测结果来控制相位补偿特性的相位补偿电路14'的 结构的图。
[0247] 如图19所示，相位补偿电路14'由串联连接在误差放大器11的输出端子Np2与 接地电压GND之间的补偿电阻VR4和补偿电容C2构成。尤其是补偿电阻VR4由基础电阻 R30、第一电阻R31、第二电阻R32、第三电阻R33、第一开关元件MnlU第二开关元件Mnl2及 第三开关元件Mnl3构成。第一电阻R31与第一开关元件Mnll的第一并联连接、第二电阻 R32与第二开关元件Mnl2的第二并联连接、第三电阻R33与第三开关元件Mnl3的第三并联 连接和电阻R30、补偿电容C2串联连接。在图19所示的相位补偿电路14'中，第一开关元 件MnlU第二开关元件Mnl2、第三开关元件Mnl3由N沟道MOS晶体管构成。
[0248] 如图19所示，相位补偿电路14'的第一开关元件Mnll的第一控制输入端子、第 二开关元件Mnl2的第二控制输入端子、第三开关元件Mnl3的第三控制输入端子分别通过 由检测控制电路15生成的作为数字控制信号的代码信号Cntl的三个反转控制位信号/ Cntll、/Cntl2、/Cntl3来控制。图19所示的由检测控制电路15生成的三个反转控制位信 号/Cntll、/Cntl2、/Cntl3对应于图10的由检测控制电路15生成的作为数字控制信号的 代码信号Cntl的三个控制位信号Cntll、Cntl2、Cntl3的反转信号。
[0249] 图20是说明图19所示的实施方式1的相位补偿电路14'的动作的图。
[0250] 如上所述，检测控制电路15通过四个阶段来检测由铝电解电容器构成的平滑电 容C的温度变动或电阻变动，因此在图11的第一行示出作为四个阶段的检测结果的作为数 字控制信号的代码信号Cntl。
[0251] 在与周围温度T比-25°C低的状态对应的第一状态"0"的作为数字控制信号的代 码信号Cntl中，如图20的第一列的第二行至第四行所示，第一反转控制位信号/Cntll、第 二反转控制位信号/Cntl2、第三反转控制位信号/Cntl3全部成为高电平"1"（On)。其结 果是，在相位补偿电路14'中，第一开关元件Mnl1、第二开关元件Mnl2、第三开关元件Mnl3 全部成为接通状态。因此，如图20的第一列的第五行所示，相位补偿电路14'的补偿电阻 VR4仅成为基础电阻R30,相位补偿电路14'设定为补偿电容C2与基础电阻R30的相乘值 即最小值的第一时间常数。其结果是，通过与周围温度T比-25°C低的状态对应的第一状态 "〇"的作为数字控制信号的代码信号Cntl，将相位补偿电路14'设定为最弱的相位补偿特 性。
[0252] 在与周围温度T比-25°C高且比+(TC低的情况对应的第二状态"1"的作为数字控 制信号的代码信号Cntl中，如图20的第二列的第二行至第四行所示，第一反转控制位信号 /Cntll成为低电平"0"(0ff)，第二反转控制位信号/Cntl2和第三反转控制位信号/Cntl3 成为高电平"1"（On)。其结果是，在相位补偿电路14'中，第一开关元件Mnll成为断开状 态，第二开关元件Mnl2和第三开关元件Mnl3成为接通状态。因此，如图20的第二列的第 五行所示，相位补偿电路14'的补偿电阻VR4成为基础电阻R30和第一电阻R31这两个串 联电阻，相位补偿电路14'设定为补偿电容C2与两个串联电阻的相乘值即比最小值稍大 的第二时间常数。其结果是，通过与周围温度T比-25°C高且比+(TC低的情况对应的第二 状态"1"的作为数字控制信号的代码信号Cntl，将相位补偿电路14'设定为稍弱的相位补 偿特性。
