调整设备和调整方法
【专利摘要】公开了一种调整设备和调整方法，该调整设备将电流源电路的指定值设置为预定值，并且通过在电容器没有由从开关电源电路输出的电流充电时将开关切换到放电侧而使得完成电容器的放电。在完成电容器的放电并且设置指定值之后，调整设备通过将开关切换到充电侧而使得电容器被充电。调整设备还对从开关切换到充电侧时的时间直到电容器的电势差超过阈值的时间段进行测量。基于所测量的时间段和预定值，调整设备计算指定值，以使得所测量的时间段是预定时间段。
【专利说明】调整设备和调整方法
【技术领域】
[0001]本文中讨论的实施例涉及调整设备和调整方法。
【背景技术】
[0002]根据传统已知的技术，直流电压在由开关电源电路降低或增加之后输出(参见例如日本特开专利公布H11-299224)。例如，通过增加或降低开关电源电路的切换装置的导通时间段与关断时间段的比率，而将从开关电源电路输出的电压的值维持在恒定值。
[0003]在该配置中，当通过反馈来自开关电源电路的电流而控制切换装置的导通时间段时，可能发生次谐波振荡。根据其它已知的技术，当来自电源电路的用于控制开关电源电路的电流被反馈时，通过将预定电流添加到被反馈的电流来防止次谐波振荡(参见例如日本特开专利公布 2011-91888 和 2011-101479)。
[0004]但是，作为诸如制造条件以及使用期间的装置温度和电压的变化的结果，误差的发生按照被添加到从开关电源电路供应的输出电流的电流的量而增加。
【发明内容】
[0005]实施例的一个方面中的目的是至少解决传统技术中的以上问题。
[0006]根据实施例的一方面，调整设备包括:电容器，其由从开关电源电路输出的输出电流来充电；电流源电路，其生成与设置的指定值对应的量的电流，并且使得所述电容器由所生成的电流充电；开关，其在所述电容器由来自所述电流源电路的电流充电与所述电容器的放电之间切换；第一设置单元，其将用于所述电流源电路的指定值设置为预定值；第一控制单元，其通过在所述电容器没有由所述输出电流充电时将所述开关切换到放电侧而使得完成所述电容器的放电；第二控制单元，其通过在所述第一控制单元使得完成所述电容器的放电并且所述第一设置单元设置所述指定值之后将所述开关切换到充电侧而使得所述电容器被充电；测量单元，其对从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段进行测量；计算单元，其基于所述测量单元所测量的时间段以及所述预定值来计算所述指定值，以使得所述测量单元所测量的时间段是预定时间段；以及第二设置单元，其将用于所述电流源电路的指定值设置为所述计算单元所计算的指定值。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是根据第一实施例的调整设备的示例的说明图；
[0008]图2是开关电源电路的示例的说明图；
[0009]图3是根据第一实施例的调整设备的详细示例的说明图；
[0010]图4A和图4B是由PWM生成电路执彳丁的占空比的控制的不例的说明图；
[0011]图5是电压反馈控制的示例的说明图；
[0012]图6是电流反馈控制的示例的说明图；[0013]图7A和图7B是当执行电流反馈控制时发生电流波动的示例的说明图；
[0014]图8是斜坡补偿的示例的说明图；
[0015]图9是可变电流源的示例的说明图；
[0016]图10是可变电阻器的示例的说明图；
[0017]图11是调整的示例的说明图；
[0018]图12是根据第一实施例的调整设备所执行的调整处理的过程的示例的流程图；
[0019]图13是根据第二实施例的调整设备的说明图；
[0020]图14是根据第二实施例的调整设备的详细示例的说明图；
[0021]图15是根据第二实施例的指定值的设置I的示例的说明图；
[0022]图16是根据第二实施例的指定值的设置2的示例的说明图；以及
[0023]图17和图18是根据第二实施例的调整设备所执行的调整处理的过程的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0024]将参照附图详细描述调整设备和调整方法的实施例。调整设备是用于控制被供应到开关电源电路的方波的电压的电路。开关电源电路将直流(DC)电压转换成交流(AC)电压并且再将AC电压转换成DC电压(称为“DC-DC转换器方案”)，由此降低或增加所得到的作为输入的DC电压。脉宽调制(PWM)方案是用于确定DC-DC转换器的切换周期的方案。当为开关电源电路的切换而供应方波电压时，实施例的调整设备对从开关电源电路供应的输出电流进行反馈。为了使输出电流稳定化，调整设备配备有将期望量的电流添加到输出电流的斜坡补偿功能。如所描述的，作为制造中的变化以及温度和电压等中的变化的结果，添加到输出电流的电流的量发生误差。
[0025]本文中将描述关于调整设备的两个实施例(即，第一实施例和第二实施例)，该调整设备减少了添加到输出电流的电流的量的误差。在第一实施例中，通过测量充电时段来获取要在电流源电路中设置的指定值，其中该充电时段是由添加到输出电流的电流对电容器充电所消耗的时间。在第二实施例中，下述值被识别为指定值:该值导致所添加的电流使电容器的电势差超过阈值所消耗的时间为预定时间段。
