專利名稱：比較器以及dc-dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于構(gòu)成電流模式控制方式的DC-DC變換器的PWM比較器的比較器以及使用該比較器的DC-DC變換器。
背景技術(shù)：
作為對(duì)直流輸入電壓進(jìn)行變換，輸出不同電位的電流電壓的電路，存在開關(guān)穩(wěn)壓器方式的DC-DC變換器。在所述DC-DC變換器中具有如下DC-DC變換器，其具備將從電池等直流電源供給的電流電壓施加在電感器(線圈)上來流過電流，在線圈中積蓄能量的驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件；在將該驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件斷開的能量釋放期間對(duì)線圈的電流進(jìn)行整流的整流元件；以及對(duì)上述驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件進(jìn)行接通、斷開控制的控制電路。以往，在上述開關(guān)穩(wěn)壓器方式的DC-DC變換器中，通過誤差放大器檢測(cè)輸電壓的大小，反饋給PWM(脈沖寬度調(diào)制)比較器或PFM (脈沖頻率調(diào)制)比較器，進(jìn)行當(dāng)輸出電壓下降時(shí)延長(zhǎng)開關(guān)元件的接通時(shí)間，當(dāng)輸出電壓上升時(shí)縮短開關(guān)元件的接通時(shí)間的控制。在PWM控制中，使驅(qū)動(dòng)脈沖的周期(頻率)恒定，根據(jù)Vin電壓與Vout電壓的比來使脈沖寬度變化，由此將輸出電壓控制為恒定。另外，在PWM控制方式的DC-DC變換器中， 也具有如下電流模式控制的DC-DC變換器其檢測(cè)流過驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件的電流或流過線圈的電流，將電流檢測(cè)信號(hào)反饋到電壓反饋環(huán)路來進(jìn)行控制。作為與這種DC-DC變換器相關(guān)的發(fā)明，例如有專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所記載的發(fā)明。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-295631號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-159319號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題圖5中表示本發(fā)明人所研究的電流模式控制的DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)例。在圖5的 DC-DC變換器中，通過誤差放大器E-AMP對(duì)輸出電壓的反饋電壓VFB與基準(zhǔn)電壓Vref的電位差進(jìn)行放大，然后提供給PWM比較器CMP，另一方面，通過差動(dòng)放大器AMP對(duì)在輸入端子 IN與線圈驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl之間連接的電流傳感電阻Rs的兩端子的電壓進(jìn)行放大，然后作為流過線圈的電流的檢測(cè)信號(hào)而輸入到PWM比較器CMP。在PWM比較器CMP中還輸入了斜坡(slope)補(bǔ)償用的鋸齒波SAW，將在電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器AMP的輸出上加上鋸齒波而得的結(jié)果與誤差放大器E-AMP的輸出電壓進(jìn)行比較。具體來說，當(dāng)將電流傳感電阻Rs的端子間電壓設(shè)為Vs，將電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器AMP的放大率設(shè)為Ki，將鋸齒波SAW的振幅設(shè)為Vsaw，將誤差放大器E-AMP的輸出電壓設(shè)為Verr 時(shí)，將PWM比較器CMP設(shè)計(jì)成，當(dāng)Ki ‘ Vs+Vsaw-Verr ......(1)
為正(>0)時(shí)輸出高電平的信號(hào)，為負(fù)(<0)時(shí)輸出低電平的信號(hào)。此外，斜坡補(bǔ)償是為了防止反饋控制系統(tǒng)的振蕩而控制電流反饋環(huán)路中的變化的斜率的技術(shù)，在電流模式控制中一直以來都進(jìn)行。在圖5的DC-DC變換器中，流過電流傳感電阻Rs的電流的波形急劇變化。因此， 作為電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器AMP的特性，要求為高通過速率，并且，為了即使當(dāng)開關(guān)頻率升高時(shí)放大率也不降低，需要為寬頻帶。但是，實(shí)現(xiàn)這種特性的差動(dòng)放大器并不容易，需要具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電路，因此存在電路規(guī)模增大，或者為了使構(gòu)成電路的晶體管的特性提高而需要改變工藝等導(dǎo)致成本升高的課題。本發(fā)明是著眼于上述課題而提出的發(fā)明，其目的在于提供一種PWM比較器，其在電流模式控制方式的DC-DC變換器中不需要成為成本升高的主要原因的電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器。