TWI324432B - Step-up/step-down dc-dc converter and portable device employing it - Google Patents

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TWI324432B
TWI324432B TW093120192A TW93120192A TWI324432B TW I324432 B TWI324432 B TW I324432B TW 093120192 A TW093120192 A TW 093120192A TW 93120192 A TW93120192 A TW 93120192A TW I324432 B TWI324432 B TW I324432B
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Kenichi Niiyama
Michiaki Yama
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    • H02M3/1582—Buck-boost converters

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於可將輸入的電壓升壓（step up)或降壓 (step down)且將結果電壓輪出之升降壓直流直流轉換器 (step-up/step-dQWn DC-DC converter)。 【先前技術】 第6圖係顯不傳統升降壓直流-直流轉換器之構成的 一個例子。如第6圖所示之傳統升降壓直流-直流轉換器是 由輸入電壓監視電路24和可在升壓/降壓模式間切換之直 流-直流轉換器25所構成。直流電源23是連接至輸入電壓 ^見電路24辛。可在彳壓/降壓模式間切換之直流_直流轉換 25所以直流電源23的輸出電壓係用作為傳統升降壓 直流-直流轉換器之輸入電壓VlN。 輸入電壓監視電路24比較輸入電壓Vin與目標電壓。 叙如輸入電壓VIN較目標電壓低，則輸入電壓監視電路％ 輸出控制訊號給可在升壓/降壓模式間切換之直流-直流轉 換器25要求該直流_直流轉換器25切換至升壓模式。假如 輪入電M VIN較目標電壓高，則輸人電塵監視電路％輸出 控制訊號給可在升壓/降壓模式間切換之直流_直流轉換器 25要求該直流-直流轉換器25切換至降壓模式。 因此，依據從輸入電壓監視電路24所傳來的控制訊 號，可在料/降壓模式間切換之直流_直流轉換器25在升 壓和降壓杈式間切換，以藉由使輸入電壓Vin升壓或降壓 而使輸出電壓等於目標電廢。 315600 5 流升降塵直流-直流轉換器中’直 ..^ 内邻阻抗和負載電流間具有以下的關係，亦即 lkH M 壓拉式間的臨界點附近輸人電壓VlN會有大約 t ^ ' .輪入電壓V】n的此變動會導致輸出電壓ν〇υτ id!而降低升降壓直流-直流轉換器的電力轉換 直-鐘二使用電池作為直流電源且將該升降壓直流-# ^ _ _ _ 払式裝置中時，上述現象會導致電池 波丄到0 1:。附帶一提’當重疊在輸出電壓ν〇υτ上之漣 忽略。·程度時’所導致的電力轉換效率的降低將無法 •、古特開2002-262548號公報的第9圖中所示之直 ::，轉換器可在升壓和_式間進行平順切換。可 疋在日本特開2002-262548號八相λα结Λ 直流轉換器中，在下列…：厂的第9圖所示的直流· 期Η舍你S a 歹Jlt况下升壓和降壓模式重疊的重疊 爾皮長：當三角波&的底部 頂部升高時；當監視雷跤&μ , 田一月波Vt的 雷位I R士 輸出電麗Vel和、間之 2餘；以及當偵測到監視電路之輸出電壓其中之
Vy欠小時。這使得必須營
U 列個項目：三角波W 的底心二角SV 丁的頂部、電虔Vei和、間 以及電塵ve]。因此’很難提高重叠期間 【發明内容】 本發明的目的在提供一種不管輸入電 可產生穩定的輸出㈣ο㈣H 牛為灯均 供一種使士 L罝他轉換态，以及提 供種使用該升降屢直流·直流轉換器之可 315600 6 w4432 4為達到上述目的，依據本發明的一個態樣，提供一種 藉由古將輪人電壓升壓或降壓而產生輸出電壓之升降壓直流 直二轉換态，包括··誤差訊號產生電路，產生對應於與輪 出電壓對應的電壓和預定參考電壓的差之誤差訊號；反相電 路|依據預定的反相參考電壓將誤差訊號反相而產生反相訊 ，，了角波產生電路，產生最大位準較預定的反相參考電壓 高且最低位準較預定的反相參考電壓低之三角波訊號；第一 比較器，比較誤差訊號和三角波訊號；第二比較器，比較反 相訊號和三角波訊號；升壓切換電路，依據第一比較器之輸 出而導通（on)和關斷（0ff);降壓切換電路，依據第二比較器 ^輸出而導通和關斷，電感，用以在升壓切換電路及/或降 壓切換電路導通和關斷時儲存能量和釋放能量；以及平滑 電路藉由接收從電感釋放之能量而使輸出電壓平滑。 因為將預定的反相參考電壓設定為較三角波訊號之最 ^位準低且較其最小位準高，所以當從執行升壓操作之升 壓模式和執行降壓操作之降壓模式之一切換另一時，會產 生升壓和降壓模式重疊之重疊期間。此重疊期間可使升壓 和降壓杈式間之切換平順（sm〇〇th)。因此，就算輸入電壓 變動，亦可以降低重疊在輸出電壓上之漣波。這可使輸出 電壓經常為穩定的電壓，因而可提高電力轉換效率。 再者，藉由此構成，當三角波的頂端變高時，或當灸 考電壓變低時，升壓和降壓模式重疊之重疊期間會變長。 因此，僅需要管理兩個項目，也就是三角波的頂端和參考 電壓。因此，使得重疊期間之準確性比使用上述日本特開 315600 7 丄JZ44J2 2002-262548 號公刼士 ^ t ^ 观a報中所揭示之直流_直流轉換器時準確性 依據本發明的另一個態樣，提供一種升降壓直流直流 轉換器：半導體積體電路裝置，包括：輸出端子；誤差訊 號士生电路’產生對應於與輸出端子的電壓對應的電壓和 預定參考電壓的差之誤差訊號；反相電路，依據預定的反 ，考電壓將誤差訊號反相而產生反相訊號；三角波產生
:路產生最大位準較預定的反相參考電壓高且最低位準 較上預定的反相參考電壓低之三角波訊號；第一比較器，比 k决差訊號和二角波訊號；第二比較器，比較反相訊號和 三角波訊號；升壓切換電路，依據第一比較器之輸出而導 通和關斷；以及降壓㈣電路，依據第二比較器之輸出而 導通和關斷。 藉由外接適當的電感和電容至如上構成之升降壓直流 直流轉換器用半導體積體電路裝置，可實現如先前所述方 式構成之升降壓直流_直流轉換器。 在如先前所述方式構成之升降壓直流_直流轉換器 中，或在如上構成之升降壓直流_直流轉換器用半導體積體 電路裝置中，可在誤差訊號產生電路之輸人和輸出側間設 置用以降低伴隨三角波訊號而產生的雜訊之濾波電路。 依據本發明的又另一個態樣，提供一種設有如先前所 述方式構成的升降壓直流-直流轉換器之可攜式裝置。 如先前所述方式構成之升降壓直流_直流轉換器可使 輸出電壓經常為穩定的電壓，而提供高電力轉換效率。因 315600 8 1324432 此’就算是以電池為電源’亦可増長電池的壽命，而可延 長該可攜式裝置的使用時間。 如上述構成之可攜式裝置可進一步設置穩壓器、直流_ 直流轉換器及需要大電流驅動且會使對它供給之電壓大幅 變動之電路。在此，升降壓直流-直流轉換器的輸出電壓是 由穩壓器和直流·直流轉換器傳送到需要大電流驅動且 曰使對它供給之電壓大幅變動之電路。 =由上述構成’如先前所述方式構成之升降壓直流_ 直^轉換器的輪出並不是直接供給到需要大電流驅動且會 使對它供給之電壓大幢φ 、十、古^動之電路。這有助於使如先前所 =式構成之升降壓直流·直流轉換器的負載電流穩定，因 2=使如先前所述方式構成之升降壓直流-直流轉換 斋的輸出電壓更加穩定。 本土明的上述及其他目的和特性將從下 之說明而變得更加清楚。 旰现囵式 【實施方式】 的構L1 一圖係顯示依據本發明之升降麼直流-直流轉換器 係接收例如=例Γ第1圖所示的升降壓直流-直流轉換器 榦入雷靨：池等直流電源（未顯示）的輸出電壓以作為 將此輸入㈣Vin供給至“通道mos場 ^曰體（下文中簡稱為福⑽電晶體）Q3的沒極相連接 刺ΓΓΓ1。11^電晶體Q3的源極是連接至端子2和 雜山電晶體Q4之祕。祕s電晶體Q4之源極則接地。 %子2經由線圈£1連接至端子3。端子3連接至nM〇s 315600 9 電晶體Ql之源極和 體㈣極連接至:出:：”且：之 源極接地。 將nM〇S電晶體q2之 輸出端子4是連 電阻R1的另—端是 輪出電容C2。 電阻幻和&2間之，R2而接地。 輪入端子。參考 即點是連接至誤差敌大器 人端子。誤差：！是連接至誤差放大器心ί 涣差放大器5之- >之非反相輪 R3而連接至誤差 ， 疋經由電容C1 誤差放…之二之助輸入端子。 (嶋加g amplifier)之輪入端子接反相放大器 R4和R5、比較器7、 “ 大器是由電阻 之輪屮她；介* 及力考電源8所組成。誤羔 :輪，子亦直接連接至比較器_ -差放大器5 :。'阻R4之—端係用作為該反相放大器之二相輪入端 阻以的-端。參考電相輪入端子和電 入端子。電阻R5的另二妾至比較盗7之非反相輸 點《田姝炎# &和比較器7的輪出端子門々… 二用作為該反相放大器之輸出端子。該 ：之卽 出端子係連接至比較器c 大益之輸 一 ^υΜρι之反相輸入端子。 -/ ±電路9是連接至比較器CQmp 輸入端子和連接至比較器C0MP2之非反相 ^反相 較器之輸出端子則經由反相二:子。比 circ_〇連接至nM0S電晶電路〇請此 nMOS t bbb ^ Q2 ^ m ^ 〇 tL ?且直接連接至 tb較器C〇MP2之輪出端子則經 315600 10 1324432 由反相電路11連接至nMOS電晶體〇3門 接至福〇S電晶體Q4之閉極。體Q3之閉極，且直接連 ϋ 化和降低成本的觀點而言，建議將除了線 路裝置且外接線圈u /L:件整合成半導體積體電 裝置。#線圈L1和輸出電容C2至該半導體積體電路 換w =來將5兄^ M上述方式建構之升降I直流-直流轉 作八。電阻R1和R2將經由輸出端子4回授之J 5二差：：壓’且將所產生的分壓電壓傳送到誤差放大哭 6“山 輸出與輸出電壓V〇UT之分壓和參考電源 : '電壓間的差成比例之電壓Va。電容以*電阻们 ::=放及=之增益和頻率響應。由電阻R4和R5、 =7、及參考電源8組成之反相放大器輸出電麗Vb， 相誤差放大器5所輸出之電壓va根據反 v心t RE相而獲得。也就是說，反相參考電壓 vref的位準為電壓νΔ和V pq λα ^ 似和R 5的電阻值和袁考電^ =藉由控制電阻 相參考電…的位準m的輸咖位準可調整反 比車父盗COMP 1輸出控制雷厭、， v j出控制電壓Vc〇MP】，此控制電壓 VC〇MiM與該反相放大器的輸出電壓Vb和三角波 2差成比例’該三角波電麼Vtri是從三角波產：電二 輸出且具有130KHZ的頻率和35GmV的蜂料電虔值 相電路10將傳送到此之控制電壓VC0MPI反相，且將 生之電塵輸出。nM0S電晶體Q1會依據控制電麼Vc_ ]] 315600 1324432
的反相訊號而導通和關斷，而nMOS電晶體Q2則會依據 控制電壓V COMP] @ 導通和關斷。
比較器COMP2輸出控制電壓V COMP2 ? 此控制電壓
Vc〇MP2 與誤差放大器5的輸出電壓VA和從三角波產生電 路9輸出之三角波電壓V
TRI 間之差成比例。反相電路11 將傳送到此之控制電壓V COMP2 反相，且將所產生之電壓輸 出。nMOS電晶體Q3會依據控制電壓V COMP2的反相訊號 而導通和關斷，而nMOS電晶體Q4則會依據控制電壓 VCOMP2 而 導通和關斷。 接下來將說明當輸出電壓VOUT低於目標電壓時升降 壓直流-直流轉換器在升壓模式下之操作。在升壓模式下， 誤差放大器5之輸出電壓VA恆較從三角波產生電路9輸 出之三角波電壓Vtri而。 因此，在升壓模式下，控制電壓 Vcomp2為低位準’這將使得nMO S電晶體Q3保持在導通 狀態，且使nMOS電晶體Q4保持在關斷狀態。
另一方面，由電阻R4和R5、比較器7、及參考電源 8組成之反相放大器的輸出電壓VB係與從三角波產生電 路9輸出之三角波電壓VTRi相交。因此，當電壓VB較三 角波電壓Vtri南時’控制電歷Vc〇MPl是在低位準’當電 壓VB較三角波電壓VTRI低時，控制電壓V COMP1 是在高位 準。一旦控制電壓v COMP1 的位準變動，nMOS電晶體Q1 和Q2會交互導通和關斷。 因此，在升壓模式操作時之第1圖所示之升降壓直流-直流轉換器具有如第2圖所示之等效電路。在第2圖中， 12 315600 1324432 所有可以在第1圖中發現之元件均是以相同的參考數字和 符號表示。當nMOS電晶體Q1關斷且nMOS電晶體Q2 導通時，電流會從輸入端子1流向線圈L1，所以可聚集磁 能。相反地，當nMOS電晶體Q1導通且nMOS電晶體Q2 關斷時，電流會從輸入端子1經由線圈L1流向電容C2， 所以可釋放聚集在線圈L1之磁能。透過這些操作，可將 輸入電壓VIN逐漸提升變成將經由輸出端子4輸出之輸出 電壓V〇UT。
接下來，將說明當輸出電壓V
OUT 高於目標電壓時升降 塵直流-直流轉換器在降壓模式下之操作。在降壓模式下， 由電阻R4和R5、比較器7、及參考電源8組成之反相放 大器之輸出電壓VB恆較從三角波產生電路9輸出之三角 波電壓vTRI南。 因此，在降壓模式下，控制電壓V COMP1 為低位準，這將使得nMOS電晶體Q1保持在導通狀態， 且使nMOS電晶體Q2保持在關斷狀態。 另一方面，誤差放大器5之輸出電壓VA係與從三角 波產生電路9輸出之三角波電壓VTRI相交。因此，當電壓 VA較三角波電壓VTRI高時，控制電壓VCOMP2是在低位準， 當電壓VA較三角波電壓VTRI低時，控制電壓V COMP2 是在 高位準。一旦控制電壓Vc〇mp2的位準變動，nMOS電晶體 Q3和Q4會交互導通和關斷。 因此，在降壓模式操作時之第1圖所示之升降壓直流-直流轉換器會具有如第3圖所示之等效電路。在第3圖中， 所有可以在第1圖中發現之元件均是以相同的參考數字和 315600
符號表示。當nMOS 關斷時，電流會” ^通hM〇S電晶體Q4 C2,所以可聚集磁能。相反地，㈣流向輪出電容 且nMOS電晶體Q4 田_S電晶體Q3關斷
和線圈U流向輪出電容„電仇會經“顧電晶體Q4 之磁能。透過這些操作 所以可釋放聚集在線圈U 將經由輸出端子4輸出之二逐漸提升變成 -時=來’Γ說明從升壓模式和降:模式之
說明從升壓模式切換至降壓苐1圖和第4A請圖 至4E圖係顯示於升切間所執行之操作。第4A
所示之升降壓直流-直流二二:至：壓換式期間在第1圖 形。在第从請圖中Λ換第=關點所觀察到之電麼波 相同的參考數字和符號表示。所不者㈣之電壓是以 藉由將電堡νΛ未DV Β之中間電廢的反相參考電愿V IS:定為較三角波電〜最小位 在產生—段期間Μ文中簡稱為重疊期間）’ 升壓模式切換到降壓模式 必須在此，因為在升厂堅模式中電 ,/、—角波電壓VTR〗相交，而在降壓模式中電壓 二、須與三角波電壓、相交’所以最好將反相參考電 二REF的位準設定為較三角波電壓％之最大位準 低一些。 人 因為在從升壓模式切換到降壓模式的期間產生之重疊 315600 14 叫4432 期間，所以電M VGUTI之切換週期（switehing 和電麗 _2之切換會逐漸改變。這使得可在升 壓模式間進行平順切換。因此，就算輸入錢Vin =降 =可以降低重疊在輸出電壓U之漣波。這使得總是可 2穩定的輸出電壓ν〇υτ。因此，如第！圖所示的升㈣ 流·直流轉換H能夠提升電力轉換效率。附帶—提 ” V0UT包含因為顧電晶體q1”4之切換操作而 广致的130KHZ之切換雜訊，但是此切換雜訊並不會對如 第1圖所示的升降壓直流-直流轉換器的電力轉換效率產 生負面影響。為了降低此切換雜訊，設置由電@ r 容c 1組成之濾波器。 接下來，將說明依據本發明之可攜式裝置。在此，將 k擇光碟再生裝置（Gptieal disk repK)duetiQn咐咖㈣）作 為例子說明依據本發明之可權式裝置。第5A圖係顯示依 據本發明之光碟再生裝置的構成的一個例子圖。 …第5A圖所示之光碟再生裝置是由升㈣直流_直流轉 換器用半導體積體電路裝置13、線圈L、輸出電容C2、 DSP(數位訊號處理器）14、微電腦15、馬達驅動器μ、光 拾訊器18、饋送馬達19、及主軸馬達2〇所組成。第从 圖所示之光碟再生裝置安裝有電池12和光碟17。 電池12供給電壓給升降壓直流-直流轉換器用半導體 積體電路裝置13的輸入端子（未顯示）。升降壓直流直流 ，換器用半導體積體電路裝置13係除了線圈u和輸出^ 今C2之外具有與第丨圖所示升降壓直流直流轉換器相同 315600 15 1324432 :::成之半導體積體電路裝置。升降壓直 積體電路裝置13外接有線圈L1和輪出電:換C;: 用丰—圈1^輸出電容C2、及升降壓直流-直流轉換哭 體電路裝置13所組成之升降壓直流-直 =輪:電壓是傳送到签合在光拾訊…之 生杰、傳送到DSP 14、傳 射先產 驅動器16。 Μ微電月“5、及傳送到馬達 主轴馬達20驅動光碟]7 發出之+ “ 吏轉動，且從光拾訊器18 ，射先束發射到轉動中的光碟17。光 過接物透鏡（未顯示）將♦射 °。 8透 訊器心測來自光碑/之射反^聚集在光碟17上。光拾 轉換t /7之反射光，將削貞_之光訊號 DS=: 將所獲得電子訊號傳送到㈣>U。 再生：：=訊器18所輸出之數位電子訊號以便 Mtm 15 t〜且將再生的訊號的一部份傳送給 it 19 ws ^ , J 、〇用以使光拾訊器18移動的饋送馬 运9傳运電力給主轴馬it 20 ；?德、主#丄 拾訊器U的接物透鏡之馬達（未顯示;。給用以驅動光 電容^2弟^圖所示的光碟再生裝置令’由線圈L】、輸出 置n 升降壓直流-直流轉換器用半導體積體電路裝 率，此：站之升降壓直流-直流轉換器可提供高電力轉換效 時間。冉去於延長電池12之壽命，因而可延長裝置的使用 泣-吉、士 因為使用很少數目之元件即可實現升降壓直 桃-/瓜备換器，所以可將其整體做得很精簡。 315600 16 構成依據本發明之先碟再生裝置的另-個 相同的元件是以才二在第5β圖令，與第5A圖中所示者 其詳細㈣ϋ 5Α的參考數字和符號表示，且不再重複 圖所示光碑再^ 示光碟再生裝置相比較，苐5β 換器㈣器"和直流-直流轉 換器用半導體積體電路裝置=、及升降麼直流—直流轉 轉換器的輸出電屡0禮: 所組成之升降壓直流-直流 訊器18内之雷射^送哭到穩愿器21、傳送到整合在光拾 壓器21之輸出目ί $、及傳送到馬達驅動器】6。穩* 然後將轉料果^ 直流·直流轉㈣22進行轉換， 在第-圖所示的二動器… 的光碟再生裝置，可延長電池12、置;^如同第5Α圖所示 的使用時間而不需更換電 二。第因而：延長裝置 :再生_，由線圈u、_=:升 直流轉拖哭田少彳曾_ηλ 开爹壓直>”L -
产直^ 體電路裝置13所組成之转壓直I ^直^轉換器的輸出並沒有直接連接至馬達驅動直i 而=經由制器21和直流_直流轉換器22而連接至-動态16，其中之馬達驅動器16為需要大 、、、達驅 對它供給之電壓變動之電路。此使得升降直：:： :::ί電流比第5…示光碟再生裝置中的;= =%、疋。此將可有助於使升㈣直流·直流 電壓更加穩定。 翰出 【圖式簡單說明】 315600 17 的構成的1圖係顯示依據本發明之升降壓直流 0構成的一個例子之圖； 第2圖係顯示當 _ 升壓模式操作 //圖所示升降壓直流·直流轉換器在 又寺效電路圖； 第3圖係顯示告 , 弟1圖所示升降壓直流-直流轉換器在 賴式#作時之等效電路圖； ^ 4 A至4P*固7么θ 在相關點所觀察從升屋模式切換至降壓模式期間 々π蜆祭到之電壓波形； 弟5Α圖係顯示依撼太旅a口 個例子之圖； 依據本發明之可攜式裝置的構成的一 第5B 個例子之圖 圖係顯不依據本發明之可攜式裝置的構成的一 :以及
第6圖係顯示傳統升降 一個例子之圖。 【主要元件符號說明】 1 輸入端子 ^ 輸出端子 3 ' 8 參考電源 ) —包1 二角波產生電路 2 電池 壓直流·'直流轉換器的構成的 2至3 端子 5 誤差放大器 7 比較器 10 ' 11反相電路 13 14 15 17 馬達驅動器 光拾訊器 半導體積體電路裝置 DSP(數位訊號處理器） 微電腦 16 料 18 315600 18 1324432 19 饋送馬達 20 主軸馬達 21 穩壓器 22 直流-直流轉換器 Cl、C2 輸出電容 COMP1、 COMP2 比較器 LI 線圈 Q1 至 Q4 nMOS電晶體 R1 至 R5 電阻 VA ' VB 電壓 VcOMPl ' Vc〇MP2控制電壓 VIN 輸入電壓 V〇uT 輸出電壓 Vref 參考電壓 V TRI 三角波電壓 19 315600

Claims (1)

1324432 、申請專利範圍： 一種升降壓直流-直流轉換器，係藉由將輸入電壓升壓 或降壓而產生輸出電壓者，包括： 誤差訊说產生電路’產生對應於與輪出電壓對應的 電壓和預定參考電壓的差之誤差訊號； 反相電路，依據預定的反相參考電壓將誤差訊號反 相而產生反相訊號； 三角波產生電路，產生最大位準較預定的反相參考 電壓咼且最低位準較預定的反相參考電壓低之三角波籲 訊號； 第一比較器，比較誤差訊號和三角波訊號； 第二比較器’比較反相訊號和三角波訊號； 升壓切換電路，依據第一比較器之輸出而導通和關 斷； 斷； 降壓切換電路，依據第二比較器之輸出而導通和關 電感，用以在升壓切換電路及/或降壓切換電路導 通和關斷時儲存能量和釋放能量；以及 平滑電路，藉由接收從電感釋放之能量而使 壓平滑。 2·如申請專利範圍第i項之升降壓直流·直流轉換器，其 中，在誤差訊號產生電路之輸入和輸出側間設有用以降 低伴k二角波訊號而產生的雜訊之濾波電路。 .種升降壓直流-直流轉換器用半導體積體電路裝置， 315600 20 1324432 包括： 輸出端子； 誤差訊號產生電路’產生對應於與輸出端子的電壓 對應的電壓和預定參考電壓的差之誤差訊號； 反相電路，依據預定的反相參考電壓將誤差訊號反 相而產生反相訊號； 二角波產生電路’產生最大位準較預定的反相參考 電壓高且最低位準較預定的反相參考電壓低之三角波 訊號； 第一比較器’比較誤差訊號和三角波訊號； 第一比較器’比較反相訊號和三角波訊號； 升壓切換電路，依據第一比較器之輸出而導通和關 斷；以及 降壓切換電路，依據第二比較器之輸出而導通和關 斷。 4. 如申請專利範圍第3項之升降壓直流-直流轉換器用半 導體積體電路裝置，其中，在誤差訊號產生電路之輸入 和輸出側間設有用以降低伴隨三角波訊號而產生的雜 訊之濾波電路。 5. 種可攜式裝置，包括：藉由將輸入電壓升壓或降壓而 產生輸出電壓之升降壓直流-直流轉換器， 其中該升降壓直流-直流轉換器包括： 誤差訊號產生電路’產生對應於與輸出電壓對應的 電壓和預定參考電壓的差之誤差訊號； 315600 21 3/ 反相電路，依據預定的反相參考電壓將誤差訊號反 相而產生反相訊號； 二角波產生電路，產生最大位準較預定的反相參考 電t兩且隶低位準較預定的反相參考電壓低之三角波 訊號； 第一比較器，比較誤差訊號和三角波訊號； 第一比較器，比較反相訊號和三角波訊號； 升壓切換電路，依據第一比較器之輸出而導通和關 斷； 降壓切換電路，依據第二比較器之輸出而導通和關 斷； 電感，用以在升壓切換電路及/或降壓切換電路導 通和關斷時儲存能量和釋放能量；以及 平滑電路，藉由接收從電感釋放之能量而使輸出電
6.如申請專利範圍第5項之可攜式裝置，|包括穩壓 直Μ直/現轉換益、及需要大電流驅動且會使對它$ 之電壓大幅變動之電路， 器的輸出電壓是經由穩 需要大電流驅動且會使 其中升降壓直流-直流轉換 壓器和直流·直流轉換器傳送到 對匕供給之電壓大幅變動之電路 其中’在誤差訊 以降低伴隨三角 如申請專利範圍第5項之可攜式裝置 號產生電路之輸入和輸出側間設有用 波訊號而產生的雜訊之濾波電路。 315600 22 1324432 8.如申請專利範圍第6項之可攜式裝置，其中，在誤差訊 號產生電路之輸入和輸出側間設有用以降低伴隨三角 波訊號而產生的雜訊之濾波電路。 23 315600
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10335164B4 (de) * 2003-07-30 2007-03-22 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum parallelen Testen von mehreren integrierten Schaltkreisen
JP2006006004A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Ricoh Co Ltd 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP4675124B2 (ja) * 2005-03-10 2011-04-20 ローム株式会社 スイッチングレギュレータ
JP4081101B2 (ja) * 2005-03-28 2008-04-23 富士通株式会社 電力供給装置および電力供給方法
JP2006304512A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Fujitsu Ltd 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ、昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路、昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法
JP4657789B2 (ja) 2005-04-21 2011-03-23 ローム株式会社 昇圧型スイッチング電源装置及びこれを備えた電子機器
JP4726531B2 (ja) 2005-04-26 2011-07-20 ローム株式会社 スイッチングレギュレータ及びこれを備えた電子機器
JP4573697B2 (ja) 2005-05-09 2010-11-04 ローム株式会社 スイッチングレギュレータ及びこれを備えた電子機器
JP4652918B2 (ja) * 2005-07-15 2011-03-16 ローム株式会社 昇圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器
US7948455B2 (en) * 2005-10-20 2011-05-24 02Micro Inc. Apparatus and method for regulating white LEDs
EP1837983A1 (en) 2006-03-24 2007-09-26 STMicroelectronics S.r.l. Switching voltage regulator control device
KR100701709B1 (ko) * 2006-03-30 2007-03-29 주식회사 하이닉스반도체 승압 회로
US7391190B1 (en) * 2006-04-03 2008-06-24 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for three-phase buck-boost regulation
JP4810283B2 (ja) * 2006-04-05 2011-11-09 三洋電機株式会社 スイッチング制御回路
JP2008131746A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Ricoh Co Ltd 昇降圧型スイッチングレギュレータ
AT505734A1 (de) * 2007-09-11 2009-03-15 Siemens Ag Oesterreich Verfahren zur regelung eines schaltwandlers
JP5165344B2 (ja) * 2007-11-14 2013-03-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 スイッチング電源装置
JP5211678B2 (ja) * 2007-12-26 2013-06-12 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法および電子機器
JP4435834B2 (ja) * 2008-01-16 2010-03-24 本田技研工業株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置
JP5136093B2 (ja) * 2008-01-31 2013-02-06 日産自動車株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御装置
JP5191270B2 (ja) * 2008-04-24 2013-05-08 川崎重工業株式会社 デッドバンド補償方法および補償装置
US8143865B2 (en) 2008-08-22 2012-03-27 Active-Semi, Inc. Average current mode controlled converter having a buck mode, a boost mode, and a partial four-switch mode
TWI383568B (zh) * 2008-11-14 2013-01-21 Univ Hungkuang High efficiency step-up power converters
US8058812B2 (en) * 2009-04-09 2011-11-15 Linear Technology Corporation Buck-mode boost converter with regulated output current
JP5493916B2 (ja) * 2010-01-28 2014-05-14 ミツミ電機株式会社 昇降圧ｄｃ−ｄｃコンバータおよびスイッチング制御回路
JP5625369B2 (ja) * 2010-01-28 2014-11-19 ミツミ電機株式会社 昇降圧ｄｃ−ｄｃコンバータおよびスイッチング制御回路
KR101649358B1 (ko) * 2010-02-05 2016-08-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 전원 회로 및 이를 갖는 표시 장치
JP5479940B2 (ja) * 2010-02-16 2014-04-23 株式会社小糸製作所 昇降圧ｄｃ−ｄｃコンバータ及び車両用灯具
JP5789086B2 (ja) * 2010-04-15 2015-10-07 スパンション エルエルシー 制御回路及びスイッチング電源の制御方法
US8749215B2 (en) * 2010-08-31 2014-06-10 Texas Instruments Incorporated Switching method to reduce ripple current in a switched-mode power converter employing a bridge topology
US8415937B2 (en) * 2010-08-31 2013-04-09 Texas Instruments Incorporated Switching method to improve the efficiency of switched-mode power converters employing a bridge topology
TWI591626B (zh) * 2011-05-27 2017-07-11 Rohm Co Ltd Load driving device and electronic apparatus using the same
US8569963B2 (en) * 2011-06-17 2013-10-29 Intersil Americas Inc. Cascade boost and inverting buck converter with independent control
US9541991B2 (en) 2012-12-14 2017-01-10 Intel Corporation Method and apparatus for managing computing system power
JP5949543B2 (ja) * 2012-12-28 2016-07-06 株式会社オートネットワーク技術研究所 昇降圧回路
WO2014119307A1 (ja) * 2013-01-31 2014-08-07 パナソニック株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
US9343962B2 (en) * 2013-03-14 2016-05-17 Texas Instruments Incorporated Power regulator system with adaptive ramp signal generator
