JP2003319645A - Dc-dc converter - Google Patents

Dc-dc converter

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JP2003319645A
JP2003319645A JP2002121612A JP2002121612A JP2003319645A JP 2003319645 A JP2003319645 A JP 2003319645A JP 2002121612 A JP2002121612 A JP 2002121612A JP 2002121612 A JP2002121612 A JP 2002121612A JP 2003319645 A JP2003319645 A JP 2003319645A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent conversion efficiency from being lowered even if a load current is reduced by constituting a switching element of a plurality of MOSFETs through which an output current is passed. <P>SOLUTION: In a synchronous rectification step-down converter, a semiconductor switch QP is formed by connecting drains and sources of n transistors Qp1 to Qpn and a board in common and connecting divided gate terminals with a P-channel MOSFET gate drive circuit 1 independently. N-channel MOSFETs Qn1 to Qnn constitute a semiconductor switch QN wherein the respective gate terminals are connected with a N-channel MOSFET gate drive circuit 2 and drains and sources thereof are connected in common with a diode D for commutation. Load determining signals Vload outputted from a load determining circuit 5 switch the transistors Qp1 to Qpn and Qn1 to Qnn switches an enable state wherein the turn-on/off of each individual transistor is controlled to a disable state wherein the transistors are kept off. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、半導体スイッチ
をオン・オフ制御することによって、所定の直流電圧値
に変換された電源電圧を負荷に供給するDC−DCコン
バータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter for supplying a load with a power supply voltage converted into a predetermined DC voltage value by controlling ON / OFF of a semiconductor switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体スイッチのオン・オフ制御によっ
て、直流電源電圧を所定の直流電圧値に変換するDC−
DCコンバータには、入出力電圧の関係から降圧コンバ
ータ、あるいは昇圧コンバータが用いられる。
2. Description of the Related Art DC-converts a DC power supply voltage into a predetermined DC voltage value by controlling ON / OFF of a semiconductor switch.
As the DC converter, a step-down converter or a step-up converter is used because of the relationship between input and output voltages.

【0003】図16は、従来の同期整流型の降圧コンバ
ータの構成を示す回路図である。同図において、Vinは
電圧値の変動する直流電源電圧、Cは直流電源電圧Vo
utの脈動を抑える平滑コンデンサ、Qaは主スイッチ
素子としてのPchMOSFET(金属酸化物電界効果
型トランジスタ、以下では単にトランジスタとい
う。)、Dは転流用のダイオード(フライホイルダイオ
ード)、Lは出力電流平滑用のチョークコイル、Vout
は図示しない負荷に印加される出力電圧である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a structure of a conventional synchronous rectification type step-down converter. In the figure, Vin is a DC power supply voltage whose voltage value fluctuates, and C is a DC power supply voltage Vo.
A smoothing capacitor that suppresses pulsation of ut, Qa is a Pch MOSFET (metal oxide field effect transistor, hereinafter simply referred to as a transistor) as a main switching element, D is a diode for commutation (flywheel diode), and L is output current smoothing. Choke coil, Vout
Is an output voltage applied to a load (not shown).

【0004】また、16aはPchMOSFETゲート
駆動回路であって、半導体スイッチをPWM制御するP
chMOSFET駆動信号を受けて、トランジスタQa
をオン・オフ制御するようにゲート信号を生成するもの
である。同様に、NchMOSFETゲート駆動回路1
6bは、転流用のダイオードDに対して接続されたトラ
ンジスタQbをゲート信号によってオン・オフ制御して
いる。
Reference numeral 16a is a Pch MOSFET gate driving circuit, which is a P-channel MOSFET which controls the semiconductor switches by PWM.
In response to the chMOSFET drive signal, the transistor Qa
A gate signal is generated so as to control ON / OFF. Similarly, Nch MOSFET gate drive circuit 1
6b controls on / off the transistor Qb connected to the commutation diode D by a gate signal.