用于解決課題的手段為了達(dá)成上述目的，本申請(qǐng)的發(fā)明提供一種比較器，其設(shè)置在電流模式控制方式的DC-DC變換器的電壓控制環(huán)路中，所述電流模式控制方式的DC-DC變換器具備在輸入直流電壓的電壓輸入端子和連接負(fù)載的輸出端子之間連接的電感器；使電流流過所述電感器的驅(qū)動(dòng)元件；根據(jù)輸出電壓的反饋電壓控制所述驅(qū)動(dòng)元件的所述電壓控制環(huán)路；以及將流過所述電感器的電流的檢測(cè)信號(hào)反饋到所述電壓控制環(huán)路的環(huán)路，所述比較器具備具有將源極共同連接的輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的差動(dòng)輸入級(jí)；在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同源極上分別連接的兩個(gè)恒流源；連接在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極側(cè)，進(jìn)行電流-電壓變換的共同的負(fù)載元件；以及與所述差動(dòng)輸入級(jí)和所述負(fù)載元件的連接點(diǎn)連接的輸出級(jí)，向所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)中的一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述輸出電壓的反饋電壓和斜坡補(bǔ)償用的波形信號(hào)，向另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入與所述電感器串聯(lián)連接的電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以作為內(nèi)置有電流檢測(cè)放大器的比較器而工作。因此，不需要獨(dú)立于比較器之外設(shè)置電流檢測(cè)放大器，在將內(nèi)置有比較器的控制電路進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路化的情況下，可以縮小芯片尺寸。在此，也可以構(gòu)成為所述比較器具備與所述輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極端子進(jìn)行折疊共源共柵連接的共源共柵級(jí)。由此，可以擴(kuò)大對(duì)于所述輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入電壓范圍。本申請(qǐng)的另一發(fā)明提供一種電流模式控制方式的DC-DC變換器，其具備在輸入直流電壓的電壓輸入端子和連接負(fù)載的輸出端子之間連接的電感器；使電流流過所述電感器的驅(qū)動(dòng)元件；與所述電感器串聯(lián)連接的電流檢測(cè)用電阻；具有比較器，根據(jù)輸出電壓的反饋電壓來控制所述驅(qū)動(dòng)元件的電壓控制環(huán)路；以及將流過所述電感器的電流的檢測(cè)信號(hào)反饋到所述電壓控制環(huán)路的環(huán)路，在所述DC-DC變換器中，所述比較器具備具有兩組將源極共同連接的輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的差動(dòng)輸入級(jí)； 在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同的源極上分別連接的兩個(gè)恒流源；連接在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極側(cè)，進(jìn)行電流-電壓變換的共同的負(fù)載元件；以及與所述差動(dòng)輸入級(jí)和所述負(fù)載元件的連接點(diǎn)連接的輸出級(jí)，
向所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)中的一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述輸出電壓的反饋電壓和斜坡補(bǔ)償用的波形信號(hào)，向另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不需要獨(dú)立于比較器之外設(shè)置高通過速率、寬頻帶的電流檢測(cè)放大器，因此，可以避免成本上升。而且，由于不需要電流檢測(cè)放大器，因此可以實(shí)現(xiàn)即使驅(qū)動(dòng)元件的開關(guān)頻率升高也能對(duì)電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行應(yīng)答的電流模式控制方式的DC-DC變換器。 所述比較器，也可以構(gòu)成為具備與所述輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極端子進(jìn)行折疊共源共柵連接的共源共柵級(jí)。另外，理想的是在將所述驅(qū)動(dòng)元件連接在所述電壓輸入端子與所述電感器之間的情況下，所述電流檢測(cè)用電阻在所述電壓輸入端子和所述電感器之間與所述驅(qū)動(dòng)元件串聯(lián)連接。通過上述結(jié)構(gòu)，僅在驅(qū)動(dòng)元件接通的期間，在電流檢測(cè)用電阻中流過電流，因此，與將電流傳感用電阻連接在電感器與輸出端子之間的DC-DC變換器相比，電阻中流過電流的時(shí)間縮短，可以減少電力損失。另外，進(jìn)一步理想的是，將所述驅(qū)動(dòng)元件的接通電阻作為電流檢測(cè)用電阻，將驅(qū)動(dòng)元件兩端的電壓輸入比較器。通過上述結(jié)構(gòu)，不需要電流檢測(cè)用電阻，可以進(jìn)一步減少電力損失。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，具有可以實(shí)現(xiàn)一種PWM比較器的效果，該P(yáng)WM比較器使得在電流模式控制方式的DC-DC變換器中不需要成為成本上升的主要原因的電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器。


