專利名稱：升壓型開關(guān)電源裝置以及安裝有該電源裝置的電子設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及對輸入電壓進行升壓而生成輸出電壓的同步整流方式的 升壓型開關(guān)電源裝置(斬波型電源裝置)以及安裝有該開關(guān)電源裝置的電 子設備。
背景技術(shù)：
在作為與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)即特開2006—304500號公報(以下 稱作專利文獻l)中由本申請的申請人公開了升壓型開關(guān)電源裝置，其特 征在于，如圖4所示，該升壓型開關(guān)電源裝置具有經(jīng)由外帶的電感器 Lex來施加輸入電壓Vin的輸入端子Ta;引出對負載的輸出電壓Vout的 輸出端子Tb;在輸入端子Ta和規(guī)定的基準電壓端之間連接的輸出晶體管 Nl;在輸入端子Ta和輸出端子Tb之間連接的第IP溝道場效應晶體管PI; 在輸出端子Tb和第IP溝道場效應晶體管PI的背柵極之間連接的第2P 溝道場效應晶體管P2;進行輸出晶體管N1以及第1、第2P溝道場效應晶 體管P1、 P2的開關(guān)控制的開關(guān)控制部CTRL，開關(guān)控制部CTRL在對輸 入電壓Vin進行升壓而得到輸出電壓Vout時，在使第2P溝道場效應晶體 管P2為始終接通狀態(tài)的基礎上，對輸出晶體管N1和第IP溝道場效應晶 體管PI互補地進行開關(guān)控制，另一方面在停止裝置的驅(qū)動時，按照輸出 晶體管N1以及第l、第2P溝道型場效應晶體管P1、 P2都處于斷開狀態(tài) 的方式進行控制。如專利文獻1詳細地敘述，如果為上述現(xiàn)有的升壓型開關(guān)電源裝置， 則在裝置的驅(qū)動停止時，可通過晶體管P2切斷經(jīng)由附隨于晶體管P1的體 二極管BD1的電流路徑。即，為了提高晶體管P1的開關(guān)特性，在單純地連接晶體管P1的背柵 極和源極的結(jié)構(gòu)中，即使開關(guān)電源裝置處于驅(qū)動停止中，也存在經(jīng)由體二極管BD1而從電感Lex到負載的電流路徑，在該電流路徑上配設有晶體 管P2，并且在開關(guān)電源裝置的驅(qū)動停止時，晶體管P1、 P2都處于斷開狀 態(tài)，通過上述結(jié)構(gòu)切斷上述電流路徑可防止從電感Lex到負載的漏電流。 因此，如果為上述現(xiàn)有的升壓型開關(guān)電源裝置，則按照狀況能夠適當?shù)厍?斷從輸入電壓Vin的施加端向負載的電流路徑。然而，近年來對升壓型開關(guān)電源裝置要求更高效、更高輸出電壓。因 此，需要提高設置在從電感器Lex到負載的電流路徑上的晶體管Pl、 P2 的電流能力，但如果單純地增大晶體管P1、 P2的大小，則如圖5所示， 恐怕在裝置起動時線圈電流Icoil急劇地增大，存在輸出電壓Vout的上升 動作變得不穩(wěn)定。另外，在圖5中，從紙面上端側(cè)依次分別描繪斷電(Poweroff)信號 Soff、柵極信號Sx、柵極信號Sz、開關(guān)電壓Vsw以及輸出電壓Vout的各 電壓波形以及線圈電流Icoil的電流波形。如圖5所示，作為在裝置的起動時(斷電信號Soff的低電平轉(zhuǎn)移之后) 線圈電流Icoil增大的主要原因之一，可舉出存在經(jīng)由晶體管P1、 P2流動 的漏電流。在晶體管P1的斷開期間(柵極信號Sy的高電平期間)中，為了使晶 體管Pl可靠地處于斷開狀態(tài)，需要施加比輸入電壓Vin高的電壓電平的 柵極信號Sy，但柵極信號Sy根據(jù)輸出電壓Vout生成，因此在輸出電壓 Vout到達輸入電壓Vin之前，即使晶體管P1應處于斷開狀態(tài)的期間，也 不能使晶體管P1完全處于斷開狀態(tài)，漏電流介由晶體管P1流到輸出端子 Tb側(cè)，線圈電流Icoil增大。另一方面，在晶體管P1的接通期間(柵極信 號Sy的低電平期間)中，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之前，由于 電流經(jīng)由晶體管Pl流到輸出端子Tb側(cè)，因此線圈電流Icoil增大。