專利名稱：電源電路以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源電路以及電子設(shè)備，特別是涉及一種將開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出提供給負(fù)載的電源電路以及具備該電源電路的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為便攜式電話機(jī)、PHP (Personal Handy phone 個(gè)人手持式電話)、 PDA (Personal Digital As sistant ^Λ^^Ι ] ) > PC (Personal Computer# 機(jī))等便攜式電子設(shè)備的電源，使用電池。并且，為了生成向電子設(shè)備的各結(jié)構(gòu)要素提供的規(guī)定電壓，有時(shí)使用所謂的開關(guān)調(diào)節(jié)器。作為開關(guān)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)例，例如在專利文獻(xiàn)1中記載了如下一種電路作為斬波 (chopper)方式的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器該電路以即使由裝載于具有通信功能的便攜式設(shè)備中的電池提供的電源電壓下降也能夠驅(qū)動便攜式設(shè)備的方式，使降低的電源電壓升高到規(guī)定的輸出電壓。在此，公開了如下一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括誤差放大器，其對開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出與比較得到的差相應(yīng)的誤差信號；PWM電路，其根據(jù)來自誤差放大器的誤差信號，設(shè)定PWM信號的占空比；開關(guān)晶體管，其在PWM信號為高電平時(shí)導(dǎo)通；升壓線圈，其與開關(guān)晶體管的開關(guān)控制相應(yīng)地控制流通的電流量；以及電容器，其保持來自升壓線圈的電壓，并輸出輸出電壓。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-17似64號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題另外，開關(guān)調(diào)節(jié)器具有誤差放大器，該誤差放大器對生成反饋電壓的反饋電壓生成電路的輸出與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，對比較得到的誤差進(jìn)行放大輸出，并再次提供給反饋電壓生成電路。在此，在開關(guān)調(diào)節(jié)器中使用的誤差放大器大多被設(shè)計(jì)成使用了為避免產(chǎn)生振蕩而充分確保相位余裕和增益余裕的放大器。在使用了充分確保相位余裕和增益余裕的誤差放大器而設(shè)計(jì)出的開關(guān)調(diào)節(jié)器中，存在高頻區(qū)域的增益特性相對劣化的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種即使在高頻區(qū)域也具有高增益特性的電源電路以及具備該電源電路的電子設(shè)備。用干解決問題的方案本發(fā)明所涉及的電源電路的特征在于，具備第一誤差放大器，其對預(yù)先決定的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓生成電路的輸出電壓進(jìn)行比較，對比較得到的誤差進(jìn)行放大并輸入到反饋電壓生成電路；以及增益調(diào)整通路，其與第一誤差放大器并聯(lián)設(shè)置，用于調(diào)整第一誤差放大器的輸出的高頻區(qū)域的增益。另外，本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備的特征在于，具備上述電源電路。發(fā)明的效果根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電源電路以及電子設(shè)備，具有增益調(diào)整通路，該增益調(diào)整通路與第一誤差放大器并聯(lián)設(shè)置，用于調(diào)整第一誤差放大器的輸出的高頻區(qū)域的增益。