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QUERVERWEIS ZU BEZOGENER ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2022-180068 , eingereicht am 10. November 2022, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Stromversorgungssystem und eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung.
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HINTERGRUND
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Mit der Entwicklung von Packages in integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen hat sich der Strom von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen für Schaltnetzteile, die Schaltelemente enthalten, erhöht. Es gibt jedoch eine Einschränkung für die zulässigen Verluste von Packages. Aus diesem Grund wird die Entwicklung eines Stromversorgungssystems vorangetrieben, bei dem eine Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen für Schaltnetzteile mit Schaltelementen vorgesehen ist und parallel betrieben wird.
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[Druckschrift]
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[Patentveröffentlichung]
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Patentschrift 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr.
2021-132447 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein herkömmliches Stromversorgungssystem 100, wie es in 1 dargestellt ist, führt dazu, dass die im Patentdokument 1 offenbarten integrierten Schaltleistungs-ICs (101 und 102) parallel zueinander betrieben werden.
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Hier wird davon ausgegangen, dass eine Referenzspannung des Schaltleistungs-IC 101 aufgrund von Herstellungsunterschieden höher ist als eine Referenzspannung des Schaltleistungs-IC 102, so dass eine Ausgangsspannung des Schaltleistungs-IC 101 höher ist als die des Schaltleistungs-IC 102.
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2 ist eine Darstellung der Ausgangsstrom-Wellenformen des herkömmlichen Stromversorgungssystems 100 bei Nulllast (wenn eine Last eine unendliche Impedanz hat). Bei Nulllast gibt das Schaltleistungs-IC 101 einen Ausgangsstrom IOUT101 ab und das Schaltleistungs-IC 102 senkt einen Ausgangsstrom IOUT102, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrads führt.
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Der Ausgangsstrom IOUT101 des Schaltleistungs-IC 101 ist ein Medianwert eines Induktionsstroms IL101, der durch eine Induktionsspule L101 fließt, die extern an ein Ausgangsende des Schaltleistungs-IC 101 angeschlossen ist. Der Ausgangsstrom IOUT102 des Schaltleistungs-IC 102 ist ein Medianwert eines Induktionsstroms IL102, der durch eine Induktionsspule L102 fließt, die extern an ein Ausgangsende des Schaltleistungs-IC 102 angeschlossen ist.
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3 ist eine Darstellung der Ausgangsstrom-Wellenformen des herkömmlichen Stromversorgungssystems 100 bei Höchstlast. Da der Ausgangsstrom IOUT101 des Schaltleistungs-IC 101 und der Ausgangsstrom IOUT102 des Schaltleistungs-IC 102 nicht ausgeglichen sind, erreicht der Ausgangsstrom IOUT101 des Schaltleistungs-IC 101 zunächst einen maximalen Ausgangsstrom. Daher konzentriert sich die Wärme auf das Schaltleistungs-IC 101, so dass ein Schutz (Überhitzungsschutz, Überstromschutz usw.) für das Schaltleistungs-IC 101 angelegt werden sollte. Mit anderen Worten: Im herkömmlichen Stromversorgungssystem 100 kann die Leistung der einzelnen Schaltleistungs-ICs 101 und 102 nicht voll durchgeführt werden.
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Ein Stromversorgungssystem, das in der vorliegenden Offenbarung offenbart wird, umfasst eine Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen, von denen jede einen Fehlerverstärker aufweist, der eingerichtet ist, um ein Fehlersignal auszugeben, das einer Differenz zwischen einer Rückführspannung, die auf einer Ausgangsspannung basiert, und einer Referenzspannung entspricht, und der eingerichtet ist, um ein Schaltelement basierend auf dem Fehlersignal und einem Strom, der durch das Schaltelement fließt, zu steuern. Ein Master unter der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ist eingerichtet, um eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal durchzuführen, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und seiner eigenen Referenzspannung entspricht. Ein Slave aus der Vielzahl der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ist eingerichtet, um eine Steuerung zum Steuern basierend auf dem Fehlersignal durchzuführen, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und der Referenzspannung des Masters entspricht. Während der Kalibrierung ist der Master ferner eingerichtet, eine Gleichspannung zu verwenden, um eine erste Referenz eines Erfassungsergebnisses des durch sein eigenes Schaltelement fließenden Stroms zu kalibrieren, und der Slave ist ferner eingerichtet, die vom Master zugeführte Gleichspannung zu verwenden, um eine zweite Referenz eines Erfassungsergebnisses des durch sein eigenes Schaltelement fließenden Stroms zu kalibrieren.
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Eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung, die in der vorliegenden Spezifikation offenbart wird, umfasst: ein Fehlerverstärker eingerichtet ist, um ein Fehlersignal auszugeben, das einer Differenz zwischen einer auf einer Ausgangsspannung basierenden Rückführspannung und einer Referenzspannung entspricht; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um ein Schaltelement basierend auf dem Fehlersignal und einem durch das Schaltelement fließenden Strom zu steuern, Beim Betrieb als Master ist die Halbleitervorrichtung eingerichtet, um eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal durchzuführen, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und ihrer eigenen Referenzspannung entspricht, und ist ferner eingerichtet, um während der Kalibrierung eine Gleichspannung zu verwenden, um eine erste Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch ihr eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren. Beim Betrieb als Slave ist die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung so eingerichtet, dass sie eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal durchführt, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und der Referenzspannung einer anderen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung entspricht, und ist ferner so eingerichtet, dass sie während der Kalibrierung eine von der anderen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung gelieferte Gleichspannung verwendet, um eine zweite Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch ihr eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es in einigen Ausführungsformen möglich, die Nulllast-Effizienz eines Stromversorgungssystems mit einer Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen zu verbessern. Außerdem lässt sich gemäß der vorliegenden Offenbarung in einigen Ausführungsformen eine ungleichmäßige Wärmeerzeugung unter der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen, die in dem Stromversorgungssystem enthalten sind, unterdrücken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
- 1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für die Anordnung eines herkömmlichen Stromversorgungssystems veranschaulicht.
- 2 ist eine Darstellung, die die Ausgangsstrom-Wellenformen des herkömmlichen Stromversorgungssystems bei Nulllast veranschaulicht.