[0026]图1是根据第一实施例的调整设备的示例的说明图。调整设备100进行调整以使得添加到从开关电源电路101输出的电流的电流的量是恒定的。稍后将参照附图来进行对用于切换开关电源电路101的且被供应到开关电源电路101的方波电压等的描述。调整设备100包括电容器111、电流源电路112、开关113、第一设置单元114、第一控制单元115、第二控制单元116、测量单元117、计算单元118和第二设置单元119。
[0027]从开关电源电路101输出的电流在电容器111中流动。电流源电路112生成与所设置的指定值对应的量的电流，并且使得电容器111由所生成的电流来充电。开关113在使用来自电流源电路112的电流对电容器111充电与对电容器111放电之间切换。
[0028]第一设置单元114将电流源电路112的指定值设置为预定值。假设预定值由调整设备100的用户或设计者来确定并且被预先存储在存储装置(诸如调整设备100的寄存器)中。第一控制单元115通过在输出电流没有流到电容器111时将开关113切换到放电侧而完成电容器111的放电。第二控制单元116通过在第一控制单元115使得完成电容器111的放电并且第一设置单元114已设置了指定值之后将开关113切换到充电侧，而使得电容器111被充电。
[0029]测量单元117测量从第二控制单元116将开关113切换到充电侧时的时间直到电容器111的电势差超过阈值时的时间的时间段。“电容器111的电势差”是跨越电容器111而生成的电势差。测量单元117包括比较器121和计数器122。比较器121确定电势差是否超过阈值。计数器122基于比较器121的确定结果，对从第二控制单元116将开关113切换到充电侧时的时间直到跨越电容器111的电势差超过阈值时的时间的时间段进行计数。尽管将计数器122与计数器331区分开，但是这两个计数器可以是一个计数器，并且例如，计数器331可具有计数器122的功能。
[0030]计算单元118基于测量单元117所测量的时间段和预定值而计算指定值，使得测量单元117所测量的时间段成为预定时间段。假设预定时间段是根据期望添加到输出电流的电流的量而确定的并且被预先存储在存储装置(诸如调整设备100的寄存器)中。期望添加的电流的量是基于方波电压的周期、其导通时间段等而确定的。第二设置单元119将电流源电路112的指定值设置为计算单元118所计算的指定值。
[0031]因此，即使有制造中的变化，也可以将基于斜坡补偿而添加的电流的量维持为恒定并且可以使开关电源电路101的操作稳定化。
[0032]在描述调整设备100的详细示例之前，将简要描述开关电源电路101、以及供应到开关电源电路101的用于切换的方波的振荡。
[0033]图2是开关电源电路的示例的说明图。图2所描绘的开关电源电路101是降压型的简化示例。开关电源电路101降低从诸如电池等的电压源201供应的DC电压，并且将所得到的电压供应到负载电路208。负载电路208可以是例如DC电动机。例如，开关电源电路101包括用于切换的金属氧化物半导体(MOS) 202、电力开关203、电流互感器204、续流二极管205、电感器(线圈)206和电容器207。
[0034]例如，M0S202基于来自调整设备100 (微计算机)的方波电压而在导通与关断之间切换。在开关电源电路101中，电流互感器204感测在电力开关203中流动的电流并且将电流转换成电压；并且电感器206和电容器207将来自电流互感器204的电压整流成DC电压。在电流互感器204的电压转换之后的电流是输出电流(所测量的电流)并且DC电压是输出电压(所测量的电压)。
[0035]在开关电源电路101中，由电感器206和电容器207所整流的DC电压的理想值是“α X来自电压源201的输入电压”。“α ”是占空比并且是“Ton/Ts”。“Ts”表示输入到开关电源电路101中的方波电压的周期。“Ton”表示方波电压的每个周期中的导通时间段。在图2所描绘的调整设备100的示例中，整流后的DC电压被称为“负载电压(DC)”，并且在电感器206中流动的电流被称为“电感器电流”。
[0036]在第一实施例中，感测来自开关电源电路101的输出电压或输出电流，从而执行反馈控制。
[0037]图3是根据第一实施例的调整设备的详细示例的说明图。调整设备100包括反馈控制单元301、校准电路302、斜坡补偿电路303、校准控制电路304、时钟供应源305、以及选择器306和307。调整设备100是例如微计算机。调整设备100的电路和部件由诸如例如作为逻辑反相器电路的反相器、作为逻辑乘法电路的与电路、作为逻辑加法电路的或电路、锁存器、触发器(FF)、电容器、电阻元件和晶体管的元件构成。
[0038]反馈控制单元301包括误差检测单元311、补偿器312、转换单元313、确定电路314、PWM生成电路315、接收输出电压的模拟数字转换器(ADC) 316、接收输出电流的ADC317、以及比较器318。
[0039]PWM生成电路315使用关于从确定电路314输入的“Ton”和由计数器331所计数的“Ts”的信息来生成方波电压，并且将方波电压输出到开关电源电路101。