此外，連接在晶體管P1的背柵極和源極之間的晶體管P2，從裝置起 動之后始終處于接通狀態(tài)，因此在輸出電壓Vout到達輸入電壓Vin之前， 漏電流經(jīng)由體二極管BD1和晶體管P2繼續(xù)流到輸出端子Tb側(cè)，線圈電 流Icoil增大。尤其，在晶體管N1的接通期間，除了經(jīng)由上述晶體管P1、 P2的無意 圖的漏電流之外，還流過經(jīng)由晶體管N1的電流，因此線圈電流Icoil增大到峰值狀，輸出電壓Vout的上升動作變得不穩(wěn)定。另外，在現(xiàn)有的升壓型開關(guān)電源裝置中，也存在具有過電流保護功能 的機種，但上述過電流保護功能始終以流過晶體管N1的電流為監(jiān)視對象， 因此只要該電流處于正常范圍內(nèi)，即使晶體管P1、 P2中流過多大的突入 電流，也不能抑制上述突入電流，不能防止上述線圈電流Icoil的增大。此外，如圖5所示，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin，輸出電壓 Vout的升壓動作開始時，線圈電流Icoil過度地增大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種抑制在裝置的 起動時所產(chǎn)生的線圈電流的增大，能夠穩(wěn)定地提高輸出電壓地升壓型開關(guān) 電源裝置以及具備該電源裝置的電子設備。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明相關(guān)的同步整流方式的升壓型開關(guān)電源裝 置具有下述結(jié)構(gòu)，即在同步整流晶體管的背柵極和源極之間，將在裝置起 動時處于接通狀態(tài)的第1開關(guān)和在上述輸出電壓達到上述輸入電壓時處于 接通狀態(tài)的第2開關(guān)并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。根據(jù)以下參照附圖對優(yōu)選實施方式的詳細描述，本發(fā)明的其他的特 征、要素、步驟、優(yōu)點和特性能夠進一步被明確。


圖1為表示本發(fā)明相關(guān)的攜帶電話終端的一實施方式的框圖。 圖2為表示DC/DC轉(zhuǎn)換器20的一構(gòu)成例的電路圖。 圖3為用于說明起動時的線圈電流的抑制動作的圖。 圖4為表示開關(guān)電源裝置的一現(xiàn)有例的電路圖。 圖5為用于說明起動時的線圈電流的增大的圖。
具體實施方式
以下，以將本發(fā)明適用于DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況為例進行說明，該 DC/DC轉(zhuǎn)換器被搭載在攜帶電話終端，變換電池的輸出電壓后生成終端各 部(例如TFT[ThinFilmTransisitor]液晶面板)的驅(qū)動電壓。圖1為表示本發(fā)明相關(guān)的攜帶電話終端的一實施方式的模式圖(尤其對TFT液晶面板的電源系統(tǒng)部分)。如圖所示，本實施方式的攜帶電話終 端具有作為裝置電源的電池10、作為電池10的輸出變換單元的DC/DC轉(zhuǎn) 換器20和作為攜帶電話終端的顯示單元的TFT液晶面板30。另外，雖然 本圖沒有明示，但本實施方式的攜帶電話終端除了上述構(gòu)成要素外，作為 實現(xiàn)其本質(zhì)功能(通信功能等)的單元當然有收發(fā)電路部、揚聲器部、麥 克風部、操作部、存儲器部等。DC/DC轉(zhuǎn)換器20，由電池lO施加的輸入電壓Vin生成固定的輸出電 壓Vout，將該輸出電壓Vout供給到TFT液晶面板30。圖2為表示DC/DC轉(zhuǎn)換器20的一構(gòu)成例的電路圖(一部分包括模塊)。 如本圖所示，本實施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器20為除了開關(guān)電源IC21以外， 還具有外帶的電感Lex、平滑電容器Cex以及電阻Rex所構(gòu)成的升壓型開關(guān)調(diào)節(jié)器(斬波型調(diào)節(jié)器)。