专利名称：Dc－dc变换方法及其变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种DC-DC变换方法及其变换器(converter)，更具体地说，涉及通过合适地设定进行升压控制的三角形波信号与进行降压控制的三角形波信号的重叠部分电压范围，稳定地实现升压或降压转换的DC-DC变换方法及其变换器。
背景技术：
近年，如以携带电话为代表，小型携带设备得到广泛普及。这种小型携带设备的电源使用小型二次电池。由于将电池小型化，而且尽可能延长其使用时间，因此，谋求电池高性能化以及设备节电化。而且，为了缩小电池体积使其能长时间使用，希望尽可能扩大电池电压的使用电压范围。为此，在电源电路中使用了升压/降压型DC-DC变换器，无论电池电压比负载需要电压大或小的场合，都能分别向负载提供一定的电压，例如，可参考日本特许第3190914号公报(以下简记为“专利文献1”)。而且，由于升压/降压型DC-DC变换器不需要选择电源电压，因此，具有可对应电池、AC适配器等各种输入电源的优点。
图8是表示以往的升压/降压型DC-DC变换器的一个例子。在图8中，升压/降压型DC-DC变换器100由脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，以下简记为“PWM”)控制部101和升压/降压部102构成。其具有输入端IN和输出端OUT，输入电压VB输入所述输入端IN，输出端OUT输出预定输出电压Vout。
所述PWM控制部101由误差放大部111，三角形波发生电路部112，降压侧比较电路CMPa，升压侧比较电路CMPb，控制电路113以及预驱动器114构成。
误差放大部111由运算放大电路AMPa，基准电压发生电路117，输出电压检测用电阻R110、R111以及反馈电阻R112构成。基准电压发生电路117生成预定基准电压Vref输出。运算放大电路AMPa对分压电压VFB和基准电压Vref进行比较，生成与比较结果相对应的误差信号输出。所述分压电压VFB是通过输出电压检测用电阻R110、R111分压输出电压Vout得到。
三角形波发生电路部112包括第1三角形波发生电路121和第2三角形波发生电路122。所述第1三角形波发生电路121生成用于进行降压控制的第1三角形波TWa，第2三角形波发生电路122生成用于进行升压控制的第2三角形波TWb。
用于设定第1三角形波Twa的下限电压的第1电压Va，用于设定第1三角形波Twa的上限电压的第2电压Vb，以及用于设定第1三角形波TWa的倾斜度的来自恒流源123的电流分别输入第1三角形波发生电路121。
用于设定第2三角形波Twb的上限电压的第3电压Vc，用于设定第2三角形波TWb的倾斜度的来自恒流源123的电流，以及来自第1三角形波发生电路121的用于取得同步的时钟信号CLK分别输入第2三角形波发生电路122。输入第1三角形波发生电路121和第2三角形波发生电路122的电流值相同。
在这样的构成中，第1三角形波TWa是往返于第1电压Va与第2电压Vb之间的三角形波，第2三角形波TWb是往返于第3电压Vc与第4电压Vd之间的三角形波。
若第1三角形波TWa到达作为下限电压的第1电压Va，则时钟信号CLK从第1三角形波发生电路121输出至第2三角形波发生电路122。若该时钟信号CLK输入第2三角形波发生电路，则第2三角形波TWb的电压由下降转为上升。
第1三角形波TWa与第2三角形波TWb的各倾斜度由恒流源123的电流值确定，倾斜度相同，因此，第1三角形波TWa与第2三角形波TWb的振幅相同。作为第2三角形波TWb下限电压的第4电压Vd成为如下电压从第3电压Vc，降低第2电压Vb与第1电压Va之差。
为了平滑地切换DC-DC变换器100的升压/降压动作，第4电压Vd必须比第2电压Vb小。即，需要降压控制用的第1三角形波TWa与升压控制用的第2三角形波TWb重叠的部分。
近来，为进一步实现设备的节电化和小型化，采用了使升压/降压型DC-DC变换器的PWM控制频率移至更高频率的方法。若提高PWM控制频率，则以往作为部件占很大体积的感应器La和电容器Ca可以使用小型者，还能提高电力效率，因此，在节电化方面也很有效。
但是，若提高PWM控制频率，如图9所示，则会使第1三角形波TWa与第2三角形波TWb重叠的期间Ta、Tb分别缩短。
如图10所示，用于降压侧比较电路CMPa与升压侧比较电路CMPb的比较电路，存在两种延迟时间。
第1延迟时间，是从比较电路的2个输入电压的大小关系逆转，至其结果被显示成比较电路的输出信号为止的延迟时间。在图10中用延迟时间TDa、TDb表示。
第2延迟时间，是从比较电路的输出信号由低电平状态变化开始至到达高电平状态为止的时间，或是由高电平状态变化开始至到达低电平状态为止的时间。在图10中用上升时间Tr、下降时间Tf表示。