圖1是表示本發(fā)明的比較器的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。圖2是表示現(xiàn)有的一般的比較器的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖3是表示本發(fā)明的比較器的變形例的電路圖。圖4是表示將本發(fā)明的比較器用作PWM比較器的電流模式控制方式的DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖5是表示在本發(fā)明之前研究出的電流模式控制方式的DC-DC變換器的框圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。圖1表示本發(fā)明的比較器的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例的比較器具備將源極共同連接的一對(duì)輸入差動(dòng)晶體管Ql、Q2 ；同樣將源極共同連接的一對(duì)輸入差動(dòng)晶體管Q3、Q4。并且，在各輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同源極與接地點(diǎn)之間連接了恒流用晶體管Q5、Q6，并且在上述輸入差動(dòng)晶體管Ql Q4的漏極側(cè)，將進(jìn)行了電流鏡連接的晶體管Q7、Q8作為共同的負(fù)載與兩對(duì)輸入差動(dòng)晶體管對(duì)連接。晶體管Q5、Q6分別在其柵極端子上施加預(yù)定的電壓Vcl、Vc2,由此作為恒流源來工作。恒流用晶體管Q5、Q6流出的電流可以相同，也可以不同。即，柵極電壓可以是Vcl = Vc2，也可以是Vcl ^ Vc2。另外，在Q5、Q6中例如可以構(gòu)成流過恒定電流的偏置電路的進(jìn)行了二極管連接的電流-電壓用晶體管和電流鏡電路來流過預(yù)定的電流。
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在上述負(fù)載晶體管Q7、Q8中未將柵極與漏極耦合的一方的晶體管的Q8的漏極上， 連接由串聯(lián)形態(tài)的晶體管Q11、Q12構(gòu)成的輸出級(jí)的晶體管Qll的柵極，將該晶體管Qll的漏極端子與輸出端子OUT連接。在輸出級(jí)的另一晶體管Q12的柵極上施加從未圖示的偏置電路供給的預(yù)定的恒定電壓，作為恒流源而工作。在該實(shí)施例的比較器中，輸入差動(dòng)晶體管Ql Q4以及恒流用晶體管Q5、Q6作為流出與輸入電壓差對(duì)應(yīng)的電流化、Ip的電壓-電流變換部而工作，負(fù)載晶體管Q7、Q8以及輸出級(jí)的晶體管Qll、Q12作為電流-電壓變換部而工作。在該實(shí)施例中，作為晶體管Ql Q6以及Q12，使用N溝道型MOSFET (絕緣柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，作為晶體管Q7、Q8以及Q11，使用P溝道型M0SFET，但是也可以代替N溝道型MOSFET而使用npn雙極性晶體管，代替P溝道型MOSFET而使用pnp雙極性晶體管。在說明本實(shí)施例的比較器的特征之前說明圖2所示的一般的比較器。圖2的比較器是具有一個(gè)輸入差動(dòng)晶體管對(duì)Ql、Q2的電路。該比較器在將一對(duì)輸入電壓Vin (η)、 Vin(ρ)的電位差設(shè)為八￥，將晶體管01、02中流過的電流111、1 的差設(shè)為八1，將差動(dòng)對(duì)01、 Q2的跨導(dǎo)(transconductance)系數(shù)設(shè)為Gm時(shí)，電壓-電流變換部中的變換由下式表示。Δ I = Gm · Δ V ......(2)電流-電壓變換部，若ΔΙ為正則輸出高電平(Vcc)，若ΔΙ為負(fù)則輸出低電平 (GND)。另一方面，圖1所示的本實(shí)施例的比較器，當(dāng)將以Vin(nl)、Vin(pi)為輸入的差動(dòng)對(duì)Q1、Q2的跨導(dǎo)系數(shù)設(shè)為Gml，將以Vin(n2)、Vin(p2)作為輸入的差動(dòng)對(duì)Q3、Q4的跨導(dǎo)系數(shù)設(shè)為Gm2時(shí)，Δ I由下式表示，Δ I = Gml (Vin (pi) -Vin (nl)) +Gm2 (Vin (p2) -Vin (n2))......(3)若Δ I為正則輸出高電平(Vcc)，若Δ I為負(fù)則輸出低電平(GND)。