[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)，更具体而言，涉及开关调节器的软启动功能。

背景技术

近年来，便携电话、便携音乐播放器、数码相机、PDA等用电池驱动的设备越来越普及。在这些设备中，从成本方面和外出时的电源确保的便利性等方面出发，大多将干电池等作为电源。其中，进一步从降低操作成本和提高环境意识等方面出发，还存在要求用1个干电池进行工作的设备。干电池的终止电压一般被设为0.9V左右，因此，这些设备使用开关调节器将0.9V～1.5V左右的电压升压至3V或5V等的电压，并作为设备电源来提供。

但是，使开关调节器在0.9V～1.5V这样的低电压下稳定地工作是非常困难的。因此，使用了如下技术：利用矩形波振荡器的脉冲(几十KHz～几百KHz)使开关调节器进行升压动作，向输出端输出一定程度的高电压(1.5V～2.0V)，之后，将该电压用作开关调节器的电源。

图4是示出现有的开关调节器的电路图。

现有的开关调节器由开关调节器控制电路1和周边电路构成。直流电压源34是开关调节器控制电路1的电源，假设将1个干电池的电压范围设为0.9V～1.5V。矩形波振荡器18是输出矩形波脉冲clk的振荡电路。输出端子VOUT的电压也作为开关调节器控制电路1的电源。电压检测电路17监视输出端子VOUT的电压。如果输出端子VOUT的电压比阈值电压VTH低，则电压检测电路17的检测信号Vpg为L(低电平)。当电压检测电路17的检测信号Vpg为L时，矩形波振荡器18处于工作状态。当电压检测电路17的检测信号Vpg为L时，多路转换电路19输出矩形波脉冲clk，当电压检测电路17的检测信号Vpg为H(高电平)时，多路转换电路19输出PWM比较器16的信号Vpwm。由缓冲电路20对功率晶体管30进行驱动。

在开关调节器控制电路1开始升压动作前，输出端子VOUT的电压为从直流电压源34的电压VIN减去二极管32的正向电压Vf后的电压。阈值电压VTH被设定为1.5V。即，在电压VIN为1.5V以下时，输出端子VOUT的输出电压为1.5V以下，因此电压检测电路17的检测信号Vpg为L。由此，多路转换电路19输出矩形波振荡器18的矩形波脉冲clk。利用矩形波脉冲clk对功率晶体管30进行驱动，开关调节器开始升压动作。将该期间称作启动期间T1。

在启动期间T1中，检测信号Vpg为L，将软启动电路12的输出VREF_SS固定为0V，因此开关调节器控制电路1不进行负反馈控制，而进行基于矩形波脉冲clk的升压动作。

当输出端子VOUT的输出电压因基于矩形波脉冲clk的升压动作而超过阈值电压VTH时，电压检测电路17的检测信号Vpg成为H。矩形波振荡器18停止工作。多路转换电路19输出PWM比较器16的信号Vpwm。

当电压检测电路17的检测信号Vpg变为H时，软启动电路12开始工作，进入软启动期间T2。

图5是示出现有的软启动电路12的一例的电路图。

软启动电路12如下进行动作而输出软启动用的基准电压VREF_SS。由恒流源113对电容器107进行充电，使电容器107的电压逐渐上升。利用电容器107的电压控制N型MOS晶体管105的栅极。由此，基准电压源13输出的基准电压VREF作为逐渐上升的软启动用的基准电压VREF_SS，从N型MOS晶体管105输出。

参照附图来说明上述结构的开关调节器中的课题。图6是用于对图4的开关调节器的动作进行说明的图。