專利名稱：升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斬波方式的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器。
技術(shù)背景首先說明現(xiàn)有的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器。圖2是示出現(xiàn)有的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的框圖。在該升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器中，通過緩沖器181進(jìn)行控制的晶體管Qll 截止，通過緩沖器182進(jìn)行控制的晶體管Q12導(dǎo)通，來自輸入電源35的 電流流經(jīng)線圈L10和晶體管Q12而接地。此時(shí)，能量蓄積在線圈L10上。 之后，晶體管Q12截止，而后晶體管Q11導(dǎo)通，蓄積在線圈L10上的能 量經(jīng)由晶體管Qll蓄積到與輸出端子連接的電容器C10中。輸出端子的 輸出電壓VOUT經(jīng)由電阻(未圖示)傳遞到控制電路18，根據(jù)該電壓， 控制電路18控制晶體管Qll和晶體管Q12，使得輸出電壓VOUT為高 于輸入電源35的輸入電壓VDD的恒定電壓(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。緩沖器181將在輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT之間浮動(dòng)的電壓 輸出到晶體管Qll，緩沖器182將在輸入電壓VDD和接地電壓之間浮動(dòng) 的電壓輸出到晶體管Q12。并且，晶體管Qll的背柵電壓為輸出電壓VOUT。專利文獻(xiàn)l:日本特開2005 — 160198號(hào)公報(bào)但是，在現(xiàn)有的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器中，若在升壓動(dòng)作停止時(shí)施加輸 入電壓VDD，則由于線圈LlO和背柵電壓不穩(wěn)定的晶體管Qll的寄生雙 極晶體管，有可能導(dǎo)致將基于輸入電壓VDD的輸出電壓VOUT輸出。并且，在升壓動(dòng)作停止時(shí)沒有將輸出電壓VOUT輸出的情況下，不 再向緩沖器181供電，因此，晶體管Q11有可能導(dǎo)通。這樣一來，在施 加輸入電壓VDD時(shí)，由于線圈LlO和晶體管Qll，有可能導(dǎo)致將基于輸入電壓VDD的輸出電壓VOUT輸出。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是鑒于上述課題而完成的，本發(fā)明提供一種在升壓動(dòng)作停 止時(shí)可靠地不將輸出電壓輸出的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器，該升壓型 開關(guān)調(diào)節(jié)器是斬波方式的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器包括第一晶體管，其設(shè)置于一端連接在輸入端子上的線圈的另一端和輸出端子之間，從所述輸出端子將輸出電壓輸出；第二晶體 管，其設(shè)置于所述線圈的另一端和接地之間；分壓電路，其設(shè)置于所述 輸出端子和所述接地之間；第一緩沖器，其根據(jù)來自所述分壓電路的輸 出電壓驅(qū)動(dòng)所述第一晶體管，使得所述輸出端子的輸出電壓為恒定的電 壓；第二緩沖器，其根據(jù)來自所述分壓電路的輸出電壓驅(qū)動(dòng)所述第二晶 體管，使得所述輸出端子的輸出電壓為恒定的電壓；比較電路，其比較 所述輸入端子的輸入電壓和所述輸出端子的輸出電壓；第一開關(guān)，其根 據(jù)所述比較電路的比較結(jié)果，將所述輸入端子的輸入電壓和所述輸出端 子的輸出電壓中的較高一方的電壓作為電源電壓提供給所述第一緩沖 器；第二開關(guān)，其根據(jù)所述比較電路的比較結(jié)果，將所述較高一方的電 壓作為電源電壓提供給所述第二緩沖器；以及第三開關(guān)，其將所述第一 晶體管的背柵連接到所述線圈的另一端或所述輸出端子上。在本發(fā)明中，在向晶體管的柵極施加高信號(hào)而使該晶體管截止的情 況下，將輸入電壓和輸出電壓中的較高一方的電壓作為電源電壓提供給 第一緩沖器和第二緩沖器，通過這些緩沖器向晶體管的柵極施加較高一 方的電壓，所以晶體管能夠可靠地截止。因此，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn) 行的升壓動(dòng)作停止時(shí)，用于將輸出電壓輸出的晶體管能夠可靠地截止， 所以升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器可靠地不將輸出電壓輸出。


