JP2003079133A - Dc-dc converter circuit - Google Patents

Dc-dc converter circuit

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JP2003079133A JP2001260717A JP2001260717A JP2003079133A JP 2003079133 A JP2003079133 A JP 2003079133A JP 2001260717 A JP2001260717 A JP 2001260717A JP 2001260717 A JP2001260717 A JP 2001260717A JP 2003079133 A JP2003079133 A JP 2003079133A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To equalize rate of rising of a DC voltage that is impressed to load resistance irrespective of the amount of the load resistance. SOLUTION: This DC-DC converter circuit comprises a first operational amplifier 2 that operates an error voltage signal; a second operational amplifier 13 structured with a voltage-follower, that gives a reference voltage value to the first operational amplifier 2; and a capacitor circuit provided at the output side of the second operational amplifier 13 for soft starting when changing power. The operational amplifier 13 is capable of controlling the rate of rising of the load resistance to a constant rate irrespective of the amount of the load resistance, because it constitutes the operational amplifier for the soft starting that gives the reference voltage value that gradually increases at a prescribed inclination with respect to the first operational amplifier 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電源から負荷に
対して出力される電圧値を検出し、該電圧値と基準電源
の基準電圧値との誤差電圧信号に基づいてパルス幅変調
(以下、PWMという。)制御することにより、前記負
荷に一定の電圧を印加するようにしたDC/DCコンバ
ータ回路に関し、特に、電池など電圧値が不安定な電源
に接続された電子機器の電源電圧を安定化させるために
用いられるDC/DCコンバータ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a voltage value output from a power source to a load, and performs pulse width modulation (hereinafter, referred to as a pulse width modulation based on an error voltage signal between the voltage value and a reference voltage value of a reference power source). A DC / DC converter circuit in which a constant voltage is applied to the load by controlling it. Particularly, the power supply voltage of an electronic device connected to a power supply whose voltage value is unstable such as a battery is stabilized. The present invention relates to a DC / DC converter circuit used for converting the signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】最初に、従来のDC/DCコンバータ回
路について説明する。図5は、負荷抵抗に一定の電圧を
供給するようにした従来のDC/DCコンバータ回路を
示す図である。
2. Description of the Related Art First, a conventional DC / DC converter circuit will be described. FIG. 5 is a diagram showing a conventional DC / DC converter circuit configured to supply a constant voltage to a load resistance.

【0003】DC/DCコンバータ回路は、外部端子1
01〜105を備えた集積回路(IC)100として構
成されている。外部端子101〜105のうち、101
には電源回路の起動信号が供給され、102,103か
らはPWM用の制御信号をパワーMOS20、30のゲ
ートに対して出力している。
The DC / DC converter circuit has an external terminal 1
It is configured as an integrated circuit (IC) 100 including 01 to 105. 101 of the external terminals 101 to 105
Is supplied with a start signal of the power supply circuit, and 102 and 103 output PWM control signals to the gates of the power MOSs 20 and 30.

【0004】電源10は、例えば不安定な電池などであ
って、その+側端子がパワーMOS20のドレインに接
続され、パワーMOS20のソースはローサイドのパワ
ーMOS30のドレイン、及びインダクタ40の一端に
接続されている。パワーMOS30のソースはグランド
に接地され、インダクタ40の他端は抵抗R2、コンデ
ンサC1及び負荷抵抗R1に接続されている。
The power supply 10 is, for example, an unstable battery, and its + terminal is connected to the drain of the power MOS 20, and the source of the power MOS 20 is connected to the drain of the low-side power MOS 30 and one end of the inductor 40. ing. The source of the power MOS 30 is grounded, and the other end of the inductor 40 is connected to the resistor R2, the capacitor C1 and the load resistor R1.

【0005】直列に接続された一対の抵抗R2,R3は
検出抵抗回路を構成しており、この検出抵抗回路に対し
て並列にコンデンサC1が接続されることで、負荷抵抗
R1に印加される電圧値がコンデンサC1の端子間電圧
として検出される。また、コンバータ回路を構成するI
C100では、外部端子104から抵抗R2,R3の接
続点の電位が内部に取り込まれることにより、負荷抵抗
R1の端子間電圧が検出される。さらに、外部端子10
5にはソフトスタート用のコンデンサC3が接続されて
いる。
A pair of resistors R2 and R3 connected in series constitutes a detection resistance circuit, and a capacitor C1 is connected in parallel to the detection resistance circuit, whereby a voltage applied to the load resistance R1. The value is detected as the voltage across the terminals of the capacitor C1. In addition, I which constitutes the converter circuit
In C100, the voltage between the terminals of the load resistor R1 is detected by taking in the potential at the connection point of the resistors R2 and R3 from the external terminal 104. Furthermore, the external terminal 10
A capacitor C3 for soft start is connected to 5.

