专利名称：多输出型dc/dc转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及从开关电源装置并且从一个输入电压进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器，尤其涉及具备用于对应各电压输出的电平而进行输出电流切换的选择电路以及优先电路的DC/DC转换器。
背景技术：
作为将直流输入电压变换为与该输入电压不同电位的直流电压再输出的电源装置有一种DC/DC转换器。另外，作为相对一个直流输入而输出电位不同的多个直流电压的多输出型DC/DC转换器有图8所示的装置。这种多输出型DC/DC转换器公开在例如专利文献1(专利文献1日本特开2005-117886号公报)中。
在图8的多输出型DC/DC转换器，用从比较器CMP1、CMP2输出的脉冲P1或P2接通、断开主开关SW0的同时，用来自分频器的输出以所定周期有选择地接通切换用开关SW1、SW2的任一个，通过以时间划分将电感器(电抗器)L的输出电流流入整流·平滑电路16a或16b，从而从第一输出端OUT1以及第二输出端OUT2分别输出变换成所期望电平的直流电压Vout1、Vout2。
在图8所示的多输出型DC/DC转换器中，由于按时间划分来切换电抗器L的输出电流，所以具有可减少电感器的数量、可实现直流电源装置的小型化的优点。但是，在图8的多输出型DC/DC转换器中，由于将电抗器L的输出电流以所定周期(固定)分配给第一输出端OUT1和第二输出端OUT2，所以若与两个输出端的各自连接的负荷电流比发生较大变化时，存在难以维持所期望的电位的问题。
具体地说，例如，在使用了假定与第一输出端OUT1连接的负荷的消费电流和与第二输出端OUT2连接的负荷的消费电流之比为2∶1，并设计了分时周期的多输出型DC/DC转换器的系统中，考虑了第一输出端OUT1的负荷的消费电流和第二输出端OUT2的负荷的消费电流之比急剧逆转而成为1∶2的情况。该情况下，若分时周期固定，则担心发生负荷增大的第二输出端OUT2的输出电压Vout2未达到期望电位，但负荷减少的第一输出端OUT1的输出电压Vout1却高于所期望电位的情况。
为了避免该情况，本发明的发明者考虑在各输出中具有输出电压检测机构和比较电路(PWM比较器)的多输出型DC/DC转换器中，设置输出选择电路，该输出选择电路监视比较电路的输出并选择较快一方的输出，再生成切换流到电抗器中的电流路径的开关电路的接通、断开控制信号，并提出申请了(申请号为日本特愿2006-121563号)。但是，即便构成为输出选择电路会选择来自多个比较电路中的输出信号中的较快信号并遮断除此以外的输出信号，但明确如下情况，即担心由于内部的逻辑电路中的延迟时间等，在约同时进来了来自多个比较电路的输出信号的情况，无法遮断从后面进来的信号，由此发生后段的驱动电路不动作的情况。
发明内容
本发明的目的是在将输入电压间歇地施加在电抗器(电感器)使电流流动，将来自电抗器的输出以时间划分分配在多个输出端并进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器中，可防止输出电压因负荷的变动而较大偏离于所期望的电位从而可输出稳定后的直流电压，且即便是设置在多个输出中的比较电路的输出约同时变化，也不会发生不期望的控制状态。
本发明为了实现上述目的，在各输出中具有输出电压检测机构和比较电路(PWM比较器)的多输出型DC/DC转换器中，设有输出选择机构，该输出选择机构监视比较电路的输出并选择较快一方的输出再生成切换流到电抗器中的电流路径的开关电路的接通、断开控制信号，且即使多个比较电路的输出约同时变化的情况，依据预先决定的优先顺序对上述多个控制信号进行处理。