開關(guān)電源IC21，除了脈沖生成部211、電平移位部212、輸入輸出比 較部213以及過電流保護部214的電路模塊之外，還將N溝道型場效應晶 體管N1 N4、 P溝道型場效應晶體管P1、 P2a、 P2b、 P3、 P4、 P5、 P6、 P7、電阻Rl、 R2、逆變器INV1、 INY2、 INV3和邏輯或運算器0R1集 成化而構(gòu)成。此外，開關(guān)電源IC21作為與IC外部的電連接單元，具有外部端子 Tl、 T2、 T3、 T4、 T5而構(gòu)成。另外，在開關(guān)電源IC21中，除了上述電路要素以外，適當組入其他 的保護電路模塊(低輸入誤動作防止電路或溫度保護電路等)也可。在開關(guān)電源IC21的外部，外部端子T1 (電源端子)與由電池10施 加的輸入電壓Vin的施加端連接，另一方面與電感Lex的一端也連接。外 部端子T2 (輸入端子)與電感Lex的另一端連接。外部端子T3 (輸出端 子)經(jīng)由平滑電容器Cex而接地，另一方面與作為負載的TFT液晶面板 30的發(fā)光二極管列LED的陽極連接。外部端子T4 (輸出反饋端子)經(jīng)由 電阻Rex接地，另一方面也與發(fā)光二極管列LED的陰極連接。外部端子 T5 (關(guān)斷端子)與用于控制裝置的起動/停止的斷電信號Soff的施加端連 接。另一方面，在開關(guān)電源IC21的內(nèi)部，晶體管N1的漏極與外部端子 T2連接。晶體管Ni的源極經(jīng)由電阻R1與接地端連接 晶體管N的柵 極經(jīng)由逆變器INV1、 INV2與脈沖信號Sp的施加端(脈沖生成部211的 輸出端)連接。另外，晶體管N1具有數(shù)百[mQ](例如0.3[Q])的接通電 阻。晶體管P1的漏極與外部端子T2連接。晶體管P1的源極與外部端子 T3連接。晶體管P1的柵極經(jīng)由電平移位部212 (圖中由虛線所包圍的電 路部分)與邏輯或運算器0R1的輸出端連接。另外，晶體管P1具有數(shù)[Q] (例如4[Q])的接通電阻。另外，在晶體管P1的漏極和背柵極之間，以 陽極與漏極連接，陰極與背柵極連接的形式，附帶有體二極管BD1。晶體管P2a、 P2b的漏極都與外部端子T3連接。晶體管P2a、 P2b的 源極都與晶體管Pl的背柵極連接。晶體管P2a的柵極與外部端子T5連接。 晶體管P2b的柵極與比較信號Sd的施加端(輸入輸出比較部213的輸出 端)連接。晶體管P2a、 P2b的背柵極分別與各自的源極連接。即本實施方式的開關(guān)電源IC21具有在晶體管Pl的背柵極和源極之 間，并聯(lián)連接晶體管P2a、 P2b而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。另外，晶體管P2a、 P2b分 別具有數(shù)十[Q](例如50[Q]和33[Q])的接通電阻。晶體管P3的漏極與晶體管Pl的柵極連接。晶體管P3的源極經(jīng)由電 阻R2與外部端子T1 (輸入電壓Vin的施加端)連接。晶體管P3的柵極 與外部端子T3連接。晶體管P3的背柵極與自身的源極連接。晶體管P4、 P5的源極都與外部端子T3連接。晶體管P4的漏極與晶 體管N2的漏極和晶體管P5的柵極連接。晶體管P5的漏極與晶體管N3 的漏極和晶體管P4的柵極連接。晶體管N2、 N3的源極都與接地端連接。晶體管P6的源極與外部端子T3連接。晶體管P6的漏極與晶體管P5 的源極連接。晶體管P6的柵極與外部端子T5連接。晶體管P6的背柵極 與自身的漏極連接。晶體管P7的漏極與晶體管N4的漏極和晶體管P1的 柵極連接。晶體管P7的柵極與晶體管N2的漏極連接。晶體管P7的背柵 極與自身的源極連接。晶體管N4的源極與接地端連接。邏輯或運算器ORl的一輸入端與脈沖信號Sp的施加端(脈沖生成部 211的輸出端)連接。邏輯或運算器0R1的其它輸入端與比較信號Sd的施加端(輸入輸出比較部213的輸出端)連接。邏輯或運算器ORl的輸 出端與晶體管N2的柵極和逆變器INV3的輸入端連接。逆變器INV3的輸 出端與晶體管N3、 N4的柵極連接。脈沖生成部211為，在對輸入電壓Vin進行升壓而得到輸出電壓Vout 時，生成用于對晶體管Nl、 Pl互補地(排他地)迸行接通/斷開控制的 脈沖信號Sp的單元。