【0006】次に、IC100の内部回路の構成につい
て説明する。IC100は、取り込まれた検出電圧に基
づいて、一対のパワーMOS20,30を交互にオンオ
フ制御することによって、負荷抵抗R1の大きさにかか
わらず、安定した一定電圧を供給するように構成されて
いる。すなわち、このIC100には、温度変化による
影響の少ない基準電源1が設けられ、ここから常に一定
電圧の基準電圧値が演算増幅器2の+側入力端子に入力
されている。演算増幅器2では、その−側入力端子に外
部端子104を介して外付けされた抵抗R2,R3の検
出抵抗回路で検出された電圧値が入力され、これらの電
圧値の偏差を誤差電圧信号として増幅して出力してい
る。
Next, the structure of the internal circuit of the IC 100 will be described. The IC 100 is configured to supply a stable constant voltage regardless of the size of the load resistance R1 by alternately turning on and off the pair of power MOSs 20 and 30 based on the detected voltage that has been taken in. . That is, the IC 100 is provided with the reference power source 1 which is less affected by the temperature change, and the reference voltage value of a constant voltage is always input to the + side input terminal of the operational amplifier 2 from here. In the operational amplifier 2, the voltage value detected by the detection resistance circuit of the resistors R2 and R3 externally attached is input to the-side input terminal via the external terminal 104, and the deviation of these voltage values is used as an error voltage signal. It is amplified and output.

【0007】発振回路3は、所定周波数の三角波を出力
するものであって、その出力端子はコンパレータ4及び
9の−側入力端子と接続されている。コンパレータ4
は、その+側入力端子と演算増幅器2の出力端子が接続
されており、発振回路3の出力電圧と演算増幅器2の偏
差出力とを比較するように構成されている。
The oscillation circuit 3 outputs a triangular wave of a predetermined frequency, and its output terminal is connected to the minus side input terminals of the comparators 4 and 9. Comparator 4
Has its + side input terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 2, and is configured to compare the output voltage of the oscillation circuit 3 with the deviation output of the operational amplifier 2.

【0008】コンパレータ4の出力端子は、アンドゲー
ト8を介してドライバ回路7に接続されており、このコ
ンパレータ4の出力電圧信号によって、外部端子102
に接続されたパワーMOS20がオンオフ制御される。
また、コンパレータ4の出力電圧信号は、アンドゲート
8からインバータ5で反転されてドライバ回路6に供給
されており、このインバータ5からの反転電圧信号によ
って、外部端子103に接続されたパワーMOS30が
オンオフ制御される。
The output terminal of the comparator 4 is connected to the driver circuit 7 through the AND gate 8, and the output terminal of the comparator 4 outputs the external terminal 102.
The power MOS 20 connected to is controlled to be turned on and off.
The output voltage signal of the comparator 4 is inverted by the inverter 5 from the AND gate 8 and supplied to the driver circuit 6, and the inverted voltage signal from the inverter 5 turns on / off the power MOS 30 connected to the external terminal 103. Controlled.

【0009】一方、コンパレータ9は、アンドゲート8
を介して外部端子102,103にソフトスタート用の
電圧信号を供給するように、その+側入力端子が、外部
端子105を介してソフトスタート用のコンデンサC3
と接続されている。また、電流源11とNMOSスイッ
チングデバイス12は、内部電源と接地間に直列に設け
られており、電流源11とNMOSスイッチングデバイ
ス12との接続点はバイ部端子105に接続されるとと
もに、NMOSスイッチングデバイス12のゲートには
外部端子101から電源回路の起動信号として、ソフト
スタート開始信号が供給されている。
On the other hand, the comparator 9 has an AND gate 8
So that a voltage signal for soft start is supplied to the external terminals 102 and 103 via the external terminal 105.
Connected with. The current source 11 and the NMOS switching device 12 are provided in series between the internal power source and the ground, and the connection point between the current source 11 and the NMOS switching device 12 is connected to the bypass terminal 105 and the NMOS switching device is connected. A soft start start signal is supplied to the gate of the device 12 from the external terminal 101 as a power supply circuit start signal.

【0010】次に、上述したDC/DCコンバータ回路
の起動時の動作について説明する。図6は、起動時(T
0)前後のDC/DCコンバータ回路の各部電圧波形を
示すタイミング図である。
Next, the operation of the above-mentioned DC / DC converter circuit at the time of starting will be described. Figure 6 shows the start-up (T
It is a timing diagram which shows the voltage waveform of each part of the DC / DC converter circuit before and after 0).