由此，即使在由于第一誤差放大器而導(dǎo)致高頻區(qū)域的增益較低的情況下，也能夠通過增益調(diào)整通路調(diào)整成在高頻區(qū)域也形成高增益。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式中的電源電路的圖。圖2是表示對本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式中的電源電路與以往電路(從電源電路中刪除增益調(diào)整電路后的電路)的從V2至V3的增益特性以及相位特性進(jìn)行比較得到的模擬結(jié)果的圖。圖3(a)是表示用于確認(rèn)本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式中的電源電路的瞬態(tài)響應(yīng) (transient response)特性的模擬結(jié)果的圖。圖3(b)是表示用于確認(rèn)與本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式中的電源電路的瞬態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行比較的以往電路(從電源電路中刪除增益調(diào)整電路后的電路)的瞬態(tài)響應(yīng)特性的模擬結(jié)果的圖。附圖標(biāo)記說明10 電源電路；12 開關(guān)調(diào)節(jié)器部；18 總輸出端子；20 基準(zhǔn)電壓電路；21 增益調(diào)整用放大器；22 高通濾波器(HPF) ；23 :V/I變換電路；24 誤差放大器；25 增益調(diào)整電路；26 相位補(bǔ)償用電容器；28 比較器；30 基準(zhǔn)電壓電路；34 輸出級電路；36 電感器； 38 電容器；39,40 電阻元件。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式。另外，下面，在所有的附圖中， 對相同的要素附加同一附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。并且，在本文中的說明中，根據(jù)需要， 使用之前記述過的附圖標(biāo)記。圖1是表示電源電路10的圖。電源電路10構(gòu)成為包括開關(guān)調(diào)節(jié)器部12，并經(jīng)由電感器36、電容器38以及總輸出端子18與負(fù)載相連接。下面，對電源電路10裝載在便攜式電話中的情況進(jìn)行說明。開關(guān)調(diào)節(jié)器部12構(gòu)成為包括第一基準(zhǔn)電壓電路20、誤差放大器對、增益調(diào)整電路 25、相位補(bǔ)償用電容器^、PWM比較器觀、用于PWM比較器28的PWM基準(zhǔn)電壓電路30、輸出級電路；34、電阻元件(禮)40以及電阻元件(R2) 39。在此，將PWM比較器^、PWM基準(zhǔn)電壓電路30、輸出級電路；34、電阻元件(R1) 40、電阻元件(R2) 39、電感器36以及電容器38合并稱為反饋電壓生成電路。第一基準(zhǔn)電壓電路20是產(chǎn)生開關(guān)調(diào)節(jié)器部12的基準(zhǔn)電壓V1的基準(zhǔn)電壓源。開關(guān)調(diào)節(jié)器部12是發(fā)揮如下功能的電路使用反饋技術(shù)，即使在負(fù)載中存在電流變動等，也輸出相同的電壓。誤差放大器M是將從第一基準(zhǔn)電壓電路20輸入到一個(gè)端子的電壓V1與輸入到另一端子的反饋電壓V2之間的偏差放大，作為電流偏差進(jìn)行輸出的gm放大器。誤差放大器M構(gòu)成為使用了充分確保增益余裕和相位余裕的放大器。另外，增益調(diào)整電路25是與誤差放大器M并聯(lián)配置的電路，稍后進(jìn)行詳細(xì)說明。并且，利用將誤差放大器M的輸出電流與增益調(diào)整電路25的輸出電流相加得到的電流對相位補(bǔ)償用電容器沈進(jìn)行充電，相位補(bǔ)償用電容器26的電位V3被提供給PWM比較器觀的一個(gè)端子。在圖1中，在誤差放大器M附近，將電阻元件39 (R2)和電阻元件40(禮)按該順序從總輸出端子18向接地電位側(cè)依次串聯(lián)連接進(jìn)行配置。S卩，電阻元件39( )的一個(gè)端子與總輸出端子18相連接，電阻元件39( )的另一端子與電阻元件40(禮)的一個(gè)端子相連接，電阻元件40(禮)的另一端子被連接至接地電位側(cè)。