關(guān)于脈沖生成部2U的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由于適用公知的 現(xiàn)有技術(shù)就足夠了，因此省略其詳細的說明或附圖的描述，但也可為下述 結(jié)構(gòu)，即例如具有放大從電阻Rex的一端引出的輸出反饋電壓Vfb和規(guī) 定的目標設定電壓Vref之間的差值而生成誤差電壓信號Verr的誤差放大 器、生成規(guī)定的三角波電壓信號Vslope的振蕩器、以及對上述的誤差電壓 信號Verr和三角波電壓信號Vslope進行比較而生成PWM信號的PWM 比較器，基于上述的PWM信號進行脈沖信號Sp的占空比控制。由此， 通過基于輸出反饋電壓Vfb進行反饋控制，可將輸出電壓Vout并入其目 標設定值。另外，斷電信號Soff設為高電平，在指示裝置的驅(qū)動停止時， 脈沖信號Sp維持低電平。電平移位部212為采用輸出電壓Vout根據(jù)邏輯或運算器0R1的輸出 信號(脈沖信號Sp和比較信號Sd之間的邏輯或運算信號)生成晶體管 Pl的柵極信號Sb的單元。輸入輸出比較部213為生成與輸入電壓Vin和輸出電壓Vout之間的 高低對應的邏輯比較信號Sd的單元。另外，本實施方式的開關(guān)電源IC21 中，如果輸出電壓Vout比輸入電壓Vin低，則比較信號Sd為高電平(輸 入電壓Vin)，如果比輸入電壓Vin高，則為低電平(接地電壓GND)。 另外，斷電信號Soff為高電平，在指示裝置的驅(qū)動停止時，比較信號Sd 被維持為高電平。過電流保護部214為下述單元，即基于從電阻R1的一端引出的監(jiān)視 器電壓Vmon來監(jiān)視流到晶體管Nl的電流Il是否為過電流狀態(tài)(是否達 到規(guī)定的過電流檢測閾值Ilimit)，在檢測出電流Il的過電流狀態(tài)時，對 脈沖生成部211送出電流I1的抑制指示。另外，在本實施方式的開關(guān)電源 IC21中，過電流保護部214具備基于比較信號Sd對上述過電流檢測閾值 Ilimit進行可變控制的功能，關(guān)于該功能將在后面進行詳細說明。首先，對具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源IC21的基本動作(穩(wěn)定狀態(tài)時中的直流/直流變換動作)進行說明。晶體管Nl為按照柵極信號Sa控制接通/斷開的輸出晶體管，晶體管 Pl為按照柵極信號Sb進行接通/斷開控制的同步整流晶體管。開關(guān)電源IC21中，在對輸入電壓Vin進行升壓而生成期望的輸出電 壓Vout的穩(wěn)定狀態(tài)(圖3的時刻t2之后)下，晶體管P2a、 P2b始終處于 接通狀態(tài)，晶體管N1、 Pl互補地(排他地)被接通/斷開控制。另外，在本說明書中所采用的"互補地(排他地)"的表述，除了晶 體管N1、 Pl的接通/斷開完全相反的情況之外，從防止貫通電流的觀點來 看，還包括對晶體管NKP1的接通/斷開轉(zhuǎn)移時刻賦以規(guī)定的延遲的情況。在晶體管Nl處于接通狀態(tài)時，在電感Lex中，經(jīng)由晶體管Nl流過 朝向接地端的線圈電流Icoill，并蓄積其電能。另外，在晶體管N1的接通 期間中，電荷已經(jīng)蓄積到平滑電容器Cex時，作為負載的發(fā)光二極管列 LED中流過來自平滑電容器Cex的電流。此外，此時，作為同步整流元件 的晶體管P1，相對晶體管N1的接通狀態(tài)互補地(排他地)處于斷開狀態(tài)， 因此從平滑電容器Cex向晶體管N1不流入電流。另一方面，晶體管N1處于斷開狀態(tài)時，通過在電感Lex中產(chǎn)生的反 向電壓，放出晶體管中蓄積的電能。此時，晶體管P1相對晶體管N1的斷 幵狀態(tài)互補地(排他地)處于接通狀態(tài)，因此從外部端子T2經(jīng)由晶體管 Pl流出的線圈電流Icoil從外部端子T3流入作為負載的發(fā)光二極管列 LED，并且經(jīng)由平滑電容器Cex也流入接地端，變?yōu)閷υ撈交娙萜鰿ex 進行充電。通過反復進行上述動作，在晶體管N1、 Pl的連接節(jié)點中出現(xiàn) 的脈沖狀的開關(guān)電壓Vsw通過平滑電容器Cex被平滑化，向作為負載的 發(fā)光二極管列LED供給期望的輸出電壓Vout。