TWI385904B - 交換式調整器控制電路及交換式調整器 - Google Patents

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Description

交換式調整器控制電路及交換式調整器
本發明是關於交換式調整器控制電路及用該控制電路之交換式調整器，特別是關於升壓動作之同步整流電路。
第4圖中表示過去的升降壓型交換式調整器之電路圖。
比較器12為被輸入到反相輸入端子之誤差放大器11所輸出的電壓Vd與被輸入到正相輸入端子之三角波震盪電路10所輸出的三角波進行比較，並輸出PWN驅動訊號。比較器12的輸出訊號，作為降壓驅動訊號，透過緩衝器21，供應給降壓用交換電路24。
比較器14其中一方的正相輸入端子，輸入使誤差放大器11的輸出電壓Vd僅Vos位準移位之電壓Vu。Vos設定為與三角波的振幅電壓相等的值，當誤差放大器11的輸出電壓Vd超過三角波的上限電壓時，使電壓Vu在於三角波的振幅範圍。比較器14的反相輸入端子，輸入三角波，藉由三角波與電壓Vu的比較來輸出訊號。該比較器14的輸出訊號，作為升壓驅動訊號，透過緩衝器23，供應給升壓用交換電路25。
比較器13其中一方的正相輸入端子，輸入使誤差放大器11的輸出電壓Vd僅Vdt位準移位之電壓Vs。比較器13的反相輸入端子，輸入三角波，藉由三角波與電壓Vs的比較來輸出訊號。該比較器13的輸出訊號，作為同步整流驅動訊號，透過緩衝器22，供應給同步整流用交換電路26。
Vdt設定為比Vos小若干的值。此結果則以接地為基準的大小關係成為Vs>Vu，包含三角波之電壓的關係形成為第5圖的樣子。此處依據電壓Vs與電壓Vu的關係，升壓驅動訊號與同步整流驅動訊號則成為能率比不同的訊號。
因此，升壓驅動訊號供應給以H位準來導通之升壓用交換電路25；另外，同步整流驅動訊號供應給以L位準來導通之同步整流用交換電路26，所以存在有升壓用交換電路25及同步整流用交換電路26同時成為非導通之時間T off－off。
這種時間T off－off是用來防止升壓用交換電路25與同步整流用交換電路26同時導通造成輸出端子與接地短路，且對於附有整流的交換式調整器為必要的技術。(例如，參考日本專利文獻1)
再者，附有同步整流的交換式調整器，必須防止在輸出電壓降下來使電壓Vs與電壓Vu成為三角波的最大值Vclk(max)以上時，升壓用交換電路25及同步整流用交換電路26隨時成為導通。
此處，比較器13及14設定為具有2個正相輸入端子，而2個正相輸入端子當中，輸入低電位的端子具有功能，輸入高電位的端子則沒有功能。利用該特徵來將若干低於Vclk(max)的Vmax1輸入到比較器13及14的另外一方的正相輸入端子。藉由這種構成，Vu及Vs超過Vmax1的情況，與三角波的比對則成為Vmax1。因此，能夠防止即使電源電壓降下的情況，仍輸出一定能率的PWM驅動訊號，升壓用交換電路25及同步整流用交換電路26隨時成為導通狀態。以下，將該狀態稱為最大能率控制狀態。
〔專利文獻1〕日本專利特開2003－180072號公報
不過，如第5圖所示Vu及Vs超過Vmax1，則比較器13及14的輸出訊號只輸出三角波及Vmax1的電壓所決定之一定能率的訊號。因此，比較器13及14的輸出訊號成為完全相同的能率，即是T off－off成為0，造成交換效率明顯降低。
本發明之目的為，即使在於最大能率控制狀態下，仍藉由升壓用交換電路及同步整流用交換電路的交換控制，來確保時間T off－off，因而防止交換效率的明顯降低。
本發明的交換式調整器控制電路是一種把將電壓Vos－Vdt加算在第2基準電壓，也就加算在Vmax1所形成的第3基準電壓，也就是把Vmax2，施加到比較器13其中一方的正相輸入端子，而比較器13用Vmax2來交換控制升壓用交換電路，比較器14則用Vmax1來交換控制同步整流用交換電路之構成，解決以上所陳述的課題。
第1圖為本發明的交換式調整器控制電路之方塊圖。本發明的交換式調整器控制電路是由將輸出電壓分壓過後的電壓與基準電壓Vref1進行比較，並輸出電壓Vd之誤差放大電路11、及三角波震盪電路10、及第1定電壓源之Vdt產生電路15、及第2定電壓源之Vos產生電路16、及第2基準電壓源之Vmax1產生電路17、及第3基準壓源之Vmax2產生電路18、及將這些電路所輸出的電壓進行比較之比較器12和13和14所構成。比較器12及14的各輸入端子，輸入與交換式調整器控制電路同樣的訊號，不過比較器13另外一方的正相輸入端子則輸入Vmax2產生電路所輸出的電壓Vmax2。
此時，Vmax2產生電路產生僅比Vmax1產生電路的輸出電壓Vmax1高出Vos－Vdt之電壓。藉由這種構成，而Vu超出Vmax1的情況，可以經由控制來使Vs超出Vmax2。
因此，即使如第3圖所示電壓Vs及電壓Vu成為三角波的最大值Vclk(max)以上時，仍可以經由控制來使升壓用交換電路25與同步整流用交換電路26的關係隨時能夠確保時間Toff－off。
第2圖為本發明的交換式調整器控制電路之電路圖。該圖中詳細表示第1圖的方塊圖之Vdt產生電路15及Vos產生電路16及Vmax2產生電路的一個例子。
Vdt產生電路15中，藉由可變電阻VR1所決定的定電流I1透過電流反射鏡(current mirror)傳送來作為流到R1的定電流。Vos產生電路16中，藉由可變電阻VR1所決定的定電流12透過電流反射鏡(current mirror)傳送來作為流到R2的定電流。R1及R2為連接到誤差放大器11的輸出之固有電阻；另外，相互間的電阻值為相等。因而，R1及R2的兩端所產生的電位差藉由定電流I1及I2來決定。以此方式，可以從R1及誤差放大器11的輸出Vd，得到一定值位準移位過的訊號，也就是得到Vs及Vu。Vos－Vdt則只會形成定電流I1及定電流I2的電流差而已。因而，用電晶體M10與M11、M20與M21的電流反射鏡電路，來複製定電流I1及定電流I2；另外，將電晶體M11與M21串聯連接，且將閘極電極與汲極電極連接，又將作為定電流元件來作動的M30並聯配置在M11，使與定電流I1及定電流I2相等的電流I3(I1－I2)流到電晶體M30。該電流13流到與電阻R1及R2相等的電阻，則可以達到與Vos－Vdt相等的電位差。
Vmax1是藉由用電阻來將基準電壓分壓而產生，所以用電壓隨動器49來進行阻抗變換。
把以此方式所形成的Vmax2輸入到比較器13另外一方的正相輸入端子，因而即使在於最大能率控制狀態下，仍能藉由升壓用交換電路25及同步整流用交換電路26的交換控制，來確保時間T off－off。
第6圖為表示時間T off－off對電力變換效率之圖。設定Vos－Vdt電壓來使時間增高電力變換效率，因而能形成交換式調整器控制電路的穩定升壓動作。
〔發明的效果〕
因此，本發明的交換式調整器控制電路，即使在於最大能率控制狀態下，藉仍由升壓用交換電路及同步整流用交換電路的交換控制，能夠確實地確保時間T off－off，又能防止交換效率明顯降低。
10．．．三角波震盪電路
11、63、64．．．誤差放大器
12、13、14．．．比較器
15．．．Vdt產生電路
16．．．Vos產生電路
17．．．Vmax1產生電路
18．．．Vmax2產生電路
24．．．降壓用交換電路
25．．．升壓用交換電路
26．．．同步整流用交換電路
27．．．阻抗
49．．．電壓隨動器
第1圖為本發明的交換式調整器控制電路之方塊圖。
第2圖為本發明的交換式調整器控制電路之電路圖。
第3圖為本發明的交換式調整器控制電路之時間流程。
第4圖為過去的交換式調整器控制電路之方塊圖。
第5圖為過去的交換式調整器控制電路之時間流程。
第6圖為表示時間T off－off對電力變換效率之圖。
10．．．三角波震盪電路
11．．．誤差放大器
12．．．比較器
13．．．比較器
14．．．比較器
15．．．Vdt產生電路
16．．．Vos產生電路
17．．．Vmax1產生電路
18．．．Vmax2產生電路
21．．．緩衝器
22．．．緩衝器
23．．．緩衝器
24．．．降壓用交換電路
25．．．升壓用交換電路
26．．．同步整流用交換電路
27．．．電感