[0040]图4A和图4B是由PWM生成电路执行的占空比的控制的示例的说明图。由模拟电路构成的PWM生成电路315通过经由比较器400来执行作为关于Ton的信息而输入的控制电压与一个周期为Ts的锯齿波电压的比较而输出方波电压。例如，在图4A和图4B中，控制电压A高于控制电压B，因此当输入控制电压A时，从比较器400输出下述方波电压:该方波电压的Ton比输入控制电压B时的Ton长。在稍后描述的对电流进行反馈的情况下，由比较器318生成方波电压。
[0041]由数字电路构成的PWM生成电路315接收表示Ton的且来自确定电路314的数字值的输入。PWM生成电路315在由计数器331所计数的Ts期间的Ton内输出高电平电压(下文中称为“H”)，并且在剩余时间段期间输出低电平电压(下文中称为“L”)。因而，PWM生成电路315生成方波电压并且将方波电压输出到开关电源电路101。
[0042]在第一实施例中，反馈控制单元301同时采用电压反馈控制、电流反馈控制、以及被执行斜坡补偿的电流反馈控制。电压反馈控制由ADC316、误差检测单元311和补偿器312来执行。对于模拟电路，ADC316是不必要的。电流反馈控制由ADC317、转换单元313和比较器318来执行。对于模拟电路，ADC17是不必要的。被执行斜坡补偿的电流反馈控制由斜坡补偿电路303来执行。
[0043]电流反馈控制提供了比电压反馈控制更好的响应性。例如，当供应到负载电路208的电压过度增加时，电流反馈控制比电压反馈控制更快地减小所增加的电压。另一方面，电压反馈控制提供比电流反馈控制更好的收敛性。因此，电压反馈控制和电流反馈控制可结合使用。
[0044]确定电路314在来自补偿器312、比较器318和斜坡补偿电路303的三个输入当中选择任一个，并且将所选择的输入输入到PWM生成电路315中。作为调整设备100的微计算机的用户确定是否切换反馈控制以及在什么定时切换反馈控制。
[0045]将描述电压反馈控制。误差检测单元311检测电压控制值与输出电压之间的误差。“电压控制值”是输出电压的目标值。例如，误差检测单元311是放大器。补偿器312具有消除电压控制值的稳态误差和到电压控制值的收敛的功能。“消除稳态误差”表示使得电压控制值与输出电压彼此匹配。“收敛”表示即使有反馈也不存在振荡。
[0046]图5是电压反馈控制的示例的说明图。将描述当PWM生成电路315使用模拟电路来控制占空比时来自补偿器312的输出。补偿器312基于误差检测单元311所检测的电压控制值与输出电压之间的误差而调整供应到比较器400的控制电压，并且将控制电压输出到确定电路314。例如，当误差检测单元311检测到输出电压增加到超过电压控制值的值时，补偿器312将控制电压降低到低于预定值的值。预定值是在设计期间预先确定的值。因此，与输出电压匹配于电压控制值时相比，方波电压的Ton (图5中的“Toni”)变短并且占空比变小。因此，输出电压降低。例如，当误差检测单元311检测到输出电压降低到低于电压控制值的值时，补偿器312将控制电压增加到超过预定值的值。因此，与输出电压匹配于电压控制值时相比，方波电压的Ton (图5的“Ton2”)变长并且占空比变大。因此，输出电压增加。
[0047]直到达到没有稳态误差发生的稳态状态为止所过去的时间段Tk取决于补偿器312的设计。例如，模拟电路的补偿器312包括积分电路、微分电路、以及通过组合积分电路和微分电路而构成的电路。时间段Tk取决于积分电路和微分电路两者的参数。例如，数字电路的补偿器312计算“C(s)=Kp+Ki (1/s)+KdX S”，并且比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd是由设计者预先设置的。时间段Tk取决于比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd0
[0048]将描述电流反馈控制和使用斜坡补偿的电流反馈控制。
[0049]比较器318将电流控制值与输出电流的幅值进行比较，并且将比较结果输出到确定电路314。电流控制值是输出电流的目标值，从转换单元313输出，并且是信号C0MP_V的值。当确定电路314选择电流反馈控制时，比较结果被直接供应到开关电源电路101的切换M0S202。当输出电流的值变为电流控制值时，开关电源电路101中的电力开关203被关断，并且来自电压源201的电流被阻断。电感器206和续流二极管205被布置在负载电路208的上游，因此电流在负载电路208中流动。在下一周期中，电力开关203再次被导通，并且电流从电压源201被供应到电力开关203。
[0050]图6是电流反馈控制的示例的说明图。例如，当输出电流的值高于电流控制值时，比较器318输出高电平电压。因而，电力开关203被关断。例如，当输出电流的值低于电流控制值时，比较器318输出“L”。紧挨在电感器(线圈)206之前的电流被输入到比较器318中，因此要测量的电流的稳态状态呈现出如图6所描绘的锯齿波。如图6所描绘的，当输出电流在时间tl处增加了 Al时，输出电流的值达到电流控制值的时间段缩短。因此，开关电源电路101的电力开关203的导通时间段(Ton)缩短并且其关断时间段(Toff)增加。因此，平均来说，输出电流降低，并且施加于负载电路208的电压(负载电压)增加。
[0051 ] 图7A和图7B是当执行电流反馈控制时发生电流波动的示例的说明图。图7A和图7B描绘了在输出电流中发生电流波动AIs (s=l、2、3、…)的示例。如图7A所描绘的，当占空比小于50[%]时，在每个周期Ts中Λ IO是ΛΙ0>ΛΙ1，因此Λ I是逐渐降低的。
[0052]如图7Β所描绘的，当占空比大于50[%]时，在每个周期Ts中Λ IO是ΛΙ0〈ΛΙ1，因此是逐渐增加的并且不收敛。因此，输出电流可能会变得不稳定并且可能引起次谐波振荡。
[0053]根据电流反馈控制，将斜坡电流添加到输出电流，因此甚至当占空比大于50[%]时，也会像在占空比小于50[%]的情况下那样引起收敛。
[0054]图8是斜坡补偿的示例的说明图。将斜坡电流添加到输出电流，因而输出电流的值达到电流控制值的时间段短于1/2XTS，因此操作变得与占空比小于50[%]的情况相同。
[0055]当发生制造中或者电压或温度等中的变化时，在添加到输出电流的电流的量中引起误差。例如，由于制造、电压或温度中的变化在电流源电路112的参考电压和参考电阻中以及在电容器111和比较器121两者的偏移中引起了误差，因此在添加到输出电流的电流的量中引起误差。在占空比大于50[%]的情况下，当在添加到输出电流的电流的量中引起误差时，方波电压可能如图7所描绘的那样振荡。在第一实施例中，由校准电路302来调整添加到输出电流的电流的量，其中，校准电路302对添加到输出电流的电流的量进行调整，以使得即使在制造、电压、温度等中有变化该量也是恒定的。因此，可以减小添加到输出电流的误差。因此，可以将期望的方波电压供应到开关电源电路101并且可以使开关电源电路的操作稳定化。
[0056]校准电路302具有对由斜坡补偿电路303添加到输出电流的电流的量进行调整的功能。校准电路302包括电流值控制电路321、计数器122和计算单元118，并且从时钟供应源305接收供计数器122进行计数的时钟信号。
[0057]电流值控制电路321包括图1所描绘的第一设置单元114、第一控制单元115、第二控制单元116和第二设置单元119。斜坡补偿电路303包括比较器121、电容器111、开关113和电流源电路112。计数器122和比较器121实现图1所描绘的测量单元117。
[0058]从开关电源电路101输出的电流在电容器111中流动。例如,从开关电源电路101输出的电流的电压由电阻器102和103划分，并且输出电流流到电容器111。电流源电路112生成与设置的指定值CAL对应的量的电流，并且使得电容器111由所生成的电流充电。电流源电源112包括例如可变电流源341、可变电阻器342、M0S343和345、放大器344以及生成参考电压Vref的参考电压电路346。在电流源电路112中，可变电流源341和可变电阻器342调整由电流源电路112生成的电流的量。可变电流源341和/或可变电阻器342可以是可变的。
[0059]图9是可变电流源的示例的说明图。可变电流源341包括例如解码器901、多个M0S902、以及以一对一方式与多个M0S902对应的开关903。可变电流源341使用解码器901对指定值CAL进行解码；在导通与关断之间各自切换每个开关903 ;从而调整电流的量。
[0060]图10是可变电阻器的示例的说明图。可变电阻器342包括例如解码器1001、多个电阻器1002、以及以一对一方式与多个电阻器1002对应的开关1003。可变电阻器342使用解码器1001对指定值CAL进行解码；在导通与关断之间切换每个开关1003 ;从而调整电流的量。
[0061]开关113在电容器111由来自电流源电路112的电流充电与电容器111的放电之间切换。当校准电路302不对斜坡电流执行调整时，开关113根据Ts而在充电与放电之间切换。当校准电路302对斜坡电流执行调整时，开关113根据来自电流值控制电路321的信号Disch而在充电与放电之间切换。例如，选择器306基于来自校准控制电路304的信号SEL而在周期Ts的信号和信号Disch当中选择任一个，并且将所选择的信号输出到开关113。例如，当信号SEL是“L”时，选择器306选择周期Ts的信号，并且当信号SEL是“H”时，选择器306选择信号Disch。
[0062]与比较器318类似，在校准电路302不对斜坡电流执行调整的情况下，当输出电流的值高于电流控制值时，比较器121输出“H”。因而，电力开关203被关断。例如，当输出电流的值低于电流控制值时，比较器121输出“L”。
[0063]当校准电路302不对斜坡电流执行调整时，选择器307将指示电流控制值的信号C0MP_V输入到比较器121中。当校准电路302对斜坡电流执行调整时，选择器307将作为阈值的信号VT输入到比较器121中。信号VT具有恒定电压。例如，选择器307基于来自校准控制电路304的信号SEL而在信号C0MP_V和VT当中选择任一个，并且将所选择的信号输出到比较器121。例如，当信号SEL是“L”时，选择器307选择信号C0MP_V，而当信号SEL是“H”时，选择器307选择信号VT。