由此，本實施方式的開關(guān)電源IC21作為通過晶體管N1、 Pl的幵關(guān)控制對輸入電壓Vin進行升壓而生成輸出電壓Vout的斬波型升壓電路的一構(gòu)成要素發(fā)揮功能。接下來，參照先前的圖2和圖3，對在具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源IC21起動時的線圈電流Icoil的抑制動作進行詳細的說明。圖3為用于說明起動時的線圈電流Icoil的抑制動作的圖。另外，圖3中，從紙面上端側(cè)依次分別描述斷電信號Soff、柵極信號Sa、柵極信號 Sb、柵極信號Sc、比較信號Sd、開關(guān)電壓Vsw以及輸出電壓Vout的各 電壓波形、線圈電流Icoil的電流波形、晶體管P2a、 P2b的各接通/斷開狀 態(tài)以及過電流檢測閾值Ilimit的設定值。此外，在圖3中，關(guān)于柵極信號 Sa以及線圈電流Icoil，用實線表示本發(fā)明的動作，用虛線表示現(xiàn)有的動作。斷電信號Soff處于高電平的期間(時刻tl以前)，晶體管N1的柵極 信號Sa (脈沖信號Sp)由脈沖生成部211被維持為低電平，因此晶體管 Nl被維持為斷開狀態(tài)。晶體管Pl的柵極信號Sb經(jīng)由晶體管P3和電阻 R2被上拉至輸入電壓Vin，因此晶體管P1也維持斷開狀態(tài)。作為晶體管 P2a的柵極信號Sc，被施加斷電信號Soff，因此晶體管P2a也維持在斷開 狀態(tài)。晶體管P2b的柵極信號Sd (比較信號Sd)由輸入輸出比較部213 維持在高電平，因此晶體管P2b也維持斷開狀態(tài)。由此，在斷電信號Soff 被設為高電平的期間，幵關(guān)電源IC21處于驅(qū)動停止狀態(tài)。另外，上述的晶體管P2a、 P2b設置為切斷經(jīng)由附帶于晶體管Pl的體 二極管BD1的電流路徑的單元。即為了提高晶體管P1的開關(guān)特性，雖然 在單純地連接晶體管P1的背柵極和源極的結(jié)構(gòu)中，在開關(guān)電源IC21的驅(qū) 動停止中，也存在經(jīng)由體二極管BD1從電感器LEX到發(fā)光二極管列LED 的電流路徑，但是在該電流路徑上配設有晶體管P2a、 P2b，并且在開關(guān)電 源IC21的驅(qū)動停止時，晶體管P1、 P2a、 P2b都處于斷開狀態(tài)，通過采用 這樣的結(jié)構(gòu)來切斷上述電流路徑可防止從電感器Lex到發(fā)光二極管列 LED的漏電流。在時刻tl，斷電信號Soff轉(zhuǎn)移到低電平時，開關(guān)電源IC21被起動， 脈沖生成部211中，為了進行晶體管N1、 Pl的開關(guān)控制，開始生成脈沖 信號Sp。在此，本實施方式的開關(guān)電源IC21具有下述結(jié)構(gòu)，即關(guān)于連接在晶 體管P1的背柵極和源極之間的晶體管P2a、 P2b，對于其中的晶體管P2a 進行與斷電信號Soff對應的接通/斷開控制，另一方面對于其中的晶體管 P2b進行與比較信號Sd對應的接通/斷開控制。在具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源IC21中，從開關(guān)電源IC21被起動到輸出 電壓Vout達到輸入電壓Vin的期間(時刻tl t2)，比較信號Sd維持高12電平，因此只晶體管P2a處于接通狀態(tài)，晶體管P2b維持斷開狀態(tài)。因此， 處于只選擇晶體管P2a的接通電阻作為在晶體管Pl的背柵極和源極之間 形成的電流路徑的接通電阻的狀態(tài)。另一方面，在時刻t2中，輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin時，比較 信號Sd轉(zhuǎn)移到低電平，因此晶體管P2b也處于接通狀態(tài)。因此，晶體管 Pl的背柵極和源極之間形成的電流路徑的接通電阻，處于降低到將晶體管 P2a、 P2b的接通電阻并聯(lián)地合成后的電阻值的狀態(tài)。