【0011】図6(A)には、演算増幅器2の誤差電圧
信号V2、発振回路3の三角波、及び外部端子105に
印加されるソフトスタート用の電圧信号V105を示
す。また、同図(B)には、コンパレータ9の出力電圧
V9、コンパレータ4の出力電圧V4、及びアンドゲー
ト8の出力電圧V8を示す。
FIG. 6A shows the error voltage signal V2 of the operational amplifier 2, the triangular wave of the oscillator circuit 3, and the voltage signal V105 for soft start applied to the external terminal 105. Further, FIG. 3B shows the output voltage V9 of the comparator 9, the output voltage V4 of the comparator 4, and the output voltage V8 of the AND gate 8.

【0012】DC/DCコンバータ回路の起動時(T
0)において、電源10からパワーMOS20、インダ
クタ40を介して負荷抵抗R1に電流が流れ始める場
合、負荷抵抗R1にいきなり大電流を流さないように、
外部端子105にソフトスタート用のコンデンサC3が
接続されている。DC/DCコンバータ回路は、その外
部端子101に高電位の電圧信号が印加されることによ
り、直流出力の停止状態が維持されている。この停止状
態では、外部端子101の電圧信号によりNMOSスイ
ッチングデバイス12がオンすることにより、電流源1
1からの全ての電流はドレインソース間を流れ、そのド
レイン電圧はグランド電位となる。したがって、コンパ
レータ9の+側入力端子がグランド電位となって、図6
(B)で起動時(T0)以前のタイミング波形として示
すように、コンパレータ9の出力電圧V9がグランド電
位に維持される。
When the DC / DC converter circuit is started (T
In 0), when a current starts to flow from the power supply 10 to the load resistance R1 via the power MOS 20 and the inductor 40, a large current should not be suddenly applied to the load resistance R1.
A capacitor C3 for soft start is connected to the external terminal 105. The DC / DC converter circuit maintains a DC output stopped state by applying a high-potential voltage signal to its external terminal 101. In this stopped state, the NMOS switching device 12 is turned on by the voltage signal of the external terminal 101, so that the current source 1
All the current from 1 flows between the drain and the source, and its drain voltage becomes the ground potential. Therefore, the + input terminal of the comparator 9 becomes the ground potential, and
The output voltage V9 of the comparator 9 is maintained at the ground potential as shown in the timing waveform before the activation (T0) in (B).

【0013】また、DC/DCコンバータ回路の起動時
(T0)以前には、負荷抵抗の電位もグランド電位であ
って、外部端子104から演算増幅器2の−側入力端子
もグランド電位となっている。一方、演算増幅器2の+
側入力端子には、基準電源1から一定電位が供給されて
いるため、図6(A)に示すように、演算増幅器2の誤
差電圧信号V2は高電位となって、コンパレータ4の出
力電圧V4が高電位に維持される。
Before the start of the DC / DC converter circuit (T0), the potential of the load resistance is also the ground potential, and the negative terminal of the operational amplifier 2 from the external terminal 104 is also the ground potential. . On the other hand, + of the operational amplifier 2
Since a constant potential is supplied from the reference power supply 1 to the side input terminal, the error voltage signal V2 of the operational amplifier 2 becomes a high potential and the output voltage V4 of the comparator 4 as shown in FIG. Is maintained at a high potential.

【0014】こうしてアンドゲート8の出力電圧V8が
グランド電位に維持される停止状態では、ドライバ回路
7を介してパワーMOS20がオフ状態に維持され、イ
ンバータ5及びドライバ回路6を介してパワーMOS3
0がオン状態に維持されるため、DC/DCコンバータ
回路は停止状態を維持することになる。
Thus, in the stop state in which the output voltage V8 of the AND gate 8 is maintained at the ground potential, the power MOS 20 is maintained in the off state via the driver circuit 7 and the power MOS 3 via the inverter 5 and the driver circuit 6.
Since 0 is maintained in the ON state, the DC / DC converter circuit will remain in the stopped state.

