电压变换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备降压用开关元件和升压用开关元件、并且将输入电压降压变换或者升压变换成目标电压而输出的电压变换装置，所述降压用开关元件为了进行降压而通过PffM(Pulse Width Modulat1n，脉冲宽度调制)控制来对输入电压进行转换，所述升压用开关元件为了进行升压而通过PWM控制来对输入电压和固定电位间进行转换。
【背景技术】
[0002]图8是示出以往的电压变换装置的结构例的电路图。
[0003]在该电压变换装置中，直流的输入电压Vin被提供给N沟道型MOSFET (MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)2的漏极，FET2的源极与线圈I的一个端子以及二极管4的阴极连接。二极管4的阳极接地，线圈I的另一个端子与N沟道型M0SFET3的漏极以及二极管5的阳极连接。
[0004]FET3的源极接地，二极管5的阳极与滤波电容器C3的正极连接，滤波电容器C3的负极接地。
[0005]FET2、3的各栅极单独地与控制部6连接，FET2、3通过控制部6来分别进行PffM控制。
[0006]从滤波电容器C3的两端子间输出该电压变换装置的输出电压Vout，输入电压Vin以及输出电压Vout由控制部6检测并读入。
[0007]在这样的结构的电压变换装置中，控制部6为了得到基于所期望的输入输出电压比Vout/Vin的输出电压Vout，将如图9所示的占空比的降压用PffM信号以及升压用PffM信号提供给FET2以及FET3的栅极。
[0008]S卩，在输入输出电压比Vout/Vin〈l而对输入电压Vin进行降压的情况下，降压用PWM信号的占空比根据输入输出电压比Vout/Vin来确定，如果输入输出电压比Vout/Vin接近于1，则降压用PffM信号的占空比接近于100%。在这种情况下，升压用PWM信号的占空比为0%，FET3变成截止。
[0009]在输入输出电压比为Vout/Vin>l而对输入电压Vin进行升压的情况下，升压用PffM信号的占空比根据输入输出电压比Vout/Vin来确定，输入输出电压比Vout/Vin越大于1，则升压用PWM信号的占空比越大于0%。在这种情况下，降压用PffM信号的占空比为100%, FET2变成导通。
[0010]在专利文献I中，记载了一种电源电路，该电源电路在输入电压大幅高于输出电压的期间，即在操作量为预定值a以下的期间，采用始终对第2半导体开关元件进行截止控制并且以预定的占空比例(on-duty)对第I半导体开关元件进行导通截止控制的降压模式。在输入电压大幅低于输出电压的期间，即在操作量为预定值b以上的期间，采用始终对第I半导体开关元件进行导通控制并且以预定的占空比例对第2半导体开关元件进行导通截止控制的升压模式。在输入电压与输出电压的电位差较小的期间，即在操作量大于a并且小于b的期间，采用分别以适当的占空比例来控制第1、第2半导体开关元件的升降压模式。由此，通过简易的控制方法，进行对应于输入电压与输出电压之差的转换控制。
[0011]在专利文献2中，公开了一种电源装置，该电源装置具备与同一扼流线圈分别连接的降压用断续器晶体管以及升压用断续器晶体管、对输入电压与所需输出电压的大小进行比较判别的输入电压判别电路、以及根据来自该输入电压判别电路的输出来择一地使降压用以及升压用断续器晶体管动作的切换电路。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本特开2012-29362号公报
[0015]专利文献2:日本特开昭62-18970号公报
【发明内容】
[0016]发明所要解决的课题
[0017]在上述以往的电压变换装置中，例如，在从降压变换切换到升压变换时，如图1OA所示，理想的是在降压用PWM信号的占空比达到100 %的同时，升压用PffM信号的占空比从O %开始增加。另外，此时，理想的是，输出电压Vout如图1OB所示平滑地增加，输出电流如图1OC所示无间断变动地(无缝地)连续流过。
[0018]通过比较输入电压Vin以及输出电压Vout，能够进行对从降压变换向升压变换的切换的判断，但存在需要考虑输出电压Vout的由电压变换装置内的电路元件所引起的压降(图10A)、电路元件的温度变化以及波动这样的问题。
[0019]例如，如图1lA所示，在从降压变换向升压变换的切换过早的情况下，突然升压，如图1lB所示，产生输出电压不连续地变高的部分PA。
[0020]另外，如图12A所示，在从降压变换向升压变换的切换过迟的情况下，与过迟的量相应地未进行升压，因此如图12B所示，产生输出电压不变高的部分PB。
[0021]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种电压变换装置，在切换降压变换以及升压变换时，不受电路元件的压降、电路元件的温度变化以及波动所带来的影响而无缝地切换降压变换以及升压变换。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]本发明的电压变换装置具备为了进行降压而通过PffM控制来对输入电压进行转换的降压用开关元件和为了进行升压而通过PWM控制来对输入电压和固定电位间进行转换的升压用开关元件，将输入电压降压变换或者升压变换成目标电压并输出，所述电压变换装置的特征在于，具备:降压用PWM信号生成电路，检测对输入电压进行降压变换而得到的输出电压和降压目标电压之差，根据所检测到的差来生成对所述降压用开关元件进行PffM控制的PffM信号；升压用PWM信号生成电路，检测对输入电压进行升压变换而得到的输出电压和升压目标电压之差，根据所检测到的差来生成对所述升压用开关元件进行PWM控制的PWM信号；以及使所述降压用PWM信号生成电路作为控制目标的降压目标电压比所述升压用PWM信号生成电路作为控制目标的升压目标电压提高预定量的单元。
[0024]在该电压变换装置中，进行转换的降压用开关元件以及升压用开关元件分别为了进行降压以及升压，通过PWM控制来对输入电压以及输入电压和固定电位间分别进行转换，将输入电压降压变换或者升压变换成目标电压并输出。
[0025]降压用PffM信号生成电路检测对输入电压进行降压变换而得到的输出电压和降压目标电压之差，根据所检测到的差来生成对降压用开关元件进行PWM控制的PWM信号。升压用PWM信号生成电路检测对输入电压进行升压变换而得到的输出电压和升压目标电压之差，根据检测到的差来生成对升压用开关元件进行PWM控制的PWM信号。提高单元将降压用PWM信号生成电路作为控制目标的降压目标电压比升压用PWM信号生成电路作为控制目标的升压目标电压提高预定量。由此，同时产生升压用PWM信号生成电路生成的PWM信号的占空比大于下限值的状态以及降压用PWM信号生成电路生成的PWM信号的占空比小于上限值的状态。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明的电压变换装置，能够实现在切换降压变换以及升压变换时，不受电路元件的压降、电路元件的温度变化以及波动所带来的影响而无缝地切换降压变换以及升压变换的电压变换装置。
【附图说明】
[0028]图1是示出本发明的电压变换装置的实施例的结构的电路图。
[0029]图2是用于说明本发明的电压变换装置的目标电压以及占空比的特性图。
[0030]图3是用于说明电压变换装置的动作的说明图。
[0031]图4A是用于说明本发明的电压变换装置的动作的说明图。
[0032]图4B是用于说明本发明的电压变换装置的动作的说明图。
[0033]图4C是用于说明本发明的电压变换装置的动作的说明图。
[0034]图5是用于说明本发明的电压变换装置的动作的说明图。
[0035]图6是用于说明本发明的电压变换装置的动作的说明图。
[0036]图7是示出本发明的电压变换装置的实施例的控制部的内部结构的电路图。
[0037]图8是示出以往的电压变换装置的结构例的电路图。
[0038]图9是用于说明以往的电压变换装置的占空比的特性图。
[0039]图1OA是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0040]图1OB是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0041]图1OC是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0042]图1lA是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0043]图1lB是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0044]图12A是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
[0045]图12B是用于说明以往的电压变换装置的动作的例子的说明图。
【具体实施方式】
[0046]以下，根据表示其实施方式的附图来说明本发明。
[0047]实施例1
[0048]图1是示出本发明的电压变换装置的实施例1的结构的电路图。
[0049]在该电压变换装置中，直流的输入电压Vin被提供给N沟道型M0SFET2的漏极，FET2的源极与线圈I的一个端子以及二极管4的阴极连接。二极管4的阳极接地，线圈I的另一个端子与N沟道型M0SFET3的漏极以及二极管5的阳极连接。
[0050]FET3的源极接地，二极管5的阳极与滤波电容器C3的正极连接，滤波电容器C3的负极接地。
[0051]FET2的栅极与降压用PffM信号生成电路8连接，FET3的栅极与升压用PffM信号生成电路7连接，通过降压用PffM信号生成电路8、升压用PffM信号生成电路7来分别对FET2、3进行PffM控制。
[0052]从滤波电容器C3的两端子间输出该电压变换装置的输出电压Vout，由具备微型计算机的控制部10检测并读入输入电压Vin以及输出电压Vout。另外，输出电压Vout被提供给降压用PWM信号生成电路8以及升压用PffM信号生成电路7。
[0053]升压用PffM信号生成电路7具备误差放大器13和三角波生成电路12，所述误差放大器13在反相输入端子处经由电阻Rl被提供输出电压Vout，在非反相输入端子处从控制部10被提供目标电压ref I (升压目标电压)，所述三角波生成电路12振荡生成三角波信号W1。另外，具备比较器11，所述比较器11在反相输入端子处被从三角波生成电路12提供三角波信号Wl，在非反相输入端子处被提供误差放大器13的输出信号，并将输出信号提供到FET3的栅极。
[0054]在误差放大器13外设有将串联连接的电阻R3和电容器Cl与电阻R4并联连接而得到的负反馈电路，误差放大器13的增益较小。
[0055]降压用PffM信号生成电路8具备误差放大器23和三角波生成电路22，所述误差放大器2