[0253] 在与周围温度T比+(TC高且比+25°C低的情况对应的第三状态"2"的作为数字控 制信号的代码信号Cntl中，如图20的第三列的第二行至第四行所示，第一反转控制位信 号/Cntll和第二反转控制位信号/Cntl2成为低电平"0"（Off)，而第三反转控制位信号/ Cntl3成为高电平"l"（0n)。其结果是，在相位补偿电路14'中，第一开关元件Mnll和第 二开关元件Mnl2成为断开状态，第三开关元件Mnl3成为接通状态。因此，如图20的第三 列的第五行所示，相位补偿电路14'的补偿电阻VR4成为基础电阻R30、第一电阻R31、第二 电阻R32这三个串联电阻，相位补偿电路14'设定为补偿电容C2与三个串联电阻的相乘值 即远大于最小值的第三时间常数。其结果是，通过与周围温度T比+(TC高且比+25°C低的 情况对应的第三状态"2"的作为数字控制信号的代码信号Cntl，将相位补偿电路14'设定 为稍强的相位补偿特性。
[0254] 在与周围温度T比+25°C高的情况对应的第四状态"3"的作为数字控制信号的代 码信号Cntl中，如图20的第四列的第二行至第四行所示，第一反转控制位信号/Cntll、第 二反转控制位信号/Cntl2、第三反转控制位信号/Cntl3全部成为低电平"0"（Off)。其结 果是，相位补偿电路14'的第一开关元件MnlU第二开关元件Mnl2、第三开关元件Mnl3全 部成为断开状态。因此，如图20的第四列的第五行所示，相位补偿电路14'的补偿电阻VR4 成为基础电阻R30、第一电阻R31、第二电阻R32、第三电阻R33这四个串联电阻，相位补偿电 路14'设定为补偿电容C2与四个串联电阻的相乘值即最大值的第四时间常数。其结果是， 通过与周围温度T比+25°C高的情况对应的第四状态"3"的作为数字控制信号的代码信号 Cntl，将相位补偿电路14'设定为最强的相位补偿特性。
[0255] 《对温度变化进行响应的相位补偿特性》
[0256] 《最低温时的相位补偿特性》
[0257] 图21是表示参照图1至图20说明的使用了实施方式1的半导体集成电路10的 稳定化电源电路1的最低温时（比_25°C低的状态下）的相位补偿特性的图。
[0258] 图21的第一个表示生成输出电压Vout的由平滑线圈L和平滑电容C构成的低通 滤波器LC的增益Gain(LC)的频率依赖性LI(LT)。低通滤波器LC的截止频率fc通过下式 得到。
【主权项】
1. 一种半导体集成电路，用于能够从供给到输入端子的输入电源电压向与输出端子连 接的平滑电容和负载的并联连接供给输出电源电压的稳定化电源电路，其特征在于， 所述半导体集成电路具备：误差放大器，对所述输出电源电压的误差进行检测；输出 控制电路，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；相位补偿电路，与所述误差放大器连 接；以及检测控制电路，与所述相位补偿电路连接， 所述输出控制电路由对所述输出电源电压的所述误差进行响应的所述误差放大器来 控制，从而生成所述输出电源电压， 所述检测控制电路检测所述平滑电容的等效串联电阻的温度的变动或由该温度的变 动引起的电阻的变动，并按照其检测结果对所述相位补偿电路进行可变控制。
2. 根据权利要求1所述的半导体集成电路，其中， 在所述平滑电容的所述温度比预定的温度低的状态下，所述检测控制电路将所述相位 补偿电路的时间常数设定为比预定的时间常数小的时间常数， 在所述平滑电容的所述温度比所述预定的温度高的状态下，所述检测控制电路将所述 相位补偿电路的所述时间常数设定为比所述预定的时间常数大的其他时间常数。
3. 根据权利要求2所述的半导体集成电路，其中， 在所述平滑电容的所述温度为所述低的状态下，将通过所述小的时间常数的相位补偿 而设定的极点频率设定为比预定的频率高的频率， 在所述平滑电容的所述温度为所述高的状态下，将通过所述大的时间常数的相位补偿 而设定的极点频率设定为比所述预定的频率低的频率。
4. 根据权利要求3所述的半导体集成电路，其中， 所述检测控制电路通过至少四个阶段来检测所述平滑电容的所述等效串联电阻的所 述温度的变动或所述电阻的变动，由此通过至少四个阶段对所述相位补偿电路的相位补偿 特性进行可变控制。
5. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 所述检测控制电路执行如下的A/D转换：使用至少三个基准值，将作为所述温度的变 动或所述电阻的变动的模拟输入信号判定为至少四个多值电平。
6. 根据权利要求5所述的半导体集成电路，其中， 所述A/D转换由快闪型A/D转换器、逐次比较型A/D转换器、流水线型A/D转换器中的 任一个来执行。
7. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 所述检测控制电路通过利用PN结二极管的正向压降的温度变化率，来检测所述稳定 化电源电路的周围温度即所述平滑电容的所述温度的变动。
8. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 所述检测控制电路通过检测所述输出电源电压中包含的脉动电压的电压振幅电平的 变动，来检测由所述温度的变动引起的所述平滑电容的所述等效串联电阻的所述电阻的变 动。
9. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 在所述平滑电容和所述负载的所述并联连接与所述输出端子之间能够连接低通滤波 器的平滑线圈， 所述输出控制电路包括连接在所述输入端子与所述输出端子之间的第一开关元件和 连接在所述输出端子与接地电压之间的第二开关元件， 所述半导体集成电路还具备开关控制电路，该开关控制电路对所述误差放大器的误差 检测输出信号进行响应而控制所述输出控制电路的所述第一开关元件和所述第二开关元 件的开关， 通过所述开关控制电路将所述第一开关元件控制成接通状态并将所述第二开关元件 控制成断开状态的期间成为向所述低通滤波器的所述平滑线圈蓄积磁能的接通期间， 通过所述开关控制电路将所述第一开关元件控制成断开状态并将所述第二开关元件 控制成接通状态的其他期间成为所述低通滤波器的所述平滑线圈的磁能被消耗的断开期 间， 所述开关控制电路对所述误差放大器的所述误差检测输出信号进行响应而将所述接 通期间和所述断开期间分别设定为预定的值，由所述稳定化电源电路生成相比所述输入电 源电压降压了的所述输出电源电压。
10. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 在被供给所述输入电源电压的所述输入端子上能够连接平滑线圈的一端，所述平滑线 圈的另一端能够与所述输出控制电路连接， 所述输出控制电路包括能够连接在所述平滑线圈的所述另一端与所述输出端子之间 的第一开关元件和能够连接在所述平滑线圈的所述另一端与接地电压之间的第二开关元 件， 所述半导体集成电路还具备开关控制电路，该开关控制电路对所述误差放大器的误差 检测输出信号进行响应而控制所述输出控制电路的所述第一开关元件和所述第二开关元 件的开关， 通过所述开关控制电路将所述第二开关元件控制成接通状态并将所述第一开关元件 控制成断开状态的期间成为向所述平滑线圈蓄积磁能的接通期间， 通过所述开关控制电路将所述第二开关元件控制成断开状态并将所述第一开关元件 控制成接通状态的其他期间成为所述平滑线圈的磁能被消耗的断开期间， 所述开关控制电路对所述误差放大器的所述误差检测输出信号进行响应而将所述接 通期间和所述断开期间分别设定为预定的值，由所述稳定化电源电路生成相比所述输入电 源电压升压了的所述输出电源电压。
11. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 在所述输出端子上能够连接所述平滑电容和所述负载的所述并联连接， 以即使所述输入电源电压发生变动也使所述输出电源电压实质恒定的方式通过所述 误差放大器的所述误差检测输出信号来调整所述输出控制电路的压降，所述稳定化电源电 路作为通过所述输出控制电路的压降来吸收所述输入电源电压的变动的串联稳压器进行 动作。
12. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 所述相位补偿电路包括与所述误差放大器的输入端子和输出端子中的至少任一方串 联连接的补偿电阻和补偿电容， 所述相位补偿电路的所述补偿电阻和所述补偿电容中的任一个是能够通过所述检测 控制电路进行可变控制的可变常数元件。
