CN1980027A - 开关式稳压器 - Google Patents

开关式稳压器 Download PDF

Info

Publication number
CN1980027A
CN1980027A CNA2006101641982A CN200610164198A CN1980027A CN 1980027 A CN1980027 A CN 1980027A CN A2006101641982 A CNA2006101641982 A CN A2006101641982A CN 200610164198 A CN200610164198 A CN 200610164198A CN 1980027 A CN1980027 A CN 1980027A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
output
circuit
switching regulator
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101641982A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1980027B (zh
Inventor
津崎敏之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ablic Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of CN1980027A publication Critical patent/CN1980027A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1980027B publication Critical patent/CN1980027B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

提供了一种具有改善的电源电压变化响应特性的开关式稳压器，同时维持了输出电压对振荡的稳定性。误差信号放大器的输出电阻由电源电压变化响应改善电路来调整，以允许误差信号放大器的增益变化。

Description

开关式稳压器
技术领域
本发明涉及一种开关式稳压器，并且更具体地涉及开关式稳压器的电源电压变化响应特性的改善。
背景技术
传统开关式稳压器包括跨导放大器误差信号放大器。跨导放大器误差信号放大器比较通过将输出电压端上的电压除以分压电阻器所生成的电压和根据参考电压电路所产生的参考电压，并放大其之间的电位差。基于输出电流和跨导放大器误差信号放大器输出电阻来确定跨导放大器误差信号放大器的增益。开关式稳压器包括由线圈和输出电容器构成的LC滤波器，因此显著的相位延迟出现在LC滤波器的截止频率附近。当该增益在相位延迟了180度或更多的频率区域中等于或大于0dB时，出现异常振荡。因此，需要减少LC滤波器的截止频率附近高频区域中的增益(参看“SII CMOS IC DATA BOOK 2004，Power Supply IC·MOS FET Part”，图12第4-314页)。
图3是示出开关式稳压器的框图。开关式稳压器包括开关式稳压器控制IC34、电源29、输出激励晶体管30、二极管31、线圈32和输出电容器33。
开关式稳压器控制IC34具有如下的结构并按如下操作。输出电压端35处的电压除以分压电阻器37以感测输出电压。跨导放大器误差信号放大器38将使用分压电阻器37通过电压分压生成的输出电压与参考电压39比较，并且比较所得的结果由跨导放大器误差信号放大器38放大。跨导放大器误差信号放大器38的输出端与跨导放大器输出电阻器部分40连接。PWM比较器41将从跨导放大器误差信号放大器38输出的电压与从三角波生成电路42输出的电压比较，以生成与从跨导放大器误差信号放大器38输出的电压相对应的PWM波形。从PWM比较器41输出的PWM波形穿过缓冲器43并接着被输入到输出激励晶体管30的栅极。跨导放大器误差信号放大器38的增益由“(来自跨导放大器误差信号放大器38的输出电流)×(跨导放大器输出电阻器部分40的电阻)”来确定。
图4是示出传统开关式稳压器的跨导放大器输出电阻器部分40的例子的电路图。电阻器3和4并联连接。每个电阻器3和4的一端与输出电阻输入端1连接。电阻器3的另一端接地并且电阻器4的另一端通过电容器5接地。输出电阻输入端1与跨导放大器误差信号放大器38的输出端连接。低频区域中的输出电阻对应于电阻器3的电阻。另一方面，电容器5显得为短路的高频区域中的输出电阻是电阻器3和4的并联电阻，由此确定增益。即是，满足(电阻器3的电阻)＞(电阻器3和4的并联电阻)，因此满足(低频区域中的增益)＞(高频区域中的增益)。
在上述的开关式稳压器中，为了维持输出电压对振荡的稳定性，在IC滤波器的截止频率附近的高频区域中降低跨导放大器输出电阻器部分的电阻，从而降低增益。
但是，传统开关式稳压器具有下列问题。为了防止异常振荡，在LC滤波器的截止频率附近的高频区域中降低跨导放大器误差信号放大器38的增益。那么，即使当在高频区域中发生输出电压变化时，跨导放大器误差信号放大器的响应较慢，因此电源电压变化响应特性较低。
发明内容
本发明已解决上述问题。本发明的目的是提供具有电源电压变化响应特性改善的开关式稳压器，同时维持了输出电压对振荡的稳定性。
在根据本发明的开关式稳压器中，将电源电压变化响应改善电路添加到开关式稳压器控制IC，以临时改变误差信号放大器的输出电阻。因此，解决了上述问题，从而改善了电源电压变化响应特性。