例如，在將晶體管P2a、 P2b的接通電阻分別設計為50[Q]、 33[D]時， 在晶體管Pl的背柵極和源極之間形成的電流路徑的接通電阻在輸出電壓 Vout達到輸入電壓Vin之前為50[Q]，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin 之后為20[Q]。因此，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之前，通過增大在晶體管 Pl的背柵極和源極之間形成的電流路徑的接通電阻，抑制經(jīng)由該電流路徑 流過的漏電流，避免線圈電流Icoil的增大，另一方面，在輸出電壓Vout 達到輸入電壓Vin之后，即關(guān)于起動完成后，通過減小上述電流路徑的接通電阻，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高輸出電壓。另外，晶體管P1具有非常大的電流能力(晶體管P2a的5倍左右)。 因此，在優(yōu)先抑制線圈電流Icoil的增大并平滑地提高輸出電壓Vout的情 況下，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之前，優(yōu)選不使晶體管P1主動 地接通。因此，本實施方式的開關(guān)電源IC21的結(jié)構(gòu)為，具有進行脈沖信號Sp 和比較信號Sd的邏輯或運算，將該運算結(jié)果送出到電平移位部212的邏 輯或運輸器0R1 。在具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源IC21中，由于從開關(guān)電源IC21被起動到 輸出電壓Vout到達輸入電壓Vin的期間(時刻tl t2)，比較信號Sd維 持高電平，因此由脈沖生成部211生成的脈沖信號Sp處于被邏輯或運算 器0R1掩蔽(mask)的形式，晶體管Pl的柵極信號Sb不依賴于脈沖信 號Sp，始終維持高電平(在此輸出電壓V()ut)。即晶體管P1的接通期間 (低電平期間)處于被邏輯或運算器0R1掩蔽的形式。通過上述結(jié)構(gòu)，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之前，不使晶體管Pl主動地接通，抑制線圈電流Icoil的增大而能使輸出電壓Vout平滑 地提高。尤其，在輸出電壓Vout上升至輸入電壓Vin的附近時，由柵極 信號Sb足夠能使晶體管Pl斷開，因此成為由邏輯或運算器OR1執(zhí)行的 脈沖信號Sp的掩蔽控制大大有助于線圈電流Icoil的抑制的形式。此外，本實施方式的開關(guān)電源IC21中，過電流保護部214具有下述 結(jié)構(gòu)，即基于比較信號Sd，在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之前的期 間，將過電流檢測閾值Ilimit設定為比正常動作時低的電平(用于即便晶 體管N1中所流過的電流Il處于正常范圍時，也檢測出該電流意圖為過電 流狀態(tài)，并發(fā)動電流Il的抑制動作的電平)。通過設置成上述結(jié)構(gòu)，由于僅在輸出電壓Vout達到輸入電壓Vin之 前的期間，晶體管N1的接通期間(柵極信號Sa的高電平期間)，設定為 比由脈沖生成部211的軟起動功能(在裝置的起動時緩緩增大晶體管Nl 的接通占空比的功能)設定的接通期間更短，因此縮小流過晶體管N1的 電流Il，能夠抑制在晶體管N1的接通期間產(chǎn)生的線圈電流Icoil的峰值。另外，上述所說明的各結(jié)構(gòu)(晶體管P2a、 P2b所引起的接通電阻可 變控制、邏輯或運算器0R1所引起的脈沖信號Sp的掩蔽控制以及基于比 較信號Sd的過電流檢測閾值Ilimit的可變控制)分別獨立地實現(xiàn)線圈電流 Icoil的抑制效果，但為了抑制在裝置的起動時產(chǎn)生的突入電流，使輸出電 壓Voiit穩(wěn)定地提高，優(yōu)選組合并采用所有的結(jié)構(gòu)。此外，在上述實施方式中，以將本發(fā)明適用于搭載在移動電話終端并 作為電池10的輸出變換單元使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況為例進行了說 明，但本發(fā)明的適用對象也并不限于此，本發(fā)明可廣泛地適用于所有升壓 型開關(guān)電源裝置。