【0015】DC/DCコンバータ回路を起動するに
は、起動信号として外部端子101に印加されているソ
フトスタート開始信号をグランド電位に切り換えればよ
い。すなわち、ソフトスタート開始信号がグランド電位
になると、NMOSスイッチングデバイス12はオフ状
態になり、電流源11からの電流はソフトスタート用の
コンデンサC3を充電する。したがって、外部端子10
5にはコンデンサC3の容量値に応じて、時間の経過と
ともに電圧信号V105が線形に高くなり、コンパレー
タ9の出力電圧V9は、図6(B)に示すように、グラ
ンド電位と高電位とを交互に繰り返す波形となる。
To start the DC / DC converter circuit, the soft start start signal applied to the external terminal 101 as a start signal may be switched to the ground potential. That is, when the soft start start signal becomes the ground potential, the NMOS switching device 12 is turned off, and the current from the current source 11 charges the soft start capacitor C3. Therefore, the external terminal 10
5, the voltage signal V105 increases linearly with the passage of time according to the capacitance value of the capacitor C3, and the output voltage V9 of the comparator 9 has a ground potential and a high potential as shown in FIG. 6 (B). The waveform will alternate.

【0016】このように、一対のパワーMOS20,3
0は、交互にオンオフ制御されるようになって、負荷抵
抗R1の端子間電圧も徐々に高電位になるため、検出抵
抗R2,R3を介して検出される電圧も高くなる。その
結果、図6(A)に示す誤差電圧信号V2は、徐々に高
電位側から低下していくので、一対のパワーMOS2
0,30のオンオフは、ソフトスタート用の電圧信号V
105と誤差電圧信号V2とのうち、低い電圧によって
制御される。したがって、起動(T0)直後にはソフト
スタート用の電圧信号V105によって制御され、負荷
抵抗R1に流れる電流量を調整して、ソフトスタートさ
せることができ、その後、2つの電圧信号V105とV
2が交差するクロスポイントの時刻以降は、演算増幅器
2の誤差電圧信号V2によって、タイミングが決定され
る。
In this way, the pair of power MOSs 20 and 3
Since 0 is controlled to be turned on and off alternately, the voltage between the terminals of the load resistor R1 also gradually becomes a high potential, so that the voltage detected through the detection resistors R2 and R3 also becomes high. As a result, the error voltage signal V2 shown in FIG. 6A gradually decreases from the high potential side, so that the pair of power MOS2
ON / OFF of 0 and 30 is the voltage signal V for soft start.
It is controlled by the lower voltage of 105 and the error voltage signal V2. Therefore, immediately after start-up (T0), the voltage signal V105 for soft start controls the amount of current flowing through the load resistor R1 to perform a soft start, and then the two voltage signals V105 and V105.
After the time of the cross point at which 2 intersects, the timing is determined by the error voltage signal V2 of the operational amplifier 2.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のDC
/DCコンバータ回路では、起動直後に電源10からパ
ワーMOS20とインダクタ40を介して流れる初期電
流量は、外部端子105に外付けされるコンデンサC3
によって決まるため、負荷抵抗R1の抵抗値によって安
定した出力電圧になるまでの時間が異なってくるという
問題があった。
However, the conventional DC
In the / DC converter circuit, the initial amount of current that flows from the power source 10 via the power MOS 20 and the inductor 40 immediately after startup is the capacitor C3 externally attached to the external terminal 105.
Since it depends on the resistance value of the load resistor R1, there is a problem that the time required to reach a stable output voltage varies.

【0018】図7は、負荷抵抗R1の大きさに応じて、
起動時(T0)からクロスポイントに至るまでの時間の
相違を示す図である。同図(A)には、軽負荷時のクロ
スポイント時刻T1a、同図(B)には、重負荷時のク
ロスポイント時刻T1bをそれぞれ示している。
FIG. 7 shows that, according to the size of the load resistance R1,
It is a figure which shows the time difference from the time of starting (T0) to a cross point. The cross point time T1a at the time of light load is shown in the same figure (A), and the cross point time T1b at the time of heavy load is shown in the same figure (B).

【0019】ここで、発振回路3の出力電圧波形や、コ
ンデンサC3における充電電圧波形は、負荷抵抗R1の
大きさにかかわらずに同じ大きさである。したがって、
起動直後からパワーMOS20,30がオンオフするタ
イミングは、軽負荷でも重負荷でも等しくなって、イン
ダクタ40に流れる充電電流も等しい。
Here, the output voltage waveform of the oscillation circuit 3 and the charging voltage waveform of the capacitor C3 have the same magnitude regardless of the magnitude of the load resistance R1. Therefore,
The timing at which the power MOSs 20 and 30 are turned on and off immediately after startup is the same for both light load and heavy load, and the charging current flowing through the inductor 40 is also the same.

