专利名称：用于dc－dc转换器的控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制DC-DC转换器的方法和电路，更具体地说，涉及用于控制产生用于便携式电子设备的操作功率和用于这样电子设备的电池的充电功率的DC-DC转换器的方法和电路。
便携式电子设备，例如笔记本计算机包括一个DC-DC转换器，它由一个外部AC适配器所提供的DC电源产生系统功率和电池充电功率。DC-DC转换器这样设置，以便系统消耗电流和电池充电电流的和小于AC适配器的电流供给容量。这是因为当电流和的值变得大于AC适配器的电流供给容量时，AC适配器的过电流限制器禁止电流输出。因此，有利的是DC-DC转换器能充分利用整个电流供给容量。
图1是表示DC-DC转换器100的第一现有技术例子的示意图。DC-DC转换器100包括一个控制电路2和多个外部元件。控制电路2和外部元件以相同半导体集成电路形成。控制电路2向输出晶体管3的栅极输出一个信号SG1，输出晶体管3优选地是一个增强型PMOS晶体管。AC适配器4通过电阻器R1向输出晶体管3的源极提供一个DC电源电压Vin。DC电源电压Vin还通过电阻器R1和二极管D1提供给输出端EX1。输出电压Vout1从输出端EX1提供给一个电子装置。输出晶体管3的漏极通过一个输出线圈5和一个电阻器R2与充电输出端EX2连接。充电输出端EX2通过一个二极管D2与输出端EX1连接。输出电压Vout2从充电输出端EX2提供给电池BT。
输出晶体管3的漏级还与续流二极管6的阴极连接，续流二极管6可以是一个肖特基二极管。续流二极管6的阳极与地GND连接。输出线圈5与电阻器R2之间的节点通过一个平滑电容器7与地GND连接。平滑电容器7和输出线圈5形成一个平滑电路，它平滑输出电压Vout2。
控制电路2包括第一电流探测放大电路11，第二电流探测放大电路12，第一、第二和第三误差放大电路13、14和15，PWM比较电路16，三角波振荡电路17，以及输出电路18。
第一电流探测放大电路11具有一个与电阻器R1的低电位端连接的反相输入端，以及一个与电阻器R1的高电位端连接的非反相输入端。放大电路11探测由AC适配器4供给的电流I0的值，并且把与该电流值相对应的第一电压信号SG2提供给第一误差放大电路13。供电电流I0的增加使第一电压信号SG2的电位增加。供电电流I0的减小使第一电压信号SG2的电位减小。供电电流I0等于输出端EX1的输出电流I1与充电输出端EX2提供给电池BT的充电电流I2(流过电阻器R2)的和。
第一误差放大电路13具有一个反相输入端，对它提供第一电压信号SG2，以及一个非反相输入端，对它提供第一参考电压Vref1。第一误差放大电路13把第一电压信号SG2与第一参考电压Vref1比较，并且放大电压差，以产生第一误差输出信号SG3，把它提供给PWM比较电路16。第一电压信号SG2的电位增加使第一误差输出信号SG3的电位减小，而第一电压信号SG2的电位减小使第一误差输出信号SG3的电位增加。
第二电流探测放大电路12具有一个与电阻器R2的低电位端连接的反相输入端，以及一个与电阻器R2的高电位端连接的非反相输入端。放大电路2探测供给电池BT的充电电流I2的值，并且对第二误差放大电路14提供与探测值相对应的第二电压信号SG4。充电电流I2的增加使第二电压信号SG4的电位增加。充电电流I2的减小使第二电压信号SG4的电位减小。
第二误差放大电路14具有一个反相输入端，对它提供第二电压信号SG4，以及一个非反相输入端，对它提供第二参考电压Vref2。第二误差放大电路14把第二电压信号SG4与第二参考电压Vref2比较，并且放大电压差，以产生第二误差输出信号SG5，把它提供给PWM比较电路16。第二电压信号SG4的电位增加使第二误差输出信号SG5的电位减小，而第二电压信号SG4的电位减小使第二误差输出信号SG5的电位增加。
第三误差放大电路15具有一个反相输入端，对它提供输出电压Vout2，以及一个非反相输入端，对它提供第三参考电压Vref3。第三误差放大电路15把输出电压Vout2与第三参考电压Vref3比较，并且放大电压差，以产生一个第三误差输出信号SG6，把它提供给PWM比较电路16。电压Vout2的增加使第三误差输出信号SG6的电位减小，而输出电压Vout2的减小使第三误差输出信号SG6的电位增加。
