[发明专利]半导体装置及包括该半导体装置的电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别涉及一种动态地控制电源电压的技术。

背景技术

到目前为止，电源系统中有为了获得规定的输出电压而对输出电压进行反馈控制这样的电源系统。图11所示的电源系统包括输出电路、反馈电路以及PWM调制电路。在该电源系统的结构下，利用反馈电路对来自输出电路的输出电压Vout进行分压，再将从反馈电路输出的电压Vc(误差信号)反馈给脉宽调制(PWM：Pulse Width Modulation)电路(参照例如非专利文献1中的图3)。

在该电源系统中，当输出电压Vout高于规定电压时，误差信号Vc变低；而当输出电压Vout低于规定电压时，误差信号Vc变高。误差信号Vc被输入PWM调制电路，利用具有与误差信号Vc的值相对应的导通时间Ton的脉冲信号进行控制，以使输出电压Vout达到规定电压，输出电压Vout处于稳定状态。

电源系统中还有利用两个电阻元件对输出电压Vout进行分压这样的电源系统(参照例如非专利文献2中的图1)。

在电源系统中，各电路的输出入电压由于各电路的制造偏差等而产生偏差。因为图11所示的反馈电路的分压比是固定不变的，所以如果对反馈电路的输入电压变化，误差信号Vc也会变化。其结果是，因为需要花费时间来获得规定的输出电压Vout,所以电源系统对电源控制的响应性变坏。这样一来，以输出电压Vout作为电源电压工作的电路的工作特性就会下降。

非专利文献1：坂本和秀，“第四次：小型和低电压两立、ECM控制的开关稳压器”，日经电子学，日经BP社，2009年5月18日，no1004，p.112-117。(坂本和秀、「第4回：小型と低電压を両立，ECM制御のスイツチンダ·レギュレ一タ」、日経エレクト口ニクス、日経BP社、2009年5月18日、no1004、p.112-117)。

非专利文献2：Bob Bell and David Pace,′Buck Regulator Topologies for Wide Input／Output Voltage Differentials′，[online].National Semivconductor，2006，[retrieved on2011-08-29].Retrieved from the Internet：＜URL：http：／／www.national.com／assets／en／appnotes／national_power_designerl11.pdf＞.

发明内容

-发明要解决的技术问题-

作为解决上述问题的一种方法，可以考虑让图11所示的反馈电路的分压比成为一个可变的量。例如，只要将开关元件与电阻R并联，并对该开关元件进行通断控制即可。

但是仅荦.纯地对开关元件进行通断控制会出现以下问题。开关元件存在通态电阻，该通态电阻随着施加在开关元件两端的电压亦即输出电压Vout变化。例如，如果在从电源系统起动到输出电压Vout达到规定电压的上升期间内开关元件接通，误差信号Vc就会由于其通态电阻变动而过渡性地变化。这样一来，输出电压Vout亦即电源电压，就会如图12所示显示出失真的特性。此外，在图12中，实线表示实际的电源电压特性，虚线表示电源电压的理想特性。根据对构成电源系统的各电路的设计情况还会出现电源电压的减幅振荡(ringing)等振荡等情况。电源系统会由于电源电压所发生的这样的变化而不再正常起动，周边设备的工作会不稳定。

本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于：提供一种既能够在稳定状态下动态地控制电源电压，又能够使电源电压的稳定上升成为可能的半导体装置。

-用于解决技术问题的技术方案-