TWI383569B - 切換調整器控制ic及切換調整器 - Google Patents

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Description

切換調整器控制IC及切換調整器
本發明是有關一種切換調整器，特別是有關改善切換調整器的電源變動應答特性。
習知切換調整器是採用跨導放大器誤差信號放大器。跨導放大器誤差信號放大器，係將利用分壓電阻分壓輸出電壓端子之電壓的電壓與來自基準壓電的一定電壓的電位差進行比較放大。跨導放大器誤差信號放大器的增益，係藉由輸出電流與跨導放大器輸出電阻來決定。由於切換調整器，係使用利用線圈與輸出電容器的LC濾波器，因此在LC濾波器的截止頻率附近，產生急遽的位相延遲。在位相延遲180度以上的頻率範圍，增益在0dB以上產生異常振盪。因此，有必要在LC濾波器之載止頻率附近的高頻範圍，降低增益(參照非專利文獻1)。
第3圖係切換調整器的方塊圖。切換調整器，係藉由：切換調整器控制IC34、電源29、輸出驅動電晶體30、二極體31、線圈32、輸出電容器33所構成。
切換調整器控制IC34，係如下形成構成及動作。輸出電壓35的電壓，為使用分壓電阻37來感測輸出電壓。利用分壓電阻37所分壓的輸出電壓，係藉由跨導放大器誤差信號放大器38，與基準電壓39進行比較放大。在跨導放大器誤差信號放大器38的輸出端，連接有跨導放大 器輸出電阻40。跨導放大器誤差信號放大器38的輸出電壓，係利用PWM比較器41，與三角波產生電路42的輸出電壓比較，輸出對應於跨導放大器誤差信號放大器38之輸出電壓的PWM波形。自PWM比較器41被輸出的PWM波形，通過緩衝器43後，輸入至輸出驅動電晶體30的閘極。跨導放大器誤差信號放大器38的增益，係由(跨導放大器誤差信號放大器38之輸出電流)×(跨導放大器輸出電阻40)來決定。
於第4圖表示習知切換調整器的跨導放大器輸出電阻40的電路圖之一例。電阻3與電阻4為並聯連接，並且電阻4是經電容器5而被接地。輸出電阻輸入端子1，係連接於跨導放大器誤差信號放大器38的輸出端。在低頻範圍的輸出電阻，成為電阻3。在電容器5顯然短路的高頻範圍中的輸出電阻，係藉由電阻3與電阻4的並聯電阻來決定增益。即，因為(電阻3)>(電阻3與電阻4的並列電阻)，故成為(低頻範圍的增益)>(高頻範圍的增益)。
如上述，切換調整器為了確保對輸出電壓之振盪的安定性，藉由在LC濾波器之截止頻率附近的高頻範圍降低跨導放大器輸出電阻，而讓增益下降。
〔非專利文獻1〕SII CMOSIC DATA BOOK2004電源IC．MOS FET編 P4-314圖12
但在如此習知的切換調整器中，為了防止異常振盪，因跨導放大器誤差信號放大器是在LC濾波器之截止頻率附近的高頻範圍降低增益，因此即使在輸出電壓產生高頻的變動，亦有跨導放大器誤差信號放大器之反應變鈍，且電源變動應答特性差的課題。
本發明為解決上述課題的發明，提供一種在確保對輸出電壓振盪的安定性之狀態下，改善電源變動應答特性的切換調整器。
本發明之切換調整器，係藉由在切換調整器控制IC內附加上電源變動應答改善電路，並使誤差放大器的輸出電阻暫時性地變化，來解決上述課題且改善電源變動應答特性。
根據本發明的切換調整器控制IC，就能提供一種在確保對輸出電壓振盪的安定性之狀態下，改善電源變動應答的切換調整器。
〔用以實施發明的最佳形態〕 〔實施例〕