Claims (5)

  1. 一種交換式調整器控制電路，其特徵為：由第1基準電壓產生電路、及第2基準電壓產生電路、及第3基準電壓產生電路、及將交換式調整器的輸出電壓分壓之分壓電阻、及三角波產生電路、及輸入前述第1基準電壓產生電路的電壓和前述分壓電阻所分壓過的電壓之誤差放大器、及輸入由前述誤差放大器的輸出僅降壓了第1定電壓源的電壓之電壓和前述第3基準電壓產生電路之電壓和前述三角波產生電路之電壓之第1比較器、及輸入由前述誤差放大器的輸出僅降壓了第2定電壓源的電壓之電壓和前述第2基準電壓產生電路之電壓和前述三角波產生電路之電壓之第2比較器、及用前述第1比較器的輸出來控制之同步整流用交換電路、及用前述第2比較器的輸出來控制之升壓用交換電路所組成。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式調整器控制電路，其中：前述第2基準電壓產生電路的電壓及前述第3基準電壓產生電路的電壓為低於前述三角波產生電路的電壓的最大值之電壓，即使前述交換式調整器的輸出電壓降下時，前述升壓用交換電路及前述同步整流用交換電路的其中一方仍必須成為非導通。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式調整器控制電路，其中：前述第3基準電壓產生電路的電壓為在前 述第2基準電壓產生電路的電壓加上前述第1定電壓源的電壓與前述第2定電壓源的電壓之差之電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式調整器控制電路，其中：設定前述同步整流用交換電路及前述升壓用交換電路同時成為非導通的期間。
  5. 一種交換式調整器，其特徵為：具有申請專利範圍第1項所記載的交換式調整器控制電路。
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