13. 根据权利要求12所述的半导体集成电路，其中， 所述可变常数元件是能够通过所述检测控制电路进行可变控制的可变电阻元件和可 变电容元件中的任一个。
14. 根据权利要求13所述的半导体集成电路，其中， 所述误差放大器、所述输出控制电路、所述开关控制电路、所述相位补偿电路及所述检 测控制电路集成化为所述半导体集成电路的单一的半导体芯片。
15. 根据权利要求13所述的半导体集成电路，其中， 所述误差放大器、所述输出控制电路、所述开关控制电路、所述相位补偿电路及所述检 测控制电路形成为由系统级封装或多芯片模块构成的所述半导体集成电路的单一的树脂 封固封装体。
16. 根据权利要求4所述的半导体集成电路，其中， 所述负载包含对作为车辆的动力源的发动机和马达中的至少任一方进行控制的电子 控制装置。
17. -种半导体集成电路的动作方法，所述半导体集成电路用于能够从供给到输入端 子的输入电源电压向与输出端子连接的平滑电容和负载的并联连接供给输出电源电压的 稳定化电源电路，所述半导体集成电路的动作方法的特征在于， 所述半导体集成电路具备：误差放大器，对所述输出电源电压的误差进行检测；输出 控制电路，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；相位补偿电路，与所述误差放大器连 接；以及检测控制电路，与所述相位补偿电路连接， 所述输出控制电路由对所述输出电源电压的所述误差进行响应的所述误差放大器来 控制，从而生成所述输出电源电压， 所述检测控制电路检测所述平滑电容的等效串联电阻的温度的变动或由该温度的变 动引起的电阻的变动，并按照其检测结果对所述相位补偿电路进行可变控制。
18. 根据权利要求17所述的半导体集成电路的动作方法，其中， 在所述平滑电容的所述温度比预定的温度低的状态下，所述检测控制电路将所述相位 补偿电路的时间常数设定为比预定的时间常数小的时间常数， 在所述平滑电容的所述温度比所述预定的温度高的状态下，所述检测控制电路将所述 相位补偿电路的所述时间常数设定为比所述预定的时间常数大的其他时间常数。
19. 根据权利要求18所述的半导体集成电路的动作方法，其中， 在所述平滑电容的所述温度为所述低的状态下，将通过所述小的时间常数的相位补偿 而设定的极点频率设定为比预定的频率高的频率， 在所述平滑电容的所述温度为所述高的状态下，将通过所述大的时间常数的相位补偿 而设定的极点频率设定为比所述预定的频率低的频率。
20. 根据权利要求19所述的半导体集成电路的动作方法，其中， 所述检测控制电路通过至少四个阶段来检测所述平滑电容的所述等效串联电阻的所 述温度的变动或所述电阻的变动，由此通过至少四个阶段对所述相位补偿电路的相位补偿 特性进行可变控制。
【专利摘要】本发明提供一种半导体集成电路及其动作方法。用于能够从输入电源电压(Vin)向平滑电容(C)和负载(3)的并联连接供给输出电源电压(Vout)的稳定化电源电路(1)的半导体集成电路(10)具备：对输出电源电压(Vout)的误差进行检测的误差放大器(11)；连接在输入端子与输出端子之间的输出控制电路(12)；与误差放大器(11)连接的相位补偿电路(14)；与相位补偿电路(14)连接的检测控制电路(15)。检测控制电路(15)检测平滑电容(C)的等效串联电阻的温度的变动或由该温度的变动引起的电阻的变动，并按照其检测结果对相位补偿电路(14)进行可变控制。
【IPC分类】G05F1-56
【公开号】CN104793677
【申请号】CN201510023733
【发明人】林健太郎, 林丰
【申请人】瑞萨电子株式会社
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月16日
【公告号】EP2897273A1, US20150205314