[发明专利]DC/DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及DC/DC转换器。

背景技术

作为生成比输入电压低的稳定的电压的方法，广泛使用了非绝缘型的降压斩波电路。但是，由于在如待机时等那样成为轻载的情况下也继续进行开关动作，因此越是轻载，电源转换效率越下降。

为了解决该问题，提出了如下方法：将误差信号与规定的阈值进行比较来检测轻载，当变为轻载状态时，根据误差信号的脉动对开关晶体管进行导通截止控制，由此反复进行间歇动作，所述误差信号是对输出电压与基准电压进行比较而生成的。

在该控制方式中，越是轻载，开关动作的频率越下降，由此能够减少开关损失，而且还能够减少开关晶体管的栅极驱动电流，因此能够改善效率(专利文献1)。图13示出专利文献1所记载的DC/DC转换器。

图13所示的DC/DC转换器具有振荡器1、SR触发器2、逻辑与电路3、高端驱动器4、驱动REG电路5、防逆流二极管6、自举电容器7、高端MOSFET 8、电感器9、输出电容器10、输出负载11、反馈电阻12、反馈电阻13、误差放大器14、相位补偿电阻15、相位补偿电容器16、PWM比较器17、逆变器18、逻辑或非电路19、低端驱动器20、低端MOSFET 21、过零检测电路22、轻载检测比较器23、恒流源Ibias1和恒流源Ibias2。

接着，参照图14所示的时序图，首先对稳定负载时(Iout＞Iskip)的区域动作进行说明。

通过反馈电阻12和反馈电阻13对输出电压Vout进行分压，生成反馈电压FB。反馈电压FB被输入到误差放大器14的反相输入端子，在非反相输入端子中输入基准电压Vref。误差放大器14生成反馈电压FB与基准电压Vref之间的误差放大信号COMP，误差放大信号COMP被输出到PWM比较器17的反相输入端子、和轻载检测比较器23的反相输入端子。在轻载检测比较器23的非反相输入端子中输入轻载检测第1阈值Vsk_Lo，在输出负载电流Iout足够大的情况下，成为COMP＞Vsk_Lo。因此，轻载检测比较器23的输出信号SKIP成为低电平，对逆变器电路18的输入而输出低电平的信号。因此，间歇振荡动作成为禁止状态。

在振荡器1上连接有恒流源Ibias2，振荡器1根据恒流源Ibias2而生成置位脉冲，并将置位脉冲输出到PWM锁存器2的置位端子S。

在驱动REG电路5上连接有恒流源Ibias1，驱动REG(稳压)电路5经由低端驱动电路20和防逆流二极管6向高端驱动电路4供给驱动电压。

当PWM锁存器2成为置位状态时，通过逻辑与电路3驱动高端驱动器4，从而使高端MOSFET 8导通。此时，SW端子电压上升到直流电源Vin附近的电压，对应于SW端子与Vout端子的电压差的电流IDH流过电感器9，从而对输出电容器10和输出负载11进行能量供给。

另一方面，在PWM比较器17的非反相输入中输入有与高端MOSFET 8的漏极电流IDH成正比的高端电流检测信号Vtrip。在高端MOSFET 8的导通期间，当高端电流检测信号Vtrip成为误差放大信号COMP以上时，对PWM锁存器2输出复位信号RESET。当PWM锁存器2成为复位状态时，通过逻辑与电路3使高端驱动器4截止，并且通过逻辑或非电路19使低端驱动器20导通。由此，高端MOSFET 8从导通切换为截止，低端MOSFET 21从截止切换为导通，从而将再生电流IDL从低端MOSFET 21的源极通过漏极而提供到电感器9。

在由振荡器1确定的振荡周期的期间内，在进行电感器9的再生没有结束的电流连续动作的情况下，PWM锁存器2再次成为置位状态，低端MOSFET 21截止且高端MOSFET 8导通。

反复进行以上的动作，从而进行降压斩波器动作。接着，参照图14，说明从稳定负载转移到轻负载、并再次转移到稳定负载时的动作。当Iout下降时，误差放大信号COMP下降，因此以高端MOSFET 8的漏极电流IDH的峰值变小的方式进行控制。轻载检测比较器23对误差放大信号COMP与第1轻载检测阈值Vsk_Lo进行比较，在误差放大信号COMP小于第1阈值Vsk_Lo时，将第1阈值Vsk_Lo切换为第2阈值Vsk_Hi，同时将轻载检测信号SKIP从低(low)切换为高(high)。并且，通过逆变器18、逻辑与电路3和高端驱动器4，强制地使高端MOSFET 8截止。之后，当过零检测电路22检测到电感器9的再生期间结束，过零信号ZERO从低切换到高时，通过逻辑或非电路19和低端驱动器20使低端MOSFET 21截止。