CN101039069A - 非绝缘降压型dc－dc变压器 - Google Patents

非绝缘降压型dc－dc变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN101039069A
CN101039069A CNA2007100857679A CN200710085767A CN101039069A CN 101039069 A CN101039069 A CN 101039069A CN A2007100857679 A CNA2007100857679 A CN A2007100857679A CN 200710085767 A CN200710085767 A CN 200710085767A CN 101039069 A CN101039069 A CN 101039069A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
rectification
voltage
input
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100857679A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101039069B (zh
Inventor
西田淳二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of CN101039069A publication Critical patent/CN101039069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101039069B publication Critical patent/CN101039069B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及降压型DC－DC变压器。若负载电流减少，则开关晶体管(M1)截止时间长，且电感器电流iL也减少，负载电流进一步减少，若电感器电流iL的最低电流值成为0A，则电压V1上升到输出电压Vout，整流用晶体管(M2)截止，不流过电感器电流iL，防止发生逆流电流。提供几乎不增加电路面积、能提高效率的非同步整流型的非绝缘降压型DC－DC变压器。

Description

非绝缘降压型DC-DC变压器
技术领域
本发明涉及降压型DC-DC变压器，尤其涉及非绝缘降压型DC-DC变压器，在负载电流多场合进行同步整流，在负载电流少场合进行非同步整流。
背景技术
作为降压型的开关调节器那样的使用电感器的非绝缘降压型DC-DC变压器(以下简记为“降压型DC-DC变压器”)的整流方式，有同步整流方式及非同步整流方式。在降压型DC-DC变压器中，有连续模式及断续模式，所述连续模式是指以负载电流大的重负载下，电流持续流过电感器，所述断续模式是指若成为负载电流小的轻负载，则发生电流不流过电感器场合。
图7表示同步整流式的降压型DC-DC变压器的输出电路部的以往例。
图7那样的输出电路部结构的同步整流式的降压型DC-DC变压器在连续模式时效率高，但是，若成为断续模式，则从载荷侧通过同步整流用晶体管M102，流向接地电压的逆电流发生，效率极端低下。
成为轻负载场合，为了减轻因开关晶体管M101和同步整流用晶体管M102的开关频繁动作而产生的开关损失，通常从PWM控制切换为PFM控制。
移到PFM控制场合，为了防止逆电流引起的效率低下，进行切换，使得输出电路部成为非同步整流方式。如图8所示，作为非同步整流方式的降压型DC-DC变压器中的输出电路部，一般使用二极管D101，作为整流用元件。在图8电路中，即使成为断续模式，负载侧的电压成为二极管D101的逆方向偏压，能阻止逆电流。但是，二极管D101顺方向电压大至0.6V左右，二极管D101本身的电力消耗大，难以使得效率大幅度得到提高。
作为非同步整流方式下使得效率改善的DC-DC变压器，提出过如图9所示的电路，例如参照日本专利第3402983号公报(以下简记为“专利文献1”)。
在图9中，作为PWM比较器(没有图示)的输出信号的驱动信号输入由PNP晶体管构成的开关用场效应晶体管Q101的基极。该驱动信号成为高电平，场效应晶体管Q101一截断，则电感器L101的一端的电压V101降低到负电压。在比较器CMP101中，非反转输入端与接地电压连接，场效应晶体管Q101和电感器L101的连接部的电压V101输入反转输入端，比较器CMP101具有磁滞。
若电压V101成为负压，则比较器CMP101的输出端成为高电平，比较器CMP101的输出端与整流用MOS晶体管M102的栅极连接，整流用MOS晶体管M102截断。因此，电感器L101的电流成为0A，电压V101上升，若成为接地电压以上，则比较器CMP101的输出端成为低电平，使得整流用MOS晶体管M102截断，阻止来自负载侧的逆电流。在整流用MOS晶体管M102，使用通态电阻比肖特基二极管D101小者，能提高非同步整流时的效率。