[0064]图11是调整的示例的说明图。如时序图1100所描绘的，例如，当校准控制电路304开始校准时，校准控制电路304将脉冲输出到信号START_CAL上。“脉冲”表示在预定时间段内输出“H”。P丽生成电路315中断由信号START_CAL的脉冲的下降定时触发的、方波电压到开关电源电路101的输出。
[0065]校准电路302中的电流值控制电路321使得信号Disch为由信号START_CAL的脉冲的下降定时触发的“H”，从而使得电容器111被放电。例如，校准控制电路304将脉冲输出到信号START_CAL，并且对要供应到选择器306和307的信号SEL的值进行反相。例如，校准控制电路304在其校准时间段期间使得信号SEL从“L”成为“H”。因而，选择器307选择信号VT并且将信号VT输出到比较器121,并且选择器306选择信号Disch并且将信号Disch输出到比较器121。
[0066]电流值控制电路321重置计数器122，并且将用于指定电流源电路112所生成的电流的量的指定值CAL设置为预定值II。假设预定值Il是由设计者预先确定的。
[0067]当电容器111的放电完成时，电流值控制电路321使得信号Disch从“H”成为“L”。因而，电容器111由电流源电路112所生成的电流来充电。比较器121确定电容器111所生成的电势差是否超过阈值VT。计数器122使得信号Disch从“H”成为“L”并且开始计数。例如，电流值控制电路321使得信号Disch从“H”成为“L”，并且中断重置信号到计数器122中的输入。因而，计数器122开始计数。
[0068]当电容器111的电势差超过阈值VT时，比较器121将信号COMP从“L”变为“H”。计数器122在从比较器121输入到计数器122中的信号COMP从“L”变为“H”时停止计数，并且将所计数的时间段TO输出到计算单元118。
[0069]计算单元118基于时间段TO和预定值IO而计算指定值II，以使得所测量的时间段是预定时间段Tl。如以下等式(I)所表示的，计算单元118计算的指定值Il是通过将时间段TO除以预定时间段Tl并且将除法结果乘以预定值IO而获取的值。预定时间段Tl是基于要添加的电流的初步确定量而确定的。计算单元118可按照关于以下等式(I)的任何顺序来执行计算。
[0070]I1=T0/T1X10(1)
[0071]如图11的下部所描绘的，当所计数的时间段TO短于预定时间段Tl时，计算使得斜坡电流的量降低的指定值II。当所计数的时间段TO长于预定时间段Tl时，计算使得斜坡电流的量增加的指定值II。
[0072]电流值控制电路321在电流源电路112中设置由计算单元118计算的指定值II，并且将脉冲输出到指示校准结束的信号END_CAL上。当校准控制电路304接收到信号END_CAL时，校准控制电路304使得信号SEL从“H”成为“L”。因而，选择器306选择来自计数器331的输出并且将所选择的输出输出到开关113，并且选择器307选择指示电流控制值的信号C0MP_V并且将所选择的信号输出到比较器121。
[0073]因此，甚至当在制造中或者在电压或温度中发生变化时，添加到输出电流的斜坡电流也是恒定的。
[0074]图12是根据第一实施例的调整设备所执行的调整处理的过程的示例的流程图。当调整设备100开始校准(步骤S1201)时，调整设备100将信号Disch设置为“H”，从而使得电容器111被放电(步骤S1202)。调整设备100在放电时段期间待机(步骤S1203)，重置计数器122 (步骤S1204)，并且将指定值CAL设置为作为初始值的预定值IO (步骤S1205)。
[0075]当电容器111的放电完成时，调整设备100开始电容器111的充电(步骤S1206)，使得计数器122开始计数(步骤S1207)，并且使得计数器122对时钟的计数继续(步骤S1208)。调整设备100确定COMP是否是COMP=I (步骤S1209)。如果调整设备100确定COMP不是COMP=I (步骤S1209:否)，则过程返回到步骤S1208。
[0076]另一方面，如果调整设备100确定COMP是COMP=I (步骤S1209:是)，则调整设备100基于由计数器122所计数的时间段TO和预定值IO而计算下述指定值Il:在该指定值Il的情况下，所测量的时间段是预定时间段(步骤S1210)。调整设备100将指定值CAL设置为指定值Il (步骤S1211)并且使得该系列处理步骤结束。
[0077]在第二实施例中，将描述设置下述指定值的示例:在该指定值的情况下，从开关被切换到充电侧时的时间直到电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段是预定时间段。在第二实施例中，将对与第一实施例相同的部件给出在第一实施例中所使用的相同附图标记，并且将不会对其进行再次描述。
[0078]图13是根据第二实施例的调整设备的说明图。调整设备1300包括电容器111、电流源电路112、开关113、第一设置单元1301、第一控制单元1302、第二控制单元1303、确定单元1304和第二设置单元1305。
[0079]第一设置单元1301顺序地将用于电流源电路112的指定值设置为各可设置值。在每次第一设置单元1301设置指定值时，第一控制单元1302在输出电流不在电容器111中流动的情况下将开关113切换到放电侧，从而使得完成电容器111的放电。