【0005】図17は、従来のDC−DCコンバータに
おける変換効率を示す図である。これは、図16に示す
ような同期整流型の降圧コンバータにおいて、直流電源
電圧Vin=3.6[V]、出力電圧Vout=2.5
[V]であって、それぞれ出力電流Ioutが30[m
A]と300[mA]との場合について、各種損失を計
算したものである。チョークコイルLのインダクタンス
は1[μH]、平滑コンデンサCのキャパシタンスは
4.7[μF]、スイッチング周波数は2.5[MH
z]として計算した。
FIG. 17 is a diagram showing conversion efficiency in a conventional DC-DC converter. This is because in the synchronous rectification type step-down converter as shown in FIG. 16, DC power supply voltage Vin = 3.6 [V] and output voltage Vout = 2.5.
[V] and the output current Iout is 30 [m]
Various losses are calculated for the cases of A] and 300 [mA]. The inductance of the choke coil L is 1 [μH], the capacitance of the smoothing capacitor C is 4.7 [μF], and the switching frequency is 2.5 [MH].
z].

【0006】各項目a〜gに示す損失は、DC−DCコ
ンバータを構成する半導体集積回路のパラメータで決ま
る値であり、項目h、iの損失はチョークコイルの特性
による。それぞれの損失の値をみると、項目a〜d及び
項目hでは出力電流が小さい場合に、ほぼ出力電流Iou
tの電流値に比例して小さくなっている。しかし、項目
e〜g及び項目iでは、電流値にかかわらず常に一定値
である。
The losses shown in the respective items a to g are values determined by the parameters of the semiconductor integrated circuit constituting the DC-DC converter, and the losses in the items h and i depend on the characteristics of the choke coil. Looking at the respective loss values, in the items a to d and the item h, when the output current is small, the output current Iou is almost
It decreases in proportion to the current value of t. However, the items e to g and the item i are always constant values regardless of the current value.

【0007】すなわち、出力電流Ioutが30[mA]
と300[mA]の場合を比較したとき、全損失は出力
電流及び出力パワーが1/10になっても、そこまで下
がらないため、負荷電流が小さいほど変換効率が低下す
ることになる。半導体集積回路のパラメータで決まる損
失項目a〜gに着目してみるとき、項目a〜dが出力電
流に関連した損失であるのに対して、項目e〜gは半導
体集積回路内部の寄生容量と入力電圧とで決まる損失で
あることが理由であると推測される。
That is, the output current Iout is 30 [mA].
When the output current and the output power are reduced to 1/10, the total efficiency does not fall to 1/10, and the conversion efficiency decreases as the load current decreases. Focusing on the loss items a to g determined by the parameters of the semiconductor integrated circuit, the items a to d are losses related to the output current, while the items e to g are parasitic capacitances inside the semiconductor integrated circuit. It is presumed that the reason is that the loss is determined by the input voltage.

【0008】このように、従来のDC−DCコンバータ
をPWM制御するときに、とりわけ負荷電流が小さいと
きの変換効率が低い。そこで、直流電源電圧を所定の直
流電圧値に変換するDC−DCコンバータとして、PW
M制御回路の場合と比較してスイッチング回数を減らせ
るPFM制御回路が用いられる場合がある。
As described above, when the conventional DC-DC converter is PWM-controlled, the conversion efficiency is low especially when the load current is small. Therefore, as a DC-DC converter for converting a DC power supply voltage into a predetermined DC voltage value, a PW
A PFM control circuit that can reduce the number of times of switching may be used as compared with the case of the M control circuit.

【0009】図18は、DC−DCコンバータへの駆動
信号を生成するためのPFM制御回路を示すブロック図
である。従来のPFM制御回路では、検出回路181で
出力信号Voutの電圧を監視し、検出回路181から出
力されるフィードバック信号Vfbの電圧が基準電圧信号
Vrefより下がったときに、比較回路182の比較信号
Vcmpがローレベルになる。ワンショットパルス発生回
路183では、比較信号Vcmpを受けて、ある一定のパ
ルス幅Twでゲートパルス信号Vpulseを生成してPc
hM0SFETQaをオンする。184は基準電圧信号
Vrefを出力する基準電圧回路である。
FIG. 18 is a block diagram showing a PFM control circuit for generating a drive signal to the DC-DC converter. In the conventional PFM control circuit, the detection circuit 181 monitors the voltage of the output signal Vout, and when the voltage of the feedback signal Vfb output from the detection circuit 181 falls below the reference voltage signal Vref, the comparison signal Vcmp of the comparison circuit 182. Becomes low level. The one-shot pulse generation circuit 183 receives the comparison signal Vcmp and generates a gate pulse signal Vpulse with a certain pulse width Tw to generate Pc.
Turn on hM0SFETQa. A reference voltage circuit 184 outputs the reference voltage signal Vref.