但是，在图9电路中，使用比较器CMP101，控制整流用MOS晶体管M102，电压V101降低到负压后，整流用MOS晶体管M102接通前，动作迟缓。为了克服该动作迟缓，设置肖特基二极管D101，在图8电路中追加整流用MOS晶体管M102及比较器CMP101，存在电路面积增加问题。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，其目的在于，提供几乎不增加电路面积、能提高效率的非同步整流型的非绝缘降压型DC-DC变压器。
为了达到上述目的，本发明提出以下技术方案。
(1)一种非绝缘降压型DC-DC变压器，构成降压型开关调节器，将输入到输入端的输入电压降压到所定的定压，向与输出端连接的负载输出，在所述输入端和输出端之间，连接开关晶体管和电感器的串联电路，其特征在于：
设有由P型晶体管构成的整流用晶体管，连接在所述开关晶体管和电感器的连接部与负侧电源电压之间，控制极与所述开关晶体管和电感器的连接部连接。
(2)在(1)所述的非绝缘降压型DC-DC变压器中，其特征在于：
进一步包括：
同步整流用晶体管，与所述整流用晶体管并联连接，控制信号输入控制极，以进行与所述开关晶体管相反的开关动作；
驱动控制电路，根据从外部输入的控制信号，控制驱动所述同步整流用晶体管；
其中，若输入指示在同步整流模式下动作的所述控制信号，所述驱动控制电路接通所述同步整流用晶体管，若输入指示在非同步整流模式下动作的所述控制信号，所述驱动控制电路截止所述同步整流用晶体管，成为断开状态。
(3)在(2)所述的非绝缘降压型DC-DC变压器中，其特征在于：
所述负载减少消耗电流，实行低消耗电力动作场合，输入所述控制信号，指示在所述非同步整流模式下动作，所述负载实行通常动作场合，输入所述控制信号，指示在所述同步整流模式下动作。
(4)在(1)-(3)中任一个所述的非绝缘降压型DC-DC变压器中，其特征在于：
所述整流用晶体管由PMOS晶体管构成。
(5)在(1)-(3)中任一个所述的非绝缘降压型DC-DC变压器中，其特征在于：
所述整流用晶体管由PNP晶体管构成。
按照本发明的非绝缘降压型DC-DC变压器，设置例如PMOS晶体管或PNP晶体管那样的P型晶体管构成的整流用晶体管，电感器一端的电压输入该整流用晶体管的控制极，不增加零件数，能抑制电路规模增加，与使用二极管场合相比，能提高效率。
按照本发明的非绝缘降压型DC-DC变压器，除了上述整流用晶体管，还设有同步整流用晶体管，当负载电流大的重负载时，接通同步整流用晶体管，实行同步整流，当负载电流小的轻负载时，截止同步整流用晶体管，成为断开状态，实行使用整流用晶体管的非同步整流，无论是轻负载还是重负载，都能实现高效率。
附图说明
图1表示本发明第1实施例的降压型DC-DC变压器的构成例。
图2表示图1中各信号的波形例的时间图。
图3表示驱动信号Sd，电感器电流iL及电压V1的关系例。
图4表示MOS晶体管的栅极电压Vgs和漏极电流id的关系例。
图5表示本发明第1实施例的降压型DC-DC变压器的另一构成例。
图6表示本发明第2实施例的降压型DC-DC变压器的构成例。
图7表示以往的降压型DC-DC变压器的输出电路部的构成例。
图8表示以往的降压型DC-DC变压器的输出电路部的另一构成例。
图9表示以往的降压型DC-DC变压器的输出电路部的又一构成例。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明实施例，在以下实施例中，虽然对构成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
第1实施例
图1表示本发明第1实施例的降压型DC-DC变压器的构成例。
在图1中，非绝缘降压型DC-DC变压器1是降压型的开关调节器，输入电压Vin输入到输入端IN，非绝缘降压型DC-DC变压器1将该输入电压Vin变换为所定的定电压，作为输出电压Vout从输出端OUT向负载10输出。
降压型DC-DC变压器1设有由PMOS晶体管构成的用于进行开关动作以控制输入电压Vin输出的开关晶体管M1，以及由PMOS晶体管构成的整流用晶体管M2。
降压型DC-DC变压器1还设有基准电压发生电路2，输出电压检测用的电阻R1，R2，电感器L1，平滑用的电容器C1，构成噪音滤波器的电容器C2，位相补偿用的电阻R3，电容器C3，误差放大电路3，振荡电路4，PWM比较器5，驱动电路6。
在降压型DC-DC变压器1中，除电感器L1及电容器C1的各电路可以集成在一集成电路(integrated circuit，以下简记为“IC”)中，也可以根据场合，将除开关晶体管M1和/或整流用晶体管M2，电感器L1及电容器C1的各电路集成在一IC中。
基准电压发生电路2生成所定基准电压Vref输出，所述输出电压检测用的电阻R1，R2对输出电压Vout进行分压，生成分压电压Vfb输出。所述误差放大电路3放大所述分压电压Vfb和基准电压Vref的电压差，生成输出信号EAo输出。
振荡电路4生成所定的三角形波信号TW输出，PWM比较器5根据所述误差放大电路3的输出信号Eao以及三角形波信号TW，生成用于PWM控制的脉冲信号Spw输出。驱动电路6根据脉冲信号Spw生成用于驱动开关晶体管M1的驱动信号Sb，向开关晶体管M1的栅极输出。
