專利名稱：開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用一個(gè)電感器從單一電源分別生成正壓和負(fù)壓 輸出的具有兩輸出的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法。
背景技術(shù)：
近年，伴隨便攜式設(shè)備的小型化、多功能化， 一臺(tái)便攜式設(shè)備擁有 多功能。例如，移動(dòng)電話除應(yīng)有的發(fā)送接收電路外，還裝有數(shù)碼相機(jī)，這已成為標(biāo)準(zhǔn)，因此必須裝有采用LCD或有機(jī)EL的顯示屏或CCD等攝像元 件,還有存儲(chǔ)器等。為了驅(qū)動(dòng)這些多種多樣的部件,需要各種各樣的正 負(fù)電壓。因而要求從單一電源產(chǎn)生包括正壓和負(fù)壓的多種電壓，尤其強(qiáng) 烈要求便攜式設(shè)備的小型化和低耗電化。以往，為了產(chǎn)生包括正壓和負(fù)壓的兩電源電壓，提出過各種建議， 如采用多個(gè)電感器的DC-DC變換器、采用電容器的充電泵方式變換器 等。然而，使用多個(gè)電感器方法雖然可使負(fù)載電流變大,但很難實(shí)現(xiàn)電 感器的小型化,而且因使用多個(gè)電感器而導(dǎo)致了設(shè)備的大型化。另外， 充電泵方式使用多個(gè)電容器，而且需要將該電容器隨負(fù)載電流增大而 成比例增大，因此小型便攜式設(shè)備被局限于負(fù)載電流小的用途。另一方面，作為使用一個(gè)電感器來生成正負(fù)兩電壓的電源電壓,有 這樣一種如圖1及圖2所示技術(shù)(例如，參照日本專利公開公報(bào) 2005-124248號(hào))。在圖1中，PMOS晶體管M102接通以處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電感器LIOI、 麗OS晶體管M101及二極管D101組成升壓開關(guān)調(diào)節(jié)器，通過控制麗OS晶 體管M101的接通/斷開來實(shí)行升壓動(dòng)作，并從正壓輸出端OUTa輸出正 壓。另外，當(dāng)麗OS晶體管M101接通以處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電感器L101、PMOS 晶體管M102及二極管D102組成極性逆轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)節(jié)器，通過控制PMOS晶體管Ml02的接通/斷開來生成負(fù)壓，并從負(fù)壓輸出端OUTb輸出所生成的 負(fù)壓。圖2是圖1所示時(shí)序脈沖產(chǎn)生電路130的電路例圖。時(shí)序脈沖產(chǎn)生電路130分別產(chǎn)生分別驅(qū)動(dòng)麗OS晶體管M101和PMOS 晶體管M102的脈沖信號(hào)G1和G2輸出。運(yùn)算放大電路131將用電阻R131和 R132對(duì)正壓輸出端0UTa與負(fù)壓輸出端0UTb之間的壓差進(jìn)行分壓而得的 電壓與基準(zhǔn)電壓P1之間的壓差放大,P麗比較器132用通過三角波產(chǎn)生 電路135產(chǎn)生的三角波信號(hào)對(duì)所述放大而得的信號(hào)進(jìn)行P窗調(diào)制而產(chǎn)生 脈沖信號(hào)G1。同樣，運(yùn)算放大電路133將用電阻R133和R134對(duì)正壓輸出 端OUTa與負(fù)壓輸出端OUTb之間的壓差進(jìn)行分壓而得的電壓與基準(zhǔn)電壓 P2之間的壓差放大，PWM比較器134用通過三角波產(chǎn)生電路135產(chǎn)生的三 角波信號(hào)對(duì)所述放大而得的信號(hào)進(jìn)行P麗調(diào)制而產(chǎn)生脈沖信號(hào)G2。結(jié)果，當(dāng)脈沖信號(hào)G1為高電平，而脈沖信號(hào)G2為低電平時(shí)，NM0S晶 體管M101和PMOS晶體管M102分別接通以處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而能量儲(chǔ)存 到電感器L101中。當(dāng)脈沖信號(hào)G1和G2均為低電平時(shí)，麗OS晶體管M101斷 開而PMOS晶體管M102接通，從而電感器L101所儲(chǔ)存能量就會(huì)儲(chǔ)存到連 接在正壓輸出端0UTa和地之間的電容器C121中，并從正壓輸出端OUTa 輸出。另外，當(dāng)脈沖信號(hào)G1和G2均為高電平時(shí),NMOS晶體管M101接通而 PMOS晶體管M102斷開，從而電感器L101所儲(chǔ)存能量就會(huì)儲(chǔ)存到連接在 負(fù)壓輸出端0UTb和地之間的電容器C122中，并從負(fù)壓輸出端0UTb輸出。但是，圖l所示電路使用壓降大的二極管作為整流元件，因此存在 有輸出電壓越小電源變換效率越低的問題。另外，因輸出正壓的電路是 .升壓電路，還存在不能輸出比輸入電壓小的電壓的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為解決上述先有技術(shù)所存在的問題而提出來的，本發(fā) 明的目的在于提供一種可適用于以晶體管為整流元件的同步整流方式， 并且能與輸入電壓無關(guān)輸出任意正負(fù)兩電壓的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控 制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案(1) 一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，從輸入到輸入端的輸入電壓分別產(chǎn)生預(yù)定正 壓和負(fù)壓，并從對(duì)應(yīng)的正壓輸出端和負(fù)壓輸出端分別輸出所產(chǎn)生的預(yù)定正壓和負(fù)壓，該開關(guān)調(diào)節(jié)器包括 一個(gè)電感器；第一開關(guān)，連接在輸入端與所述電感器一端之間，其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第二開關(guān),連接在地與所述電感器另一端之間，其根據(jù)輸入的控制 信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一整流元件，使電流從所述負(fù)壓輸出端流向所述電感器和所述 第一開關(guān)的連接點(diǎn)；第二整流元件，使電流從所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)流 向所述正壓輸出端；第五開關(guān)，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間， 其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一電容器,連接在所述負(fù)壓輸出端與地之間；第二電容器，連接在所述正壓輸出端與地之間；控制電路部，用于控制所述第一開關(guān),第二開關(guān)，以及第五開關(guān)的 動(dòng)作，以使得所述負(fù)壓輸出端及所述正壓輸出端的各電壓分別成為對(duì) 應(yīng)的第一給定值及第二給定值；其中，所述控制電路部分別控制第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷 開，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和 成為給定電壓。(2) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述負(fù)壓大于所述第一給定值及/或所述正壓小于所述第二給 定值，則所述控制電路部使第五開關(guān)斷開，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開 關(guān)的各占空比增大，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和變大而成為給定電壓。(3) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述負(fù)壓小于所述第一給定值，則所述控制電壓部使第五開關(guān)僅在第一開關(guān)斷開期間接通，同時(shí)， 使第一開關(guān)及第二開關(guān)的各占空比減小，以便使得所述正壓輸出端與 所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為給定電壓。(4) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述正壓大于所述第二給 定值，則所述控制電壓部使第二開關(guān)接通，同時(shí)，使第五開關(guān)斷開，進(jìn)而， 使第一開關(guān)的占空比減小，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出 端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為給定電壓。(5) 如上(1)-(4)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與紿定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器,對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào),并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述PWM調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān),第二開關(guān)及第五開關(guān)的動(dòng)作。