[发明专利]开关调节器

说明书

技术领域

本发明涉及开关调节器(switching regulator)，具体地涉及在使用开关调节器的DC/DC转换器中，适于不需要作为软启动电路而设置的用于得到大的时间常数的电容器，能够降低软启动时间的偏差，并且缩短电源电压稳定化控制开始之前的时间的IC化的开关调节器。

背景技术

以往，在便携式的音响设备或个人计算机、PHS、便携式电话机、便携用电子设备中，为得到有效转换的电源电压，采用了使用开关调节器的DC/DC转换器的电源电路。

图4是该DC/DC转换器(开关调节器)的一例的说明图。

10是开关调节器，11是其误差放大器，12是基准电压发生电路，13是PWM脉冲发生电路，14是驱动器。15是开关电路，P沟道的MOSFET晶体管Q与肖特基二极管D的串联电路设置在电源线+Vcc(输入侧直流电源的电压)和地线GND之间。

16是其输出端子，在该输出端子16上，电力用的电容器Co设置在与地线GND之间。并且，晶体管Q和肖特基二极管D的连接点与该输出端子16之间连接线圈L。作为线圈L，使用例如10μH左右的线圈，作为电容器Co，使用例如150μF左右的电容器。此外，在输出端子16上，还在和地线GND之间设有输出电压检测用的电阻分压电路17，由电阻分压电路17检测的电压Vs反馈到误差放大器11。该检测电压Vs在误差放大器11中与基准电压发生电路12的比较基准电压Vref进行比较。根据该比较结果，在误差放大器11中产生误差电压VE(误差检测信号)，然后输入到PWM脉冲发生电路13中。PWM脉冲发生电路13通常由比较器(COM)13a和三角波发生电路13b构成。

在PWM脉冲发生电路13中，这些三角波发生电路13b的电压波形在比较器13a中与误差电压Eo进行比较。用基于与比较基准电压Vref的比较结果的误差电压Eo来对三角波进行限幅，并与被限幅的宽度对应地生成PWM脉冲。PWM脉冲被施加到驱动器14。驱动器14根据PWM脉冲的脉冲宽度来导通/截止晶体管Q，从而向输出端子16产生降压的电压(在升压型时为由回扫脉冲产生的升压电压)。

而且，肖特基二极管D为在晶体管Q截止时、将从线圈L流出的电流换流向线圈L的续流二极管(flywheel diode)。

由此，以使由电阻分压电路17分压的电压、即检测电压Vs与比较基准电压Vref一致的方式控制晶体管Q的导通/截止，在输出端子16产生输出电压Vo，且该输出电压Vo被稳定为作为目标的恒定电压Vta。

而且，因为在比较器13a的输出中具有晶体管Q的驱动能力，因此，在不需要驱动器14的情况下则将其删除。此时，比较器13a的输出直接被送出到晶体管Q。

此处，输出电压检测用的电阻分压电路17由电阻R1和电阻R2串联构成。另外，比较器13a的被比较信号的(-)输入端子有两个，其中一个接收来自软启动电路18的输出。

软启动电路18是下述的电路：通过比较器13a产生PWM脉冲，改变其占空比，通过逐渐扩大驱动脉冲的脉冲宽度来逐渐提高输出电压的电路。在图4中，因为晶体管Q是P沟道晶体管，所以从驱动器14输出的驱动脉冲对应于PWM脉冲的脉冲宽度的变化，LOW电平期间的脉冲宽度逐渐增加，与此相对应，晶体管Q的导通期间增加。

该软启动电路18一般公知有使用了CR时间常数电路的电压发生电路或者软启动电压发生电路(专利文献1)，其中，所述CR时间常数电路将对电容器的充电电压设为三角波临界值，所述软启动电压发生电路使用计数器和D/A转换器，根据时钟CLK产生阶梯状上升的电压信号。

特别是前者的软启动电路18，其二次侧的电容器Co的电电容量大。由此，相对于输出电流，在需要大的稳定性的电路中，防止冲击电流(冲流)，或在多沟道电源电路中，在控制各个输出定时时便利。

通过设置这种软启动电路18，逐渐扩大开关晶体管Q的导通期间，因此，向电容器Co的充电电流逐渐增加，从而防止了在启动时向未充电状态的电容器Co流入大的电流。由此，具有在开关晶体管Q不被破坏地情况下完成的优点。

专利文献1：日本专利文献特开2004-23948号公报。

发明内容

用于软启动的时间根据输出电流值和二次侧电容器Co的电容量的不同而不同，但通常将输出电压Vo上升到目标电压Vta或其附近的正常电压的时间设为1msec～20msec左右。