在输入端IN和接地电压GND之间串联连接开关晶体管M1和整流用晶体管M2，将开关晶体管M1和整流用晶体管M2的连接部设为Lx。整流用晶体管M2的栅极与该连接部Lx连接，电感器L1连接在连接部Lx和输出端OUT之间。输出端OUT和接地电压GND之间串联连接电阻R1，R2，同时，输出端OUT和接地电压GND之间连接电容器C1，从电阻R1，R2的连接部输出分压电压Vfb。电阻R1和电容器C2并联。在误差放大电路3中，分压电压Vfb输入反转输入端，基准电压Vref输入非反转输入端，输出端与PWM比较器5的反转输入端连接。
在误差放大电路3输出端和接地电压GND之间串联连接电阻R3及电容器C3，该串接电路构成位相补偿电路。三角形波信号TW输入PWM比较器5的非反转输入端，从PWM比较器5输出脉冲信号Spw，该脉冲信号Spw输入驱动电路6的输入端PWMI，从驱动电路6的输出端PHS向开关晶体管M1的栅极输出驱动信号Sb。驱动信号Sb是使得高电平和低电平反复的时钟信号。
在这种结构中，参照图2说明图1电路动作，图2表示图1中各信号的波形例的时间图。
误差放大电路3放大所述分压电压Vfb和基准电压Vref的电压差，向PWM比较器5的反转输入端输出。从振荡电路4生成三角形波信号TW输出到PWM比较器5的非反转输入端，脉冲信号Spw与误差放大电路3的输出信号EAo相对应，PWM比较器5将该脉冲信号Spw向驱动电路6的输入端PWMI输出。
脉冲信号Spw输入到输入端PWMI，驱动信号Sb根据所述脉冲信号Spw的脉冲宽度，从输出端PHS输出该驱动信号Sb，控制开关晶体管M1接通或截断。即，若输出电压Vout低下，则误差放大电路3的输出信号EAo电压上升，PWM比较器5的输出脉冲宽度变大，开关晶体管M1接通时间比例增加，输出电压Vout上升。相反，若输出电压Vout上升，则进行上述逆动作，使得输出电压Vout低下，输出电压Vout总是维持在一定的电压。
当处于流过负载10的负载电流大的重负载场合，在开关晶体管M1断开期间，流过电感器L1的电流即电感电流iL不会降低到0A，但若负载电流减少，开关晶体管M1断开期间变长，并且，电感电流iL也减少。若负载电流进一步减少，如图2P点所示，电感电流iL的最低电流值成为0A，则电压V1一直上升到输出电压Vout，整流用晶体管M2断开。结果，电感电流iL不流动，能防止发生逆电流。
图3表示驱动信号Sd，电感器电流iL及作为连接部Lx电压的电压V1的关系例，分别表示重负载时的连续模式场合，以及轻负载时的断续模式场合。
先说明重负载时的连续模式场合。
若驱动信号Sd从高电平变化到低电平，则开关晶体管M1接通，电压V1如重负载时的连续模式的A点所示，大致成为输入电压Vin。驱动信号Sd为低电平期间，电感器电流iL增加，如重负载时的连续模式的B所示。
若驱动信号Sd变化到高电平，则开关晶体管M1断开，但是，电感器L1继续流过电流，逆电力发生，电压V1降低到负压。若电压V1成为整流用晶体管M2的阈值电压Vth2，则整流用晶体管M2接通，电感器电流iL从接地电压GND通过整流用晶体管M2流向负载10。此时的电压V1成为相对流过整流用晶体管M2的漏极电流的栅极电压Vgs2，负载电流越大，电压V1越小。驱动信号Sd为高电平期间，电感器电流iL逐渐减少，如重负载时的连续模式的D所示。电压V1即整流用晶体管M2接通时的栅极电压Vgs2也如重负载时的连续模式的E所示逐渐上升。但是，电感器电流iL成为0A前，驱动信号Sd下降到低电平，电感器电流iL不会成为0A。
下面说明图3所示轻负载时的断续模式场合。
驱动信号Sd成为低电平后，低电平期间，以及成为高电平前的动作与上述连续模式相同，说明省略。
驱动信号Sd成为高电平后，在该高电平期间，电感器电流iL如图3的轻负载时的断续模式的d所示，逐渐减少，电压V1逐渐上升。但是，若电感器电流iL到达轻负载时的断续模式所示e点即0A，则电压V1一直上升到输出电压Vout。结果，整流用晶体管M2断开，成为截止状态，如轻负载时的断续模式的f所示，没有电感器电流iL，能防止发生逆流电流。
这样，即使在轻负载时的断续模式场合，也能防止发生逆流电流，能防止效率低下。
图4表示MOS晶体管的栅极电压Vgs和漏极电流id的关系例。在图4中，纵轴为对数标度。在MOS晶体管的弱反转区域，栅极电压Vgs与漏极电流id的对数成正比，在MOS晶体管的强反转区域，漏极电流id与栅极电压Vgs的平方成正比。即，漏极电流id越小，栅极电压Vgs越小，越是轻负载，效率越高。
MOS晶体管的阈值电压Vth可以通过制造工艺变更，通过使得该阈值电压Vth比以往的整流用二极管的顺向电压小，即使在重负载时也能提高效率。
这样，第1实施例中的DC-DC变压器使用二极管连接PMOS晶体管的电路，代替图8的二极管D1，不增加如图9所示的零件数，能抑制电路规模增加，比使用整流用二极管场合，能提高效率。
在图1中，也可以使用由PNP晶体管构成的整流用晶体管Q2，代替整流用晶体管M2，这种场合，图1成为图5构成。
图5电路动作与图1的使用PMOS晶体管M2的电路完全相同，但是，整流用晶体管Q2接通时的电压V1成为整流用晶体管Q2的发射极-基极间电压Vbe，效率与图8所示的使用以往技术的二极管D1场合没有变化。
