流i4和i5确定的三角波。此外，通过时钟信号CLK在下限电压V4处，第2三角波信号S2的电压变化斜率被反转。也就是说，通过时钟信号CLK、在下限电压V4处，将第2三角波信号S2的电压变化从下落切换到上升。因此，第2三角波信号S2能够与第1三角波信号S1同步，从而能够省却在第1三角波生成器电路13中用于下限检测的比较器CMP4。通过将第1三角波生成器电路13的电流源21的电流i2与第2三角波生成器电路14的电流源25的电流i4设置为相等的电流值，将第1三角波生成器电路13的电流源22的电流i3与第2三角波生成器电路14的电流源26的电流i5设置为相等的电流值，并将电容器C2的电容量与电容器C3的电容量设置为相等的值，能够使第1三角波信号S1和第2三角波信号S2的电压变化斜率彼此相等。
接下来，图7是表示第1和第2三角波信号S1和S2之间关系的图解。图7示出了第2三角波信号S2的波形与第1三角波信号S1的波形具有相同的电压变化斜率，而被移动了电压(V3-V2)。第2三角波信号S2的下限电压V4基本上可以表示为如下的形式：
V4＝V3-(V2-V1).
当设置电压V1～V3之间的关系，以使电压V1～V3满足V1＜V2＜V3，并且(V2-V1)＞(V3-V2)时，下限电压V4在电压V1和V2之间下落。从下限电压V4到电压V2的范围定义了升压/降压区域，在此区域内，在电压升高/降低部件3上同时执行电压升高控制和电压降低控制。如果不存在升压/降压区域，则输出电压Vo会变得不稳定。另一方面，如果升压/降压区域的电压范围过宽，则会降低电源效率。因此，升压/降压区域被设置为这样的电压范围，其能够稳定输出电压Vo，并使电源效率得以最大化。
举例来说，当分别将电压V1、V2和V3设置为0.2V、0.8V和1.2V时，第2三角波信号S2的下限电压V4是0.6V。控制电路17促使电压升高/降低部件3：当误差信号S3落在0.2～0.6V(降压操作模式)的电压范围之内时，执行(电压)降低操作；当误差信号S3落在0.8～1.2V(升压操作模式)的电压范围之内时，执行(电压)升高操作；并且当误差信号S3落在0.6～0.8V(升压/降压操作模式)的电压范围之内时，执行(电压)升高和降低操作。
预驱动器18根据从控制电路17提供的控制信号，控制PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2～M4的开关。控制电路17通过预驱动器18对电压升高/降低部件3执行升压和降压控制。在使电压升高/降低部件3执行降压操作的情况下，控制电路17通过下述操作来执行开关控制：切断NMOS晶体管M3，而接通NMOS晶体管M4，将脉冲信号输出到PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的栅极，并执行PWM控制来控制每个脉冲信号的占空比。在这一点上，控制电路17控制PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2，使得不会同时地接通PMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2。
在使电压升高/降低部件3执行升压操作的情况下，控制电路17通过以下操作来执行开关控制：接通PMOS晶体管M1，而切断NMOS晶体管M2，将脉冲信号输出到NMOS晶体管M3和M4的栅极，并执行PWM控制来控制每个脉冲信号的占空比。在这一点上，控制电路17控制NMOS晶体管M3和M4，使得不会同时接通NMOS晶体管M3和M4。
在上述说明中，在第1三角波生成器电路13中生成时钟信号CLK，以输出到第2三角波生成器电路14。替换地，可以在第2三角波生成器电路14中生成时钟信号CLK，以输出到第1三角波生成器电路13。在这种情况下，图2的升压/降压直流-直流变流器可以具有如图8所示的构造。图8是表示作为根据本实施例的升压/降压直流-直流变流器1的变型的升压/降压直流-直流变流器1a的电路图。在图8中，与图2相同的元件用相同的数字来指示，并且省略了对其说明。以下仅对与图2的直流-直流变流器1的区别进行描述。
参照图8，与图2的直流-直流变流器1的区别在于，时钟信号CLK在生成用于升压控制的第2三角波信号S2的第2三角波生成器电路14a中生成，并将其输出到生成用于降压控制的第1三角波信号S1的第1三角波生成器电路13a，并且电压V5、V6和V7是在电压设置电路15a中生成的。在图8中，第1三角波生成器电路13a、第2三角波生成器电路14a、电压设置电路15a、和PWM控制部件2a分别对应于图2的第1三角波生成器电路13、第2三角波生成器电路14、电压设置电路15、和PWM控制部件2。
