DE112020002856T5 - Schaltnetzteilvorrichtung - Google Patents

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overshoot
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Kosuke Sato
Tetsuo Tateishi
Shingo Hashiguchi
Isao Takobe
Yuhei Yamaguchi
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Eine Schaltnetzteilvorrichtung enthält einen ersten Schalter mit einem ersten Anschluss, welcher mit einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung verbindbar ist, und einem zweiten Anschluss, welcher mit dem ersten Anschluss einer Spule verbindbar ist; einen zweiten Schalter mit einem ersten Anschluss, welcher mit dem ersten Anschluss der Spule verbindbar ist, und einem zweiten Anschluss, welcher mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung, welche niedriger als die Eingangsspannung ist, verbindbar ist; einen dritten Schalter mit einem ersten Anschluss, welcher mit dem ersten Anschluss der Spule verbindbar ist, und einem zweiten Anschluss, welcher mit dem zweiten Anschluss der Spule verbindbar ist; einen Detektor, welcher ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert; und eine Steuereinheit, welche den ersten, zweiten und dritten Schalter ein- und ausschaltet. Die Steuereinheit erzeugt, nachdem ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung mittels des Detektors detektiert wird, bis sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung einpendelt, einen Steuerzustand, in welchem der erste und zweite Schalter AUS und der dritte Schalter EIN gehalten werden.

Description

  • Technisches Feld
  • Die hier offenbarte Erfindung betrifft eine Schaltnetzteilvorrichtung, welche eine Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung abwärtswandelt (bucks/steps down).
  • Stand der Technik
  • Bei einer abwärtswandelnden Schaltnetzteilvorrichtung, welche eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung abwärtswandelt, bewirkt im Allgemeinen ein starker Abfall des Ausgangsstroms ein Überschwingen der Ausgangsspannung.
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • Patentdokument 1: US-Patent Nr. 6271651 (Zeile 2 - 45 in Spalte 5)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Mittels Erhöhung der Kapazität eines Ausgangskondensators ist es möglich, ein Überschwingen der Ausgangsspannung zu unterdrücken. Ein Erhöhen der elektrostatischen Kapazität des Ausgangskondensators führt jedoch zu einer Erhöhung der Größe und der Kosten einer Vorrichtung. Somit besteht Bedarf nach einem Verfahren zum Unterdrücken eines Überschwingens in der Ausgangsspannung, ohne die elektrostatische Kapazität des Ausgangskondensators zu erhöhen.
  • Die in Patentdokument 1 offenbarte Schaltnetzteilvorrichtung schaltet einen Kurzschlussschalter, welcher zu einer Spule parallel verbunden ist, abwechselnd ein und aus oder variiert den EIN-Widerstand des Kurzschlussschalters, welcher zu der Spule parallel verbunden ist, um dadurch ein Unter- und Überschwingen der Ausgangsspannung zu unterdrücken.
  • Die in Patentdokument 1 offenbarte Schaltnetzteilvorrichtung schaltet jedoch sowohl den Kurzschlussschalter als auch den Gleichrichterschalter ein, wenn ein Überschwingen der Ausgangsspannung unterdrückt wird, und somit fließt in ungünstiger Weise ein Strom von der Last über den Kurzschlussschalter und den Gleichrichterschalter zur Masse, was zu einem erhöhten Energieverlust führt.
  • Zusätzlich ist ein Verfahren zum Unterdrücken eines Überschwingens in der Ausgangsspannung, ohne Erhöhung der elektrostatischen Kapazität des Ausgangskondensators, vorzuziehen, bei welchem die Schaltfrequenz nicht variiert. Wenn die Schaltfrequenz variiert, variiert auch die Frequenz des Rauschens, und dies kann die Wirkung von Rauschunterdrückungsmitteln (zum Beispiel einer Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduzieren.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Gemäß einem Aspekt des hier Offenbarten kann eine Schaltnetzteilvorrichtung, welche konfiguriert ist, eine Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung abwärtszuwandeln, enthalten: einen ersten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung verbindbar ist, und dass dessen zweiter Anschluss mit dem ersten Anschluss einer Spule verbindbar ist; einen zweiten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule und mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbindbar ist, und dass dessen zweiter Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung, welche niedriger als die Eingangsspannung ist, verbindbar ist; einen dritten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule, mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters, und mit dem ersten Anschluss des zweiten Schalters verbindbar ist, und dass dessen zweiter Anschluss mit einem zweiten Anschluss der Spule verbindbar ist; einen Detektor, welcher konfiguriert ist, ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, den ersten, zweiten und dritten Schalter ein- und auszuschalten. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, nachdem ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung mittels des Detektors detektiert wird, bis sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung einpendelt, einen Steuerzustand zu erzeugen, in welchem der erste und der zweite Schalter AUS gehalten werden und der dritte Schalter EIN gehalten wird (eine erste Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen ersten Konfiguration kann die Steuereinheit konfiguriert sein, den ersten und den zweiten Schalter auszuschalten und den dritten Schalter einzuschalten, wenn der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert (eine zweite Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen zweiten Konfiguration kann der Detektor konfiguriert sein, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und die Steuereinheit kann konfiguriert sein, den dritten Schalter auszuschalten, wenn der Detektor ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert.
  • In der Schalt-Netzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen ersten Konfiguration kann der Detektor konfiguriert sein, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und die Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Steuereinheit den ersten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, den zweiten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, und den dritten Schalter in einem festen Zeitraum ein- und ausschaltet (eine vierte Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen vierten Konfiguration kann in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, ein AUS-Zeitraum des dritten Schalters eine feste Dauer aufweisen (eine fünfte Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen fünften Konfiguration kann in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Dauer des AUS-Zeitraums des dritten Schalters gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums sein (sechste Konfiguration).
  • Die Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen vierten bis sechsten Konfigurationen kann konfiguriert sein, eine Spannung von 1,8 MHz oder höher, aber 2,1 MHz oder niedriger an einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter zu generieren (eine siebte Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen vierten bis siebten Konfigurationen kann der dritte Schalter ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement enthalten, welche miteinander in Reihe verbunden sind (eine achte Konfiguration).
  • In der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen achten Konfiguration können in einem EIN-Zeitraum des dritten Schalters das erste und das zweite Schaltelement EIN sein, und kann in dem AUS-Zeitraum des dritten Schalters das erste Schaltelement AUS sein und das zweite Schaltelement EIN sein (eine neunte Konfiguration).
  • Die Schaltnetzteilvorrichtung gemäß der oben beschriebenen achten oder neunten Konfiguration kann ferner einen Clamper enthalten, welcher konfiguriert ist, eine Spannung an dem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu klemmen (eine zehnte Konfiguration).
  • Gemäß einem anderen Aspekt des hier Offenbarten kann eine Schaltsteuervorrichtung konfiguriert sein, zum Ein- und Ausschalten eines ersten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für eine Eingangsspannung verbindbar ist und dass dessen zweiter Anschluss mit dem ersten Anschluss einer Spule verbindbar ist, eines zweiten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule und mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbindbar ist und dass dessen zweiter Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung, welche niedriger als die Eingangsspannung ist, verbindbar ist, und eines dritten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass dessen erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule, mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters, und mit dem ersten Anschluss des zweiten Schalters verbindbar ist und dass dessen zweiter Anschluss mit dem zweiten Anschluss der Spule verbindbar ist. Die Schaltsteuervorrichtung kann einen Erfasser, welcher konfiguriert ist, ein Detektionsergebnis von einem Detektor zu erfassen, um ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und einen Unterdrücker, welcher konfiguriert ist, den ersten, den zweiten und den dritten Schalter gemäß dem Detektionsergebnis, welches mittels des Erfassers erfasst wurde, ein- und auszuschalten, um ein Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken, mittels Erzeugen, nachdem ein Auftreten, oder ein Zeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung mittels des Detektors detektiert wurde, bis sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung einpendelt, eines Steuerzustandes, in welchem der erste und der zweite Schalter AUS gehalten werden und der dritte Schalter EIN gehalten wird, enthalten (eine elfte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen elften Konfiguration kann der Unterdrücker so konfiguriert sein, dass, wenn der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der Unterdrücker den ersten und den zweiten Schalter ausschaltet und den dritten Schalter einschaltet, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken (eine zwölfte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen zwölften Konfiguration kann der Detektor konfiguriert sein, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und der Unterdrücker kann konfiguriert sein, den dritten Schalter auszuschalten, wenn der Detektor ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert (eine dreizehnte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen elften Konfiguration kann der Detektor konfiguriert sein, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und der Unterdrücker kann so konfiguriert sein, dass in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der Unterdrücker den ersten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, den zweiten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, und den dritten Schalter in einem festen Zeitraum ein- und ausschaltet, um ein Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken (eine vierzehnte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen vierzehnten Konfiguration kann in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der AUS-Zeitraum des dritten Schalters eine feste Dauer aufweisen (eine fünfzehnte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen fünfzehnten Konfiguration kann in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Zeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Dauer des AUS-Zeitraums des dritten Schalters gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums sein (eine sechzehnte Konfiguration).