更为具体地说，一种多输出型DC/DC转换器，具备与直流电源连接的电抗器；由使电流在上述电抗器中流动的一个或两个以上的开关构成的第一开关电路；以及由将来自上述电抗器的输出切换到多个输出端的任一个的一个或两个以上的开关构成的第二开关电路，采用以下结构，具备检测上述多个输出端电压的多个输出电压检测机构；比较上述多个输出电压检测机构的输出和所定频率的波形信号的多个比较电路；将上述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，生成与上述第一开关电路或第二开关电路或上述第一开关电路及第二开关电路的接通、断开有关的多个控制信号的输出选择电路；在上述输出选择电路的多个控制信号约同时变化的情况下，依据预先决定的优先顺序对上述多个控制信号进行处理的优先电路；根据上述输出选择机构所生成的上述控制信号，放出储蓄在上述电抗器中的能量而形成的电流输出到上述多个输出端的任意一个。这里，从输出端输出的电流不仅包含正电流即排出电流还包含负电流即引入电流。
根据该构成，不是在各输出中以规定周期反复升压动作或降压动作，而是对应那时的输出电压的电平，也就是对应负荷的轻重，进行如自动变化升压动作或降压动作的比例般的开关控制，可防止输出电压因负荷的变动而较大偏离于所期望的电位从而可输出稳定后的直流电压。另外，由于设有优先电路，在从输出选择电路同时输出高电平的控制信号的情况下，任意一方会向驱动电路供给，可回避发生不形成开关电路的驱动信号这种的不期望情况。
这里，优选上述输出选择电路具备对应上述多个比较电路的每个而设置并通过上述多个比较电路的输出的上升或下降而变化状态的多个触发电路；以及当上述多个触发电路中的任一个状态发生变化时，不向其它触发电路传递所对应的上述比较电路的输出变化的多个逻辑门电路。由此，可用较简单的电路可靠地选择多个比较电路的输出中的上升或下降较快的输出并可生成用于开关控制的信号。
另外，上述所定频率的波形信号是三角波，上述多个触发电路构成为可通过与上述三角波的变化点同步变化的信号而被复位。通过比较电路的输出而改变状态的触发电路为了接下来的周期中的判定，有必要进行复位，由此通过将复位信号作为与三角波的变化点同步的信号，从而可简便地生成复位信号。
再有，上述多个输出电压检测机构的每个都可作为输出对应将上述多个输出端的电压电阻分压的电压和所定参照电压的电压差的电压的误差放大电路。另外，上述多个比较电路的每个都可作为比较上述误差放大电路的输出和上述所定频率的波形信号并输出具有对应上述误差放大电路的输出电压的脉冲宽度的脉冲信号的PWM比较器。由于误差放大电路或PWM比较器是在现有的开关电源电路中通常所使用的电路，所以通过使用它们，可构成不必大幅改变设计便可进行所期望的动作的DC/DC转换器。
还设有驱动电路，该驱动电路基于由上述输出选择电路所生成的控制信号，输出接通、断开上述第一开关电路的信号和接通、断开上述第二开关电路的信号。由于使电流在电抗器中流动的开关其尺寸较大，为了接通、断开该开关需要较大的驱动力，通过预先在输出选择电路的后端设有驱动电路，可缩小构成输出选择电路的元件的尺寸，从而可缩小总的电路面积。再有，还可以在上述驱动电路中设置在由上述输出选择电路所生成的多个控制信号几乎同时变化的情况下，依据预先决定的上述多个控制信号进行处理的功能。
根据本发明，在将输入电压间歇地施加在电抗器中使电流流动，将来自电抗器的输出以时间划分分配在多个输出端并进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器中，具有如下效果防止输出电压因负荷的变动而较大偏离于所期望的电位从而可输出稳定后的直流电压，且即便设置在多个输出中的比较电路的输出约同时变化，也不会发生不期望的控制状态。
图1是表示本发明第一实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图2是表示第一实施方式的多输出型DC/DC转换器中的输出选择电路更为具体的构成的方块图。
图3是详细表示电抗器电流的变化的时间图。
图4是表示本发明第二实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图5是表示本发明第三实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图6是表示本发明第四实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图7是表示本发明第五实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图8是表示一例现有的多输出型DC/DC转换器的构成图。