CN104158534B (zh) * 2013-05-14 2017-06-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于i/o接口的降压转换电路
CN105099171B (zh) * 2014-05-16 2018-10-26 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种补偿网络、开关电源电路及电路补偿方法
FR3032309B1 (fr) * 2015-02-02 2017-06-23 St Microelectronics Alps Sas Circuit de regulation de tension adapte aux fortes et faibles puissances
CN104682756B (zh) * 2015-03-18 2017-06-13 华北电力大学 一种拓宽输出电压范围的电流可逆电路控制方法
CN106329913A (zh) * 2015-06-29 2017-01-11 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种直流转换器及其实现方法
DE102015118905B4 (de) * 2015-11-04 2018-08-30 Infineon Technologies Ag Spannungsregler
US10135340B1 (en) * 2017-09-11 2018-11-20 Linear Technology Holding Llc Pass through regulation of buck-boost regulator
JP2020096460A (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 株式会社ダイヘン 電力変換装置
JP7213674B2 (ja) * 2018-12-19 2023-01-27 株式会社ダイヘン 電力変換装置
WO2020251387A1 (ru) * 2019-06-14 2020-12-17 Публичное Акционерное Общество "Сбербанк России" Портативное устройство для обслуживания денежных кассет
JP2021191079A (ja) * 2020-05-28 2021-12-13 ミツミ電機株式会社 直流電源装置およびそれに用いる電流安定化回路並びに電源ラインのノイズ抑制方法
US11594969B2 (en) * 2020-12-30 2023-02-28 Astec International Limited Non-inverting buck-boost converter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5831418A (en) * 1996-12-03 1998-11-03 Fujitsu Ltd. Step-up/down DC-to-DC converter
US6448752B1 (en) * 2000-11-21 2002-09-10 Rohm Co., Ltd. Switching regulator
JP2002199708A (ja) * 2000-12-22 2002-07-12 Hitachi Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2002262548A (ja) 2001-02-27 2002-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US6791306B2 (en) * 2002-01-29 2004-09-14 Intersil Americas Inc. Synthetic ripple regulator
JP3563066B2 (ja) * 2002-04-02 2004-09-08 ローム株式会社 電源装置及びそれを備えた携帯機器

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Publication number Publication date
JP2005033862A (ja) 2005-02-03
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