根据本发明中的开关式稳压器控制IC，可能提供具有电源电压变化响应特性改善的开关式稳压器，同时维持了输出电压对振荡的稳定性。
附图说明
在附图中：
图1是示出根据本发明的开关式稳压器的跨导放大器输出电阻器部分的电路图；
图2是示出根据本发明的开关式稳压器的电源电压变化响应改善电路的电路图；
图3是示出传统开关式稳压器的框图；和
图4是示出传统开关式稳压器的跨导放大器输出电阻器部分的电路图。
优选实施方式
图1是示出根据本发明的开关式稳压器的跨导放大器输出电阻器部分的电路图。在该跨导放大器输出电阻器部分，串联连接的电阻器4和电容器5与电阻器3并行连接。电阻器4的一端与输出电阻输入端1连接。电容器5的一端通过N型MOS晶体管6接地。N型MOS晶体管6的栅极与电源电压变化响应改善电路7的输出端连接。电源电压变化响应改善电路7的输入端2与图3所示的电源29连接。输出电阻输入端1与图3中所示的开关式稳压器控制IC的跨导放大器误差放大器38的输出端连接。
假设正常操作状态是电源29的电压不变化的状态，并且电源电压变化状态是电源29的电压变化的状态。当输入端2处的电压不变化时，电源电压变化响应改善电路7生成高电平。当输入端2处的电压变化时，电源电压变化响应改善电路7对于预定周期生成低电平。
即是，本发明中的跨导放大器输出电阻器部分基于电源29的电压按如下操作。在正常操作状态中，输入端2处的电压不变化，因此电源电压变化响应改善电路7生成高电平。接着，N型MOS晶体管6接通。因此，低频区域中的输出电阻值是电阻器3的电阻。高频区域中的输出电阻值是电阻器3和4的并联电阻。另一方面，在电源电压变化状态中，输入端2处的电压变化，因此电源电压变化响应改善电路7对于预定周期生成低电平。接着，N型MOS晶体管6对于该预定周期断开。因此，即使在高频区域，输出电阻值是电阻器3的电阻，因此增益不降低。在该预定周期过去后，电源电压变化响应改善电路7的输出电压变为高电平。那么，N型MOS晶体管6接通，因此输出电阻值变为与正常工作状态中的输出电阻值相等。
图2是示出根据本发明的开关式稳压器的电源电压变化响应改善电路7的电路图。电源电压变化响应改善电路7包括在电源电压增加的情况下工作的电路10(对于电源电压增加的情况)和在电源电压下降的情况下工作的电路11(对于电源电压下降的情况)。电路10和11的输出信号被输入到NOR电路28。NOR电路28的输出被输出到输出端9。
首先，将描述电路10(对于电源电压增加的情况)的操作。恒定电流源12的电流值等于恒定电流源14的电流值。N型MOS晶体管13的阈值电压等于N型MOS晶体管15的阈值电压。N型MOS晶体管18是阈值电压高于N型MOS晶体管15的阈值电压的晶体管。在正常操作状态中，N型MOS晶体管15的漏极电压低于N型MOS晶体管18的阈值电压，因此N型MOS晶体管18断开。因此，N型MOS晶体管18的漏极电压变为高电平，其结果是倒相器19的输出变为低电平。
在电源电压增加的电源电压变化状态中，N型MOS晶体管15的漏极电压对于预定时间由电容器16增加，因此N型MOS晶体管18接通。因此，N型MOS晶体管18的漏极电压变为低电平，其结果是倒相器19的输出变为高电平。N型MOS晶体管18接通的时间基本上由“(恒定电流源14的电流值)×(电源电压的变化值)/(电容器16的电容值)”来确定。在电源电压下降的电源电压变化状态中，N型MOS晶体管15的漏极电压下降。但是，N型MOS晶体管18断开，因此倒相器19的输出如正常操作状态那样变为低电平。
接着，将描述电路11(对于电源电压下降的情况)的操作。恒定电流源20的电流值等于恒定电流源23的电流值。N型MOS晶体管21的阈值电压等于N型MOS晶体管24的阈值电压。N型MOS晶体管26是其阈值电压高于N型MOS晶体管24的阈值电压的晶体管。在正常操作状态中，N型MOS晶体管24的漏极电压低于N型MOS晶体管26的阈值电压，因此N型MOS晶体管26断开。因此，N型MOS晶体管26的漏极电压变为高电平，其结果是倒相器27的输出变为低电平。
在电源电压下降的电源电压变化状态中，N型MOS晶体管24的栅极电压对于预定时间由电容器22降低并且N型MOS晶体管24的漏极电压增加，因此N型MOS晶体管26接通。因此，N型MOS晶体管26的漏极电压变为低电平，其结果是倒相器27的输出变为高电平。N型MOS晶体管26接通的时间基本上由“(恒定电流源22的电流值)×(电源电压的变化值)/(电容器23的电容值)”来确定。在电源电压增加的电源电压变化状态中，N型MOS晶体管24的栅极电压增加并且N型MOS晶体管24的漏极电压下降。但是，N型MOS晶体管26断开，因此倒相器27的输出如正常操作状态那样变为低电平。
如此，在正常操作状态中，电路10(对于电源电压增加的情况)的输出电压和电路11(对于电源电压下降的情况)的输出电压中的每一个都是低电平，因此NOR电路28的输出变为高电平。在电源电压增加的电源电压变化状态中，电路10(对于电源电压增加的情况)的输出是高电平，并且电路11(对于电源电压下降的情况)的输出是低电平，其结果是NOR电路28的输出变为低电平。在电源电压降低的电源电压变化状态中，电路10(对于电源电压增加的情况)的输出是低电平，并且电路11(对于电源电压下降的情况)的输出是高电平，其结果是NOR电路28的输出变为低电平。
根据上述结构，当电源电压变化时，跨导放大器误差信号放大器的输出电阻可对于预定周期变化。因此电源电压变化响应特性得以改善的同时维持输出电压对振荡的稳定性。