PWM比较电路16具有一个接收第一误差输出信号SG3的第一非反相输入端，一个接收第二误差输出信号SG5的第二非反相输入端，一个接收第三误差输出信号SG6的第三非反相输入端，以及一个从三角波振荡电路17接收三角波信号SG7的反相输入端。
在第一、第二和第三误差输出信号SG3、SG5和SG6中，PWM比较电路17选择具有最低电平的信号，并且把选择信号与三角波信号SG7比较。当三角波信号SG7大于选择信号时，PWM比较电路16对输出电路18提供一个具有低电平的负载控制信号SG8。当三角波信号SG7小于选择信号时，PWM比较电路16对输出电路18提供一个具有高电平的负载控制信号SG8。输出电路18使负载控制信号SG8反相，并且对输出晶体管3的栅极提供输出信号(反相控制信号)SG1。输出晶体管3响应输出信号SG1起动和禁止，并且因此，使供电电流I0、充电电流I2和输出电压Vout2保持在预定值。
更具体地说，例如，如果AC适配器4的供电电流I0增加，则第一电压信号SG2的电位增加，并且第一误差信号SG3的电位减小。如果第一误差输出信号SG3的电位变得比第二和第三误差输出信号SG5和SG6的电位小，则比较电路16比较第一误差输出信号SG3和三角波信号SG7，并且产生负载控制信号SG8，以便负载控制信号SG8在短时限内保持高(即具有低负载比)。也就是，第一误差输出信号SG3的电位减小延长了三角波信号SG7的电位超过误差输出信号SG3的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的减小使输出信号SG1的负载比增加，并且使输出晶体管3的起动时间缩短。这样减小了充电电流I2和供电电流I0。供电电流I0的减小使第一电压信号SG2的电位减小，并且使第一误差输出信号SG3的电位增加。这样使负载控制信号SG8在长时限内保持高(即具有高负载比)。也就是，第一误差输出信号SG3的电位增加缩短了三角波信号SG7的电位超过误差输出信号SG3的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的增加使输出信号SG1的负载比降低，并且使输出晶体管3的起动时限延长。这样增加了充电电流I2和供电电流I0。这个操作重复进行，直到AC适配器4的供电电流I0会聚到一个预定值为止。也就是，直到第一电压信号SG2会聚到第一参考电压Vref1为止。
例如，如果送到电池BT的充电电流I2增加，则第二电压信号SG4的电位增加，并且第二误差输出信号SG5的电位减小。当第二误差输出信号SG5的电位变得小于第一和第三误差输出信号SG3和SG6的电位时，比较电路把第二误差输出信号SG5与三角波信号SG7比较，并且产生一个在短时限内保持高的负载控制信号SG8(即具有低负载比)。换句话说，第二误差输出信号SG5的电位减小延长了三角波信号SG3的电位超过误差输出信号SG5的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的减小使输出信号SG1的负载比增加，并且使输出晶体管3的起动时间缩短。这样使充电电流I2和第二电压信号SG4的电位减小，并且使第二误差输出信号SG5的电位增加。此外，这样使负载控制信号SG8在长时限内保持高(即具有高负载比)。也就是，第二误差输出信号SG5的电位增加缩短了三角波信号SG7超过误差输出信号SG3的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的增加使输出信号SG1的负载比减小，并且使输出晶体管3的起动时间延长。这样增加了充电电流I2。这样的操作重复进行，直到送到电池BT的充电电流I2会聚到一个预定值为止。也就是，直到第二电压信号SG4会聚到第二参考电压Vref2为止。
如果电池BT的输出电压Vout2增加，第三误差输出信号SG6的电位就减小。当第三误差输出信号SG6的电位变得小于第一和第二误差输出信号SG3和SG5的电位时，比较电路16把第三误差输出信号SG6与三角波信号SG7比较，并且产生一个在短时限内保持高的负载控制信号SG8(即具有低负载比)。换句话说，第三误差输出信号SG6的电位增加延长了三角波信号SG3的电位超过误差输出信号SG6的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的减小使输出信号SG1的负载比增加，并且使输出晶体管3的起动时间缩短。这样使充电电流I2和输出电压Vout2减小，并且使第三误差输出信号SG6的电位增加。此外，这样使负载控制信号SG8在长时限内保持高(即具有高负载比)。也就是，第三误差输出信号SG6的电位的增加缩短了三角波信号SG7的电位超过误差输出信号SG6的电位的时限。