[0080]当第一控制单元1302使得完成电容器111的放电时，第二控制单元1303将开关113切换到充电侧，从而使得电容器111被充电。
[0081]确定单元1304确定从第二控制单元1303将开关113切换到充电侧时的时间直到电容器111的电势差超过阈值时的时间的时间段是否是预定时间段。例如，确定单元1304包括比较器121、计数器331和判断单元1311。比较器121确定电容器111的电势差是否超过阈值。计数器331对从第二控制单元1303将开关113切换到充电侧时的时间直到过去预定时间段时的时间的时间段进行计数。判断单元1311基于比较器121进行的确定的结果和计数器331进行的计数的结果而判断电容器111的电势差超过阈值的定时是否与从开关113被切换到充电侧时的时间开始过去预定时间段的定时匹配。
[0082]第二设置单元1305将用于电流源电路112的指定值设置为由第一设置单元1301设置的各值中的下述值:在该值的情况下，确定单元1304确定超过阈值的时间段是预定时间段。
[0083]图14是根据第二实施例的调整设备的详细示例的说明图。调整设备1300包括反馈控制单元301、校准电路302、斜坡补偿电路303、选择器307和校准控制电路304。校准电路302包括电流值控制电路1401和锁存器1402。
[0084]电流值控制电路1401包括图13所描绘的第一设置单元1301、第一控制单元1302、第二控制单元1303、确定单元1304、第二设置单元1305和判断单元1311。电流值控制电路1401在开始校准时根据作为来自计数器331的输出信号的信号Disch而使得电容器111被放电；并且在放电完成时重置锁存器1402并使得电容器111开始充电。[0085]电流值控制电路1401使得电容器111开始充电，以使得从电容器111开始充电时的时间直到信号Disch从“L”变为“H”的定时的时间段是预定时间段TC。此外，电流值控制电路1401可重置锁存器1402，以使得从由锁存器1402输出的信号CMP从“H”变为“L”的定时直到信号Disch从“L”变为“H”的定时的时间段是预定时间段T0。
[0086]当电容器111的电势差Vslope超过阈值VT时，比较器121将信号COMP从“L”设置为“H”。锁存器1402使用锁存器1402来锁存信号COMP的值，并且将该值作为信号CMP输入到电流值控制电路1401中。
[0087]电流值控制电路1401确定信号CMP从“L”变为“H”的定时是否与信号Disch从“L”变为“H”的定时匹配，还针对每个可设置的设置值来确定这两个定时是否彼此匹配，并且将指定值CAL设置为下述指定值:在该指定值的情况下，这两个定时彼此匹配。
[0088]图15是根据第二实施例的指定值的设置I的示例的说明图。例如，如其时序图所描绘的，在电流的量大的情况下，当指定值CAL被设置为预定值时，信号CMP在比信号Disch的定时早的定时从“L”变为“H”。结果，电流值控制电路1401设置随后的指定值，以使得电流的量小于在先前指定值的情况下的电流的量。
[0089]图16是根据第二实施例的指定值的设置2的示例的说明图。例如，如其时序图所描绘的，在电流的量小的情况下，对于被设置为预定值的指定值CAL，甚至当信号Disch从“L”变为“H”时，信号CMP也没有从“L”变为“H”。因此，电流值控制电路1401设置下一个指定值，以使得电流的量大于在先前指定值的情况下的电流的量。
[0090]图17和图18是根据第二实施例的调整设备所执行的调整处理的过程的示例的流程图。调整设备1300开始校准(步骤S1701)并且将指定值CAL设置为预定值IO (步骤S1702)。调整设备1300使得电容器111被放电(Disch=I)(步骤S1703)，并且在放电时段期间待机(步骤S1704)。
[0091]调整设备1300重置锁存器1402 (步骤S1705)，使得电容器111开始充电(步骤S1706)，并且使得开始计数(步骤S1707)。调整设备1300在计数期间待机(步骤S1708)，并且确定信号COMP和Disch中的任一个是否发生改变(步骤S1709)。如果调整设备1300确定信号COMP和Disch中的任一个均没有发生改变(步骤S1709:否)，则过程返回到步骤S1708。
[0092]如果调整设备1300确定信号COMP或Disch发生改变(步骤S1709:是)，则调整设备1300确定信号COMP和Disch是否是COMP=I且Disch=I (步骤S1710)。如果调整设备1300确定信号COMP和Disch是COMP=I且Disch=I (步骤S1710:是)，则调整设备1300将指定值CAL设置为当前指定值(步骤S1711)，并且使得该系列处理步骤结束。
[0093]如果调整设备1300确定信号COMP和Disch不是COMP=I且Disch=K步骤S1710:否)，则调整设备1300确定信号Disch是否是Disch=0(步骤S1801)。如果调整设备1300确定信号Disch是Disch=0(步骤S1801:是)，则调整设备1300在计数期间待机(步骤S1802)，使得电容器111被放电(Disch=l)(步骤S1803)，并且确定是否已设置了在使得电流的量降低的各指定值当中最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1804)。因此，调整设备1300可以顺序地设置下述指定值:与先前指定值相比，这些指定值指示逐渐地更接近期望电流量的量。