於第1圖表示本發明之切換調整器的跨導放大器輸出電阻的電路圖。跨導放大器輸出電阻，係串聯連接的電阻4與電容器5與電阻3並聯連接。在此，電阻4與電容器5係經N型MOS電晶體6而被接地。N型MOS電晶體6的閘極，係連接於電源變動應答改善電路7的輸出端。電源變動應答改善電路7的輸入端子2係連接於電源29。輸出電阻輸入端子1，係連接於第3圖的切換調整器控制IC的跨導放大器誤差信號放大器38的輸出端。
將正常動作時，設為電源29的電壓未變動之時，將電源變動時，設為電源29的電壓變動之時。電源變動應答改善電路7，係構成當輸入端子2的電壓未變化時，輸出High電平，當輸入端子2的電壓變化時，輸出一定期間Low電平。
即，本發明的跨導放大器輸出電阻係根據電源29的電壓如下進行動作。正常動作時，因輸入端子2的電壓未變化，故電源變動應答改善電路7輸出High電平，因此N型MOS電晶體6接通。依此輸出電阻值，在低頻範圍成為電阻3，在高頻範圍成為電阻3與電阻4為並聯電阻。電源變動時，因輸入端子2的電壓變化，故電源變動應答改善電路7輸出一定期間Low電平，且N型MOS電晶體6在一定期間斷開。因此即使輸出電阻值在高頻範圍亦為電阻3，且不會有增益變小之情形。經過一定期間後，電源變動應答改善電路7的輸出電壓回到High電平，因N型MOS電晶體6接通，故輸出電阻值與正常動作時相 同。
於第2圖表示本發明之切換調整器的電源變動應答改善電路之電路圖。電源變動應答改善電路7，係由電源電壓上昇時動作的電源上昇用電路10與電源電壓下降時動作的電源下降用電路11所構成，兩者的輸出信號藉由NOR28輸出至輪出端子9。
首先說明電源上昇用電路10的動作。定電流源12與定電流源14為同一電流值。N型MOS電晶體13與N型MOS電晶體15為同一臨界電壓的電晶體。N型MOS電晶體18，係為臨界電壓比N型MOS電晶體15還高的電晶體。正常動作時，由於N型MOS電晶體15的汲極電壓，比N型MOS電晶體18的臨界電壓還低，因此N型MOS電晶體18斷開。因此，N型MOS電晶體18的汲極電壓成為High電平，反相器19的輸出成為Low電平。
電源電壓上昇之電源變動時，N型MOS電晶體15的汲極電壓，藉由電容器16在一定時間上昇，N型MOS電晶體18接通。因此，N型MOS電晶體18的汲極電壓成為Low電平，反相器19的輸出成為High電平。N型MOS電晶體18持續接通的時間，大約為定電流源14的電流值×電源電壓的變動值÷電容器16的電容值。電源電壓下降之電源變動時，雖然N型MOS電晶體15的汲極電壓下降，但因N型MOS電晶體18仍然斷開，故與正常動作時同樣的，反相器19的輸出成為Low電平。
其次，說明電波下降用電路11的動作。定電流源20 與定電流源23為同一電流值。N型MOS電晶體21與N型MOS電晶體24為同一臨界電壓的電晶體。N型MOS電晶體26，係為臨界電壓比N型MOS電晶體24還高的電晶體。正常動作時，由於N型MOS電晶體24的汲極電壓，比N型MOS電晶體26的臨界電壓還低，因此N型MOS電晶體26斷開。因此，N型MOS電晶體26的汲極電壓成為High電平，反相器27的輸出成為Low電平。
電源電壓下降之電源變動時，N型MOS電晶體24的閘極電壓，係藉由電容器22在一定時間下降，N型MOS電晶體24的汲極電壓上昇，N型MOS電晶體26接通。因此，N型MOS電晶體26的汲極電壓成為Low電平，反相器27的輸出成為High電平。N型MOS電晶體26持續接通的時間，大約為定電流源22的電流值×電源電壓的變動值÷電容器23的電容值。電源電壓上昇之電源變動時，顯然N型MOS電晶體24的間極電壓上昇，N型MOS電晶體24的汲極電壓下降，但因N型MOS電晶體26仍然斷開，故與正常動作時同樣的，反相器18的輸出成為Low電平。