图中10-多输出型DC/DC转换器；11-三角波发生电路(广义的振荡电路)；12-输出选择电路；13-驱动电路(驱动器)；14-复位电路；15-优先电路；19-开关控制电路；20-直流电源；L-电抗器；SW0～SW4-开关；D1、D2-整流用二极管；D3-二极管开关；R1～R4-检测用分压电阻；Vin-输入电压；Vout1、Vout2-输出电压；OUT1-第一输出端；OUT2-第二输出端；C1、C2-平滑用电容；CMP1、CMP2-PWM比较器；AMP1、AMP2-误差放大电路。
具体实施例方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明第一实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
该实施方式的多输出型DC/DC转换器10是在通过接通由MOSFET等晶体管构成的开关SW1、SW2，将来自直流电源20的输入电压Vin施加在电抗器L中以使电流流动，使电流从电抗器L流入输出侧进行电压输出的升压&反相型转换器中，通过切换开关，向两个输出端OUT1、OUT2输出两种输出电压Vout1、Vout2。
该实施方式的多输出型DC/DC转换器10具备储蓄电能的电抗器L；设在直流电源20和电抗器L之间且通过接通·断开动作向电抗器L间歇地施加输入电压Vin的开关SW2；正向连接在电抗器L和第一输出端OUT1之间的第一二极管D1；反向连接在开关SW2与电抗器L的连接节点N2和第二输出端OUT2之间的第二二极管D2；连接电抗器L与第一二极管D1的连接节点N1和地线之间的开关SW1；以及分别连接在各输出端OUT1、OUT2和地线之间的平滑电容器C1、C2。
该转换器10通过接通SW1和SW2并在电抗器L中储蓄能量，再通过断开SW1，向输出端OUT1输出升压电压Vout1，同时，接通SW1和SW2并在电抗器L中储蓄能量，再通过断开SW2向输出端OUT2输出反相电压(负电压)Vout2。具体地说，采用如下构成用SW1、SW2的PWM开关控制，例如，对3V的输入电压Vin，输出+12V的输出电压Vout1和-7v的输出电压Vout2。
另外，该实施方式的多输出型DC/DC转换器10具备为了检测输出电压Vout1的电平而串联连接在输出端TOU1和地线之间的分压电阻R1、R2；为了检测输出电压Vout2的电平而串联连接在输出端OUT2和施加有定电压Vc的端子之间的分压电阻R3、R4；以及，比较检测出的电压和所定的参照电压Vref1、Vref2并输出与电位差相应的电压的误差放大电路AMP1、AMP2。
再有，DC/DC转换器10具备生成所定频率三角波TAW的三角波生成电路11；比较所生成的三角波和上述误差放大电路AMP1、AMP2的输出ERR1、ERR2并生成PWM控制脉冲P1、P2的PWM比较器CMP1、CMP2；选择这些比较器的输出中的上升较快一方的输出脉冲并对应所选择的脉冲生成用于接通或断开开关SW1、SW2的控制信号Q1、Q2的输出选择电路12；对应来自输出选择电路12的控制信号Q1、Q2，生成接通、断开驱动信号S1、S2并施加到SW1、SW2的驱动电路(驱动器)13；以及在同时进入来自输出选择电路12的控制信号Q1、Q2的情况下，使任意一方优先并向驱动电路13输出的优先电路15。再有，DC/DC转换器10具备复位电路14，该复位电路14基于来自振荡电路OSC的振荡信号来规定使三角波发生电路11复位而生成的三角波TAW的变化点的时间(定时)，同时，与该三角波TAW同步使输出选择电路12复位。
