CN100474209C - 步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器 - Google Patents

步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在从步升压到步降压的很宽的输出电压范围内稳定的步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器。根据本发明，在误差放大器电路中配置多个相位补偿电路、检测输入/输出电压的电路和切换电路，并且在检测到输入/输出电压时，相位补偿电路被切换至最佳的相位补偿电路。此外，上述的多个相位补偿电路被构建于步升/步降开关稳压器控制电路的外部，并且根据预定的目的可以设定适当的相位补偿常数。

Description

步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器
技术领域
本发明涉及一种开关稳压器控制电路，它能够根据输入电压、输出电压和输出电流三者之间的关系在步升压时和步降压时容易地切换步升/步降开关稳压器的操作，还涉及一种具有这种开关稳压器控制电路的开关稳压器。
背景技术
图2示出的是常规的步升/步降开关稳压器电路。图2中示出的有彼此互相连接的开关稳压器控制电路1，步降压开关2，步升压开关6，二极管7，二极管4和线圈3。在这个电路中，包括步降压开关2、二极管7和线圈3的部分对应于常规的步降开关稳压器电路。包括线圈3、步升压开关6和二极管4的另外一部分对应于常规的步升开关稳压器电路。开关稳压器电路1在端子Vout上检测电压。当根据输入电压、输出电压和输出电流三者之间的关系需要步升压操作时，开关稳压器电路1控制步升压开关6以将端子Vout的电压电平步升至需要的电压电平。在此状况下，步降压开关2一直保持接通。另一方面，当根据输入电压、输出电压和输出电流三者之间的关系需要步降压操作时，开关稳压器电路1控制步降压开关2以将端子Vout的电压电平步降至需要的电压电平。在此状况下，步升压开关6一直保持断开。
下面将参考图3描述开关稳压器控制电路1的操作的更多细节。通过分压电阻器11和分压电阻器12分压输出电压Vout而得到的电压Va输入到误差放大器电路13的非反相输入端。从参考电压电路10输出的参考电压Vref输入到误差放大器电路13的反相输入端。误差放大器电路13输出电压Va和参考电压Vref之间差值的放大结果作为电压Verr。
从斩波振荡电路14输出的斩波Vosc输入到步降压比较器电路16的非反相输入端并和输入到反相输入端的电压Verr进行比较。当电压Verr属于斩波Vosc的幅值范围内时，从步降压比较器电路16输出矩形波VcompD，并且开关调节控制电路1控制步降压开关2并实施步降压操作。在此状况下，步升压开关6断开。
从斩波振荡电路14输出的斩波Vosc输入到步升压比较器电路17的非反相输入端作为已经过电平移动器15转换成电压的斩波Vosc1。然后斩波Vosc与输入到反相端的电压Verr进行比较。当电压Verr属于斩波Vosc1的幅值范围内时，步升压比较器电路17输出矩形波VcompU，则开关稳压器控制电路1控制步升压开关6并实施步升压操作。在此状况下，步降压开关2接通。
此外，误差放大器电路13通过相位补偿电路38保持稳定(例如，参见JP2003-180072A)。
然而，在常规的步升/步降开关稳压器中，用来稳定误差放大器电路的相位补偿电路的数量是一个。因此，在通用的应付多种输入和输出条件的开关稳压器中，设定用于使误差放大器在从步升压到步降压的全部输出电压范围内稳定的相位补偿电路的一个常数很困难。同样，在取决于步升/步降开关稳压器预定目的的步升压和步降压之间要设定的相位补偿常数不同的情形下，也会出现应用条件受限的问题。
发明内容
本发明就是为了解决常规技术中存在的上述问题，因而本发明的一个目的是提供一种步升/步降开关稳压器控制电路和一种步升/步降开关稳压器，其可以实现在从步升压到步降压的很宽的输出电压范围内稳定的误差放大器电路。
为了解决上述的问题，根据本发明，提供一种步升/步降开关稳压器控制电路和一种步升/步降开关稳压器，其中，配置多个相位补偿电路于误差放大器电路中，并提供一个选择器电路用来在检测到输入/输出条件时将相位补偿电路转换到最佳的相位补偿电路。此外，上述的多个相位补偿电路被构造在步升/步降开关稳压器控制电路的外部，并且根据预定的目的能够设定恰当的相位补偿常数。
在根据本发明的步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器中，上面提到的结构实现了在从步升压到步降压的很宽的输出电压范围内稳定的误差放大器电路。
因此，能够提供一种在很宽的输出电压范围内输出电压稳定的步升/步降开关稳压器控制电路和步升/步降开关稳压器。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图；
图2是常规的步升/步降开关稳压器的电路图；
图3是常规的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图；
图4是根据本发明的第二实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图；以及
图5是根据本发明的第三实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图。
[参考数字的说明]
10，参考电压电路
14，斩波振荡电路
15，电平移动器
18，19，38，相位补偿电路
21，41，电压检测器电路
具体实施方式
(第一实施例)
图1是根据本发明的第一实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图。该开关稳压器控制电路包括：分压电阻11和分压电阻12，用于分压输出电压并输出电压Va；参考电压电路10，用于输出参考电压Vref；误差放大器电路13，用于输出通过放大电压Va和参考电压Vref之间的差值而得到的电压Verr；斩波振荡电路14，用于输出斩波Vosc；电平移动器15，用于将斩波Vosc转换成电压并输出斩波Vosc1。该开关稳压器控制电路还包括步降压比较器电路16，用于比较斩波Vosc和电压Verr并输出开关控制信号VcompD；步升压比较器电路17，用于比较斩波Vosc1和电压Verr并输出开关控制信号VcompU。在如此构造的开关稳压器电路中，提供两个相位补偿电路18和19，用于保持误差放大器电路13稳定运行；还提供选择器电路20，包括用于检测电压Verr的电压检测器电路21和用于控制上述的两个相位补偿电路18和19的开关电路22。
通过分压电阻11和分压电阻12分压输出电压Vout而得到的电压Va输入到误差放大器电路13的非反相输入端。从参考电压电路10输出的参考电压Vref输入到误差放大器电路13的反相输入端。误差放大器电路13输出电压Va和参考电压Vref之间差值的放大结果作为电压Verr。
从斩波振荡电路14输出的斩波Vosc输入到步降压比较器电路16的非反相输入端，然后与已输入到步降压比较器电路16的反相输入端的电压Verr进行比较。当电压Verr属于斩波Vosc的幅值范围内时，从步降压比较器电路16输出矩形波VcompD，并且开关稳压器控制电路1控制步降压开关2并实施步降压操作。在此状况下，步升压开关6断开。
从斩波振荡电路14输出的斩波Vosc输入到步升压比较器电路17的非反相输入端，作为已通过电平移动器15转换为电压的斩波Vosc1。然后斩波Vosc与已输入到反相输入端的电压Verr进行比较。当电压Verr属于斩波Vosc1的幅值范围内时，从步升压比较器电路17输出矩形波VcompU，并且开关稳压器控制电路1控制步升压开关6并实施步升压操作。在此状况下，步降压开关2导通。
在根据本发明的开关稳压器控制电路中，误差放大器电路13通过相位补偿电路18和相位补偿电路19保持稳定。电压检测器电路21检测电压Verr的电平并判断开关稳压器控制电路实施步升压操作还是步降压操作。响应电压检测器电路21的输出，选择器电路20工作，以便通过切换开关电路22在步升压操作的情况下使用相位补偿电路18，而在步降压操作的情况下使用相位补偿电路19。这种结构使得分别通过相位补偿电路18设定步升压常数和通过相位补偿电路19设定步降压常数成为可能。因此，根据本发明的开关稳压器控制电路能够在比常规的输入/输出范围更宽的输入/输出范围内保持开关稳压器的运行稳定。
(第二实施例)
图4是根据本发明的第二实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图。按照第一实施例的电压检测器电路21检测电压Verr的电平，而按照第二实施例的电压检测器电路41如此连接以检测输入电压Vin。其他的结构和第一实施例的结构相同。
在图4中所示出的开关稳压器控制电路中，电压检测器电路41检测输入电压Vin的电平并在相位补偿电路18和相位补偿电路19之间切换。这种结构使得分别通过相位补偿电路18设定低输入电压常数和通过相位补偿电路19设定高输入电压常数成为可能。因此，根据本发明的开关稳压器控制电路能够在比常规的输入/输出范围更宽的输入/输出范围内保持开关稳压器的运行稳定。
(第三实施例)
图5是根据本发明的第三实施例的步升/步降开关稳压器控制电路的电路图。在图5示出的步升/步降开关稳压器中，相位补偿电路18和19配置在开关稳压器控制电路51的外部。其他的结构与图2中的结构相同。换句话说，因为相位补偿电路18和19配置在开关稳压器控制电路51的外部，使得按照各种应用设定适当的相位补偿常数成为可能。这种结构使得为了在比常规的输入/输出范围更宽的输入/输出范围内保持开关稳压器的运行稳定而根据每一个应用的输入/输出条件选择相位补偿成为可能。因此，本实施例能够提供可用于更多应用场合的开关稳压器。
此外，上述实施例的两个相位补偿电路只是示例。然而，相位补偿电路的数量并不仅限于两个，也可以配置三个或更多的相位补偿电路。适应于相位补偿电路的数量，改变选择器电路20的选择功能以根据不同的条件实施相位补偿。例如，在检测电阻配置于外部的情况下，可以检测该检测电阻中产生的电压并根据输出电流切换相位补偿。