此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)除了上述實施方式之外，只要在不脫離本發(fā)明主 旨的范圍內(nèi)可增加各種變更。另外，對本發(fā)明的效果進行敘述時，如果是本發(fā)明相關(guān)的升壓型開關(guān) 電源裝置，則抑制在裝置的起動時所產(chǎn)生的線圈電流的增大，可使輸出電 壓穩(wěn)定地增大，進而可提高搭載有該裝置的電子設備的可靠性。此外，在對本發(fā)明在工業(yè)上的可利用性進行敘述時，本發(fā)明在提高搭 載有升壓型開關(guān)電源裝置的電子機器的可靠性上是非常有用的技術(shù)，為適用于電池方式的電子設備(攜帶電話終端、筆記本電腦、PDA[Personal Digital/Data Assistant])、要求高可靠性的車載設備(汽車導航系統(tǒng)或汽車 音響系統(tǒng))等、搭載有開關(guān)電源裝置的所有電子設備的技術(shù)。以上雖然采用最佳實施方式對本發(fā)明進行了描述，但是很顯然本領域 技術(shù)人員在以上所述具體實施方式
以及詳細描述以外還可以有其它實施 方式，以及對本發(fā)明進行的諸多變更。在不脫離發(fā)明的主旨精神和范圍內(nèi)， 涵蓋本發(fā)明的所有變更的附加權(quán)利要求用來限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種升壓型開關(guān)電源裝置，為同步整流方式，將輸入電壓升壓而生成期望的輸出電壓，具有輸出晶體管；同步整流晶體管；第1開關(guān)，其在裝置被起動時成為接通狀態(tài)；和第2開關(guān)，其在上述輸出電壓達到上述輸入電壓時成為接通狀態(tài)，所述第1、第2開關(guān)被并聯(lián)連接在上述同步整流晶體管的背柵極與源極之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于， 上述輸出晶體管連接在一端被施加上述輸入電壓的電感器的另一端與基準電壓的施加端之間，上述同步整流晶體管連接在上述電感器的另一端與輸出電壓的引出 端之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于， 還具有輸入輸出比較部，其生成與上述輸入電壓和上述輸出電壓之間的高低程度相應的邏輯比較信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于，第1開關(guān)，是按照用于對裝置的起動/停止進行控制的斷電信號來進行 接通/斷開控制的第1晶體管，第2開關(guān)，是按照上述比較信號來進行接通/斷開控制的第2晶體管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于， 還具有-脈沖生成部，其生成用作上述輸出晶體管的柵極信號的脈沖信號；和 電平移位部，其采用上述輸出電壓，根據(jù)上述脈沖信號生成上述同步 整流晶體管的柵極信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于， 還具有邏輯或運算器，其進行上述脈沖信號與上述比較信號的邏輯或運算，將該運算結(jié)果向上述電平移位部送出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于，還具有過電流保護部，其對流過上述輸出晶體管的電流是否達到規(guī)定 的過電流檢測閾值進行監(jiān)視，在檢測到上述電流的過電流狀態(tài)時，對上述 脈沖生成部送出上述電流的抑制指示，其中，上述過電流保護部，基于上述比較信號，在上述輸出電壓達到 上述輸入電壓之前的期間，將上述過電流檢測閾值設定為比正常動作時低 的大小。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的升壓型開關(guān)電源裝置，其特征在于， 還具有過電流保護部，其對上述輸出晶體管中流過的電流是否達到規(guī)定的過電流檢測閾值進行監(jiān)視，在檢測到上述電流的過電流狀態(tài)時，對上 述脈沖生成部送出上述電流的抑制指示，其中，上述過電流保護部，基于上述比較信號，在上述輸出電壓達到 上述輸入電壓之前的期間，將上述過電流檢測閾值設定為比正常動作時低 的電平。
