專利名稱：能夠在輕負(fù)載下提高調(diào)整器效率的開關(guān)穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠提高在輕負(fù)載下工作的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率的開關(guān)穩(wěn)壓器。
已經(jīng)知道如

圖10所示的典型的、傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路。在這種傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器中，有參考電壓電路10、分壓電阻11和12、以及誤差信號(hào)放大器13。分壓電阻11和12對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓Vout進(jìn)行分壓。誤差信號(hào)放大器13放大參考電壓電路10的參考電壓與在這些分壓電阻11和12之間的連接點(diǎn)處出現(xiàn)的電壓之間的差分電壓?，F(xiàn)在假定，誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓是Verr，參考電壓電路10的輸出電壓是Vref，而在分壓電阻11和12之間的連接點(diǎn)處出現(xiàn)的電壓是Va，如果Vref＞Va；那么誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr就變高。相反地，如果Vref＜Va，那么誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr就變低。
PWM(脈沖寬度調(diào)制)比較器15把振蕩器電路14的輸出，例如三角形波與誤差信號(hào)放大器13的輸出進(jìn)行比較，從而輸出一種信號(hào)。這些信號(hào)表示在圖11的波形圖內(nèi)。換言之，因?yàn)樵黾?減小了誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr，所以控制了來自PWM比較器15的輸出脈沖的寬度。在這脈沖寬度的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，開關(guān)穩(wěn)壓器控制開關(guān)元件使其接通/斷開。把這種操作稱為所謂開關(guān)穩(wěn)壓器的“PWM操作”。
圖12中示出升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)圖。線圈21連接到輸入電源20。整流元件23連接在線圈21與輸出電容24之間。負(fù)載25與輸出電容24并聯(lián)連接。開關(guān)穩(wěn)壓器控制電路30連接到開關(guān)穩(wěn)壓器的一個(gè)輸出端，以便接通/斷開開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)元件22。
通常，在開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)元件的接通時(shí)間增長的情況下，電源對(duì)負(fù)載的供電能力增加。例如，當(dāng)負(fù)載變重，即當(dāng)輸出負(fù)載電流值增加，開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓降低，那么，被分壓電阻11和12細(xì)分的電壓Va降低。結(jié)果，誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr升高，使得PWM比較器15的脈沖寬度變寬，并且以保持輸出電壓Vout恒定的方式來控制脈沖寬度。
相反地，當(dāng)負(fù)載變輕，即當(dāng)輸出負(fù)載電流值減小時(shí)，開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓增加，那么，被分壓電阻11和12細(xì)分的電壓Va增加。結(jié)果，誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr降低，使得PWM比較器15的脈沖寬度變窄，并且以保持輸出電壓Vout恒定的方式來控制脈沖寬度。
也就是說，誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr隨負(fù)載電流值而變化，從而控制開關(guān)穩(wěn)壓器的脈沖寬度。
可是，在傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器中，在輕負(fù)載下工作的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率相當(dāng)?shù)汀?br> 已經(jīng)用本發(fā)明來解決上述的問題，因而，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高在輕負(fù)載下工作的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率的開關(guān)穩(wěn)壓器。更明確地說，雖然開關(guān)穩(wěn)壓器的效率隨這開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出負(fù)載電流值而改變、具體地說、隨誤差信號(hào)放大器的輸出電壓而變，但能在輕負(fù)載下改進(jìn)開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。
為了解決上述的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，開關(guān)穩(wěn)壓器以包括以下部分為特征用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；用于把參考電壓以及通過把來自開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大參考電壓與測量電壓之間的差分電壓的誤差信號(hào)放大器；用于輸出振蕩信號(hào)的振蕩器電路；用于比較誤差放信號(hào)大器的輸出電壓與振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器；用于探測輸出負(fù)載電流的負(fù)載探測裝置；以及用于對(duì)被負(fù)載探測裝置探測到的負(fù)載狀態(tài)作出響應(yīng)而改變開關(guān)穩(wěn)壓器效率的效率改變裝置。
作為效率改變裝置，有可能設(shè)置能夠改變振蕩器電路的振蕩頻率的振蕩頻率控制電路。另一種辦法是，也有可能設(shè)置連接到PWM比較器和誤差信號(hào)放大器的電源電路中的起碼一個(gè)的電源電流控制電路，用于改變輸送到這電源電路的電流。