负载控制信号SG8的负载比的增加使输出信号SG1的负载比减小，并且使输出晶体管3的起动时间延长。这样使充电电流I2和输出电压Vout2增加。这样的操作重复进行，直到电池BT的输出电压Vout2会聚到一个预定值为止。也就是，直到输出电压Vout2会聚第三参考电压Vref2为止。
图2是表示AC适配器4的电流与电压之间的关系的曲线图。在供电电流I0增加时，AC适配器4使DC电源电压Vin保持恒定。当供电电流I0达到过电流值IlimL(点P1)时，过电流限制器起动。这样使AC适配器4减小DC电源电压Vin。当供电电流I0达到一个最大限值IlimH(点P2)时，AC适配器4转到关闭状态。结果，DC电源电压Vin继续减小，并且供电电流I0开始减小。
DC-DC转换器100使用AC适配器4，它使低于DC电源电压Vin的输出电压Vout2在充电电流I2增加时保持恒定。当充电电流I2达到一个预定值(点P3)时，DC-DC转换器100在使输出电压Vout2减小的同时，使充电电流I2保持恒定。
设置第一至第三参考值Vref1-Vref3，以便能充分地利用AC适配器4的电流供给容量。
然而，使用一个电流供给容量不同于AC适配器4的电流供给容量的AC适配器可能带来下述缺陷(1)如果使用一个电流供给容量比AC适配器4的电流供给容量小的AC适配器，由于按照AC适配器4设置的供电电流I0容易超过该AC适配器的电流供给容量，所以该AC适配器易于进入过电流状态。也就是，只要供电电流I0超过最大限值IlimH，该AC适配器就进入关闭状态。因此，在使用DC-DC转换器100的电子设备中使用这样的AC适配器不是优选的。
(2)如果使用一个电流供给容量比AC适配器4的电流供给容量大的的AC适配器，即使供电电流I0达到最大值，也不能充分地使用该AC适配器的电流供给容量。因此，不能充分使用AC适配器的电流供给容量。
因此，已经提出了如图2所示的第二现有技术DC-DC转换器120。该DC-DC转换器120具有一个开关SW，它按照AC适配器的电流供给容量，从多个参考电压中选择一个第一参考电压Vref1。通过改变参考电压，能最优地调节AC适配器的供电电流I0。这样，用AC适配器的控制信号移转开关SW。因此，AC适配器要求有一个专门装置。这样增加了AC适配器的费用。开关SW也增加了DC-DC适配器的费用。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于控制DC-DC转换器的方法和电路，这种DC-DC转换器能充分地利用AC适配器的容量而不增加费用。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于控制DC-DC转换器的方法，这种DC-DC转换器从一个DC电源电压所产生的供电电流，产生系统输出电流和电池充电电流。该方法包括步骤把DC电源电压与一个参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号，把该差电压探测信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与该比较结果相对应的负载比的负载控制信号，以及控制流过一个输出晶体管的供电电流，以按照负载控制信号通过起动和禁止该输出晶体管，调节电池充电电流。
在本发明的又一个方面，提供一种用于控制DC-DC转换器的电路，该DC-DC转换器从一个DC电源电压所产生的供电电流，产生系统输出电流和电池充电电流。该DC-DC转换器包括一个其中流过供电电流的输出晶体管。控制电路包括一个电压探测电路，以把DC电源电压与一个第一参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号。一个PWM比较电路与电压探测电路连接，以把差电压信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号。PWM比较电路对输出晶体管提供负载控制信号，以起动和禁止输出晶体管，从而控制流过输出晶体管的供电电流，并且调节电池充电电流。