9、 一種電子設備，具有作為上述電子設備的電源的電池；升壓型開關(guān)電源裝置，其將從上述電池供給的輸入電壓升壓而生成期 望的輸出電壓且為同步整流方式，其中，上述升壓型開關(guān)電源裝置具有輸出晶體管； 同步整流晶體管；第1開關(guān)，其在裝置被起動時成為接通狀態(tài)；和 第2開關(guān)，其在上述輸出電壓達到上述輸入電壓時成為接通狀態(tài)， 所述第l、第2開關(guān)，并聯(lián)連接在上述同步整流晶體管的背柵極和源 極之間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子設備，其特征在于， 上述輸出晶體管連接在一端被施加上述輸入電壓的電感器的另一端和基準電壓的施加端之間，上述同步整流晶體管連接在上述電感器的另一端和輸出電壓的引出 端之間。
11、 根據(jù)權(quán)利要求io所述的電子設備，其特征在于，上述升壓型開關(guān)電源裝置還具有輸入輸出比較部，其生成與上述輸入 電壓和上述輸出電壓之間的高低程度相應的邏輯比較信號。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子設備，其特征在于，第1開關(guān)，是按照用于對裝置的起動/停止進行控制的斷電信號來進行 接通/斷開控制的第1晶體管，第2開關(guān)，是按照上述比較信號來進行接通/斷幵控制的第2晶體管。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子設備，其特征在于， 上述升壓型開關(guān)電源裝置還具有脈沖生成部，其生成用作上述輸出晶體管的柵極信號的脈沖信號；和 電平移位部，其采用上述輸出電壓根據(jù)上述脈沖信號生成上述同步整 流晶體管的柵極信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設備，其特征在于，上述升壓型開關(guān)電源裝置還具有邏輯或運算器，其進行上述脈沖信號 和上述比較信號的邏輯或運算，并將該運算結(jié)果向上述電平移位部送出。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設備，其特征在于， 上述升壓型開關(guān)電源裝置還具有過電流保護部，其對上述輸出晶體管中流過的電流是否達到規(guī)定的過電流檢測閾值進行監(jiān)視，在檢測到上述電 流的過電流狀態(tài)時，對上述脈沖生成部送出上述電流的抑制指示，其中，上述過電流保護部，基于上述比較信號，在上述輸出電壓達到 上述輸入電壓之前的期間，將上述過電流檢測閾值設定為比正常動作時低 的電平。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設備，其特征在于， 上述升壓型開關(guān)電源裝置還具有過電流保護部，其對上述輸出晶體管中流過的電流是否達到規(guī)定的過電流檢測閾值進行監(jiān)視，在檢測到上述電 流的過電流狀態(tài)時，對上述脈沖生成部送出上述電流的抑制指示，其中，上述過電流保護部，基于上述比較信號，在上述輸出電壓達到 上述輸入電壓之前的期間，將上述過電流檢測閾值設定為比正常動作時低 的電平。
全文摘要
本發(fā)明相關(guān)的同步整流方式的升壓型開關(guān)電源裝置具有下述結(jié)構(gòu)，即在同步整流晶體管的背柵極和源極之間，將在裝置起動時處于接通狀態(tài)的第1開關(guān)和在上述輸出電壓達到上述輸入電壓時處于接通狀態(tài)的第2開關(guān)并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02M3/156GK101257253SQ20081007406
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者大參昌貴 申請人:羅姆股份有限公司