Claims (6)

1.一种开关式稳压器控制IC，包括：
误差放大器，用于比较来自开关式稳压器的输出电压和参考电压并放大其之间的电压差，以执行反馈控制；和
与误差放大器的输出端连接的输出控制电路，用于在电源电压变化后对于一预定周期将误差放大器的增益保持为恒定。
2.一种开关式稳压器控制IC，包括：
分压电阻器部分，用于从开关式稳压器接收输出电压并基于该输出电压来生成分压电压；
参考电压电路，用于生成参考电压；
误差信号放大器，用于放大分压电压和参考电压之间的电压差；
输出电阻电路，用于在输出电压的低频区域和输出电压的高频区域之间切换误差信号放大器的增益；
与输出电阻电路连接的电源电压变化响应改善电路；
三角波生成电路，用于生成三角波电压；和
PWM比较器，用于比较从误差信号放大器输出的电压与三角波电压，以生成PWM信号，
其中电源电压变化响应改善电路控制输出电阻电路在电源电压变化后将误差信号放大器的增益保持为恒定。
3.根据权利要求2的开关式稳压器控制IC，其中输出电阻电路包括：
并联连接的第一电阻和第二电阻；和
与第二电阻串联连接的电容器和开关电路，并且
其中开关电路由电源电压变化响应改善电路控制。
4.根据权利要求3的开关式稳压器控制IC，其中在电源电压变化后对于预定周期，电源电压变化响应改善电路使开关电路断开。
5.一种开关式稳压器，包括：
串联连接的电源、开关元件、和电感器；和
根据任一权利要求1的开关式稳压器控制IC，用于监控输出电压并基于监控的输出电压来控制开关元件。
6.一种开关式稳压器，包括：
串联连接的电源、开关元件、和电感器；和
根据任一权利要求2的开关式稳压器控制IC，用于监控输出电压并基于监控的输出电压来控制开关元件。
CN2006101641982A 2005-12-08 2006-12-08 开关式稳压器 Expired - Fee Related CN1980027B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005354635A JP4863706B2 (ja) 2005-12-08 2005-12-08 スイッチングレギュレータ
JP2005354635 2005-12-08
JP2005-354635 2005-12-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1980027A true CN1980027A (zh) 2007-06-13
CN1980027B CN1980027B (zh) 2012-06-13