第2实施例
在上述第1实施例中，也可以进一步设置同步整流用晶体管，该发明作为第2实施例。
图6表示本发明第2实施例的降压型DC-DC变压器的构成例。在图6中，与图1相同或相当者使用相同符号，说明省略，仅说明与图1不同点。
图6与图1的不同点在于，在图1电路中追加使用NMOS晶体管的同步整流用晶体管M3，以及根据切换信号S1控制是否将驱动信号Sd输入同步整流用晶体管M3栅极的PMOS晶体管M4和NMOS晶体管M5。随着上述变更，将图1的降压型DC-DC变压器1变更为图6的降压型DC-DC变压器1a。
在图6中，降压型DC-DC变压器1a是降压型的开关调节器，输入电压Vin输入到输入端IN，降压型DC-DC变压器1a将该输入电压Vin变换为所定的定电压，作为输出电压Vout从输出端OUT向负载10输出。
降压型DC-DC变压器1a设有开关晶体管M1，整流用晶体管M2，同步整流用晶体管M3，PMOS晶体管M4，NMOS晶体管M5，基准电压发生电路2，输出电压检测用的电阻R1，R2，电感器L1，平滑用的电容器C1，构成噪音滤波器的电容器C2，位相补偿用的电阻R3，电容器C3，误差放大电路3，振荡电路4，PWM比较器5，驱动电路6。PMOS晶体管M4及NMOS晶体管M5构成驱动控制电路。
在连接不Lx和接地电压GND之间连接同步整流用晶体管M3，在开关晶体管M1的栅极和接地电压GND之间串联连接PMOS晶体管M4及NMOS晶体管M5。同步整流用晶体管M3的栅极与PMOS晶体管M4和NMOS晶体管M5的连接部连接，来自外部的切换信号S1分别输入PMOS晶体管M4及NMOS晶体管M5的各栅极。
在这种构成中，重负载场合，切换信号S1成为低电平，PMOS晶体管M4接通，同时，NMOS晶体管M5断开，驱动信号Sd输入同步整流用晶体管M3的栅极。因此，同步整流用晶体管M3与开关晶体管M1互补实行接通/断开动作，实行同步整流。若同步整流用晶体管M3接通，则电压V1成为接近0V的电压，成为整流用晶体管M2的阈值电压以下，整流用晶体管M2保持截止状态，不起整流作用。但是，同步整流用晶体管M3接通时的电压V1若超过整流用晶体管M2的阈值电压，则整流用晶体管M2接通，起整流作用。
轻负载场合，切换信号S1成为高电平，PMOS晶体管M4断开，同时，NMOS晶体管M5接通，同步整流用晶体管M3的栅极成为接地电压GND，因此，同步整流用晶体管M3断开，成为截止状态。在这种状态下，与图1电路完全相同，通过整流用晶体管M2，成为非同步整流。
这样，第2实施例中的DC-DC变压器在轻负载状态那样，电感器电流iL小的状态下，整流用晶体管M2的栅极-源极间电压Vgs变小。因此，能得到与上述第1实施例相同的效果，同时，与使用二极管的非同步整流相比，能提高效率。
上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种非绝缘降压型DC-DC变压器，构成降压型开关调节器，将输入到输入端的输入电压降压到所定的定压，向与输出端连接的负载输出，在所述输入端和输出端之间，连接开关晶体管和电感器的串联电路，其特征在于：
设有由P型晶体管构成的整流用晶体管，连接在所述开关晶体管和电感器的连接部与负侧电源电压之间，控制极与所述开关晶体管和电感器的连接部连接。
2.如权利要求1所述的非绝缘降压型DC-DC变压器，其特征在于：
进一步包括：
同步整流用晶体管，与所述整流用晶体管并联连接，控制信号输入控制极，以进行与所述开关晶体管相反的开关动作；
驱动控制电路，根据从外部输入的控制信号，控制驱动所述同步整流用晶体管；
其中，若输入指示在同步整流模式下动作的所述控制信号，所述驱动控制电路接通所述同步整流用晶体管，若输入指示在非同步整流模式下动作的所述控制信号，所述驱动控制电路截止所述同步整流用晶体管，成为断开状态。
3.如权利要求2所述的非绝缘降压型DC-DC变压器，其特征在于：
所述负载减少消耗电流，实行低消耗电力动作场合，输入所述控制信号，指示在所述非同步整流模式下动作，所述负载实行通常动作场合，输入所述控制信号，指示在所述同步整流模式下动作。
4.如权利要求1-3中任一个所述的非绝缘降压型DC-DC变压器，其特征在于：
所述整流用晶体管由PMOS晶体管构成。
5.如权利要求1-3中任一个所述的非绝缘降压型DC-DC变压器，其特征在于：
所述整流用晶体管由PNP晶体管构成。
CN2007100857679A 2006-03-17 2007-03-14 非绝缘降压型dc-dc变压器 Expired - Fee Related CN101039069B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP074644/06 2006-03-17
JP2006074644A JP2007252137A (ja) 2006-03-17 2006-03-17 非絶縁降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101039069A true CN101039069A (zh) 2007-09-19