(6) 如上(l)-(4)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器,其中，所述第一整流 元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端 之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)?態(tài)的第三開關(guān)；所述第二整流元件是連接在所述電感器和所述第二開 關(guān)的連接點(diǎn)與所述芷壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或 斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開關(guān)；所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，分別控制所述第三 開關(guān)及第四開關(guān)與所述第一開關(guān)及第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接通/斷開動(dòng)作， 以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為 給定電壓。(7) 如上(6)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述負(fù)壓小于所述第一給 定值，則所述控制電路部使所述第三開關(guān)斷開;若所述正壓大于所述第 二給定值，則使所述第四開關(guān)斷開。(8) 如上(6)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括 第一誤差放大電路,放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路,放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；PWM調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較,產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述PWM調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān),第二開關(guān)，第三開關(guān),第四開關(guān)及第 五開關(guān)的動(dòng)作。(9) 如上(l)-(4)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一整流 元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端 之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)?態(tài)的第三開關(guān)；所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān)周 時(shí)接通/斷開，同時(shí),控制所述第三開關(guān)與所述第一開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接通/ 斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。(10) 如上(9)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若負(fù)壓小于所述第一給定 值,則所述控制電路部使所述第三開關(guān)斷開。(11) 如上(9)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；'加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較,產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述PWM調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第三開關(guān)，及第五開關(guān)的 動(dòng)作。(12) 如上(l)-(4)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器,其中，所述第二整 流元件是連接在所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)與所述正壓輸出 端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止 狀態(tài)的第四開關(guān);所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān) 同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第四開關(guān)與所述第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接 通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕 對(duì)值之和成為給定電壓。(13) 如上(12)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述正壓大于所述第二 給定值，則所述控制電路部使所述第四開關(guān)斷開。(14) 如上(12)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給 定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路,對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路,對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述P麗調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第四開關(guān)及第五開關(guān)的動(dòng) 作。(15) 如上(5), (8)， (11)或(14)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器,其中，所述第一 比較器及第二比較器分別具有滯環(huán)。(16) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第五開關(guān)由串聯(lián)的兩 個(gè)NMOS晶體管組成， 一方的麗OS晶體管的襯底柵極與漏極連接，另一方 的匪OS晶體管的襯底柵極與源極連接。(17) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第五開關(guān)包括 NM0S晶體管，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間；切換連接電路，按照所述第一開關(guān)的接通/斷開，將所述麗0S晶體 管的襯底柵極連接到漏極和源極中某個(gè)。(18) 如上(l)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一開關(guān)由串聯(lián)的兩 個(gè)PMOS晶體管組成， 一方的PMOS晶體管的襯底柵極與漏極連接，另一方 的PMOS晶體管的襯底柵極與源極連接。17(19) 如上a)-(i8)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一幵關(guān)，第二開關(guān)，第五開關(guān)，第一整流元件，第二整流元件及控制電路部集 成在一個(gè)IC。(20) —種開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，從輸入到輸入端的輸入電壓 分別產(chǎn)生預(yù)定正壓和負(fù)壓，并從對(duì)應(yīng)的正壓輸出端和負(fù)壓輸出端分別輸出所產(chǎn)生的預(yù)定正壓和負(fù)壓，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括 一個(gè)電感器；第一開關(guān)，連接在輸入端與所述電感器一端之間，其根據(jù)輸入的控 制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第二開關(guān)，連接在地與所述電感器另一端之間，其根據(jù)輸入的控制 信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一整流元件，使電流從所述負(fù)壓輸出端流向所述電感器和所述 第一開關(guān)的連接點(diǎn)；第二整流元件，使電流從所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)流 向所述正壓輸出端；第五開關(guān)，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間， 其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一電容器，連接在所述負(fù)壓輸出端與地之間；第二電容器，連接在所述正壓輸出端與地之間；其中，控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，以及第五開關(guān)的動(dòng)作，以便使 得所述負(fù)壓輸出端及所述正壓輸出端的各電壓分別成為對(duì)應(yīng)的第一給 定值及第二給定值;以及分別控制第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，以便使得所述正壓 輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。