参照图8，电压设置电路15a是由在输入端IN和地之间串联连接的电阻R5、R6、R7和R8构成的。在电阻R5和R6接点处的电压是电压V5。在电阻R6和R7接点处的电压是电压V6。在电阻R7和R8接点处的电压是电压V7。将用于分别设置第2三角波信号S2的上限电压和下限电压的电压V6和V7输入到第2三角波生成器电路14a。将用于设置第1三角波信号S1的下限电压的电压V5输入到第1三角波生成器电路13a。通过从第2三角波生成器电路14a输入到第1三角波生成器电路13a的时钟信号CLK确定第1三角波信号S1的上限电压。电压V5～V7被设置为满足V5＜V6＜V7，并且(V6-V5)＜(V7-V6)。电压V5构成第一电压Va，电压V6构成第二电压Vb，而电压V7构成第三电压Vc。
第1三角波生成器电路13a具有通过从图3的电路构造中除去比较器CMP5而构成的电路构造。代替电压V1，将电压V5输入到比较器CMP4的非反相输出端。此外，将时钟信号CLK从第2三角波生成器电路14a输入到或非电路N2的输入端，该输入端由于除去比较器CMP5而空置。
第2三角波生成器电路14a具有通过向图5的电路构造中添加比较器CMP7而构成的电路构造。将比较器CMP7的输出端连接到或非电路N3的输入端，该输入端已经输入了时钟信号CLK。将第2三角波信号S2输入到比较器CMP7的非反向输入端，而将电压V6输入到比较器CMP7的反相输入端。此外，代替电压V3，将电压V7输入到比较器CMP6的反相输入端。比较器CMP6的输出信号构成时钟信号CLK，并且被输出到第1三角波生成器电路13a。
因此，根据本实施例的升压/降压直流-直流变流器1(1a)，可以在第1和第2三角波生成器电路13(13a)和14(14a)的一个中生成用于同步第1三角波信号S1和第2三角波信号S2的时钟信号CLK，第1和第2三角波生成器电路13(13a)和14(14a)中的另一个用于生成三角波信号，第1三角波信号S1用于输出电压Vo的降压控制，第2三角波信号S2用于输出电压Vo的升压控制。这样就消除了提供用于生成时钟信号CLK的额外电路的必要性，从而实现了电路的简化和成本的降低。
本发明并不限于具体公开的实施例，只要不脱离本发明的范围，可以作出各种各样的变更和修改。本申请基于2003年4月28日提交的日本优先权专利申请No.2003-123820，其全部内容合并于此以资参考。

Claims (14)

1.一种升压/降压直流-直流变流器，包括：
电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和
控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，
其中所述控制部件包括：
配置为生成第1三角波信号的第1三角波生成器电路，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和
配置为生成第2三角波信号的第2三角波生成器电路，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，
第1三角波生成器电路被配置为生成与所生成的第1三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第2三角波生成器电路，
第2三角波生成器电路被配置为基于所输入的时钟信号，生成与第1三角波信号同步的第2三角波信号，并输出该第2三角波信号。
2.根据权利要求1的升压/降压直流-直流变流器，其中控制部件还包括：
第一电压生成器电路，配置为生成并输出第一电压Va，用于设置第1三角波信号的下限电压；
第二电压生成器电路，配置为生成并输出第二电压Vb，用于设置第1三角波信号的上限电压；
第三电压生成器电路，配置为生成并输出第三电压Vc，用于设置第2三角波信号的上限电压；和
电流生成器电路，配置为生成并输出电流，用于设置第1和第2三角波信号中每一个的电压变化斜率，
第1三角波生成器电路被配置为，由第一和第二电压Va和Vb以及从电流生成器电路输出的电流，生成第1三角波信号，
第2三角波生成器电路被配置为，由第三电压Vc、从电流生成器电路输出的电流、和从第1三角波生成器电路输出的时钟信号，生成第2三角波信号。
3.根据权利要求2的升压/降压直流-直流变流器，其中第一、第二和第三电压生成器电路被配置为生成并输出相应的第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc，使得第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc满足Va＜Vb＜Vc，并且(Vb-Va)＞(Vc-Vb)。
4.根据权利要求2的升压/降压直流-直流变流器，其中第2三角波生成器电路被配置为，当第2三角波信号的电压到达第三电压Vc时，降低第2三角波信号的电压，并且与时钟信号同步地提高第2三角波信号的电压。
5.根据权利要求2的升压/降压直流-直流变流器，其中第一、第二和第三电压生成器电路中的每一个被配置为，通过由电阻对预定的电压进行分压，生成第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc中相应的一个。
6.根据权利要求1的升压/降压直流-直流变流器，其中第1三角波生成器电路被配置为使时钟信号与第1三角波信号的下限电压同步。
7.一种升压/降压直流-直流变流器，包括：
