[发明专利]DC/DC转换器

说明书

本发明涉及一种DC/DC转换器，该DC/DC转换器具备：开关元件，其与输入电压连接并进行接通/断开动作；驱动电路，其进行上述开关元件的接通/断开控制；电感器，其通过上述开关元件来控制电流；平滑电容器，其与上述电感器连接，与上述电感器一起进行整流动作；振荡器，其生成使上述驱动电路动作的方波信号；以及输出电流检测部，其检测流过上述开关元件或上述电感器的输出检测电流。上述振荡器在上述输出检测电流为预定值以上时，以固定的振荡频率来生成上述方波信号，在上述输出检测电流为预定值以下时，以比上述固定的振荡频率低且与上述输出检测电流成比例的振荡频率来生成上述方波信号。

技术领域

本说明书中公开的发明涉及一种根据负荷的轻重来切换PWM方式和PFM方式的DC/DC转换器。

背景技术

目前，在便携式电子设备中装载电池作为驱动电源。电池的输出电压由于设备的使用和放电而下降，因此在电子设备中设置将电池的电压转换为固定电压的直流电压转换电路(DC/DC转换器)。便携式电子设备中使用小型且转换效率高的同步整流方式的DC/DC转换器。同步整流方式的DC/DC转换器一般是PWM(脉宽调制：Pulse Width Modulation)方式的DC/DC转换器，具备主开关晶体管和同步用晶体管，对两个晶体管进行交替接通断开控制。即，接通主开关晶体管，从输入侧向输出侧提供能量，断开该主开关晶体管，释放累积在扼流电感器中的能量。此时，与累积在扼流电感器中的能量被释放到负荷侧的定时同步地断开同步用晶体管。然后根据输出电压或输出电流来控制驱动主开关晶体管的脉冲信号的脉冲宽度，由此将输出电压保持为大致恒定。

但是，在上述DC/DC转换器中，在将电池的电压进行电压转换时，在从电力供给量多的重负荷到电力提供量少的轻负荷的宽范围的负荷区域中，要求高转换效率。但是，在轻负荷时，一般知道在驱动主开关晶体管时所产生的DC/DC转换器的功率损耗与负荷的消耗电力相比相对较大，因此转换效率会显著降低。

因此，为了改善轻负荷时的转换效率的下降，提出一种在轻负荷时从PWM方式切换为PFM方式(脉冲频率调制：Pulse Frequency Modulation)的DC/DC转换器。在该DC/DC转换器中，在包括重负荷时的通常动作时以PWM方式驱动，在轻负荷时以PFM方式驱动。该PFM方式有真PFM方式和伪PFM方式，真PFM方式根据DC/DC转换器的输出电压来控制提供给主开关晶体管的驱动信号的开关频率，伪PFM方式将提供给主开关晶体管的驱动信号的开关频率设为恒定，根据DC/DC转换器的输出电压来使开关动作的间隔变长。在任何一个PFM方式中，轻负荷时的开关频率都比PWM方式小，因此能够降低DC/DC转换器的功率损耗，能够抑制轻负荷时的转换效率的下降。

另外，作为与上述相关的现有技术，能够举出日本特开2012-60883号公报(以下称为专利文献1)。

另外，目前为了在DC/DC转换器中实现高效率，除了PWM控制，还导入了无负荷时或轻负荷时的SLLM(Simple Light Load Mode：简单轻载模式)控制。根据采用了该SLLM控制技术的DC/DC转换器，对表示流过电感器的电流的检测值的电流检测电压赋予补偿电压，从而在输出电压与基准电压之间的差变小的无负荷时或轻负荷时，在比较器中确认电流检测电压的大小比输出电压与基准电压之间的差要大。此时，能够将接通开关元件的振荡器的振荡器信号设为无效，因此能够间歇控制开关元件的开关动作直到输出电压与基准电压之间的差变大为止。因此，不需要设为附加用于间歇控制的比较器的结构，所以在轻负荷时或无负荷时，效率比当前模式的PWM控制的DC/DC转换器会得到改善，并且能够实现装置的小型化。

另外，作为与上述相关的现有技术，能够举出国际公开WO2005/078910号公报(以下称为专利文献2)。

另外，目前知道一种即使在轻负荷时也会提供具有高效率的开关调节器的技术。例如通过误差放大器的输出信号来控制振荡器的振荡频率，使用该振荡器的输出信号来控制开关元件的接通、断开，从而能够在轻负荷时较低地抑制振荡频率，能够降低开关损耗。