圖1是示出升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的框圖。圖2是示出現(xiàn)有的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的框圖。 符號(hào)說明1、 2、 3開關(guān)；4比較電路；17控制電路；25輸入電源；171緩沖器；171A輸入端子；172緩沖器；172A輸入端子；Ql、 Q2晶體管； L線圈；C輸出電容；VDD輸入電壓；VOUT輸出電壓；Rl 、 R2電阻。
具體實(shí)施方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。 首先，說明斬波方式的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)。圖1是示出升壓 型開關(guān)調(diào)節(jié)器的框圖。升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入端子被施加輸入電壓VDD，從輸出端子將 輸出電壓VOUT輸出。該升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入端子上連接有輸入電源25，輸出端子上 連接有輸出電容C。并且，升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸入端子和輸出端子之 間設(shè)置有線圈L。升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器具有電阻Rl 、電阻R2、PMOS的晶體管Ql 、NMOS 的晶體管Q2、開關(guān)l、開關(guān)2、開關(guān)3、比較電路4以及控制電路17。 控制電路17具備緩沖器171、緩沖器172以及緩沖器控制電路(未圖示)， 該緩沖器171具有輸入端子171A，該緩沖器172具有輸入端子172A。接著，說明升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作。通過緩沖器171進(jìn)行控制的晶體管Ql截止，通過緩沖器172進(jìn)行控 制的晶體管Q2導(dǎo)通，來自輸入電源25的電流流經(jīng)線圈L和晶體管Q2 而接地。此時(shí)，能量蓄積在線圈L上。之后，晶體管Q2截止，而后晶體 管Ql導(dǎo)通，蓄積在線圈L上的能量經(jīng)由晶體管Ql蓄積到與輸出端子連 接的電容器C中。輸出端子的輸出電壓VOUT經(jīng)由電阻Rl和電阻R2(分 壓電路)傳遞到控制電路17，根據(jù)來自該分壓電路的輸出電壓，控制電 路17驅(qū)動(dòng)晶體管Ql和晶體管Q2，使得輸出電壓VOUT為高于輸入電 源25的輸入電壓VDD的恒定電壓。開關(guān)1、開關(guān)2以及比較電路4被提供輸入電壓VDD和輸出電壓 VOUT這兩者。比較電路4比較輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT，從輸 入電壓VDD和輸出電壓VOUT中檢測(cè)出較高一方的電壓，對(duì)開關(guān)1和 開關(guān)2指定該較高一方的電壓。開關(guān)1和開關(guān)2將該較高一方的電壓作 為電源電壓分別提供給緩沖器171和緩沖器172。通過該較高一方的電壓 分別驅(qū)動(dòng)緩沖器171和緩沖器172。 g卩，當(dāng)輸入電壓VDD〉輸出電壓 VOUT時(shí)，緩沖器171或緩沖器172的電源電壓是因開關(guān)1或開關(guān)2的 接通電阻而引起電壓下降后的輸入電壓VDD;當(dāng)輸入電壓VDD〈f俞出電 壓VOUT時(shí)，緩沖器171和緩沖器172的電源電壓是因開關(guān)1或開關(guān)2 的接通電阻而引起電壓下降后的輸出電壓VOUT。此時(shí)，若緩沖器171 的輸入端子171A的電壓變高或變低，則緩沖器171的輸出電壓(晶體管 Ql的柵極電壓)變高或變低。并且，若緩沖器172的輸入端子172A的 電壓變高或變低，則緩沖器172的輸出電壓(晶體管Q2的柵極電壓)變 高或變低。緩沖器控制電路對(duì)控制電路17內(nèi)部的輸出級(jí)的緩沖器171和緩沖器 172進(jìn)行控制，緩沖器171和緩沖器172分別驅(qū)動(dòng)晶體管Ql和晶體管 Q2。