CN101039069B CN101039069B (zh) 2010-10-13

Family

ID=38517128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100857679A Expired - Fee Related CN101039069B (zh) 2006-03-17 2007-03-14 非绝缘降压型dc-dc变压器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7679942B2 (zh)
JP (1) JP2007252137A (zh)
KR (1) KR20070094486A (zh)
CN (1) CN101039069B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101728947A (zh) * 2008-10-29 2010-06-09 三美电机株式会社 Dc-dc转换器
CN102047541A (zh) * 2008-06-02 2011-05-04 株式会社理光 电流感测电路和包括电流感测电路的开关稳压器
CN102290989A (zh) * 2010-06-21 2011-12-21 纬创资通股份有限公司 电压调节模块及电源供应装置
US8502516B2 (en) 2010-06-11 2013-08-06 Wistron Corporation Voltage adjustment module and power supply device
CN104124870A (zh) * 2014-08-08 2014-10-29 华为技术有限公司 开关电源
CN106257811A (zh) * 2015-06-17 2016-12-28 现代自动车株式会社 用于控制环保型车辆的双向转换器的装置和方法
CN107306086A (zh) * 2016-04-22 2017-10-31 德州仪器德国股份有限公司 Dc/dc转换器
CN107576839A (zh) * 2017-09-18 2018-01-12 唐山松下产业机器有限公司 焊接设备、焊接电压检测方法及装置
CN110402534A (zh) * 2017-03-31 2019-11-01 株式会社自动网络技术研究所 车辆用电源装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172905A (ja) 2007-01-11 2008-07-24 Ricoh Co Ltd 半導体装置
JP2008206366A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Ricoh Co Ltd 昇降圧型スイッチングレギュレータ
JP5151266B2 (ja) * 2007-06-20 2013-02-27 株式会社リコー スイッチングレギュレータ及びスイッチングレギュレータの動作制御方法
JP5057902B2 (ja) 2007-09-06 2012-10-24 株式会社リコー 充電制御回路
JP5217319B2 (ja) 2007-09-12 2013-06-19 株式会社リコー 定電流出力制御型スイッチングレギュレータ
US20090128110A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Micrel, Inc. Compact Frequency Compensation Circuit And Method For A Switching Regulator Using External Zero
JP5015035B2 (ja) 2008-02-27 2012-08-29 株式会社リコー 降圧型スイッチングレギュレータ
JP5169333B2 (ja) 2008-03-07 2013-03-27 株式会社リコー 電流モード制御型スイッチングレギュレータ
JP5091028B2 (ja) 2008-06-26 2012-12-05 株式会社リコー スイッチングレギュレータ及びそのスイッチングレギュレータを備えた半導体装置
JP5287191B2 (ja) 2008-12-03 2013-09-11 株式会社リコー ヒステリシススイッチングレギュレータ及びその動作制御方法
CN101662219B (zh) * 2009-06-25 2011-08-31 成都芯源***有限公司 一种整流管实时控制电路及其轻载控制方法
JP5428713B2 (ja) * 2009-09-30 2014-02-26 サンケン電気株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ、及びその制御方法
WO2011155295A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Dc/dc converter, power supply circuit, and semiconductor device