【0020】その結果、軽負荷時には、負荷抵抗R1の
電圧立ち上がりは速くなるが、反対に重負荷時には立ち
上がりが遅くなる。すなわち、演算増幅器2の誤差電圧
信号は、一定電圧の基準電源1と負荷抵抗R1の端子間
電圧を検出抵抗R2,R3の直列回路で検出した電圧の
差分を増幅したものであって、負荷抵抗R1が軽負荷で
あれば、それだけ速く負荷抵抗R1の端子間電圧が基準
電源1の電圧値に近づくから、誤差電圧信号V2がソフ
トスタート用の電圧信号V105と交差するクロスポイ
ント時刻T1a,T1bは、T1a<T1bと異なって
しまうことになる。
As a result, when the load is light, the voltage of the load resistor R1 rises quickly, but on the contrary, when the load is heavy, the voltage rises slowly. That is, the error voltage signal of the operational amplifier 2 is obtained by amplifying the difference between the voltage between the terminals of the reference power source 1 having a constant voltage and the load resistor R1 detected by the series circuit of the detection resistors R2 and R3. If R1 is a light load, the inter-terminal voltage of the load resistor R1 approaches the voltage value of the reference power supply 1 faster, so that the crosspoint times T1a and T1b at which the error voltage signal V2 intersects the voltage signal V105 for soft start are set. , T1a <T1b.

【0021】この発明の目的は、負荷抵抗の大きさに関
係なく、負荷抵抗に印加される直流電圧の立ち上がりの
速さを等しくできるDC/DCコンバータ回路を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a DC / DC converter circuit capable of equalizing the rising speeds of the DC voltage applied to the load resistance regardless of the size of the load resistance.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電源から負荷に対して出力される電圧値を検出し、
該電圧値と基準電源の基準電圧値との誤差電圧信号に基
づいてパルス幅変調(PWM)制御することにより、前
記負荷に一定の電圧を印加するようにしたDC/DCコ
ンバータ回路が提供される。このDC/DCコンバータ
回路は、前記誤差電圧信号を演算する第1の演算増幅器
と、前記第1の演算増幅器に対して基準電圧値を与える
ボルテージフォロワ構成の第2の演算増幅器と、電源投
入時のソフトスタート用に前記第2の演算増幅器の出力
側に設けられたコンデンサ回路とから構成される。
In order to achieve the above object, a voltage value output from a power source to a load is detected,
A DC / DC converter circuit is provided in which a constant voltage is applied to the load by performing pulse width modulation (PWM) control based on an error voltage signal between the voltage value and the reference voltage value of the reference power source. . This DC / DC converter circuit includes a first operational amplifier that operates the error voltage signal, a second operational amplifier having a voltage follower configuration that gives a reference voltage value to the first operational amplifier, and a power-on state. And a capacitor circuit provided on the output side of the second operational amplifier for soft start.

【0023】上述したDC/DCコンバータ回路では、
第1の演算増幅器の+側入力端子に供給される基準電圧
を、電源停止時にはグランド電位に保持し、起動直後か
らグランド電位から徐々に定格電圧まで上昇させるよう
にしている。
In the DC / DC converter circuit described above,
The reference voltage supplied to the + side input terminal of the first operational amplifier is held at the ground potential when the power supply is stopped, and is gradually increased from the ground potential to the rated voltage immediately after the start.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。 (第一の実施の形態)図1は、この発明のDC/DCコ
ンバータ回路を示す回路図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC / DC converter circuit of the present invention.

【0025】外部端子101〜104を備えた集積回路
(IC)100は、図5で説明した従来回路と同様に、
外部端子101には電源回路の起動信号が供給され、1
02,103からはPWM用の制御信号をパワーMOS
20、30のゲートに対して出力している。また、負荷
抵抗R1に直流電圧を供給する電源10は例えば不安定
な電池などであって、その+側端子がパワーMOS20
のドレインに接続され、パワーMOS20のソースはロ
ーサイドのパワーMOS30のドレイン、及びインダク
タ40の一端に接続されている。パワーMOS30のソ
ースはグランドに接地され、インダクタ40の他端は抵
抗R2、コンデンサC1及び負荷抵抗R1に接続されて
いる。さらに、このIC100は、外部端子104から
抵抗R2,R3の接続点の電位が内部に取り込まれるこ
とにより、負荷抵抗R1の端子間電圧が検出される。
An integrated circuit (IC) 100 having external terminals 101 to 104 has the same structure as the conventional circuit described with reference to FIG.
The start signal of the power supply circuit is supplied to the external terminal 101.
From 02 and 103, the control signal for PWM is supplied to the power MOS.
It outputs to the gates of 20 and 30. The power supply 10 that supplies a DC voltage to the load resistor R1 is, for example, an unstable battery, and its + terminal is the power MOS 20.
The source of the power MOS 20 is connected to the drain of the low-side power MOS 30 and one end of the inductor 40. The source of the power MOS 30 is grounded, and the other end of the inductor 40 is connected to the resistor R2, the capacitor C1 and the load resistor R1. Furthermore, in this IC 100, the voltage between the terminals of the load resistor R1 is detected by taking in the potential at the connection point of the resistors R2 and R3 from the external terminal 104.

【0026】次に、IC100の内部回路の構成につい
ては、図5に示す従来回路と異なるところだけを説明す
る。誤差電圧信号を演算する第1の演算増幅器2の+側
入力端子には、ボルテージフォロワ構成の第2の演算増
幅器13と、ソフトスタート用のコンデンサC2とが接
続されている。第2の演算増幅器13は、入力信号端子
13aに基準電源1の+電極が接続され、起動制御端子
13bに外部端子101が接続され、ソフトスタート用
の制御信号出力端子13cと第1の演算増幅器2の+側
入力端子とが接続されている。また、コンパレータ4
は、その+側入力端子と第1の演算増幅器2の出力端子
が接続されており、発振回路3の出力電圧と第1の演算
増幅器2の偏差出力とを比較して、この比較結果を直接
にドライバ回路7に供給するとともに、インバータ5を
介してドライバ回路6に供給している。
Next, regarding the configuration of the internal circuit of the IC 100, only the differences from the conventional circuit shown in FIG. 5 will be described. A second operational amplifier 13 having a voltage follower configuration and a soft-start capacitor C2 are connected to the + side input terminal of the first operational amplifier 2 for calculating the error voltage signal. In the second operational amplifier 13, the input signal terminal 13a is connected to the + electrode of the reference power supply 1, the activation control terminal 13b is connected to the external terminal 101, and the soft start control signal output terminal 13c and the first operational amplifier 13 are connected. 2 is connected to the + side input terminal. In addition, the comparator 4
Has its + side input terminal connected to the output terminal of the first operational amplifier 2, compares the output voltage of the oscillation circuit 3 with the deviation output of the first operational amplifier 2, and directly outputs this comparison result. To the driver circuit 7 and to the driver circuit 6 via the inverter 5.

【0027】次に、このDC/DCコンバータ回路の起
動時の動作について、図2を参照しながら説明する。図
2は、第2の演算増幅器13の各部の信号波形を示すタ
イミング図である。Vaは基準電源1の基準電圧信号で
あり、Vbは外部端子101から供給される停止及び起
動用のソフトスタート開始信号であり、Vcは起動時T
0直後から徐々に立ち上がっていく出力信号である。起
動制御端子13bに印加されるソフトスタート開始信号
Vbが高電位のときは、演算増幅器13の出力信号Vc
はグランド電位であって、停止状態にある。
Next, the operation of the DC / DC converter circuit at startup will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts of the second operational amplifier 13. Va is a reference voltage signal of the reference power source 1, Vb is a soft start start signal for stopping and starting supplied from the external terminal 101, and Vc is T at start-up.
It is an output signal that gradually rises from immediately after 0. When the soft start start signal Vb applied to the start control terminal 13b has a high potential, the output signal Vc of the operational amplifier 13
Is at ground potential and is in a stopped state.

【0028】その後、時刻T0でソフトスタート開始信
号Vbがグランド電位になると、ボルテージフォロワ構
成の演算増幅器13は動作開始となり、その出力信号V
cはグランド電位から基準電圧信号Vaの大きさまで線
形に増加していって、信号Vaの電位を超えると基準電
圧に引き戻すように制御が働くことになる。このとき
の、出力信号Vcの傾きは、ソフトスタート用のコンデ
ンサC2の容量値と第2の演算増幅器13の出力信号電
流I0の大きさによって決定される。
After that, when the soft start start signal Vb becomes the ground potential at time T0, the operational amplifier 13 of the voltage follower structure starts its operation, and its output signal V
c increases linearly from the ground potential to the magnitude of the reference voltage signal Va, and when it exceeds the potential of the signal Va, control is performed so as to return it to the reference voltage. At this time, the slope of the output signal Vc is determined by the capacitance value of the soft start capacitor C2 and the magnitude of the output signal current I0 of the second operational amplifier 13.

【0029】このように、ボルテージフォロワ構成の演
算増幅器13は、所定の傾斜で徐々に増加する基準電圧
値を第1の演算増幅器2に対して与えるソフトスタート
用の演算増幅器を構成しているので、負荷抵抗R1の大
きさに関係なく、負荷電圧の立ち上がりの速度を一定に
制御できる。 (第二の実施の形態)図3は、この発明のDC/DCコ
ンバータ回路を示す回路図である。
As described above, the operational amplifier 13 having the voltage follower structure constitutes a soft-start operational amplifier that gives the first operational amplifier 2 a reference voltage value that gradually increases at a predetermined slope. The rising speed of the load voltage can be controlled to be constant regardless of the size of the load resistance R1. (Second Embodiment) FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC / DC converter circuit of the present invention.

【0030】第二の実施の形態は、図1に示す回路と
は、ソフトスタート用に内蔵されたコンデンサC2を外
付けのコンデンサC3に替えた点で異なる。すなわち、
IC100に外部端子105を設けておき、そこに接続
されるコンデンサC3の容量値を変更することにより、
起動直後のソフトスタート時間を調整するようにしてい
る。外付けのコンデンサC3を用いることで、ソフトス
タートの立ち上がり時間を数10m秒から数秒のオーダ
の範囲で設定することが可能になる。その他の構成につ
いては、上述した実施の形態のものと同じであるので、
それらの説明は省略する。
The second embodiment differs from the circuit shown in FIG. 1 in that the internal capacitor C2 for soft start is replaced with an external capacitor C3. That is,
By providing the external terminal 105 in the IC 100 and changing the capacitance value of the capacitor C3 connected thereto,
The soft start time immediately after startup is adjusted. By using the external capacitor C3, it becomes possible to set the rising time of the soft start in the range of several tens of milliseconds to several seconds. Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment,
Descriptions thereof are omitted.

【0031】ここでも、ボルテージフォロワ構成の演算
増幅器13によって、ソフトスタート用の演算増幅器が
構成されているので、負荷抵抗R1の大きさに関係な
く、負荷電圧の立ち上がりの速度を一定に制御できる。
In this case as well, since the operational amplifier 13 having the voltage follower constitutes the operational amplifier for soft start, the rising speed of the load voltage can be controlled to be constant regardless of the size of the load resistor R1.

【0032】なお、ボルテージフォロワ構成の演算増幅
器13は、IC100内において、例えば図4に示すよ
うな構成とすることができる。図4において、電流源
I、抵抗R4、コンデンサC4、及びMOSトランジス
タM1〜M10によって演算増幅器が構成され、スイッ
チングトランジスタS1〜S6はソフトスタート用の制
御信号によって起動と停止とを切り換えるスイッチを構
成している。
The operational amplifier 13 having the voltage follower configuration can be configured in the IC 100 as shown in FIG. 4, for example. In FIG. 4, the current source I, the resistor R4, the capacitor C4, and the MOS transistors M1 to M10 form an operational amplifier, and the switching transistors S1 to S6 form a switch that switches between start and stop by a control signal for soft start. ing.

【0033】起動制御端子13bが高電位のとき、スイ
ッチングトランジスタS1とS2はインバータとなって
いるため、S1のドレインはグランド電位となり、S4
はオン状態、S3,S5,S6のゲート電極には起動制
御端子13bの高電位が印加されてオン状態となって、
その結果、演算増幅器13は停止状態に維持される。ソ
フトスタート用の制御信号が高電位からグランド電位に
変化すると、スイッチングトランジスタS3〜S6は全
てオフ状態になって、演算増幅器13が動作を開始す
る。このとき、ソフトスタート用の制御信号出力端子1
3cからの出力信号電流I0の大きさは、電流源Iの電
流値をI1、MOSトランジスタM1〜M3、及びM9
の各ゲート幅Wnとゲート長Lnによって、以下のよう
に決定できる。
When the activation control terminal 13b is at a high potential, the switching transistors S1 and S2 are inverters, so the drain of S1 is at the ground potential and S4 is
Is on, and the high potential of the activation control terminal 13b is applied to the gate electrodes of S3, S5, and S6 to be on,
As a result, the operational amplifier 13 is maintained in the stopped state. When the control signal for soft start changes from the high potential to the ground potential, the switching transistors S3 to S6 are all turned off and the operational amplifier 13 starts operating. At this time, control signal output terminal 1 for soft start
The magnitude of the output signal current I0 from 3c is the current value of the current source I being I1, the MOS transistors M1 to M3, and M9.
Each gate width Wn and gate length Ln can be determined as follows.

【0034】I0={(W2/L2)×(W9/L9)
/(W1/L1)×(W3/L3)}×I1 上記の式において、Wn,Lnは、MOSトランジスタ
Mnのゲート幅、ゲート長である。
I0 = {(W2 / L2) × (W9 / L9)
/ (W1 / L1) × (W3 / L3)} × I1 In the above formula, Wn and Ln are the gate width and gate length of the MOS transistor Mn.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明のDC
/DCコンバータ回路によれば、第1の演算増幅器の+
側入力端子に供給される基準電圧を、電源停止時にはグ
ランド電位に保持し、起動直後からグランド電位から徐
々に定格電圧まで上昇させることによって、負荷抵抗の
大きさに関係なく、負荷抵抗に印加される直流電圧の立
ち上がりの速さを等しくできる。
As described above, the DC of the present invention
According to the / DC converter circuit, + of the first operational amplifier
The reference voltage supplied to the side input terminal is applied to the load resistance regardless of the size of the load resistance by holding it at the ground potential when the power supply is stopped and gradually increasing from the ground potential to the rated voltage immediately after startup. The rising speed of the DC voltage can be equalized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のDC/DCコンバータ回路を示す回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC / DC converter circuit of the present invention.

【図2】第2の演算増幅器の各部の信号波形を示すタイ
ミング図である。
FIG. 2 is a timing diagram showing a signal waveform of each part of the second operational amplifier.

【図3】別のDC/DCコンバータ回路を示す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another DC / DC converter circuit.

【図4】ボルテージフォロワ構成の演算増幅器の一例を
示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of an operational amplifier having a voltage follower configuration.

【図5】従来のDC/DCコンバータ回路を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional DC / DC converter circuit.

【図6】起動時前後のDC/DCコンバータ回路の各部
電圧波形を示すタイミング図である。
FIG. 6 is a timing diagram showing voltage waveforms of various parts of the DC / DC converter circuit before and after startup.

【図7】負荷抵抗の大きさに応じて、起動時からクロス
ポイントに至るまでの時間の相違を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a difference in time from startup to a cross point according to the magnitude of load resistance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…集積回路(IC) 101〜104…外部端子 10…電源 20,30…パワーMOS20 40…インダクタ 1…基準電源 2…第1の演算増幅器 3…発振回路 4…コンパレータ 5…インバータ 6,7…ドライバ回路 13…第2の演算増幅器 100 ... Integrated circuit (IC) 101-104 ... External terminals 10 ... Power 20, 30 ... Power MOS 20 40 ... Inductor 1 ... Reference power supply 2 ... First operational amplifier 3 ... Oscillation circuit 4 ... Comparator 5 ... Inverter 6, 7 ... Driver circuit 13 ... Second operational amplifier

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源から負荷に対して出力される電圧値
を検出し、該電圧値と基準電源の基準電圧値との誤差電
圧信号に基づいてパルス幅変調(PWM)制御すること
により、前記負荷に一定の電圧を印加するようにしたD
C/DCコンバータ回路において、 前記誤差電圧信号を演算する第1の演算増幅器と、 前記第1の演算増幅器に対して基準電圧値を与えるボル
テージフォロワ構成の第2の演算増幅器と、 電源投入時のソフトスタート用に前記第2の演算増幅器
の出力側に設けられたコンデンサ回路と、 を備えることを特徴とするDC/DCコンバータ回路。
1. A voltage value output from a power source to a load is detected, and pulse width modulation (PWM) control is performed based on an error voltage signal between the voltage value and a reference voltage value of a reference power source. D that applies a constant voltage to the load
In a C / DC converter circuit, a first operational amplifier that operates the error voltage signal, a second operational amplifier having a voltage follower configuration that gives a reference voltage value to the first operational amplifier, and A DC / DC converter circuit, comprising: a capacitor circuit provided on the output side of the second operational amplifier for soft start.
【請求項2】 前記コンデンサ回路は、前記第1、第2
の演算増幅器と一体に集積回路内に形成されていること
を特徴とする請求項1記載のDC/DCコンバータ回
路。
2. The capacitor circuit includes the first and second capacitors.
2. The DC / DC converter circuit according to claim 1, wherein the DC / DC converter circuit is formed integrally with the operational amplifier of FIG.
【請求項3】 前記コンデンサ回路は、前記第1、第2
の演算増幅器を構成する集積回路に対して外付けのコン
デンサによって形成されていることを特徴とする請求項
1記載のDC/DCコンバータ回路。
3. The capacitor circuit includes the first and second capacitors.
2. The DC / DC converter circuit according to claim 1, wherein the DC / DC converter circuit is formed by a capacitor external to the integrated circuit constituting the operational amplifier.
【請求項4】 前記第2の演算増幅器には、ソフトスタ
ート信号が入力され、当該ソフトスタート信号によって
動作を開始するものであることを特徴とする請求項1記
載のDC/DCコンバータ回路。
4. The DC / DC converter circuit according to claim 1, wherein a soft start signal is input to the second operational amplifier, and the operation is started by the soft start signal.
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