  • Die Schaltsteuervorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen vierzehnten bis sechzehnten Konfiguration kann konfiguriert ist, eine Spannung von 1,8 MHz oder höher, aber 2,1 MHz oder niedriger an einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter zu generieren (eine siebzehnte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen vierzehnten bis sechzehnten Konfiguration kann der dritte Schalter ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement enthalten, welche miteinander in Reihe verbunden sind (eine achtzehnte Konfiguration).
  • In der Schaltsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen achtzehnten Konfiguration können in dem EIN-Zeitraum des dritten Schalters das erste und das zweite Schaltelement EIN sein, und kann in dem AUS-Zeitraum des dritten Schalters das erste Schaltelement AUS sein und das zweite Schaltelement EIN sein (eine neunzehnte Konfiguration).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des hier Offenbarten enthält ein fahrzeugmontiertes Gerät die Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen ersten bis zehnten Konfigurationen oder die Schaltsteuervorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen elften bis neunzehnten Konfigurationen (eine zwanzigste Konfiguration).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des hier Offenbarten enthält ein Fahrzeug das fahrzeugmontierte Gerät gemäß der oben beschriebenen zwanzigsten Konfiguration und eine Batterie zur Versorgung des fahrzeugmontierten Geräts mit elektrischer Energie (eine einundzwanzigste Konfiguration).
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der hier offenbarten Erfindung ist es möglich, ein Überschwingen in der Ausgangsspannung in einer Schaltnetzteilvorrichtung zu unterdrücken.
  • Figurenliste
    • 1A ist ein Diagramm, welches ein erstes Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung zeigt;
    • 1B ist ein Diagramm, welches ein erstes Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung zeigt;
    • 1C ist ein Diagramm, welches ein Konfigurationsbeispiel für einen dritten Schalter zeigt;
    • 1D ist ein Diagramm, welches ein weiteres Konfigurationsbeispiel für den dritten Schalter zeigt;
    • 2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein erstes Beispiel für den Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel bei Auftreten eines Überschwingens in einer Ausgangsspannung zeigt;
    • 3 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie ein Spulenstrom regeneriert wird;
    • 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Laststroms;
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein zweites Beispiel für den Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zeigt;
    • 6 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird;
    • 7 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Masse über die Body-Diode eines zweiten Schalters in Richtung einer Spule fließt;
    • 8 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und einer Schaltspannung;
    • 9 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird;
    • 10 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Spule über die Body-Diode eines ersten Schalters zu einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung fließt;
    • 11 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung;
    • 12A ist ein Diagramm, welches ein zweites Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung zeigt;
    • 12B ist ein Diagramm, welches ein zweites Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung zeigt;
    • 13 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel für den Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel bei Auftreten eines Überschwingens in einer Ausgangsspannung zeigt;
    • 14 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (ein erstes Steuerungsschema);
    • 15 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Masse über die Body-Diode des zweiten Schalters in Richtung der Spule fließt (das erste Steuerungsschema);
    • 16 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das erste Steuerungsschema);
    • 17 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (das erste Steuerungsschema);
    • 18 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Spule über die Body-Diode des ersten Schalters zu dem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung fließt (das erste Steuerungsschema);
    • 19 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das erste Steuerungsschema);
    • 20 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (ein zweites Steuerungsschema);
    • 21 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Masse über die Body-Diode des zweiten Schalters in Richtung der Spule fließt (das zweite Steuerungsschema);
    • 22 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das zweite Steuerungsschema);
    • 23 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (das zweite Steuerungsschema);
    • 24 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Spule über die Body-Diode des ersten Schalters in Richtung des Anwendungsanschlusses für die Eingangsspannung fließt (das zweite Steuerungsschema);
    • 25 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das zweite Steuerungsschema);
    • 26 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (ein drittes Steuerungsschema);
    • 27 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Masse über die Body-Diode eines zweiten Schalters in Richtung der Spule fließt (das dritte Steuerungsschema);
    • 28 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das dritte Steuerungsschema);
    • 29 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom regeneriert wird (das dritte Steuerungsschema);
    • 30 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Spulenstrom von der Spule über die Body-Diode des ersten Schalters in Richtung des Anwendungsanschlusses für die Eingangsspannung fließt (das dritte Steuerungsschema);
    • 31 sind Kurvenformdiagramme der Ausgangsspannung und der Schaltspannung (das dritte Steuerungsschema);
    • 32 ist eine Außenansicht, welche ein Konfigurationsbeispiel für ein Fahrzeug zeigt; und
    • 33 ist ein Diagramm, welches ein modifiziertes Beispiel der Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • In der vorliegenden Beschreibung bedeutet Konstantspannung eine Spannung, welche unter idealen Bedingungen konstant ist, und in Wirklichkeit bei Änderung der Temperatur o. ä. leicht variieren kann.
  • In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet ein MOS-Transistor einen Feldeffekttransistor, bei welchem das Gate strukturiert ist, so dass es zumindest drei Schichten aufweist: „eine Schicht eines elektrischen Leiters oder eines Halbleiters wie Polysilizium mit niedrigem Widerstandswert“, „eine Isolationsschicht“ und „eine P-Typ-, N-Typ- oder intrinsische Halbleiterschicht“. Das heißt, die Struktur des Gates eines MOSFET ist nicht auf eine dreischichtige Struktur aus Metall-, Oxid- und Halbleiterschichten begrenzt.
  • <Erstes Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung>
  • 1A und 1B sind Diagramme, welche ein Konfigurationsbeispiel für eine Schaltnetzteilvorrichtung zeigen. Die in den 1A und 1B gezeigte Schaltnetzteilvorrichtung 1 ist eine Schaltnetzteilvorrichtung, welche eine Eingangsspannung VIN auf eine Ausgangsspannung VOUT abwärtswandelt (bucks/steps down) und eine Steuereinheit CNT1, erste bis dritte Schalter SW1 bis SW3, eine Spule L1, einen Ausgangskondensator C1, einen Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1, und einen Detektor DET1 enthält.
  • Die Steuereinheit CNT1 schaltet die ersten bis dritten Schalter SW1 bis SW3 gemäß den jeweiligen Ausgaben des Ausgangsrückkopplungsabschnitts FB1 und des Detektors DET1 ein und aus. Mit anderen Worten, die Steuereinheit CNT1 ist eine Schalt-Steuervorrichtung, welche die ersten bis dritten Schalter SW1 bis SW3 ein- und ausschaltet. Die Steuereinheit CNT1 enthält einen Erfasser 2, welcher das Detektionsergebnis von dem Detektor DET1 erfasst, und einen Unterdrücker 3, welcher basierend auf dem Detektionsergebnis von dem Detektor DET1, welches von dem Erfasser 2 erfasst wurde, den ersten Schalter SW1, den zweiten Schalter SW2, und den dritten Schalter SW ein- und ausschaltet, um ein Überschwingen der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Zum Beispiel, wenn der Detektor DET1 ein Auftreten einer Überschwingung in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, schaltet der Unterdrücker 3 den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 aus und den dritten Schalter SW3 ein, um die Überschwingung in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken. In einem anderen Beispiel hält der Unterdrücker 3, nachdem der Detektor DET1 ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT detektiert hat, bis der Detektor DET1 ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 AUS und schaltet den dritten Schalter SW3 in einem festen Zeitraum ein und aus, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Der Erfasser 2 und der Unterdrücker 3 können jeweils auf Software-Basis oder mit Hardware-Schaltungen oder durch koordinierten Betrieb von Software und Hardware realisiert werden.