在本发明的又一个方面，提供一种DC-DC转换器，以由一个DC电源电压所产生的供电电流，产生系统输出电流和电池充电电流。该DC-DC转换器包括一个具有一个输出线圈和一个电容器的平滑电路，一个与平滑电路连接的输出晶体管，以及一个与输出晶体管连接的控制电路，以控制流过输出晶体管的供电电流。控制电路包括一个电压探测电路，以把DC电源电压与一个第一参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号。一个PWM比较电路与电压探测电路连接。该PWM比较电路把差电压信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号。此外，PWM比较电路对输出晶体管提供负载控制信号，以起动和禁止输出晶体管，从而控制流过输出晶体管的的供电电流，并且调节电池充电电流。
在本发明的又一个方面，提供一种用于DC-DC转换器的控制电路。该DC-DC转换器由一个AC适配器所提供的供电电流，产生系统输出电流和电池充电电流。该DC-DC转换器具有一个提供电池充电电流的输出端，一个与供给电池充电电流的输出端连接的输出晶体管，以及一个串联连接在输出晶体管与输出端之间的线圈和电容器。控制电路包括一个电压探测放大电路，它具有一个接收AC适配器的DC电源电压的非反相输入端，以及一个接收第一参考电压的反相输入端。电压探测放大电路把DC电源电压与第一参考电压比较，并且放大其电压差，以产生一个第一探测信号。一个电流探测放大电路具有一个与电阻器的第一端连接的非反相输入端，以及一个与电阻器的第二相对端连接的反相输入端。电流探测放大电路探测电池充电电流的值，并且产生与其相对应的第二探测信号。一个第一误差放大电路具有一个与接收第二探测信号的电流探测放大电路的输出连接的反相输入端，以及一个接收第二参考电压的非反相输入端。第一误差放大电路把第二探测信号与第二参考电压比较，并且放大其电压差，以产生一个第三探测信号。一个第二误差放大电路具有一个与电阻器的低电位端连接的反相输入端，以及一个接收第三参考电压的非反相输入端。第二误差放大电路把电阻器的低电位侧的电位与第三参考电压比较，并且放大其电压差，以产生一个第四探测信号。一个PWM比较电路具有一个与电压探测放大电路连接，并且接收第一探测信号的第一非反相输入端，一个与第一误差放大电路连接，并且接收第三探测信号的第二非反相输入端，一个与第二误差放大电路连接，并且接收第四探测信号的第三非反相输入端，以及一个接收三角波信号的反相输入端。PWM比较电路把第一、第三和第四探测信号中的一个与三角波信号比较，并且放大其电压差，以产生一个负载控制信号。一个输出电路连接在输出晶体管与PWM比较电路之间，以按照负载控制信号起动和禁止晶体管，以便调节电池充电电流。
本发明被认为是新的特征在所附权利要求书中特别地陈述。连同附图参考以下目前优选实施例的详细叙述，本发明连同其目的和优点可以最好地得到理解。
图1是表示DC-DC转换器的第一现有技术例子的电路图；图2是表示图1的DC-DC转换器的AC适配器中的电流与电压之间关系的曲线图；图3是表示DC-DC转换器的第二现有技术例子的电路图；图4是表示按照本发明的第一实施例的DC-DC转换器的电路图5是表示按照本发明的第二实施例的DC-DC转换器的电路图；以及图6是表示按照本发明的第三实施例的DC-DC转换器的电路图。
在图中，相同标号全部用于相同元件。
图4是表示按照本发明的第一实施例的DC-DC转换器20的电路图。DC-DC转换器20有一个控制电路21，它包括一个电流探测放大电路12，一个电压探测放大电路22，一个第一误差放大电路14，一个第二误差放大电路15，一个PWM比较电路16，一个三角波振荡电路17，以及一个输出电路18。
电压探测放大电路22有一个非反相输入端，它从AC适配器接收DC电源电压Vin，以及一个反相输入端，它接收第一参考电压Vref1。电压探测放大电路22把DC电源电压Vin与第一参考电压Vref1比较，并且放大电压差，以产生一个探测信号SG9，把它提供给PWM比较电路16的第一非反相输入端。在这种情况下，DC电源电压Vin的减小使探测信号SG9的电位减小，而DC电源电压Vin的增加使探测信号SG9的电位增加。
在探测信号SG9、第一误差输出信号SG5和第二误差输出信号SG6中，PWM比较电路16选择具有最低电平的信号，并且把选择信号与一个提供给反相输入端的三角波信号SG7比较。当三角波信号SG7比探测信号或误差输出信号大时，PWM比较电路16输出具有低电平的脉冲信号，而当三角波信号SG7比探测信号或误差输出信号小时，输出具有高电平的脉冲信号。脉冲信号或负载控制信号SG8由输出电路18接收。输出电路18使控制信号SG8反相，并且对输出晶体管3的栅极发送一个输出信号SG1。
