JP2002300774A - スイッチング・レギュレータ制御回路 - Google Patents
スイッチング・レギュレータ制御回路Info
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Abstract
時に向上させた、SWレギュレータの提供。 【解決手段】 SWレギュレータのPWM制御回路の信号
とPFM制御回路の信号が別経路で別々のスイッチを制御
し、各々の特性の違うスイッチ用MOSトランジスタを使
用することで、負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率
を同じに向上させる。
Description
と負荷が軽い場合の効率を同時に向上することが可能
な、SWレギュレータに関する。
は、図2の回路図に示されるようなSWレギュレータの
制御回路が知られていた。即ち、基準電圧18と、SW
レギュレータの出力電圧Voutを分圧する分割抵抗16と
分割抵抗17の接続点の電圧との差電圧を、増幅するエ
ラーアンプ19がある。エラーアンプ19の出力電圧を
Verr、基準電圧18の出力電圧をVref、分割抵抗16と
分割抵抗17の接続点の電圧をVaとすれば、Vref>Vaな
らば、Verrは高くなり、逆にVref<Vaならば、Verrは低
くなる。
発振回路20の出力、例えば三角波と、エラーアンプ1
9の出力を比較して、信号を出す。つまり、エラー・ア
ンプの出力Verrが上下することで、PWM/PFM切り
替え制御回路21の出力パルスの幅がコントロールされ
る。このパルス幅の時間のみ、スイッチ用MOSトラン
ジスタ11をONまたは、OFFに制御する。
ONにする時間が長い方が、負荷に電力を供給する能力が
高くなる。例えば、負荷が重くなると、すなわち出力負
荷電流値が大きくなると、SWレギュレータの出力電圧
が下がり、分割抵抗16と分割抵抗17で分圧された電
圧Vaが下がる。これによって、エラー・アンプ13の出
力Verrは上がるので、結果として、PWM/PFM切り
替え制御回路21はPWMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つように発振周波数を一定にし、パルス
幅が制御される。
荷電流値が小さくなると、SWレギュレータの出力電圧
が上がり、分割抵抗16と分割抵抗17で分圧された電
圧Vaが上がる。これによって、エラー・アンプ13の出
力Verrは下がるので、結果として、PWM/PFM切り
替え制御回路21はPFMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つようにパルス幅を一定にし発振周波数
が制御される。
路21は、出力負荷電流値に応じてPWMとPFMを切
り替え、スイッチ用MOSトランジスタ11をコントロ
ールする。
要な特性はスイッチ用MOSトランジスタ11のオン抵
抗とゲート容量である。効率は負荷が重い場合は、オン
抵抗の損失が支配的になり、負荷が軽い場合はゲート容
量によるスイッチング損失が支配的になる。効率を向上
させるためには、スイッチ用MOSトランジスタ11の
オン抵抗とゲート容量を小さくする必要があるが、両特
性はトレードオフの関係にあり、負荷の仕様条件に応じ
てスイッチ用MOSトランジスタ11の特性は決定され
る。
ギュレータでは、例えば、負荷が重い場合の効率を重視
すると、負荷が軽いときのPFM制御動作の範囲ではS
Wレギュレータの効率が著しく低下する。
な課題を解決するために、SWレギュレータの出力負荷
電流値に応じて、具体的には、PWM制御動作時とPF
M制御動作時に応じて、SWレギュレータのスイッチ用
MOSトランジスタを切り替え、PWM制御動作時は、
オン抵抗の小さいスイッチ用MOSトランジスタを使用
し、PFM制御動作時は、ゲート容量の小さいスイッチ
用MOSトランジスタを使用するようにした。
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となった。
面に基づいて説明する。
タの制御回路図である。基準電圧18、分割抵抗16、
分割抵抗17、エラーアンプ19、及び、発振回路20
は従来と同様である。PWM制御スイッチ用MOSトラ
ンジスタ123は比較的オン抵抗が小さくゲート容量が
大きいトランジスタを使用する。PFM制御スイッチ用
MOSトランジスタ124は比較的ゲート容量が小さく
オン抵抗が大きいトランジスタを使用する。
力はPWM制御回路121により、出力電圧Voutを一定
に保つように発振周波数を一定にし、パルス幅が制御さ
れる。この時、PWM制御スイッチ用MOSトランジス
タ123はPWM制御回路121のパルス幅によりONま
たは、OFFに制御される。この時、PFM制御スイッチ
用MOSトランジスタ124はOFFの状態のままであ
る。負荷が重い場合の効率はオン抵抗による損失が支配
的になるが、PWM制御スイッチ用MOSトランジスタ
123はオン抵抗が小さいため、有利となる。
3の出力はPFM制御回路122により、出力電圧Vout
を一定に保つようにパルス幅を一定にし、発振周波数が
制御される。この時、PFM制御スイッチ用MOSトラ
ンジスタ124はPFM制御回路122のパルス幅によ
りONまたは、OFFに制御される。この時、PWM制御ス
イッチ用MOSトランジスタ123はOFFの状態のまま
である。負荷が軽い場合の効率はゲート容量によるスイ
ッチング損失の大きさが支配的になるが、PFM制御ス
イッチ用MOSトランジスタ124はゲート容量が小さ
いため、有利となる。
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となる。
レギュレータ回路について示したが、昇圧型スイッチン
グレギュレータ回路、及び反転型スイッチングレギュレ
ータ回路についても、本発明が適用されることは明白で
ある。
い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるとい
う効果がある。
説明図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 基準電圧と、出力電圧と分割抵抗によっ
て分圧した電圧との差電圧を増幅するエラー・アンプ
と、前記エラーアンプ出力と発振回路の出力とを比較し
その発振周波数毎に制御信号を出力するPWM制御回路
と、軽負荷時には周波数を変調して一定の制御信号を出
力するPFM制御回路を有するスイッチング・レギュレ
ータ(以下SWレギュレータ)において、SWレギュレ
ータのPWM制御回路の信号とPFM制御回路の信号が別経路
で別々のスイッチを制御することを特徴とするSWレギ
ュレータ制御回路。 - 【請求項2】 上記SWレギュレータにおいて、PWM制
御回路が動作する場合は、PFM制御回路で制御されるス
イッチをOFFにし、PF M制御回路が動作する場合は、PWM
制御回路で制御されるスイッチをOFFにして制御するこ
とを特徴とするSWレギュレータ制御回路。 - 【請求項3】 上記SWレギュレータにおいて、PWM制
御回路で制御されるスイッチには、オン抵抗は小さくゲ
ート容量は大きい特性であるMOSトランジスタを使用
し、PFM制御回路で制御されるスイッチには、ゲート容
量は小さくオン抵抗が大きい特性であるMOSトランジス
タを使用し、負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率を
同時に向上することを特徴とするSWレギュレータ制御
回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001100755A JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001100755A JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
Publications (1)
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ID=18954171
Family Applications (1)
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JP2001100755A Withdrawn JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
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