CN1930768A

CN1930768A - 电源设备

Info

Publication number: CN1930768A
Application number: CNA2005800072297A
Authority: CN
Inventors: 冲宏一; 井手雄三
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2007-03-14
Also published as: US20080024099A1; TW200531417A; WO2005088816A1; EP1727264A1; KR20070015375A; JPWO2005088816A1; EP1727264A4; JP2010142111A; JP4591892B2

Abstract

一种开关稳压器型电源设备，其转换输入电压，然后将如此转换的电压提供到平滑电路，并按照来自平滑电路的输出等于预定输出电压的方式进行操作，所述开关稳压器型电源设备包括：控制电路，用于通过PWM方式产生控制信号，以使输出等于预定输出电压；以及开关元件，根据控制信号进行切换，以便转换输入电压并且将如此转换的电压提供到平滑电路。这里，基于用于接通/断开输出电压的输出的外部信号，在导电状态和非导电状态之间切换用于向构成控制电路的元件提供操作功率的供电路径。

Description

电源设备

技术领域

本发明涉及一种电源设备，更具体地，涉及一种开关稳压器型电源设备。

背景技术

专利公开1公开了一种例如由集成电路器件构成的传统开关稳压器型电源设备。专利公开1中公开的DC-DC转换器具有在单片集成电路上形成并且用作传统电源设备的控制电路、以及大量外部元件。通过接收来自外部的控制信号CTL来激活该控制电路，并且切换与直流电源相连的输出晶体管。将来自输出晶体管的输出电流提供到平滑电路，然后，从输出端子提供来自平滑电路的电压，作为输出电压。

该控制电路包括：误差放大器，将通过对输出电压进行分压得到的分压与参考电压进行比较；PWM比较器，将误差放大器的输出与来自振荡器的三角波进行比较；以及输出电路，根据来自PWM比较器的输出信号来驱动输出晶体管，并且在激活控制电路的同时，按照将输出电压保持在预定电压的方式进行操作。

专利公开1：JP-A-H10-323026

发明内容

本发明要解决的问题

根据上述传统电源设备，当没有接收到来自外部的控制信号CTL并因此没有被激活时，可以暂停输出晶体管的驱动，由此使其进入所谓的待机状态，从而不允许DC-DC转换器产生输出电压。然而，由于此时控制电路的操作没有完全停止，控制电路仍消耗电功率，导致在待机状态中不能令人满意地节电。

另一方面，当该传统电源设备被用于诸如无线电设备或监视器之类的电器中时，出现了以下问题。取决于选择何种切换频率，该切换频率处的切换噪声可能影响诸如无线电设备或监视器之类电器的输出。为了避免切换噪声的影响，已经提出了在连续操作的条件下改变切换频率的方法。然而，根据传统电源设备，输出晶体管的切换频率是由内部振荡器的固定振荡频率限定的频率，因此不可能改变切换频率。因此，为了防止切换噪声的影响，需要屏蔽作为切换噪声源的输出晶体管等。这令人不希望地导致较劣的可用性。

通常，对于较小和较轻的开关稳压器型电源设备，优选将切换频率设置在较高的频率处。然而，在这种情况下，如果将具有良好频率特性的误差放大器用于处理较高的切换频率，电路会遭受振荡。这导致在实际中不可能过高地提高误差放大器的频率特性并据此将切换频率设置在较高的频率处。这使得不可能实现较小和较轻的设备。

考虑到上述传统遇到的问题，本发明的目的是提供一种开关稳压器型电源设备，即使当将切换频率设置在较高频率处时，也能够消除待机状态中的电功率消耗，改变切换频率，并能够稳定地操作。

解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本发明，一种开关稳压器型电源设备按照转换输入电压并将其提供到平滑电路、来自平滑电路的输出等于预定输出电压的方式进行操作，所述开关稳压器型电源设备具有：控制电路，用于通过PWM方案产生控制信号，以使输出等于预定输出电压；以及开关元件，根据控制信号进行切换，以便转换输入电压并且将如此转换的电压提供到平滑电路。这里，基于用于接通/断开输出电压的输出的外部信号，在导电状态和非导电状态之间，切换用于向构成控制电路的元件提供操作功率的供电路径。