為了更好地理解本發(fā)明，請(qǐng)結(jié)合附圖，閱讀詳細(xì)描述以茲參考，其中圖1是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖；圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路工作的信號(hào)波形圖；圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率和傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率的說明性曲線圖；圖4是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖；圖5是用于說明應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的振蕩器電路的充/放電電流與其振蕩頻率之間關(guān)系的說明性曲線圖；圖6是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖；圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的工作的信號(hào)波形圖；圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率和傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率的說明性曲線圖；圖9是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖；圖10是傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的原理方框圖；圖11是用于描述傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的工作的信號(hào)波形圖；圖12是傳統(tǒng)的升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器的原理方框圖。
現(xiàn)在來參考附圖，詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種最佳實(shí)施例。
第一開關(guān)穩(wěn)壓器的配置/操作圖1是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖。應(yīng)該理解，參考電壓電路10、分壓電阻11和12、誤差信號(hào)放大器13、和PWM比較器15與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似。
另一個(gè)參考電壓電路110輸出一種就振蕩信號(hào)振幅來說介于由振蕩器電路114產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的最小電壓與其最大電壓之間的任意電壓。例如，現(xiàn)在假定，由振蕩器電路114產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的振幅從0.2V變到1.0V，則設(shè)0.4V為0.2V到1.0V之間的任意電壓。比較器115把誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr與參考電壓電路110的輸出電壓Vref 110進(jìn)行比較，從而給振蕩器電路114輸出控制信號(hào)。以這樣的方式安排振蕩器電路114，即振蕩器電路114的振蕩頻率隨比較器115的這控制信號(hào)而改變。例如，振蕩器電路114作如下安排。當(dāng)從比較器115輸出的控制信號(hào)變“高(H)”時(shí)，振蕩器電路114在高頻率下振蕩(例如500kHz)，而當(dāng)控制信號(hào)變“低(L)”時(shí)，振蕩器電路114在低頻率下振蕩(例如100kHz)。
換言之，當(dāng)負(fù)載變低或輕時(shí)，即當(dāng)誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr低于參考電壓電路110的輸出電壓Vref110時(shí)，振蕩頻率降低，這樣，能夠使開關(guān)(SW)元件接通的控制信號(hào)的脈沖寬度就增加。根據(jù)圖2所示的信號(hào)波形來說明這種操作。
現(xiàn)在假定，參考電壓電路110的輸出電壓Vref 110被設(shè)在高頻500kHz下的10％的占空比(占空比是開關(guān)元件的接通時(shí)間周期與振蕩時(shí)間周期的比，在這情況下，接通持續(xù)時(shí)間變?yōu)?.2μs)，當(dāng)誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr變得高于參考電壓Vref(Verr＞Vref110)，即變成重負(fù)載時(shí)，以頻率500kHz控制SW元件的ON/OFF。反之，當(dāng)Verr＜Vref110時(shí)，振蕩器電路114以頻率100kHz振蕩。結(jié)果，現(xiàn)在假定，這時(shí)，脈中寬度等于10％的振蕩時(shí)間周期，SW元件被1μs的寬的脈沖寬度接通，這脈沖寬度是頻率500kHz下振蕩信號(hào)的脈沖寬度的五倍。
在負(fù)載變輕的情況下，SW元件被寬的脈沖寬度所接通，會(huì)有這樣的缺點(diǎn)，即脈動(dòng)電壓增加。可是，開關(guān)操作的總次數(shù)減少，從而開關(guān)損失減少，因而，能夠提高這種開關(guān)穩(wěn)壓器在輕負(fù)載下，或在低的負(fù)載條件下的效率。當(dāng)誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓進(jìn)一步減小，雖然脈沖寬度變窄，因?yàn)殚_關(guān)效率低，在輕負(fù)載條件下開關(guān)損失減少，這樣，能改進(jìn)這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。圖3表示特性曲線，其上的橫坐標(biāo)表示輸出負(fù)載電流，而縱坐標(biāo)表示開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。
在圖10的傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器中，在輕負(fù)載條件下的開關(guān)損失增加，因而這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率大為降低。與此相反，在根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓器中，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，因?yàn)榭傞_關(guān)次數(shù)減少，所以，能夠提高這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。