假设，第1三角形波TWa与第2三角形波TWb重叠的期间Ta、Tb，比在比较电路的延迟时间TDa、TDb上加上比较电路的输出信号的上升时间Tr以及下降时间Tf的时间(以下，简记为“延迟时间”)即(Tda+TDb+Tr+Tf)短，则在第1三角形波TWa与第2三角形波TWb重复的期间Ta、Tb，从比较电路的输出端不发生有效的输出脉冲，存在不能进行升压/降压动作的问题。
以往，为了缩短比较电路的延迟时间，使用了增大比较电路的消耗电流，提高动作速度的方法。但是，这种方法存在的问题是，相对为实现节电化而采用提高PWM控制频率的方法，增大比较电路的消耗电流，会导致得不到节电化效果。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供一种DC-DC变换方法及其变换器，在与以往大致相同的电路构成中，即使在进行降压控制的第1三角形波与进行升压控制的第2三角形波的各三角形波重叠的期间，也能可靠地进行升压/降压动作，能实现输出电压稳定化。
为实现上述目的，本发明提出以下方案(1)一种DC-DC变换器，包括升压/降压部，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出；PWM控制部，根据所述预定输出电压及预定基准电压生成误差信号，生成第1-第3电压，生成在第1电压和第2电压之间变化的第1三角形波信号，以及在第3电压和第4电压之间变化的第2三角形波信号，所述第4电压根据第1-第3电压确定，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号，根据该比较结果使所述升压/降压部对输入电压进行升压或降压动作；其中，所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，式中，V1表示第1电压，V2表示第2电压，V3表示第3电压，V4表示第4电压；将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较具有的延迟时间长。
(2)一种DC-DC变换器，包括升压/降压部，根据所输入的控制信号，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出；PWM控制部，生成误差信号，该误差信号表示对所述输出电压分压得到的电压和预定基准电压的误差，生成第1-第3电压，生成用于降低所述输入电压的第1三角形波信号，以及用于使得所述输入电压上升的第2三角形波信号，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号，根据该比较结果向所述升压/降压部输出控制信号；所述PWM控制部包括
三角形波发生电路部，设定第1-第3电压及第4电压，且所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，生成第1和第2三角形波信号，式中，V1表示用于设定第1三角形波信号下限电压的第1电压，V2表示用于设定第1三角形波信号上限电压的第2电压，V3表示用于设定第2三角形波信号上限电压的第3电压，V4表示用于设定第2三角形波信号下限电压的第4电压；比较电路部，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较电路部具有的延迟时间长。
(3)在(2)的DC-DC变换器中，其特征在于上述三角形波发生电路部包括恒压发生电路，分别生成上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3输出；输出电流可变的恒流源，生成用于设定上述第1三角形波信号以及第2三角形波信号的各倾斜度的预定电流输出；第1三角形波发生电路，从来自上述恒压发生电路的第1电压V1、第2电压V2、以及来自上述恒流源的恒流，生成第1三角形波信号输出；第2三角形波发生电路，从来自上述恒压发生电路的第3电压V3以及来自上述恒流源的恒流，生成第2三角形波信号输出；上述恒压发生电路使得上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个被设定为可变电压。
(4)在(3)的DC-DC变换器中，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；分压电路，分压从上述第1恒压源输出的第2电压V2，生成第1电压V1输出。
(5)在(3)的DC-DC变换器中，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；分压电路，分压从上述第2恒压源输出的第3电压V3，生成第1电压V1输出。
(6)在(3)的DC-DC变换器中，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；第3恒压源，生成第1电压V1输出。
(7)在(1)-(6)中任一个的DC-DC变换器中，其特征在于上述恒流源的输出电流设定为可变，以使上述第1三角形波信号以及上述第2三角形波信号的各频率以预定值保持一定。