US9585810B2 (en) 2010-10-14 2017-03-07 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Systems and methods for delivery of peritoneal dialysis (PD) solutions with integrated inter-chamber diffuser
JP2013059206A (ja) 2011-09-08 2013-03-28 Ricoh Co Ltd 充電回路及びその制御方法
JP5808990B2 (ja) 2011-09-13 2015-11-10 リコー電子デバイス株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5812777B2 (ja) 2011-09-13 2015-11-17 リコー電子デバイス株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5788748B2 (ja) 2011-09-13 2015-10-07 リコー電子デバイス株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5902421B2 (ja) 2011-09-13 2016-04-13 リコー電子デバイス株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
KR20140023697A (ko) * 2012-08-17 2014-02-27 현대모비스 주식회사 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법
JP6039327B2 (ja) 2012-09-14 2016-12-07 リコー電子デバイス株式会社 スイッチング電源装置
JP6460592B2 (ja) 2013-07-31 2019-01-30 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｄｃｄｃコンバータ、及び半導体装置
US9219416B2 (en) 2013-11-30 2015-12-22 Ixys Corporation Buck converter having self-driven BJT synchronous rectifier
CN106505841B (zh) 2015-09-07 2018-04-20 比亚迪股份有限公司 开关电源及其初级控制芯片和环路补偿装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3402983B2 (ja) 1997-01-29 2003-05-06 三洋電機株式会社 電源回路
JP2005284321A (ja) 1998-03-25 2005-10-13 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2000092824A (ja) 1998-09-10 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチングレギュレータおよびｌｓｉシステム
TW200605483A (en) * 2004-03-31 2006-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inductive load current control circuit and power supply apparatus
JP2006006004A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Ricoh Co Ltd 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
US7180274B2 (en) * 2004-12-10 2007-02-20 Aimtron Technology Corp. Switching voltage regulator operating without a discontinuous mode
US7595615B2 (en) * 2005-04-05 2009-09-29 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for providing over-current protection in a switching power supply

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047541B (zh) * 2008-06-02 2014-06-25 株式会社理光 电流感测电路和包括电流感测电路的开关稳压器
CN102047541A (zh) * 2008-06-02 2011-05-04 株式会社理光 电流感测电路和包括电流感测电路的开关稳压器