依此，因正常動作時，輸出電壓與電源上昇用電路10、電源下降用電路11皆為Low電平，故NOR28的輸出成為High電平。電源電壓上昇之電源變動時，因電源上昇用電路10的輸出成為High電平，電源下降用電路11的輸出成為Low電平，故OR28的輸出成為Low電平。電源電壓下降之電源變動時，因電源上昇用電路10的 輸出成為Low電平，電源下降用電路11的輸出成為High電平，故NOR28的輸出成為Low電平。
根據上述構成，可在電源電壓之變動時，在一定時間切換跨導的輸出電阻，且能在確保對輸出電壓振盪的安定性之狀態下，改善電源變動應答。
6、13、15、18、21、24、26‧‧‧N型MOS電晶體
7‧‧‧電源變動應答改善電路
10‧‧‧電源上昇用電路
11‧‧‧電源下降用電路
12、14、17、20、23、25‧‧‧定電流源
19、27‧‧‧反相器
28‧‧‧NOR
29‧‧‧電源
30‧‧‧輸出驅動電晶體
34‧‧‧切換調整器控制IC
37‧‧‧分壓電阻
38‧‧‧跨導放大器誤差信號放大器
39‧‧‧基準電壓
40‧‧‧跨導放大器輸出電阻
41‧‧‧PWM比較器
42‧‧‧三角波產生電路
43‧‧‧緩衝器
第1圖為本發明之切換調整器的跨導放大器輸出電阻的電路圖。
第2圖為本發明之切換調整器的電源變動應答改善電路的電路圖。
第3圖為習知切換調整器的方塊圖。
第4圖為習知切換調整器的跨導放大器輸出電阻的電路圖。
1‧‧‧輸出電阻輸入端子
2‧‧‧輸入端子
3、4‧‧‧電阻
5‧‧‧電容器
6‧‧‧N型MOS電晶體
7‧‧‧電源變動應答改善電路

Claims (5)

  1. 一種切換調整器控制IC，用以比較切換調整器的輸出電壓與基準電壓，並將其電壓差利用誤差放大器予以放大而進行反饋控制，該切換調整器控制IC之特徵為：連接於前述誤差放大器輸出的輸出控制電路，是以電源電壓變動時，使前述誤差放大器的增益在一定期間不會產生變化的方式，來控制增益。
  2. 一種切換調整器控制IC，包含：分壓電阻器，用以輸入切換調整器的輸出電壓，且輸出前述輸出電壓之分壓電壓；基準電壓電路，用以輸出基準電壓；誤差放大器，用以輸入前述分壓電壓與前述基準電壓，且放大其電壓差；輸出電阻電路，用以在前述輸出電壓之低頻範圍和高頻範圍之間，切換前述誤差放大器的增益；電源變動應答改善電路，其連接於前述輸出電阻電路；三角波產生電路，用以產生三角波電壓；及PWM比較器，用以比較前述誤差放大器的輸出電壓與前述三角波電壓，且輸出PWM信號，該切換調整器控制IC之特徵為：前述電源變動應答改善電路，是以電源電壓變動時不會切換前述誤差放大器之增益的方式，來控制前述輸出電阻電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的切換調整器控制IC，其中，前述輸出電阻電路是由：並聯連接的第1電阻及第2電阻；和與前述第2電阻串聯連接的電容及開關電路所形成，前述開關電路是藉由前述電源變動應答改善電路所控制。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載的切換調整器控制IC，其中，前述開關電路被控制成有電源變動時，於一定期間，藉由前述電源變動應答改善電路來切斷電路。
  5. 一種切換調整器，係將從電源被輸入的電源電壓變換成特定電壓而予以輸出，該切換調整器之特徵為：具備如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載的切換調整器控制IC。
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