(21) 如上(20)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中， 若所述負(fù)壓大于所述第一紿定值及/或所述正壓小于所述第二給定值，則所述控制電路部使第五開關(guān)斷開，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開 關(guān)的各占空比增大，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和變大而成為給定電壓。(22) 如上(20)或(21)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所 述負(fù)壓小于所述第一給定值，則所述控制電壓部使第五開關(guān)僅在第一 開關(guān)斷開期間接通，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開關(guān)的各占空比減小，以 便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而 成為給定電壓。(23) 如上(20)-(22)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其 中，若所述正壓大于所述第二給定值，則所述控制電壓部使第二開關(guān)接 通，同時(shí)，使第五開關(guān)斷開，進(jìn)而,使第一開關(guān)的占空比減小，以便使得 所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為給 定電壓。(24) 如上(20)-(23)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其 中，當(dāng)所述第一整流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接 點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處 于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第三開關(guān)，而且所述第二整流元件是連接在 所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)與所述正壓輸出端之間，并且根 據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開關(guān) 時(shí)，分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開.，同時(shí)，分別控制 所述第三開關(guān)及第四開關(guān)與所述第一開關(guān)及第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接通/ 斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì) 值之和成為給定電壓。(25) 如上(24)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述負(fù)壓 小于所述第一給定值,則使所述第三開關(guān)斷開;若所述正壓大于所述第 二給定值，則使所述第四開關(guān)斷開。(26) 如上(20)-(23)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法,其 中，當(dāng)所述第一整流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接 點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處 于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第三開關(guān)時(shí)，分別控制所述第一開關(guān)及第二 開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第三開關(guān)與所述第一開關(guān)互補(bǔ)實(shí) 行接通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。(27) 如上(26)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述負(fù)壓 小于所述第一給定值，則使所述第三開關(guān)斷開。(28) 如上(20)-(23)中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其 中，當(dāng)所述第二整流元件是連接在所述電感器和所述第二開關(guān)的連接 點(diǎn)與所述正壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處 于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開關(guān)時(shí),分別控制所述第一開關(guān)及第二 開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第四開關(guān)與所述第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí) 行接通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電 壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。(29) 如上(28)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述正壓 大于所述第二給定值，則使所述第四開關(guān)斷開。下面說明本發(fā)明的效果。如上所述可知，按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，能夠 采用一個(gè)電感器從單一電源的輸入電壓產(chǎn)生正負(fù)兩電壓的同時(shí)，與輸 入電壓無關(guān)將正負(fù)兩電壓均設(shè)定為任意電壓。按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，能適用于以由晶體管構(gòu)成的開關(guān)為整流元件的同步整流方式的開關(guān)調(diào)節(jié)器。按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，使用二極管作為整流元件，從而與以開關(guān)為整流元件場(chǎng)合相比，很易控制。按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，對(duì)第一比較器和第二比較器的輸入分別設(shè)置滯環(huán)電壓,從而避免動(dòng)作模式頻繁切換，能減 少輸出電壓脈動(dòng)。按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，第一開關(guān)和/或第五開關(guān)將兩個(gè)MOS晶體管串聯(lián)而成，通過該各個(gè)MOS晶體管的襯底柵極的 連接，防止因MOS晶體管的寄生二極管而發(fā)生逆流電流。按照本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法，當(dāng)使用MOS晶體管作 為第五開關(guān)時(shí),按照第一開關(guān)的接通/斷開來控制該MOS晶體管的襯底20柵極的連接，因此，能防止因該MOS晶體管的寄生二極管而發(fā)生逆流電 流。


圖l是以往的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖； 圖2是圖1所示時(shí)序脈沖產(chǎn)生電路130的電路例圖； 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖； 圖4是表示圖3所示開關(guān)調(diào)節(jié)器的各信號(hào)例的時(shí)序圖； 圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的另一開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖； 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的又一開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖； 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。在以下實(shí)施例中，雖然 對(duì)組成要素，種類，組合,形狀，相對(duì)配置等作了各種限定，但是這些僅 僅是例舉，本發(fā)明并不局限于此。
第一實(shí)施例
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖。
參見圖3，開關(guān)調(diào)節(jié)器l從輸入到輸入端IN的輸入電壓Vin產(chǎn)生預(yù)定 的負(fù)壓后將其作為輸出電壓-Vol從負(fù)壓輸出端OUTl輸出，同時(shí)，產(chǎn)生預(yù) 定的正壓后將其作為輸出電壓Vo2從正壓輸出端0UT2輸出。
開關(guān)調(diào)節(jié)器1設(shè)有電感器L1、根據(jù)輸入的控制信號(hào)執(zhí)行開關(guān)操作以 控制電感器L1的能量儲(chǔ)存的第一開關(guān)M1、以及根據(jù)輸入的控制信號(hào)執(zhí) 行開關(guān)操作以控制電感器L1的能量儲(chǔ)存和能量釋放的第二開關(guān)M2。開 關(guān)調(diào)節(jié)器1還設(shè)有由麗0S晶體管組成的第三開關(guān)M3、由PMOS晶體管組成 的第四開關(guān)M4、以及由麗0S晶體管M5a和M5b的串聯(lián)電路組成的第五開 關(guān)M5，所述第三開關(guān)M3、第四開關(guān)M4以及第五開關(guān)M5分別根據(jù)輸入的控 制信號(hào)執(zhí)行開關(guān)操作以控制電感器L1的能量釋放。
