[发明专利]电源电路和迟滞降压变换器

说明书

本申请要求于2012年9月27日提交的第10-2012-0108082号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

在此的本发明构思涉及半导体装置，更具体地讲，本发明构思涉及一种具有高速响应特性的电源电路和迟滞降压变换器（hysteresis buck converter）。

背景技术

电源电路是用于驱动各种电子装置的基本装置。随着移动装置的使用的增加，对高效率的DC-DC变换器的需求也增加。具体地讲，移动装置需要一种使电阻分量的干扰最小化的DC-DC变换器。在使用利用电阻器的压降方法的情况下，功耗必然增加。因此，通常将使用电感器的降压变换器用作DC-DC变换器，其中，降压变换器可易于在使功耗最小化的同时获得目标电平的电压。

降压变换器是用于将高的直流电压变换为较低直流电压的电源电路。使用与电阻器相比功耗相对低的电感器的降压变换器可提供高的能量效率。

使用迟滞比较器控制上拉/下拉开关的迟滞降压变换器使用特定带的参考电压Vref。迟滞降压变换器具有高速瞬态响应和稳定性的优点。

在迟滞降压变换器中，上拉/下拉开关的切换频率相对低。由于低的切换频率，因此迟滞降压变换器易受流过电感器的大的电流纹波的影响。由于电流纹波，因此相对大量的噪声被施加到负载。

发明内容

根据本发明构思的一方面，提供一种使用电感器来变换DC电源的电源单元，所述电源单元可包括：反馈电路，用于对从电感器的第一端输出的输出电压进行分压以将输出电压变换为第一反馈电压；微分器，用于对第一反馈电压进行微分以将第一反馈电压变换为第二反馈电压；迟滞比较器，用于将第二反馈电压的电平与参考电压带进行比较以输出比较信号；开关，用于响应于比较信号来执行将利用输入电压对电感器的第二端进行上拉或者将电感器的第二端进行下拉中的至少一个。

在一些实施例中，微分器控制延迟使得第二反馈电压的相位与流过电感器的电流的相位同步。

在一些实施例中，第二反馈电压的波形被配置为恢复流过电感器的电流的波形。

在一些实施例中，微分器包括：运算放大器，用于通过非反相端接收第一反馈电压；电容器，用于连接在运算放大器的反相端与地之间；电阻器，用于连接在运算放大器的输出端与运算放大器的反相端之间。在一些实施例中，电容器和电阻器中的至少一个是可变的。

在一些实施例中，通过控制电容器和电阻器中的至少一个来控制开关的上拉或下拉周期。

在一些实施例中，反馈电路包括用于对输出电压进行分压的第一反馈电阻器和第二反馈电阻器，其中，第一反馈电阻器是可变的。

在一些实施例中，参考电压带对应于第二反馈电压的线性部分。

在一些实施例中，参考电压带对应于第二反馈电压的最小值和最大值之间的带隙。

根据本发明构思的另一方面，提供一种迟滞降压变换器。所述迟滞降压变换器可包括：反馈电路，用于对从电感器的第一端输出的输出电压进行分压以将输出电压变换为反馈电压；迟滞比较器，用于将反馈电压的电平与参考电压带进行比较以输出比较信号；开关，用于参照比较信号以将输入电压上拉或将输入电压下拉到电感器的第二端；自适应迟滞窗控制器，用于自适应地控制迟滞窗，使得参考电压带与输入电压成正比并与输出电压成反比。

在一些实施例中，自适应迟滞窗控制器包括：迟滞电流发生器，用于生成与输入电压成正比并与输出电压成反比的迟滞电流；迟滞电压发生器，用于参照迟滞电流来设置参考电压带。在一些实施例中，迟滞电流发生器包括其电阻值与包括在反馈电路中的反馈电阻器对应的可变电阻器，其中，可变电阻器与输出电压的电平成正比。在一些实施例中，迟滞电流发生器生成其电平与输入电压成正比并与输出电压成反比的迟滞电流。

在一些实施例中，迟滞电压发生器根据迟滞电流而生成第一参考电压和第二参考电压以形成参考电压带。

根据本发明构思的另一方面，提供一种迟滞降压变换器。所述迟滞降压变换器可包括：电感器，具有第一端和第二端；反馈电路，用于将来自电感器的第一端的输出电压变换为第一反馈电压；微分器，用于将第一反馈电压变换为第二反馈电压；迟滞比较器，用于将第二反馈电压的电平与参考电压带进行比较并且输出比较信号。微分器控制延迟以使得第二反馈电压的相位与流过电感器的电流的相位同步。