(8)一种DC-DC变换方法，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出，该DC-DC变换方法包括根据所述预定输出电压及预定基准电压生成误差信号；生成第1-第3电压；生成在第1电压和第2电压之间变化的第1三角形波信号，以及在第3电压和第4电压之间变化的第2三角形波信号，所述第4电压根据第1-第3电压确定；设定所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，式中，V1表示第1电压，V2表示第2电压，V3表示第3电压，V4表示第4电压；比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；根据该比较结果使输入电压升压或降压；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较具有的延迟时间长。
(9)一种DC-DC变换方法，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出，该DC-DC变换方法包括提供升压/降压部以及PWM控制部；在PWM控制部提供三角形波发生电路部及比较电路部；使得PWM控制部生成误差信号，该误差信号表示对所述输出电压分压得到的电压和预定基准电压的误差；使得三角形波发生电路部设定第1-第4电压，满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，生成用于降低所述输入电压的第1三角形波信号，以及用于使得所述输入电压上升的第2三角形波信号，式中，V1表示用于设定第1三角形波信号下限电压的第1电压，V2表示用于设定第1三角形波信号上限电压的第2电压，V3表示用于设定第2三角形波信号上限电压的第3电压，V4表示用于设定第2三角形波信号下限电压的第4电压；使得比较部比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；根据该比较结果，使得所述升压/降压部进行输入电压的升压/降压；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较电路部具有的延迟时间长。
按照上述本发明的方案，用于设定第1三角形波TW1下限电压的第1电压V1、用于设定第1三角形波TW1上限电压的第2电压V2、用于设定第2三角形波TW2上限电压的第3电压V3被分别设定，使得V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)。同时，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使得上述第1三角形波TW1的上限电压与上述第2三角形波TW2下限电压重叠的期间，比上述比较电路具有的延迟时间长。由此，通过与以往大致相同的电路构成，可使第1三角形波与第2三角形波重叠的期间，成为用于比较各三角形波和误差信号的比较电路部的延迟时间以上。即使在第1三角形波与第2三角形波重叠的区间，也能可靠地进行升压/降压动作，实现输出电压的稳定化。
另外，将用于设定第1三角形波TW1及第2三角形波TW2的各倾斜度的恒流源的电流值设为可变，能进行调整，因此，即使在变更第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个电压场合，也能使得PWM控制频率以预定值保持一定。
图1是表示本发明第1实施例的升压/降压型DC-DC变换器的构成例；图2是表示第1三角形波TW1、第2三角形波TW2以及从第1电压V1至第4电压V4的关系例；图3是表示图1的第1三角形波TW1以及第2三角形波TW2的变化例；图4是表示本发明第1实施例的升压/降压型DC-DC变换器的其它构成例；图5是表示本发明第2实施例的升压/降压型DC-DC变换器的构成例；图6是表示图5的第1三角形波TW1以及第2三角形波TW2的变化例；图7是表示本发明第2实施例的升压/降压型DC-DC变换器的其它构成例；图8是表示以往升压/降压型DC-DC变换器的例；图9是表示第1三角形波TWa以及第2三角形波TWb的波形例；图10是表示降压侧比较电路CMPa以及升压侧比较电路CMPb的延迟时间。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明较佳实施例。
第1实施例图1是表示本发明第1实施例的升压/降压型DC-DC变换器的构成例。
在图1中，升压/降压型DC-DC变换器1将输入到输入端IN的输入电压VB变换为预定的定电压，作为输出电压Vout从输出端OUT输出。
升压/降压型DC-DC变换器1由PWM控制部2和升压/降压部3构成。PWM控制部2由三角形波发生电路部11、误差放大部12、降压侧比较电路CMP1、升压侧比较电路CMP2、控制电路13以及预驱动器(predriver)14构成。