  • Der erste Schalter SW1 ist so konfiguriert, dass sein erster Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung VIN verbindbar ist und dass sein zweiter Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule L1 verbindbar ist. Der erste Schalter SW1 leitet und unterbricht den Strompfad vom Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung VIN zur Spule L1. Als der erste Schalter SW1 kann z.B. ein P-Kanal-MOS-Transistor oder ein N-Kanal-MOS-Transistor verwendet werden. Wird beispielsweise ein N-Kanal-MOS-Transistor als der erste Schalter SW1 verwendet, kann eine Bootstrap-Schaltung oder ähnliches in der Schaltnetzteilvorrichtung 1 bereitgestellt werden, um eine Spannung zu generieren, welche höher als die Eingangsspannung VIN ist.
  • Der zweite Schalter SW2 ist so konfiguriert, dass sein erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule L1 und mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters SW1 verbindbar ist, und dass sein zweiter Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für das Massepotential verbindbar ist. Der zweite Schalter SW2 leitet und unterbricht den Strompfad vom Anwendungsanschluss für das Massepotential zur Spule L1. In einer modifizierten Version des besprochenen Konfigurationsbeispiels kann der zweite Schalter SW2 so konfiguriert sein, dass sein zweiter Anschluss mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung verbindbar ist, welche niedriger als die Eingangsspannung VIN, aber anders als das Massepotential ist. Als zweiter Schalter SW2 kann zum Beispiel eine Diode oder ein N-Kanal-MOS-Transistor verwendet werden.
  • Zum Beispiel fungiert die Schaltnetzteilvorrichtung 1 bei Verwendung einer Diode als der zweite Schalter SW2 als eine Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung, wie in 1A gezeigt.
  • Wenn die Schaltnetzteilvorrichtung 1 als Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung fungiert, steuert die Steuereinheit CNT1 die Bias-Spannung, welche an den Schalter SW2 (Diode) angelegt wird, mittels Ein- und Ausschalten des Schalters SW1. Ob der Schalter SW2 (Diode) EIN oder AUS ist, wird mittels der Bias-Spannung bestimmt, welche an den Schalter SW2 (Diode) angelegt ist; somit schaltet die Steuereinheit CNT1 den Schalter SW2 (Diode) indirekt ein und aus.
  • Zum Beispiel fungiert die Schaltnetzteilvorrichtung 1 bei Verwendung eines N-Kanal-MOS-Transistors als der zweite Schalter SW2 als Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung, wie in 1B gezeigt. Wenn die Schaltnetzteilvorrichtung 1 als Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung fungiert, kann die Schaltnetzteilvorrichtung 1 konfiguriert sein, in einem Strom-Kontinuierlich-Modus unter leichter Last zu arbeiten, oder kann konfiguriert sein, eine Rückstromverhinderungsfunktion aufzuweisen und in einem Strom-Diskontinuierlich-Modus unterleichter Last zu arbeiten.
  • Durch das Umschalten mittels der ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 wird eine pulsierende Schaltspannung VSW am Verbindungsknoten zwischen dem ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 generiert. Die Spule L1 und der Ausgangskondensator C1 glätten die pulsierende Schaltspannung VSW, um die Ausgangsspannung VOUT zu generieren und führen sie einem Anwendungsanschluss für die Ausgangsspannung VOUT zu. Mit dem Anwendungsanschluss für die Ausgangsspannung VOUT ist eine Last LD1 verbunden, und der Last LD1 wird die Ausgangsspannung VOUT zugeführt.
  • Der dritte Schalter SW3 ist so konfiguriert, dass sein erster Anschluss mit dem ersten Anschluss der Spule L1, mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters SW1, und mit dem ersten Anschluss des zweiten Schalters SW2 verbindbar ist, und dass sein zweiter Anschluss mit dem zweiten Anschluss der Spule L1 verbindbar ist. Mit anderen Worten, der dritte Schalter SW3 ist mit der Spule L1 parallel verbunden. Als der dritte Schalter SW3 kann zum Beispiel ein N-Kanal-MOS-Transistor verwendet werden. Der dritte Schalter SW3 kann mit einer Mehrzahl von Elementen ausgebildet sein. Ein dritter Schalter SW3, welcher mit einer Mehrzahl von Elementen ausgebildet ist, kann beispielsweise ein dritter Schalter SW3 sein, wie in 1C gezeigt, welcher zwei N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, von welchen die Back-Gates miteinander verbunden sind, oder ein dritter Schalter sein, wie in 1D gezeigt, welcher drei N-Kanal-MOS-Transistoren Q3 bis Q5 enthält, von welchen die Back-Gates miteinander verbunden sind.
  • Der Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1 generiert und gibt ein Rückkopplungssignal gemäß der Ausgangsspannung VOUT aus. Als der Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1 kann zum Beispiel eine Widerstandsspannungsteilerschaltung verwendet werden, welche die Ausgangsspannung VOUT mit Widerständen teilt, um das Rückkopplungssignal zu generieren. Zum Beispiel kann der Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1 konfiguriert sein, die Ausgangsspannung VOUT zu empfangen und sie unverändert als Rückkopplungssignal auszugeben. Der Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1 kann konfiguriert sein, zusätzlich zu einem Rückkopplungssignal gemäß der Ausgangsspannung VOUT auch ein Rückkopplungssignal gemäß dem Strom, welcher durch die Spule L1 fließt (im Folgenden als „Spulenstrom IL“ bezeichnet), zu generieren und auszugeben. Eine Konfigurierung des Ausgangsrückkopplungsabschnitts FB1, um zusätzlich ein Rückkopplungssignal gemäß dem Spulenstrom IL zu generieren, ermöglicht eine Strom-Modus-Steuerung.
  • Der Detektor DET1 detektiert ein Auftreten und Abklingen eines Überschwingens der Ausgangsspannung VOUT. Als der Detektor DET1 kann zum Beispiel ein Komparator verwendet werden, welcher die Ausgangsspannung VOUT an seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluss empfängt und eine Konstantspannung (eine Spannung, welche höher ist als der Zielwert der Ausgangsspannung VOUT) an seinem invertierenden Eingangsanschluss empfängt. Wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, schaltet der Komparator sein Ausgangssignal von Low-Level auf High-Level um. Wenn sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT einpendelt, schaltet der Komparator sein Ausgangssignal von High-Level auf Low-Level um. 2, auf welche später Bezug genommen wird, zeigt das Ausgangssignal in diesem Beispiel.
  • Es ist auch eine Konfiguration möglich, bei welcher der Komparator anstelle der Ausgangsspannung VOUT eine Teilungsspannung der Ausgangsspannung VOUT an seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluss empfängt und anstelle der Konstantspannung eine Teilungsspannung der Konstantspannung an seinem invertierenden Eingangsanschluss empfängt.
  • Mittels Konfiguration des Komparators als Hysteresekomparator oder mittels Bereitstellen eines Komparators zum Detektieren des Auftretens einer Überschwingung und eines Komparators zum separaten Detektieren eines Abklingens einer Überschwingung ist es möglich, den Wert der Ausgangsspannung VOUT, bei welchem ein Auftreten einer Überschwingung zu detektieren ist, und den Wert, bei dem ein Abklingen einer Überschwingung zu detektieren ist, zu unterscheiden.
  • Der Detektor DET1 muss nicht unbedingt ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektieren. Zum Beispiel ist auch eine Konfiguration möglich, bei welcher ein Zähler in der Steuereinheit CNT1 enthalten ist, und wenn der Zähler eine bestimmte Zeit nach Detektieren eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT mittels des Detektors DET1 zählt, beurteilt die Steuereinheit CNT1, dass sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT eingependelt hat.