另一方面，在負(fù)載變重的情況下，即在誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr高于參考電壓電路110的輸出電壓Vref110的情況下，因?yàn)楸景l(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓器工作在與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似的方式下，這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率和它的脈動(dòng)電壓沒有變化。
還有，當(dāng)振蕩頻率被更換時(shí)，可以通過控制參考電壓電路110的輸出電壓Vref110的電壓值來調(diào)節(jié)誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓值。因此，顯然能任意地調(diào)節(jié)更換振蕩器頻率時(shí)的開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出負(fù)載電流值。
第二開關(guān)穩(wěn)壓器的配置/操作圖4是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖。應(yīng)理解，參考電壓電路10、分壓電阻11和12、誤差信號(hào)放大器13和PWM比較器15與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似。
第二實(shí)施例有這樣的不同于第一實(shí)施例的地方。即，振蕩器電路114的振蕩頻率能隨誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr連續(xù)地改變。電壓-電流轉(zhuǎn)換電路120隨誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr連續(xù)地改變振蕩器電路114的電流值。例如，現(xiàn)在假定，振蕩器電路114是這樣的振蕩器電路，它的振蕩頻率決定于電容的充/放電，如果振蕩器電路114的這種充/放電電流根據(jù)誤差信號(hào)放大器13的輸出電壓Verr來控制，那么，振蕩頻率就基本上正比于充/放電電流而變化，如圖5所說明的那樣。
換而言之，當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器的負(fù)載輕時(shí)，振蕩器電路114的充/放電電流減小，也就是說，振蕩頻率降低。結(jié)果，這開關(guān)穩(wěn)壓器在負(fù)載輕時(shí)的開關(guān)操作總次數(shù)減少，從而能改進(jìn)開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。與此相反，當(dāng)調(diào)整器的負(fù)載重時(shí)，振蕩器電路114的充/放電電流增加，也就是說，振蕩頻率增加。結(jié)果，雖然開關(guān)穩(wěn)壓器的效率或多或少有所降低，但有可能獲得較好的響應(yīng)特性，并且獲得低的脈動(dòng)電壓。
在上述的實(shí)施例中，振蕩器電路的振蕩器頻率隨誤差信號(hào)放大器的輸出電壓值而改變。本發(fā)明不限于此。另一種辦法是，甚至當(dāng)振蕩頻率響應(yīng)能夠把重負(fù)載狀態(tài)與輕負(fù)載狀態(tài)區(qū)分開的信號(hào)而改變，也能獲得相似的效果。以下的信號(hào)可以作為能夠把重負(fù)載狀態(tài)與輕負(fù)載狀態(tài)區(qū)分開的這種信號(hào)。例如，從開關(guān)穩(wěn)壓器的外電路提供的一種信號(hào)，而另一種信號(hào)有響應(yīng)于PWM比較器15的輸出脈沖寬度的輸出電壓。
第三開關(guān)穩(wěn)壓器的配置/操作下面將要描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖6是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖。應(yīng)理解，參考電壓電路10、分壓電阻11和12以及振蕩器電路14與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似。誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117都工作在與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似的工作方式。
另一個(gè)參考電壓電路110輸出一種就振蕩信號(hào)振幅來說介于由振蕩器電路14產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的最小電壓與其最大電壓之間的任意電壓。例如，現(xiàn)在假定，從振蕩器電路14產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的振幅從0.2V變到1.0V，則設(shè)0.4V為0.2V到1.0V之間的任意電壓。比較器116把誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr與參考電壓電路110的輸出電壓Vref110進(jìn)行比較，從而給誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117輸出一種控制信號(hào)。以這樣的方式安排誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117，即這些誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗隨這比較器116的控制信號(hào)而改變。例如，當(dāng)從比較器116輸出的控制信號(hào)變“高(H)”，誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗大(例如各10μA)。與此相反，當(dāng)控制信號(hào)變“低(L)”，電流消耗減小(例如1μA)。作為一個(gè)改變電流消耗的具體方式，例如，把一個(gè)9μA的恒流源和另一個(gè)1μA的恒流源連接到誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117。在9μA的恒流源的電流通道上設(shè)置SW元件，并且這個(gè)SW元件根據(jù)從比較器116來的信號(hào)而接通/斷開，從而能夠改變電流消耗。