因此，在將該實(shí)施例的比較器作為電流模式控制方式的DC-DC變換器中的PWM比較器來使用時(shí)，作為Vin(nl)而輸入圖5的誤差放大器E-AMP的輸出Verr JtSVin(Pl)而輸入圖5的鋸齒波Vsaw，作為Vin(n2)、Vin(p2)而輸入電流傳感電阻Rs的兩端子的電壓 Vsl、Vs2，將由電流傳感電阻Rs產(chǎn)生的電壓差(Vsl-Vs2)設(shè)為Vs，則上述式(3)變形為以下的式⑷。Δ I = Gml (Vsaw-Verr) +Gm2 · Vs= Gml {(Gm2/Gml) · Vs+Vsaw-Verr}......(4)在此，當(dāng)比較前面出現(xiàn)的式(1)和式⑷時(shí)可知，兩個(gè)差動(dòng)對(duì)的跨導(dǎo)系數(shù)的比Gm2/ Gml相當(dāng)于圖5的DC-DC變換器中的電流檢測(cè)放大器AMP的放大率Ki。由此可知，本實(shí)施例的比較器作為內(nèi)置了放大率為Gm2/Gml的電流檢測(cè)放大器的PWM比較器而工作。因此，在圖5那樣的電流模式控制方式的DC-DC變換器中，不需要獨(dú)立于PWM比較器來設(shè)置電流檢測(cè)放大器，在對(duì)內(nèi)置了 PWM比較器的控制電路進(jìn)行半導(dǎo)體集成電路化時(shí)可以縮小芯片尺寸。另外，在設(shè)置了電流檢測(cè)放大器的圖5那樣的DC-DC變換器中，作為其放大器的特性，希望為高通過速率、寬頻帶，但是當(dāng)使用本實(shí)施例的比較器時(shí)不需要電流檢測(cè)放大器，因此可以避免成本升高。而且，由于不需要電流檢測(cè)放大器，即使驅(qū)動(dòng)元件的開關(guān)頻率升高也能夠?qū)﹄娏鳈z測(cè)信號(hào)進(jìn)行應(yīng)答。此外，例如可以根據(jù)具有輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的電壓-電流變換部的恒流晶體管Q5、Q6的電流比來設(shè)定Gm2/Gml的值。
在圖3中表示所述實(shí)施例的比較器的變形例。該變形例的比較器作為差動(dòng)輸入晶體管Ql Q4而使用P溝道M0SFET，并且對(duì)于差動(dòng)輸入級(jí)設(shè)置了由進(jìn)行了折疊共源共柵 (folded cascode)連接的晶體管對(duì)Q21、Q22 ;Q31、Q32 ;Q41、Q42組成的共源共柵級(jí)。各對(duì)晶體管將柵極共同連接，從未圖示的偏置電路對(duì)共同的柵極端子施加預(yù)定的偏置電壓VbO、 Vb 1、Vb2，或者施加內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電位來構(gòu)成電流鏡電路。所述折疊共源共柵型的比較器，與圖1的比較器相比具有可以擴(kuò)大對(duì)輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)。此外，也能夠是作為輸入差動(dòng)晶體管Ql Q4代替P溝道 MOSFET而像圖1那樣使用N溝道M0SFET，并且在接地電位GND側(cè)設(shè)置恒流用晶體管Q5、Q6 的折疊共源共柵型的比較器。另外，也能夠成為在圖3的共源共柵級(jí)的后級(jí)進(jìn)一步連接由圖1的晶體管Q11、Q12組成的輸出級(jí)的結(jié)構(gòu)。圖4表示將本發(fā)明的比較器用于具有圖5那樣的結(jié)構(gòu)的電流模式控制方式的 DC-DC變換器中的PWM比較器的情況下的一個(gè)實(shí)施方式。圖4的DC-DC變換器，通過由在輸入直流電壓Vin的電壓輸入端子IN和接地點(diǎn)GND 之間以串聯(lián)形態(tài)連接的N溝道MOSFET構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl以及整流用開關(guān)晶體管SW2、在SWl和SW2的連接節(jié)點(diǎn)m和輸出端子OUT之間連接的線圈(電感器)Lc、對(duì)所述開關(guān)晶體管SW1、SW2進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制的開關(guān)控制電路10等，構(gòu)成了降壓型的同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器。另外，在電壓輸入端子IN和驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl之間連接了用于檢測(cè)通過 Sffl流入線圈Lc的電流的電流傳感電阻Rs。LD是與該DC-DC變換器的輸出端子OUT連接的負(fù)載，Cs是平滑電容器。此外，雖未特別限定，但在該實(shí)施方式中，上述開關(guān)控制電路10在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上構(gòu)成為控制用IC，驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl以及整流用開關(guān)晶體管SW2由獨(dú)立部件構(gòu)成， 作為外接元件連接在上述控制用IC上。但是，也可以將SWl以及SW2與控制用IC形成在同一半導(dǎo)體芯片上?？刂朴肐ClO具備對(duì)輸出的反饋電壓VFB和預(yù)定的基準(zhǔn)電壓Vref的電位差進(jìn)行放大的誤差放大器11 ；內(nèi)置振蕩電路，生成斜坡補(bǔ)償用的鋸齒波SAW或預(yù)定頻率的時(shí)鐘脈沖Pc的波形生成電路12 ；以通過該波形生成電路12生成的鋸齒波SAW和上述誤差放大器 11的輸出以及上述電流傳感電路Rs的兩端子的電壓Vsl、Vs2作為輸入的PWM比較器13。