对用于检测输出电压Vont1的分压电阻R1、R2设定其电阻值，从而在电阻R2上施加1.25V那样的定电压，在10V～15V那样的范围内，当输出电压Vont1发生变动时，将0.5～1.5V的电压输入到误差放大电路AMP1中。另外，对用于检测输出电压Vont2的分压电阻R3、R4设定其电阻值，从而在-5V～-9V那样的范围内，当输出电压Vont2发生变动时，将0～2V的电压输入到误差放大电路AMP2中。
图2表示输出选择电路12的具体构成例。
输出选择电路12由以下部件构成使作为PWM比较器CMP1、CMP2的各输出的PWM控制脉冲P1、P2反相的反相器INV1、INV2；分别将该反相器INV1、INV2的输出作为一个输入的NOR逻辑门电路G1、G2；以及触发电路FF1、FF2，该触发电路FF1、FF2将该NOR逻辑门电路G1、G2的输出分别输入到置位端子S中，并在复位端子R中通用地输入来自上述复位电路14的复位信号RES。并且，通过交叉结合该FF1和FF2的输出端与NOR逻辑门电路G2和G1的另一个输入端，作为选择PWM控制脉冲P1、P2中的上升较快一方的输出脉冲并遮断输出较慢一方的选择电路而动作。
这里，如果着眼于图2的输出选择电路12，是如下的构成通过PWM控制脉冲P1、P2中的上升较快一方的脉冲，使一个触发电路FF1或FF2置位，将该输出反馈到另一个通路的NOR门G2或G1并关闭门，从而遮断另一个脉冲，触发电路FF1、FF2分别具有延迟时间。由此，可认为如果在比该延迟时间短的时间内进来两个脉冲P1、P2时，则触发电路FF1、FF2双方都被置位，输出Q1、Q2一同变化为高电平。在本实施例中，触发电路FF1、FF2的输出Q1、Q2一同变化为高电平的情况，在后段的优先电路15中选择任意一方(在实施例中，为Q1)并优先输出到驱动电路13中。
图2的优先电路由以下部件构成使上述触发电路FF1、FF2的输出Q1、Q2分别反相的反相器INV3、INV4；将反相器INV3的输出反相的反相器INV5、INV6；以及将反相器INV6的输出和反相器INV4的输出作为输入的NOR门G3，在Q1、Q2一同为高电平时，通过将NOR门G3的输出强制固定为低电平，作为使Q1优先的电路而动作。并且，优先电路15的输出信号U1、U2被由驱动力高的反相器构成的驱动器DRV1、DRV2所反相，作为开关SW1、SW2的接通、断开驱动信号而输出。
再有，从输出选择电路12向驱动电路13除了上述输出信号U1、U2之外还供给例如表示负荷整体状态的信号等，但由于与本发明的发明点没有直接关系，所以在图2中，省略生成这样的信号的电路。另外，在图2的优先电路1 5中，替换反相器INV5和NOR门G3的同时，通过改变信号通路以便将反相器INV4的输出作为反相器INV6的输入，还可以构成使输出选择电路12的输出Q1、Q2中的Q2优先的电路。
另外，优先电路15的构成不限于图2所示的构成，还可以是其它形式的电路。例如，在图2的优选电路15中，还可以是省略了反相器INV3和INV5那样的电路。通过省略反相器INV3，从而可加快NOR门G3的另一个信号的遮断时间。
再有，在本实施方式中，说明了具有与输出选择电路12另设的优先电路15，将合并输出选择电路12和优先电路15的电路作为输出选择电路(在权利要求范围中将其称为输出选择机构)的发明点还成为可能。另外，优先电路15还可以包含在驱动电路13中(在权利要求范围内将其称为驱动逻辑电路)。
其次，利用图3的时间图说明上述实施方式的DC/DC转换器的动作。图3表示，开始，误差放大电路AMP1的输出ERR1比AMP2的输出ERR2高，在途中不久变为同一电平，其后AMP2的输出EPP2变高，再后AMP1的输出ERR1变高那样的情况的各部信号的变化。在误差放大电路AMP1的输出ERR1比AMP2的输出ERR2高的期间T1中，三角波TAW其电平下降之际，由于首先到达AMP1的输出ERR1，所以PWM比较器CMP1、CMP2的输出脉冲P1、P2其P1先变化为高电平(定时t1)。
由此，触发电路FF1先处于置位状态，输出Q1变为高电平。于是，通过FF1的输出Q1，NOR门电路G2被关闭，即便PWM比较器CMP2的输出脉冲P2进来，触发电路FF2也不会处于置位状态，FF2的输出Q2仍旧保持低电平状态。变为高电平的触发电路FF1的输出Q1与复位信号RES的上升同步并变化为低电平(定时t2)。
