[发明专利]处理器及开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种DSP等的处理器以及包括该处理器的开关电压装置。

背景技术

以往的微处理器或被称作DSP(Digital Signal Processor)的处理器由输入输出装置(A/D转换器、D/A转换器等)、寄存器、存储器、ALU(运算罗辑单元)等模块构成，模拟输入信号一旦在A/D转换器中被转换为数字数据，则之后对其进行处理。若数据传输总线(bus)或运算比特数基本上相同，则处理器的处理速度依赖于时钟频率，越是时钟频率高的处理器，处理速度就越快且成本就越高。例如，在非专利文献1中公开了具备A/D转换器的DSP。

图1是非专利文献1公开的A/D转换器的框图。

在图1中，模拟多路转接器50A、50B根据来自后述的序列发生器56A、56B的选择信号，分别选择8信道(共计16信道)的模拟输入端口。采样保持电路51A、51B对由模拟多路转接器50A、50B选择的模拟信号进行采样保持。A/D转换器52通过序列发生器判优电路(sequencer arbiter)57的控制，将采样保持电路51A、51B中的某一个采样的电压转换为数字数据。多路转接器53向由序列发生器判优电路57选择的一侧的结果多路转接器54A、54B的一个输出数据。结果多路转接器54A、54B根据来自序列发生器56A、56B的结果选择信号，在存储器55中保存被A/D转换的结果。序列发生器56A、56B通过从外部赋予的触发，在预先设定的序列发生器中选择所述多路转接器50A、50B以及54A、54B，并且对于序列发生器判优电路57受理A/D转换开始信号的指示信号以及结束信号。

由此，对规定的模拟输入端口的电压信号进行A/D转换，并且将其保存在规定的存储器中。DSP内的CPU根据该存储器55的值(基于进行A/D转换后的结果)，进行规定的处理。

另一方面，在开关电源装置的领域中，有时使用如上所述的DSP。开关电源装置一般监视输出电压，并且采用以下构成：通过与基准电压进行比较，根据比较结果对开关控制进行负反馈控制，从而使输出电压稳定。此时，所述DSP内的CPU进行以下控制：基于图1所示的存储器55中所保存的值，例如监视流过电感器或变压器的初级线圈的电流，在其电流值成为0时，通过使连接有产生开关控制信号的电路的输出端口的值改变，从而使开关元件导通。

此外，除了这样的平均值的负反馈控制之外，还具有以下的所谓电流模式(current mode)的驱动方法：监视流过初级侧的电感器或变压器的初级线圈的电流，若其峰值或一周期中的平均值到达了某一阈值，则使开关元件截止。

电流模式的驱动方法的优点在于对负载变动或输入电压变动的响应性高。在该电流模式之中，可谋求特别高的响应性的模式是被称为“临界模式”的驱动方法。该临界模式是监视流过电感器或变压器的初级线圈的电流，并检测出其电流值成为0的瞬间来使开关元件导通。

另外，电流谐振型开关电源装置是为了实现ZCS(零电流开关)而监视流过电感器的电流并检测出其电流值成为0的瞬间来使开关元件导通的装置。优点在于通过该控制能够将开关损耗限制在最小限度。

非专利文献1：TEXAS INSTRUMENTS技术资料“TMS320x280x2801x，2804x Analog-to-Digital Converter(ADC)Module Reference Guide”，[online]，[2007年12月6日检索]，因特网<http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ug/spru716b/spru716b.pdf>

但是，在通过模拟控制进行所述电流模式或电流谐振型的开关控制的情况下，存在需要高速且高价的模拟转换器的问题。这是因为若转换器的动作中存在时间延迟，例如在进行电流模式控制的情况下，有损响应性高的原有的优点，而且在电流谐振型的开关电源中有损开关损耗小的原有的优点。

另一方面，在由数字控制来实现的情况下，需进行以下的动作：先将输出电压或电感器电流的模拟数据在A/D转换器中转换为数字值，并将该值暂且保持在存储器中，在CPU中与基准值进行比较之后，根据结果运算PWM脉冲的占空比。由于电感器电流值在一点检测中，在混有噪声的情况下有可能会成为异常值，因此一般在开关周期内的多个点进行采样并计算出其平均值。当然，因此会相应地增加运算处理量。在CPU中，由于在与时钟频率同步的时刻按每一周期进行其他全部运算，因此若想提高电感器电流成为0时的响应性，则必然需要时钟频率高即高价的处理器。

发明内容