而且，控制用IClO具備將通過上述波形生成電路12生成的時(shí)鐘脈沖Pc輸入置位端子，將PWM比較器13的輸出輸入復(fù)位端子的RS觸發(fā)器14 ；對(duì)該觸發(fā)器14的輸出Q、^ 進(jìn)行電平移位的電平移位電路15 ；根據(jù)被電平移位后的信號(hào)，生成并輸出將所述開關(guān)晶體管SW1、SW2導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)器)16a、16b等。在圖4的DC-DC變換器中，通過時(shí)鐘脈沖Pc將觸發(fā)器14置位，使驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl導(dǎo)通，由此開始1個(gè)周期。然后，當(dāng)SWl被導(dǎo)通時(shí)，線圈(電感器)中流過的電流IL 增加，通過來自輸出電壓的反饋信號(hào)、即誤差放大器11的輸出來控制其峰值。具體來說，將電流IL的檢測(cè)電壓與誤差放大器11的輸出進(jìn)行比較，當(dāng)一致時(shí)PWM比較器13的輸出反轉(zhuǎn)， 將觸發(fā)器14復(fù)位，進(jìn)行控制以便將驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl截止。此外，在該實(shí)施例中，在直流電壓輸入端子IN和驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl之間連接了電流傳感電阻Rs，但是電流傳感電阻Rs也可以在線圈Lc和輸出端子OUT之間與線圈串聯(lián)地連接。但是，在將電流傳感電阻Rs連接在線圈Lc與輸出端子OUT之間的情況下，即使在晶體管SWl截止的期間也在線圈以及電阻中流過電流，與之相對(duì)，在圖4的實(shí)施例的 DC-DC變換器那樣在電壓輸入端子IN和晶體管SWl之間連接了電流傳感電阻Rs的情況下， 僅在SWl導(dǎo)通的期間在電阻中流過電流，因此具有減少電力損失的優(yōu)點(diǎn)。在線圈Lc與整流用晶體管SW2的連接點(diǎn)m與晶體管SWl之間連接了電流傳感電阻Rs的情況下，也與圖4 的實(shí)施例同樣可以減少電力損失。另外，也可以將驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl的導(dǎo)通電阻作為電流傳感電阻來代用，由此可以進(jìn)一步減少電力損失。在這種情況下，僅在驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl為導(dǎo)通的期間，將驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SWl的兩端電壓輸入PWM比較器13即可。以上，根據(jù)實(shí)施例具體說明了本發(fā)明人提出的發(fā)明，但是本發(fā)明不限定于所述實(shí)施例。例如，能夠應(yīng)用本發(fā)明的比較器的開關(guān)控制電路10不限定于圖4所示的結(jié)構(gòu)本身， 也可以代替觸發(fā)器14而使用單穩(wěn)多諧振蕩器(one-shot multivibrator)或者省略電平移位電路15等。另外，在圖4的DC-DC變換器中，將輸出電壓Vout直接輸入了誤差放大器11，但是也可以設(shè)置對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行分壓的串聯(lián)電阻，將分壓而得的電壓作為反饋電壓輸入誤差放大器11。產(chǎn)業(yè)上的可利用性在以上的說明中，說明了將本發(fā)明應(yīng)用于降壓型DC-DC變換器的情況，但是，也可以應(yīng)用于升壓型DC-DC變換器。另外，在實(shí)施例中說明了應(yīng)用于開關(guān)穩(wěn)壓器方式的同步整流型DC-DC變換器的情況，但是本發(fā)明也可以利用于使用二極管來作為整流元件的二極管整流型的DC-DC變換器中。符號(hào)說明10開關(guān)控制電路(控制用IC)11誤差放大器12波形生成電路13PWM 比較器14觸發(fā)器15電平移位電路16a、16b 驅(qū)動(dòng)電路LD 負(fù)載Lc線圈(電感器)Cs平滑電容器Sffl線圈驅(qū)動(dòng)用開關(guān)晶體管SW2整流用開關(guān)晶體管AMP電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器E-AMP誤差放大器
權(quán)利要求
1.一種比較器，其設(shè)置在電流模式控制方式的DC-DC變換器的電壓控制環(huán)路中，所述電流模式控制方式的DC-DC變換器具備在輸入直流電壓的電壓輸入端子和連接負(fù)載的輸出端子之間連接的電感器；使電流流過所述電感器的驅(qū)動(dòng)元件；根據(jù)輸出電壓的反饋電壓控制所述驅(qū)動(dòng)元件的所述電壓控制環(huán)路；以及將流過所述電感器的電流的檢測(cè)信號(hào)反饋到所述電壓控制環(huán)路的環(huán)路，所述比較器的特征在于，所述比較器具備具有兩組將源極共同連接的輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的差動(dòng)輸入級(jí)；在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同源極上分別連接的兩個(gè)恒流源；連接在