[发明专利]DC-DC变换器以及负载驱动用半导体集成电路

说明书

本发明的课题为实现能够进行控制使得工作频率不进入可听范围以及收音机等的电波广播的频段来防止噪音产生的DC‑DC变换器以及负载驱动用半导体集成电路。在接通、断开使电流流过电感器的开关元件并转换直流输入电压来输出不同电位的直流电压的DC‑DC变换器中，设置：开关控制电路，其进行在转换后的直流电压下降到预定电位时接通开关元件，在接通开关元件后电感器电流达到预定电流值的时间点切断开关元件的峰值电流控制；以及生成与输出电流成正比的复制电流的电路，开关控制电路在使用由复制电流生成电路生成的复制电流与预定的基准电流相加后得到的电流检测出电感器电流达到预定电流值的时间点切断开关元件。

技术领域

本发明涉及转换直流电压的开关调节器方式的DC-DC变换器以及负载驱动用半导体集成电路(负载驱动用IC)，例如涉及一种有效用于在升压型的DC-DC变换器中进行控制，使得开关频率不进入无线电广播等的广播信号的频段和人的可听范围的技术。

背景技术

作为转换输入直流电压来输出不同电位的直流电压的电路，有开关调节器方式的DC-DC变换器。上述DC-DC变换器中包括以下DC-DC变换器，其具备：开关元件，其将从直流电源提供的直流电压施加给电感器(线圈)来流过电流，并使电感器累积能量；整流元件，其在该开关元件被切断的能量释放期间对电感器的电流进行整流；以及控制电路，其对上述开关元件进行接通、断开控制。而且，在开关调节器方式的DC-DC变换器中进行以下控制，通过误差放大器检测输出电压的大小并反馈给PWM(脉宽调制)比较器，如果输出电压下降则延长开关元件的接通时间，如果输出电压上升则缩短接通时间。

另一方面，近年在搭载在汽车中的显示器等电子设备中，作为控制部件的姿势的致动器，例如有使用压电元件的电子设备。该压电元件是容性负载，驱动这样的元件需要比较高的电压，因此能够使用差动放大器作为压电元件的负载驱动电路，使用升压率高的开关调节器方式的DC-DC变换器作为提供放大器的电源电压的电源装置。另外，搭载在汽车上的电池的电压变动较多，因此考虑在作为生成车载用电子设备的电源电压的电源装置的DC-DC变换器中，使用不管升压源的电压电平而峰值电流能够保持固定的峰值电流控制方式(电流限制PFM方式)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-233196号公报

专利文献2：日本特开平08-298768号公报

发明内容

发明要解决的问题

在峰值电流控制方式的DC-DC变换器中，开关频率根据负载电流的变动而变化。具体地说，如图3B所示，负载大时频率变高，负载小时频率变低。但是，在车载用电子设备中有接收无线电广播的音频设备，因此如果DC-DC变换器的工作频率发生变化，例如进入AM无线电广播的频段即500kHz～1.7MHz的范围，则从扬声器产生噪音。另外，DC-DC变换器的工作频率进入了人的可听范围即20Hz～20kHz的范围，也可能从电源装置产生类似电感器鸣响那样的刺耳噪音。

因此，为了避免产生这种噪音，考虑以比无线电广播频段更高的1.7MHz以上的频率使DC-DC变换器工作，但是在升压率高、负载容量大的DC-DC变换器中，难以提高开关频率，因此会有难以实用化的问题。

另外，作为根据负载电流的大小使开关频率变化这种开关调节器相关的发明，例如有专利文献1中记载的发明。另外，作为根据输出电压的变动改变脉冲宽度来控制输出电压的频率控制方式的DC-DC变换器相关的发明，例如有专利文献2中记载的发明。

但是，这些发明都将把输出电压的波纹抑制得低并提高转换效率作为课题，进行使开关控制信号的占空比和脉冲宽度变化的控制，而不是进行根据负载电流的大小使流过电感器的峰值电流发生变化，由此使频率发生变化的控制。