  • In einer anderen modifizierten Version des beschriebenen Konfigurationsbeispiels hält der oben beschriebene Unterdrücker 3, wenn der Detektor DET1 ein Anzeichen eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 AUS und hält den dritten Schalter SW3 EIN, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • In einer weiteren modifizierten Version des beschriebenen Konfigurationsbeispiels hält der oben beschriebene Unterdrücker 3, wenn der Detektor DET1 ein Anzeichen eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 AUS und schaltet den dritten Schalter SW3 in einem festen Zeitraum ein und aus, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Ein Anzeichen eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT kann zum Beispiel mit einer Last LD1 detektiert werden, welche regelmäßig variiert und welche nach einem bestimmten Variationsmuster, mittels Detektieren eines Variationsmusters im Laststrom, welches diesem spezifischen Variationsmuster entspricht, sprunghaft leichter wird.
  • <Erstes Betriebsbeispiel der Schaltnetzteilvorrichtung bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung>
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein erstes Beispiel für den Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung 1 bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT zeigt.
  • Wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, geht die Schaltnetzteilvorrichtung 1 unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 in einen zweiten Zustand ZUSTAND2 über. 2 ist ein Ablaufdiagramm, welches beobachtet wird, wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT in der Mitte eines ersten Zustands ZUSTAND1 (in der Mitte eines EIN-Tastgrad-Zeitraums des Schalters SW) detektiert, was dazu führt, dass die Ausgabe von dem Detektor DET1 von Low-Level auf High-Level wechselt und die Schaltnetzteilvorrichtung 1 von dem ersten Zustand ZUSTAND1 in den zweiten Zustand ZUSTAND2 übergeht. Im ersten Zustand ZUSTAND1 wird unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste Schalter SW1 EIN gehalten, der zweite Schalter SW2 AUS gehalten, und der dritte Schalter SW3 AUS gehalten.
  • Im zweiten Zustand ZUSTAND2 werden unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 AUS gehalten und der dritte Schalter SW3 wird EIN gehalten. Wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt und die Schaltnetzteilvorrichtung 1 in den zweiten Zustand ZUSTAND2 übergeht, wie in 3 gezeigt, wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und den dritten Schalter SW3 enthält, regeneriert. Dies ermöglicht es, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Da im zweiten Zustand ZUSTAND2 sowohl der erste als auch der zweite Schalter SW1 und SW2 AUS gehalten werden, kann die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten des Überschwingens geklemmt werden. Das heißt, beim Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT ist es mittels des AUS haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN haltens des dritten Schalters SW3 möglich, ein weiteres Erhöhen der Ausgangsspannung VOUT zu verhindern, und somit ein Überschwingen der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • In einem weiteren Beispiel ist es möglich, wenn der Laststrom (der Ausgangsstrom der Schaltnetzteilvorrichtung 1) abrupt abfällt und dann abrupt ansteigt, wie in 4 gezeigt, mittels Freisetzen der regenerierten Energie, welche in dem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und den dritten Schalter SW3 enthält, in Richtung der Last LD1 gespeichert ist, auch ein Unterschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken, welches durch einen abrupten Anstieg des Laststroms bewirkt wird.
  • In diesem Betriebsbeispiel wird die Schaltnetzteilvorrichtung 1 im zweiten Zustand ZUSTAND2 gehalten, bis der Detektor DET1 ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert. Während der zweite Zustand ZUSTAND2 beibehalten wird, nimmt der Spulenstrom IL aufgrund des EIN-Widerstands des dritten Schalters SW3 allmählich ab. Während in 2, wenn der Detektor DET1 ein Abklingen einer Überschwingung in der Ausgangsspannung VOUT detektiert und die Ausgabe von dem Detektor DET1 von High-Level auf Low-Level wechselt, die Schaltnetzteilvorrichtung 1 vom zweiten Zustand ZUSTAND2 in den ersten Zustand ZUSTAND1 übergeht, sollte dies nur als veranschaulichend verstanden werden. Das heißt, auf den zweiten Zustand ZUSTAND2 kann jeder andere Zustand als der erste Zustand ZUSTAND1 folgen.
  • In diesem Betriebsbeispiel wird der zweite Zustand ZUSTAND2 nach einem Auftreten eines Überschwingers in der Ausgangsspannung VOUT bis zu seinem Abklingen beibehalten, ohne jemals unterbrochen zu werden. Solange jedoch ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT unterdrückt werden kann, kann das Betriebsbeispiel so modifiziert werden, dass der zweite Zustand ZUSTAND2 jederzeit nach einem Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT vor dessen Abklingen kurzzeitig unterbrochen wird, oder dass der zweite Zustand ZUSTAND2 beendet wird, ohne auf das Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT zu warten.
  • <Zweites Betriebsbeispiel der Schaltnetzteilvorrichtung bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung>
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein zweites Beispiel für einen Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung 1 bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT zeigt.
  • Wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, geht die Schaltnetzteilvorrichtung 1 unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 in den zweiten Zustand ZUSTAND2 über. 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches beobachtet wird, wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT in der Mitte des ersten Zustands ZUSTAND1 (in der Mitte des EIN-Tastgrad-Zeitraums der Schaltspannung VSW) detektiert, die Ausgabe von dem Detektor DET1 von Low-Level auf High-Level wechselt, und die Schaltnetzteilvorrichtung 1 von dem ersten Zustand ZUSTAND1 in den zweiten Zustand ZUSTAND2 übergeht.
  • Im ersten Zustand ZUSTAND1 schalten unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 gemäß einem periodischen Signal S1 in einem festen Zeitraum Tfix komplementär ein und aus, und der dritte Schalter SW3 bleibt AUS. Das periodische Signal S1 ist ein Signal, bei welchem Impulse in einem festen Zeitraum Tfix eintreten. Das periodische Signal S1 kann ein Signal sein, welches innerhalb der Steuereinheit CNT1 generiert wird, oder ein Signal sein, welches außerhalb der Steuereinheit CNT1 generiert wird, um von der Steuereinheit CNT1 empfangen zu werden. Bei dem komplementären Ein- und Ausschalten des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 wird vorzugsweise ein Totzeit-Zeitraum bereitgestellt, in welchem sowohl der erste als auch der zweite Schalter SW1 und SW2 AUS sind.
  • Im zweiten Zustand ZUSTAND2 bleiben unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 AUS und der dritte Schalter SW3 schaltet in einem festen Zeitraum Tfix ein und aus. Im zweiten Zustand ZUSTAND2 schaltet die Steuereinheit CNT1 den dritten Schalter SW3 gemäß dem periodischen Signal S1 ein und aus.
  • Im zweiten Zustand ZUSTAND2 alternieren ein Zustand ZUSTAND2-1 und ein Zustand ZUSTAND2-2 in einem festen Zeitraum Tfix. Der Zustand ZUSTAND2-1 ist ein Zeitraum, in welchem der dritte Schalter SW3 EIN ist, und der Zustand ZUSTAND2-2 ist ein Zeitraum, in welchem der dritte Schalter SW3 AUS ist.
  • In diesem Betriebsbeispiel wird die Schaltnetzteilvorrichtung 1 im zweiten Zustand ZUSTAND2 gehalten, bis der Detektor DET1 ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert. Während der zweite Zustand ZUSTAND2 beibehalten wird, fällt der Spulenstrom IL aufgrund des EIN-Widerstands des dritten Schalters SW3 allmählich ab. In 5 geht die Schaltnetzteilvorrichtung 1, wenn der Detektor DET1 ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert und die Ausgabe vom Detektor DET1 von High-Level auf Low-Level wechselt, vom zweiten Zustand ZUSTAND2 in einen dritten Zustand ZUSTAND3 über. Im dritten Zustand ZUSTAND3 werden unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste bis dritte Schalter SW1 bis SW3 AUS gehalten.
  • Wenn dann im dritten Zustand ZUSTAND3 ein Impuls in dem periodischen Signal S1 auftritt, findet ein Übergang vom dritten Zustand ZUSTAND3 zum ersten Zustand ZUSTAND1 statt.