电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和
控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，
其中所述控制部件包括：
配置为生成第1三角波信号的第1三角波生成器电路，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和
配置为生成第2三角波信号的第2三角波生成器电路，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，
第2三角波生成器电路被配置为生成与所生成的第2三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第1三角波生成器电路，
第1三角波生成器电路被配置为基于所输入的时钟信号，生成与第2三角波信号同步的第1三角波信号，并输出该第1三角波信号。
8.根据权利要求7的升压/降压直流-直流变流器，其中控制部件还包括：
第一电压生成器电路，配置为生成并输出第一电压Va，用于设置第1三角波信号的下限电压；
第二电压生成器电路，配置为生成并输出第二电压Vb，用于设置第2三角波信号的下限电压；
第三电压生成器电路，配置为生成并输出第三电压Vc，用于设置第2三角波信号的上限电压；和
电流生成器电路，配置为生成并输出电流，用于设置第1和第2三角波信号中每一个的电压变化斜率，
第1三角波生成器电路被配置为，由第一电压Va、从电流生成器电路输出的电流、和从第2三角波生成器电路输出的时钟信号，生成第1三角波信号，
第2三角波生成器电路被配置为，由第二和第三电压Vb和Vc以及从电流生成器电路输出的电流，生成第2三角波信号。
9.根据权利要求8的升压/降压直流-直流变流器，其中第一、第二和第三电压生成器电路被配置为生成并输出相应的第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc，使得第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc满足Va＜Vb＜Vc，并且(Vb-Va)＜(Vc-Vb)。
10.根据权利要求8的升压/降压直流-直流变流器，其中第1三角波生成器电路被配置为，当第1三角波信号的电压到达第一电压Va时，提高第1三角波信号的电压，并且与时钟信号同步地降低第1三角波信号的电压。
11.根据权利要求8的升压/降压直流-直流变流器，其中第一、第二和第三电压生成器电路中的每一个均被配置为，通过用电阻对预定的电压进行分压，生成第一、第二和第三电压Va、Vb和Vc中相应的一个。
12.根据权利要求7的升压/降压直流-直流变流器，其中第2三角波生成器电路被配置为使时钟信号与第2三角波信号的上限电压同步。
13.一种升压/降压直流-直流变流器，包括：
电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和
控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，
其中所述控制部件包括：
第1三角波生成器装置，用于生成第1三角波信号，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和
第2三角波生成器装置，用于生成第2三角波信号，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，
第1三角波生成器装置生成与所生成的第1三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第2三角波生成器装置，
第2三角波生成器装置基于所输入的时钟信号，生成与第1三角波信号同步的第2三角波信号，并输出该第2三角波信号。
14.一种升压/降压直流-直流变流器，包括：
电压升高/降低部件，配置为根据输入到电压升高/降低部件的控制信号，通过升高或降低输入电压来生成和输出预定的输出电压；和
控制部件，配置为生成误差信号，该误差信号表示通过对输出电压进行分压而获得的电压值与预定的参考电压之间的误差，将该误差信号与第1和第2三角波信号进行比较，并使电压升高/降低部件基于比较结果来执行升压或降压操作，
其中所述控制部件包括：
第1三角波生成器装置，用于生成第1三角波信号，所述第1三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行降压操作；和
第2三角波生成器装置，用于生成第2三角波信号，所述第2三角波信号与所述误差信号进行比较，以确定是否使电压升高/降低部件执行升压操作，
第2三角波生成器装置生成与所生成的第2三角波信号同步的时钟信号，并输出所生成的时钟信号给第1三角波生成器装置，
第1三角波生成器装置基于所输入的时钟信号，生成与第2三角波信号同步的第1三角波信号，并输出该第1三角波信号。
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