该定时t2与三角波TAW较低顶点一致。通过使驱动信号S1与Q1的高电平对应而成为低电平，从而断开开关SW1，流动在电抗器L中的电流通过二极管D1向输出端OUT1流动，进而输出升压后的电压Vont1。ERR1比ERR2高的情况，ERR1越高，FF1的输出Q1以及优先电路15的输出U1的脉冲宽度越宽，与其对应，作为驱动器DRV1的输出的SW1的负驱动信号S1的脉冲宽度变宽。另外，ERR1越低，SW1的驱动信号S1的负脉冲宽度越窄。由此，当输出电压Vont1变化时，施加反馈以减少其变化。再有，由于驱动信号S1是与优先电路15的输出U1逆相的信号，驱动信号S2是与优先电路15的输出U2逆相的信号，所以省略图示。
如期间T1所示，当反复断开开关SW1，连续进行升压动作时，通过不向平滑电容C2供给电荷，进而输出电压Vont2逐渐上升(绝对值减少)，如图3的期间T2所示，误差放大电路AMP2的输出ERR2和AMP1的输出ERR1变得大致相同。在该期间中，由于三角波TAW其电平约同时横切AMP2的输出ERR2和AMP1的输出ERR1，所以PWM比较器CMP1、CMP2的输出脉冲P1、P2会同时变为高电平(定时t3)。当该脉冲P1、P2供给到驱动电路13中时，在驱动电路13例如是禁止输入同时高电平的电路形式的情况，存在不形成驱动信号S1、S2的情况。并且，在本实施例中，设有优先电路1 5，当脉冲P1、P2同时进来时，由于优先P1，所以优先电路15的输出U1、U2如图3所示会以只在U1中生成脉冲，在U2中不生成脉冲的方式动作。由此，驱动电路15使驱动信号S1变化。
其后，如图3的期间T3所示，当误差放大电路AMP2的输出ERR2比AMP1的输出ERR1高时，在该期间中，三角波TAW其电平下降之际，由于首先到达AMP2的输出ERR2，所以PWM比较器CMP1、CMP2的输出脉冲P1、P2中P2会先变化为高电平(定时t4)。
由此，触发电路FF2先处于置位状态，输出Q2变化为高电平。于是，通过FF2的输出Q2，NOR门电路G1被关闭，即便PWM比较器CMP1的输出脉冲P1进来，触发电路FF1也不会处于置位状态，FF1的输出Q1仍旧保持为低电平。变为高电平的触发电路FF2的输出Q2与复位信号RES的上升同步并变为低电平(定时t5)。该定时t5与三角波TAW较低的顶点一致。通过使优先电路15的输出U2与Q2的高电平对应而成为高电平，驱动信号S2变为低电平，从而断开开关SW2，在电抗器L中流动的电流通过二极管D2起从输出端OUT2引入电流的作用，输出更低的反相电压Vont2。
其后，当Vont2下降，误差放大电路AMP1的输出ERR1比AMP2的输出ERR2高时，PWM比较器CMP1的输出脉冲P1会先变为高电平，触发电路FF1先处于置位状态，输出Q1变为高电平，优先电路15的输出U1对应Q1的高电平而为高电平，驱动信号S1变为低电平，从而断开开关SW1，流动在电抗器L中的电流通过二极管D1流向输出端OUT1，再次输出升压后的电压Vont1。
如此地，在本实施方式中，不是以规定周期反复升压动作和反相动作，而是对应那时的输出电压Vont1和Vont2的电平，也就是对应负荷的轻重，进行如自动变化升压动作和反相动作的比例般的开关控制。
图4表示本发明第二实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
本实施方式的多输出型DC/DC转换器10是升压&升压型转换器，具备电抗器L；设置在电抗器L和地线之间并通过接通、断开动作将输入电压Vin间歇地施加在电抗器L中使其储蓄能量的开关SW0；设置在电抗器L和第一输出端OUT1之间的第一整流·平滑电路16a；设置在电抗器L和第二输出端OUT2之间的第二整流·平滑电路16b；连接在电抗器L和第一整流·平滑电路16a之间的开关SW1；以及连接在电抗器L和第二整流·平滑电路16b之间的开关SW2。