- 3 ist eine Darstellung, die die Ausgangsstrom-Wellenformen des herkömmlichen Stromversorgungssystems bei Höchstlast veranschaulicht.
- 4 ist eine Darstellung, die eine schematische Anordnung eines Stromversorgungssystems gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 ist eine perspektivische Außenansicht eines Schaltstromversorgungs-ICs.
- 6 ist eine Darstellung der Wellenform bei PWM-Steuerung.
- 7 ist eine Darstellung der Zustände der Schalter während der Kalibrierung.
- 8 ist eine Darstellung, die eine schematische Anordnung eines differentiellen Verstärkers veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun ausführlich auf Ausgestaltungen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, Bezug genommen. In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zahlreiche konkrete Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der verschiedenen beschriebenen Ausgestaltungen zu ermöglichen. Es wird jedoch für jeden, der übliches Fachwissen besitzt, offensichtlich sein, dass die verschiedenen beschriebenen Ausgestaltungen ohne diese konkreten Einzelheiten verwirklicht werden können. In anderen Fällen wurden bekannte Methoden, Verfahren, Komponenten, Schaltungen und Netzwerke nicht detailliert beschrieben, um Aspekte der Ausgestaltungen nicht unnötig zu verschleiern.
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In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich ein MOS-Feldeffekttransistor auf einen Feldeffekttransistor mit einer Gate-Struktur, die mindestens drei Schichten umfasst: eine „Schicht aus einem Leiter oder einem Halbleiter wie Polysilizium mit einem niedrigen Widerstandswert“, eine „Isolierschicht“ und eine „P-Typ-, N-Typ- oder intrinsische Halbleiterschicht“. Das heißt, die Gate-Struktur des MOS-Feldeffekttransistors ist nicht auf die dreischichtige Struktur aus Metall, Oxid und Halbleiter beschränkt.
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In der vorliegenden Veröffentlichung bezieht sich eine Referenzspannung auf eine Spannung, die in einem idealen Zustand konstant ist und in Wirklichkeit eine Spannung ist, die aufgrund einer Temperaturänderung oder ähnlichem leicht schwanken kann.
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In der vorliegenden Veröffentlichung bezieht sich eine Gleichspannung auf eine Spannung, die in einem idealen Zustand konstant ist und in Wirklichkeit eine Spannung ist, die aufgrund einer Temperaturänderung oder ähnlichem leicht schwanken kann.
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<Stromversorgungssystem gemäß Ausführungsform>
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4 ist eine Darstellung, die eine schematische Anordnung eines Stromversorgungssystems SYS1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Das Stromversorgungssystem SYS1 umfasst Schaltleistungs-ICs 1 und 2 und eine Vielzahl diskreter Bauteile, die extern mit den Schaltleistungs-ICs 1 und 2 verbunden sind.
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Das Stromversorgungssystem SYS1 enthält eine Induktionsspule L1 und einen Ausgangskondensator C1 als diskrete Bauteile, die extern an den Schaltleistungs-IC 1 angeschlossen sind. Das Stromversorgungssystem SYS1 enthält eine Induktionsspule L2 und einen Ausgangskondensator C2 als diskrete Bauteile, die extern an den Schaltleistungs-IC 2 angeschlossen sind. Das Stromversorgungssystem SYS 1 umfasst die Rückkopplungswiderstände R1 und R2 als diskrete Bauteile, die extern gemeinsam mit den Schaltleistungs-ICs 1 und 2 verbunden sind.
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Das Stromversorgungssystem SYS1 ist ein Abwärts-Schaltnetzteilsystem, das die Schaltleistungs-ICs 1 und 2 parallel betreibt, um aus einer von außen zugeführten Eingangsspannung VIN eine gewünschte Ausgangsspannung VOUT zu erzeugen.
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Die Schaltleistungs-ICs 1 und 2 sind jeweils elektronische Bauelemente, die durch Einschließen einer integrierten Halbleiterschaltung in ein Gehäuse (Package) aus Harz gebildet werden, wie in 5 dargestellt. Eine Vielzahl von externen Anschlüssen ist am Gehäuse jedes der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 vorgesehen und freigelegt. Die Vielzahl der externen Anschlüsse umfasst einen Anschluss IN, einen Anschluss SW, einen Anschluss GND, einen Anschluss VCOMP, einen Anschluss CLKOUT, einen Anschluss PH, einen Anschluss FB und einen Anschluss SYNC, die in 4 dargestellt sind. In der Vielzahl der externen Anschlüsse können auch andere als die vorstehend beschriebenen Anschlüsse enthalten sein. Die Anzahl der externen Anschlüsse der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 und das äußere Aussehen der in 5 dargestellten Schaltleistungs-ICs 1 und 2 sind lediglich Beispiele.
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Um zu 4 zurückzukehren, werden die Anordnungen der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 beschrieben.
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Die externe Anordnung der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 wird beschrieben.
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Die Eingangsspannung VIN wird dem Anschluss IN des Schaltleistungs-IC 1 von außen des Schaltleistungs-IC 1 zugeführt. Die Induktionsspule L1 ist in Reihe zwischen dem Anschluss SW des Schaltleistungs-IC 1 und einem Ausgangsanschluss OUT geschaltet. Das heißt, ein erstes Ende der Induktionsspule L1 ist mit dem Anschluss SW des Schaltleistungs-IC 1 verbunden, und ein zweites Ende der Induktionsspule L1 ist mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden. Außerdem ist der Ausgangsanschluss OUT über den Ausgangskondensator C 1 mit der Masse verbunden. Außerdem ist der Ausgangsanschluss OUT mit einem ersten Ende des Rückkopplungswiderstandes R1 verbunden, und ein zweites Ende des Rückkopplungswiderstandes R1 ist über den Rückkopplungswiderstand R2 mit der Masse verbunden. Ein Verbindungsknoten zwischen den Rückkopplungswiderständen R1 und R2 ist mit dem Anschluss FB der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 verbunden. Außerdem ist der Anschluss GND der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 jeweils mit der Masse verbunden.