開關(guān)調(diào)節(jié)器l還設(shè)有對(duì)輸出電壓-Vol進(jìn)行分壓而生成第一分壓電壓-V1的電阻R1和R2、對(duì)輸出電壓Vo2進(jìn)行分壓而生成第二分壓電壓V2 的電阻R3和R4、電容器C1和C2、產(chǎn)生預(yù)定第一基準(zhǔn)電壓-Vi"l輸出的第 一基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路2、以及產(chǎn)生預(yù)定第二基準(zhǔn)電壓Vr2輸出的第二基 準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路3。開關(guān)調(diào)節(jié)器1還設(shè)有:第一誤差放大電路4、第二誤 差放大電路5、第一比較器6、第二比較器7、 P麗比較器8、產(chǎn)生預(yù)定脈 沖信號(hào)CLK輸出的振蕩電路9、從該脈沖信號(hào)CLK產(chǎn)生預(yù)定三角波信號(hào)TW 輸出的三角波產(chǎn)生電路IO、控制電路ll、 NMOS晶體管M6和M7、以及電 阻R5。第三開關(guān)M3構(gòu)成第一整流元件，第四開關(guān)M4構(gòu)成第二整流元件，電 容器C1構(gòu)成第一電容器，電容器C2構(gòu)成第二電容器，第一基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生 電路2、第二基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路3、第一誤差放大電路4、第二誤差放大 電路5、第一比較器6、第二比較器7、 P麗比較器8、振蕩電路9、三角 波產(chǎn)生電路IO、控制電路ll、腿0S晶體管M6和M7、以及電阻R1-R5組成 控制電路部。另外，NM0S晶體管M6、 M7和電阻R5組成加法運(yùn)算電路，P麗 比較器8、振蕩電路9以及三角波產(chǎn)生電路10組成P窗調(diào)制電路，第一分 壓電壓-Vl構(gòu)成第一比例電壓，第二分壓電壓V2構(gòu)成第二比例電壓。另 外，在開關(guān)調(diào)節(jié)器l中，可以將除電感器L1和電容器C1、 C2外的各電路集 成到一個(gè)集成電路(以下簡(jiǎn)記為"IC")中。在輸入電壓Vin和負(fù)壓輸出端OUTl之間串聯(lián)第一開關(guān)Ml和第三開 關(guān)M3，在第一開關(guān)Ml和第三開關(guān)M3的連接點(diǎn)Lx和正壓輸出端0UT2之間 串聯(lián)電感器L1和第四開關(guān)M4 。在連接點(diǎn)Lx和地GND之間連接串聯(lián)的麗OS 晶體管M5a、 M5b，即連接第五開關(guān)M5。在電感器L1和第四開關(guān)M4的連接 點(diǎn)和地GND之間連接第二開關(guān)M2，正壓輸出端0UT2和地GND之間連接電 容器C2，同時(shí)，正壓輸出端0UT2和地GND之間串聯(lián)連接電阻R3和R4，從電 阻R3和R4的連接點(diǎn)輸出第二分壓電壓V2。另外，在負(fù)壓輸出端0UT1和地 GND之間連接電容器C1，同時(shí)，在負(fù)壓輸出端0UT1和地GND之間連接電阻 R1和R2，從電阻R1和R2的連接點(diǎn)輸出第一分壓電壓-V1 。來自控制電路ll的控制信號(hào)Swl、 Sw2、 Sw3、 Sw4以及Sw5分別輸入 第一開關(guān)M1、第二開關(guān)M2、第三開關(guān)M3、第四開關(guān)M4以及第五開關(guān)M5中的NM0S晶體管M5a及M5b的各柵極。第一開關(guān)M1的襯底柵極接輸入電 壓Vin，第二開關(guān)M2的襯底柵極接地GND，第三開關(guān)M3的襯底柵極接負(fù)壓 輸出端0UT1，第四開關(guān)M4的襯底柵極接正壓輸出端0UT2。另外，麗0S晶體管M5a的襯底柵極接連接點(diǎn)Lx， NM0S晶體管M5b的襯 底柵極接地GND。該理由是為防止因NM0S晶體管M5a的漏極電壓在電路 動(dòng)作中可變?yōu)檎龎汉拓?fù)壓的兩方電壓而當(dāng)麗0S晶體管M5a和M5b分別斷 開時(shí)連接點(diǎn)Lx經(jīng)麗0S晶體管M5a和M5b的各個(gè)寄生二極管與地GND導(dǎo)通。 也可以將畫0S晶體管M5a的襯底柵極連接到源極，同時(shí)，將麗OS晶體管 M5b的襯底柵極連接到漏極。在誤差放大電路4中，第一分壓電壓-Vl輸入同相輸入端，第二基準(zhǔn) 電壓-Vrl輸入反相輸入端，誤差放大電路4將輸入的第一分壓電壓-Vl 與第一基準(zhǔn)電壓-Vrl之間的壓差放大后向麗0S晶體管M6的柵極輸出。 NMOS晶體管M6和電阻R5串聯(lián)在輸入電壓Vin和地GND之間，NMOS晶體管 M6和電阻R5的連接點(diǎn)與P麗比較器8的反相輸入端連接。另外，在比較器 6中，第一分壓電壓-Vl輸入同相輸入端，第一基準(zhǔn)電壓-Vrl輸入反相輸 入端，比較器6對(duì)輸入的第一分壓電壓-Vl和第一基準(zhǔn)電壓-Vrl進(jìn)行電 壓比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的雙態(tài)輸出信號(hào)V4后向控制電路11輸出。接著,在誤差放大電路5中，第二分壓電壓V2輸入反相輸入端，第二 基準(zhǔn)電壓Vr2輸入同相輸入端，誤差放大電路5將輸入的第二分壓電壓 V2與第二基準(zhǔn)電壓Vr2之間的壓差放大后向NMOS晶體管M7的柵極輸出。 麗0S晶體管M7連接在輸入電壓Vin和P麗比較器8之間。接著,在比較器7 中，第二分壓電壓V2輸入反相輸入端,第二基準(zhǔn)電壓Vr2輸入同相輸入 端，比較器7將輸入的第二分壓電壓V2和第二基準(zhǔn)電壓Vr2進(jìn)行電壓比 較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的雙態(tài)輸出信號(hào)V5后向控制電路11輸出。通過 振蕩電路9產(chǎn)生的脈沖信號(hào)CLK輸出到三角波產(chǎn)生電路10，通過三角波 產(chǎn)生電路10產(chǎn)生的三角波信號(hào)TW輸入P麗比較器8的同相輸入端，來自 PWM比較器8的脈沖信號(hào)Spwm輸出到控制電路11。此外，通過振蕩電路9 產(chǎn)生的脈沖信號(hào)也輸入到控制電路l 1 。在這樣結(jié)構(gòu)中，當(dāng)開關(guān)調(diào)節(jié)器1分別斷開第二開關(guān)M2和第三開關(guān)M3而接通第四開關(guān)M4時(shí)，第一開關(guān)M1、第五開關(guān)M5及電感器L1組成降壓開 關(guān)調(diào)節(jié)器；當(dāng)開關(guān)調(diào)節(jié)器1接通第一開關(guān)M1而分別斷開第三開關(guān)M3和第 五開關(guān)M5時(shí)，第二開關(guān)M2、第四開關(guān)M4以及電感器L1組成升壓開關(guān)調(diào)節(jié) 器;當(dāng)開關(guān)調(diào)節(jié)器1接通第二開關(guān)M2而分別斷開第四開關(guān)M4和第五開關(guān) M5時(shí)，第一開關(guān)M1、第三開關(guān)M3以及電感器L1組成極性逆轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)節(jié) 器。麗0S晶體管M6將第一誤差放大電路4的輸出電壓變換成電流，麗OS 晶體管M7將第二誤差放大電路5的輸出電壓變換成電流，通過電阻R5進(jìn) 行各電流的加法運(yùn)算而產(chǎn)生電壓V3，并將其輸入到P麗比較器8的反相 輸入端。也就是說，應(yīng)0S晶體管M6、 M7和電阻R5組成用于產(chǎn)生與第一誤 差放大電路4和第二誤差放大電路5的各輸出電壓之和成比例的電壓V3 的加法運(yùn)算電路，電壓V3表示負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和。這時(shí)，作 為加法運(yùn)算元件使用了電阻R5，但也可以使用恒流源，來代替電阻R5。 P麗比較器8用來自三角波產(chǎn)生電路10的三角波信號(hào)TW對(duì)輸入的電壓V3 進(jìn)行P麗調(diào)制而產(chǎn)生脈沖信號(hào)Spwm后向控制電路ll輸出。因此，P麗比較 器8輸出與負(fù)壓-Vol和正壓Vo2絕對(duì)值之和成比例的電壓的脈沖。圖4是表示圖3所示開關(guān)調(diào)節(jié)器1的各信號(hào)例的時(shí)序圖。用圖4對(duì)控 制電路ll的動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖4中，A-I表示開關(guān)調(diào)節(jié)器1的各輸出電壓狀態(tài)下的動(dòng)作區(qū)間。 在此，為方便起見，以各動(dòng)作區(qū)間A-I分別為三角波信號(hào)TW1周期的情況 為例進(jìn)行說明，但并不局限于此。另外，在圖4中，各動(dòng)作區(qū)間A-I邊界的 輸出電壓-Vol和Vo2變化成為階段狀，但這也是為方便起見而示出的， 實(shí)際上是通過脈沖信號(hào)CLK的多個(gè)脈沖逐漸作變化的。再有，各動(dòng)作區(qū) 間A-I的產(chǎn)生順序是任意示出的，并不局限于此。動(dòng)作區(qū)間A表示穩(wěn)定狀態(tài)下的動(dòng)作。在這種情況下，控制電路ll分別輸出控制信號(hào)Swl-Sw5，以使NMOS 晶體管M5a和M5b分別斷開，即使第五開關(guān)M5斷開，并且使第一開關(guān)M1和 第二開關(guān)M2同時(shí)接通/斷開，進(jìn)而使第三開關(guān)M3和第四開關(guān)M4同時(shí)且與 第一開關(guān)Ml和第二開關(guān)M2互補(bǔ)實(shí)行接通/斷開動(dòng)作。