  • Nun wird in einem beispielhaften Fall, in welchem N-Kanal-MOS-Transistoren als erster bis dritter Schalter SW1 bis SW3 verwendet werden, der Zustand ZUSTAND2-1 und der Zustand ZUSTAND2-2 im Detail beschrieben. In einer modifizierten Version dieses Beispiels können beispielsweise Bipolartransistoren als der erste bis dritte Schalter SW1 bis SW3 verwendet werden, wobei mit jedem der Bipolartransistoren eine „in Rückwärtsrichtung geschaltete Diode“ („reverse-connected diode“) parallel verbunden ist. Die Richtung, in welcher Strom durch die „rückwärts geschaltete Diode“ fließt (die Richtung von der Anode zur Kathode der „rückwärts geschalteten Diode“), ist der Richtung entgegengesetzt, in welcher Strom durch den Bipolartransistor fließt, welcher mit der „rückwärts geschalteten Diode“ parallel verbunden ist.
  • Zunächst wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in positiver Richtung verläuft.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1, wie in 6 gezeigt, ist der dritte Schalter SW3 EIN; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und den dritten Schalter SW3 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, beim Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT können der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 AUS gehalten werden und der dritte Schalter SW3 EIN gehalten werden, und es ist somit möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • In dem in 7 gezeigten Zustand ZUSTAND2-2 ist der dritte Schalter SW3 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Masse über die Body-Diode des zweiten Schalters SW2 in Richtung der Spule L1. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich - Vf sw2. Dabei ist Vf sw2 die Durchlassspannung über der Body-Diode des zweiten Schalters SW2.
  • In diesem Betriebsbeispiel weist jeder Zustand ZUSTAND2-2 eine feste Dauer auf. Konkret weist jeder Zustand ZUSTAND2-2 eine feste Dauer auf, welche der Impulsbreite des periodischen Signals S1 entspricht. Vorzugsweise ist die Dauer jedes Zustands ZUSTAND2-2 gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums Tfix. Denn wenn die Dauer jedes Zustands ZUSTAND2-2 länger als ein Zehntel des festen Zeitraums Tfix ist, überschreitet die Zeit, welche für ein Überschwingen der Ausgangsspannung VOUT erforderlich ist, um sich einzupendeln, einen zulässigen Bereich.
  • Wenn der Spulenstrom IL in positiver Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 8 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 8 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 8 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in negativer Richtung verläuft.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1, wie in 9 gezeigt, ist der dritte Schalter SW3 EIN; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und den dritten Schalter SW3 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW wird im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, beim Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT können der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 AUS gehalten werden und der dritte Schalter SW3 EIN gehalten werden, und es ist somit möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 10 gezeigt, ist der dritte Schalter SW3 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Spule L1 über die Body-Diode des ersten Schalters SW1 in Richtung des Anwendungsanschlusses für die Eingangsspannung VIN. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich VIN + Vf sw1. Dabei ist Vf sw1 die Durchlassspannung über der Body-Diode des ersten Schalters SW1.
  • Wenn der Spulenstrom IL in negativer Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 11 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 11 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 11 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • <Zweites Konfigurationsbeispiel für die Schaltnetzteilvorrichtung>
  • 12A und 12B sind Diagramme, welche ein zweites Konfigurationsbeispiel für die Schaltnetzteilvorrichtung zeigen. In den 12A und 12B wird bei Merkmalen, welche denen in den 1A und 1B ähnlich sind, keine überlappende Beschreibung wiederholt. Die in den 12A und 12B gezeigte Schaltnetzteilvorrichtung 11 ist eine Schaltnetzteilvorrichtung, welche eine Eingangsspannung VIN auf eine Ausgangsspannung VOUT abwärtswandelt (bucks/steps down) und eine Steuereinheit CNT1, einen ersten bis dritten Schalter SW1 bis SW3, eine Spule L1, einen Ausgangskondensator C1, einen Ausgangsrückkopplungsabschnitt FB1, und einen Detektor DET1 enthält. Die in den 12A und 12B gezeigten Dioden sind die Body-Dioden von MOS-Transistoren. Auch die in den 14, 15, 17, 18, 20, 21, 23, 24, 26, 27, 29, 30 und 33 gezeigten Dioden, auf welche später Bezug genommen wird, sind Body-Dioden von MOS-Transistoren.
  • In diesem Konfigurationsbeispiel schaltet ein Unterdrücker 3 den ersten, zweiten und dritten Schalter SW1, SW2 und SW gemäß dem Detektionsergebnis des Detektors DET1, welches mittels des Erfassers 2 erfasst wird, ein und aus, und, nachdem der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, bis der Detektor DET1 ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, hält der Unterdrücker 3 den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 AUS und schaltet den dritten Schalter SW3 in einem festen Zeitraum ein und aus, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Zum Beispiel wirkt die Schaltnetzteilvorrichtung 11 bei Verwendung einer Diode als der zweite Schalter SW2 als eine Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung, wie in 12A gezeigt.
  • Wenn die Schaltnetzteilvorrichtung 11 als Schaltnetzteilvorrichtung mit asynchroner Gleichrichtung fungiert, steuert die Steuereinheit CNT1 die Bias-Spannung, welche an den Schalter SW2 (Diode) angelegt wird, mittels Einschalten und Ausschalten des Schalters SW1. Ob der Schalter SW2 (Diode) EIN oder AUS ist, wird mittels der Bias-Spannung bestimmt, welche an den Schalter SW2 (Diode) angelegt wird; somit schaltet die Steuereinheit CNT1 den Schalter SW2 (Diode) indirekt ein und aus.
  • Zum Beispiel fungiert die Schaltnetzteilvorrichtung 11 bei Verwendung eines N-Kanal-MOS-Transistors als der zweite Schalter SW2 als eine Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung, wie in 12B gezeigt. Wenn die Schaltnetzteilvorrichtung 11 als Schaltnetzteilvorrichtung mit synchroner Gleichrichtung fungiert, kann die Schaltnetzteilvorrichtung 11 konfiguriert sein, in einem Strom-Kontinuierlich-Modus unter leichter Last zu arbeiten, oder kann konfiguriert sein, eine Rückstromverhinderungsfunktion aufzuweisen und in einem Strom-Diskontinuierlich-Modus unter leichter Last zu arbeiten.
  • Als der dritte Schalter SW3 kann zum Beispiel ein N-Kanal-MOS-Transistor verwendet werden. Der dritte Schalter SW3 enthält ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, welche miteinander in Reihe verbunden sind. In dem in 1A und 1B gezeigten Konfigurationsbeispiel werden als das erste und zweite Schaltelement zwei N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 verwendet. Der Drain des N-Kanal-MOS-Transistors Q1 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 verbunden. Die Source und das Back-Gate des N-Kanal-MOS-Transistors Q1 ist mit der Source und dem Back-Gate des N-Kanal-MOS-Transistors Q2 verbunden. Der Drain des N-Kanal-MOS-Transistors Q2 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen der Spule L1 und dem Ausgangskondensator C1 verbunden. Der N-Kanal-MOS-Transistor Q1 ist an der Eingangsseite bereitgestellt und der N-Kanal-MOS-Transistor Q2 ist an der Ausgangsseite bereitgestellt; somit ist der N-Kanal-MOS-Transistor Q1 vorzugsweise mit einer höheren Stehspannung als der N-Kanal-MOS-Transistor Q2 versehen.
  • Der Detektor DET1 detektiert ein Auftreten und Abklingen eines Überschwingens der Ausgangsspannung VOUT. Als der Detektor DET1 kann zum Beispiel ein Komparator verwendet werden, welcher die Ausgangsspannung VOUT an seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluss empfängt und eine Konstantspannung (eine Spannung, welche höher ist als der Zielwert der Ausgangsspannung VOUT) an seinem invertierenden Eingangsanschluss empfängt. Wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, schaltet der Komparator sein Ausgangssignal von Low-Level auf High-Level um. Wenn sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT einpendelt, schaltet der Komparator sein Ausgangssignal von High-Level auf Low-Level um. 13, auf welche später Bezug genommen wird, zeigt das Ausgangssignal in diesem Beispiel.