【0010】図19は、上述したPFM制御回路におけ
るPFM制御波形を示すタイミング図である。PFM制
御では、必要なときのみスイッチング動作を行わせるこ
とができるため、特に出力電流が小さい場合のコンバー
タとして用いられている。そして、PWM制御回路の場
合と比較してスイッチング回数を減らせることから、ス
イッチングに伴う損失を低減でき、変換効率が向上する
利点がある。
FIG. 19 is a timing chart showing PFM control waveforms in the PFM control circuit described above. Since the PFM control can perform the switching operation only when necessary, it is used as a converter especially when the output current is small. Since the number of times of switching can be reduced as compared with the case of the PWM control circuit, there is an advantage that the loss due to switching can be reduced and the conversion efficiency is improved.

【0011】従来から、このPFM制御回路をPWM制
御回路と一体に組み入れておいて、負荷に対する出力電
流の大きさに応じて、いずれか一方に切り替えてコンバ
ータを制御するように構成し、出力電流が小さい領域に
おいてもコンバータの変換効率を低下させない方法が知
られていた。
Conventionally, this PFM control circuit is integrally incorporated with a PWM control circuit, and the converter is controlled by switching to either one of them depending on the magnitude of the output current to the load. A method has been known in which the conversion efficiency of the converter is not reduced even in a small region.

【0012】図20は、PWM/PFM切替え制御によ
るDC−DCコンバータの構成を示す図である。負荷9
と接続されたDC−DCコンバータ10には、直流電源
Eから電源電圧Vinが供給されている。DC−DCコン
バータ10は、PWM制御回路15とPFM制御回路1
6とを備え、端子17から基準電圧信号Vrefが供給さ
れている。この基準電圧信号Vrefに基づいて、負荷9
に流れる出力電流の大きさを負荷判定回路18により判
定し、その結果を判定信号としてPWM制御回路15、
PFM制御回路16、及びマルチプレクサ(MUX)1
9に出力している。MUX19では判定信号に応じて、
軽負荷のときにはPFM制御を選択し、中〜重負荷のと
きはPWM制御を選択する。使用していない制御回路1
5,16は消費電流を削減する目的で、停止させること
も可能である。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a DC-DC converter under PWM / PFM switching control. Load 9
A power supply voltage Vin is supplied from a DC power supply E to the DC-DC converter 10 connected to the. The DC-DC converter 10 includes a PWM control circuit 15 and a PFM control circuit 1
6 and the reference voltage signal Vref is supplied from the terminal 17. Based on this reference voltage signal Vref, the load 9
The load determination circuit 18 determines the magnitude of the output current flowing to the PWM control circuit 15, and the result is used as a determination signal.
PFM control circuit 16 and multiplexer (MUX) 1
It is output to 9. In MUX19, depending on the judgment signal,
When the load is light, the PFM control is selected, and when the load is medium to heavy, the PWM control is selected. Control circuit 1 not used
It is also possible to stop 5 and 16 for the purpose of reducing current consumption.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したPWM/PF
M切替え制御によれば、軽負荷のときにはPFM制御回
路を使うことによって、変換効率の低下を防ぐことが可
能である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION PWM / PF described above
According to the M switching control, it is possible to prevent the conversion efficiency from decreasing by using the PFM control circuit when the load is light.

【0014】しかし、DC−DCコンバータにはPFM
制御を使用することができない用途もある。例えば、無
線を使う電子回路の電源として利用するときは、搬送波
や変調波の周波数と、DC−DCコンバータの発振周波
数やその高調波が干渉を起こさないよう、帯域を離す必
要がある。ところが、PFMモードでは負荷電流や入出
力電圧などの条件で発振周波数が変わることから、上述
した干渉が起こりうるため、PFM制御を使用すること
ができないという問題があった。
However, the PFM is used for the DC-DC converter.
In some applications, control cannot be used. For example, when it is used as a power source for an electronic circuit that uses radio waves, it is necessary to separate the bands so that the frequencies of the carrier wave and the modulated wave do not interfere with the oscillation frequency of the DC-DC converter and its harmonics. However, in the PFM mode, since the oscillation frequency changes depending on conditions such as load current and input / output voltage, the above-mentioned interference may occur, and there is a problem that PFM control cannot be used.