利用该配置，当被提供了用于停止输出的外部信号时，停止输出电压，并且切换电路中断了用于向控制电路提供操作电源的供电路径，由此完全停止了控制电路。

本发明的控制电路包括：误差放大器，用于通过将和输出电压相等的反馈电压与参考电压进行比较来产生误差信号；振荡电路，用于以预定频率产生振荡信号；PWM比较器，用于通过将振荡信号与误差信号进行比较来产生PWM信号；驱动电路，通过基于PWM信号向开关元件提供控制信号来驱动开关元件；以及切换电路，用于在导电状态和非导电状态之间，切换向构成控制电路的元件提供操作功率的供电路径。这里，电源设备还具有：被提供了输入电压的输入端子；切换端子，用于输出要提供到平滑电路的电压，切换端子与开关元件的一端相连；被提供了反馈电压的反馈电压端子；与确定振荡信号的预定频率的外部元件相连的外部元件连接端子；与误差放大器的输出相连的反馈端子，为了防止控制电路的自误振荡，相位滞后补偿电路的一端与反馈端子相连，相位滞后补偿电路的另一端与反馈电压端子相连；以及被提供了外部信号的待机端子。

利用该配置，当将停止输出的外部信号提供到待机端子时，切换电路中断用于向控制电路提供操作电源的供电路径，由此完全停止控制电路。此外，利用与外部元件连接端子相连的外部元件，可以确定振荡电路的振荡频率。此外，还可以在反馈电压端子和反馈端子之间连接相位滞后补偿电路。

本发明的振荡电路包括：电容器，用于执行充电/放电；第一电流镜电路，用于根据外部元件的电阻值来确定电容器的充电电流值；第二电流镜电路，用于确定电容器的放电电流值；以及充电/放电切换电路，用于通过将电容器两端的电压与第一和第二阈值电压进行比较，利用接通/断开第二电流镜电路来切换电容器的充电/放电。

利用该配置，作为振荡电路的输出信号输出的电容器的输出电压变为三角波，其幅度等于第一和第二阈值之间的差值，并且根据与外部元件连接端子相连的电阻器元件的电阻值来确定电容器的充电/放电电流值。

本发明的控制电路包括过流保护电路，用于检测流经开关元件的电流，并且当电流超出预定电流值时停止驱动电路。

本发明的控制电路包括过热保护电路，用于当电源设备的特定位置的温度超出预定温度时，停止驱动电路。

本发明的控制电路包括软启动电路，用于控制误差放大器，以便在启动时逐渐地增大输出电压。

发明效果

根据本发明，提供外部信号以停止输出，并且切换电路中断了用于向控制电路提供操作电源的供电路径，由此完全地停止控制电路。这使得能够将待机状态中的电功率消耗减小到零。

此外，通过改变与外部元件连接端子相连的外部元件，可以改变振荡电路的振荡频率，即，开关元件的切换频率。这使得可以防止出现在特定频率处的噪声。

即使当将切换频率设置在较高频率处时，通过在反馈电压端子和反馈端子之间连接相位滞后补偿电路，也可以防止电路的振荡，并由此保证其稳定操作。

此外，由于提供了过流保护电路，用于检测流经开关元件的电流，并且当电流超出预定电流值时停止驱动电路，例如，可以防止源自过流的损坏。

当来自开关元件的输出电压低于预定电压时，过流保护电路的过流检测比较器判断流经开关元件的电流变得等于或大于预定电流，然后停止驱动电路。这使得可以执行过流保护而无需使用附加的电流检测器等。

此外，当集成电路器件的特定位置的温度超出预定温度时，停止驱动电路。例如，这使得可以防止由于过热对集成电路器件的损坏。另外，由于在启动时逐渐地增大输出电压，可以防止在启动时诸如突入电流之类的过大电流流入负载。这使得可以防止损坏开关元件或负载。

附图说明

图1是示出了本发明一个实施例的调节器IC(电源设备)的电结构的电路方框图。

图2是示出了图1所示振荡电路的具体电路的电路图。

参考符号列表

1 输入端子

2 SW端子(切换端子)

3 FB端子(反馈端子)

4 GND端子(接地端子)

5 INV端子(反馈电压端子)

6 RT端子(外部元件连接端子)

7 EN端子(待机端子)

10 调节器IC(电源设备)

11 平滑电路

12 开关

13，25 恒压源

14 开关电路(切换电路)

15 内部控制电路

16 软启动电路

17 参考电压源

18 误差放大器

19 PWM比较器

20 振荡电路

20a，20b 电流镜电路

21 锁存电路

22 驱动器(驱动电路)

23 TSD电路(过热保护电路)

24 过流检测比较器(过流保护电路)

26 MOS(开关元件)

27 相位滞后补偿电路

28 复位信号产生电路

28a 参考电压源

28b 比较器

C1，C2，C3，电容器

C4，C5，C20

D1 二极管

L1 线圈

R1，R2 分压电阻器

R3 电阻器

R4 电阻器(电阻器元件，外部元件)

R5 上拉电阻器

SW20 充电/放电切换电路

具体实施方式

下面，将参考附图来描述本发明的实施例。图1是示出了本发明一个实施例的调节器IC(电源设备)的电结构的电路方框图。在图1中，参考数字10表示在单个芯片上集成的调节器IC。图1还示出了与调节器IC 10相连的多个外部元件。

调节器IC 10包括：用于外部连接的7个连接端子、P沟道MOS(金属氧化物半导体)晶体管(以下称作“MOS”)26、控制MOS 26的内部控制电路15和向内部控制电路15提供操作电源的开关电路(切换电路)14。内部控制电路15包括：软启动电路16、参考电压源17、误差放大器18、PWM比较器19、振荡电路20、锁存电路21、驱动器(驱动电路)22、TSD(热关闭)电路(过热保护电路)23、过流检测比较器(过流保护电路)24、恒压源25和复位信号产生电路28。

向输入端子1提供输入电压Vin(例如5到35V)，平滑电容器C1和噪声截断电容器C2在外部并联在输入端子1和地之间。从SW端子(切换端子)2输出由MOS 26切换的切换电流，在外部将SW端子2与平滑电路11相连。该平滑电路11包括线圈L1、二极管(例如肖特基势垒二极管)D1和平滑电容器(例如电解电容器)C5。二极管D1的阴极和线圈L1的一端与SW端子2相连，线圈L1的另一端与输出电容器C5的一端相连，电容器C5的另一端和二极管D1的阳极接地。

线圈L1的另一端经由其中分压电阻器R1和R2串联的电路接地，分压电阻器R1和R2相连处的节点与INV端子(反馈电压端子)5相连，并且在调节器IC 10的内部，INV端子5与误差放大器18的反相输入端子(-)相连。误差放大器18的第一同相输入端子(+)与软启动电路16相连，其第二同相输入端子(+)与参考电压源17相连。

误差放大器18的输出端子与PWM比较器19的反相输入端子(-)以及FB端子(反馈端子)3相连。在FB端子3和INV端子5之间，外部连接了相位滞后补偿电路27，该电路被构建为其中电容器C3和电阻器R3串联的电路。

PWM比较器19的同相输入端子(+)与振荡电路20的输出端子相连。PWM比较器19的输出端子经由用作波形整形电路的锁存电路21与驱动器22的输入端子相连，驱动器22的输出端子与MOS 26的栅极相连。MOS 26的源极与输入端子1相连，其漏极与SW端子2相连，其栅极经由上拉电阻器R5(例如50kΩ)与输入端子1相连。

振荡电路20的输出端子经由复位信号产生电路28与锁存电路21的复位端子相连，锁存电路21的置位端子与过流检测比较器24的输出端子相连。通过恒压源25向过流检测比较器24的同相输入端子(+)提供输入电压Vin，过流检测比较器24的反相输入端子(-)与MOS26的漏极相连。向驱动器22提供来自TSD电路23的过热检测信号。

调节器IC 10还具有与振荡电路20相连的RT端子(外部元件连接端子)6。在RT端子6和地之间，在外部并联了用于确定振荡电路20的振荡频率的电阻器R4和噪声去除电容器C4。注意，GND端子(接地端子)4接地，由此确定了调节器IC 10的参考电势。

开关电路14的一端与输入端子1相连，尽管图中没有示出，其另一端与作为电源的内部控制电路15中的相关元件相连，由此根据从EN端子(待机端子)7输入的外部信号，间歇地将电源提供到内部控制电路15，以便停止输出。在EN端子7和地之间，在外部连接了其中提供作为外部信号的电压的开关12与恒压源13串联的电路。

接下来，将描述如上配置的调节器IC 10如何在待机状态和操作状态之间进行切换。通过电容器C1和C2，分别对来自未示出的直流电源的直流电压进行平滑和噪声去除，然后，将经过处理的直流电压作为输入电压Vin提供到输入端子1。

当外部开关12断开(处于打开位置)时，开关电路14断开(处于打开位置)，由此没有将输入电压Vin提供到内部控制电路15，因此内部控制电路15不操作。这使得调节器IC 10不可能执行切换操作。即，调节器IC 10处于所谓的待机状态，其中不产生预定电压作为输出电压Vo。此时，由于完全停止了调节器IC 10的所有内部电路，所以调节器IC 10的电功率消耗是零。注意，此时通过上拉电阻器R5将MOS 26的栅极固定在高电平。

另一方面，当外部开关12接通(处于闭合位置)时，将来自恒压源13的电压提供到开关电路14，由此接通开关电路14(处于闭合位置)，因此将输入电压Vin提供到内部控制电路15。这使得内部控制电路15开始操作，由此调节器IC 10开始执行切换操作。即，调节器IC 10进入操作状态，其中产生预定电压作为输出电压Vo。

接下来，将描述调节器IC 10的相关部件在该操作状态中如何进行操作。通过MOS 26的切换操作将输入电压Vin转换为脉冲电压，然后将其提供到平滑电路11。当MOS 26导通时，电流经由MOS 26从输入端子1流向线圈L1。结果，在线圈L1中存储能量，并且对电容器C5进行充电。另一方面，当MOS26截止时，通过二极管D1循环存储在线圈L1中的能量，从而对电容器C5进行充电，然后，将从电容器C5输出的电压作为输出电压Vo输出到外部。

通过分压电阻器R1和R2对输出电压Vo进行分压，并且将得到的反馈电压Vadj经由INV端子5输入到误差放大器18的反相输入端子(-)。然后，误差放大器18根据输入到其第一和第二同相输入端子(+)中具有较低电平的一个电压与输入到其反相输入端子(-)的反馈电压Vadj之间的电势差来输出电压。

向误差放大器18的第一同相输入端子(+)提供来自软启动电路16的电压，该电压在软启动电路16启动之后(即，在激活调节器IC 10之后)随时间增大，并向误差放大器18的第二同相输入端子(+)提供来自参考电压源17的参考电压Vref。注意，该参考电压Vref被设置在通过分压电阻器R1和R2对预定输出电压Vo进行分压得到的电压Vadj处。

将从误差放大器18输出的误差信号输入到PWM比较器19的反相输入端子(-)。向PWM比较器19的同相输入端子(+)提供来自振荡电路20的、具有固定频率的三角波信号Vosc。PWM比较器19对其反相输入端子(-)处的电压和其同相输入端子(+)处的电压进行比较。如果同相输入端子(+)处的电压低于反相输入端子(-)处的电压，则PWM比较器19将低电平(L电平)PWM信号输出到锁存电路21，并且当同相输入端子(+)处的电压高于反相输入端子(-)处的电压时，将高电平(H电平)PWM信号输出到锁存电路21。

当接收到H电平PWM信号时，锁存电路21锁存输出，并将H电平输出信号输出到驱动器22。当将复位信号产生电路28根据从振荡电路20输出的三角波信号Vosc所产生的、具有与三角波信号Vosc相同固定频率的复位信号输入到复位端子时，锁存电路21解开(openup)锁存并输出L电平。按照这种方式，对来自PWM比较器19的PWM信号进行波形整形，然后将其提供到驱动器22。注意，复位信号产生电路28通过使比较器28b对从振荡电路20输出的三角波信号Vosc和来自参考电压源28a的参考电压进行比较来产生复位信号。

驱动器22将通过缓冲来自锁存电路21的输出信号得到的输出信号输出到MOS 26的栅极，由此驱动MOS 26。即，当通过锁存电路21的PWM信号为H电平时，MOS 26截止；当PWM信号为L电平时，MOS 26导通。因此，驱动器22输出频率与振荡电路20的振荡频率相同的脉冲信号，并且根据来自误差放大器18的误差信号来确定该脉冲信号的占空比。即，输出电压Vo超出预定电压越多，则H电平的持续时间(即，MOS 26截止的持续时间)越长；输出电压Vo低于预定电压越多，则L电平的持续时间(即，MOS 26导通的持续时间)越长。

如上所述，由于按照反馈电压Vadj等于参考电压Vref的方式来调整PWM信号的占空比，输出电压Vo稳定地保持在预定电压。此外，在启动时，在来自软启动电路16的电压超出参考电压Vref之前，执行所谓的软启动操作，以便输出电压Vo随着来自软启动电路16的电压的增大而逐渐增大。这使得能够防止在启动时过大的突入电流流入输出电压Vo被提供到的负载。

附带地，由于流经MOS 26的电流增大，调节器IC 10可能会过热。如果TSD电路26检测到调节器IC10的特定位置的温度等于或大于预定温度，则TSD电路26将过热检测信号提供到驱动器22。被提供了过热检测信号的驱动器22停止输出，并截止MOS 26。按照这种方式，通过防止调节器IC 10的温度超过预定温度，实现了过热保护。

另一方面，例如，如果在向负载提供输出电压Vo的线路上出现了短路，则过流可能会流经MOS 26等并引起损坏。当电流流经MOS26时，在MOS 26的源极和漏极之间出现了通过将MOS 26的导通电阻与流经其的电流相乘来确定的电压降。结果，当流经MOS 26的电流超出预定电流时，MOS 26的源极和漏极之间的电压降大于预定值。

当MOS 26的漏极电压低于通过从输入电压Vin中减去恒压源25的电压得到的预定电压时，过流检测比较器24将H电平置位信号提供到锁存电路21的置位端子。结果，锁存电路21的输出被设为H电平，驱动器22将MOS 26截止。即，通过在流经MOS 26的电流超出预定电流并因此MOS 26的漏极电压低于预定电压时截止MOS 26，可以保护调节器IC 10免于过流。注意，通过来自复位信号产生电路28的复位信号来复位置位信号，并按照规则间隔来产生复位信号。

此外，当在诸如无线电设备或监视器之类的电器中采用调节器IC10作为控制电源时，由于MOS 26的切换引起的特定频率(包括谐振分量)处的切换噪声可能会影响被提供了输出电压Vo的无线电设备、监视器等的输出。例如，噪声可能出现在无线电设备的输出声音中，或监视器的屏幕可能会遭受闪烁。在这种情况下，通过改变与RT端子6相连的电阻器R4的电阻值来将切换频率改变到非影响频率，可以避免切换噪声的影响。

图2是示出了振荡电路20的具体电路的电路图。为了便于描述，在图2中，利用相同的参考符号来识别与图1中相同的电路块，并且不再重复其描述。图2所示的振荡电路20具有：构成电流镜电路20a的PNP晶体管Q1、Q2和Q3；在PNP晶体管Q2和Q3的下游侧构成了电流镜电路20b的NPN晶体管Q4和Q5；电容器C20；以及充电/放电切换电路SW20。

在图2中，参考符号Vcc表示电源线，通过所述电源线来提供输入电压Vin或从输入电压Vin产生的预定电压。在该示例中，假设通过所述电源线来提供输入电压Vin。PNP晶体管Q1、Q2和Q3的发射极与电源线Vcc相连。PNP晶体管Q1、Q2和Q3的基极和PNP晶体管Q1的集电极与RT端子6相连。在RT端子6和地之间，在外部并联了电阻器R4和电容器C4。注意，设置了该外部电容器C4用于噪声去除。

PNP晶体管Q2的集电极经由NPN晶体管Q4的集电极和发射极接地，PNP晶体管Q3的集电极经由NPN晶体管Q5的集电极和发射极接地。NPN晶体管Q4和Q5的基极与NPN晶体管Q4的集电极相连，NPN晶体管Q5的集电极经由电容器C20接地。将电容器C20的电压提供到PWM比较器19的同相输入端子(+)，作为三角波信号Vosc(参见图1)。

充电/放电切换电路SW20连接在NPN晶体管Q4和Q5的基极相连处的节点与地之间，并且对所述充电/放电切换电路SW20进行控制，以使其根据三角波信号Vosc的电压接通/断开。因此，根据充电/放电电路SW20的接通/断开，NPN晶体管Q4和Q5(即，电流镜电路20b)导通/截止。

接下来，将描述如上配置的振荡电路20的操作。当将输入电压Vin提供到电源线Vcc时，由输入电压Vin除以电阻器R4所确定的电流I经由PNP晶体管Q1的发射极和集电极、RT端子6和电阻器R4，从电源线Vcc流向地。该电流I被镜像到构成电流镜电路20a的PNP晶体管Q2和Q3，然后，将其输出到位于下游的NPN晶体管Q4和Q5。

控制充电/放电电路SW20，以便当三角波信号Vosc达到上阈值电压Vh时截止电路SW20，以及当三角波信号Vosc达到下阈值电压V1(Vh＞V1)时导通电路SW20。当三角波信号Vosc达到下阈值电压V1时，即，当充电/放电切换电路SW20导通时，NPN晶体管Q5截止，因此利用从PNP晶体管Q3输出的电流I对电容器C20进行充电。当对电容器C20进行充电时，三角波信号Vosc以恒定速率增大。当三角波信号Vosc达到上阈值电压Vh时，充电/放电切换电路SW 20截止，并且NPN晶体管Q5导通，电容器C20开始通过NPN晶体管Q5进行放电。

配置NPN晶体管Q5，以使其面积是NPN晶体管Q4发射极面积的二倍，因此，当电流I流经NPN晶体管Q4时，晶体管Q5允许NPN晶体管Q4的电流二倍的电流(＝2I)流过。因此，当晶体管Q5导通时流经的电流是2I，并且由电容器C20通过NPN晶体管Q5放电的放电电流是2I-I(从PNP晶体管Q3输出电流I)＝I。结果，三角波信号Vosc以在充电时观察到的速率相同的恒定速率减小。

当三角波信号Vosc达到下阈值电压V1时，充电/放电切换电路SW20导通，NPN晶体管Q5截止，并且再次利用电流I开始对电容器C20进行充电。通过重复上述操作产生的特定频率的三角波被输出作为三角波信号Vosc。如上所述，当配置NPN晶体管Q5以使其面积是NPN晶体管Q4的发射极面积的二倍时，电容器C20的充电电流和放电电流的电流值彼此相等，因此三角波信号Vosc以相同速率增大和减小。然而，三角波信号Vosc不必以相同的速率增大和减小。NPN晶体管Q5的发射极面积可以是NPN晶体管Q4的发射极面积的预定倍数。

附带地，改变电阻器R4的电阻值导致上述电流I的幅度变化，并因此改变了电容器C20的充电/放电电流的幅度。即，电阻器R4的电阻值越小，则电流I越大，并因此电容器C20的充电/放电电流越大。结果，在充电时，三角波信号Vosc在较早的点达到上阈值电压Vh，并且在放电时，三角波信号在较早的点达到下阈值电压V1。这缩短了三角波信号Vosc的周期。另一方面，当使电阻器R4的电阻值较大时，执行与上述操作相反的操作，由此使三角波信号Vosc的周期变长。

如上所述，通过改变电阻器R4的电阻值，可以改变振荡电路20的振荡频率。当图1所示的调节器IC10被用于诸如无线电设备或监视器之类的电器中并进行操作时，这有助于避免切换噪声的影响。即，即使当切换噪声影响电器的输出时，仅通过改变电阻器R4的电阻值，就可以将切换频率改变为不会影响电器输出的频率。可选地，电阻器R4可以是可变电阻器，由此可以在电器持续操作的同时将切换频率改变到不会影响电器输出的频率。

然而，在这种情况下出现了以下问题。将切换频率设置在较高频率需要内部控制电路15中的控制元件等具有良好的频率特性。然而，如果使用了具有良好频率特性的误差放大器，则电路可能会遭受振荡。为了处理该问题，在FB端子3和INV端子5之间在外部连接了相位滞后补偿电路27，该电路被构造为电容器C3和电阻器R3的串联电路，由此即使当通过利用具有良好频率特性的误差放大器18将切换频率设置在较高频率处时，也能够防止电路的振荡。

例如，当没有外部连接相位滞后补偿电路27时，切换频率的上限处于300kHz的数量级；当外部连接相位滞后补偿电路27时，上限增大到多达500kHz的数量级。结果，即使当将切换频率设为较高频率时，也可以通过增大其转换效率来使调节器IC 10稳定地操作。这可以使调节器IC 10较小和较轻，并因此使采用调节器IC 10的电源设备较小和较轻。

如上所述，当响应外部开关12的断开而进入待机状态时，由于调节器IC 10利用开关电路14完全地停止了内部控制电路15，可以将待机时的电功率消耗减小到零。这有利于节电。

另一方面，调节器IC 10具有RT端子6，确定振荡电路20的振荡频率(即，MOS 26的切换频率)的电阻器R4与所述RT端子6相连。结果，例如，当改变切换频率以便避免切换噪声的影响时，可以仅通过改变电阻器R4的电阻值来改变切换频率，而无需改变调节器IC 10自身。可选地，电阻器R4可以是可变电阻器，由此可以在调节器IC 10持续操作的同时来改变切换频率。

此外，调节器IC 10具有FB端子3，外部连接了被构造为电容器C3和电阻器R3的串联电路的相位滞后补偿电路27，并且通过FB端子3，经由相位滞后补偿电路27将误差放大器18的输出反馈到误差放大器18的反相输入端子(-)。结果，即使当通过具有良好频率特性的误差放大器18将切换频率设置在较高频率时，尽管切换频率较高，也可以防止电路的振荡。这使得调节器IC 10可以较小和较轻，并因此使采用调节器IC 10的电源设备较小和较轻。

此外，通过设置在其中的TSD电路23来保护调节器IC免受过热，并通过设置在其中的过流比较器24来保护其免受过流。此外，利用设置在其中的软启动电路16，调节器IC 10能够执行软启动操作，利用该操作，在启动时输出电压Vo逐渐地增大到预定电压。

显然，根据上述教益可以做出各种修改和变体。因此，可以理解，在所附权利要求书的范围内，可以利用除上文具体所述之外的方式来实现本发明。例如，MOS 26可以是双极型晶体管，可以利用MOS晶体管来构成振荡电路20的电流镜电路20a和20b。

工业实用性

本发明可以用作各种电器的电源设备，尤其是需要待机节电的电器。

Claims

1.一种开关稳压器型电源设备，以如下方式操作：转换输入电压并将其提供到平滑电路，以及来自所述平滑电路的输出变得等于预定输出电压，所述开关稳压器型电源设备包括：

控制电路，用于通过PWM方式产生控制信号，以使所述输出变得等于所述预定输出电压；以及

开关元件，根据所述控制信号进行切换，以便转换所述输入电压并且将如此转换的电压提供到所述平滑电路，

其中，基于用于接通/断开所述输出电压的输出的外部信号，在导通状态和非导通状态之间切换用于向构成所述控制电路的元件提供操作电能的供电路径。

2.根据权利要求1所述的电源设备，

其中，所述控制电路包括：

误差放大器，用于通过将基于所述输出电压的反馈电压与参考电压进行比较来产生误差信号；

振荡电路，用于以预定频率产生振荡信号；

PWM比较器，用于通过将所述振荡信号与所述误差信号进行比较来产生PWM信号；

驱动电路，通过基于所述PWM信号向所述开关元件提供所述控制信号来驱动所述开关元件；以及

切换电路，用于在导通状态和非导通状态之间切换向构成所述控制电路的元件提供操作电能的所述供电路径，

其中，所述电源设备还包括：

输入端子，被提供了所述输入电压；

切换端子，用于输出要提供到所述平滑电路的电压，所述切换端子与所述开关元件的一端相连；

反馈电压端子，被提供了所述反馈电压；

外部元件连接端子，与确定所述振荡信号的所述预定频率的外部元件相连；

反馈端子，与所述误差放大器的输出相连，并且为了防止所述控制电路的自误振荡，与相位滞后补偿电路的一端相连，所述相位滞后补偿电路的另一端与所述反馈电压端子相连；以及

待机端子，被提供了所述外部信号。

3.根据权利要求2所述的电源设备，

其中，所述振荡电路包括充电/放电电容器，所述充电/放电电容器的充电/放电周期是由流经所述外部元件的电流值来确定的，以及

其中，通过改变所述外部元件的电阻值来改变流经所述外部元件的所述电流值，从而改变所述振荡信号的所述预定频率。

4.根据权利要求2所述的电源设备，

其中，所述振荡电路包括：

电容器，用于执行充电/放电；

第一电流镜电路，用于根据所述外部元件的电阻值来确定所述电容器的充电电流值；

第二电流镜电路，用于确定所述电容器的放电电流值；以及

充电/放电切换电路，用于通过将所述电容器两端的电压与第一和第二阈值电压进行比较，来接通/断开所述第二电流镜电路，从而切换所述电容器的充电/放电。

5.根据权利要求4所述的电源设备，

其中，所述第一电流镜电路包括：

第一输入侧电路，具有与所述外部元件相连的电流路径，

第一输出侧电路，与流经所述第一输入侧电路的输入侧电流成比例的第一输出侧电流流经所述第一输出侧电路，以及

第二输出侧电路，与流经所述第一输入侧电路的所述输入侧电流成比例的第二输出侧电流流经所述第二输出侧电路，

其中，所述第二电流镜电路包括：

第二输入侧电路，与所述第一输出侧电流的电流路径相连，和

第三输出侧电路，与第二输出侧电流的电流路径和所述电容器的一端相连处的节点相连，以及

其中，所述充电/放电切换电路通过使所述第三输出侧电路进入非导通状态来利用所述第二输出侧电流对所述电容器进行充电，并通过使所述第三输出侧电路进入导通状态来使所述电容器放电。

6.根据权利要求2所述的电源设备，

其中，所述控制电路还包括过流保护电路，用于当流经所述开关元件的电流超出预定电流值时停止所述驱动电路。

7.根据权利要求6所述的电源设备，

其中，所述过流保护电路检测所述开关元件两端的电压降，并且当所述电压降超出预定电压时，停止所述驱动电路。

8.根据权利要求6所述的电源设备，

其中，所述过流保护电路包括过流检测比较器，用于对从所述开关元件输出的电压和预定电压进行比较，以及

其中，当从所述开关元件输出的所述电压低于所述预定电压时，所述过流检测比较器停止所述驱动电路。

9.根据权利要求2所述的电源设备，

其中，所述控制电路还包括过热保护电路，用于当所述电源设备的特定位置的温度超出预定温度时，停止所述驱动电路。

10.根据权利要求2所述的电源设备，

其中，所述控制电路还包括软启动电路，用于控制所述误差放大器，以便在启动时逐渐地增大所述输出电压。

11.根据权利要求1到10之一所述的电源设备，

其中，所述电源设备是以集成电路器件的形式构造的。