  • Es ist auch eine Konfiguration möglich, bei welcher der Komparator anstelle der Ausgangsspannung VOUT eine Teilungsspannung der Ausgangsspannung VOUT an seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluss empfängt und anstelle der Konstantspannung eine Teilungsspannung der Konstantspannung an seinem invertierenden Eingangsanschluss empfängt.
  • Mittels Konfiguration des Komparators als Hysteresekomparator oder mittels Bereitstellen eines Komparators zum Detektieren des Auftretens einer Überschwingung und eines Komparators zum separaten Detektieren eines Abklingens einer Überschwingung ist es möglich, den Wert der Ausgangsspannung VOUT, bei welchem ein Auftreten einer Überschwingung zu detektieren ist, und den Wert, bei dem ein Abklingen einer Überschwingung zu detektieren ist, zu unterscheiden.
  • In einer modifizierten Version des beschriebenen Konfigurationsbeispiels hält der oben beschriebene Unterdrücker 3, wenn der Detektor DET1 ein Anzeichen eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, den ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 AUS und schaltet den dritten Schalter SW3 in einem festen Zeitraum ein und aus, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Ein Anzeichen eines Auftretens eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT kann zum Beispiel mit einer Last LD1 detektiert werden, welche regelmäßig variiert und welche nach einem bestimmten Variationsmuster, mittels Detektieren eines Variationsmusters im Laststrom, welches diesem spezifischen Variationsmuster entspricht, sprunghaft leichter wird.
  • <Betriebsbeispiel der Schaltnetzteilvorrichtung bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung>
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der Schaltnetzteilvorrichtung 11 bei Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT zeigt.
  • Wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert, geht die Schaltnetzteilvorrichtung 11 unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 in einen zweiten Zustand ZUSTAND2 über. 13 ist ein Ablaufdiagramm, welches beobachtet wird, wenn der Detektor DET1 ein Auftreten eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT in der Mitte eines ersten Zustands ZUSTAND1 (in der Mitte des EIN-Tastgrad-Zeitraums der Schaltspannung VSW) detektiert, die Ausgabe von dem Detektor DET1 von Low-Level auf High-Level wechselt, und die Schaltnetzteilvorrichtung 11 von dem ersten Zustand ZUSTAND1 in den zweiten Zustand ZUSTAND2 übergeht.
  • Im ersten Zustand ZUSTAND1 schalten unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 gemäß einem periodischen Signal S1 in einem festen Zeitraum Tfix komplementär ein und aus, und der dritte Schalter SW3 bleibt AUS. Das periodische Signal S1 ist ein Signal, bei welchem Impulse in einem festen Zeitraum Tfix eintreten. Das periodische Signal S1 kann ein Signal sein, welches innerhalb der Steuereinheit CNT1 generiert wird, oder ein Signal sein, welches außerhalb der Steuereinheit CNT1 generiert wird, um von der Steuereinheit CNT1 empfangen zu werden. Bei dem komplementären Ein- und Ausschalten des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 wird vorzugsweise ein Totzeit-Zeitraum bereitgestellt, in welchem sowohl der erste als auch der zweite Schalter SW1 und SW2 AUS sind.
  • Im zweiten Zustand ZUSTAND2 bleiben unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 AUS und der dritte Schalter SW3 schaltet in einem festen Zeitraum ein und aus. Im zweiten Zustand ZUSTAND2 schaltet die Steuereinheit CNT1 den dritten Schalter SW3 gemäß dem periodischen Signal S1 ein und aus.
  • Im zweiten Zustand ZUSTAND2 alternieren ein Zustand ZUSTAND2-1 und ein Zustand ZUSTAND2-2 in dem festen Zeitraum Tfix. Der Zustand ZUSTAND2-1 ist ein Zeitraum, in welchem der dritte Schalter SW3 EIN ist, und der Zustand ZUSTAND2-2 ist ein Zeitraum, in welchem der dritte Schalter SW3 AUS ist.
  • In diesem Betriebsbeispiel wird die Schaltnetzteilvorrichtung 11 im zweiten Zustand ZUSTAND2 gehalten, bis der Detektor DET1 ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert. Während der zweite Zustand ZUSTAND2 beibehalten wird, fällt der Spulenstrom IL aufgrund des EIN-Widerstands des dritten Schalters SW3 allmählich ab. In 13 geht die Schaltnetzteilvorrichtung 11, wenn der Detektor DET1 ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung VOUT detektiert und die Ausgabe vom Detektor DET1 von High-Level auf Low-Level wechselt, vom zweiten Zustand ZUSTAND2 in den dritten Zustand ZUSTAND3 über. Im dritten Zustand ZUSTAND3 werden unter der Steuerung der Steuereinheit CNT1 der erste bis dritte Schalter SW1 bis SW3 AUS gehalten.
  • Wenn dann im dritten Zustand ZUSTAND3 ein Impuls in dem periodischen Signal S1 auftritt, findet ein Übergang vom dritten Zustand ZUSTAND3 zum ersten Zustand ZUSTAND1 statt.
  • Nun wird in einem beispielhaften Fall, in welchem N-Kanal-MOS-Transistoren als der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 verwendet werden, der Zustand ZUSTAND2-1 und der Zustand ZUSTAND2-2 in jedem der drei Steuerungsschemata im Detail beschrieben. In einer modifizierten Version dieses Beispiels können beispielsweise Bipolartransistoren als der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 verwendet werden, wobei mit jedem der Bipolartransistoren eine „rückwärts geschaltete Diode“ parallel verbunden ist. Die Richtung, in welcher Strom durch die „rückwärts geschaltete Diode“ fließt (die Richtung von der Anode zur Kathode der „rückwärts geschaltete Diode“), ist der Richtung entgegengesetzt, in welcher Strom durch den Bipolartransistor fließt, welcher mit der „rückwärts geschaltete Diode“ parallel verbunden ist. Ebenso können anstelle der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 Bipolartransistoren verwendet werden, wobei mit jedem der Bipolartransistoren eine „rückwärts geschaltete Diode“ parallel verbunden ist.
  • <Erstes Steuerungsschema>
  • Zunächst wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in positiver Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 14 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 15 gezeigt, wird der N-Kanal-MOS-Transistor Q1 AUS gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1, die Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q1, und den N-Kanal-MOS-Transistor Q2 enthält, regeneriert. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich VOUT - Vf Q1. Dabei ist Vf Q1 die Durchlassspannung über der Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q1.
  • In diesem Betriebsbeispiel weist jeder Zustand ZUSTAND2-2 eine feste Dauer auf. Konkret weist jeder Zustand ZUSTAND2-2 eine feste Dauer auf, welche der Impulsbreite des periodischen Signals S1 entspricht. Vorzugsweise ist die Dauer jedes Zustands ZUSTAND2-2 gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums Tfix. Denn wenn die Dauer jedes Zustands ZUSTAND2-2 länger als ein Zehntel des festen Zeitraums Tfix ist, überschreitet die Zeit, welche für ein Überschwingen der Ausgangsspannung VOUT erforderlich ist, um sich einzupendeln, einen zulässigen Bereich.
  • Wenn der Spulenstrom IL in positiver Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 16 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 16 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 16 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in negativer Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 17 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-2, wie in 18 gezeigt, ist der N-Kanal-MOS-Transistor Q1 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Spule L1 über die Body-Diode des ersten Schalters SW1 in Richtung des Anwendungsanschlusses für die Eingangsspannung VIN. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich VIN + VF sw1. Dabei ist Vf sw1 die Durchlassspannung über der Body-Diode des ersten Schalters SW1.
  • Wenn der Spulenstrom IL in negativer Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 19 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 19 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 19 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • <Zweites Steuerungsschema>
  • Zunächst wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in positiver Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 20 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 21 gezeigt, ist der N-Kanal-MOS-Transistor Q2 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Masse über die Body-Diode des zweiten Schalters SW2 in Richtung der Spule L1. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich - Vf sw2. Dabei ist Vf sw2 die Durchlassspannung über der Body-Diode des zweiten Schalters SW2.