[0094]如果调整设备1300确定已设置了最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1804:是)，则调整设备1300使得该系列处理步骤结束。如果调整设备1300确定尚未设置最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1804:否)，则调整设备1300将指定值设置为在使得量降低的各指定值当中将最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1805)，并且过程返回到步骤S1705。
[0095]如果调整设备1300确定信号Disch不是Disch=O (步骤S1801:否)，则调整设备1300确定是否已设置了在使得电流的量增加的各指定值当中最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1806)。因而，调整设备1300可以顺序地设置下述指定值:与先前指定值相t匕，这些指定值指示逐渐地更接近期望电流量的量。
[0096]如果调整设备1300确定已设置了最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1806:是)，则调整设备1300使得该系列处理步骤结束。如果调整设备1300确定尚未设置最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1806:否)，则调整设备1300将指定值设置为在使得量增加的各指定值当中最接近当前设置的指定值的指定值(步骤S1807)，并且过程返回到步骤S1705。
[0097]如在第一实施例中所描述的，调整设备1300通过测量由添加到来自开关电源电路的输出电流的电流对电容器充电的时段，来获取要添加的电流的指定值与充电时段之间的关系；并且使用所获取的关系来设置用于要添加的电流的值的指定值。因而，甚至当存在制造中的变化时，也可以减小添加到输出电流的电流的量的误差，并且可以使添加到输出电流的电流稳定化。因此，可以将期望的切换波形供应至开关电源电路，并且可以使开关电源电路的操作稳定化。可以根据开关电源电路的用户的环境(电压和温度)而减小所添加的电流量的误差，因此也可以对调整设备中的比较器的偏移进行校正。
[0098]要获取的指定值是通过将所测量的充电时段除以预定时间段并且将商乘以预定值而获取的值。因而，基于所测量的充电时段与预定值的比率而将指定值获取为与期望电流量对应的预定时间段。
[0099]调整设备的测量单元由比较器和计数器来实现。例如，可以将根据输出电流而生成方波的比较器用作测量单元，并且可以减小调整设备的占地面积。
[0100]如第二实施例中所描述的，调整设备识别下述指定值:在该指定的情况下，由添加到来自开关电源电路的输出电流的电流来充电的电容器的电势差达到阈值的时间段是预定时间段，并且调整设备将电流源电路的指定值设置为所识别的指定值。因而，甚至当存在制造中的变化时，也可以减小添加到输出电流的电流的量的误差，并且可以使添加到输出电流的电流稳定化。因此，可以将期望的切换波形供应到开关电源电路，并且可以使开关电源电路的操作稳定化。可以根据开关电源电路的用户的环境(电压和温度)而减小所添加的电流量的误差，因此也可以对调整设备中的比较器的偏移进行校正。
[0101]根据第二实施例的调整设备没有包括如根据第一实施例的调整设备中所包括的计算电路那样的计算电路，因此可以减小其占地面积。另一方面，根据第一实施例的调整设备没有如根据第二实施例的调整设备那样多次设置指定值并且没有如根据第二实施例的调整设备那样重复充电和放电，并且可以在仅一次计算会话中获取下述指定值:在该指定值的情况下，要添加的电流的量的值是目标值。因此，可以减小用于设置指定值的时间段。
[0102]调整设备的确定单元由比较器、计数器和判断单元来实现。例如，可以将根据输出电流而生成方波的比较器用作测量单元，因此可以减小调整设备的占地面积。[0103]根据本发明的一方面，可以按照与添加到从开关电源电路供应的输出电流的电流等同的量来减少误差的发生。
[0104]本文中所提供的所有示例和条件语言旨在用于辅助读者理解本发明和发明人为推进现有技术而贡献的概念的教育目的，并且不应被解释为对这样具体阐述的示例和条件的限制，并且说明书中的这样的示例的组织也与示出本发明的优劣性无关。尽管已详细描述了本发明的一个或多个实施例，但是应理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其进行各种改变、替换和变更。
【权利要求】
1.一种调整设备，包括: 电容器，其由从开关电源电路输出的输出电流来充电； 电流源电路，其生成与设置的指定值对应的量的电流，并且使得所述电容器由所生成的电流充电； 开关，其在所述电容器由来自所述电流源电路的电流充电与所述电容器的放电之间切换； 第一设置单元，其将用于所述电流源电路的指定值设置为预定值； 第一控制单元，其通过在所述电容器没有由所述输出电流充电时将所述开关切换到放电侧而使得完成所述电容器的放电； 第二控制单元，其通过在所述第一控制单元使得完成所述电容器的放电并且所述第一设置单元设置所述指定值之后将所述开关切换到充电侧而使得所述电容器被充电； 测量单元，其对从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段进行测量； 计算单元，其基于所述测量单元所测量的时间段以及所述预定值来计算所述指定值，以使得所述测量单元所测量的时间段是预定时间段；以及 第二设置单元，其将用于所述电流源电路的指定值设置为所述计算单元所计算的指定值。
2.根据权利要求1所述的调整设备，其中， 所述计算单元通过将所述测量单元所测量的时间段除以所述预定时间段并将所得到的商乘以所述预定值而计算所述指定值。
3.根据权利要求1或2所述的调整设备，其中， 所述测量单元包括: 比较器，其确定所述电容器的电势差是否超过所述阈值；以及计数器，其对从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过所述阈值时的时间的时间段进行计数。
4.一种调整设备，包括: 电容器，其由从开关电源电路输出的输出电流来充电； 电流源电路，其生成与设置的指定值对应的量的电流，并且使得所述电容器由所生成的电流充电； 开关，其在所述电容器由来自所述电流源电路的电流充电与所述电容器的放电之间切换； 第一设置单元，其顺序地将用于所述电流源电路的指定值设置为可设置值； 第一控制单元，其在每次所述第一设置单元设置所述指定值时，通过在所述电容器没有由所述输出电流充电时将所述开关切换到放电侧而使得完成所述电容器的放电； 第二控制单元，其通过在所述第一控制单元使得完成所述电容器的放电时将所述开关切换到充电侧而使得所述电容器被充电； 确定单元，其确定从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段是否是预定时间段；以及 第二设置单元，其在所述第一设置单元所设置的指定值当中，将用于所述电流源电路的指定值设置为下述值:针对该值，所述确定单元确定超过所述阈值的时间段是所述预定时间段。
5.根据权利要求4所述的调整设备，其中， 所述确定单元包括: 比较器，其确定所述电容器的电势差是否超过所述阈值； 计数器，其对从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到过去所述预定时间段时的时间的时间段进行计数；以及 判断单元，其基于所述比较器所获取的结果和所述计数器进行的计数的结果，而判断所述电容器的电势差超过所述阈值的定时是否与从所述第二控制单元将所述开关切换到所述充电侧时的时间开始过去所述预定时间段的定时匹配。
6.一种调整指定值的调整方法，所述指定值对斜坡补偿电路进行设置，所述斜坡补偿电路具有:电容器，其由从开关电源电路输出的输出电流来充电；电流源电路，其生成与所设置的指定值对应的量的电流并且使得所述电容器由所生成的电流充电；以及开关，其在所述电容器由来自所述电流源电路的电流充电与所述电容器的放电之间切换，所述调整方法包括: 将用于所述电流源电路的指 定值设置为预定值； 通过在所述电容器没有由所述输出电流充电时将所述开关切换到放电侧，而使得完成所述电容器的所述放电； 通过在完成所述电容器的放电并且设置所述指定值之后将所述开关切换到充电侧，而使得所述电容器被充电； 对将所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段进行测量； 基于所测量的时间段以及所述预定值而计算所述指定值，以使得在所述测量步骤所测量的时间段是预定时间段；以及 将用于所述电流源电路的指定值设置为在所述计算步骤所计算的指定值。
7.—种调整指定值的调整方法，所述指定值对斜坡补偿电路进行设置，所述斜坡补偿电路具有:电容器，其由从开关电源电路输出的输出电流来充电；电流源电路，其生成与所设置的指定值对应的量的电流并且使得所述电容器由所生成的电流充电；以及开关，其在所述电容器由来自所述电流源电路的电流充电与所述电容器的放电之间切换，所述调整方法包括: 顺序地将用于所述电流源电路的指定值设置为可设置值； 在每次所述指定值被设置时，通过在所述电容器没有由所述输出电流充电时将所述开关切换到放电侧而使得完成所述电容器的放电； 通过在完成所述电容器的放电时将所述开关切换到充电侧而使得所述电容器被充电； 确定从所述开关切换到所述充电侧时的时间直到所述电容器的电势差超过阈值时的时间的时间段是否是预定时间段；以及 在所设置的指定值当中，将用于所述电流源电路的指定值设置为下述值:针对该值，在所述确定步骤确定超过所述阈值的时间段是所述预定时间段。
【文档编号】H02M3/155GK103683916SQ201310329567
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】田中正博, 松并弘幸, 山口修, 菅谷修 申请人:斯班逊有限公司