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Die Eingangsspannung VIN wird dem Anschluss IN des Schaltleistungs-IC 2 von außen des Schaltleistungs-IC 2 zugeführt. Die Induktionsspule L2 ist in Reihe zwischen dem Anschluss SW des Schaltleistungs-IC 2 und dem Ausgangsanschluss OUT geschaltet. Das heißt, ein erstes Ende der Induktionsspule L2 ist mit dem Anschluss SW des Schaltleistungs-IC 2 verbunden, und ein zweites Ende der Induktionsspule L2 ist mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden. Außerdem ist der Ausgangsanschluss OUT über den Ausgangskondensator C2 mit der Masse verbunden.
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Der Anschluss VCOMP des Schaltleistungs-ICs 1 ist mit dem Anschluss VCOMP des Schaltleistungs-ICs 2 verbunden. Der Anschluss PH des Schaltleistungs-IC 1 ist mit einem ersten Ende eines Pull-up-Widerstands R3 verbunden. An einem zweiten Ende des Pull-up-Widerstands R3 wird eine Gleichspannung VDD angelegt. Der Anschluss PH des Schaltleistungs-IC 2 ist mit einem ersten Ende eines Pull-down-Widerstands R4 verbunden. Ein zweites Ende des Pull-Down-Widerstands R4 wird mit der Masse verbunden. Der Anschluss CLKOUT des Schaltleistungs-ICs 1 ist mit dem Anschluss SYNC des Schaltleistungs-ICs 1 verbunden.
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Die internen Anordnungen der Schaltleistungs-ICs 1 und 2 werden beschrieben. Die interne Anordnung des Schaltleistungs-IC 1 und die interne Anordnung des Schaltleistungs-IC 2 sind identisch. Daher wird die interne Anordnung des Schaltleistungs-IC 1 repräsentativ beschrieben.
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Der Schaltleistungs-IC 1 umfasst einen Fehlerverstärker 11, eine Phasenkompensationsschaltung 12, einen Pufferverstärker 13, einen Differenzverstärker 14, die Schalter SW1 und SW2, einen Differenzverstärker 15, einen DAC (Digital-Analog-Wandler) 16, einen Pufferverstärker 17, einen Widerstand 18, einen Pufferverstärker 19, eine Rampenspannungsgeneratorschaltung 20, einen Komparator 21, eine Logikschaltung 22 und Transistoren M1 und M2, die als N-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren eingerichtet sind. Jeder der Transistoren M1 und M2 ist ein Beispiel für ein Schaltelement.
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Der Fehlerverstärker 11 ist ein Typ Transkonduktanzverstärker mit Stromausgang. Dem invertierenden Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 11 wird eine an den Anschluss FB angelegte Spannung zugeführt (eine Rückführspannung VFB, die eine geteilte Spannung der Ausgangsspannung VOUT ist), und dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 11 wird eine Referenzspannung VREF zugeführt. Die Referenzspannung VREF ist eine Gleichspannung mit einem vorbestimmten positiven Spannungswert und wird von einer Referenzspannungserzeugungsschaltung (nicht gezeigt) im Schaltleistungs-IC 1 erzeugt. Der Fehlerverstärker 11 gibt an seinem Ausgangsanschluss ein Fehlersignal in Form eines Stroms aus, der der Differenz zwischen der Rückführspannung VFB und der Referenzspannung VREF entspricht. Die durch das Fehlersignal erzeugten Ladungen werden über eine Verdrahtung WR1, die eine Fehlersignalverdrahtung ist, ein- und ausgegeben. Insbesondere dann, wenn die Rückführspannung VFB niedriger als die Referenzspannung VREF ist, gibt der Fehlerverstärker 11 basierend auf dem Fehlersignal einen Strom aus dem Fehlerverstärker 11 in Richtung der Verdrahtung WR1 aus, so dass ein Potential der Verdrahtung WR1 erhöht wird. Wenn die Rückführspannung VFB höher ist als die Referenzspannung VREF, zieht der Fehlerverstärker 11 basierend auf dem Fehlersignal einen Strom von der Verdrahtung WR1 zum Fehlerverstärker 11, so dass sich das Potenzial der Verdrahtung WR1 verringert. Mit der Erhöhung des Absolutwerts der Differenz zwischen der Rückführspannung VFB und der Referenzspannung VREF erhöht sich auch die Größe des auf dem Fehlerstromsignal basierenden Stroms.
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Die Phasenkompensationsschaltung 12 ist zwischen der Verdrahtung WR1 und der Masse vorgesehen, empfängt ein Fehlersignal und erzeugt eine Fehlerspannung VERR an der Verdrahtung WR1. Die Phasenkompensationsschaltung 12 ist zur Kompensation einer Phase der Fehlerspannung VERR vorgesehen. Die Phasenkompensationsschaltung 12 umfasst eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 12a und einem Kondensator 12b. Insbesondere ist ein erstes Ende des Widerstands 12a mit der Verdrahtung WR1 verbunden, und ein zweites Ende des Widerstands 12a ist über den Kondensator 12b mit der Masse verbunden. Durch entsprechendes Einstellen eines Widerstandswerts des Widerstands 12a und eines Kapazitätswerts des Kondensators 12b kann die Phase der Fehlerspannung VERR kompensiert werden, um ein Schwingen einer Ausgangsrückführschleife zu verhindern.
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Der Pufferverstärker 13 empfängt die Fehlerspannung VERR, wenn ein Schalter SW4, der später beschrieben wird, eingeschaltet wird. Ein Ausgangsanschluss des Pufferverstärkers 13 ist mit einem ersten Anschluss des Schalters SW1 verbunden. Ein erstes Ende des Schalters SW2 ist mit dem Anschluss VCOMP verbunden. Ein zweites Ende jedes der Schalter SW1 und SW2 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 14 verbunden. Die Bereitstellung des Pufferverstärkers 13 erschwert eine Änderung der Phase der Fehlerspannung VERR, auch wenn die Schalter SW1 und SW2 und der Anschluss VCOMP in einer nachfolgenden Stufe des Fehlerverstärkers 11 vorgesehen sind.
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Der Differenzverstärker 14 ist, wie der Fehlerverstärker 11, ein Transkonduktanzverstärker mit Stromausgang. Wenn der Schalter SW1 und der später beschriebene Schalter SW4 eingeschaltet sind, wird die an der Verdrahtung WR1 angelegte Fehlerspannung VERR einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 14 zugeführt, und eine vom Pufferverstärker 19 ausgegebene Abtastspannung VSNS wird dem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 14 zugeführt. Der Differenzverstärker 14 gibt an seinem eigenen Ausgangsanschluss ein Stromsignal aus, das einer Differenz zwischen der Fehlerspannung VERR und der Abtastspannung VSNS entspricht. Die durch das Stromsignal erzeugten Ladungen werden in Bezug auf eine Verdrahtung WR2 ein- und ausgegeben. Insbesondere, wenn die Fehlerspannung VERR niedriger als die Abtastspannung VSNS ist, gibt der Differenzverstärker 14 basierend auf dem Stromsignal des Differenzverstärkers 14 einen Strom in Richtung der Verdrahtung WR2 aus, so dass ein Potential der Verdrahtung WR2 erhöht wird. Wenn die Fehlerspannung VERR höher als die Abtastspannung VSNS ist, zieht der Differenzverstärker 14 basierend auf dem Stromsignal einen Strom von der Verdrahtung WR2 zum Differenzverstärker 14, so dass sich das Potenzial der Verdrahtung WR2 verringert. Da sich der Absolutwert der Differenz zwischen der Fehlerspannung VERR und der Messspannung VSNS erhöht, erhöht sich auch die Größe des auf dem Stromsignal basierenden Stroms.
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Der Differenzverstärker 15 ist, wie der Fehlerverstärker 11, ein Transkonduktanzverstärker mit Stromausgang. Der Differenzverstärker 15 gibt an seinem eigenen Ausgangsanschluss ein Stromsignal aus, dass einer Source-Drain-Spannung des Transistors M2 entspricht (ein Strom, der durch den Transistor M2 fließt). Die durch das Stromsignal erzeugten Ladungen werden an eine Verdrahtung WR3 ausgegeben. Konkret gibt der Differenzverstärker 15 basierend auf dem Stromsignal des Differenzverstärkers 15 einen Strom in Richtung der Verdrahtung WR3 aus, so dass sich das Potenzial der Verdrahtung WR3 erhöht. Wenn der Absolutwert der Source-Drain-Spannung des Transistors M2 erhöht wird, erhöht sich auch die Größe des Stroms basierend auf dem Stromsignal.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird ein durch die Induktionsspule L1 fließender Strom durch Erfassen des durch den Transistor M2 fließenden Stroms erfasst, der durch die Induktionsspule L1 fließende Strom kann jedoch auch durch Erfassen eines durch den Transistor M1 fließenden Stroms erfasst werden. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform der durch den Transistor M2 fließende Strom unter Verwendung eines Einschaltwiderstands des Transistors M2 erfasst, es kann jedoch ein in Reihe zum Transistor M2 geschalteter Abtastwiderstand vorgesehen werden, und der durch den Transistor M2 fließende Strom kann unter Verwendung des Abtastwiderstands erfasst werden.
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Eine Gleichstromvorspannung der Verdrahtung WR3 wird durch den DAC 16, den Pufferverstärker 17 und den Widerstand 18 eingestellt. Eine vom DAC 16 ausgegebene Analogspannung wird über den Pufferverstärker 17 und den Widerstand 18 zur Gleichstromvorspannung der Verdrahtung WR3. Die Gleichstromvorspannung der Verdrahtung WR3 dient als Referenz für ein Erfassungsergebnis des Stroms, der durch den Transistor M2 fließt.
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Die an der Verdrahtung WR3 angelegte Spannung wird dem Pufferverstärker 19 zugeführt und als Abtastspannung VSNS an einem Ausgangsanschluss des Pufferverstärkers 19 ausgegeben.
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Die Rampenspannungsgeneratorschaltung 20 erzeugt eine Rampenspannung VRAMP mit einem Spannungswert, der sich periodisch um eine vorbestimmte PWM-Periode ändert. Die PWM-Periode entspricht dem Kehrwert einer PWM-Frequenz. Die Rampenspannung VRAMP hat z. B. eine dreieckige oder sägezahnförmige Spannungsform.
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Eine Vergleichsspannung VC auf der Verdrahtung WR2 wird einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Komparators 21 zugeführt, und die Rampenspannung VRAMP von der Rampenspannungsgeneratorschaltung 20 wird einem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 21 zugeführt. Der Vergleicher 21 vergleicht die Vergleichsspannung VC mit der Rampenspannung VRAMP und gibt ein impulsbreitenmoduliertes Signal SPWM aus, das das Vergleichsergebnis anzeigt. Das Impulsbreitenmodulationssignal SPWM hat einen hohen Pegel, wenn die Vergleichsspannung VC höher ist als die Rampenspannung VRAMP, und einen niedrigen Pegel, wenn die Vergleichsspannung VC niedriger als die Rampenspannung VRAMP ist.
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Die Logikschaltung 22 führt den Transistoren M1 und M2 Gattersignale G1 bzw. G2 zu, die auf dem Impulsbreitenmodulationssignal SPWM des Vergleichers 21 basieren, und erzeugt damit eine gepulste Schalterspannung VSW an einem Verbindungsknoten zwischen den Transistoren M1 und M2. Da der Fehlerverstärker 11 das Stromsignal so erzeugt, dass die Rückkopplungsspannung VFB und die Referenzspannung VREF einander gleich werden, wird die Ausgangsspannung VOUT durch die Rückkopplungswiderstände R1 und R2 auf eine vorbestimmte Zielspannung entsprechend der Referenzspannung VREF und einem Spannungsteilungsverhältnis stabilisiert.
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Grundsätzlich ist die Vergleichsspannung VC auf einen Variationsbereich der Rampenspannung VRAMP begrenzt. Wenn die Vergleichsspannung VC innerhalb des Variationsbereichs der Rampenspannung VRAMP gehalten wird, wie in 6 dargestellt, tritt in jeder PWM-Periode eine Periode auf, in der das Impulsbreitenmodulationssignal SPWM einen hohen Pegel hat, und eine Periode, in der das Impulsbreitenmodulationssignal SPWM einen niedrigen Pegel hat, und die PWM-Steuerung wird mit der PWM-Frequenz durchgeführt. Bei der PWM-Steuerung werden die Transistoren M1 und M2 basierend auf dem Impulsbreitenmodulationssignal SPWM in der PWM-Periode abwechselnd ein- und ausgeschaltet.