三角形波发生电路部11设有第1三角形波发生电路21，第2三角形波发生电路22，第1恒压源(constant voltage source)23，第2恒压源24，恒流源(constant current source)25，电阻R1、R2。第1三角形波发生电路21生成用于进行降压控制的第1三角形波TW1，第2三角形波发生电路22生成用于进行升压控制的第2三角形波TW2，第1恒压源23生成第2电压V2输出，其能变更第2电压V2的电压值，第2恒压源24生成预定的第3电压V3输出，恒流源25生成恒流输出，其可变更输出电流值。降压侧比较电路CMP1以及升压侧比较电路CMP2构成比较电路部，第1恒压源23、第2恒压源24以及电阻R1、R2构成恒压发生电路，电阻R1、R2构成分压电路。
在第2电压V2与接地电压之间，串联连接电阻R1、R2。
第2电压V2用于设定第1三角形波TW1的上限电压，用电阻R1、R2对第2电压V2进行分压得到第1电压V1，该第1电压用于设定第1三角形波TW1的下限电压，所述第2电压V2和第1电压V1分别输入第1三角形波发生电路21。
第3电压V3用于设定第2三角形波TW2的上限电压，其输入第2三角形波发生电路22，用于取得同步的时钟信号CLK从第1三角形波发生电路21输入第2三角形波发生电路22。
恒流源25用于设定第1三角形波TW1以及第2三角形波TW2的各倾斜度，来自恒流源25的恒流分别输入第1三角形波发生电路21以及第2三角形波发生电路22。
从第1三角形波发生电路21输出的第1三角形波TW1，输入降压侧比较电路CMP1的非反相输入端，从第2三角形波发生电路22输出的第2三角形波TW2，输入升压侧比较电路CMP2的非反相输入端。
另一方面，误差放大部12包括运算放大电路AMP1、生成预定基准电压Vref输出的基准电压发生电路31、输出电压检测用电阻R10、R11以及反馈电阻R12。在输出端OUT与接地电压之间，串联连接电阻R10、R11。电阻R10与R11的连接部与运算放大电路AMP1的反相输入端连接。另外，基准电压Vref输入运算放大电路AMP1的非反相输入端，运算放大电路AMP1的输出端与反相输入端之间连接电阻R12。运算放大电路AMP1的输出端分别与降压侧比较电路CMP1以及升压侧比较电路CMP2的各反相输入端连接。运算放大电路AMP1对分压电压VFB和基准电压Vref进行比较，生成与该比较结果相对应的电压误差信号S1输出，该分压电压VFB是通过电阻R10、R11分压输出电压Vout得到的。
降压侧比较电路CMP1对第1三角形波TW1和误差信号S1进行电压比较，将表示该比较结果的降压模式切换信号S2(2值信号)输出到控制电路13。
升压侧比较电路CMP2对第2三角形波TW2和误差信号S1进行电压比较，将表示该比较结果的升压模式切换信号S3(2值信号)输出到控制电路13。
控制电路13根据所输入的降压模式切换信号S2以及升压模式切换信号S3，向预驱动器14输出升压/降压控制信号S4。
预驱动器14根据从控制电路输入的升压/降压控制信号S4，驱动升压/降压部3的开关元件M1～M4。
升压/降压部3是由开关元件M1、M2、M3、M4，电感器L1以及电容器C1构成。开关元件M1、M2为NMOS晶体管，进行输出电压Vout的降压控制，开关元件M3、M4为NMOS晶体管，进行输出电压Vout的升压控制。升压/降压部3根据来自PWM控制部2的预驱动器14的开关信号S11～S14，进行输出电压Vout的升压/降压动作。
输入端IN与接地电压之间，串联连接开关元件M1、M2，输出端OUT与接地电压之间，串联连接开关元件M4、M3。开关元件M1与M2的连接部，和开关元件M3与M4的连接部之间，连接电感器L1。在输出端OUT与接地电压之间，连接电容器C1。来自预驱动器14的开关信号S11～S14对应输入开关元件M1～M4的各栅极。
在这种构成中，图2表示第1三角形波TW1、第2三角形波TW2以及从第1电压V1至第4电压V4的关系例。下面参照图2对图1的DC-DC升压/降压型变换器1的动作进行说明。
如图2所示，第1三角形波TW1是往返第1电压V1与第2电压V2之间的三角形波，第2三角形波TW2是往返第3电压V3与第4电压V4之间的三角形波。
这里，详细说明作为第2三角形波TW2下限电压的第4电压V4的决定方法。
若第1三角形波TW1达到作为下限电压的第1电压V1，则从第1三角形波发生电路21输出时钟信号CLK到第2三角形波发生电路22。若该时钟信号CLK输入到第2三角形波发生电路22，第2三角形波TW2的电压则由下降转为上升。
第1三角形波TW1与第2三角形波TW2的各倾斜度由恒流源25的电流值决定，于是，各倾斜度相同，因此，第1三角形波TW1与第2三角形波TW2的振幅相同。作为第2三角形波TW2的下限电压的第4电压V4，如以下(1)式所示，成为从第3电压V3，降低第2电压V2与第1电压V1的差所得到的电压V4＝V3-(V2-V1)……(1)为了平滑地进行DC-DC升压/降压型变换器1的升压/降压动作的切换，第4电压V4必须比第2电压V2小。即，需要降压控制用的第1三角形波TW1与升压控制用的第2三角形波TW2重叠的部分。