  • Wenn der Spulenstrom IL in positiver Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 22 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 22 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 22 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in negativer Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 23 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 24 gezeigt, wird der N-Kanal-MOS-Transistor Q2 AUS gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1, den N-Kanal-MOS-Transistor Q1, und die Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q2 enthält, regeneriert. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich VOUT + Vf Q2. Dabei ist Vf Q2 die Durchlassspannung über der Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q2.
  • Wenn der Spulenstrom IL in negativer Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 25 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 25 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 25 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • <Drittes Steuerungsschema>
  • Zunächst wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in positiver Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 26 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 27 gezeigt, sind die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Masse über die Body-Diode des zweiten Schalters SW2 in Richtung der Spule L1. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich - Vf sw2.
  • Wenn der Spulenstrom IL in positiver Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 28 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 28 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 28 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem der Spulenstrom IL in negativer Richtung verläuft.
  • In dem Zustand ZUSTAND2-1, wie in 29 gezeigt, werden die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 EIN gehalten; somit wird der Spulenstrom IL in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher die Spule L1 und die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 enthält, regeneriert, und die Schaltspannung VSW ist im Wesentlichen gleich der Ausgangsspannung VOUT.
  • Im Zustand ZUSTAND2-1 ist es möglich, die Stromversorgung in Richtung der Last LD1 zu unterbrechen. Außerdem kann im Zustand ZUSTAND2-1, da der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 beide AUS sind, die Ausgangsspannung VOUT um den Level beim Auftreten eines Überschwingens herum geklemmt werden. Das heißt, mittels des AUS Haltens des ersten und zweiten Schalters SW1 und SW2 und des EIN Haltens der N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2, wenn ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT auftritt, ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Ausgangsspannung VOUT weiter erhöht, und somit ein Überschwingen in der Ausgangsspannung VOUT zu unterdrücken.
  • Im Zustand ZUSTAND2-2, wie in 30 gezeigt, sind die N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 AUS; somit fließt der Spulenstrom IL von der Spule L1 über die Body-Diode des ersten Schalters SW1 in Richtung des Anwendungsanschlusses für die Eingangsspannung VIN. Somit ist die Schaltspannung VSW gleich VIN + VF sw1.
  • Wenn der Spulenstrom IL in negativer Richtung ist, sind die Ausgangsspannung VOUT und die Schaltspannung VSW im zweiten Zustand ZUSTAND wie in 31 gezeigt. Hier ist die Skala der Ausgangsspannung VOUT in vertikaler Richtung in der Ebene von 31 gegenüber der Schaltspannung VSW vergrößert. Wie aus 31 hervorgeht, ist der Zeitraum der Schaltspannung VSW ein fester Zeitraum Tfix. Das heißt, die Frequenz (Schaltfrequenz) der Schaltspannung VSW variiert nicht; somit variiert auch die Frequenz des Rauschens, welche der Schaltfrequenz zuzuschreiben ist, nicht. Somit besteht keine Gefahr, dass der Effekt der Rauschunterdrückungsmittel (zum Beispiel eine Filterschaltung) zur Unterdrückung von Rauschen einer festen Frequenz reduziert wird.
  • <Anwendungen>
  • Nachfolgend wird ein Beispiel für eine Anwendung der zuvor beschriebenen Schaltnetzteilvorrichtungen 1 und 11 beschrieben. 32 ist eine Außenansicht, welche eine beispielhafte Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt, in welches fahrzeugmontierte Geräte integriert sind. Das Fahrzeug X dieser beispielhaften Konfiguration integriert fahrzeugmontierte Geräte X11 bis X17 und eine (nicht gezeigte) Batterie, welche den fahrzeugmontierten Geräten X11 bis X17 elektrische Energie zuführt.
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X11 ist eine Motorsteuereinheit, welche Steuerungen durchführt, welche den Motor betreffen (z. B. Steuerung der Einspritzung, elektronische Drosselung, Leerlauf, Sauerstoffsensorheizung, und automatisches Fahren).
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X12 ist eine Lampensteuereinheit, welche ein Ein- und Ausschalten von HIDs (High-Intensity Discharge Lamps) und DRLs (Daytime Running Lamps) steuert.
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X13 ist eine Getriebesteuereinheit, welche Steuerungen durchführt, welche das Getriebe betreffen.
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X14 ist eine Karosseriesteuereinheit, welche Steuerungen durchführt, die Bewegung des Fahrzeugs X betreffen (z. B. die Steuerung eines ABS (Antiblockiersystem), EPS (elektrische Servolenkung), und einer elektronischen Federung).
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X15 ist eine Sicherheitssteuereinheit, welche das Ansteuern von Türschlössern, Einbruchmeldeanlagen und dergleichen steuert.
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X16 umfasst elektronische Geräte, welche bei der Auslieferung des Fahrzeugs X serienmäßig oder vom Hersteller integriert sind, wie z. B. Scheibenwischer, elektrische Seitenspiegel, elektrische Fensterheber, ein elektrisches Schiebedach, elektrische Sitze und eine Klimatisierungsvorrichtung.
  • Das fahrzeugmontierte Gerät X17 umfasst elektronische Geräte, welche in das Fahrzeug X optional als Benutzerausrüstung eingebaut sind, wie z. B. fahrzeugmontierte AV-Geräte (audiovisuelle Geräte), ein Fahrzeugnavigationssystem und ein ETC-System (elektronisches Mautsystem).
  • Die zuvor beschriebenen Schaltnetzteilvorrichtungen 1 und 11 können in jedes der fahrzeugmontierten Geräte X11 bis X17 integriert werden.
  • <Anmerkungen>
  • Die vorliegende Erfindung kann auf jede andere Weise als in den oben beschriebenen Ausführungsformen implementiert werden, mit allen Änderungen, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Die hier offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten, und der technische Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung der Ausführungsformen, sondern durch den Umfang der beigefügten Ansprüche definiert und ist so zu verstehen, dass dieser alle Modifikationen in einem den Ansprüchen entsprechenden Sinn und Umfang umfasst.
  • In dem oben beschriebenen zweiten Betriebsbeispiel kann die Steuereinheit CNT1 beispielsweise, wenn der Spulenstrom IL in positiver Richtung verläuft, den zweiten Schalter SW2 im Zustand ZUSTAND2-2 EIN halten. Oder, zum Beispiel, wenn der Spulenstrom IL in negativer Richtung verläuft, kann die Steuereinheit CNT1 den ersten Schalter SW1 im Zustand ZUSTAND2-2 EIN halten.
  • Im oben beschriebenen zweiten Betriebsbeispiel kann beispielsweise der gesetzte Wert für den festen Zeitraum Tfix variabel sein. Mittels Ändern des Zeitraums des periodischen Signals S1 ist es möglich, den gesetzten Wert für den festen Zeitraum Tfix zu ändern.
  • In dem oben beschriebenen Betriebsbeispiel der Schaltnetzteilvorrichtung 11 kann die Steuereinheit CNT1 zum Beispiel, wenn der Spulenstrom IL im zweiten oder dritten Steuerungsschema in positiver Richtung verläuft, den zweiten Schalter SW2 in dem Zustand ZUSTAND2-2 EIN halten. Oder, zum Beispiel, wenn der Spulenstrom IL im ersten oder dritten Steuerungsschema in negativer Richtung verläuft, kann die Steuereinheit CNT1 den ersten Schalter SW1 im Zustand ZUSTAND2-2 EIN halten.
  • In dem oben beschriebenen Betriebsbeispiel der Schaltnetzteilvorrichtung 11 kann beispielsweise der gesetzte Wert für den festen Zeitraum Tfix variabel sein. Mittels Ändern des Zeitraums des periodischen Signals S1 ist es möglich, den gesetzten Wert für den festen Zeitraum Tfix zu ändern.