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Genauer gesagt, wird bei der PWM-Steuerung, während sich das Impulsbreitenmodulationssignal SPWM auf dem hohen Pegel befindet, ein Gate-Signal G1 mit hohem Pegel und ein Gate-Signal G2 mit niedrigem Pegel den Gates der Transistoren M1 bzw. M2 zugeführt, und die Transistoren M1 und M2 werden ein- bzw. ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein auf der Eingangsspannung VIN basierender Strom über den Transistor M1 und die Induktionsspule L1 zum Ausgangsanschluss OUT. Umgekehrt wird bei der PWM-Steuerung, während sich das Impulsbreitenmodulationssignal SPWM auf einem niedrigen Pegel befindet, ein Gate-Signal G1 mit niedrigem Pegel und ein Gate-Signal G2 mit hohem Pegel den Gates der Transistoren M1 bzw. M2 zugeführt, und die Transistoren M1 und M2 werden ausgeschaltet bzw. eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein auf der gespeicherten Energie der Induktionsspule L1 basierender Strom durch den Transistor M2 und die Induktionsspule L1. Außerdem kann zwischen einer Periode, in der der Transistor M1 eingeschaltet ist, und einer Periode, in der der Transistor M2 eingeschaltet ist, eine Totzeit vorgesehen werden, während der sowohl die Transistoren M1 als auch M2 ausgeschaltet sind, um das Auftreten eines Durchgangsstroms zuverlässig zu verhindern.
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Außerdem enthält der Schaltleistungs-IC 1 die Schalter SW3 bis SW5, einen Kalibrierungsschaltkreis 23, einen Vergleicher 24, eine Steuerschaltung 25, einen Oszillator 26, eine Verzögerungsschaltung 27 und eine Gleichspannungsquelle 28.
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Wenn der Schalter SW3 eingeschaltet ist, empfängt die Kalibrierungsschaltung 23 das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 und führt dem DAC 16 eine digitale Spannung zu, die dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 entspricht.
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Der Schalter SW4 ist an der Verdrahtung WR1 vorgesehen. Ein erstes Ende des Schalters SW5 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Schalter SW4 und einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 verbunden. Ein zweites Ende des Schalters SW5 ist mit einer positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 28 verbunden. Eine negative Elektrode der Gleichspannungsquelle 28 ist mit der Erde verbunden. Die Schalter SW4 und SW5 sind ein Beispiel für einen Selektor, der eingerichtet ist, um ein Fehlersignal und eine von der Gleichspannungsquelle 28 ausgegebene Fehlerspannung zu empfangen. Im Schaltleistungs-IC 1, das ein Master ist, wählt der Selektor während der Kalibrierung die von der Gleichspannungsquelle 28 ausgegebene Gleichspannung aus und gibt diese in einer nachfolgenden Stufe an eine Schaltung (den nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13) aus.
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Ein nichtinvertierender Eingangsanschluss des Vergleichers 24 wird mit einer an den Anschluss PH angelegten Spannung zugeführt. Eine Gleichspannung VDD/2 wird einem invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 24 zugeführt. Die Steuerschaltung 25 bestimmt basierend auf einer Ausgangsspannung des Vergleichers 24, ob der Schaltleistungs-IC 1 ein Master oder ein Slave ist. Insbesondere, wenn die Ausgangsspannung des Vergleichers 24 einen hohen Wert hat, stellt die Steuerschaltung 25 fest, dass der Schaltleistungs-IC 1 der Master ist. Liegt die Ausgangsspannung des Vergleichers 24 hingegen auf einem niedrigen Niveau, stellt die Steuerschaltung 25 fest, dass der Schaltleistungs-IC 1 der Slave ist.
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Da die Gleichspannung VDD an den Anschluss PH des Schaltleistungs-IC 1 angelegt wird, stellt die Steuerschaltung 25 des Schaltleistungs-IC 1 fest, dass das Schaltleistungs-IC 1 der Master ist. Da die Massespannung an den Anschluss PH des Schaltleistungs-IC 2 angelegt wird, bestimmt die Steuerschaltung 25 des Schaltnetzteils IC 1, dass der Schaltleistungs-IC 2 der Slave ist.
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Im Master-Schaltleistungs-IC 1 schaltet die Steuerschaltung 25 den Schalter SW 1 ein, schaltet den Schalter SW2 ein, schaltet den Schalter SW3 aus, schaltet den Schalter SW4 ein und schaltet den Schalter SW5 aus, wie in 4 gezeigt, während der Kalibrierung. Außerdem arbeitet das Master-Schaltleistungs-IC 1 basierend auf einem vom Oszillator 26 des Masters zugeführten Takt CLK1.
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Im Schaltleistungs-IC 2, das der Slave ist, schaltet die Steuerschaltung 25 den Schalter SW1 aus, schaltet den Schalter SW2 ein, schaltet den Schalter SW3 aus, schaltet den Schalter SW4 ein und schaltet den Schalter SW5 aus, wie in 4 gezeigt, während der Kalibrierung. Außerdem kann im Slave-Schaltleistungs-IC 2 der Schalter SW4 während der Nicht-Kalibrierung ausgeschaltet werden. Außerdem kann im Slave-Schaltleistungs-IC 2 der Schalter SW5 während der Nicht-Kalibrierung eingeschaltet werden. Außerdem empfängt das Slave-Schaltnetzteil IC 2 über den Anschluss CLKOUT des Masters und den Anschluss SYNC des Slaves ein zweites Taktsignal CLK2 des Masters, das durch Verzögerung des vom Master erzeugten Taktsignals CLK1 um eine vorbestimmte Winkelphase durch die Verzögerungsschaltung 27 des Masters gewonnen wird. Das Slave-Schaltleistungs-IC 2 arbeitet basierend auf dem zweiten Taktsignal CLK2 des Masters. So ist es möglich, dass der Slave synchron mit dem Master operiert.
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Wie vorstehend beschrieben, sind während der Kalibrierung die Schalter SW1 und SW2 des Master-Schaltnetzteil-IC 1 eingeschaltet, der Schalter SW1 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 ist ausgeschaltet und der Schalter SW2 des Slave-Schaltnetzteil-IC 2 ist eingeschaltet. Dadurch wird die Fehlerspannung VERR des Master-Schaltnetzteils IC 1 einem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 14 des Slave-Schaltnetzteils IC 2 zugeführt. Dementsprechend führt das Slave-Schaltleistungs-IC 2 die Steuerung basierend auf einem Fehlersignal aus, das der Differenz zwischen der Rückführspannung VFB und der Referenzspannung VREF des Master-Schaltleistungs-IC 1 entspricht. Außerdem führt das Master-Schaltleistungs-IC 1 eine Steuerung basierend auf einem Fehlersignal aus, das der Differenz zwischen der Rückführspannung VFB und seiner eigenen Referenzspannung VREF entspricht. Da das Stromversorgungssystem SYS1 die Referenzspannung VREF des Master-Schaltleistungs-IC 1 in den beiden Schaltleistungs-ICs 1 und 2 verwendet, ist es möglich, den Wirkungsgrad bei Nulllast zu verbessern und eine ungleichmäßige Wärmeerzeugung zwischen den Schaltleistungs-ICs 1 und 2 zu unterdrücken.
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Wenn jedoch das Erfassungsergebnis des durch den Transistor M2 fließenden Stroms einen Offset aufweist, behindert dieser Offset die Verbesserung des Wirkungsgrads bei Nulllast und die Unterdrückung einer ungleichmäßigen Wärmeerzeugung zwischen den Schaltleistungs-ICs 1 und 2. Daher führt das Stromversorgungssystem SYS1 eine Kalibrierung durch, um den Offset aufzuheben.
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Im Master-Schaltleistungs-IC 1 schaltet die Steuerschaltung 25 während der Kalibrierung den Schalter SW1 ein, schaltet den Schalter SW2 ein, schaltet den Schalter SW3 aus, schaltet den Schalter SW4 aus und schaltet den Schalter SW5 ein, wie in 7 dargestellt. Außerdem arbeitet das Schaltleistungs-IC 1 des Masters basierend auf dem vom Oszillator 26 des Masters zugeführten Takt CLK1 sowohl während der Kalibrierung als auch bei Nichtkalibrierung.
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Im Slave-Schaltleistungs-IC 2 schaltet die Steuerschaltung 25 während der Kalibrierung den Schalter SW1 aus, schaltet den Schalter SW2 ein, schaltet den Schalter SW3 aus, schaltet den Schalter SW4 ein und schaltet den Schalter SW5 aus, wie in 7 gezeigt. Außerdem kann der Schalter SW4 im Slave-Schaltleistungs-IC 2 während der Kalibrierung ausgeschaltet werden. Außerdem kann im Slave-Schaltleistungs-IC 2 der Schalter SW5 während der Kalibrierung eingeschaltet werden. Außerdem arbeitet das Slave-Schaltleistungs-IC 2 basierend auf dem zweiten Taktsignal CLK2 des Masters sowohl während der Kalibrierung als auch bei Nichtkalibrierung.
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Wie oben beschrieben, wird während der Kalibrierung der Schalter SW1 des Master-Schaltleistungs-IC 1 ausgeschaltet, und die Schalter SW2 und SW3 des Master-Schaltleistungs-IC 1 werden eingeschaltet. Daher kalibriert das Master-Schaltleistungs-IC 1 während der Kalibrierung eine erste Referenz des Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch den Transistor M2 des Master-Schaltleistungs-IC 1 fließt, in Bezug auf eine Spannung, die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführt wird. Außerdem ist während der Kalibrierung die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführte Spannung eine von der Gleichspannungsquelle 28 ausgegebene Gleichspannung.
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Insbesondere wird während der Kalibrierung die von der Gleichspannungsquelle 28 des Master-Schaltleistungs-ICs 1 ausgegebene Gleichspannung dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-ICs 1 zugeführt. In diesem Zustand ändert die Kalibrierungsschaltung 23 des Master-Schaltleistungs-IC 1 einen Wert der digitalen Spannung, die dem DAC 16 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführt wird, und überwacht das logische Schalten des Differenzverstärkers 14 des Master-Schaltleistungs-IC 1. Außerdem legt die Kalibrierungsschaltung 23 des Master-Schaltleistungs-IC 1 beim Erfassen des logischen Schaltens des Differenzverstärkers 14 den Wert der dem DAC 16 zugeführten Digitalspannung auf einen Wert fest, der entweder unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem logischen Schalten des Differenzverstärkers 14 liegt.
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Dadurch kann das Master-Schaltleistungs-IC 1 den gesamten im Master-Schaltleistungs-IC 1 erzeugten Offset-Strom des Differenzverstärkers 15, die Offsets der Pufferverstärker 17 und 19 und den Offset des Differenzverstärkers 14 in Bezug auf die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführte Spannung kalibrieren.
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Wie oben beschrieben, werden während der Kalibrierung die Schalter SW1 und SW3 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 ausgeschaltet und der Schalter SW2 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 wird eingeschaltet. Daher kalibriert das Slave-Schaltleistungs-IC 2 während der Kalibrierung eine zweite Referenz des Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch den Transistor M2 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 fließt, in Bezug auf eine Spannung, die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführt wird. Außerdem ist während der Kalibrierung die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführte Spannung eine Gleichspannung, die von der Gleichspannungsquelle 28 ausgegeben wird, wie oben beschrieben.
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Insbesondere wird während der Kalibrierung die Ausgangsspannung des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-ICs 1 dem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 14 des Slave-Schaltleistungs-ICs 2 zugeführt. In diesem Zustand ändert die Kalibrierungsschaltung 23 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 einen Wert der dem DAC 16 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 zugeführten digitalen Spannung und überwacht das logische Schalten des Differenzverstärkers 14 des Slave-Schaltleistungs-IC 2. Außerdem legt die Kalibrierungsschaltung 23 des Slave-Schaltleistungs-IC 2 beim Erfassen des logischen Schaltens des Differenzverstärkers 14 den Wert der dem DAC 16 zugeführten Digitalspannung auf einen Wert fest, der entweder unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem logischen Schalten des Differenzverstärkers 14 liegt.