【0015】この発明の目的は、出力電流を流すスイッ
チング素子を複数のMOSFETで構成することによ
り、負荷電流が小さくなっても変換効率が低下しないよ
うにしたDC−DCコンバータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a DC-DC converter in which a switching element for flowing an output current is composed of a plurality of MOSFETs so that the conversion efficiency does not decrease even if the load current becomes small. .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、半導体スイッチをオン・オフ制御することによっ
て、所定の直流電圧値に変換された電源電圧を負荷に供
給するDC−DCコンバータが提供される。このDC−
DCコンバータは、複数のトランジスタのドレーン、ソ
ース、及び基板が共通に接続され、それぞれ分割された
ゲートを備える半導体スイッチと、前記半導体スイッチ
を構成する各トランジスタにゲート信号を供給して、前
記トランジスタをそれぞれ独立にオン・オフ制御するP
WM制御手段と、前記PWM制御手段に負荷判定信号を
供給することによって、前記トランジスタをオン・オフ
制御するイネーブル状態と常時オフするディスエーブル
状態とに切り替える切替え手段とから構成される。
In order to achieve the above object, there is provided a DC-DC converter for supplying a load with a power supply voltage converted into a predetermined DC voltage value by controlling ON / OFF of a semiconductor switch. To be done. This DC-
In the DC converter, a drain, a source, and a substrate of a plurality of transistors are commonly connected to each other, and a gate signal is supplied to each of the transistors forming the semiconductor switch and each of the transistors forming the semiconductor switch to supply the gate signal to the transistors. P that controls on / off independently
It is composed of a WM control means and a switching means for supplying a load determination signal to the PWM control means so as to switch between an enable state in which the transistor is turned on / off and a disable state in which the transistor is always turned off.

【0017】この発明のDC−DCコンバータによれ
ば、負荷電流の大きさに応じて使用するスイッチング素
子の数を変更し、負荷電流が小さいときには使用するス
イッチング素子の数を少なくすることで、主な損失要因
であるゲート・基板間の寄生容量による損失を減らし、
効率を上げることができる。
According to the DC-DC converter of the present invention, the number of switching elements used is changed according to the magnitude of the load current, and the number of switching elements used is reduced when the load current is small. The loss due to parasitic capacitance between the gate and the substrate, which is a major loss factor,
You can increase efficiency.

【0018】[0018]

【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、この発明の実施の形態で
ある同期整流型の降圧コンバータの構成を示す回路図で
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 structure of a synchronous rectification type step-down converter according to an embodiment of the present invention.

【0019】図1において、Vinは電圧値の変動する直
流電源電圧、Cは直流電源電圧Voutの脈動を抑える
平滑コンデンサ、Dは転流用のダイオード、Lは出力電
流平滑用のチョークコイル、Voutは負荷に印加される
出力電圧である。n個のPchM0SFETQp1〜Qpn
から構成される半導体スイッチQPは、先に図16にて
示した従来の降圧コンバータにおける主スイッチ素子に
相当する。半導体スイッチQPは、n個のトランジスタ
Qp1〜Qpnのドレーン、ソース、及び基板が共通に接続
され、分割された各ゲート端子はそれぞれ独立してPc
hM0SFETゲート駆動回路1に接続されている。
In FIG. 1, Vin is a DC power supply voltage whose voltage value fluctuates, C is a smoothing capacitor that suppresses pulsation of the DC power supply voltage Vout, D is a diode for commutation, L is a choke coil for smoothing output current, and Vout is Vout. This is the output voltage applied to the load. n PchM0SFETs Qp1 to Qpn
The semiconductor switch QP composed of 1 corresponds to the main switch element in the conventional step-down converter shown in FIG. In the semiconductor switch QP, the drains, sources, and substrates of the n transistors Qp1 to Qpn are commonly connected, and each divided gate terminal is independently Pc.
It is connected to the hM0SFET gate drive circuit 1.

【0020】また、同様にn個に分割されたNchM0
SFETQn1〜Qnnは、各ゲート端子がNchM0SF
ETゲート駆動回路2に接続され、転流用のダイオード
Dに対して各ドレーン、ソースが共通に接続された半導
体スイッチQNを構成している。ゲート駆動回路1,2
には、それぞれ後述するPWM制御回路からPchM0
SFET駆動信号3、及びNchM0SFET駆動信号
4が供給されている。これらの半導体スイッチを構成す
る各トランジスタQp1〜Qpn,Qn1〜Qnnは、ゲート駆
動回路1,2からのゲート信号によってそれぞれ独立に
オン・オフ制御される。
Similarly, NchM0 divided into n pieces
The gate terminals of SFETs Qn1 to Qnn are NchM0SF
A semiconductor switch QN, which is connected to the ET gate drive circuit 2 and has drains and sources commonly connected to the commutation diode D, is configured. Gate drive circuits 1 and 2
From the PWM control circuit, which will be described later, respectively.
The SFET drive signal 3 and the NchM0SFET drive signal 4 are supplied. The transistors Qp1 to Qpn and Qn1 to Qnn that form these semiconductor switches are independently turned on / off by gate signals from the gate drive circuits 1 and 2.

【0021】各ゲート駆動回路1,2は負荷判定回路5
に接続され、ここから負荷状態を判断するための負荷判
定信号Vloadが供給されている。負荷判定信号Vload
は、トランジスタQp1〜Qpn,Qn1〜Qnnをそれぞれオ
ン・オフ制御するイネーブル状態と常時オフするディス
エーブル状態とに切り替える。トランジスタQp1〜Qpn
のソースはVDD端子6と接続され、VDD端子6には
電圧値の変動する直流電源電圧Vinが印加される。トラ
ンジスタQp1〜Qpnのドレーンは、チョークコイルLを
介して出力端子7と接続されている。なお、VSS端子
8は接地されている。
The gate drive circuits 1 and 2 are load determination circuits 5
The load determination signal Vload for determining the load state is supplied from here. Load judgment signal Vload
Switches the transistors Qp1 to Qpn and Qn1 to Qnn between an enabled state in which they are on / off controlled and a disabled state in which they are always off. Transistors Qp1 to Qpn
Is connected to the VDD terminal 6, and the DC power supply voltage Vin whose voltage value varies is applied to the VDD terminal 6. The drains of the transistors Qp1 to Qpn are connected to the output terminal 7 via the choke coil L. The VSS terminal 8 is grounded.

【0022】PchM0SFETゲート駆動回路1で
は、PchMOSFET駆動信号3に基づいてトランジ
スタQp1〜Qpnをスイッチング制御するためのゲート信
号が生成されているが、負荷判定信号Vloadによって特
定の数のトランジスタをイネーブル状態にする。Nch
M0SFETゲート駆動回路2も、NchMOSFET
駆動信号4に基づいてトランジスタQn1〜Qnnのスイッ
チング制御を行うためのゲート信号を生成するととも
に、負荷判定信号Vloadによって特定の数のトランジス
タのみをイネーブル状態にして、それ以外は動作しない
ように制御している。すなわち、イネーブル状態ではト
ランジスタにゲート信号を出力してPWM制御するが、
ディスエーブル状態ではトランジスタがオフとなるよう
に信号を出力する。
In the PchM0SFET gate drive circuit 1, a gate signal for switching controlling the transistors Qp1 to Qpn is generated based on the PchMOSFET drive signal 3, but a specific number of transistors are enabled by the load determination signal Vload. To do. Nch
The M0SFET gate drive circuit 2 is also an Nch MOSFET.
A gate signal for performing switching control of the transistors Qn1 to Qnn is generated based on the drive signal 4, and only a specific number of transistors are enabled by the load determination signal Vload, and the other transistors are controlled not to operate. ing. That is, in the enabled state, the gate signal is output to the transistor to perform PWM control,
A signal is output so that the transistor is turned off in the disabled state.