Family

ID=38131076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101641982A Expired - Fee Related CN1980027B (zh) 2005-12-08 2006-12-08 开关式稳压器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7598719B2 (zh)
JP (1) JP4863706B2 (zh)
CN (1) CN1980027B (zh)
TW (1) TWI383569B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8330440B2 (en) 2007-11-02 2012-12-11 Rohm Co., Ltd. Power supply device with gain changing error amplifier
CN103715891A (zh) * 2012-09-27 2014-04-09 德克萨斯仪器股份有限公司 具有跨导提升的dc-dc开关稳压器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7898187B1 (en) 2007-02-08 2011-03-01 National Semiconductor Corporation Circuit and method for average-current regulation of light emitting diodes
US7825644B1 (en) * 2007-04-02 2010-11-02 National Semiconductor Corporation System and method for providing a pulsating current output having ultra fast rise and fall times
US8030853B1 (en) 2008-12-19 2011-10-04 National Semiconductor Corporation Circuit and method for improving the performance of a light emitting diode (LED) driver
US8350498B2 (en) 2010-04-28 2013-01-08 National Semiconductor Corporation Dynamic current equalization for light emitting diode (LED) and other applications
US8373358B2 (en) 2010-05-21 2013-02-12 National Semiconductor Corporation Compact and efficient driver for multiple light emitting diodes (LEDs)
US8294388B2 (en) 2010-05-25 2012-10-23 Texas Instruments Incorporated Driving system with inductor pre-charging for LED systems with PWM dimming control or other loads
US8872810B2 (en) 2010-10-12 2014-10-28 National Semiconductor Corporation Combined digital modulation and current dimming control for light emitting diodes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424132B1 (en) * 2000-12-08 2002-07-23 Micrel, Incorporated Adding a laplace transform zero to a linear integrated circuit for frequency stability
US6583609B1 (en) * 2001-05-01 2003-06-24 Integration Associates Inc. Automatic bandwidth and stability control for switched pulse width modulation voltage regulator
JP3697696B2 (ja) * 2003-09-11 2005-09-21 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US7218082B2 (en) * 2005-01-21 2007-05-15 Linear Technology Corporation Compensation technique providing stability over broad range of output capacitor values
JP4212560B2 (ja) * 2005-01-21 2009-01-21 パナソニック株式会社 電源回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8330440B2 (en) 2007-11-02 2012-12-11 Rohm Co., Ltd. Power supply device with gain changing error amplifier
CN103715891A (zh) * 2012-09-27 2014-04-09 德克萨斯仪器股份有限公司 具有跨导提升的dc-dc开关稳压器
CN103715891B (zh) * 2012-09-27 2017-10-10 德克萨斯仪器股份有限公司 具有跨导提升的dc‑dc开关稳压器

Also Published As

Publication number Publication date
US7598719B2 (en) 2009-10-06
JP4863706B2 (ja) 2012-01-25
TWI383569B (zh) 2013-01-21
JP2007159340A (ja) 2007-06-21
US20070132439A1 (en) 2007-06-14
TW200737669A (en) 2007-10-01
CN1980027B (zh) 2012-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1980027B (zh) 开关式稳压器
US10651846B2 (en) Driver circuit and switching regulator
TW521177B (en) Apparatus and system for providing transient suppression power regulation
CN106896856B (zh) 放大电路及电压调节器
US10608585B2 (en) Amplitude limiting oscillation circuit
CN101419477A (zh) 提供多输出电压的可控低压差线性稳压电路
CN1855693A (zh) 压电振荡电路
CN105009452A (zh) 负载驱动控制装置
CN101782785A (zh) 电压调节器
CN103051184A (zh) 一种升压电路
KR20100086995A (ko) 전원 장치
KR101715673B1 (ko) 삼각파 신호 발생기와 pll구조의 지연 시간 제어회로를 이용한 히스테리틱 벅 변환기
CN101431312A (zh) 用来产生差分振荡信号的可控振荡系统及相关方法
CN102594136A (zh) Dc-dc 转换器
JP2004056983A (ja) 電源回路
CN107769554B (zh) 开关电源装置的控制电路和开关电源装置
CN103944522A (zh) 功率放大器
JP2005011280A (ja) 電源回路
CN1770611B (zh) 线性稳压电源电路
CN217546015U (zh) Pmos管快速开关的驱动电路、驱动电路基板及扫地机器人
JP2014230300A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ制御回路およびｄｃ−ｄｃコンバータ
CN202306374U (zh) 一种芯片上电电流控制电路
JP7537672B2 (ja) 発振回路および電子機器
CN113381396B (zh) 一种输入电压突变关断输出的电路及电源芯片
CN104426480A (zh) 半导体集成电路以及振荡系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160323

Address after: Chiba County, Japan

Patentee after: SEIKO INSTR INC

Address before: Chiba, Chiba, Japan

Patentee before: Seiko Instruments Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Chiba County, Japan

Patentee after: EPPs Lingke Co. Ltd.

Address before: Chiba County, Japan

Patentee before: SEIKO INSTR INC

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120613

Termination date: 20201208

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee