專利名稱：開關電源裝置及其控制器ic的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對輸入電壓進行開關控制并產(chǎn)生不同的輸出電壓的開關電源裝置及其用于該裝置的控制器IC。
背景技術：
在移動電話、數(shù)碼相機、PDA、電腦等中，常需要從電池等較低的電源電壓獲得更高的直流電壓。這種高直流電壓可以通過開關電源裝置獲得，但是要利用低電源電壓進行PWM控制等所有的控制動作，在實際裝置中還常常有困難。這里常見的方法是，設置即使在1.0～1.5V左右的低電壓也能動作的低電壓動作模塊，啟動時首先利用低電壓動作模塊進行PWM控制等，將電池電壓升壓至其它的動作模塊能夠動作的電壓，然后轉(zhuǎn)移到通常的PWM控制動作(參照專利文獻1)。
圖3為將過去的裝置按照實用要求進行部分改造而成的開關電源裝置200的結構，可以從低電源電壓獲得更高的直流電壓。圖4是模式地表示圖3裝置啟動時的特性的圖。
圖3中，直流電源的電池BAT采用例如鎳氫電池2單元，其電壓Vbat為1.5V左右。電壓Vbat通過線圈Lo、NPN晶體管的開關晶體管Qo接地。通過開關控制信號Sout控制晶體管Qo的導通斷開，其集電極電壓通過整流用二極管Do以及平滑用電容器Co被整流？平滑后，輸出輸出電壓Vo(例如，正常時5.0V)。
控制器IC20產(chǎn)生并輸出供給晶體管Qo的控制信號Sout。一般采用的控制方法為電壓控制方法，即反饋輸出電壓Vo，將輸出電壓Vo與基準電壓進行比較，獲得誤差信號，利用將此誤差信號與三角波信號進行比較得到的脈沖調(diào)幅(PWM)信號，對晶體管Qo進行開關控制。
但是，在1.5V左右的低電壓下進行PWM控制等所有的控制操作，對于實際裝置來說常常有困難。在圖3中，設置有在低電壓(例如，1.5V)下也能動作的低電壓動作模塊LVB。這樣，啟動時首先利用低電壓動作模塊LVB進行PWM控制等，將電池電壓Vbat升壓至其它通常的高電壓動作模塊HVB能夠動作的電壓(例如，2.5V)，然后轉(zhuǎn)移到通常的PWM控制動作。
接著說明控制器IC20的結構。控制器IC20中，電池電壓Vbat輸入到電池電壓接點Pbat，向低電壓下動作的各電路供電。還有，控制器IC20中，輸出電壓Vo通過輸出電壓接點Pvo直接輸入，作為比較器CP0的比較輸入，同時給需要高電壓的各電路供電。還有，輸出電壓Vo通過分壓電阻R1、R2分壓后得到的反饋電壓Vfb輸入到反饋電壓接點Pfb。
通常動作的高電壓動作模塊HVB包括輸出反饋電壓Vfb相對于第2基準電壓Vref2的誤差、并將該誤差輸出信號EO從誤差輸出接點Peo通過反饋用電容器C1和電阻R3反饋到反饋電壓接點Pfb的誤差放大器Eamp、三角波信號振蕩器OSC2、輸入來自該振蕩器OSC2的三角波信號CT、誤差輸出信號EO、作為DTC(Dead Time Control)電壓的軟啟動電壓(以下，SS電壓)Vss的PWM比較器CP2、將PWM比較器CP2的輸出放大并從第2控制信號輸出接點Pout2作為控制信號Sout輸出的第2驅(qū)動器DR2。
PWM比較器CP2將誤差輸出信號EO和SS電壓Vss的值中較小的信號與三角波信號CT進行比較。還有，第2驅(qū)動器DR2在接到動作指令(此時，低(L)電平)時進行動作。該高電壓動作模塊HVB在輸出電壓Vo為電池電壓Vbat或比其稍高的電壓下不能夠充分地動作。結果，第2基準電壓Vref2與SS電壓Vss的值較小的信號成為高電壓動作模塊HVB的控制基準電壓。