输入电压VB比输出电压Vout小的场合，从运算放大电路AMP1输出的误差信号S1处于第2电压V2与第3电压V3之间，从升压侧比较电路CMP2向控制电路13输出升压模式切换信号S3，进行升压动作，控制输出电压Vout成为预定电压。另外，若输出电压Vout降低，则误差信号S1的电压上升，该场合也进行上述升压动作，控制使得输出电压Vout上升，成为预定电压。
反之，输入电压VB比输出电压Vout大的场合，误差信号S1处于第1电压V1与第4电压V4之间，从降压侧比较电路CMP1向控制电路13输出降压模式切换信号S2，进行降压动作，控制输出电压Vout成为预定电压。另外，若输出电压Vout降低，则误差信号S1的电压降低，该场合也进行上述降压动作，控制使得输出电压Vout上升，成为预定电压。
输入电压VB与输出电压Vout的电压几乎相同场合，误差信号S1处于第4电压V4与第2电压V2之间，来自降压侧比较电路CMP1的降压模式切换信号S2，以及来自升压侧比较电路CMP2的升压模式切换信号S3分别输出到控制电路13，分别进行上述升压动作以及降压动作，控制输出电压Vout成为预定电压。
在此，如图3(a)所示，作为初始状态，例如将作为第1恒压源23输出电压的第2电压V2设为0.8V，此时的第1电压V1设为0.2V。另外，将作为第2恒压源24输出电压的第3电压V3设为1.2V。这种场合，根据上述式(1)，第4电压V4成为0.6V，第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的电压为从0.6V至0.8V之间的0.2V。
接着，图3(b)表示使作为第1恒压源23输出电压的第2电压V2从0.8V上升到0.85V。该场合，第1电压V1上升到0.21V，第3电压V3无变化，仍为1.2V，第4电压V4则根据上述式(1)成为0.56V。由此，第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的电压为从0.56V到0.85V之间的0.29V，与使第2电压V2变化之前比较，增大了0.09V。
由此，从图3可知，与图3(a)比较，图3(b)场合的第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的期间T1及T2分别变长。若增大第1恒压源23的输出电压，尽管PWM控制频率稍稍降低，但是，可通过调整恒流源25的电流值，使其回复到原来的频率。
如图4所示，也可设置生成第1电压V1输出的第3恒压源27，以代替图1的电阻R1以及R2。该场合，使得第3恒压源27能够变更第1电压V1的电压值。即使图4场合也能取得与图1场合相同的效果。在图4中，由第1恒压源23，第2恒压源24以及第3恒压源27构成恒压发生电路。
这样，第1实施例的升压/降压型DC-DC变换器，通过设定从第1恒压源23输出的第2电压V2的值，使得第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的期间T1、T2，此降压侧比较电路CMP1以及升压侧比较电路CMP2的各延迟时间长，即使在第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠期间T1、T2，也能可靠地进行输出电压Vout的升压/降压动作，实现输出电压的稳定化。
在图1以及图4的电路中，在第2恒压源24使用输出电压可变的恒压源，即使降低第3电压V3，也可延长第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠期间T1、T2。但是，在该场合，由于降低了误差信号S1电压范围的最高电压，因此，仅在误差信号S1的电压范围有富余时有效。
第2实施例在上述第1实施例中，对第2电压V2分压生成第1电压V1，但也可以对第3电压V3分压生成第1电压V1，这里，将此方法作为本发明第2实施例。
图5是表示本发明第2实施例升压/降压型DC-DC变换器的构成例。在图5中，与图1相同者使用相同符号表示，说明省略，仅对与图1的不同点进行说明。
图5与图1的不同点在于，通过电阻R3、R4分压第3电压V3，生成第1电压V1，伴随上述变化，将图1的三角形波发生电路部11设为三角形波发生电路部11a，图1的PWM控制部2设为PWM控制部2a，图1的升压/降压型DC-DC变换器1设为升压/降压型DC-DC变换器1a。
升压/降压型DC-DC变换器1a由PWM控制部2a与升压/降压部3构成。PWM控制部2a包括三角形波发生电路部11a、误差放大部12、降压侧比较电路CMP1、升压侧比较电路CMP2、控制电路13以及预驱动器14。
三角形波发生电路部11a包括第1三角形波发生电路21，第2三角形波发生电路22，第1恒压源23，第2恒压源24，恒流源25以及电阻R3、R4。第1恒压源23、第2恒压源24以及电阻R3、R4构成恒压发生电路，电阻R3、R4构成分压电路。