Claims (4)

1.一种用于控制步升/步降开关稳压器的步升/步降开关稳压器控制电路，所述控制电路包括：
误差放大器电路，其至少将输出电压与参考电压进行直接或间接的比较，以输出用来保持输出电压恒定的信息；
多个相位补偿电路，用以保持所述误差放大器电路的运行稳定；以及
选择器电路，其选择所述的多个相位补偿电路中的一个或多个，
其中，所述选择器电路在步升压和步降压期间切换所述的多个相位补偿电路。
2.一种用于控制步升/步降开关稳压器的步升/步降开关稳压器控制电路，所述控制电路包括：
误差放大器电路，其至少将输出电压与参考电压进行直接或间接的比较，以输出用来保持输出电压恒定的信息；
多个相位补偿电路，用以保持所述误差放大器电路的运行稳定；以及
选择器电路，其选择所述的多个相位补偿电路中的一个或多个，
其中，所述选择器电路在检测到输入电压时切换所述的多个相位补偿电路。
3.如权利要求1或2所述的步升/步降开关稳压器控制电路，其中所述的多个相位补偿电路中的一个或多个被配置在所述步升/步降开关稳压器控制电路的外部。
4.一种步升/步降开关稳压器，所述稳压器包括：
如权利要求1至3中任一个所述的步升/步降开关稳压器控制电路，作为用于控制输出电压的步升/步降开关稳压器控制电路。
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