啟動時動作的低電壓動作模塊LVB包括在供給電池電壓Vbat時開始振蕩動作并產(chǎn)生方形波脈沖的振蕩器OSC1、將振蕩器OSC1的發(fā)生脈沖進行放大并從第1控制信號輸出接點Pout1作為控制信號Sout輸出的第1驅(qū)動器DR1。第1驅(qū)動器DR1在接到動作指令(此時，高(H)電平)時進行動作。該低電壓動作模塊LVB與輸出電壓Vo無關，在電池電壓Vbat下能夠充分動作。
比較器CP0將輸出電壓Vo與第1基準電壓Vref1進行比較，作為其比較結果，產(chǎn)生H電平或L電平的輸出。該第1基準電壓Vref1設定在高電壓動作模塊HVB的各電路能夠充分動作的高電壓，因此在輸出電壓Vo高于第1基準電壓Vref1時，第2驅(qū)動器DR2開始動作，第1驅(qū)動器DR1停止動作。為了穩(wěn)定比較動作，讓比較器CP0具有滯后特性。
還有，軟啟動模塊SSB由軟啟動電路SSC、軟啟動用電容器Css和軟啟動用啟動開關Q2組成。軟啟動電路SSC通過軟啟動接點Pss與外置的電容器Css串聯(lián)連接，其連接點通過NMOS晶體管的軟啟動用啟動開關Q2接地。軟啟動電路SSC由利用電阻對電源電壓進行分壓輸出的電阻分壓電路組成，以產(chǎn)生作為DTC電壓的SS電壓。比較器CP0的輸出H電平或L電平施加在該啟動開關Q2的柵極上。
下面參照圖4說明這樣組成的開關電源裝置200的動作、特別是啟動時的動作。
在時間點t1，振蕩器OSC1開始振蕩動作，開始進入開關電源裝置200的操作。開始后的輸出電壓Vo為電池電壓Vbat，低于第1基準電壓Vref1(Vo＜Vref1)，所以比較器CP0的輸出為H電平。這樣，第2驅(qū)動器DR2不動作，啟動開關Q2導通，第1驅(qū)動器DR1處于動作狀態(tài)。由于低電壓動作模塊LVB的各電路在低電壓的電池電壓Vbat也能動作，所以振蕩器OSC1輸出預先設定的一定頻率的方形波脈沖。這種方形波脈沖在第1驅(qū)動器DR1被放大，通過控制信號輸出接點Pout1作為控制信號Sout，控制開關晶體管Qo導通？斷開。
如圖4所示，通過開關晶體管Qo的導通？斷開，線圈Lo的能量蓄積及其釋放動作使得輸出電壓Vo緩慢上升。
在輸出電壓Vo上升到超過第1基準電壓Vref1的時間點t2，比較器CP0的輸出為反向的L電平。這樣，第1驅(qū)動器DR1從動作狀態(tài)變?yōu)椴粍幼鳡顟B(tài)，第2驅(qū)動器DR2從不動作狀態(tài)變?yōu)閯幼鳡顟B(tài)。還有，啟動開關Q2斷開，開始對電容器Css進行充電，開始PWM控制的軟啟動動作。
該時間點t2的輸出電壓Vo為第1基準電壓Vref1，為使高電壓動作模塊HVB的各電路能夠充分動作的電壓。但是，因為從時間點t2開始軟啟動動作，SS電壓Vss升到能夠與三角波信號CT進行比較的強度之前，不輸出控制信號Sout。因此，不對電容器Co充入新的電荷，輸出電壓Vo不能上升。這一期間在圖中用α表示。然后，隨著SS電壓Vss的上升，進行以SS電壓Vss為基準的PWM控制，輸出電壓Vo繼續(xù)上升。
時間點t1以后，由于反饋電壓Vfb低于第2基準電壓Vref2，誤差輸出信號EO一直為高值。在PWM比較器CP2，誤差輸出信號EO與SS電壓Vss的較低一個的電壓與三角波信號CT進行比較。隨著輸出電壓Vo上升，反饋電壓Vfb與第2基準電壓Vref2逐漸接近，誤差輸出信號EO則降低，到達與持續(xù)上升的SS電壓Vss相等的時間點t3時，PWM控制的控制基準從SS電壓Vss轉(zhuǎn)移到誤差輸出信號EO。這樣通過通常的反饋控制，對輸出電壓Vo進行PWM控制，以使反饋電壓Vfb等于第2基準電壓Vref2。
專利文獻1特開平8-186980號公報發(fā)明內(nèi)容(發(fā)明需要解決的課題)以往的開關電源裝置中，在圖4的時間點t2，當從低電壓動作模塊LVB動作切換到高電壓動作模塊HVB動作時，由于會出現(xiàn)振蕩動作停止期間和只能得到與需要的脈沖幅度相比小的脈沖幅度的期間，根據(jù)負荷條件，有可能出現(xiàn)啟動不良的問題。即，在圖4的期間α以及其后的PWM的小脈沖幅度期間，輸出電壓Vo供給到負荷時，電容器Co的電荷供給到負荷，其結果是輸出電壓Vo降低。
隨著輸出電壓Vo的降低，如果輸出電壓Vo越過比較器CP0的滯后寬度小于第1基準電壓Vref1時，比較器CP0的輸出再次變?yōu)镠電平，啟動開關Q2導通。這樣，處于充電狀態(tài)的電容器Css的電荷被放電，等待低電壓動作模塊LVB的動作產(chǎn)生的輸出電壓Vo的恢復，再次開始切換動作和軟啟動。在反復進行這種操作時，出現(xiàn)啟動不良。
假如為了避免出現(xiàn)這種情況而除去PWM控制的軟啟動，當從低電壓動作模塊LVB的控制切換到高電壓動作模塊HVB的控制時，會出現(xiàn)大的沖擊電流，給電池電源造成壞影響，或使電池電壓Vbat出現(xiàn)大的損失。
還有，由于低電壓動作模塊LVB的控制是振蕩器OSC1的方形波脈沖的無反饋的導通？斷開控制，啟動時也會出現(xiàn)沖擊電流。
還有，與三角波信號CT進行比較的控制基準電壓在從SS電壓Vss轉(zhuǎn)移到誤差輸出信號EO的時間點t3附近，也會有輸出電壓Vo出現(xiàn)阻尼振蕩的問題。
本發(fā)明的目的在于對于為了從低電源電壓獲得更高的直流電壓、具有低電壓動作模塊和高電壓動作模塊的開關電源裝置及其用于該裝置的控制器IC，防止發(fā)生沖擊電流，消除伴隨切換出現(xiàn)的啟動不良。
本發(fā)明的目的還在于平穩(wěn)地進行切換控制，縮短整體的啟動時間。
(解決課題的手段)本發(fā)明1所述的開關電源裝置的特征在于具有基于開關控制信號Sout進行開關控制并將輸入電源電壓Vbat變換成更高的輸出電源電壓Vo進行輸出的開關電源部、產(chǎn)生啟動時緩慢增加的軟啟動電壓Vss的軟啟動部SSB-A、將上述輸出電源電壓Vo與設定電壓Vref1進行比較的比較部CP0、將上述軟啟動電壓Vss與反饋上述輸出電源電壓Vo的反饋電壓Vfb進行比較、當上述軟啟動電壓Vss大時則產(chǎn)生脈沖信號的低電壓電路部LVB-A、根據(jù)基準電壓Vref2和上述軟啟動電壓Vss的大小將其中一個電壓與上述反饋電壓Vfb進行比較并產(chǎn)生誤差信號EO、通過對該誤差信號EO和三角波信號CT進行比較產(chǎn)生PWM控制信號的高電壓電路部HVB-A，通過比較上述比較部CP0的比較輸出，當上述輸出電源電壓Vo小于上述設定電壓Vref1時，將上述脈沖信號作為上述開關控制信號Sout輸出，當上述輸出電源電壓Vo大于上述設定電壓Vref1時，將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號Sout輸出。
本發(fā)明2所述的開關電源裝置的特征在于對于本發(fā)明1所述的開關電源裝置，上述低電壓電路部LVB-A包括當上述軟啟動電壓Vss大于上述反饋電壓Vfb時產(chǎn)生比較輸出的比較器CP1、利用該比較器CP1的比較輸出產(chǎn)生脈沖信號的脈沖發(fā)生器OSC1、被上述比較部CP0的比較輸出所驅(qū)動并將上述脈沖信號作為上述開關控制信號Sout輸出的第1驅(qū)動器DR1，上述高電壓電路部HVB-A包括根據(jù)基準電壓Vref2和上述軟啟動電壓Vss的大小將其中一個電壓與上述反饋電壓Vfb進行比較并產(chǎn)生誤差信號EO、將該誤差信號EO通過反饋元件反饋到上述反饋電壓的誤差放大器Eamp、產(chǎn)生上述三角波信號CT的三角波信號振蕩器OSC2、將上述誤差信號EO和上述三角波信號CT進行比較產(chǎn)生PWM控制信號的PWM比較器CP2、被上述比較部CP0的比較輸出所驅(qū)動并將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號Sout輸出的第2驅(qū)動器DR2。
本發(fā)明3所述的控制器IC的特征在于對作為基于開關控制信號Sout進行開關控制并將輸入電源電壓Vbat變換成更高的輸出電源電壓Vo進行輸出的開關電源部進行控制的控制器IC，具有產(chǎn)生啟動時緩慢增加的軟啟動電壓Vss的軟啟動電路SSC、將上述輸出電源電壓Vo與設定電壓Vref1進行比較的比較部CP0、將上述軟啟動電壓Vss與反饋上述輸出電源電壓Vo的反饋電壓Vfb進行比較、當上述軟啟動電壓Vss大時則產(chǎn)生脈沖信號的低電壓電路部LVB-A、根據(jù)基準電壓Vref2和上述軟啟動電壓Vss的大小將其中一個電壓與上述反饋電壓Vfb進行比較并產(chǎn)生誤差信號EO、通過對該誤差信號EO和三角波信號CT進行比較產(chǎn)生PWM控制信號的高電壓電路部HVB-A，通過比較上述比較部CP0的比較輸出，當上述輸出電源電壓Vo小于上述設定電壓Vref1時，將上述脈沖信號作為上述開關控制信號Sout輸出，當上述輸出電源電壓Vo大于上述設定電壓Vref1時，將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號Sout輸出。
本發(fā)明4所述的控制器IC的特征在于對于本發(fā)明3所述的控制器IC，上述低電壓電路部LVB-A包括當上述軟啟動電壓Vss大于上述反饋電壓Vfb時產(chǎn)生比較輸出的比較器CP1、利用該比較器CP1的比較輸出產(chǎn)生脈沖信號的脈沖發(fā)生器OSC1、被上述比較部CP0的比較輸出所驅(qū)動并將上述脈沖信號作為上述開關控制信號Sout輸出的第1驅(qū)動器DR1，上述高電壓電路部HVB-A包括根據(jù)基準電壓Vref2和上述軟啟動電壓Vss的大小將其中一個電壓與上述反饋電壓Vfb進行比較并產(chǎn)生誤差信號EO、將該誤差信號EO通過反饋元件反饋到上述反饋電壓的誤差放大器Eamp、產(chǎn)生上述三角波信號CT的三角波信號振蕩器OSC2、將上述誤差信號EO和三角波信號CT進行比較產(chǎn)生PWM控制信號的PWM比較器CP2、被上述比較部CP0的比較輸出所驅(qū)動并將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號Sout輸出的第2驅(qū)動器DR2。
本發(fā)明5所述的控制器IC的特征在于對于本發(fā)明3、4所述的控制器IC，具有連接用于與上述軟啟動電路SSC協(xié)同動作并產(chǎn)生上述軟啟動電壓Vss的外置電容器Css的外部接點Pss。


圖1為與本發(fā)明的實施方式有關的開關電源裝置的結構圖。
圖2是模式地表示圖1的啟動時的特性的圖。
圖3為以往的開關電源裝置的結構圖。
圖4是模式地表示圖3的啟動時的特性的圖。