现在将叙述DC-DC转换器20的操作。
当供给电池BT的充电电流I2与一个预定值不同时，电流探测放大电路12的输出信号SG4发生变化。这样改变由第二误差放大电路14输出的第一误差信号SG5。如果第一误差输出信号SG5比探测信号SG9和第二误差输出信号SG6小时，PWM比较电路16把第一误差输出信号SG5与三角波信号SG7比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号SG8。负载控制信号SG8由输出电路18反相，并且以输出信号SG1施加到输出晶体管3。输出晶体管3响应输出信号SG1起动和禁止，以使电池BT的充电电流I2会聚到预定值。
当电池BT的输出电压Vout2与预定值不同时，第二误差放大电路15的第二误差输出信号SG6发生变化。如果第二误差输出信号SG6比探测信号SG9和第一误差输出信号SG5小，PWM比较电路16把第二误差输出信号SG6与三角波信号SG7比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号SG8。负载控制信号SG8由输出电路18反相，并且以输出信号SG1施加到输出晶体管3。输出晶体管3响应输出信号SG1起动和禁止，以使电池BT的输出电压Vout2会聚在预定值。
当由输出端EX1供给系统的输出电流I1增加，并且输出电流I1与充电电流I2的和(即供电电流I0)超过AC适配器4的电流供给容量时，AC适配器4的DC电源电压Vin减小。如果探测信号SG9小于第一和第二误差输出信号SG5和SG6，PWM比较电路16把探测信号SG9与三角波信号SG7比较。探测信号SG9的电位减小延长了三角波信号SG7的电位超过探测信号SG9的电位的时限。因此，PWM比较电路16输出的负载控制信号SG8在短时限内保持高(即具有低负载比)。输出电路18使负载控制信号SG8反相，并且对输出晶体管3提供一个具有增加负载比的输出信号SG1。这样使输出晶体管3起动的时限缩短，并且使充电电流I2减小。结果，DC电源电压Vin增加，并且电池BT的输出电压Vout2减小。
DC电源电压Vin的增加使电压探测放大电路22输出的探测信号SG9的电位增加。探测信号SG9的电位增加使三角波信号SG3的电位超过探测信号SG9的电位的时限缩短。因此，三角波信号SG3等于或小于探测信号SG9的时限延长。换句话说，PWM比较电路16输出的负载控制信号SG8在长时限内保持高(即具有高负载比)。输出电路18使负载控制信号SG8反相，并且对输出晶体管3提供一个具有减小负载比的输出信号SG1。这样使输出晶体管3的起动时间延长，并且使充电电流I2增加。结果，DC电源电压Vin减小，并且电池BT的输出电压Vout2增加。这样的操作重复进行，直到DC电源电压Vout2会聚到预定值为止。
第一实施例的DC-DC转换器20具有下述优点(1)当AC适配器4的供电电流I0增加，并且DC电源电压Vin减小时，电池BT的充电电流I2和电池BT的输出电压Vout2减小。当AC适配器4的供电电流I0减小，并且DC电源电压Vin增加时，电池BT的充电电流I2和电池BT的输出电压Vout2增加。换句话说，供给电池BT的电功率(Vout2·I2)被调节，以便电功率(Vin·I0)成为恒定。电功率(Vin·I0)是电功率(Vin·I1)与电功率(Vout2·I2)的和。因此，与连接到电子装置的AC适配器4的电流供给容量无关，通过按照AC适配器4的电流供给容量来调节供给电池BT的功率，使DC-DC转换器20保持DC电源电压Vin。因此，能充分地利用AC适配器4的电流供给容量，而不要求任何专门装置。这样防止了费用增加。
(2)供给电池BT的充电电流I2由电流探测放大电路12探测。PWM比较电路16按照探测电流控制充电流I2，以保持充电电流I2恒定。因此，防止电池BT被过电流损坏。
(3)电池BT的输出电压Vout2由第二误差放大电路15探测。PWM比较电路16按照探测电压控制电池BT的输出电压Vout2，以保持输出电压Vout2。因此，防止电池BT被过电压充电损坏。
(4)第一实施例的DC-DC转换器20不使用用于图1现有技术例子的第一电流探测放大电路11和电阻器R1。用于现有技术的电阻器R1具有相对小的电阻，以减小功率损耗，以及相对大的电流容量，以适应相对大的供电电流I0。这样的电阻器R1相对昂贵。由于在第一实施例中不要求电阻器R1，所以降低了DC-DC转换器20的费用。
图5是表示按照本发明的第二实施例的DC-DC转换器的控制电路30的电路图。在第二实施例中，设置第二参考电压Vref2，以便它比第一和第三参考电压Vref1和Vref3低。把第二参考电压Vref2提供给电压探测放大电路22的反相输入端及第一和第二误差放大电路14和15的非反相输入端。控制电路30包括一个与电压探测放大电路22的非反相输入端连接的电阻分压电路23a，以及一个与第二误差放大电路15的反相输入端连接的电阻分压电路23b。电阻分压电路23a布置为按照第二参考电压Vref2减小DC电源电压Vin。电阻分压电路23b布置为按照第二参考电压Vref2减小输出电压Vout2。换句话说，电阻分压电路23a和23b分别分压DC电源电压Vin和输出电压Vout2。在第二实施例中，单电源足够产生单参考电压Vref2。
通过对电压探测放大电路22和第一及第二误差放大电路14及15提供第一参考电压Vref1，可以修改第二实施例。在这种情况下，用一个对电压信号SG4的电压分压的电阻器分压电路替换电阻器分压电路23a。这个电阻器分压电路连接在电流探测放大电路12与第一误差放大电路14之间。
图6是表示按照本发明的第三实施例的DC-DC转换器的控制电路40的电路图。在第三实施例中，设置第一参考电压Vref1，以便它比第二和第三参考电压Vref2和Vref3高。把第一参考电压Vref1提供给电压探测放大电路22的反相输入端。控制电路40包括一个电阻分压电路24a，它连接在第一参考电压Vref1与第一误差放大电路14的非反相输入端之间，以及一个电阻分压电路24b，它连接在第一参考电压Vref1与第二误差放大电路15的非反相输入端之间。电阻分压电路24a减小第一参考电压Vref1，并且产生第二参考电压Vref2，把它提供给第一误差放大电路14。电阻分压电路24b减小第一参考电压Vref1，并且产生第三参考电压Vref3，把它提供给第二误差放大电路15。换句话说，电阻分压电路24a、24b对第一参考电压Vref分压，以产生第二和第三参考电压Vref。在第三实施例中，仅要求单电源来产生单参考电压Vref1。
通过对第一误差放大电路14直接提供第二参考电压Vref2，可以修改第三实施例。在这种情况，提供一个对第二参考电压Vref2分压并产生第一参考电压Vref1的电阻分压电路，以及一个对第二参考电压Vref2分压并产生第三参考电压Vref3的电阻分压电路。
对本领域技术人员显而易见，在不违反本发明的精神和范围下，本发明可以用许多其它具体形式实施。特别是，应该理解，本发明可以用下列形式实施。
可以用一个n沟道MOS晶体管作为输出晶体管3。在这种情况下，优选地输出电路18包括一个缓冲电路或偶数个倒相器，它们相互串联连接。
三角波振荡电路17可以在一个与其上形成控制电路21的半导体集成电路片不同的半导体集成电路片上形成。控制电路21可以和输出晶体管3及包括输出线圈4和电容器7的平滑电路在相同的集成电路片上形成。也就是，DC-DC转换器可以在单半导体衬底上形成。
所示例子和实施例被认为是说明性的，而不是限制性的，本发明不限于这里给定的细节，而是可以在所附权利要求书的范围内及等效范围内进行修改。
权利要求
1.一种用于控制DC-DC转换器的方法，该DC-DC转换器由一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，该方法包括步骤把DC电源电压与一个参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号；把差电压探测信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号；以及控制流过输出晶体管的供电电流，以按照负载控制信号，通过起动和禁止输出晶体管，调节电池充电电流。
2.按照权利要求1的DC-DC转换器控制方法，还包括步骤探测电池充电电流；以及控制电池充电电流，以便用探测的电池充电电流使它保持充分恒定。
3.按照权利要求1的DC-DC转换器控制方法，还包括步骤根据电池充电电流探测电池充电电压；以及控制电池充电电压，以便用探测的电池充电电压使它保持充分恒定。
4.一种用于控制DC-DC转换器的电路，该DC-DC转换器由一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，其中DC-DC转换器包括一个其中流过供电电流的输出晶体管，其中控制电路包括一个电压探测电路，以把DC电源电压与一个第一参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号；以及一个与电压探测电路连接的PWM比较电路，以把差电压探测信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号，该PWM比较电路把负载控制信号提供给输出晶体管，以起动和禁止输出晶体管，从而控制流过输出晶体管的供电电流，并且调节电池充电电流。
5.按照权利要求4的DC-DC转换器控制电路，还包括一个充电电流探测电路，用于探测电池充电电流，并且产生一个充电电流探测信号，其中PWM比较电路把充电电流探测信号与三角波信号比较，并且产生具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号，PWM比较电路把负载控制信号提供给输出晶体管，以起动和禁止输出晶体管，从而控制流过输出晶体管的供电电流，并且保持电池充电电流恒定。
6.按照权利要求5的DC-DC转换器控制电路，其中充电电流探测电路包括一个电流探测电路，以把电池充电电流转换成电压信号；以及一个与电流探测电路连接的误差放大电路，以把电压信号与一个第二参考电压比较，并且产生充电电流探测信号。
7.按照权利要求6的DC-DC转换器控制电路，其中电压探测电路接收第二参考电压作为第一参考电压，并且控制电路还包括一个与电压探测电路连接的电阻分压电路，以按照第二参考电压对DC电源电压分压，并且把分压提供给电压探测电路。
8.按照权利要求6的DC-DC转换器控制电路，还包括一个与误差放大电路连接的电阻分压电路，以对第一参考电压分压，产生第二参考电压，并且把第二参考电压提供给误差放大电路。
9.按照权利要求6的DC-DC转换器控制电路，其中误差放大电路接收第一参考电压作为第二参考电压，并且其中控制电路还包括一个电阻分压电路，以按照第一参考电压对电流探测电路输出的电压信号的电压分压，并且把分压提供给误差放大电路。
10.按照权利要求6的DC-DC转换器控制电路，还包括一个与电压探测电路连接的电阻分压电路，以对第二参考电压分压，产生第一参考电压，并且把第一参考电压提供给电压探测电路。
11.按照权利要求4的DC-DC转换器控制电路，还包括一个充电电压探测电路，以根据电池充电电流探测电池充电电压，并且产生一个充电电压探测信号，其中PWM比较电路把充电电压探测信号与三角波信号比较，并且产生具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号，PWM比较电路把负载控制信号提供给输出晶体管，以起动和禁止输出晶体管，以控制流过输出晶体管的供电电流，并且使电池充电电流保持恒定。
12.按照权利要求11的DC-DC转换器控制电路，其中充电电压探测电路包括一个误差放大电路，以把电池充电电压与一个第二参考电压比较，以产生一个充电电压探测信号。
13.按照权利要求12的DC-DC转换器控制电路，其中误差放大电路接收第一参考电压作为第二参考电压，控制电路还包括一个电阻分压电路，以按照第一参考电压对电池充电电压分压，并且把分压提供给误差放大电路。
14.按照权利要求12的DC-DC转换器控制电路，还包括一个与误差放大电路连接的电阻分压电路，以对第一参考电压分压，产生第二参考电压，并把第二参考电压提供给误差放大电路。
15.按照权利要求12的DC-DC转换器控制电路，其中电压探测电路接收第二参考电压作为第一参考电压，控制电路还包括一个与电压探测电路连接的电阻分压电路，以按照第二参考电压对DC电源电压分压，并且把分压提供给电压探测电路。
16.按照权利要求12的DC-DC转换器控制电路，还包括一个与电压探测电路连接的电阻分压电路，以对第二参考电压分压，产生第一参考电压，并把第一参考电压提供给电压探测电路。