  • In der oben beschriebenen Schaltnetzteilvorrichtung 11 wird vorzugsweise ein Clamper bereitgestellt, welcher die Spannung am Verbindungsknoten zwischen den oben beschriebenen ersten und zweiten Schaltelementen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs klemmt. Zum Beispiel wird in dem in 33 gezeigten modifizierten Beispiel die Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q3 als der oben genannte Clamper verwendet. Der Drain des N-Kanal-MOS-Transistors Q3 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen dem N-Kanal-MOS-Transistor Q1, welcher als das erste Schaltelement verwendet wird, und dem N-Kanal-MOS-Transistor Q2, welcher als das zweite Schaltelement verwendet wird, verbunden. Das Gate und die Source des N-Kanal-MOS-Transistors Q3 sind mit dem Massepotential verbunden. In dem in 33 gezeigten modifizierten Beispiel ist der untere Grenzwert der Spannung am Verbindungsknoten zwischen den N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 gleich dem Wert, welcher sich aus der Subtraktion der Durchlassspannungen über der Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q3 vom Massepotential ergibt. In dem in 33 gezeigten modifizierten Beispiel ist der obere Grenzwert der Spannung am Verbindungsknoten zwischen den N-Kanal-MOS-Transistoren Q1 und Q2 gleich der Lawinendurchbruchsspannung der Body-Diode des N-Kanal-MOS-Transistors Q3.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die Erfindung findet Anwendung bei abwärtswandelnden Schaltnetzteilvorrichtungen, welche in beliebigen Bereichen (Haushaltsgeräte, Kraftfahrzeuge, Industriemaschinen usw.) verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 11
    Schaltnetzteilvorrichtung
    2
    Erfasser
    3
    Unterdrücker
    C1
    Ausgangskondensator
    CNT1
    Steuereinheit
    DET1
    Detektor
    FB1
    Ausgangsrückkopplungsabschnitt
    L1
    Spule
    LD1
    Last
    Q1 bis Q5
    N-Kanal-MOS-Transistor
    SW1 bis SW3
    erster bis dritter Schalter
    X
    Fahrzeug
    X11 bis X17
    fahrzeugmontiertes Gerät
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6271651 [0003]

Claims (21)

  1. Schaltnetzteilvorrichtung, welche konfiguriert ist, eine Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung abwärtszuwandeln, umfassend: einen ersten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung verbindbar ist und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem ersten Anschluss einer Spule verbindbar ist; einen zweiten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit dem ersten Anschluss der Spule und mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbindbar ist, und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung, welche niedriger als die Eingangsspannung ist, verbindbar ist; einen dritten Schalter, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit dem ersten Anschluss der Spule, mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters, und mit dem ersten Anschluss des zweiten Schalters verbindbar ist, und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem zweiten Anschluss der Spule verbindbar ist; einen Detektor, welcher konfiguriert ist, ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, den ersten, zweiten und dritten Schalter ein- und auszuschalten, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, nachdem ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung mittels des Detektors detektiert wird, bis sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung einpendelt, einen Steuerzustand zu erzeugen, in welchem der erste und der zweite Schalter AUS gehalten werden und der dritte Schalter EIN gehalten wird.
  2. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, den ersten und den zweiten Schalter auszuschalten und den dritten Schalter einzuschalten, wenn der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert.
  3. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Detektor konfiguriert ist, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und die Steuereinheit konfiguriert ist, den dritten Schalter auszuschalten, wenn der Detektor ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert.
  4. Schalt-Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Detektor konfiguriert ist, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Steuereinheit den ersten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, den zweiten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, und den dritten Schalter in einem festen Zeitraum ein- und ausschaltet.
  5. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, ein AUS-Zeitraum des dritten Schalters eine feste Dauer aufweist.
  6. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Dauer des AUS-Zeitraums des dritten Schalters gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums ist.
  7. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, welche konfiguriert ist, eine Spannung von 1,8 MHz oder höher, aber 2,1 MHz oder niedriger an einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter zu generieren.
  8. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der dritte Schalter ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement enthält, welche miteinander in Reihe verbunden sind.
  9. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei in einem EIN-Zeitraum des dritten Schalters das erste und das zweite Schaltelement EIN sind, und in dem AUS-Zeitraum des dritten Schalters das erste Schaltelement AUS ist und das zweite Schaltelement EIN ist.
  10. Schaltnetzteilvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend einen Clamper, welcher konfiguriert ist, eine Spannung an einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu klemmen.
  11. Schaltsteuervorrichtung, welche zum Ein- und Ausschalten konfiguriert ist eines ersten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit einem Anwendungsanschluss für eine Eingangsspannung verbindbar ist, und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem ersten Anschluss einer Spule verbindbar ist, eines zweiten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit dem ersten Anschluss der Spule und mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbindbar ist, und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem Anwendungsanschluss für eine Spannung, welche niedriger als die Eingangsspannung ist, verbindbar ist, und eines dritten Schalters, welcher so konfiguriert ist, dass ein erster Anschluss davon mit dem ersten Anschluss der Spule, mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters, und mit dem ersten Anschluss des zweiten Schalters verbindbar ist, und dass ein zweiter Anschluss davon mit einem zweiten Anschluss der Spule verbindbar ist, wobei die Schaltsteuervorrichtung umfasst: einen Erfasser, welcher konfiguriert ist, ein Detektionsergebnis von einem Detektor zu erfassen, um ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren; und einen Unterdrücker, welcher konfiguriert ist, den ersten, den zweiten und den dritten Schalter gemäß dem Detektionsergebnis, welches mittels des Erfassers erfasst wurde, ein- und auszuschalten, um ein Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken, mittels Erzeugen, nachdem ein Auftreten, oder ein Zeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung mittels des Detektors detektiert wurde, bis sich das Überschwingen in der Ausgangsspannung einpendelt, eines Steuerzustandes, in welchem der erste und der zweite Schalter AUS gehalten werden und der dritte Schalter EIN gehalten wird.
  12. Schaltsteuervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Unterdrücker so konfiguriert ist, dass, wenn der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der Unterdrücker den ersten und den zweiten Schalter ausschaltet und den dritten Schalter einschaltet, um das Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken.
  13. Schaltsteuervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der Detektor konfiguriert ist, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und der Unterdrücker konfiguriert ist, den dritten Schalter auszuschalten, wenn der Detektor ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert.
  14. Schaltsteuervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Detektor konfiguriert ist, auch ein Abklingen eines Überschwingens in der Ausgangsspannung zu detektieren, und der Unterdrücker so konfiguriert ist, dass in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der Unterdrücker den ersten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, den zweiten Schalter AUS hält, wenn zumindest der dritte Schalter EIN ist, und den dritten Schalter in einem festen Zeitraum ein- und ausschaltet, um ein Überschwingen in der Ausgangsspannung zu unterdrücken.
  15. Schaltsteuervorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Anzeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, der AUS-Zeitraum des dritten Schalters eine feste Dauer aufweist.
  16. Schalt-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei in einem Zeitraum, nachdem der Detektor ein Auftreten, oder ein Zeichen eines Auftretens, eines Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, bis der Detektor ein Abklingen des Überschwingens in der Ausgangsspannung detektiert, die Dauer des AUS-Zeitraums des dritten Schalters gleich oder kürzer als ein Zehntel des festen Zeitraums ist.
  17. Schaltsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, welche konfiguriert ist, eine Spannung von 1,8 MHz oder höher, aber 2,1 MHz oder niedriger an einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter zu generieren.
  18. Schalt-Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der dritte Schalter ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement enthält, welche miteinander in Reihe verbunden sind.
  19. Schaltsteuervorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei in dem EIN-Zeitraum des dritten Schalters das erste und das zweite Schaltelement EIN sind, und in dem AUS-Zeitraum des dritten Schalters das erste Schaltelement AUS ist und das zweite Schaltelement EIN ist.
  20. Fahrzeugmontiertes Gerät, umfassend die Schaltnetzteilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder die Schaltsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 19.
  21. Fahrzeug, umfassend: das fahrzeugmontierte Gerät gemäß Anspruch 20; und eine Batterie zur Versorgung des fahrzeugmontierten Geräts mit elektrischer Energie.
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