[发明专利]电压变换器

说明书

本发明构成能够得到低纹波且稳定的输出电压的电压变换器。电压变换器具备：电容性电压变换电路部，对输入电压进行输入，并将输入电压变换为输出电压进行输出；输出电容器；电感器，串联地连接在电容性电压变换电路部与输出电容器之间；电压检测部；以及控制部。电容性电压变换电路部包含多个开关、至少一个飞电容器以及设置在输出部的中间电容器。电压检测部对作为中间电容器和电感器的连接点的节点的电压进行检测，控制部根据电压检测的检测结果和阈值的比较对开关进行控制，使得开关在至少两个状态之间来回切换。

技术领域

本发明涉及具备电容性电压变换电路的电压变换器。

背景技术

具备被称为开关电容器电路、电荷泵电路的电容性电压变换电路的电压变换器变得不需要变压器等电感性元件，因此小型化比较容易。因此可以说适合于小型、小功率用途的电源装置。

电容性电压变换电路的结构具有各种各样的结构。作为代表性的结构，可列举迪克森(Dickson)型、串并联型。除此以外，还存在梯型、斐波那契(Fibonacci)型等各种各样的结构。包含多个电容器以及多个开关的电容器网络电路通过被控制为在至少两个连接状态之间来回切换，从而对输入电压进行降压或升压而输出。

作为具备电容性电压变换电路的电压变换器，例如公开了专利文献1。在专利文献1记载的电压变换器是赋予了电感器的电荷泵电路，在一般的电荷泵电路与输出电容器之间连接有电感器。

专利文献1的DC-DC转换器以由电容性功率变换器的电容、LC电路的电容以及电感决定的谐振频率以上的开关频率进行开关，由此能够减轻损耗，并且能够改善电压变换效率。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6521187号公报

在不存在专利文献1所示的电感器的通常的电荷泵电路中，通过电阻性的开关对飞电容器(flying capacitor)间的连接状态进行切换，从而电荷移动。此时，形成C—R—C电路，在飞电容器间移动的电流形成大的峰。因此，在飞电容器间移动的总能量中的大约一半会成为损耗。

另一方面，在专利文献1记载的电压变换器中，通过赋予电感器，并满足在其中形成的谐振条件，从而与该电荷移动相伴的损耗大幅降低，能够实现高效率变换。

在专利文献1记载的电压变换器中，构成为在第1连接状态和第2连接状态下形成同等的谐振频率，使得可得到更加稳定的谐振条件，并通过以超过该谐振频率的开关频率进行动作，从而能够提高电压变换效率。

在专利文献1记载的电压变换器中，通过利用开关对飞电容器的连接状态进行切换，从而对电压进行变换，因此在输出电压产生纹波。输出电容器将其平滑化。因此，使输出电容器的电容大于产生纹波电压的飞电容器的电容是重要的。

中间电容器使比电感器靠跟前的电压稳定化，因此如果增大中间电容器的电容，就可抑制中间电容器的纹波电压。另一方面，若相对于飞电容器的电容，中间电容器的电容大，则电压变换效率下降。这是因为，通过电感器的插入，可抑制从飞电容器向输出电容器的充电电流纹波。因此，在增大了中间电容器的电容的情况下，在中间电容器流过大的电流，所以配置电感器会变得没有意义。因此，中间电容器的电容应小于飞电容器的电容。由此，能够在不使电压变换效率下降的情况下适度地产生纹波。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于，提供一种能够得到低纹波且稳定的输出电压的电压变换器。

用于解决课题的技术方案