CN101728947B (zh) * 2008-10-29 2014-10-01 三美电机株式会社 Dc-dc转换器
CN101728947A (zh) * 2008-10-29 2010-06-09 三美电机株式会社 Dc-dc转换器
US8502516B2 (en) 2010-06-11 2013-08-06 Wistron Corporation Voltage adjustment module and power supply device
CN102290989B (zh) * 2010-06-21 2014-01-29 纬创资通股份有限公司 电压调节模块及电源供应装置
CN102290989A (zh) * 2010-06-21 2011-12-21 纬创资通股份有限公司 电压调节模块及电源供应装置
CN104124870A (zh) * 2014-08-08 2014-10-29 华为技术有限公司 开关电源
CN106257811A (zh) * 2015-06-17 2016-12-28 现代自动车株式会社 用于控制环保型车辆的双向转换器的装置和方法
CN107306086A (zh) * 2016-04-22 2017-10-31 德州仪器德国股份有限公司 Dc/dc转换器
CN107306086B (zh) * 2016-04-22 2020-12-08 德州仪器德国股份有限公司 Dc/dc转换器
CN110402534A (zh) * 2017-03-31 2019-11-01 株式会社自动网络技术研究所 车辆用电源装置
CN110402534B (zh) * 2017-03-31 2021-02-26 株式会社自动网络技术研究所 车辆用电源装置
CN107576839A (zh) * 2017-09-18 2018-01-12 唐山松下产业机器有限公司 焊接设备、焊接电压检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20070216389A1 (en) 2007-09-20
JP2007252137A (ja) 2007-09-27
US7679942B2 (en) 2010-03-16
KR20070094486A (ko) 2007-09-20
CN101039069B (zh) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101039069A (zh) 非绝缘降压型dc－dc变压器
EP3198710B1 (en) Control method for buck-boost power converters
CN1841900A (zh) 开关调节器电路
CN1591264A (zh) 电压调节器
US9793810B2 (en) Control method for zero voltage switching buck-boost power converters
CN1820404A (zh) 直流－直流变换器及变换装置
CN1922779A (zh) 开关调节器和用于切换其输出电压的方法
CN1822479A (zh) 具有利用双斜坡的双边沿调制的脉冲宽度调制控制器
CN1976191A (zh) 开关式调节器、和控制开关式调节器的电路和方法
CN1612457A (zh) 数字低压降调节器
JPWO2012176403A1 (ja) 昇降圧型ａｃ／ｄｃコンバータ
CN1829055A (zh) Dc－dc变换器及控制装置和方法、电源装置和电子设备
CN1956306A (zh) Dc－dc变换器和用于控制dc－dc变换器的方法
CN1716747A (zh) 直流－直流变换器
CN1905340A (zh) 控制非同步型dc－dc转换器的自举电容器充电的方法及装置
CN1717854A (zh) 用于开关变换器快速瞬态响应的分级电感器
Zhang et al. Adaptive current source drivers for efficiency optimization of high-frequency synchronous buck converters
JP2014099946A (ja) 昇圧型ｐｆｃ制御装置
CN1742421A (zh) 具有程控相位选择的多相降压变换器
WO2013057857A1 (ja) 昇降圧型整流回路システム
JP2011109812A (ja) スイッチング素子の駆動方法及び電源装置
CN110011537B (zh) 一种开关变换器及其控制方法
JP2017195691A (ja) 電力変換装置
CN1960149A (zh) 新型双管双端式软开关dc/dc隔离变换器
CN1489267A (zh) 电源***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101013

Termination date: 20170314

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee