[发明专利]用于直流－直流变换器的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及DC-DC变换器，尤其是涉及用于DC-DC变换器的控制器。 

背景技术

在现有技术中，诸如个人电脑之类的电子设备使用DC-DC变换器作为电源。电子设备需要降低功耗。因此，DC-DC变换器需要降低功耗。 

在现有技术的一种开关型DC-DC变换器中，第一输出MOS晶体管被导通以使能量从其输入端被供给到其输出端。第一MOS晶体管被关断以使聚积在电感器内的能量被释放。当释放能量时，整流二极管的正向电压下降。结果，导致损失了聚积在电感器内的一部分能量。 

为了避免这种情况，DC-DC变换器包含取代该整流二极管的理想二极管。理想二极管包括第二MOS晶体管和比较器，所述比较器具有与第二MOS晶体管的源极和漏极相连的输入端和与第二MOS晶体管的栅极相连的输出端。比较器基于第二MOS晶体管的源极和漏极之间的压降来检测流经电感器的电流，并且基于检测结果来导通和关断第二MOS晶体管。当电流经由电感器从负载流向地时，第二MOS晶体管响应于比较器的输出信号而关断。这样就避免了在低负载的情况下DC-DC变换器效率的降低。美国专利No.4,349,776、日本实用新型公开No.04-101286、日本早期公开专利No.06-303766、美国专利No.5,912,552、以及日本早期公开专利No.10-225105描述了上述结构。 

上述结构在如下的一些文章中也可以找到：Leo Francis Cassy，“CIRCUIT DESIGN FOR 1-10 MHZ DC-DC CONVERSION”，Massachusetts Institute of Technology 1989，January 1989；“PFM and PWMsynchronous rectification step-down regulator”，FIND，Fujitsu Limited， Vo1.21，No.5，pp.45-47；和“1-channel PFM and PWM synchronousrectification step-down DC-DC converter IC”，FIND，Fujitsu Limited，2004，Vo1.22，No.6，pp.28-31。 

发明内容

当输出第一MOS晶体管导通时，比较器根据第二MOS晶体管的源极和漏极之间的电压差来产生用于控制该第二MOS晶体管的信号。如果这个信号被延迟，则第一MOS晶体管和第二MOS晶体管将同时导通。在这种情况下，一个大的直通电流流经这些晶体管并且增加功耗。 

根据负载状况，在第二MOS晶体管响应于比较器的输出信号而关断之后，由与DC-DC变换器的输出端相连的扼流线圈和平滑电容器所引起的谐振可能发生并导致连通(linking)。当连通发生时，电流从地流向负载。在理想二极管中的第二MOS晶体管由比较器的输出信号关断，该输出信号是由从负载流向地的电流所产生的。但是，当电流从地流向负载时，比较器的输出信号导通第二MOS晶体管。在理想二极管中，第二MOS晶体管必须保持关断直到第一MOS晶体管导通。然而，当连通发生时，第二MOS晶体管可能变为导通并导致理想二极管的误操作。 

本发明提供一种DC-DC变换器和用于DC-DC变换器的控制器，其防止直通电流流经组成理想二极管的晶体管以使理想二极管不发生误操作。 

本发明的一个方面是用于从输入电压产生输出电压的DC-DC变换器。该DC-DC变换器包括用于接收所述输入电压的第一晶体管。  一理想二极管与第一晶体管相连，并且包括第二晶体管和比较器，所述第二晶体管与该第一晶体管相连，所述比较器用于检测流经第二晶体管的电流并产生用于导通和关断第二晶体管的检测信号。一控制电路与所述第一晶体管相连，并产生用于导通和关断第一晶体管的第一开关信号以保持DC-DC变换器的输出电压为恒值。一与所述理想二极管相连的脉冲发生电路在所述第一开关信号导通所述第一晶体管之前产生用于关断所述第二晶体管的脉冲信号，并在从所述第一开关信号导通所述第一晶体管之时起的预定时间段内保持第二晶体管关断。一错误操作防止电路与所述理想二极管相连，用于防止第二晶体管的误操作，并产生控制信号，该控制信号用于从所述检测信号关断所述第二晶体管之时到所述第一开关信号导通所述第一晶体管之时保持所述第二晶体管关断。