換言之，當(dāng)負(fù)載變低或輕時(shí)，例如當(dāng)誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr低于參考電壓電路110的輸出電壓Vref110時(shí)，開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的電流減小。根據(jù)圖7所示的信號(hào)波形來說明這操作。
現(xiàn)在假定，當(dāng)比較器116的輸出變“高(H)”時(shí)，開關(guān)穩(wěn)壓器的電流消耗是30μA，而30μA中的20μA是誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117所消耗的電流。還假定，開關(guān)穩(wěn)壓器的負(fù)載變輕，基本上等于開關(guān)穩(wěn)壓器的電流消耗，為30μA，開關(guān)穩(wěn)壓器的總效率明顯地減小，小于正常效率的一半?？墒?，在這輕負(fù)載的條件下，如果比較器116的輸出變“低(L)”，誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗減小到2μA，那么開關(guān)穩(wěn)壓器的總的電流消耗變?yōu)?2μA。在這情況下，開關(guān)穩(wěn)壓器的效率能提高到大約70％。
有這樣的缺點(diǎn)，即在輕負(fù)載這樣的情況下開關(guān)穩(wěn)壓器的響應(yīng)被延遲，誤差信號(hào)放大器和PWM比較器的電流被減小?？墒?，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，便攜式電子用品的工作方式是等待方式，在這方式下，電源電壓和負(fù)載的變化小。結(jié)果，在一般的情況下，有這樣的大的優(yōu)點(diǎn)，即在輕負(fù)載的條件下能改進(jìn)效率。圖8表示特性曲線，其上的橫坐標(biāo)表示輸出負(fù)載電流，而縱坐標(biāo)表示開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。
在圖10的傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器中，在輕負(fù)載的條件下的開關(guān)損失由于開關(guān)穩(wěn)壓器的電流消耗而增加，因此，這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率大為降低。與此相反，在根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓器中，當(dāng)負(fù)載變輕時(shí)，因?yàn)殚_關(guān)穩(wěn)壓器本身的電流消耗被降低，故能提高開關(guān)穩(wěn)壓器的效率。
另一方面，在負(fù)載變重的情況下，即誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr高于參考電壓電路110的輸出電壓Vref110時(shí)，因?yàn)楸景l(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓器工作在類似于傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的工作方式，所以，這種開關(guān)穩(wěn)壓器的效率和它的響應(yīng)特性沒有變化。
還有，因?yàn)槟芡ㄟ^控制參考電壓電路110的輸出電壓Vref110的電壓值，來調(diào)節(jié)更換振蕩頻率時(shí)的誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓值。因此，顯然能任意地調(diào)節(jié)更換振蕩器頻率時(shí)的開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出負(fù)載電流值。
第四開關(guān)穩(wěn)壓器的配置/操作圖9是用于表示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓器的控制電路的原理方框圖；應(yīng)理解，參考電壓電路10、分壓電阻11和12以及振蕩器電路14與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似。誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117工作在與傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器的相似的工作方式。
第四實(shí)施例與第三實(shí)施例相比有這樣的不同點(diǎn)。即誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗隨誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr連續(xù)地改變。電壓-電流轉(zhuǎn)換電路120隨誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓Verr而連續(xù)地改變誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗。
換言之，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，即當(dāng)誤差信號(hào)放大器113的輸出電壓低時(shí)，誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗減小，從而在輕負(fù)載的條件下開關(guān)穩(wěn)壓器的效率提高。與此相反，當(dāng)負(fù)載重時(shí)，誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗增加，從而改進(jìn)開關(guān)穩(wěn)壓器的響應(yīng)特性。當(dāng)負(fù)載重時(shí)，開關(guān)穩(wěn)壓器自己的電流消耗之外的其它開關(guān)損失會(huì)作為主要因素起作用。因此，即使當(dāng)誤差信號(hào)放大器113和PWM比較器117的電流消耗或多或少增加時(shí)，效率基本不降低。
在上述第三和第四實(shí)施例中，誤差信號(hào)放大器和PWM比較器兩者的電流消耗隨誤差信號(hào)放大器的輸出電壓而改變。另外，甚至當(dāng)兩者中只有一種電流消耗被改變時(shí)，雖然影響減小了，但在輕負(fù)載的條件下的效率會(huì)明顯地得到改進(jìn)。
在上述的實(shí)施例中，誤差信號(hào)放大器和PWM比較器的電流消耗隨誤差信號(hào)放大器的輸出電壓值而改變。本發(fā)明不限于此。另外，甚至當(dāng)電流消耗隨能夠把重負(fù)載狀態(tài)與輕負(fù)載狀態(tài)區(qū)分開的信號(hào)而改變時(shí)，也能獲得相似的效果?？梢圆捎孟旅娴男盘?hào)作為能夠把重負(fù)載狀態(tài)與輕負(fù)載狀態(tài)區(qū)分開的信號(hào)。例如，從這開關(guān)穩(wěn)壓器的外電路提供的一種信號(hào)，而另一種信號(hào)有響應(yīng)于PWM比較器117的輸出脈沖寬度的輸出電壓。