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極側(cè)，進(jìn)行電流-電壓變換的共同的負(fù)載元件；以及與所述差動(dòng)輸入級(jí)和所述負(fù)載元件的連接點(diǎn)連接的輸出級(jí)，向所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)中的一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述輸出電壓的反饋電壓和斜坡補(bǔ)償用的波形信號(hào)，向另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入與所述電感器串聯(lián)連接的電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其特征在于，所述比較器具備與所述輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極端子進(jìn)行折疊共源共柵連接的共源共柵級(jí)。
3.一種電流模式控制方式的DC-DC變換器，其具備在輸入直流電壓的電壓輸入端子和連接負(fù)載的輸出端子之間連接的電感器；使電流流過所述電感器的驅(qū)動(dòng)元件；與所述電感器串聯(lián)連接的電流檢測(cè)用電阻；具有比較器，根據(jù)輸出電壓的反饋電壓來控制所述驅(qū)動(dòng)元件的電壓控制環(huán)路；以及將流過所述電感器的電流的檢測(cè)信號(hào)反饋到所述電壓控制環(huán)路的環(huán)路，所述DC-DC變換器的特征在于，所述比較器具備具有兩組將源極共同連接的輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的差動(dòng)輸入級(jí)；在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同的源極上分別連接的兩個(gè)恒流源；連接在所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極側(cè)，進(jìn)行電流-電壓變換的共同的負(fù)載元件；以及與所述差動(dòng)輸入級(jí)和所述負(fù)載元件的連接點(diǎn)連接的輸出級(jí)，向所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)中的一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述輸出電壓的反饋電壓和斜坡補(bǔ)償用的波形信號(hào)，向另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC-DC變換器，其特征在于，所述比較器具備與所述輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極端子進(jìn)行折疊共源共柵連接的共源共柵級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的DC-DC變換器，其特征在于，在將所述驅(qū)動(dòng)元件連接在所述電壓輸入端子與所述電感器之間的情況下，所述電流檢測(cè)用電阻在所述電壓輸入端子和所述電感器之間與所述驅(qū)動(dòng)元件串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的DC-DC變換器，其特征在于，所述電流檢測(cè)用電阻是所述驅(qū)動(dòng)元件的接通電阻，向所述另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入了所述驅(qū)動(dòng)元件的兩端電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種PWM比較器，其在構(gòu)成電流模式控制方式的DC-DC變換器的控制電路中不需要電流檢測(cè)用差動(dòng)放大器。該比較器具備具有兩組將源極共同連接的輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的差動(dòng)輸入級(jí)；與所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的共同源極分別連接的兩個(gè)恒流源；與所述兩組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的漏極側(cè)連接，進(jìn)行電流-電壓變換的共同的負(fù)載晶體管；以及與所述差動(dòng)輸入級(jí)和所述負(fù)載晶體管的連接點(diǎn)連接的輸出級(jí)。向所述兩組輸入差動(dòng)晶體管中的一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入所述輸出電壓的反饋電壓和斜坡補(bǔ)償用的波形信號(hào)，向另一組輸入差動(dòng)晶體管對(duì)的輸入端子輸入與所述電感器串聯(lián)連接的電流檢測(cè)用電阻的兩端的電壓。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102362418SQ20108001334
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者中島平裕 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社