專利名稱：串聯(lián)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)整功率(power)并將如此調(diào)整的功率輸出到負(fù)載的串聯(lián)調(diào) 節(jié)器(series regulator)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，串聯(lián)調(diào)節(jié)器已經(jīng)被廣泛地用作一種穩(wěn)定電源。參照?qǐng)D8,將描 述傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)的示例。
該串聯(lián)調(diào)節(jié)器通過利用控制IC 120控制電流調(diào)整功率晶體管113的基 極電流而將輸出電壓調(diào)整到根據(jù)負(fù)載的要求預(yù)先設(shè)置的參考值，由此產(chǎn)生穩(wěn) 定的直流電壓。控制IC 120使得比較器122將內(nèi)置的或外部的參考電壓電 路123產(chǎn)生的參考電壓與通過利用電阻器將輸出電壓分壓而獲得的調(diào)整后 的電壓進(jìn)行比較。基于參考電壓和調(diào)整后的電壓之間的差，控制IC 120經(jīng) 由控制晶體管121調(diào)整功率晶體管113的基極電流，并且由此控制功率晶體 管113的集電極電流。這樣，穩(wěn)定了輸出電壓。
通常，串聯(lián)調(diào)節(jié)器被提供有諸如過流保護(hù)電路125、過熱保護(hù)電路124 等等的保護(hù)電路。如果過流出現(xiàn)或者串聯(lián)調(diào)節(jié)器內(nèi)部的溫度升高，這樣的保 護(hù)電路通過限制功率晶體管113的基極電流而保護(hù)串聯(lián)調(diào)節(jié)器不被損壞等。 另外，例如，如此配置一些串聯(lián)調(diào)節(jié)器，使得通過控制對(duì)比較器的電力供應(yīng) 的通/斷(ON/OFF)而接通/斷開對(duì)連接到串聯(lián)調(diào)節(jié)器的輸出端子的負(fù)載的電 力供應(yīng)。
Q= {(輸入電壓)-(輸出電壓)} x(輸出電流) (1) 近年來，隨著電子裝置在功能等方面日益變得復(fù)雜，已經(jīng)日益要求諸如 串聯(lián)調(diào)節(jié)器之類的電源設(shè)備輸出大電流。
該趨勢(shì)導(dǎo)致串聯(lián)調(diào)節(jié)器中的更高的功率損耗、并且因此導(dǎo)致調(diào)節(jié)器自身 的熱量產(chǎn)生的增加。隨著調(diào)節(jié)器自身的熱量產(chǎn)生增加，諸如需要在調(diào)節(jié)器的 底板(substrate)上提供具有大的底座(footprint)的散射片、或者需要增大調(diào)節(jié)封裝的尺寸之類的問題出現(xiàn)。為了避免這樣的問題，優(yōu)選地使調(diào)節(jié)器中輸入 電壓和輸出電壓之間的差最小化，如上面公式(l)中所示，以便降低串聯(lián)調(diào)節(jié)
器中的功率損耗。附帶地說明，這樣的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的示例在JP-A-H11-259152 和JP-U-S63-168512中看到。
另一方面，在串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，串聯(lián)調(diào)節(jié)器自身的輸入電壓和輸出電壓之 間的差通常必須大約與輸出電流的增加成比例地增加。結(jié)果，即使輸出電壓 保持恒定，當(dāng)輸出電流根據(jù)負(fù)載變化時(shí)，所需要的輸入電壓也相應(yīng)地變化(輸 出電流越高，所需要的輸入電壓越大)。
因此，串聯(lián)調(diào)節(jié)器的輸入電壓通常^皮設(shè)置得相當(dāng)高，使得即使輸出電流 被最大化，串聯(lián)調(diào)節(jié)器也可以正常工作。然而，這樣做允許即使在輸出電壓 不那么大時(shí)也始終施加高輸入電壓，使得串聯(lián)調(diào)節(jié)器中的功率損耗不必要地
附帶地，當(dāng)輸入電壓和輸出電壓之間的差大時(shí)，在功率損耗方面，開關(guān) 調(diào)節(jié)器(switchingregulator)看上去更為有效。然而，不利地，與串聯(lián)調(diào)節(jié)器相 比，開關(guān)調(diào)節(jié)器的生產(chǎn)成本更高，并且更容易受到噪聲的攻擊。由于開關(guān)調(diào) 節(jié)器的這些缺點(diǎn)，串聯(lián)調(diào)節(jié)器如以前一樣保持為有利的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述的傳統(tǒng)上經(jīng)歷的問題，本發(fā)明的目的是提供串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其 即使在輸出電流的幅度(magnitude)變化時(shí)也能夠根據(jù)輸出電流的變化適當(dāng)?shù)?調(diào)整輸入電壓。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種串聯(lián)調(diào)節(jié)器， 包括功率調(diào)整部分，向該功率調(diào)整部分供應(yīng)功率，該功率調(diào)整部分對(duì)如此 供應(yīng)的功率進(jìn)行調(diào)整，并將如此調(diào)整的功率輸出到負(fù)載；以及調(diào)整控制部分， 其檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電壓的輸出電壓，并基于檢測(cè)結(jié)果控制所述調(diào)整， 該串聯(lián)調(diào)節(jié)器被提供有電流檢測(cè)部分，用于檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電流 的輸出電流；以及功率供應(yīng)部分，用于在根據(jù)電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果改變 電壓之后將功率供應(yīng)給功率調(diào)整部分。
利用該結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)輸出電流改變供應(yīng)給功率調(diào)整部分的功率(power) 的電壓(輸入電壓)。結(jié)果，即使當(dāng)輸出電流的幅度變化時(shí)，也可以根據(jù)輸出電 流的變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入電壓。更具體地，在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，功率調(diào)整部分可以是晶體 管，該晶體管利用其集電極和發(fā)射極端子連接在功率源和負(fù)載之間，并且該 調(diào)整控制部分可以通過基于輸出電壓和預(yù)定參考電壓的比較結(jié)果控制晶體管 的基極電流來控制所述調(diào)整。
在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，功率供應(yīng)部分可以被提供有開關(guān)電
路，其在輸出處于不同電壓的功率的多個(gè)電源之間執(zhí)行切換，以選擇所述多
個(gè)電源中的任一個(gè)電源，并且將所選擇的電源連接到功率調(diào)整部分；以及切 換控制部分，其用于根據(jù)電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果控制由開關(guān)電路執(zhí)行的切 換。
利用該結(jié)構(gòu)，可以借助于由開關(guān)電路執(zhí)行的切換而將處于不同電壓的功 率供應(yīng)給功率調(diào)整部分。這有助于容易地實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。
在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，切換控制部分可以根據(jù)電流檢測(cè)部分 的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)定閾值的比較結(jié)果來控制所述切換。
利用該結(jié)構(gòu)，根據(jù)所供應(yīng)的功率處于什么電壓上可以實(shí)現(xiàn)更期望的效果 來設(shè)置閾值。這使得可以容易地實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。
如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器可以被提供有閾值設(shè)置部分，其用于以可以 將如此設(shè)置的閾值改變?yōu)槿魏纹渌颠@樣的方式來設(shè)置閾值。
利用該結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)所供應(yīng)的功率可以實(shí)現(xiàn)更期望的效果所在的電壓變 化時(shí)，也可以通過根據(jù)電壓的變化適當(dāng)?shù)卦O(shè)置閾值來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)那袚Q控制。
在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，電流檢測(cè)部分可以通過檢測(cè)晶體管的 溫度來檢測(cè)輸出電 流。
由于在輸出電流與晶體管的溫度(其依賴于焦耳(Joule)熱)之間存在關(guān)聯(lián)， 該結(jié)構(gòu)使得可以檢測(cè)輸出電流。附帶地，傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器通常具有過熱保 護(hù)功能(利用其檢測(cè)溫度)。因此，通過利用該功能，可以消除對(duì)于增加用于檢 測(cè)輸出電流的額外傳感器的需要。
在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，電流檢測(cè)部分可以是用于檢測(cè)輸出電 流、并且以保持檢測(cè)結(jié)果低于預(yù)定值這樣的方式來控制所述調(diào)整的過流保護(hù) 電路。
由于傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器通常具有過流保護(hù)電路，該結(jié)構(gòu)通過將過流保護(hù) 電路用作電流檢測(cè)部分使得可以消除對(duì)增加額外傳感器的需要。
更具體地，在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，開關(guān)電路可以包括繼電器或半導(dǎo)體器件，并且功率供應(yīng)部分可以被提供有開關(guān)調(diào)節(jié)器。
在如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中，功率供應(yīng)部分可以根據(jù)電流檢測(cè)部分 的檢測(cè)結(jié)果線性地改變電壓，并將功率供應(yīng)給功率調(diào)整部分。
利用該結(jié)構(gòu)，可以以更高的精度向功率調(diào)整部分供應(yīng)處于跟隨輸出電流 的變化的電壓上的功率。這使得可以將功率調(diào)整部分中的功率損耗最小化， 而與輸出電流的變化無關(guān)。
如上所述配置的串聯(lián)調(diào)節(jié)器可以被提供有用于將電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié) 果輸出到外部的輸出端子。
利用該結(jié)構(gòu)，例如通過將檢測(cè)結(jié)果輸出到被提供有該串聯(lián)調(diào)節(jié)器的電子 裝置的微計(jì)算機(jī)，可以使得微計(jì)算機(jī)根據(jù)輸出電流執(zhí)行各種類型的處理。另 外，可以在串聯(lián)調(diào)節(jié)器的前一級(jí)中執(zhí)行的更為復(fù)雜的限流處理中使用該檢測(cè) 結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種串聯(lián)調(diào)節(jié)器，包括功率調(diào)整部分， 向該功率調(diào)整部分供應(yīng)功率，該功率調(diào)整部分對(duì)如此供應(yīng)的功率進(jìn)行調(diào)整， 并將如此調(diào)整的功率輸出到負(fù)載；以及調(diào)整控制部分，其檢測(cè)作為被輸出到 負(fù)載的電壓的輸出電壓，并且基于檢測(cè)結(jié)果控制所述調(diào)整，該串聯(lián)調(diào)節(jié)器被 提供有信號(hào)輸入端子，用于從外部接收指示作為被輸出到負(fù)載的電流的輸 出電流的信號(hào)；以及功率(power)供應(yīng)部分，用于在根據(jù)被輸入到信號(hào)輸入端 子的信號(hào)改變電壓之后將功率供應(yīng)給功率調(diào)整部分。
利用該結(jié)構(gòu)，在例如與串聯(lián)調(diào)節(jié)器相結(jié)合地提供用于輸出所述輸出電流 的檢測(cè)結(jié)果的外部設(shè)備(電流檢測(cè)器)的情況下，可以根據(jù)電流檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié) 果改變所供應(yīng)的功率的電壓。這使得可以在不使用電流檢測(cè)部分同時(shí)獲得與 第 一方面的結(jié)構(gòu)的益處相同的益處。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面， 一種電子裝置被提供有如上所述配置的串聯(lián)調(diào) 節(jié)器。這使得可以享有由上述結(jié)構(gòu)提供的優(yōu)點(diǎn)。


通過結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例參考附圖理解的以下描述，本發(fā)明的這一和其它目 標(biāo)與特征將變得清楚，在附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的示例1的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例2的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例3的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例4的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例5的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例5的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路的結(jié)構(gòu)圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例5的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路的另一結(jié)構(gòu)圖；以及
圖8是示出傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的示例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將采用示例1至5作為示例來描述本發(fā)明的實(shí)施例。 示例1
下文中，將釆用具有圖1中示出的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例來描述本 發(fā)明的示例1。如在該圖中所示，該串聯(lián)調(diào)節(jié)器包括功率輸入端子lla和llb、 開關(guān)電路12、功率晶體管13、功率輸出端子14a、接地端子14b、控制IC 20 等等。利用該結(jié)構(gòu)，串聯(lián)調(diào)節(jié)器將功率(power)供應(yīng)給連接在功率輸出端子14a 與接地端子14b之間的諸如LED的電負(fù)載。串聯(lián)調(diào)節(jié)器例如被包括在電子裝 置中并且充當(dāng)電源設(shè)備。
分別將處于電壓Vinl的功率(power)和處于電壓Vin2的功率輸入到功率 輸入端子1 la和1 lb。這里，Vinl和Vin2為不同的電壓。
開關(guān)電路12被構(gòu)造為包括繼電器的電路、包括諸如晶體管之類的半導(dǎo)體 器件的電路等。開關(guān)電路12在功率輸入端子lla和llb之間執(zhí)行切換以選擇 它們中的任何一個(gè)，并且將所選擇的端子連接到功率晶體管13的發(fā)射極端 子。也就是說，開關(guān)電路12可以在功率輸入端子lla與功率晶體管13連接 在一起的狀態(tài)、和功率輸入端子lib與功率晶體管13連接在一起的狀態(tài)之間 切換。如將在后面描述的，該切換由切換控制部分27控制。
利用PNP晶體管來構(gòu)造功率晶體管13。功率晶體管13的發(fā)射極端子連 接到開關(guān)電路12，其集電極端子連接到功率輸出端子14a，以及其基極端子 連接到控制IC20。利用該結(jié)構(gòu)，從前一級(jí)(開關(guān)電路12側(cè))輸入的功率被控制 IC20調(diào)整，然后被輸出到下一級(jí)(功率輸出端子14a側(cè))。附帶地，功率晶體 管13不限于PNP晶體管，而可以是任何其它類型。
將控制IC20構(gòu)造為被提供有控制晶體管21、比較器22、參考電壓電路 23、過熱保護(hù)電路24、過流保護(hù)電路25、輸出電流檢測(cè)電路26、切換控制部分27、閾值設(shè)置部分28等的IC芯片。
控制晶體管21、比較器22和參考電壓電路23彼此協(xié)作地工作以控制功 率晶體管13的基極電流，由此控制對(duì)負(fù)載的功率供應(yīng)。更具體地，使得比較 器22將通過利用多個(gè)電阻器將輸出到負(fù)載的電壓(輸出電壓)分壓獲得的電壓 Vadj與參考電壓電路23產(chǎn)生的預(yù)定參考電壓Vref進(jìn)行比較?；谌绱双@得 的比較結(jié)果，控制晶體管21調(diào)整功率晶體管13的基極電流。通過這一系列 處理，輸出電壓被如此控制以變得等于參考電壓。
過熱保護(hù)電路24具有靠近功率晶體管13布置的溫度傳感器，并且監(jiān)視 功率晶體管13的溫度情況。如果發(fā)現(xiàn)溫度傳感器檢測(cè)的溫度超過預(yù)定閾值， 則過熱保護(hù)電路24以降低要被供應(yīng)給負(fù)載的功率、或者停止對(duì)負(fù)載的功率供 應(yīng)這樣的方式來控制所述控制晶體管21。該控制有助于防止功率晶體管13 的溫度由于焦耳熱而變得過高。
過流保護(hù)電路25監(jiān)視被輸出到負(fù)載的輸出電流的幅度。如果發(fā)現(xiàn)所述幅 度超過預(yù)定閾值，則過流保護(hù)電路25以降低要被供應(yīng)給負(fù)載的功率、或者停 止對(duì)負(fù)載的功率供應(yīng)這樣的方式來控制所述控制晶體管21。該控制有助于防 止由于某種故障而輸出異常電流以及導(dǎo)致負(fù)載或設(shè)備的損壞等。
輸出電流檢測(cè)電路26持續(xù)地檢測(cè)被輸出到負(fù)載的輸出電流的幅度。如此 獲得的檢測(cè)結(jié)果被作為檢測(cè)信號(hào)經(jīng)由控制IC 20的端子輸出到外部。利用該 結(jié)構(gòu)，例如通過將檢測(cè)信號(hào)輸出到被提供有該開關(guān)調(diào)節(jié)器的電子裝置的微計(jì) 算機(jī)，可以使得該微計(jì)算機(jī)根據(jù)輸出電流執(zhí)行各種類型的處理。另外，還可 以在串聯(lián)調(diào)節(jié)器的前一級(jí)中執(zhí)行的更復(fù)雜的限流處理中使用該檢測(cè)信號(hào)。還 將輸出電流檢測(cè)電路26獲得的檢測(cè)信息傳送到切換控制部分27。
切換控制部分27將輸出電流檢測(cè)電路26的檢測(cè)結(jié)果(輸出電流的幅度) 與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并且基于如此獲得的比較結(jié)果控制開關(guān)電路12的切換 (執(zhí)行其切換控制)。閾值設(shè)置部分28以可以根據(jù)用戶指令將如此設(shè)置的閾值 改變?yōu)槿魏纹渌颠@樣的方式來設(shè)置閾值。例如利用外部可變電阻器來構(gòu)造 閾值設(shè)置部分。接下來，將詳細(xì)描述如何執(zhí)行切換控制。
這里，假設(shè)輸入到端子lla的電壓Vinl為5V，輸入到端子lib的電壓 Vin2為3V,以及從端子14a輸出的電壓Vo為2.5V。另外，假設(shè)如果輸出 電流為0.5A,則功率晶體管13的性能要求輸入電壓與輸出電壓之間的差Vu。 為至少0.5V,如果輸出電流為1A,則功率晶體管13的性能要求輸入電壓與輸出電壓之間的差Vi-。為至少IV。
在此情況下，如果輸出電流為1A以滿足負(fù)載需要，則所需要的差Vi.。 為IV。結(jié)果，需要至少3.5V(1V + 2.5V)的輸入電壓。另一方面，如果輸出電 流等于或小于0.5A，則差^.。只須等于或低于0.5￥。結(jié)果，3V(=0.5V + 2.5V) 的輸入電壓就足夠了。
因此，基于輸出電流檢測(cè)電路26獲得的檢測(cè)信息，切換控制部分27以 這樣的方式來控制開關(guān)電路12,所述方式即如果輸出電流小于0.5A,則將 功率輸入端子llb連接到功率晶體管13,如果輸出電流等于或大于0.5A，則 將功率輸入端子lla連接到功率晶體管13。
作為該控制的結(jié)果，例如當(dāng)輸出電流為0.3A時(shí)，該串聯(lián)調(diào)節(jié)器中的功率 損耗為(3V-2.5V)x0.3A-0.15W的等級(jí)(order)。另一方面，在同樣條件下， 其輸入電壓固定為5V的串聯(lián)調(diào)節(jié)器中的功率損耗為(5￥-2.5￥)乂0.3八= 0.75W的等級(jí)。如將從上述示例理解的，利用示例l的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，可以在 輸出電流相對(duì)小時(shí)顯著降低功率損耗。這有助于實(shí)現(xiàn)效率提高，并降低調(diào)節(jié) 器自身的熱量產(chǎn)生。
上述的示例1處理這樣的切換控制，在該切換控制中要與輸出電流的幅 度進(jìn)行比較的閾值被設(shè)置為0.5A。然而，如前面所述，通過閾值設(shè)置部分28 可以將這一閾值改變?yōu)槿魏纹渌?。因此，即使?dāng)功率晶體管13的性能、或 電壓Vinl和Vin2的幅度等改變時(shí)，也可以通過響應(yīng)于那些改變適當(dāng)?shù)卦O(shè)置 閾值而以適當(dāng)?shù)姆绞綀?zhí)行切換控制。
示例2
接下來，將采用具有圖2所示的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例來描述本發(fā) 明的示例2。示例2與示例1的不同之處在于例如不提供輸出電流檢測(cè)電 路，并且基于外部信號(hào)控制開關(guān)電路。在其它方面，示例2的結(jié)構(gòu)基本上與 示例l的結(jié)構(gòu)相同，因此將不重復(fù)其重復(fù)的描述。
示例2的切換控制部分27以與示例1的切換控制部分相同的方式執(zhí)行控 制，但是與其不同之處在于它獲取關(guān)于輸出電流的幅度的信息所通過的途徑。 也就是說，在示例l中，切換控制部分27從輸出電流檢測(cè)電路26獲取所述 信息；在該示例中，切換控制部分27通過從外部輸入到控制IC20的端子29 獲取所述信息。從另一視點(diǎn)來看，在該示例中，作為切換控制部分27已經(jīng)接 收到從外部輸入的信號(hào)的結(jié)果，檢測(cè)到輸出電流的幅度。利用該結(jié)構(gòu)，如圖2中所示，在將用于為某個(gè)目的檢測(cè)該串聯(lián)調(diào)節(jié)器的輸出電流的電流檢測(cè)器50提供為外部設(shè)備的情況下，通過將電流檢測(cè)器50 的檢測(cè)信號(hào)輸入到端子29,可以使得切換控制部分27以與示例1中相同的 方式執(zhí)行控制。結(jié)果，可以消除對(duì)于與輸出電流檢測(cè)電路26相對(duì)應(yīng)的設(shè)備的需要，并且 因此進(jìn)一步簡(jiǎn)化串聯(lián)調(diào)節(jié)器自身的電路結(jié)構(gòu)。附帶地，從避免在諸如當(dāng)端子 29處于斷開狀態(tài)、或者沒有向端子29饋送信號(hào)的情況下出現(xiàn)故障的視點(diǎn)來 看，在這樣的情況下開關(guān)電路12可以被如此控制使得功率輸入端子lib總是 連接到功率晶體管13。示例3接下來，將采用具有圖3所示的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例來描述本發(fā) 明的示例3。示例3與示例1的不同之處在于例如不提供輸出電流檢測(cè)電 路，并且基于過熱保護(hù)電路的輸出信號(hào)控制開關(guān)電路。在其它方面，示例3 的結(jié)構(gòu)基本上與示例1的結(jié)構(gòu)相同，因此將不重復(fù)其重復(fù)的描述。示例3的切換控制部分27以與示例1的切換控制部分27相同的方式執(zhí) 行控制，但是與其不同之處在于它獲取關(guān)于輸出電流的幅度的信息的所通過 的途徑。也就是說，在示例1中，切換控制部分27從輸出電流檢測(cè)電路26 獲取所述信息；在該示例中，切換控制部分27通過從過熱保護(hù)電路24輸入 的信號(hào)獲取所述信息。如同示例1的情況那樣，該示例的過熱保護(hù)電路24監(jiān)視功率晶體管13 的溫度情況，并且根據(jù)如此檢測(cè)的溫度控制所述控制晶體管21。另外，該示 例的過熱保護(hù)電路24將如此獲得的溫度信息傳送到切換控制部分27。切換 控制部分27根據(jù)如此獲得的溫度是否高于預(yù)定闊值來控制開關(guān)電路12。以可以通過閾值設(shè)置部分28將上述閾值改變?yōu)槿魏纹渌颠@樣的方式 來設(shè)置上述閾值。例如，通過將當(dāng)輸出電流為0.5A時(shí)可能檢測(cè)到的給定溫度 設(shè)置為閾值，可以使得開關(guān)電路12根據(jù)輸出電流是否大于0.5A來執(zhí)行切換。 附帶地，由于功率晶體管13的溫度大大依賴于焦耳熱，因此該溫度與輸出電 流的幅度密切相關(guān)。因此，可以基于功率晶體管13的溫度信息來檢測(cè)輸出電 流的幅度。根據(jù)該示例，可以基于過熱保護(hù)電路24獲得的檢測(cè)信息來控制開關(guān)電路 12。這使得可以消除對(duì)于與輸出電流檢測(cè)電路26相對(duì)應(yīng)的設(shè)備的需要，并且因此進(jìn)一步簡(jiǎn)化串聯(lián)調(diào)節(jié)器自身的電路結(jié)構(gòu)。 示例4接下來，將采用具有圖4所示的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例來描述本發(fā) 明的示例4。示例4與示例1的不同之處在于例如不提供輸出電流檢測(cè)電 路，并且基于過流保護(hù)電路的輸出信號(hào)控制開關(guān)電路。在其它方面，示例4 的結(jié)構(gòu)基本上與示例1的結(jié)構(gòu)相同，因此將不重復(fù)其重復(fù)的描述。示例4的切換控制部分27以與示例1的切換控制部分相同的方式執(zhí)行控 制，但是與其不同之處在于它獲取關(guān)于輸出電流的幅度的信息所通過的途徑。 也就是說，在示例l中，切換控制部分27從輸出電流檢測(cè)電路26獲取所述 信息；在該示例中，切換控制部分27通過從過流保護(hù)電路25輸入的信號(hào)獲 取所述信息。如同示例1的情況那樣，該示例的過流保護(hù)電路25監(jiān)視輸出到負(fù)載的輸 出電流的幅度，并且根據(jù)如此檢測(cè)的輸出電流控制所述控制晶體管21。另夕卜， 該示例的過流保護(hù)電路25將如此獲得的輸出電流信息傳送到切換控制部分 27。切換控制部分27根據(jù)如此獲得的信息控制開關(guān)電路12。根據(jù)該示例，可以基于過流保護(hù)電路25獲得的檢測(cè)信息來控制開關(guān)電路 12。這使得可以消除對(duì)于與輸出電流檢測(cè)電路26相對(duì)應(yīng)的設(shè)備的需要，并且 因此進(jìn)一步簡(jiǎn)化串聯(lián)調(diào)節(jié)器自身的電路結(jié)構(gòu)。示例5接下來，將采用具有圖5所示的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例來描述本發(fā) 明的示例5。示例5與示例1的不同之處在于例如使用開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15 來代替開關(guān)電路12、切換控制部分27等。在其它方面，示例5的結(jié)構(gòu)基本 上與示例1的結(jié)構(gòu)相同，并且因此將不重復(fù)其重復(fù)的描述。開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15基于從輸出電流檢測(cè)電路26接收的檢測(cè)信號(hào)(關(guān)于輸 出電流的幅度的信息)來調(diào)整所供應(yīng)的功率，并且將調(diào)整后的功率輸出給功率 晶體管13。這里，在圖6中示出了開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15的結(jié)構(gòu)。如圖6中所示，開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15包括從外部接收功率供應(yīng)的斬波器調(diào) 節(jié)器(chopperregulator" 1、線圈32、電解電容器33、 二極管34、可變電阻器 Rl、電阻器R2等。斬波器調(diào)節(jié)器31在其輸出端經(jīng)由線圈32連接到功率晶 體管13。線圈32在其輸出端經(jīng)由其中可變電阻器R1與電阻器R2串聯(lián)連接 的電路、以及經(jīng)由電解電容器33接地。線圈32在其輸入端經(jīng)由二極管34(陰極在線圈32側(cè))接地?？勺冸娮杵鱎1和電阻器R2之間的電壓被輸入到斬波 器調(diào)節(jié)器31。可變電阻器R1的電阻值根據(jù)來自輸出電流檢測(cè)電路26的檢測(cè) 信號(hào)變化。利用該結(jié)構(gòu)，開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15通過根據(jù)來自輸出電流檢測(cè)電路26的 檢測(cè)信號(hào)改變可變電阻器Rl的電阻值來調(diào)整所供應(yīng)的功率，然后將調(diào)整后的 功率輸出到功率晶體管13?？商娲?，可以如圖7中所示地構(gòu)造開關(guān)調(diào)節(jié)器 電路15。圖7中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15包括代替可變電阻器R1的、由并聯(lián) 連接到線圈32的輸出端的多個(gè)電阻器組成的電阻器組35，所述電阻器具有 不同的電阻值；以及開關(guān)36，其可以在所述多個(gè)電阻器之間執(zhí)行切換以選擇 它們中的任一個(gè)，并且將所選擇的電阻器連接到電阻器R2。開關(guān)36根據(jù)來 自輸出電流檢測(cè)電路26的檢測(cè)信號(hào)來執(zhí)行切換。利用該結(jié)構(gòu)，通過改變連接 到電阻器R2的電阻器的類型來調(diào)整所供應(yīng)的功率，并且將調(diào)整后的功率輸出 到功率晶體管13?？商娲兀梢匀绱伺渲瞄_關(guān)調(diào)節(jié)器電路15,使得根據(jù)從輸出電流檢測(cè) 電路26傳送的檢測(cè)結(jié)果(輸出電流的幅度)線性地調(diào)整所供應(yīng)的功率(而不是 當(dāng)檢測(cè)到給定檢測(cè)值時(shí)急劇改變所供應(yīng)的功率)，并且將調(diào)整后的功率輸出到 功率晶體管13。例如，可以如此配置開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15,使得將來自輸出電 流檢測(cè)電路26的檢測(cè)信號(hào)輸入到斬波器調(diào)節(jié)器31,并且使得斬波器調(diào)節(jié)器 31根據(jù)檢測(cè)信號(hào)線性地改變輸出的占空比。利用該結(jié)構(gòu)，可以以更高的精度向功率晶體管13供應(yīng)處于跟隨輸出電流 的變化的電壓上的功率。這使得更易于使功率晶體管13中的功率損耗最小 化，而與輸出電流的變化無關(guān)。補(bǔ)充注釋如上所述，在示例1至5中所述的串聯(lián)解調(diào)器每個(gè)都具有被供應(yīng)功率 的功率晶體管13(功率調(diào)整部分)，該功率晶體管13調(diào)整所供應(yīng)的功率(對(duì)其 進(jìn)行調(diào)整)并且隨后將調(diào)整后的功率輸出到負(fù)載；以及比較器22、控制晶體管 21等(調(diào)整控制部分)，其檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電壓的輸出電壓，并且基 于如此獲得的檢測(cè)結(jié)果控制功率調(diào)整。另外，提供了電流檢測(cè)部分(例如輸出電流檢測(cè)電路26),其檢測(cè)作為 被輸出到負(fù)載的電流的輸出電流；以及功率供應(yīng)部分(例如開關(guān)電路12或開關(guān)調(diào)節(jié)器電路15)，其根據(jù)檢測(cè)結(jié)果改變所述電壓并且將功率供應(yīng)給功率晶體管13(除了示例2中所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器之夕卜，在該串聯(lián)調(diào)節(jié)器中提供用于從外 部接收指示輸出電流的信號(hào)的端子29來代替電流檢測(cè)部分)。利用該結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)輸出電流改變被供應(yīng)給功率晶體管13的功率的電 壓(輸入電壓)。結(jié)果，即使當(dāng)輸出電流的幅度變化時(shí)，也可以根據(jù)輸出電流的 變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入電壓。到此處為止已經(jīng)采用示例1至5作為示例描述了本發(fā)明?？梢砸猿松?面具體描述的方式之外的任何其它方式來實(shí)踐本發(fā)明，并且在本發(fā)明的精神 之內(nèi)作出任何修改或變化。另外，只要可以適用，上述示例1至5的所有特 征可以與任何其它特征相組合。根據(jù)本發(fā)明，上面被描述為實(shí)施例的串聯(lián)調(diào)節(jié)器可以根據(jù)輸出電流改變 要被供應(yīng)給功率調(diào)整部分的功率的電壓(輸入電壓)。這使得即使在輸出電流的 幅度變化時(shí)也可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入電壓。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)調(diào)節(jié)器，包括功率調(diào)整部分，向該功率調(diào)整部分供應(yīng)功率，該功率調(diào)整部分對(duì)如此供應(yīng)的功率進(jìn)行調(diào)整，并且將如此調(diào)整的功率輸出到負(fù)載；以及調(diào)整控制部分，其檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電壓的輸出電壓，并且基于檢測(cè)結(jié)果控制所述調(diào)整，所述串聯(lián)調(diào)節(jié)器包括電流檢測(cè)部分，用于檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電流的輸出電流；以及功率供應(yīng)部分，用于在根據(jù)所述電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果改變電壓之后將所述功率供應(yīng)給所述功率調(diào)整部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述功率調(diào)整部分是晶體管，該晶體管利用其集電極和發(fā)射極端 子連接在功率源和負(fù)載之間，其中，所述調(diào)整控制部分通過基于所述輸出電壓和預(yù)定參考電壓的比較 結(jié)果控制所述晶體管的基極電流來控制所述調(diào)整。
3. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中， 所述功率供應(yīng)部分包括開關(guān)電路，其在輸出處于不同電壓上的功率的多個(gè)電源之間執(zhí)行切 換，以選擇所述多個(gè)電源中的任一個(gè)電源，并且將所選擇的電源連接到所述 功率調(diào)整部分；以及切換控制部分，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果控制由所述開 關(guān)電路執(zhí)行的切換。
4. 如權(quán)利要求3所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述切換控制部分根據(jù)所述電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)定閾值的比較 的結(jié)果來控制所述切換。
5. 如權(quán)利要求4所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，還包括閾值設(shè)置部分，其用于以能夠?qū)⑷绱嗽O(shè)置的閾值改變?yōu)槿魏纹渌颠@樣 的方式來設(shè)置所述閾值。
6. 如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述電流檢測(cè)部分通過檢測(cè)所述晶體管的溫度來^r測(cè)輸出電流。
7. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述電流檢測(cè)部分是用于檢測(cè)輸出電流并且以保持檢測(cè)結(jié)果低于預(yù)定值 這樣的方式來控制所述調(diào)整的過流保護(hù)電路。
8. 如權(quán)利要求3所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中， 所述開關(guān)電路包括繼電器或半導(dǎo)體器件。
9. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述功率供應(yīng)部分包括開關(guān)調(diào)節(jié)器。
10. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述功率供應(yīng)部分根據(jù)所述電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果線性地改變所述電 壓，并將功率供應(yīng)給所述功率調(diào)整部分。
11. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，還包括 輸出端子，用于將所述電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果輸出到外部。
12. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，其中，所述電流檢測(cè)部分通過從外部接收指示所述輸出電流的信號(hào)來檢測(cè)所述 舉敘出電力t。
13. —種電子裝置，包括如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)調(diào)節(jié)器。
全文摘要
一種串聯(lián)調(diào)節(jié)器，包括功率調(diào)整部分，向該功率調(diào)整部分供應(yīng)功率，該功率調(diào)整部分對(duì)如此供應(yīng)的功率進(jìn)行調(diào)整，并將如此調(diào)整的功率輸出到負(fù)載；以及調(diào)整控制部分，其檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電壓的輸出電壓，并且基于該檢測(cè)結(jié)果控制所述調(diào)整，該串聯(lián)調(diào)節(jié)器被提供有電流檢測(cè)部分，用于檢測(cè)作為被輸出到負(fù)載的電流的輸出電流；以及功率供應(yīng)部分，用于在根據(jù)電流檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果改變電壓之后將功率供應(yīng)給功率調(diào)整部分。利用該結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)輸出電流的幅度變化時(shí)，也可以根據(jù)輸出電流的變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入電壓。
文檔編號(hào)G05F1/66GK101246376SQ20081000543
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者中村雄市 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社