如上面詳細(xì)描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓器，應(yīng)用了用于隨負(fù)載狀態(tài)探測信號(hào)來改變開關(guān)穩(wěn)壓器效率的效率改變裝置。這效率改變裝置配置有用于改變振蕩器電路的振蕩頻率的振蕩頻率控制電路或者連接到誤差信號(hào)放大器和PWM比較器的電源電路中的起碼一個(gè)、并且用于改變輸送到電源電路的電流的電源電流控制電路。根據(jù)前者的配置，振蕩器電路的振蕩頻率在輕負(fù)載的條件下被降低，開關(guān)操作由寬的脈沖寬度執(zhí)行，從而能夠改進(jìn)在輕負(fù)載條件下的效率。根據(jù)后者的配置，因?yàn)殚_關(guān)穩(wěn)壓器的電流消耗在輕負(fù)載的條件下被降低，所以能夠增大在輕負(fù)載的條件下的效率。
1998年6月2日提交的日本專利申請(qǐng)No.10-153377所公開的包括說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要的全部內(nèi)容在此引入作為本文的參考。
權(quán)利要求
1．一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于包括用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；誤差信號(hào)放大器，用于把所述參考電壓和通過把從所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大所述參考電壓與所述測量電壓之間的差分電壓；用于輸出振蕩信號(hào)的振蕩器電路；用于比較所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與所述振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器；用于探測輸出負(fù)載電流的負(fù)載探測裝置；和用于對(duì)被所述負(fù)載探測裝置探測到的負(fù)載狀態(tài)作出響應(yīng)，而改變所述開關(guān)穩(wěn)壓器效率的效率改變裝置。
2．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述負(fù)載探測裝置配置有用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和用于把所述第二參考電壓與從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓進(jìn)行比較的第二比較器。
3．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述效率改變裝置是用于改變所述振蕩器電路的振蕩頻率的振蕩頻率控制電路。
4．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述負(fù)載探測裝置配置有用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和用于把所述第二參考電壓與從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓進(jìn)行比較的第二比較器。以這樣的方式來配置所述振蕩器電路，即輸出有第一振蕩頻率的振蕩信號(hào)，還輸出有第二振蕩頻率的另一振蕩信號(hào)，而所述第二振蕩頻率高于所述第一振蕩頻率；以及所述效率改變裝置是被以這樣的方式控制的振蕩頻率控制電路，即當(dāng)所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓低于所述第二參考電壓時(shí)，從所述振蕩器電路輸出有第一振蕩頻率的振蕩信號(hào)，而當(dāng)所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓高于所述第二參考電壓時(shí)，從所述振蕩器電路輸出有第二振蕩頻率的振蕩信號(hào)。
5．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述負(fù)載探測裝置配置有用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和第二誤差信號(hào)放大器，用于輸入所述第二參考電壓和從所述誤差信號(hào)放大器輸出的輸出電壓，并用于放大所述第二參考電壓和誤差信號(hào)放大器的所述輸出電壓之間的第二差分電壓；所述振蕩器電路是有控制電壓輸入電路的壓控振蕩器電路，它的振蕩頻率隨輸入到所述控制電壓輸入電路的控制電壓而改變；以及所述效率改變裝置是以這樣的方式控制的振蕩頻率控制電路，即從所述第二誤差信號(hào)放大器輸出的第二差分電壓被輸入到所述效率改變裝置；所述第二差分電壓被輸出到所述振蕩器電路的控制電壓輸入電路；和所述振蕩頻率隨所述第二差分電壓連續(xù)地變化。
6．一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述開關(guān)穩(wěn)壓器配置有用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；誤差信號(hào)放大器，用于把所述參考電壓和通過把從所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大所述參考電壓與所述測量電壓之間的差分電壓；振蕩器電路，用于輸出有第一振蕩頻率的振蕩信號(hào)和有第二振蕩頻率的另一振蕩信號(hào)，而所述第二振蕩頻率高于所述第一振蕩頻率；用于比較所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與所述振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器；用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和用于把所述第二參考電壓與從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓進(jìn)行比較的第二比較器；以及以這樣的方式來配置所述振蕩器電路，即當(dāng)所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓低于所述第二參考電壓時(shí)，從所述振蕩器電路輸出有第一振蕩頻率的振蕩信號(hào)，而當(dāng)所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓高于所述第二參考電壓時(shí)，從所述振蕩器電路輸出有第二振蕩頻率的振蕩信號(hào)。
7．一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述開關(guān)穩(wěn)壓器配置有用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；誤差信號(hào)放大器，用于把所述參考電壓和通過把從所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大所述參考電壓與所述測量電壓之間的差分電壓；有控制電壓輸入電路的壓控振蕩器電路，用于輸出其振蕩頻率隨輸入到所述控制電壓輸入電路的控制電壓而變的振蕩信號(hào)；用于比較所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與所述振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器；用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和第二誤差信號(hào)放大器，用于輸入所述第二參考電壓和從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓，并用于放大所述第二參考電壓和誤差信號(hào)放大器的所述輸出電壓之間的第二差分電壓；以及以這樣的方式來配置所述壓控振蕩器電路，即其振蕩頻率隨所述第二差分電壓連續(xù)地變化。
8．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述效率改變裝置是連接到所述誤差信號(hào)放大器和所述PWM比較器的電源電路中的起碼一個(gè)的電源電流控制電路，并且用于改變輸送到所述電源電路的電流。
9．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述負(fù)載探測裝置配置有用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和用于把所述第二參考電壓與從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓進(jìn)行比較的第二比較器；以及所述效率改變裝置是以這樣的方式配置的電源電流控制電路，即當(dāng)所述差分電壓低于所述第二參考電壓時(shí)，供應(yīng)第一電流，而當(dāng)所述誤差信號(hào)放大器輸出電壓高于所述第二參考電壓時(shí)，供應(yīng)不同于所述第一電流的第二電流。
10．權(quán)利要求1的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于所述負(fù)載探測裝置配置有用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和第二誤差信號(hào)放大器，它用于輸入所述第二參考電壓和從所述誤差信號(hào)放大器輸出的輸出電壓，并用于放大所述第二參考電壓與誤差信號(hào)放大器的所述輸出電壓之間的第二差分電壓；以及所述效率改變裝置是被以這樣的方式控制的電源電流控制電路，即電源電流隨所述第二差分電壓而連續(xù)地變化。
11．一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于包括用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；誤差信號(hào)放大器，用于把所述參考電壓和通過把從所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大所述參考電壓與所述測量電壓之間的差分電壓；用于輸出振蕩信號(hào)的振蕩器電路；用于比較所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與所述振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器；用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；用于把所述第二參考電壓與從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓進(jìn)行比較的第二比較器；以及電源電流控制電路，它連接到所述誤差信號(hào)放大器和所述PWM比較器的電源電路中的起碼一個(gè)，用于當(dāng)所述差分電壓低于所述第二參考電壓時(shí)向所述電源電路提供第一電流，而當(dāng)所述差分電壓高于所述第二參考電壓時(shí)，提供不同于所述第一電流的第二電流。
12．一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征在于包括用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；誤差信號(hào)放大器，用于把所述參考電壓和通過把從所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中，并用于放大所述參考電壓與所述測量電壓之間的差分電壓；用于輸出振蕩信號(hào)的振蕩器電路；用于比較所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與所述振蕩器電路的輸出電壓的PWM比較器；用于產(chǎn)生第二參考電壓的第二參考電壓電路；和第二誤差信號(hào)放大器，用于輸入所述第二參考電壓和從所述誤差信號(hào)放大器輸出的電壓，并用于放大所述第二參考電壓和所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓之間的第二差分電壓；以及電源電流控制電路，它連接到所述誤差信號(hào)放大器和所述PWM比較器的電源電路中的起碼一個(gè)，用于隨所述第二差分電壓而連續(xù)地改變供應(yīng)電流。
全文摘要
在輕負(fù)載下工作時(shí)效率增加的開關(guān)穩(wěn)壓器配置有:用于產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路;誤差信號(hào)放大器,用于把參考電壓和通過把來自開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓細(xì)分而產(chǎn)生的測量電壓送入其中并放大參考電壓與測量電壓之間的差分電壓;用于輸出振蕩信號(hào)的振蕩器電路;用于比較誤差信號(hào)放大器的輸出電壓與振蕩器電路輸出電壓的PWM比較器;用于探測輸出負(fù)載電流的負(fù)載探測裝置;和用于對(duì)負(fù)載狀態(tài)作出響應(yīng)而改變開關(guān)穩(wěn)壓器效率的效率改變裝置。
文檔編號(hào)H02M3/04GK1220515SQ98120748
公開日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月22日
發(fā)明者須藤稔 申請(qǐng)人:精工電子有限公司