第3电压V3与接地电压之间，串联连接电阻R3、R4。第2电压V2用于设定第1三角形波TW1的上限电压，用电阻R3、R4对第3电压V3进行分压得到第1电压V1，该第1电压用于设定第1三角形波TW1的下限电压，所述第2电压V2和第1电压V1分别输入第1三角形波发生电路21。
在这种构成中，如图6(a)所示，作为初始状态，例如将作为第2恒压源24输出电压的第3电压V3设为1.2V，此时的第1电压V1设为0.2V。另外，将作为第1恒压源23输出电压的第2电压V2设为0.8V。这种场合，根据上述式(1)，第4电压V4成为0.6V，第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的电压为从0.6V至0.8V之间的0.2V。
接着，图3(b)表示使作为第1恒压源23输出电压的第2电压V2上升到0.85V场合。第1电压V1和第3电压V3无变化，分别保持0.2V，1.2V。第4电压V4则根据上述式(1)成为0.55V。由此，第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的电压为从0.55V到0.85V之间的0.3V，与使第2电压V2变化之前比较，增大了0.1V。
由此，从图6可知，与图6(a)比较，图6(b)场合的第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的期间T1及T2分别变长。若增大第1恒压源23的输出电压，与上述第1实施例相同，向PWM控制频率低变化，因此，增大恒流源25的电流值，消除频率变化。
如图7所示，也可设置生成第1电压V1输出的第3恒压源28，以代替图5的电阻R3以及R4，即使在图7场合，也能得到与图5场合相同的效果。图7场合，由第1恒压源23，第2恒压源24以及第3恒压源28构成恒压发生电路。
这样，第2实施例的升压/降压型DC-DC变换器，通过分压第3电压V3生成第1电压V1，可取得与第1实施例相同的效果。
在图5以及图7的电路中，通过在第2恒压源24使用输出电压可变的恒压源，降低第3电压V3，也可延长第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的期间T1、T2。但是，该场合，由于降低了误差信号S1的电压范围的最高电压，因此，仅在误差信号S1的电压范围有富余时有效。
在上述第1以及第2实施例中，使用了2个恒压源，但是，也可使用一个输出电压可变的恒压源，以及分压该恒压源输出电压的3个以上的电阻，由第1电压V1生成第3电压V3。
另外，也可以在设置生成第1电压V1的恒压源的同时，设置用于生成第2电压V2以及第3电压V3的输出电压可变的恒压源和串联电阻。
再有，在设置2个以上恒压源的场合，也可以通过使得某个恒压源输出电压可变，从第1电压V1变化为第3电压V3的电压，因此，可根据用途选择最合适的组合电路。
权利要求
1.一种DC-DC变换器，包括升压/降压部，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出；PWM控制部，根据所述预定输出电压及预定基准电压生成误差信号，生成第1-第3电压，生成在第1电压和第2电压之间变化的第1三角形波信号，以及在第3电压和第4电压之间变化的第2三角形波信号，所述第4电压根据第1-第3电压确定，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号，根据该比较结果使所述升压/降压部对输入电压进行升压或降压动作；其中，所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，式中，V1表示第1电压，V2表示第2电压，V3表示第3电压，V4表示第4电压；将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较具有的延迟时间长。
2.一种DC-DC变换器，包括升压/降压部，根据所输入的控制信号，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出；PWM控制部，生成误差信号，该误差信号表示对所述输出电压分压得到的电压和预定基准电压的误差，生成第1-第3电压，生成用于降低所述输入电压的第1三角形波信号，以及用于使得所述输入电压上升的第2三角形波信号，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号，根据该比较结果向所述升压/降压部输出控制信号；所述PWM控制部包括三角形波发生电路部，设定第1-第3电压，确定第4电压，且所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，生成第1和第2三角形波信号，式中，V1表示用于设定第1三角形波信号下限电压的第1电压，V2表示用于设定第1三角形波信号上限电压的第2电压，V3表示用于设定第2三角形波信号上限电压的第3电压，V4表示用于设定第2三角形波信号下限电压的第4电压；比较电路部，比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较电路部具有的延迟时间长。