还具备检测第一输出电压Vont1的第一检测电路17a；检测第二输出电压Vont2的第二检测电路17b；生成所定频率的三角波TAW或复位的信号生成电路11；比较所生成的三角波和上述检测电路17a、17b的输出ERR1、ERR2并生成PWM控制脉冲P1、P2的PWM比较器CMP1、CMP2；选择这些比较器的输出中上升较快一方的输出脉冲并对应所选择的脉冲生成用于开关SW0～SW2的接通、断开控制的信号的输出选择电路12；对应来自输出选择电路12的控制信号，生成接通、断开驱动信号S0～S2并附加在SW0～SW2中的驱动电路13；以及在来自输出选择电路12的控制信号Q1、Q2同时进来时，使任意一方优先并向驱动电路13输出的优先电路15。由输出检测电路17a、17b和PWM比较器CMP1、CMP2和三角波生成电路11和输出选择电路12和优先电路15及驱动电路13构成开关控制电路19。
整流·平滑电路16a、16b可分别由正向连接在电抗器L和输出端OUT1、OUT2之间的二极管，和连接在各二极管的阴极侧端子和地线之间的平滑电容构成。检测电路17a、17b可分别由分压输出电压Vont1和Vont2的电阻分压电路和比较分压后的电压和所定的参照电压并输出对应电位差的误差放大电路构成。
本实施方式的多输出型DC/DC转换器10是通过接通SW0并在电抗器L中储蓄能量，断开SW0并接通SW1或SW2中的任意一方，从而在输出端OUT1和输出端OUT2输出升压电压Vont1和Vont2。在该实施方式中，利用输出选择电路12选择PWM比较器CMP1、CMP2的输出P1、P2中的上升较快一方的输出脉冲，对应所选择的脉冲生成开关SW0～SW2的接通、断开控制信号，驱动电路13输出SW0～SW2的接通、断开驱动信号S0～S2而构成。
由此，在本实施方式中，不是以所决定的周期反复升压动作和反相动作，而是对应那时的输出电压Vont2和Vont2的电平，也就是对应负荷的轻重，会进行如自动变化升压动作和反相动作的比例般的开关控制。另外，由于在输出选择电路12和驱动电路13之间设有优先电路15，所以即使在从输出选择电路12同时输出高电平的控制信号Q1、Q2的情况下，任意一方都会向驱动电路13供给，可回避发生不形成驱动信号S0～S2般的不期望情况。以下的实施例也一样。
图5是表示本发明第三实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
本实施方式的多输出型DC/DC转换器10是升压&降压型转换器，具备电抗器L；设置在直流电源20和电抗器L和地线之间并通过接通、断开动作将输入电压Vin间歇地施加在电抗器L中使其储蓄能量的开关SW0；设置在电抗器L的一个端子和地线之间的开关SW3；设置在电抗器L的另一个端子和地线之间的开关SW4；连接在电抗器L和第一整流·平滑电路16a之间的开关SW1；以及连接在电抗器L和第二整流·平滑电路16b之间的开关SW2。
在本实施方式的多输出型DC/DC转换器10中，通过改变开关SW0～SW4的定时，可在输出端OUT1输出将输入电压Vin升压了的电压，在另一个输出端OUT2输出将输入电压Vin降压了的电压。并且，由于利用输出选择电路12选择PWM比较器CMP1、CMP2的输出P1、P2中的上升较快一方的输出脉冲，并对应所选择的脉冲生成开关SW0～SW2的接通、断开控制信号，所以不是以决定的周期反复输出端OUT1侧的升压动作和输出端OUT2的降压动作，而是对应负荷的轻重，进行如自动变化OUT1侧的升压动作和OUT2的降压动作的比例般的开关控制。
图6是表示本发明第四实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
本实施方式的多输出型DC/DC转换器10是升压&反相型转换器，具备电抗器L；设置在直流电源20和电抗器L之间并通过接通、断开动作将输入电压Vin间歇地施加在电抗器L中使其储蓄能量的开关SW0；设置在电抗器L的另一个端子和地线之间的开关SW3；连接在电抗器L和第一整流·平滑电路16a之间的开关SW1；以及连接在电抗器L和第二整流·平滑电路16b之间的开关SW2。