晶體管Q1和晶體管Q2交替導(dǎo)通，晶體管Q1根據(jù)晶體管Q1和晶 體管Q2的導(dǎo)通截止的定時(shí)以及輸入電壓VDD，從輸出端子輸出直流的 輸出電壓VOUT。該輸出電壓VOUT由于已被升壓，所以其電壓值高于 輸入電壓VDD。接著，說明開關(guān)3的動(dòng)作。在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓動(dòng)作停止時(shí)，開關(guān)3將晶體管Ql 的背柵連接到輸入端子側(cè)的線圈L上。緩沖器171將高信號(hào)輸出到晶體 管Ql，晶體管Ql截止，緩沖器172將低信號(hào)輸出到晶體管Q2，晶體管 Q2截止，輸出電壓VOUT不被輸出。此時(shí)，比較電路4比較輸入電壓 VDD和輸出電壓VOUT，檢測(cè)出較高一方的電壓即輸入電壓VDD，對(duì)開 關(guān)1和開關(guān)2指定輸入電壓VDD。開關(guān)1和開關(guān)2將輸入電壓VDD分 別提供給緩沖器171和緩沖器172。通過該較高一方的電壓即輸入電壓 VDD，分別驅(qū)動(dòng)緩沖器171和緩沖器172。因此，來自緩沖器171的高信號(hào)成為較高一方的電壓即輸入電壓VDD，來自緩沖器172的低信號(hào)成 為接地電壓。這樣一來，在對(duì)PMOS的晶體管Ql的柵極施加高信號(hào)而使晶體管 Ql截止的情況下，將輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT中的較高一方的 電壓作為電源電壓提供給緩沖器171，通過該緩沖器171對(duì)晶體管Ql的 柵極施加較高一方的電壓，因此，晶體管Ql能夠可靠地截止，晶體管 Ql和晶體管Q2不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。因此，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓 動(dòng)作停止時(shí)，用于將輸出電壓VOUT輸出的晶體管Ql能夠可靠地截止， 因此，升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器可靠地不將輸出電壓VOUT輸出。并且，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓動(dòng)作停止時(shí)，通過開關(guān)3向 晶體管Ql的背柵施加基于輸入電壓VDD的電壓，所以晶體管Ql產(chǎn)生 的寄生雙極晶體管不會(huì)導(dǎo)通。而且，設(shè)置有開關(guān)1和開關(guān)2，這些開關(guān)1和開關(guān)2上分別連接有 緩沖器171和緩沖器172，所以緩沖器171或緩沖器172的電源電壓為因 開關(guān)1或開關(guān)2的接通電阻而引起電壓下降后的輸入電壓VDD和輸出電 壓VOUT中的較高一方的電壓。因此，緩沖器171的電源電壓與開關(guān)2 的接通電阻無關(guān)，僅取決于開關(guān)1的接通電阻，緩沖器172的電源電壓 與開關(guān)1的接通電阻無關(guān)，僅取決于開關(guān)2的接通電阻。因此，例如緩 沖器172進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，向開關(guān)2流入較大的電流，在開關(guān)2的接通電阻上 產(chǎn)生的電壓增高，但即使是這樣，由于緩沖器171的電源電壓與在開關(guān)2 的接通電阻上產(chǎn)生的電壓無關(guān)，因此，緩沖器171的電源電壓不變動(dòng)， 緩沖器171不會(huì)進(jìn)行錯(cuò)誤動(dòng)作。在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓動(dòng)作時(shí)，開關(guān)3將晶體管Q1的背柵 連接到輸出端子上。在緩沖器171將高信號(hào)輸出到晶體管Ql而使晶體管 Ql截止的情況下，緩沖器172也將高信號(hào)輸出到晶體管Q2而使晶體管 Q2導(dǎo)通；在緩沖器171將低信號(hào)輸出到晶體管Ql而使晶體管Ql導(dǎo)通 的情況下，緩沖器172也將低信號(hào)輸出到晶體管Q2而使晶體管Q2截止; 晶體管Q1和晶體管Q2交替導(dǎo)通，將輸出電壓VOUT輸出。此時(shí)，比較 電路4比較輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT，檢測(cè)出較高一方的電壓即輸出電壓VOUT，對(duì)開關(guān)1和開關(guān)2指定輸出電壓VOUT。開關(guān)1和開 關(guān)2將輸出電壓VOUT分別提供給緩沖器171和緩沖器172。