在動(dòng)作區(qū)間A中第一開關(guān)Ml的占空比Don、負(fù)壓-Vol、正壓Vo2以及 輸入電壓Vin的關(guān)系為(Vo2-(-Vol))/Vi n=Don/(1-Don) 將左邊的表達(dá)式整理，可得如下表達(dá)式(l): (Vo2+Vol)/Vin=Don/(l-Don) …(l)由上述表達(dá)式(1)可知，在穩(wěn)定狀態(tài)下，第一開關(guān)M1的占空比Don控 制負(fù)壓-Vo 1與正壓Vo 2絕對(duì)值之和。此外，在動(dòng)作區(qū)間A中，為了保證比較器6及7的各輸出信號(hào)V4及V5 均為高電平，在比較器6及7的各輸入端分別設(shè)置微小的滯環(huán)電壓。 接著，動(dòng)作區(qū)間B表示正壓Vo2因某種原因而下降時(shí)的動(dòng)作。 若正壓Vo2下降，則輸入到第二誤差放大電路5的反相輸入端的第 二分壓電壓V2下降，因此第二誤差放大電路5的輸出電壓上升，麗0S晶 體管M7的柵極電壓被拉高，從而腿0S晶體管M7的漏極電流增加而電壓 V3升高。結(jié)果，從P麗比較器8輸出的脈沖信號(hào)Spwm的低電平脈沖寬度變 大，控制電路ll分別增加控制信號(hào)Swl的低電平和控制信號(hào)Sw2的高電 平的各比率，使得由上述表達(dá)式(l)表示的負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值 之和(Vo2+Vol)變大。此外，在動(dòng)作區(qū)間B中，維持由控制電路ll分別斷 開麗0S晶體管M5a和M5b以斷開第五開關(guān)M5的狀態(tài)。接著，動(dòng)作區(qū)間C表示正壓Vo2因某種原因而上升時(shí)的動(dòng)作。 若正壓Vo2上升，則第二比較器7的輸出信號(hào)V5的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)?低電平。于是，控制電路11使第二開關(guān)M2接通的同時(shí)，使第四開關(guān)M4斷 開，從而截?cái)鄬?duì)電容器C2的能量供給，結(jié)果，正壓Vo2降低。另外，由于輸 入到第二誤差放大電路5的反相輸入端的第二分壓電壓V2上升，第二誤 差放大電路5的輸出電壓下降，麗0S晶體管M7的柵極電壓被拉低，從而 麗0S晶體管M7的漏極電流減少而電壓V3降低。結(jié)果，從P麗比較器8輸出 的脈沖信號(hào)Spwm的低電平脈沖寬度變小，控制電路11使第二開關(guān)M2接 通，同時(shí)，減小控制信號(hào)Swl的低電平比率，使得負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕 對(duì)值之和(Vol+Vo2)變小。此外，在動(dòng)作區(qū)間C中，也維持由控制電路ll 分別斷開NMOS晶體管M5a及M5b以斷開第五開關(guān)M5的狀態(tài)。接著，動(dòng)作區(qū)間D表示負(fù)壓-Vol因某種原因而上升時(shí)的動(dòng)作。若負(fù)壓-Vol上升,則輸入到第一誤差放大電路4的同相輸入端的第一分壓電壓-Vl上升，因此，第一誤差放大電路4的輸出電壓上升，NM0S 晶體管M6的柵極電壓被拉高，從而NMOS晶體管M6的漏極電流增加而電 壓V3升高。結(jié)果，與動(dòng)作區(qū)間B—樣，從P麗比較器8輸出的脈沖信號(hào)Spwm 的脈沖寬度變大，控制電路ll分別使控制信號(hào)Swl的低電平和控制信號(hào) Sw2的高電平的各比率增加，使得負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和 (Vo2+Vol)變大。此外，在動(dòng)作區(qū)間D中，也維持由控制電路ll分別斷開 麗0S晶體管M5a及M5b以斷開第五開關(guān)M5狀態(tài)。接著，動(dòng)作區(qū)間E表示負(fù)壓-Vol因某種原因而下降時(shí)的動(dòng)作。 若負(fù)壓-Vol下降，則輸入到第一比較器誤差放大電路6的輸出信號(hào) 的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)榈碗娖?。于是，控制電?1使第三開關(guān)M3斷開的同時(shí)， 分別使麗0S晶體管M5a和M5b僅在第一開關(guān)Ml斷開期間接通,從而截?cái)?對(duì)電容器C1的能量供給，結(jié)果負(fù)壓-Vol上升。另外,輸入到第一誤差放 大電路4的同相輸入端的第一分壓電壓-Vl降低，因此第一誤差放大電 路4的輸出電壓下降，麗0S晶體管M6的柵極電壓被拉低，從而NM0S晶體 管M6的漏極電流減少而電壓V3降低。結(jié)果，與動(dòng)作區(qū)間C一樣，從P麗比 較器8輸出的脈沖信號(hào)Spwm的低電平脈沖寬度變小,控制電路ll分別減 小控制信號(hào)Swl的低電平和控制信號(hào)Sw2的高電平的各比率，使得負(fù)壓 -Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和(Vol+Vo2)變小。接著，動(dòng)作區(qū)間F表示因某種原因負(fù)壓-Vol上升，而正壓Vo2下降時(shí) 的動(dòng)作。當(dāng)負(fù)壓-Vol上升時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間D所述那樣，電壓V3上升。另外， 當(dāng)正壓Vo2下降時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間B所述那樣，電壓V3上升。因此，如在 動(dòng)作區(qū)間B和動(dòng)作區(qū)間D所述那樣，從P麗比較器8輸出的脈沖信號(hào)Sp^ 的脈沖寬度變大，控制電路ll分別增加控制信號(hào)Swl的低電平和控制信 號(hào)Sw2的高電平的各比率，使得負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和 (Vo2+Vol)變大。接著，動(dòng)作區(qū)間G表示因某種原因負(fù)壓-Vol下降，而正壓Vo2上升時(shí)的動(dòng)作。當(dāng)負(fù)壓-Vol下降時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間E所述那樣，第一比較器6的輸出電壓的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)榈碗娖健Ａ硗?，?dāng)正壓Vo2上升時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間 C所述那樣，第二比較器7的輸出電壓的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)榈碗娖健＝Y(jié)果， 控制電路11使第二開關(guān)M2接通的同時(shí)，分別使第三開關(guān)M3及第四開關(guān) M4斷開，進(jìn)而在第一開關(guān)M1處于斷開期間，分別使NMOS晶體管M5a及M5b 接通。結(jié)果，對(duì)負(fù)壓輸出端0UT1和正壓輸出端0UT2的能量供給斷絕，從 而負(fù)壓-Vol上升，同時(shí)，正壓Vo2下降，保證它們回復(fù)到各自的預(yù)定電 壓。另外，在動(dòng)作區(qū)間G中，儲(chǔ)存到電感器L1內(nèi)的能量經(jīng)接通中的第二開 關(guān)M2和麗0S晶體管M5a及M5b而釋放出。接著，動(dòng)作區(qū)間H表示因某種原因負(fù)壓-Vol和正壓均上升時(shí)的動(dòng)作。若負(fù)壓-Vol上升，則如在動(dòng)作區(qū)間D及F所述那樣，電壓V3上升。另 外，若正壓Vo2上升，則如在動(dòng)作區(qū)間C及G所述那樣，電壓V3降低。由此， 實(shí)際電壓V3變動(dòng)為負(fù)壓-Vol和正壓Vo2的電壓變動(dòng)差分。另外，當(dāng)正壓 Vo2上升時(shí)，因?yàn)榈诙容^器7的輸出信號(hào)V5的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)榈碗娖剑?如在動(dòng)作區(qū)間C及G所述那樣，控制電路11使第二開關(guān)M2接通的同時(shí)，使 第四開關(guān)M4斷開。因此，對(duì)電容器C2的能量供給斷絕，正壓Vo2下降。另 外，控制電路11根據(jù)電壓V3變動(dòng)控制第一開關(guān)M1的占空比，以使負(fù)壓 -Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和(Vo2+Vol)變?yōu)榻o定電壓。接著，動(dòng)作區(qū)間I表示因某種原因負(fù)壓-Vol和正壓Vo2均下降時(shí)的 動(dòng)作。當(dāng)負(fù)壓-Vol下降時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間E及G所述那樣，電壓V3下降。另 夕卜，當(dāng)正壓Vo2下降時(shí)，如在動(dòng)作區(qū)間B及F所述那樣，電壓V3上升。由此， 實(shí)際電壓V3變動(dòng)為負(fù)壓-Vol與正壓Vo2的電壓變動(dòng)差分。另外，當(dāng)負(fù)壓 -Vol下降時(shí)，因?yàn)榈谝槐容^器6的輸出信號(hào)V4的電平翻轉(zhuǎn)而變?yōu)榈碗娖剑?如在動(dòng)作區(qū)間E及G所述那乾控制電路11使第三開關(guān)M3接通的同時(shí)，分 別使麗0S晶體管M5a及M5b僅在第一開關(guān)Ml斷開期間接通。因此，對(duì)電容 器C1的能量供給斷絕，負(fù)壓-Vol上升。另外,控制電路11根據(jù)電壓V3變動(dòng)控制第一開關(guān)M1的占空比，以使負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和 (Vo2+Vol)變?yōu)榻o定電壓。在圖3中，第五開關(guān)M5由NM0S晶體管M5a及M5b所構(gòu)成，但如圖5所示 那樣，第五開關(guān)M5也可以由NMOS晶體管M5c-M5e及反相器15構(gòu)成。此 外，麗0S晶體管M5c， M5d及反相器15組成切換連接電路。在圖5中，固0S晶體管M5e連接在連接點(diǎn)Lx和地GND之間，NMOS晶體 管M5c及M5d的串聯(lián)電路與麗OS晶體管M5e并聯(lián)連接?？刂菩盘?hào)Swl輸入 麗0S晶體管M5c的柵極，控制信號(hào)Sw5輸入麗OS晶體管M5e，而控制信號(hào) Swl電平經(jīng)反相器15反相后的信號(hào)輸入NM0S晶體管M5d的柵極。另 外，麗0S晶體管M5c-M5e的各襯底柵極相連接，該連接點(diǎn)與NMOS晶體管 M5c和M5d的連接點(diǎn)相連接。當(dāng)控制信號(hào)Swl為低電平時(shí)，第一開關(guān)M1接通，NM0S晶體管M5e的漏 極電壓幾乎成為輸入電壓Vin。此時(shí),麗0S晶體管M5c斷開，同時(shí)，麗OS晶 體管M5d接通，因此，在麗0S晶體管M5e為斷開狀態(tài)時(shí)，不會(huì)有電流通過 NM0S晶體管M5e的寄生二極管流過。另外，若控制信號(hào)Swl變?yōu)楦唠娖剑?則NM0S晶體管M5e的漏極電壓變?yōu)樨?fù)壓，但此時(shí)，NM0S晶體管M5c接通， 同時(shí)，麗0S晶體管M5d斷開，因此仍然不會(huì)有電流通過麗0S晶體管M5e的 寄生二極管流過。這樣，麗OS晶體管M5c和M5d僅僅是將腿OS晶體管M5e 的襯底柵極的連接切換而已，因此能使用比處理大電流的麗OS晶體管 M5e極小面積的元件，與圖3情況相比，能縮小芯片面積。另一方面，在圖3的情況下，第一開關(guān)M1的寄生二極管連接為電流 從第一開關(guān)M1的漏極流向襯底柵極的方向。因此，在第一開關(guān)M1的襯底 柵極與源極連接的狀態(tài)下，當(dāng)正壓Vo2大于輸入電壓Vin而發(fā)生流過電 感器L1的電流變?yōu)榱銜r(shí)，即使第一開關(guān)M1處于斷開狀態(tài),若第四開關(guān)M4 處于接通狀態(tài)，電容器C2內(nèi)電荷也會(huì)從第四開關(guān)M4經(jīng)電感器L1及第一 開關(guān)Ml的寄生二極管逆流到輸入電壓Vin。這樣，當(dāng)正壓Vo2大于輸入電 壓Vin時(shí)，有時(shí)根據(jù)電感器L1狀態(tài)會(huì)發(fā)生逆流電流，導(dǎo)致電力效率下降。為此，如圖6所示那樣，由串聯(lián)的PMOS晶體管Mla及Mlb形成第一開 關(guān)M1，以使控制信號(hào)Swl分別輸入PMOS晶體管Mla及Mlb的各柵極。另外，使PMOS晶體管Mla的襯底柵極與輸入電壓Vin連接，并使PMOS晶體管Mlb 的襯底柵極與連接點(diǎn)Lx連接。從而能防止因第一開關(guān)M.1的寄生二極管 而發(fā)生逆流電流，即使正壓Vo2大于輸入電壓Vin也不會(huì)導(dǎo)致電力效率 下降。此外，也可以使PMOS晶體管Mla的襯底柵極與漏極連接，且使PMOS 晶體管Mlb的襯底柵極與源極連接。這樣，本第一實(shí)施例的幵關(guān)調(diào)節(jié)器能從單一電源的輸入電壓Vin產(chǎn) 生正負(fù)兩電壓，且執(zhí)行同步整流動(dòng)作，因此能得到高電源變換效率。進(jìn) 而，由一個(gè)P麗比較器實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)壓-Vol與正壓Vo2絕對(duì)值之和的控制，從 而保證負(fù)壓-Vol和正壓Vo2的各輸出電壓分別變?yōu)槿我怆妷?。第二?shí)施例在上述第一實(shí)施例中，以同步整流型的開關(guān)調(diào)節(jié)器為例進(jìn)行了說 明，但也可以將圖3中的第三開關(guān)M3及第四開關(guān)M4分別置換為二極管以 構(gòu)成非同步整流型的開關(guān)調(diào)節(jié)器，將該方案作為本發(fā)明第二實(shí)施例。圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器電路例圖。在圖7中，對(duì)相同 者標(biāo)以相同符號(hào)，說明省略，僅說明與圖5不同點(diǎn)。圖7與圖5不同點(diǎn)在于，將第三開關(guān)M3置換為二極管D1，同時(shí)，將第 四開關(guān)M4置換為二極管D2。隨之將圖5中的開關(guān)調(diào)節(jié)器1改為開關(guān)調(diào)節(jié) 器la。在圖7中，開關(guān)調(diào)節(jié)器la從輸入到輸入端IN的輸入電壓Vin產(chǎn)生預(yù) 定的負(fù)壓后將其作為輸出電壓-Vol從負(fù)壓輸出端OUTl輸出，同時(shí)，產(chǎn)生 預(yù)定的正壓后將其作為輸出電壓Vo2從正壓輸出端0UT2輸出。開關(guān)調(diào)節(jié)器la設(shè)有電感器Ll、第一開關(guān)M1、第二開關(guān)M2、第五開 關(guān)M5、 二極管D1、 二極管D2、電阻R1-R5、輸出電容器C1及C2、第一基 準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路2、第二基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路3、第一誤差放大電路4、第 二輸出放大電路5、第一比較器6、第二比較器7、 P麗比較器8、振蕩電 路9、三角波產(chǎn)生電路IO、控制電路ll、麗0S晶體管M6及M7。二極管m構(gòu)成第一整流元件，二極管D2構(gòu)成第二整流元件。在開關(guān) 調(diào)節(jié)器la中，也可以將除電感器L1及電容器C1、 C2外的各電路集成在一 個(gè)IC中。在二極管D1中，陰極與連接點(diǎn)LX連接，陽極與負(fù)壓輸出端0UT1和電容器C1的連接點(diǎn)連接。另外，在二極管D2中，陰極與正壓輸出端0UT2禾口 電容器C2的連接點(diǎn)連接，陽極與電感器L1和第二開關(guān)M2的連接點(diǎn)連接。由此，開關(guān)調(diào)節(jié)器la雖然不是同步整流方式，但在正負(fù)輸出電壓 -Vol及Vo2足夠大的情況下，能減小效率降低。另外,與上述第一實(shí)施 例一樣，能將正壓Vo2設(shè)定為比輸入電壓Vin小的電壓，不需要來自控制 電路ll的控制信號(hào)Sw3及Sw4，因此能簡(jiǎn)化電路。進(jìn)而，通過二極管能阻 止從正壓Vo2流向輸入電壓Vin的逆流電流，因此不需要如圖6所示那樣， 由兩個(gè)PM0S晶體管形成第一開關(guān)M1 。在上述說明中，以第三開關(guān)M3及第四開關(guān)M4分別置換為二極管為 例進(jìn)行了說明，但也可以僅將第三開關(guān)M3和第四開關(guān)M4中某一個(gè)置換 為二極管。這種情況下，未置換為二極管的開關(guān)的動(dòng)作與上述說明相同， 說明省略。另外,在圖7中，以圖5結(jié)構(gòu)情況為例進(jìn)行了說明，但也可以適 用于圖3及圖6結(jié)構(gòu)的情況，這種情況下，也可以將第三開關(guān)M3及/或第 四開關(guān)M4置換為二極管以構(gòu)成非同步整流型的開關(guān)調(diào)節(jié)器。在所述第一和第二實(shí)施例的各實(shí)施例中，以MOS晶體管用作開關(guān)的 情況為例進(jìn)行了說明，但也可以使用雙極晶體管來代替MOS晶體管，這 種情況下，將PMOS晶體管置換為p叩晶體管，將麗OS晶體管置換為npn晶 體管即可。另外，通過使用雙極晶體管來代替MOS晶體管，可將圖3、圖5、 圖6及圖7中的第五開關(guān)M5置換為連接在連接點(diǎn)Lx和地GND之間的一叩n 晶體管,且將圖3、圖5、圖6及圖7中的第一開關(guān)M1置換為連接在輸入端 I N和連接點(diǎn)Lx之間的一pnp晶體管。上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述 實(shí)施例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。30
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)調(diào)節(jié)器，從輸入到輸入端的輸入電壓分別產(chǎn)生預(yù)定正壓和負(fù)壓，并從對(duì)應(yīng)的正壓輸出端和負(fù)壓輸出端分別輸出所產(chǎn)生的預(yù)定正壓和負(fù)壓，該開關(guān)調(diào)節(jié)器包括一個(gè)電感器；第一開關(guān)，連接在輸入端與所述電感器一端之間，其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第二開關(guān)，連接在地與所述電感器另一端之間，其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一整流元件，使電流從所述負(fù)壓輸出端流向所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)；第二整流元件，使電流從所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)流向所述正壓輸出端；第五開關(guān)，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間，其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一電容器，連接在所述負(fù)壓輸出端與地之間；第二電容器，連接在所述正壓輸出端與地之間；控制電路部，用于控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，以及第五開關(guān)的動(dòng)作，以使得所述負(fù)壓輸出端及所述正壓輸出端的各電壓分別成為對(duì)應(yīng)的第一給定值及第二給定值；其中，所述控制電路部分別控制第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。
2. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中， 若所述負(fù)壓大于所述第一給定值及/或所述正壓小于所述第二給定值，則所述控制電路部使第五開關(guān)斷開，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開關(guān)的各占空比增大，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和變大而成為給定電壓。
3. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述負(fù)壓小于所述第 一給定值，則所述控制電壓部使第五開關(guān)僅在第一開關(guān)斷開期間接通， 同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開關(guān)的各占空比減小，以便使得所述正壓輸出 端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為給定電壓。
4. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述正壓大于所述第 二給定值，則所述控制電壓部使第二開關(guān)接通，同時(shí)，使第五開關(guān)斷開， 進(jìn)而，使第一開關(guān)的占空比減小，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓 輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為給定電壓。
5. 如權(quán)利要求l-4中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電 路部包括第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給 定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出； 加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；PWM調(diào)制電路,對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器,對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較,產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述P麗調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)及第五開關(guān)的動(dòng)作。
6. 如權(quán)利要求l-4中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一整流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出 端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止 狀態(tài)的第三開關(guān);所述第二整流元件是連接在所述電感器和所述第二 開關(guān)的連接點(diǎn)與所述正壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開關(guān)；所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，分別控制所述第 三開關(guān)及第四開關(guān)與所述第一開關(guān)及第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接通/斷開動(dòng) 作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和 成為給定電壓。
7. 如權(quán)利要求6所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述負(fù)壓小于所述第 一給定值，則所述控制電路部使所述第三開關(guān)斷開;若所述正壓大于所 述第二給定值,則使所述第四開關(guān)斷開。
8. 如權(quán)利要求6所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括 第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào),并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路,根據(jù)來自所述P麗調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第三開關(guān)，第四開關(guān)及第 五開關(guān)的動(dòng)作。
9. 如權(quán)利要求1-4中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一整 流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出 端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止 狀態(tài)的第三開關(guān);所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān) 同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第三開關(guān)與所述第一開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接 通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕 對(duì)值之和成為給定電壓。
10. 如權(quán)利要求9所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若負(fù)壓小于所述第一給定值，則所述控制電路部使所述第三開關(guān)斷開。
11. 如權(quán)利要求9所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括 第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與給定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào),并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述P麗調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第三開關(guān)，及第五開關(guān)的 動(dòng)作。
12. 如權(quán)利要求l-4中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第二整流元件是連接在所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)與所述正壓輸出 端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止 狀態(tài)的第四開關(guān)；所述控制電路部分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān) 同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第四開關(guān)與所述第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接 通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕 對(duì)值之和成為給定電壓。
13. 如權(quán)利要求12所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，若所述正壓大于所述第二給定值，則所述控制電路部使所述第四開關(guān)斷開。
14. 如權(quán)利要求12所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述控制電路部包括 第一誤差放大電路，放大與所述負(fù)壓成比例的第一比例電壓與紿定第一基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；第二誤差放大電路，放大與所述正壓成比例的第二比例電壓與給 定第二基準(zhǔn)電壓之間的壓差后輸出；加法運(yùn)算電路，對(duì)所述第一誤差放大電路和所述第二放大電路的 各輸出電壓進(jìn)行加法運(yùn)算后輸出；P麗調(diào)制電路，對(duì)所述加法運(yùn)算電路的輸出電壓進(jìn)行P麗調(diào)制，產(chǎn)生 脈沖信號(hào)后輸出；第一比較器，對(duì)所述第一比例電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；第二比較器，對(duì)所述第二比例電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓 比較，產(chǎn)生表示該比較結(jié)果的信號(hào)，并輸出所產(chǎn)生的信號(hào)；控制電路，根據(jù)來自所述P麗調(diào)制電路，第一比較器及第二比較器 的各輸出信號(hào)控制所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第四開關(guān)及第五開關(guān)的動(dòng)作。
15. 如權(quán)利要求5， 8， 11或14所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一比 較器及第二比較器分別具有滯環(huán)。
16. 如權(quán)利要求l所述的幵關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第五開關(guān)由串聯(lián)的兩個(gè)麗os晶體管組成， 一方的麗os晶體管的襯底柵極與漏極連接，另一方的NMOS晶體管的襯底柵極與源極連接。
17. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第五開關(guān)包括 NM0S晶體管，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間；切換連接電路，按照所述第一開關(guān)的接通/斷開，將所述麗0S晶體 管的襯底柵極連接到漏極和源極中某個(gè)。
18. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一開關(guān)由串聯(lián)的 兩個(gè)PMOS晶體管組成， 一方的PMOS晶體管的襯底柵極與漏極連接，另一 方的PMOS晶體管的襯底柵極與源極連接。
19. 如權(quán)利要求1-18中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一開關(guān)，第二開關(guān)，第五開關(guān)，第一整流元件，第二整流元件及控制電路部 集成在一個(gè)IC。
20. —種開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，從輸入到輸入端的輸入電壓分 別產(chǎn)生預(yù)定正壓和負(fù)壓，并從對(duì)應(yīng)的正壓輸出端和，壓輸出端分別輸 出所產(chǎn)生的預(yù)定正壓和負(fù)壓，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括'一個(gè)電感器；第一開關(guān)，連接在輸入端與所述電感器一端之間，其根據(jù)輸入的控 制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第二開關(guān)，連接在地與所述電感器另一端之間，其根據(jù)輸入的控制 信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一整流元件,使電流從所述負(fù)壓輸出端流向所述電感器和所述 第一開關(guān)的連接點(diǎn)；第二整流元件，使電流從所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)流向所述正壓輸出端；第五開關(guān)，連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連接點(diǎn)與地之間，其根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)；第一電容器，連接在所述負(fù)壓輸出端與地之間；第二電容器，連接在所述正壓輸出端與地之間；其中，控制所述第一開關(guān),第二開關(guān)，以及第五開關(guān)的動(dòng)作，以便使 得所述負(fù)壓輸出端及所述正壓輸出端的各電壓分別成為對(duì)應(yīng)的第一給 定值及第二給定值；以及分別控制第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，以便使得所述正壓 輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。
21. 如權(quán)利要求20所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中， 若所述負(fù)壓大于所述第一給定值及/或所述正壓小于所述第二給定值，則所述控制電路部使第五開關(guān)斷開，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開 關(guān)的各占空比增大，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和變大而成為給定電壓。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若 所述負(fù)壓小于所述第一給定值,則所述控制電壓部使第五開關(guān)僅在第 一開關(guān)斷開期間接通，同時(shí)，使第一開關(guān)及第二開關(guān)的各占空比減小， 以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小 而成為給定電壓。
23. 如權(quán)利要求20-22中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述正壓大于所述第二給定值,則所述控制電壓部使第二開關(guān) 接通，同時(shí)，使第五開關(guān)斷開，進(jìn)而，使第一開關(guān)的占空比減小，以便使 得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì)值之和變小而成為 給定電壓。
24. 如權(quán)利要求20-23中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，當(dāng)所述第一整流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連 接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以 處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第三開關(guān)，而且所述第二整流元件是連接 在所述電感器和所述第二開關(guān)的連接點(diǎn)與所述正壓輸出端之間，并且 根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開 關(guān)時(shí)，分別控制所述第一開關(guān)及第二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，分別控 制所述第三開關(guān)及第四開關(guān)與所述第一開關(guān)及第二開關(guān)互補(bǔ)實(shí)行接通 /斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各電壓絕對(duì) 值之和成為紿定電壓。
25. 如權(quán)利要求24所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述 負(fù)壓小于所述第一給定值,則使所述第三開關(guān)斷開;若所述正壓大于所 述第二給定值，則使所述第四開關(guān)斷開。
26. 如權(quán)利要求20-23中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法， 其中，當(dāng)所述第一整流元件是連接在所述電感器和所述第一開關(guān)的連 接點(diǎn)與所述負(fù)壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以 處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第三開關(guān)時(shí)，分別控制所述第一開關(guān)及第 二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第三開關(guān)與所述第一開關(guān)互補(bǔ) 實(shí)行接通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。
27. 如權(quán)利要求26所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法,其中，若所述負(fù)壓小于所述第一給定值,則使所述第三開關(guān)斷開。
28. 如權(quán)利要求20-23中任一個(gè)所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，當(dāng)所述第二整流元件是連接在所述電感器和所述第二開關(guān)的連 接點(diǎn)與所述正壓輸出端之間，并且根據(jù)輸入的控制信號(hào)接通或斷開以 處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的第四開關(guān)時(shí)，分別控制所述第一開關(guān)及第 二開關(guān)同時(shí)接通/斷開，同時(shí)，控制所述第四開關(guān)與所述第二開關(guān)互補(bǔ) 實(shí)行接通/斷開動(dòng)作，以便使得所述正壓輸出端與所述負(fù)壓輸出端的各 電壓絕對(duì)值之和成為給定電壓。
29. 如權(quán)利要求28所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器動(dòng)作控制方法，其中，若所述 正壓大于所述第二給定值，則使所述第四開關(guān)斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)調(diào)節(jié)器及其動(dòng)作控制方法?？刂齐娐?1根據(jù)從PWM比較器8輸入的脈沖信號(hào)Spwm控制第一開關(guān)M1和第二開關(guān)M2同時(shí)進(jìn)行接通/斷開動(dòng)作，以便使得表示正壓輸出端OUT2與負(fù)壓輸出端OUT1的各電壓絕對(duì)值之和的電壓V3成為給定電壓，并且控制第一開關(guān)M1，第二開關(guān)M2，第三開關(guān)M3，第四開關(guān)M4及第五開關(guān)M5的動(dòng)作，以便使得負(fù)壓輸出端OUT1和正壓輸出端OUT2的各電壓-Vo1及Vo2分別成為對(duì)應(yīng)的第一給定值和第二給定值。從而可適用于以晶體管為整流元件的同步整流方式，能與輸入電壓無關(guān)輸出任意正負(fù)兩電壓。
文檔編號(hào)H02M3/04GK101330253SQ20081012494
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者西田淳二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光