在本实施方式的多输出型DC/DC转换器10中，通过改变开关SW0～SW4的定时，可在输出端OUT1输出将输入电压Vin升压了的电压，在另一个输出端OUT2输出将输入电压Vin反相了的负电压。并且，由于利用输出选择电路12选择PWM比较器CMP1、CMP2的输出P1、P2中的上升较快一方的输出脉冲，并对应所选择的脉冲生成开关SW0～SW2的接通、断开控制信号，所以不是以决定的周期反复输出端OUT1侧的升压动作和输出端OUT2侧的反相动作，而是对应负荷的轻重，进行如自动变化OUT1侧的升压动作和OUT2的反相动作的比例般的开关控制。
图7是表示本发明第五实施方式的多输出型DC/DC转换器的构成图。
本实施方式的多输出型DC/DC转换器10是升降压&升降型转换器，具备电抗器L；设置在直流电源20和电抗器L之间并通过接通、断开动作将输入电压-Vin间歇地施加在电抗器L中使反向电流流动使其储蓄能量的开关SW1；正向连接在电抗器L与开关SW1的连接节点NO和第一输出端OUT1之间的作为二端开关元件的二极管D3；以及连接在连接节点NO和第二输出端OUT2之间的开关SW2。
在本实施方式的多输出型DC/DC转换器10中，当使开关SW1接通并在电抗器L中储蓄能量之后，断开开关SW1并使SW2接通时，向输出端OUT2侧的平滑电容C2中供给电荷，对应储蓄的能量和SW1的接通时间，将升压或降压后的输出电压Vont2向输出端OUT2输出。另外，当使开关SW1接通并在电抗器L中储蓄能量之后，使开关SW1和SW2断开时，向输出端OUT1侧的平滑电容C1中供给电荷，或对应断开SW1和SW2的时间，将升压或降压后的输出电压Vont1向输出端OUT1输出。
再有，本发明不限于上述实施方式，可进行各种变更。例如，在上述实施方式中，作为用PWM比较器CMP1、CMP2比较的所定频率的波形信号，使用上升和下降分别具有所定倾角的三角波，但还可以使用只有上升具有所定倾角的锯齿波。另外，在上述实施方式中，作为误差放大电路AMP1、AMP2的参照电压，使用不同的电压(Vref1、Vref2)，但通过分别适当设定分压电阻R1和R2的比以及R3和R4的比，还可以构成为可使用同一参照电压。
再有，在上述实施方式中，表示了双输出型DC/DC转换器的例子，但通过增加输出端的数量和切换用开关的数量，从而还可以对应三个以上的输出。另外，在上述第五实施方式(图7)中，作为使电抗器的电流流向第一输出端OUT1的开关，使用作为二端开关元件的二极管D3，但还可以使用通过控制信号接通、断开的晶体管等的三端开关元件。其它，输出电压的检测电路或振荡电路等的电路也不限于实施方式具体所示的方式，只要在不脱离本发明的权利要求范围的精神及公开范围下可进行适当变更。
权利要求
1.一种多输出型DC/DC转换器，具备与直流电源连接的电抗器；由使电流在上述电抗器中流动的一个或两个以上的开关构成的第一开关电路；以及由将来自上述电抗器的输出切换到多个输出端的任一个的一个或两个以上的开关构成的第二开关电路，其特征在于，采用以下结构，具备多个输出电压检测机构，其检测上述多个输出端电压；多个比较电路，其比较上述多个输出电压检测机构的输出和所定频率的波形信号；以及输出选择机构，其将上述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，生成与上述第一开关电路或第二开关电路或者上述第一开关电路及第二开关电路的接通、断开有关的多个控制信号，同时，在上述多个比较电路的输出约同时变化的情况下，依据预先决定的优先顺序对上述多个控制信号进行处理，根据由上述输出选择机构所生成的上述控制信号，放出储蓄在上述电抗器中的能量而形成的电流输出到上述多个输出端的任意一个。
2.一种多输出型DC/DC转换器，具备与直流电源连接的电抗器；由使电流在上述电抗器中流动的一个或两个以上的开关构成的第一开关电路；以及由将来自上述电抗器的输出切换到多个输出端的任一个的一个或两个以上的开关构成的第二开关电路，其特征在于，具备多个输出电压检测机构，其检测上述多个输出端电压；多个比较电路，其比较上述多个输出电压检测机构的输出和所定频率的波形信号；输出选择电路，其将上述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，生成与上述第一开关电路或第二开关电路或者上述第一开关电路及第二开关电路的接通、断开有关的多个控制信号，以及优先电路，其在上述输出选择电路的多个控制信号约同时变化的情况下，依据预先决定的优先顺序对上述多个控制信号进行处理，根据由上述输出选择机构所生成的上述控制信号，放出储蓄在上述电抗器中的能量而形成的电流输出到上述多个输出端的任意一个。
3.根据权利要求2所述的多输出型DC/DC转换器，其特征在于，上述输出选择电路具备多个触发电路，分别对应上述多个比较电路而设置并通过上述多个比较电路的输出的上升或下降而变化状态；以及多个逻辑门电路，当上述多个触发电路中的任一个状态发生变化时，不向其它触发电路传递所对应的上述比较电路的输出变化。
4.根据权利要求3所述的多输出型DC/DC转换器，其特征在于，上述所定频率的波形信号是三角波，上述多个触发电路构成为利用与上述三角波的变化点同步变化的信号而被复位。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的多输出型DC/DC转换器，其特征在于，上述多个输出电压检测机构的每个都是输出对应了将上述多个输出端电压电阻分压后的电压和所定参照电压的电压差的电压的误差放大电路。
6.根据权利要求5所述的多输出型DC/DC转换器，其特征在于，上述多个比较电路的每个都是比较上述误差放大电路的输出和上述所定频率的波形信号并输出具有与上述误差放大电路的输出电压对应的脉冲宽度的脉冲信号的比较器。
7.根据权利要求6所述的多输出型DC/DC转换器，其特征在于，具有驱动电路，该驱动电路基于由上述输出选择电路生成的控制信号，输出接通、断开驱动上述第一开关电路的信号和接通、断开驱动上述第二开关电路的信号。
8.一种多输出型DC/DC转换器，具备与直流电源连接的电抗器；由使电流在上述电抗器中流动的一个或两个以上的开关构成的第一开关电路；以及由将来自上述电抗器的输出切换到多个输出端的任一个的一个或两个以上的开关构成的第二开关电路，其特征在于，具备多个输出电压检测机构，其检测上述多个输出端电压；多个比较电路，其比较上述多个输出电压检测机构的输出和所定频率的波形信号；输出选择电路，其将上述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，生成与上述第一开关电路或第二开关电路或者上述第一开关电路及第二开关电路的接通、断开有关的多个控制信号；以及驱动逻辑电路，其基于由上述输出选择电路生成的多个控制信号，输出接通、断开驱动上述第一开关电路的信号和接通、断开驱动上述第二开关电路的信号，同时，在上述多个控制信号约同时变化的情况下，依据预先决定的优先顺序对上述多个控制信号进行处理，根据由上述输出选择机构生成的上述控制信号，放出储蓄在上述电抗器中的能量而形成的电流输出到上述多个输出端的任意一个。
全文摘要
本发明涉及多输出型DC/DC转换器。在将输入电压间歇地施加在电抗器L中使电流流动，以时间划分将来自电抗器的输出分配给多个输出端并进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器中，防止输出电压因负荷的变动而较大偏离于所期望的电位，从而输出稳定的直流电压。在各输出中具有输出电压检测机构(AMP1、AMP2)和比较电路(PWM比较器CMP1、CMP2)的多输出型DC/DC转换器(10)中，设有输出选择电路(12)，该输出选择电路(12)监视比较电路的输出，选择较快的输出并生成切换流到电抗器中的电流路径的开关电路的接通、断开控制信号；以及优选电路(15)，该优选电路(15)在上述输出选择电路的多个输出约同时变化时，使预先设定的任意一个输出优选。
文档编号H02M3/155GK101090233SQ200710091600
公开日2007年12月19日 申请日期2007年3月29日 优先权日2006年6月13日
发明者熊谷敬三 申请人:三美电机株式会社