[发明专利]开关稳压器及其脉冲宽度限制值调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有脉冲宽度限制功能的PWM控制方式的开关稳压器(switching regulator)，尤其涉及在轻负载时可减少PWM脉冲信号的脉冲宽度的偏差，减少效率及输出电压的脉动偏差的开关稳压器及其脉冲宽度限制值调整方法。

背景技术

图5表示以往技术的具有脉冲宽度限制功能的降压型开关稳压器100的电路例(例如参照专利文献1)。

脉冲调制控制型的开关稳压器调整脉冲宽度动作，以便使得输入电力和输出电力平衡，随着负载电流变小，脉冲宽度变小。脉冲宽度越小，相对输入电力的开关损失电力比例增加，导致效率明显低下，因此，如图5所示，设置脉冲宽度限制电路106，以便用于使得开关元件SW1接通的脉冲宽度不降低到某阈值以下。

在图5中，在轻负载时，以宽的固定的脉冲宽度使得开关元件SW1接通，增大脉动电压，降低振荡频率，通过降低开关损失电力，提高效率。

但是，若脉冲宽度过大，虽然能提高效率，但脉动电压大到必要以上，若脉冲宽度过小，虽然脉动电压变小，但效率低下。因此，脉冲宽度需要设定为：大到效率不低下程度，小到输出电压的脉动不增大到必要以上的程度。

在图5中，102表示基准电压发生电路，103表示误差放大电路，104表示三角形波发生电路，105表示PWM比较器，107表示控制逻辑电路，108表示逆电流状态检测电路。

图6表示在图5中使用的脉冲宽度限制电路106的电路例。

在图6中，恒定电流源121由电流反射镜电路构成，从基准电流源113得到所定的基准电流，所述电流反射镜电路生成与所定的基准电流成比例的恒定电流ia输出。从PWM比较电路104输出PWM脉冲信号Spw，输入脉冲开始电路112，若Spw上升为高电平，则使得开关SWa接通，成为导通状态，同时，使得开关SWb断开，成为截止状态，以来自恒定电流源121的恒定电流ia对电容器Ca进行充电。

比较器122的非反转输入端的电压逐渐上升，若成为所定的基准电压Vref以上，则比较器122将高电平信号向判定电路114输出，同时，向脉冲开始电路112输出，使得脉冲开始电路112复位，断开开关SWa，使其成为截止状态，同时，接通开关SWb，使其成为导通状态，使得电容器Ca放电。判定电路114根据从比较器122输入的信号以及从脉冲开始电路112输出的信号，生成用于限制PWM脉冲信号Spw的脉冲宽度的脉冲信号Spd输出。由此，脉冲信号Spd的脉冲宽度由恒定电流ia的电流值，电容器Ca的容量，基准电压Vref决定。

专利文献1：日本特开2006—333636号公报

基准电流或基准电压Vref易受工艺过程偏差影响，因此，根据样本不同，脉冲信号Spd的脉冲宽度有偏差，存在产生效率低下的样本或输出电压脉动大的样本的问题。因此，以往为了提高脉冲信号Spd的脉冲宽度的精度，实施测定基准电流及基准电压Vref的试验，根据测定结果，调整该基准电流及基准电压Vref，以便得到所希望的脉冲宽度。

但是，由于恒定电流源121由电流反射镜电路构成，因此，构成该电流反射镜电路的晶体管的阈值电压Vth，晶体管尺寸，移动度等具有随机处理偏差，基准电流源113及恒定电流源121的电流比有偏差，因此，即使能精度良好地调整基准电流，还是存在脉冲信号Spd的脉冲宽度偏差依然保持很大的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述现有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于：提供一种开关稳压器及其脉冲宽度限制值调整方法，测定脉冲宽度限制电路中的、输入基准电流的由电流反射镜电路构成的恒定电流源的输出电流，根据该测定结果，调整上述基准电流，能降低从脉冲宽度限制电路输出的脉冲信号的脉冲宽度的偏差，降低轻负载时效率偏差，降低输出电压脉动偏差。

为了实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

(1)一种开关稳压器，开关元件根据输入的控制信号进行开关，以输入到输入端的输入电压对电感器充电，对该开关元件，使用生成的PWM脉冲信号，进行PWM控制，使得从输出端输出的输出电压为所定的恒定电压，其特征在于：

所述开关稳压器设有脉冲宽度限制电路，限制所述PWM脉冲信号的占空因数，使得所述开关元件接通时间成为所定最小值以上；

该脉冲宽度限制电路设有：

基准电流源，生成所定的基准电流输出；

恒定电流源，从该基准电流生成所定的恒定电流输出；

电容器，以该恒定电流进行充电；