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Dadurch kann das Slave-Schaltleistungs-IC 2 den gesamten im Slave-Schaltleistungs-IC 2 erzeugten Strom des differentiellen Verstärkers 15, die Offsets der Pufferverstärker 17 und 19 sowie den Offset des Differenzverstärkers 14 in Bezug auf die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführte Spannung kalibrieren.
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Beim Umschalten von Kalibrierung auf Nicht-Kalibrierung wird die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltleistungs-IC 1 zugeführte Spannung von der von der Gleichspannungsquelle 28 ausgegebenen Gleichspannung auf die vom Differenzverstärker 14 des Master-Schaltleistungs-IC 1 ausgegebene Fehlerspannung VERR umgeschaltet. Mit anderen Worten: Auch während der Kalibrierung verwenden das Master-Schaltnetzteil IC 1 und das Slave-Schaltnetzteil IC 2 gemeinsam die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Pufferverstärkers 13 des Master-Schaltnetzteils IC 1 zugeführte Spannung. Da die oben beschriebene Kalibrierung die Verbesserung des Wirkungsgrads während der Nulllast und die Unterdrückung der ungleichmäßigen Wärmeerzeugung zwischen den Schaltleistungs-ICs 1 und 2 nicht behindert, kann daher im Stromversorgungssystem SYS 1 der Wirkungsgrad während der Nulllast verbessert werden und die ungleichmäßige Wärmeerzeugung zwischen den Schaltleistungs-ICs 1 und 2 unterdrückt werden.
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Das Stromversorgungssystem SYS 1 versucht, die für die Kalibrierung benötigte Zeit zu verkürzen, indem es den Differenzverstärker 14 wie in 8 eingerichtet hat. Der in 8 dargestellte Differenzverstärker 14 umfasst ein Paar von Differenzverstärkerschaltungen 14a und 14b, die so eingerichtet sind, dass sie die Differenz zwischen der Fehlerspannung VERR und der Messspannung VSNS verstärken. Die differentielle Verstärkerschaltung 14a und die Differenzverstärkerschaltung 14b sind in der gleichen Anordnung eingerichtet. Das Master-Schaltnetzteil IC 1 und das Slave-Schaltnetzteil IC 2 verwenden jeweils die Differenzverstärkerschaltung 14a zum Steuern der Transistoren M1 und M2 und die Differenzverstärkerschaltung 14b zur Kalibrierung. Da der Vergleicher 21 u.ä. mit einer hinteren Stufe der Differenzverstärkerschaltung 14a verbunden ist, verschlechtert sich das Ansprechverhalten der Differenzverstärkerschaltung 14a durch RC-Schaltungen im Vergleicher 21 u.ä. Andererseits weist die Differenzverstärkerschaltung 14b ein gutes Ansprechverhalten auf, da sie nicht von den RC-Schaltungen im Vergleicher 21 und dergleichen beeinflusst wird. Daher kann die Differenzverstärkerschaltung 14b auch dann reagieren, wenn sich die vom DAC 16 ausgegebene Analogspannung mit hoher Geschwindigkeit ändert.
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<Sonstiges>
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Außerdem kann die Anordnung der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Weise anders als die oben beschriebene Ausführungsform eingerichtet werden, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen. Die vorstehend veranschaulichte Ausführungsform ist in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten, und der technische Umfang der vorliegenden Offenbarung wird eher durch die Ansprüche als durch die Beschreibung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform angegeben. Es ist davon auszugehen, dass alle Änderungen, die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, in dem technischen Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gibt es zum Beispiel einen Slave, es können aber auch zwei oder mehr Slaves vorhanden sein.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Rückführspannung VFB beispielsweise die geteilte Spannung der Ausgangsspannung VOUT, aber die Rückführspannung VFB kann auch die Ausgangsspannung VOUT selbst sein.
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<Ergänzende Anmerkungen >
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Die vorliegende Offenbarung enthält ergänzende Anmerkungen, in denen spezifische Beispiele für Anordnungen in der oben beschriebenen Ausführungsform gezeigt werden.
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Ein Stromversorgungssystem (SYS1) gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Anordnung (erste Anordnung) auf, bei der das Stromversorgungssystem eine Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen (1, 2) enthält, von denen jede einen Fehlerverstärker (11) aufweist, der eingerichtet ist, um ein Fehlersignal auszugeben, das einer Differenz zwischen einer Rückführspannung, die auf einer Ausgangsspannung basiert, und einer Referenzspannung entspricht, und eingerichtet ist, um ein Schaltelement (M2) basierend auf dem Fehlersignal und einem Strom, der durch das Schaltelement fließt, zu steuern, wobei ein Master unter der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen eingerichtet ist, um eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal durchzuführen, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und seiner eigenen Referenzspannung entspricht, wobei ein Slave unter der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen eingerichtet ist, um eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal durchzuführen, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und der Referenzspannung des Masters entspricht, und wobei während der Kalibrierung der Master ferner eingerichtet ist, um eine Gleichspannung zu verwenden, um eine erste Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch sein eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren, und der Slave ferner eingerichtet ist, um die vom Master gelieferte Gleichspannung zu verwenden, um eine zweite Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch sein eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem, das die erste Anordnung aufweist, wird die Gleichspannung des Masters in der Vielzahl der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen verwendet, und somit werden Schwankungen in der Referenz des Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch das Schaltelement fließt, unter der Vielzahl der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen unterdrückt. Daher ist es möglich, den Wirkungsgrad bei Nulllast zu verbessern und eine ungleichmäßige Wärmeerzeugung zwischen der Vielzahl integrierter Halbleiterschaltungsvorrichtungen zu unterdrücken.
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Das Stromversorgungssystem der ersten Anordnung kann eingerichtet sein (zweite Anordnung), um eine Gleichspannung zu erhalten, die jeweils vom Fehlersignal des Masters und des Slaves unterschiedlich ist.
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Das Stromversorgungssystem der zweiten Anordnung kann eine Anordnung (dritte Anordnung) aufweisen, bei der jede der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ferner eine Gleichspannungsquelle (28) aufweist, die eingerichtet ist, um die Gleichspannung auszugeben, und einen Selektor (SW4, SW5), der eingerichtet ist, um das Fehlersignal und die Gleichspannung zu empfangen, und der Selektor des Masters eingerichtet ist, um die Gleichspannung während der Kalibrierung auszuwählen und auszugeben.
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Das Stromversorgungssystem einer der ersten bis dritten Anordnungen kann eine Anordnung (vierte Anordnung) aufweisen, wonach jede der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ferner einen ersten Anschluss (VCOMP) aufweist und der Master ferner eingerichtet ist, die Gleichspannung und das Fehlersignal getrennt von seinem eigenen ersten Anschluss auszugeben.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der vierten Anordnung kann die Anzahl der Anschlüsse reduziert werden, da es nicht notwendig ist, getrennt einen Anschluss zum Ausgeben einer Spannung für die Kalibrierung und einen Anschluss zum Ausgeben eines Fehlersignals im Master vorzusehen.
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Das Stromversorgungssystem der vierten Anordnung kann eine Anordnung (fünfte Anordnung) aufweisen, bei der der Slave ferner so eingerichtet ist, dass er die Gleichspannung und das Fehlersignal des Masters getrennt an seinem eigenen ersten Anschluss empfängt.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der fünften Anordnung kann die Anzahl der Anschlüsse reduziert werden, da es nicht notwendig ist, getrennt einen Anschluss zum Empfangen einer Spannung zur Kalibrierung und einen Anschluss zum Empfangen eines Fehlersignals im Slave vorzusehen.
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Das Stromversorgungssystem einer der ersten bis fünften Anordnungen kann eine Anordnung (sechste Anordnung) aufweisen, wonach jede der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ferner einen Bestimmer (24, 25) aufweist, der eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob es sich um den Master oder den Slave handelt.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der sechsten Anordnung können die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung des Masters und die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung des Slaves die gleiche Schaltungsanordnung aufweisen.
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Das Stromversorgungssystem der sechsten Anordnung kann eine Anordnung (siebte Anordnung) aufweisen, wonach der Bestimmer weiterhin eingerichtet ist, um basierend auf einer von außen angelegten Spannung zu bestimmen, ob es sich um den Master oder den Slave handelt.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der siebten Anordnung ist es möglich, jede der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen einfach als Master oder Slave einzustellen.
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Das Stromversorgungssystem einer der ersten bis siebten Anordnungen kann eine Anordnung (achte Anordnung) aufweisen, bei der der Master ferner eingerichtet ist, um basierend auf einem ersten Taktsignal zu arbeiten, der Master ferner eingerichtet ist, um ein zweites Taktsignal zu erzeugen, das um eine vorbestimmte Winkelphase gegenüber dem ersten Taktsignal verzögert ist, und der Slave ferner eingerichtet ist, um basierend auf dem zweiten Taktsignal zu arbeiten.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der achten Anordnung kann der Slave in Synchronisation mit dem Master arbeiten.
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Das Stromversorgungssystem einer der ersten bis achten Anordnungen kann eine Anordnung (neunte Anordnung) aufweisen, bei der jede der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen ferner einen Pufferverstärker (13) aufweist, der mit einem Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers verbunden ist.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der neunten Anordnung ist eine Phase der Fehlerspannung, die in der Verdrahtung erzeugt wird, die den Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers und den Eingangsanschluss des Pufferverstärkers verbindet, schwer zu ändern.
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Das Stromversorgungssystem einer der ersten bis neunten Anordnungen kann eine Anordnung (zehnte Anordnung) aufweisen, wonach jede der mehreren integrierten Halbleiterschaltungsanordnungen ferner einen Differenzverstärker (14) aufweist, der ein Paar von Differenzverstärkerschaltungen umfasst, die eingerichtet sind, um eine Differenz zwischen einer auf dem Fehlersignal basierenden Spannung und dem Erfassungsergebnis des durch das Schaltelement fließenden Stroms zu verstärken, und jede der mehreren integrierten Halbleiterschaltungsanordnungen ferner eingerichtet ist, um eine des Paars von Differenzverstärkerschaltungen zum Steuern des Schaltelements und die andere des Paars von Differenzverstärkerschaltungen für die Kalibrierung zu verwenden.
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Gemäß dem Stromversorgungssystem mit der zehnten Anordnung kann der Zeitaufwand für die Kalibrierung reduziert werden.
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Eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung (1, 2) gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Anordnung (elfte Anordnung) auf, in der die integrierte Halbleiterschaltung umfasst: einen Fehlerverstärker (11), der eingerichtet ist, ein Fehlersignal auszugeben, das einer Differenz zwischen einer auf einer Ausgangsspannung basierenden Rückführspannung und einer Referenzspannung entspricht; und einer Steuerung (22), die eingerichtet ist, um ein Schaltelement (M2) basierend auf dem Fehlersignal und einem durch das Schaltelement fließenden Strom zu steuern, wobei beim Betrieb als Master die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung eingerichtet ist, um eine Steuerung basierend auf dem Fehlersignal, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und ihrer eigenen Referenzspannung entspricht, durchzuführen, und ferner eingerichtet ist, um während der Kalibrierung eine Gleichspannung zu verwenden, um eine erste Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch ihr eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren, wobei beim Betrieb als Slave die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung eingerichtet ist, um die Steuerung basierend auf dem Fehlersignal, das der Differenz zwischen der Rückführspannung und der Referenzspannung einer anderen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung entspricht, durchzuführen und ferner eingerichtet ist, um während der Kalibrierung eine Gleichspannung, die von der anderen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung zugeführt wird, zu verwenden, um eine zweite Referenz eines Erfassungsergebnisses des Stroms, der durch sein eigenes Schaltelement fließt, zu kalibrieren.
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Durch die Verwendung der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen mit der elften Anordnung ist es möglich, ein Stromversorgungssystem zu implementieren, das in der Lage ist, den Wirkungsgrad bei Nulllast zu verbessern und eine ungleichmäßige Wärmeerzeugung unter der Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen zu unterdrücken.
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen nur beispielhaft dargestellt worden und sollen den Umfang der Offenbarungen nicht einschränken. Indeed, the embodiments described herein may be embodied in a variety of other forms. Darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Kern der Offenbarungen abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente sollen solche Formen oder Modifikationen abdecken, die in den Anwendungsbereich und den Kern der Offenbarungen fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2022180068 [0001]
- JP 2021132447 [0004]
