TWI399020B - Switching regulator circuit - Google Patents

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Description

交換式穩壓電路
本發明，係有關於在寬廣負載電流範圍中得到高效率的交換式穩壓電路。
作為先前之同步整流方式的交換式穩壓電路，已知有第16圖所示之電路(例如參考專利文件1)。
亦即如第16圖所示，於電源10連接有交換式穩壓器控制電路50和第1開關電路111，而第2開關元件115則連接於第1開關電路之另一端(X端子)與GND之間。該第2開關電路115並列連接有整流二極體114，在上述第1及第2開關電路111與115的連接點連接有線圈112，上述線圈112之另一端則連接於交換式穩壓器的輸出端子OUT。又輸出端子OUT與GND之間，係連接有電容器113。更且輸出端子OUT與GND之間，連接有負載15。
在第1開關電路111導通之期間，輸入到輸入端子IN之電源10的電壓VIN，係經由線圈112及第1開關電路111，施加於輸出端子OUT。又為了將輸出電壓VOUT保持一定，輸出端子OUT係經由平滑電容器113而接地。
此狀態下，線圈112係儲存有能量，而在線圈112往輸出端子OUT方向流動的線圈電流IL，會如第17圖所示以(VIN-VOUT)/L的斜度來增加(從第17圖之Ta到Tb的期間)。
另一方面，上述線圈112及平滑電容113之串聯電路中，整流二極體114及第2開關電路115，係分別並聯設置；當第1開關電路111被切斷時(Tb之時間點)，流動於線圈112之電流I，會藉由該整流二極體114和導通之第2開關電路115來維持。此狀態下，儲存於線圈112之能量會被放出，而線圈電流IL會以-VOUT/L的斜度減少(從Tb到Tc的期間)。成為Tc之時間點時，上述第1開關電路111會再次導通，開始對線圈112儲存能量。
上述第1及第2開關電路111與115，係以交換式穩壓器控制電路50來控制；交換式穩壓器控制電路50會監控輸出電壓VOUT，並使其成為一定值地，來控制第1開關電路111之導通期間與切斷期間的比例。第1及第2開關電路111與115，係如第18圖(a)、(b)所示，以預驅動電路120、124和MOS電晶體121、125所構成，藉由來自交換式穩壓器控制電路50之訊號Vc，經猶豫驅動電路120、124來控制MOS電晶體121、125的閘極電壓，藉此進行開關電路的ON/OFF。預驅動電路120、124必須將MOS電晶體之閘極電容做高速充放電，而需要較高驅動能力。
在此，若同時導通上述兩開關111及115，則輸入端子IN會經由兩開關111及115接地，而流動有非常大的貫通電流。從而交換式穩壓器控制電路50，會在第1開關111之切換時間和第2開關115之切換時間之間，設定特定之空白時間，控制為不同時導通兩開關111與115。
藉由使第2開關電路115為ON，則在第1開關111為OFF時，可放出線圈112的能量，故上述整流二極體114可以省略。
先前之同步整流電路，係以一定頻率進行第1及第2開關電路的ON/OFF，故該切換造成之損失會使較輕負載時的效率大幅度惡化。
[專利文件1]日本專利第3469172號(第20圖)
先前之交換式穩壓電路中，有負載電流較小時電力轉換效率會大幅度降低的課題。
因此本發明之目的，係為了解決先前之此種課題，提高負載電流較小時的電力轉換效率。
本發明之交換式穩壓電路，係包含：產生基準電壓之基準電壓電路；用以將交換式穩壓器所輸出之輸出電壓，加以分壓的分壓電路；輸入上述分壓電路之電壓，與上述基準電壓電路之電壓，放大兩電壓之差電壓的誤差放大器電路；輸出震盪訊號的震盪電路；比較上述誤差放大器之輸出電壓與上述振盪電路之輸出電壓的PWM比較器；控制該交換式穩壓器之線圈電流的第1開關元件；及用以轉流上述線圈之能量的第2開關元件；是使上述第1及第2 開關元件交互ON/OFF的同步整流方式；其中係藉由外部訊號，變更上述震盪電路之頻率與上述第1及第2開關元件中最少一個之驅動能力(ON阻抗)。
更且，變更上述第1及第2開關元件之驅動能力(ON阻抗)的同時，也變更上述第1及第2預驅動器之驅動能力(ON阻抗)。
更且降低上述震盪電路之頻率時，係降低上述第1或第2開關元件中至少一方的驅動能力(提高ON阻抗)。
更且係配合交換式穩壓器之負載電流，來變更上述震盪電路之頻率和上述第1及第2開關元件的驅動能力(ON阻抗)。
又，是一種交換式穩壓電路，其包含產生基準電壓之基準電壓電路；用以將交換式穩壓器所輸出之輸出電壓，加以分壓的分壓電路；輸入上述分壓電壓電路之電壓，與上述基準電路之電壓，放大兩電壓之差電壓的第1誤差放大器電路；輸出震盪訊號的震盪電路；和比較上述誤差放大器之輸出電壓與上述振盪電路之輸出電壓的PWM比較器；連接於交換式穩壓器之輸出與電源之間的電晶體；輸入上述分壓電路之電壓，與上述基準電路之電壓，放大兩電壓之差電壓的第2誤差放大器；控制該交換式穩壓器之線圈電流的第1開關元件；及用以整流上述線圈之能量的第2開關元件；是使上述第1及第2開關元件交互ON/OFF的同步整流方式；其中係藉由外部訊號，停止上述交換式穩壓器之動作，且以上述第2誤差放大器的輸出 來控制，連接於上述交換式穩壓器之輸出與電源之間之電晶體的閘極電壓。
更且，係配合交換式穩壓器之負載電流來停止上述交換式穩壓器的動作，並控制連接於上述交換式穩壓器之輸出與電源之間之電晶體的閘極電壓。
本發明之交換式溫壓電路，有改善負載電流較小時之電力轉換效率的效果。
為了解決上述課題，此發明之交換式穩壓器中，在負載較輕時係降低切換頻率，且降低開關元件的驅動能力。又負載較輕時，係停止交換式穩壓器，而從電壓穩壓器對負載提供電力。
實施例1
以下，依據圖示說明本發明之實施例。第1圖係表示本發明第1實施例之交換式穩壓器。與先前之第16圖不同的是，交換式穩壓器控制電路5，係具備來自外部的輸入端子S。又包含開關元件之第1切換電路1與包含開關元件之第2切換電路2，係藉由來自交換式穩壓器控制電路5的訊號，來改變各個開關元件的驅動能力。更且藉由輸入端子S之電壓，來改變交換式穩壓器控制電路5內部 之震盪頻率，同時改變第1開關元件1與第2開關元件2的驅動能力。
第2圖係表示本發明之交換式穩壓器控制電路5的方塊圖。基準電壓電路3，係輸出某個一定的電壓。交換式穩壓器之輸出端子OUT，係連接於由分壓電壓之阻抗20及21所構成的分壓電路，並具有將上述分壓電路之輸出電壓與基準電壓電路3之輸出電壓差，加以放大的誤差放大器22；還具有比較上述誤差放大器22之輸出合震盪電路24之輸出的，比較器23。震盪電路24係產生某種頻率之三角波。上述比較器23，係比較誤差放大器24之輸出與震盪電路24之輸出，產生輸出訊號Vc，來驅動開關元件。
交換式穩壓器之輸出端子電壓VOUT比期望電壓要低時，誤差放大器22之輸出會提高，結果會使比較器23之輸出訊號Vc的"H"期間延長。現在當比較器23之輸出訊號Vc為"H"時，若使第1開關電路1之開關元件為ON，則交換式穩壓器之輸出端子電壓VOUT比期望電壓要低時，藉由提高第1開關電路1之開關元件的ON工作，可控制輸出端子之電壓保持一定。
本發明之交換式穩壓器中，係藉由輸入端子S之電壓Vs，改變震盪電路24之震盪頻率，同時也改變開關元件的驅動能力。第3圖表示開關電路1之方塊圖。開關電路1，係由驅動開關元件之預驅動器31，和開關元件亦即MOS電晶體1A、1B，和閘控制電路30所構成。端子IN， 係連接於電源10；端子X，係連接於線圈112及整流二極體114等的連接點。預驅動器31，係將比較器23之輸出電壓Vc做緩衝，以低阻抗驅動MOS電晶體1A、1B，控制MOS電晶體1A、1B的ON/OFF。閘控制電路30，係藉由輸入端子S之電壓Vs，將MOS電晶體1B之閘極連接於預驅動器31的輸出，或連接於電源端子IN等任一個。
MOS電晶體1A、1B，其驅動能力亦即ON阻抗不同，若使MOS電晶體1A之ON阻抗作為R1A ，使MOS電晶體1B之ON阻抗作為R1B ，則成為R1A >>R1B …(1)的關係。
例如輸入端子S之電壓Vs為"L"時，使閘控制電路30之開關30A為ON，30B為OFF，同時降低第2圖之震盪電路24的震盪頻率(例如10kHz)。此狀態下，MOS電晶體1B係OFF，MOS電晶體1A係藉由預驅動器31之輸出來進行ON/OFF。開關30A及30B係以MOS電晶體構成，藉由控制該MOS電晶體之閘極電壓，來進行開關30A及30B的ON/OFF。
亦即負載較輕時，將輸入端子S之電壓Vs作為"L"，藉此降低切換頻率，且不需將預驅動器31之負載亦即MOS電晶體1B的閘電容充放電，故可減少切換損失。
第4圖同樣表示開關電路2的方塊圖。端子X係與第 3圖之端子X連接。開關元件2，係由驅動開關元件之預驅動器33，和MOS電晶體2A、2B，和閘控制電路32所構成。預驅動器33，係將比較器23之輸出電壓Vc做緩衝，以低阻抗將MOS電晶體2A、2B的閘極做ON/OFF。閘控制電路32，係藉由輸入端子S之電壓Vs，將MOS電晶體2B之閘極連接於預驅動器33的輸出，或連接於GND端子等任一個。
MOS電晶體2A、2B，其驅動能力亦即ON阻抗不同，若使MOS電晶體2A之ON阻抗作為R2A ，使MOS電晶體2B之ON阻抗作為R2B ，則成為數式(2)的關係。
R1A >>R1B …(2)MOS電晶體之ON阻抗RON ，在非飽和範圍中係與閘極寬度W成反比。亦即閘極寬度W對閘極長度L較大時，MOS電晶體之ON阻抗會降低；閘極W較小時，MOS電晶體之ON阻抗會升高。一般來說，MOS電晶體之閘極電容係與閘極寬度W成比例，故ON阻抗較大時MOS電晶體之閘極電容較小。
現在當輸入端子S之電壓Vs為"H"時，使閘控制電路32之開關32B為ON，32A為OFF，同時提高第2圖之震盪電路24的震盪頻率(例如1MHz)。此狀態下，MOS電晶體2A和2B，2個都藉由預驅動器33之輸出來同時進行ON/OFF。
其次當輸入端子S之電壓Vs為"L"時，使閘控制電路32之開關32A為ON，32B為OFF，同時降低第2圖之震盪電路24的震盪頻率(例如10kHz)。此狀態下，MOS電晶體2B係OFF，MOS電晶體2A係藉由預驅動器31之輸出來進行ON/OFF。開關32A及32B係以MOS電晶體構成，藉由控制該MOS電晶體之閘極電壓，來進行開關32A及32B的ON/OFF。
亦即負載較輕時，將輸入端子S之電壓Vs作為"L"，藉此降低切換頻率，且不需將預驅動器33之負載亦即MOS電晶體2B的閘電容充放電，故可減少切換損失。
在此，藉由輸入端子S之電壓Vs來降低震盪頻率時，係降低開關電路1及2之驅動能力(提高ON阻抗)，故與先前範例一樣不會流動線圈電流。
亦即先前之交換式穩壓電路中，係為了減少切換損失而盡量降低開關元件之ON阻抗；相對地本發明中係在降低震盪頻率時提高開關元件的ON阻抗。亦即在開關元件1A為ON而開關元件1B為OFF時，線圈112中往輸出端子OUT方向流動之電流IL，對於先前範例之時間t，不會成為IL=(VIN-VOUT)/L×t，而是如第5圖所示般成為數式(3)。
IL=(VIN-VOUT)/(L×t+R1A )…(3)
假設，L×t<<R1A 則成為數式(4)。
IL=(VIN-VOUT)/R1A …(4)
藉由數式(4)，當MOS電晶體1A之ON阻抗R1A 較大時，線圈電流IL並不太關聯於時間，而成為流動有依據MOS電晶體1A之ON阻抗R1A 來決定的一定值電流(第5圖中從Ta到Tb為止的時間)。
同樣地，使開關元件1A為OFF而開關元件2A為ON而開關元件2B為OFF時，在線圈112往輸出端子OUT方向流動之電流IL，係如先前般對於時間t，則不會成為IL=-VOUT/L×t，而如第5圖所示成為數式(5)。
IL=-VOUT/(L×t+R2A )…(5)
假設，L×t<<R2A 則成為數式(6)。
IL=-VOUT/R2A …(6)
藉由數式(6)，當MOS電晶體2A之ON阻抗R2A 較大時，線圈電流IL並不太關聯於時間，而成為流動有依據MOS電晶體2A之ON阻抗R2A 來決定的一定值電流(第5圖中從Tb到Tc為止的時間)。
一般同步整流電路中，線圈電流IL係藉由IL=-VOUT/L×t，使電流與時間成比例地往負極方向增大，故藉 由時間t來開放線圈能量時，也會從輸出端子VOUT經由開關元件對GND流動電流，但依據數式(6)，即使流動有電流，該電流直也可藉由MOS電晶體2A之ON阻抗R2A 來限制。
上述說明中，存在有整流二極體114的情況下，當開關電路1為OFF時，開關電路2以外之整流二極體114也會流動電流，使數式(6)不成立。從而，可提高整流二極體114之阻抗值(對整流二極體串聯***阻抗)或加以省略。
其次，說明交換式穩壓器之能量轉換效率改善的效果。交換式穩壓器，若減少其損失份量，能量轉換效率就會提高。假設以1MHz進行切換時之切換損失(包含用以驅動開關元件的損失)為100mW時，只要使切換頻率為1/100(10kHz)，切換損失就會成為1mW；更且藉由提高開關元件之ON阻抗，閘極電容之充放電量就會減少，故可降低到0.1mW以下。另一方面，藉由提高開關元件之ON阻抗，會如以下所示般產生開關元件造成的損失PSW 。
Psw=(VIN-VOUT)2 /R1A ×TON+VOUT2 /R2A ×TOFF…(7)
在此TON係MOS電晶體1A為ON之工作時間(duty)，TOFF係MOS電晶體1A為OFF之工作時間(1-TON)。
亦即滿足PSW +0.1mW<100mW地，來決定R1A 及R2A 的值，可藉此得到交換式穩壓器之能量轉換效率的的改善 效果。
實施例2
第6圖，表示有表示本發明第2實施例之交換式穩壓器電路之開關電路1的方塊圖。與第3圖不同的是，取代預驅動器31，存在有預驅動器41及42，而刪除閘控制電路30。預驅動器係用以驅動開關元件之電路，而為了驅動較大開關元件，必須有驅動能力較高的預驅動電路，驅動能力越高的預驅動電路一般來說切換損失就越大。預驅動器41，係用以驅動MOS電晶體1A之電路；預驅動器42，係用以驅動MOS電晶體1B之電路。與第3圖相同之MOS電晶體1A及1B，係其驅動能力亦即ON阻抗不同，若使MOS電晶體1A之ON阻抗為R1A ，使MOS電晶體1B之ON阻抗為R1B ，則為上述數式(1)的關係。從而，將驅動能力較小之MOS電晶體1A加以驅動之預驅動器41的切換損失，比預驅動器42之切換損失要小，兩者預驅動器之切換損失和幾乎等於第3圖之預驅動器31的損失。第3圖中，雖藉由預驅動器31驅動開關元件1A及1B雙方，但是藉由輸入端子S之電壓Vs將使開關元件1B為OFF時，預驅動器42的動作也會停止。又，預驅動器42之動作停止時，則使開關元件1B為OFF。藉由如此做，在開關元件1B為OFF時，可停止不必要的預驅動器動作，減少預驅動器42之損失份量。
第7圖，表示有表示本發明第2實施例之交換式穩壓 器電路之開關電路2的方塊圖。與第4圖不同的是，取代預驅動器33，存在有預驅動器43及44，而刪除閘控制電路32。
動作與第6圖相同，藉由輸入端子S之電壓Vs將使開關元件2B為OFF時，預驅動器44的動作也會停止。藉由如此做，在開關元件2B為OFF時，可停止不必要的預驅動器動作，減少預驅動器44之損失份量。
又取代第6圖及第7圖，也可如第8圖及第9圖所示，藉由輸入端子S之電壓Vs，使開關元件1A或1B，以及2A或2B之任一邊動作。第6圖與第8圖之不同，係預驅動電路41成為45這點。第7圖與第9圖之不同，係預驅動電路43成為46這點。
亦即第8圖中藉由輸入端子S之電壓Vs使開關元件1A動作時，係使預驅動電路45動作來讓開關元件1A做ON/OFF，當時開關元件1B會被OFF而預驅動電路42也停止。其次，當輸入端子S之電壓Vs的電壓成為反邏輯時，則使預驅動器42動作來讓開關元件1B做ON/OFF，當時開關元件1A會被OFF而預驅動電路45也停止。
在較輕負載時，將驅動能力較高之開關元件及驅動該者的預驅動器作為OFF，可藉此減輕較輕負載時的切換損失。
實施例3
第10圖，係表示本發明第3實施例之交換式穩壓器 。與第1圖不同的是，係沒有輸入端子S，在線圈112與輸出端子OUT之間追加有電流感測用之阻抗60；上述電流感測阻抗兩端之訊號，係連接於交換式穩壓器控制電路61。交換式穩壓器控制電路61，係如第11圖所示，放大電路32會放大阻抗兩端之電壓，以比較器63比較該電壓與基準電壓電路64的電壓，將該比較器之輸出作為上述第1圖中來自外部之輸入，亦即訊號Vs。如此一來，負載電流較多時放大電路62的輸出會變高，負載電流較少時放大電路62的輸出會變低；在某負載電流以下，比較器63之輸出以及Vs會成為"L"，降低交換式穩壓器控制電路61之振盪頻率，進而降低開關元件的驅動能力。
實施例4
第12圖，係表示本發明第3實施例之交換式穩壓器。與先前第16圖不同的是，交換式穩壓器控制電路70係具備來自外部的輸入端子S。又，藉由輸入端子S之電壓Vs來停止交換式穩壓器控制電路70之振盪動作，同時控制交換式穩壓器之輸出端子OUT與輸入端子IN的通道電晶體，控制為將輸出端子OUT之電壓VOUT保持在一定值。
第13圖，係表示交換式穩壓器控制電路70之方塊圖。基準電壓電路20，和由分壓電壓之阻抗20及21所構成的分壓電路，和誤差放大器22，和比較器23，係與第2圖相同。但是，是藉由輸入端子S之電壓Vs將振盪電路 24和誤差放大器22及比較器23做ON/OFF控制。振盪電路24只要藉由輸入端子S之電壓Vs來做ON/OFF控制，振盪頻率就會像第2圖之情況一樣不改變。又，第2誤差放大器71，係以反向器反轉輸入端子S之電壓Vs之訊號而成的訊號，來做ON/OFF控制。又，振盪電路24和誤差放大器22及比較器23在OFF狀態時，係使第12圖之開關電路111及115成為不導通狀態地，停止作為交換式穩壓器的動作。開關電路111及115，係藉由將輸入端子S之電壓Vs之訊號做邏輯訊號處理，在輸入端子S之電壓Vs為"L"時，可使開關電路111及115成為不導通狀態。
假設輸入端子S之電壓Vs為"H"時，振盪電路24和誤差放大器22及比較器23會成為ON，而進行一般的交換式穩壓器動作，則此時將誤差放大器71作為OFF，通道電晶體72作為OFF。又Vs為"L"時，振盪電路24和誤差放大器22及比較器23會成為OFF，誤差放大器71和通道電晶體72和基準電壓電路3，以及分壓電壓之阻抗20及21所構成的分壓電路都會動作，控制為將輸出端子OUT之電壓VOUT保持在一定值。
一般來說，序列式穩壓器在輸入輸出電壓較大時，損失也較大。假設輸入電壓是輸出電壓的2倍，則限制序列式穩壓器之動作電流時，也會成為50%左右的能量轉換效率，但是交換式穩壓器中會因為切換損失，在較輕負載時成為50%以下的效率。
在較輕負載時，將動作從交換式穩壓器切換到序列式 穩壓器，則可提高教傾覆載時之能量轉換效率。
實施例5
第14圖，係表示本發明第5實施例之交換式穩壓器。與第12圖不同的是，係沒有輸入端子S，在線圈112與輸出端子OUT之間追加有電流感測用之阻抗60；上述電流感測阻抗兩端之訊號，係連接於交換式穩壓器控制電路71。交換式穩壓器控制電路71，係如第11圖所示，放大電路62會放大阻抗兩端之電壓，以比較器63比較該電壓與基準電壓電路64的電壓，將該比較器之輸出作為上述第10圖中來自外部之輸入，亦即訊號Vs。
如此一來，負載電流較多時放大電路62的輸出會變高，負載電流較少時放大電路62的輸出會變低；在某負載電流以下，比較器63之輸出以及Vs會成為"L"，震盪電路24和誤差放大器22及比較器23會成為OFF，誤差放大器71與通道電晶體72與基準電壓電路3及分壓電壓之阻抗20及21所構成的序列式穩壓器會為ON，控制為將輸出端子OUT之電壓VOUT保持在一定值。
如此一來，會配合負載電流，在負載較輕時不用外部端子控制就可自動停止切換動作，並藉由使序列式穩壓器動作，來改善效率。
另外開關元件之ON阻抗，在開關元件是以MOS電晶體所構成時，可以藉由其閘極寬度或閘極長度來調整，但是亦可對開關元件串聯附加阻抗，利用該阻抗值。
第15圖，表示對開關元件串聯***阻抗的範例。與第4圖不同的是，開關元件2A之汲極與端子X之間***有阻抗80。如此一來，可以將開關元件2A之源極與端子X之間的阻抗值，作為開關元件2A之ON阻抗與阻抗80之阻抗值的和。此方法，明顯亦可適用於第3圖、第6圖、第7圖。
如以上所說明，若依本發明，則針對交換式穩壓器，可提高較輕負載時的能量轉換效率。
1、2‧‧‧開關電路
1A、1B、2A、2B‧‧‧MOS電晶體
3‧‧‧基準電壓電路
5‧‧‧交換式穩壓器控制電路
10‧‧‧電源
15‧‧‧負載
20、21‧‧‧分壓阻抗
22、71‧‧‧誤差放大器
23‧‧‧比較器
24‧‧‧震盪電路
30‧‧‧閘控制電路
30A、30B‧‧‧開關
31‧‧‧預驅動器
32‧‧‧閘控制電路
32A、32B‧‧‧開關
33‧‧‧預驅動器
41、42‧‧‧預驅動器
43、44‧‧‧預驅動器
45、46‧‧‧預驅動器
50‧‧‧交換式穩壓器控制電路
60‧‧‧阻抗
61‧‧‧交換式穩壓器控制電路
62‧‧‧放大電路
63‧‧‧比較器
64‧‧‧基準電壓電路
70‧‧‧交換式穩壓器控制電路
71‧‧‧第2誤差放大器
72‧‧‧通道電晶體
80‧‧‧阻抗
111‧‧‧第1開關電路
112‧‧‧線圈
113‧‧‧電容器
114‧‧‧整流二極體
115‧‧‧第2開關元件
120、124‧‧‧預驅動電路
121、125‧‧‧MOS電晶體
IL‧‧‧線圈電流
IN、S‧‧‧輸入端子
OUT‧‧‧輸出端子
VIN‧‧‧電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓
Vs‧‧‧輸出電壓
Vc‧‧‧輸出訊號
X‧‧‧端子
[第1圖]本發明第1實施例之交換式穩壓器
[第2圖]本發明第1實施例之交換式穩壓器控制電路
[第3圖]本發明之開關元件1的方塊圖
[第4圖]本發明之開關元件2的方塊圖
[第5圖]本發明第1實施例之電流波形
[第6圖]本發明第2實施例之開關元件1的方塊圖
[第7圖]本發明第2實施例之開關元件2的方塊圖
[第8圖]本發明第2實施例之開關元件1的方塊圖
[第9圖]本發明第2實施例之開關元件2的方塊圖
[第10圖]本發明第3實施例之交換式穩壓器
[第11圖]負載電流檢測電路的例子
[第12圖]本發明第4實施例之交換式穩壓器
[第13圖]本發明第4實施例之交換式穩壓器控制電路
[第14圖]本發明第5實施例之交換式穩壓器
[第15圖]本發明之開關元件2的方塊圖
[第16圖]先前之交換式穩壓器
[第17圖]先前之交換式穩壓器的電流波形
[第18圖(A)、(B)]先前之交換式穩壓器的開關電路例子
1、2‧‧‧開關電路
3‧‧‧基準電壓電路
5‧‧‧交換式穩壓器控制電路
10‧‧‧電源
15‧‧‧負載
112‧‧‧線圈
113‧‧‧平滑電容器
114‧‧‧整流二極體

Claims (5)

  1. 一種交換式穩壓電路，係包含：產生基準電壓之基準電壓電路；用以將交換式穩壓器所輸出之輸出電壓，加以分壓的分壓電路；輸入上述分壓電路之電壓，與上述基準電壓電路之電壓，放大兩電壓之差電壓的誤差放大器電路；輸出震盪訊號的震盪電路；比較上述誤差放大器之輸出電壓與上述振盪電路之輸出電壓的PWM比較器；控制該交換式穩壓器之線圈電流的第1開關電路；及用以轉流上述線圈之能量的第2開關電路；是使上述第1及第2開關電路交互驅動之同步整流方式的交換式穩壓電路，其特徵為：上述第1及第2開關電路的至少之一，係具備輕負載用的第1MOS電晶體，與阻抗比前述輕負載用的第1MOS電晶體ON還要小，且閘極電容較大的第2MOS電晶體，在輕負載時利用停止前述第2MOS電晶體來變更驅動能力。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式穩壓電路，其中，上述第1及第2開關電路，係具備預驅動器，前述第1及第2開關電路，係變更驅動能力，並且也變更上述預驅動器的驅動能力。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式穩壓電路， 其中，上述第1及第2開關電路的至少之一變更驅動能力時，變更上述震盪電路的頻率。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之交換式穩壓電路，其中，因應上述交換式穩壓器的負載電流，變更上述震盪電路的頻率與上述第1及第2開關電路的至少之一驅動能力。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所記載之交換式穩壓電路，其中，因應交換式穩壓器的負載電流，控制連接於上述交換式穩壓器之輸出與電源之間之電晶體的閘極電壓，停止上述交換式穩壓器的動作。
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