并且，電阻元件39( )的另一端子與電阻元件40 (R1)的一個(gè)端子相連接的連接點(diǎn)與誤差放大器M的另一端子以及增益調(diào)整電路25的增益調(diào)整用放大器21的另一端子相連接。PWM比較器觀是具有如下功能的差動放大器對輸入到一個(gè)端子的電壓V3與輸入到另一端子的PWM基準(zhǔn)電壓V4進(jìn)行比較并放大，將比較得到的電壓偏差輸出到輸出級電路 34。在此，電壓V3是通過如上所述那樣將反饋輸入到誤差放大器M的另一端子的電壓V2 與輸入到誤差放大器M的一個(gè)端子的第一基準(zhǔn)電壓V1之間的誤差作為電流而輸出并利用該電流對相位補(bǔ)償用電容器26進(jìn)行充電，由此生成的電壓。PWM基準(zhǔn)電壓電路30是具有輸出PWM基準(zhǔn)電壓V4W功能的基準(zhǔn)電壓源。作為PWM 基準(zhǔn)電壓電路30，能夠使用生成預(yù)先設(shè)定的頻率的鋸齒狀波形的信號并進(jìn)行輸出的振蕩波形生成電路。此外，作為PWM基準(zhǔn)電壓電路30，還可以使用生成預(yù)先設(shè)定的頻率的三角波形的信號并進(jìn)行輸出的振蕩波形生成電路。輸出級電路34是以低阻抗輸出PWM比較器觀的輸出信號的緩沖電路。電感器36具有將作為開關(guān)調(diào)節(jié)器部12的輸出信號的脈沖信號變換為電磁能的功能。具體地說，在脈沖信號導(dǎo)通時(shí)，儲存該能量，在脈沖信號關(guān)斷時(shí)，經(jīng)由總輸出端子18放出所儲存的該能量。作為電感器36，能夠使用適當(dāng)?shù)木€圈。電容器38是平滑化電容器，設(shè)置在總輸出端子18與接地電位之間，抑制總輸出端子18的輸出電壓V6的變動。增益調(diào)整電路25是將從第一基準(zhǔn)電壓電路20輸入到一個(gè)端子的電壓V1與輸入到另一端子的反饋電壓V2之間的偏差放大并作為電流偏差進(jìn)行輸出的電路。并且，為了調(diào)整誤差放大器M的輸出中的高頻區(qū)域的增益，增益調(diào)整電路25與誤差放大器M并聯(lián)配置。 增益調(diào)整電路25構(gòu)成為包括增益調(diào)整用放大器21、高通濾波器(HPF) 22以及V/I變換電路 23。增益調(diào)整用放大器21是運(yùn)算放大器，將從第一基準(zhǔn)電壓電路20輸入到一個(gè)端子的電壓V1與輸入到另一端子的反饋電壓V2之間的偏差放大，作為電壓偏差進(jìn)行輸出。增益調(diào)整用放大器21構(gòu)成為使用與誤差放大器M相比在高頻區(qū)域具有高增益特性的運(yùn)算放大器。高通濾波器(HPF)22是如下的濾波電路將增益調(diào)整用放大器21的輸出中的低頻區(qū)域截止而僅使高頻區(qū)域通過并提供給V/I變換電路23。V/I變換電路23是將高通濾波器(HPF) 22的輸出電壓變換為電流的電壓電流變換電路。v/ 變換電路23的輸出端子與誤差放大器M的輸出端子相連接，用于將V/I變換電路23的輸出電流與誤差放大器M的輸出相加。使用圖1至圖3說明上述結(jié)構(gòu)的電源電路10的作用。在電源電路10中，向誤差放大器M的一個(gè)端子和與誤差放大器M并聯(lián)連接的增益調(diào)整電路25中的增益調(diào)整用放大器21的一個(gè)端子輸入來自第一基準(zhǔn)電壓電路20的電壓義。并且，向誤差放大器M的另一端子和增益調(diào)整用放大器21的另一端子輸入來自反饋電壓生成電路的反饋電壓V2。在此，通過充分確保增益余裕和相位余裕的誤差放大器M，將從第一基準(zhǔn)電壓電路20輸入到一個(gè)端子的電壓V1與輸入到另一端子的反饋電壓V2之間的偏差放大，作為電流偏差進(jìn)行輸出。另一方面，在與誤差放大器M并聯(lián)設(shè)置的增益調(diào)整用電路25中，通過與誤差放大器M相比在高頻區(qū)域具有高增益特性的增益調(diào)整用放大器21，將電壓V1與反饋電壓V2之間的偏差放大，作為電壓偏差進(jìn)行輸出。然后，由增益調(diào)整用放大器21輸出的電壓，通過高通濾波器(HPF) 22來僅使高頻區(qū)域通過，并提供給V/I變換電路23。然后，V/I變換電路 23將高通濾波器(HPF) 22的輸出電壓變換為電流進(jìn)行輸出。在此，V/I變換電路23的輸出端子與誤差放大器M的輸出端子相連接，因此誤差放大器M的輸出電流與V/I變換電路 23的輸出電流相加，利用該電流對相位補(bǔ)償用電容器沈進(jìn)行充電，得到的電壓V3被提供給 PWM比較器28。如上所述，由于誤差放大器M充分確保增益余裕和相位余裕，因此只要是僅使用誤差放大器M的電源電路，就存在高頻區(qū)域的增益比較低的情況，但是根據(jù)電源電路10， 與誤差放大器M分開地并聯(lián)設(shè)置有在高頻區(qū)域具有高增益特性的增益調(diào)整電路25。由此， 能夠通過在高頻區(qū)域具有高增益特性的增益調(diào)整電路25來補(bǔ)充誤差放大器M的高頻區(qū)域的低增益特性。圖2是表示對電源電路10與以往電路(從電源電路10中刪除增益調(diào)整電路25 后的電路)的從V2至V3的增益特性以及相位特性進(jìn)行比較得到的模擬結(jié)果的圖。如圖2 所示，在低頻區(qū)域(IKHz IOKHz)，電源電路10和以往電路的增益特性以及相位特性都沒有差別，與此相對，在高頻區(qū)域(IOOKHz IMz)，電源電路10與以往電路相比，增益特性和相位特性都具有較高的特性。在此，在電源電路10的增益調(diào)整電路25中，通過高通濾波器 (HPF) 22將增益調(diào)整用放大器21的低頻成分截止而僅使高頻成分通過。然后，高通濾波器 (HPF) 22的輸出經(jīng)由V/I變換電路23并與誤差放大器M的輸出電流相加，因此能夠不影響低頻區(qū)域的增益特性和相位特性，從而能夠改善高頻區(qū)域的增益特性和相位特性。圖3(a)是表示用于確認(rèn)電源電路10的瞬態(tài)響應(yīng)特性的模擬結(jié)果的圖。圖3 (b) 是表示用于確認(rèn)與電源電路10的瞬態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行比較的以往電路(從電源電路10中刪除增益調(diào)整電路25后的電路)的瞬態(tài)響應(yīng)特性的模擬結(jié)果的圖。在各圖中，實(shí)線表示輸出電壓，虛線表示負(fù)載電流。在此，當(dāng)對電源電路10與以往電路的瞬態(tài)響應(yīng)特進(jìn)行比較性時(shí)， 如圖3(a)、圖3(b)所示，電壓下降時(shí)產(chǎn)生明顯的差異，形成Vdropl <Vdrop2的關(guān)系。也就是說，電源電路10具有增益調(diào)整電路25，由此電源電路10與以往電路相比大幅地改善了瞬態(tài)響應(yīng)特性。
權(quán)利要求
1.一種電源電路，其特征在于，具備第一誤差放大器，其對預(yù)先決定的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓生成電路的輸出電壓進(jìn)行比較，對比較得到的誤差進(jìn)行放大并輸入到反饋電壓生成電路；以及增益調(diào)整通路，其與第一誤差放大器并聯(lián)地設(shè)置，用于調(diào)整第一誤差放大器的輸出中的高頻區(qū)域的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于， 上述增益調(diào)整通路具有第二誤差放大器，其對預(yù)先決定的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓生成電路的輸出電壓進(jìn)行比較，對比較得到的誤差進(jìn)行放大；以及高通濾波電路，其使第二誤差放大器的輸出中的高頻區(qū)域的成分通過并將其與第一誤差放大器的輸出相加，其中，上述第二誤差放大器比上述第一誤差放大器在高頻區(qū)域的增益大。
3.一種電子設(shè)備，其特征在于，具備權(quán)利要求1或2所述的電源電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電源電路以及電子設(shè)備，特別是即使在高頻區(qū)域也具有高增益特性的電源電路以及具備該電源電路的電子設(shè)備。電源電路(10)具備第一誤差放大器，其對預(yù)先決定的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓生成電路的輸出電壓進(jìn)行比較，對比較得到的誤差進(jìn)行放大并輸入到反饋電壓生成電路；以及增益調(diào)整通路，其與第一誤差放大器并聯(lián)地設(shè)置，用于調(diào)整第一誤差放大器的輸出的高頻區(qū)域的增益。
文檔編號G05F1/56GK102169356SQ20111003019
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者山本竜司 申請人:三洋半導(dǎo)體株式會社, 三洋電機(jī)株式會社