17.一种DC-DC转换器，用于从一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，该DC-DC转换器包括一个平滑电路，包括一个输出线圈和一个电容器；一个与平滑电路连接的输出晶体管；以及一个与输出晶体管连接的控制电路，以控制流过输出晶体管的供电电流，其中控制电路包括一个电压探测电路，以把DC电源电压与一个第一参考电压比较，并且由比较结果产生一个差电压探测信号；以及一个与电压探测电路连接的PWM比较电路，其中PWM比较电路把差电压信号与一个三角波信号比较，并且产生一个具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号，PWM比较电路把负载控制信号提供给输出晶体管，以起动和禁止输出晶体管，从而控制流过输出晶体管的供电电流，并且调节电池充电电流。
18.一种用于DC-DC转换器的控制电路，该DC-DC转换器由一个AC适配器所提供的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，其中DC-DC转换器具有一个提供电池充电电流的输出端，一个与供给电池充电电流的输出端连接的输出晶体管，以及一个串联连接在输出晶体管与输出端之间的线圈和电容器，该控制电路包括一个电压探测放大电路，具有一个从AC适配器接收DC电源电压的非反相输入端，以及一个接收第一参考电压的反相输入端，该电压探测放大电路把DC电源电压与第一参考电压比较，并且放大其电压差，以产生第一探测信号；一个电流探测放大电路，具有一个与电阻器的第一端连接的非反相输入端，以及一个与电阻器的第二相对端连接的反相输入端，该电流探测放大电路探测电池充电电流的值，并且产生与其相对应的第二探测信号；一个第一误差放大电路，具有一个与接收第二探测信号的电流探测放大电路的输出端连接的反相输入端，以及一个接收第二参考电压的非反相输入端，第一误差放大电路把第二探测信号与第二参考电压比较，并且放大其电压差，以产生第三探测信号；一个第二误差放大电路，具有一个与电阻器的低电位端连接的反相输入端，以及一个接收第三参考电压的非反相输入端，第二误差放大电路把电阻器的低电位侧的电位与第三参考电压比较，并且放大其电压差，以产生第四探测信号；一个PWM比较电路，具有一个与电压探测放大电路连接并接收第一探测信号的第一非反相输入端，一个与第一误差放大电路连接并接收第三探测信号的第二非反相输入端，一个与第二误差放大电路连接并接收第四探测信号的第三非反相输入端，以及一个接收三角波信号的反相输入端，该PWM比较电路把第一、第三和第四探测信号中的一个与三角波信号比较，并且放大其电压差，以产生一个负载控制信号；以及一个连接在输出晶体管与PWM比较电路之间的输出电路，以按照负载控制信号起动和禁止晶体管，以便调节电池充电电流。
19.一种用于控制DC-DC转换器的方法，该DC-DC转换器由一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，该方法包括步骤探测DC电源电压；按照所探测的DC电源电压调节电池充电电流。
20.一种用于控制DC-DC转换器的电路，该DC-DC转换器由一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，其中DC-DC转换器包括一个其中流过供电电流的输出开关，以输出充电电流，其中控制电路包括一个电压探测电路，用以探测DC电源电压；和一个调节电路，与电压探测电路相连，用于按照所探测的DC电源电压调节电池充电电流。
21.一种DC-DC转换器，用于从一个DC电源电压所产生的供电电流产生系统输出电流和电池充电电流，该DC-DC转换器包括一个平滑电路，包括一个输出线圈和一个电容器；一个与平滑电路连接的输出开关；以及一个与输出开关连接的控制电路，以控制流过输出开关的供电电流，其中控制电路包括一个电压探测电路，用于探测DC电源电压；以及一个调节电路，与电压探测电路相连，用于按照所探测的DC电源电压调节电池充电电流。
全文摘要
一种DC－DC转换器,产生系统输出电流和电池充电电流。它具有输出晶体管,连接在提供供电电流的AC适配器与提供电池充电电流的端之间。控制电路产生负载控制信号,调节电池充电电流。该控制电路包括电压探测电路,它把AC适配器的DC电源电压与第一参考电压比较,由比较结果产生差电压信号。PWM比较电路与电压探测电路连接,并把差电压信号与三角波信号比较,产生具有与比较结果相对应的负载比的负载控制信号。
文档编号H02M3/156GK1250898SQ9912088
公开日2000年4月19日 申请日期1999年10月8日 优先权日1998年10月8日
发明者泷本久市, 松山俊幸, 小泽秀清, 喜多川圣也 申请人:富士通株式会社