符號說明100、200-開關電源裝置；10、20-控制器IC；BAT-電池；Lo-線圈；Qo-開關晶體管；Do-二極管；Co-電容器；Vo-輸出電壓；Vbat-電池電壓；R1、R2、R3-電阻；C1-電容器；CP0-比較器；LVB、LVB-A-低電壓動作模塊；CP1-比較器；OSC1-振蕩器；DR1-第1驅(qū)動器；HVB、HVB-A-高電壓動作模塊；Eamp-誤差放大器；OSC2-三角波振蕩器；CP2-PWM比較器；DR2-第2驅(qū)動器；SSB、SSB-A-軟啟動模塊；SSC-軟啟動電路；Css-軟啟動用電容器；Vref1-第1基準電壓；Vref2-第2基準電壓；Vss-軟啟動電壓(SS電壓)；Vfb-反饋電壓；EO-誤差輸出信號；CT-三角波信號；Sout-控制信號；Pbat-電池電壓接點；Pvo-輸出電壓接點；Pfb-反饋電壓接點；Peo-誤差輸出接點；Pss-軟啟動接點；Pout1、Pout2-控制信號輸出接點。
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的開關電源裝置及其控制器IC的實施方式。圖1表示與本發(fā)明的實施方式1有關的開關電源裝置的結構。圖2模擬表示其啟動時的特性。
圖1與以往的裝置的圖3相比，電容器IC10的低電壓動作模塊LVB-A、高電壓動作模塊HVB-A、軟啟動模塊SSB-A不同。其它的結構部分則相同。因此，以下以與以往裝置不同的部分為中心進行說明。對于相同部分則省略說明，以避免重復。
首先，軟啟動模塊SSB-A由軟啟動電路SSC和電容器Css組成。軟啟動電路SSC通過軟啟動接點Pss與外置電容器Css串連連接，其連接點的電壓為SS電壓Vss。軟啟動電路SSC由例如恒電流源電路組成，施加啟動信號ST時便開始動作。該SS電壓Vss由低電壓動作模塊LVB-A和高電壓動作模塊HVB-A供給。
低電壓動作模塊LVB-A由比較器CP1、振蕩器OSC1、第1驅(qū)動器DR1組成。比較器CP1中，SS電壓Vss輸入到非反向輸入接點(+)，反饋電壓Vfb輸入到反向輸入接點(-)。比較器CP1對這兩個輸入進行比較，當SS電壓Vss大于反饋電壓Vfb時，產(chǎn)生H電平的輸出，并施加到振蕩器OSC1。
振蕩器OSC1當施加有來自比較器CP1的H電平的信號時，進行振蕩，反之，當施加有L電平的信號時，停止振蕩。該振蕩器OSC1的振蕩產(chǎn)生的方形波的脈沖信號供給到第1驅(qū)動器DR1。即，本發(fā)明中，低電壓動作模塊LVB-A進行的是一種脈沖調(diào)頻(PFM)控制。第1驅(qū)動器DR1與圖3相同。
高電壓動作模塊HVB-A由誤差放大器Eamp、三角波信號振蕩器OSC2、PWM比較器CP2和第2驅(qū)動器DR2組成。誤差放大器Eamp中，第2基準電壓Vref2輸入到非反向輸入接點(+)，反饋電壓Vfb輸入到反向輸入接點(-)。這一點與圖3相同。本發(fā)明中，還設置有第2非反向輸入接點(+)，在該接點上輸入SS電壓Vss。該誤差放大器Eamp的內(nèi)部電路的結構使得第1、第2非反向輸入接點的輸入信號值的較低一方的信號得到優(yōu)先。因此，SS電壓Vss與第2基準電壓Vref2中的較低一方的信號成為控制基準電壓，與反饋電壓Vfb進行比較。作為該比較結果的誤差輸出信號EO通過電阻R3、電容器C1反饋到反饋電壓Vfb，同時輸入到PWM比較器CP2的非反向輸入接點(+)。
三角波振蕩器OSC2與圖3相同，其三角波信號CT輸入到PWM比較器CP2的反向輸入接點(-)。PWM比較器CP2接受誤差輸出信號EO和三角波信號CT，根據(jù)這兩個輸入的比較，只有當誤差輸出信號EO大于三角波信號CT的期間產(chǎn)生H電平的輸出。即，根據(jù)誤差輸出信號EO的大小產(chǎn)生脈沖幅度受到控制的PWM控制信號。該PWM比較器CP2的PWM控制信號供給到第2驅(qū)動器DR2。第2驅(qū)動器DR2與圖3相同。
也可以參照圖2說明這種結構的開關電源裝置100的動作、特別是啟動時的動作。
如圖1所示，電池電壓Vbat供給到控制器IC10，當輸出電壓Vo為零的狀態(tài)時，在時間點t1，啟動信號ST供給到軟啟動電路SSC。這樣開始開關電源裝置100的啟動。供給啟動信號ST后，來自軟啟動電路SSC的恒電流電路的一定值的電流流過電容器Css，電容器Css的充電電壓、即SS電壓Vss緩慢上升。
SS電壓Vss輸入到比較器CP1和誤差放大器Eamp。另一方面，反饋電壓Vfb也輸入到比較器CP1和誤差放大器Eamp。在啟動中，由于SS電壓Vss小于第2基準電壓Vref2，在比較器CP1和誤差放大器Eamp二者中進行SS電壓Vss與反饋電壓Vfb的比較。
在高電壓動作模塊HVB-A，即使利用輸出電壓Vo的電源電壓較低時，不管是誤差放大器Eamp、還是振蕩器OSC2、PWM比較器CP2，分別都能進行動作。但是，在電源電壓較低的期間，由于這些動作的可靠性較低，所以通過第2驅(qū)動器DR2阻止PWM比較器CP2的PWM控制信號。隨著電源電壓的上升，這些動作的可靠性也隨之增大，到了足夠可靠的狀態(tài)時，才開始利用PWM控制信號。
另一方面，在低電壓動作模塊LVB-A，第1驅(qū)動器DR1處于動作狀態(tài)。因此，當SS電壓Vss大于反饋電壓Vfb時，比較器CP1產(chǎn)生H電壓的輸出，由此振蕩器OSC1振蕩，輸出脈沖信號。該脈沖輸出作為開關控制信號Sout，通過處于動作狀態(tài)的第1驅(qū)動器DR1供給到開關晶體管Qo。通過該開關晶體管的導通？斷開，輸出電壓Vo緩慢上升。
隨著輸出電壓Vo上升，當反饋電壓Vfb大于SS電壓Vss時，比較器CP1反過來產(chǎn)生L電平的輸出，振蕩器OSC1停止振蕩。即，輸出電壓Vo隨著SS電壓Vss的上升而上升。
在啟動時，低電壓動作模塊LVB-A根據(jù)SS電壓Vss進行控制，因此不會象以往的裝置那樣產(chǎn)生沖擊電流，從而能夠平穩(wěn)地啟動。
輸出電壓Vo達到第1基準電壓Vref1時，在該時間點t2，比較器CP0反向，其輸出由H電平變?yōu)長電平。這樣，第1驅(qū)動器DR1不動作，第2驅(qū)動器DR2處于動作狀態(tài)。還有，第1基準電壓Vref1設定為高電壓動作模塊HVB-A完全能夠可靠地動作的電壓。
從第2驅(qū)動器DR2處于動作狀態(tài)之前起，誤差放大器Eamp、三角波振蕩器OSC2、PWM比較器CP2根據(jù)SS電壓Vss和反饋電壓Vfb進行動作，產(chǎn)生PWM控制信號，在第2驅(qū)動器DR2處于動作狀態(tài)的時間點t2，該PWM控制信號的可靠性足夠高。
在時間點t2，控制信號Sout從在此之前的低電壓動作模塊LVB-A的脈沖信號切換到高電壓動作模塊HVB-A的PWM控制信號。
不管是低電壓動作模塊LVB-A的脈沖信號，還是高電壓動作模塊HVB-A的PWM控制信號，都是完全同樣地根據(jù)SS電壓Vss和反饋電壓Vfb而形成，因此切換時的沖擊極小。該沖擊的程度只是由于發(fā)振的導通？斷開控制和PWM控制的控制精度或其微小差別所引起。因此，這種切換可以平穩(wěn)地進行。
在時間點t2，在切換到PWM控制以后，SS電壓Vss繼續(xù)上升，輸出電壓Vo也隨之上升。
當SS電壓Vss達到第2基準電壓Vref2時，軟啟動控制終止，在該時間點t3，誤差放大器Eamp的比較基準從SS電壓Vss移到第2基準電壓Vref2。在時間點t3之后，輸出電壓Vo進行PWM控制，以使反饋電壓Vfb等于第2基準電壓Vref2。該比較基準電壓從SS電壓Vss移到第2基準電壓Vref2時，輸出電壓Vo不會象以往的裝置那樣產(chǎn)生阻尼振蕩。
這樣，在從啟動時間點t1到切換時間點t2的時間T1，進行低電壓動作模塊LVB-A的PFM控制。在從切換時間點t2到軟啟動控制終止的時間點t3的時間T2，根據(jù)高電壓動作模塊HVB-A的SS電壓Vss，進行PWM控制。在從軟啟動控制終止的時間點t3開始的通常動作期間T3，根據(jù)高電壓動作模塊HVB-A的第2基準電壓Vref2進行PWM控制。
本發(fā)明中，即使在時間點t1，也能通過低電壓動作模塊LVB-A的PFM控制平穩(wěn)地進行啟動，在切換時間點t2，也能平穩(wěn)地從低電壓動作模塊LVB-A的PFM控制轉(zhuǎn)移到高電壓動作模塊HVB-A的PWM控制。還有，由于在切換時間點t2進行平穩(wěn)切換，到啟動終止所需的時間(T1+T2)與以往的裝置相比，可以大大縮短。
還有，在本發(fā)明中，比較器CP0的輸出也可以不只使第1驅(qū)動器DR1不動作，而是使比較器CP0、振蕩器OSC1與第1驅(qū)動器DR1一起不動作，即，使低電壓動作模塊LVB-A整體不動作。此時，可以降低啟動終止后通常動作時的不使用的低電壓動作模塊LVB-A的電力消費。
還有，電容器Css也可以不是外置式，而是設置在控制器IC10的內(nèi)部。此時，可以省略軟啟動接點Pss。
還有，電阻R1、R2、R3和電容器C1也可以不是外置式，而是設置在控制器IC10的內(nèi)部。此時，通過利用輸出電壓接點Pvo，可以省略反饋電壓接點Pfb、誤差輸出接點Peo。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，對于為了從低電源電壓獲得更高的直流電壓、具有低電壓動作模塊和高電壓動作模塊的開關電源裝置及其用于該裝置的控制器IC，在啟動時根據(jù)同一軟啟動電壓對低電壓動作模塊和高電壓動作模塊進行控制，當輸出直流電壓到達預定值的時間點，從低電壓動作模塊的控制信號切換到高電壓動作模塊的控制信號。這樣，由于切換前后的輸出電壓基本上不會產(chǎn)生偏差，從而可以平穩(wěn)地進行切換。
還有，由于從低電壓動作模塊的控制切換到高電壓動作模塊的控制后就可以有效地進行高電壓動作模塊的控制，從而可以消除以往的啟動不良的問題。
還有，在從低電壓動作模塊的控制切換到高電壓動作模塊的控制時，沒有象以往那樣的電壓控制停止時間，從而可以縮短啟動到所規(guī)定的直流電壓所需的時間。
權利要求
1.一種開關電源裝置，其特征在于具有基于開關控制信號進行開關控制并將輸入電壓變換成更高的輸出電壓進行輸出的電壓變換部、產(chǎn)生啟動時緩慢增加的軟啟動電壓的軟啟動部、將上述輸出電壓與第1基準電壓進行比較的比較部、將上述軟啟動電壓與反饋上述輸出電壓的得到的反饋電壓進行比較、當上述軟啟動電壓比上述輸出電壓大時，則產(chǎn)生脈沖信號的低電壓電路部、根據(jù)第2基準電壓和上述軟啟動電壓的大小關系，將上述第2基準電壓及上述軟啟動電壓其中任一方的電壓與上述反饋電壓進行比較并產(chǎn)生誤差信號、通過對該誤差信號和三角波信號進行比較結果產(chǎn)生PWM控制信號的高電壓電路部，當上述輸出電壓小于上述第1基準電壓時，將上述脈沖信號作為上述開關控制信號輸出，當上述輸出電壓大于上述第1基準電壓時，將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的開關電源裝置，其特征在于上述低電壓電路部包括當上述軟啟動電壓大于上述反饋電壓時產(chǎn)生比較輸出的比較器、根據(jù)該比較器的比較輸出產(chǎn)生脈沖信號的脈沖發(fā)生器、被上述比較部的比較輸出所驅(qū)動并將上述脈沖信號作為上述開關控制信號輸出的第1驅(qū)動器，上述高電壓電路部包括根據(jù)上述第2基準電壓和上述軟啟動電壓的大小關系將上述第2基準電壓及上述軟啟動電壓其中任一方的電壓與上述反饋電壓進行比較并產(chǎn)生上述誤差信號、將該誤差信號通過反饋元件反饋到上述反饋電壓的誤差放大器、產(chǎn)生上述三角波信號的三角波信號振蕩器、按照將上述誤差信號和上述三角波信號進行比較結果產(chǎn)生上述PWM控制信號的PWM比較器、被上述比較部的比較輸出所驅(qū)動并將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號輸出的第2驅(qū)動器。
3.一種控制器IC，其特征在于對作為基于開關控制信號進行開關控制并將輸入電壓變換成更高的輸出電壓進行輸出的電壓變換部進行控制的控制器IC，具有與電容器協(xié)同動作、產(chǎn)生啟動時緩慢增加的軟啟動電壓的軟啟動電路、將上述輸出電壓與第1基準電壓進行比較的比較部、將上述軟啟動電壓與反饋上述輸出電壓得到的反饋電壓進行比較、當上述軟啟動電壓比上述輸出電壓大時則產(chǎn)生脈沖信號的低電壓電路部、根據(jù)第2基準電壓和上述軟啟動電壓的大小關系將上述第2基準電壓及上述軟啟動電壓其中任一方的電壓與上述反饋電壓進行比較并產(chǎn)生誤差信號、按照對該誤差信號和三角波信號進行的比較結果產(chǎn)生PWM控制信號的高電壓電路部，當上述輸出電壓小于上述第1基準電壓電壓時，將上述脈沖信號作為上述開關控制信號輸出，當上述輸出電壓大于上述第1基準電壓電壓時，將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號輸出。
4.根據(jù)權利要求3所述的控制器IC，其特征在于上述低電壓電路部包括當上述軟啟動電壓大于上述反饋電壓時產(chǎn)生比較輸出的比較器、根據(jù)該比較器的比較輸出產(chǎn)生脈沖信號的脈沖發(fā)生器、被上述比較部的比較輸出所驅(qū)動并將上述脈沖信號作為上述開關控制信號輸出的第1驅(qū)動器，上述高電壓電路部包括根據(jù)上述第2基準電壓和上述軟啟動電壓的大小關系，將上述第2基準電壓及上述軟啟動電壓其中任一方的電壓與上述反饋電壓進行比較并產(chǎn)生上述誤差信號、將該誤差信號通過反饋元件反饋到上述反饋電壓的誤差放大器、產(chǎn)生上述三角波信號的三角波信號振蕩器、按照將上述誤差信號和上述三角波信號進行比較結果，產(chǎn)生上述PWM控制信號的PWM比較器、被上述比較部的比較輸出所驅(qū)動并將上述PWM控制信號作為上述開關控制信號輸出的第2驅(qū)動器。
5.根據(jù)權利要求3、4所述的控制器IC，其特征在于具有連接用于與上述軟啟動電路協(xié)同動作并產(chǎn)生上述軟啟動電壓的上述電容器的外部接點。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開關電源裝置及其控制器IC。對于為了從低電源電壓獲得更高的直流電壓、具有低電壓動作模塊和高電壓動作模塊的開關電源裝置及其用于該裝置的控制器IC，防止發(fā)生沖擊電流，消除伴隨切換出現(xiàn)的啟動不良。在啟動時根據(jù)同一軟啟動電壓對低電壓動作模塊和高電壓動作模塊進行控制，當輸出直流電壓到達預定值的時間點，從低電壓動作模塊的控制信號切換到高電壓動作模塊的控制信號。這樣，避免由于切換前后的輸出電壓產(chǎn)生偏差，從而平穩(wěn)地進行切換。
文檔編號H02M1/36GK1501574SQ200310114998
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權日2002年11月14日
發(fā)明者星野太一, 大山英太郎, 太郎 申請人:羅姆股份有限公司