3.根据权利要求2中记载的DC-DC变换器，其特征在于上述三角形波发生电路部包括恒压发生电路，分别生成上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3输出；输出电流可变的恒流源，生成用于设定上述第1三角形波信号以及第2三角形波信号的各倾斜度的预定电流输出；第1三角形波发生电路，从来自上述恒压发生电路的第1电压V1、第2电压V2、以及来自上述恒流源的恒流，生成第1三角形波信号输出；第2三角形波发生电路，从来自上述恒压发生电路的第3电压V3以及来自上述恒流源的恒流，生成第2三角形波信号输出；上述恒压发生电路使得上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个被设定为可变电压。
4.根据权利要求3中记载的DC-DC变换器，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；分压电路，分压从上述第1恒压源输出的第2电压V2，生成第1电压V1输出。
5.根据权利要求3中记载的DC-DC变换器，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；分压电路，分压从上述第2恒压源输出的第3电压V3，生成第1电压V1输出。
6.根据权利要求3中记载的DC-DC变换器，其特征在于上述恒压发生电路包括第1恒压源，生成上述第2电压V2输出，输出电压可变；第2恒压源，生成第3电压V3输出；第3恒压源，生成第1电压V1输出。
7.根据权利要求1-6中任一个记载的DC-DC变换器，其特征在于上述恒流源的输出电流设定为可变，以使上述第1三角形波信号以及上述第2三角形波信号的各频率以预定值保持一定。
8.一种DC-DC变换方法，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出，该DC-DC变换方法包括根据所述预定输出电压及预定基准电压生成误差信号；生成第1-第3电压；生成在第1电压和第2电压之间变化的第1三角形波信号，以及在第3电压和第4电压之间变化的第2三角形波信号，所述第4电压根据第1-第3电压确定；设定所述第1-第4电压满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，式中，V1表示第1电压，V2表示第2电压，V3表示第3电压，V4表示第4电压；比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；根据该比较结果使输入电压升压或降压；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较具有的延迟时间长。
9.一种DC-DC变换方法，升高或是降低输入电压，生成预定的输出电压输出，该DC-DC变换方法包括提供升压/降压部以及PWM控制部；在PWM控制部提供三角形波发生电路部及比较电路部；使得PWM控制部生成误差信号，该误差信号表示对所述输出电压分压得到的电压和预定基准电压的误差；使得三角形波发生电路部设定第1-第4电压，满足以下式V1＜V4＜V2＜V3，且V4＝V3-(V2-V1)，生成用于降低所述输入电压的第1三角形波信号，以及用于使得所述输入电压上升的第2三角形波信号，式中，V1表示用于设定第1三角形波信号下限电压的第1电压，V2表示用于设定第1三角形波信号上限电压的第2电压，V3表示用于设定第2三角形波信号上限电压的第3电压，V4表示用于设定第2三角形波信号下限电压的第4电压；使得比较部比较所述误差信号与第1，第2三角形波信号；根据该比较结果，使得所述升压/降压部进行输入电压的升压/降压；其中，将上述第1电压V1、第2电压V2以及第3电压V3中的至少一个设定为可变电压，以使所述第1和第2三角形波信号的电压范围互相重叠的期间比所述比较电路部具有的延迟时间长。
全文摘要
本发明涉及DC－DC变换方法及其变换器。通过设定从第1恒压源23输出的第2电压V2的值，使第1三角形波TW1与第2三角形波TW2重叠的期间T1、T2，比降压侧比较电路CMP1以及升压侧比较电路CMP2的各延迟时间长。即使在用于进行降压控制的第1三角形波TW1和用于进行升压控制的第2三角形波TW2的重叠期间T1，T2，也能可靠地进行输出电压Vout的升压/降压动作，实现输出电压的安定化。
文档编号H02M3/155GK1713498SQ20051007640
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月7日 优先权日2004年6月16日
发明者新田升一, 松尾正浩 申请人:株式会社理光