通過該較 高一方的電壓即輸出電壓VOUT，分別驅(qū)動(dòng)緩沖器171和緩沖器172。因 此，來自緩沖器171或緩沖器172的高信號(hào)成為較高一方的電壓即輸出 電壓VOUT，來自緩沖器171或緩沖器172的低信號(hào)成為接地電壓。這樣一來，在對(duì)PMOS的晶體管Ql以及NMOS的晶體管Q2的柵 極施加高信號(hào)而使晶體管Q1截止、晶體管Q2導(dǎo)通的情況下，向晶體管 Ql和晶體管Q2的柵極施加輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT中的較高 一方的電壓，所以晶體管Q1和晶體管Q2能夠可靠地導(dǎo)通截止，晶體管 Ql和晶體管Q2不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。因此，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓 動(dòng)作時(shí)，晶體管Q1和晶體管Q2正常地交替導(dǎo)通，升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器能 夠正常地進(jìn)行升壓動(dòng)作。并且，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓動(dòng)作時(shí)，向晶體管Q2的柵極 施加輸入電壓VDD和輸出電壓VOUT中的較高一方的電壓，所以晶體 管Q2的導(dǎo)通電阻較小。因此，在輸入端子、線圈L、晶體管Q2以及接 地的路徑中，線圈L的電力轉(zhuǎn)換效率增高。另夕卜，緩沖器171和緩沖器172可以不是緩沖器而是反相器。此時(shí)， 控制緩沖器171和緩沖器172的控制電路被電路設(shè)計(jì)成控制反相器而不 是控制緩沖器。
權(quán)利要求
1.一種升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器，該升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器是斬波方式的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器包括第一晶體管，其設(shè)置于一端連接在輸入端子上的線圈的另一端和輸出端子之間，從所述輸出端子將輸出電壓輸出；第二晶體管，其設(shè)置于所述線圈的另一端和接地之間；分壓電路，其設(shè)置于所述輸出端子和所述接地之間；第一緩沖器，其根據(jù)來自所述分壓電路的輸出電壓驅(qū)動(dòng)所述第一晶體管，使得所述輸出端子的輸出電壓為恒定的電壓；第二緩沖器，其根據(jù)來自所述分壓電路的輸出電壓驅(qū)動(dòng)所述第二晶體管，使得所述輸出端子的輸出電壓為恒定的電壓；比較電路，其比較所述輸入端子的輸入電壓和所述輸出端子的輸出電壓；第一開關(guān)，其根據(jù)所述比較電路的比較結(jié)果，將所述輸入端子的輸入電壓和所述輸出端子的輸出電壓中的較高一方的電壓作為電源電壓提供給所述第一緩沖器；第二開關(guān)，其根據(jù)所述比較電路的比較結(jié)果，將所述較高一方的電壓作為電源電壓提供給所述第二緩沖器；以及第三開關(guān)，其將所述第一晶體管的背柵連接到所述線圈的另一端或所述輸出端子上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器，在升壓動(dòng)作停止時(shí)，該升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器能夠可靠地不將輸出電壓輸出。在向PMOS的晶體管(Q1)的柵極施加高信號(hào)而使晶體管(Q1)截止的情況下，將輸入電壓(VDD)和輸出電壓(VOUT)中的較高一方的電壓作為電源電壓提供給緩沖器(171)，通過該緩沖器(171)向晶體管(Q1)的柵極施加較高一方的電壓，所以晶體管(Q1)能夠可靠地截止。因此，在升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器進(jìn)行的升壓動(dòng)作停止時(shí)，用于將輸出電壓(VOUT)輸出的晶體管(Q1)能夠可靠地截止，并且，通過開關(guān)(3)向晶體管(Q1)的背柵施加基于輸入電壓(VDD)的電壓，所以晶體管(Q1)引起的寄生雙極晶體管不會(huì)導(dǎo)通。
文檔編號(hào)H02M3/156GK101242142SQ20081000868
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者中谷武史 申請(qǐng)人:精工電子有限公司