【0023】このようにして、負荷判定回路5では、負
荷電流が小さいときはディスエーブル状態のトランジス
タ数を増やすように負荷判定信号Vloadを制御して、駆
動信号3,4が伝えられるトランジスタの数を減らし、
残りのトランジスタではオフ状態が保持される。したが
って、駆動信号3,4によって各ゲート端子の電位を決
定し、半導体スイッチをオン・オフ制御する場合に、D
C−DCコンバータの負荷電流が小さいときには、Nc
hMOSFETゲート駆動回路1,2においてディスエ
ーブル状態の数を増やすことにより、ゲート・基板容量
への充放電電流を減らして、損失を低減できる。このと
き、オン抵抗は大きくなるが、負荷電流が小さいので、
オン抵抗により増加する損失は僅かで済む。図2は、別
の降圧コンバータの構成を示す回路図である。図2にお
いて、Vinは電圧値の変動する直流電源電圧、Cは直流
電源電圧Voutの脈動を抑える平滑コンデンサ、QP
は主スイッチ素子を構成する複数のPchMOSFET
からなる半導体スイッチ、Dは転流用のダイオード(フ
ライホイルダイオード)、Lは出力電流平滑用のチョー
クコイル、Voutは負荷に印加される出力電圧である。
In this way, the load judgment circuit 5 controls the load judgment signal Vload so as to increase the number of disabled transistors when the load current is small, and the number of transistors to which the drive signals 3 and 4 are transmitted. Reduce
The remaining transistors are kept off. Therefore, when the potential of each gate terminal is determined by the drive signals 3 and 4 and the semiconductor switch is turned on / off, D
When the load current of the C-DC converter is small, Nc
By increasing the number of disabled states in the hMOSFET gate drive circuits 1 and 2, the charge / discharge current to the gate / substrate capacitance can be reduced and the loss can be reduced. At this time, the on-resistance increases, but the load current is small, so
The loss that increases due to the on-resistance is small. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of another step-down converter. In FIG. 2, Vin is a DC power supply voltage whose voltage value fluctuates, C is a smoothing capacitor that suppresses the pulsation of the DC power supply voltage Vout, and QP
Is a plurality of Pch MOSFETs that form the main switching element
Is a semiconductor switch, D is a diode for commutation (flywheel diode), L is a choke coil for smoothing output current, and Vout is an output voltage applied to a load.

【0024】図2では半導体スイッチQPとして、1つ
のトランジスタ(PchMOSFET)だけしか描いて
いないが、図1と同様に複数のトランジスタから構成さ
れているものである。また、PchMOSFETゲート
駆動回路1では、PchMOSFETをPWM制御する
ための駆動信号を受けて、半導体スイッチQPの各トラ
ンジスタをオン・オフ制御する複数のゲート信号が生成
される。
Although only one transistor (PchMOSFET) is shown as the semiconductor switch QP in FIG. 2, it is composed of a plurality of transistors as in FIG. In addition, the PchMOSFET gate drive circuit 1 receives a drive signal for PWM control of the PchMOSFET and generates a plurality of gate signals for ON / OFF controlling each transistor of the semiconductor switch QP.

【0025】図3は、昇圧コンバータの構成を示す回路
図である。この昇圧コンバータが図2の降圧コンバータ
と異なるのは、半導体スイッチQPに代えてダイオード
Dが、また、転流用のダイオードDに代えて複数のNc
hMOSFETから構成された半導体スイッチQNが用
いられている点である。この半導体スイッチQNをオン
・オフ制御する複数のゲート信号は、図1のものと同様
に、NchMOSFETゲート駆動回路2で生成されて
いる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the structure of the boost converter. This step-up converter differs from the step-down converter of FIG. 2 in that a diode D is used instead of the semiconductor switch QP, and a plurality of Nc is used instead of the diode D for commutation.
The point is that a semiconductor switch QN composed of hMOSFETs is used. A plurality of gate signals for controlling ON / OFF of the semiconductor switch QN are generated by the Nch MOSFET gate drive circuit 2 as in the case of FIG.

【0026】また、図3に示した回路の中のダイオード
Dをトランジスタに置き換えて、ダイオードの順方向電
流が流れる期間だけトランジスタをオンさせるようにし
た同期整流型の昇圧コンバータも広く知られている。
Further, there is widely known a synchronous rectification type boost converter in which the diode D in the circuit shown in FIG. 3 is replaced with a transistor and the transistor is turned on only during a period when a forward current of the diode flows. .

【0027】図4は、同期整流型の昇圧コンバータの構
成を示す回路図である。図4の昇圧コンバータでは、ダ
イオードDに対して複数のPchMOSFETからなる
半導体スイッチQPを接続し、この半導体スイッチQPを
ゲート駆動回路1からのゲート信号によってオン・オフ
制御している。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of a synchronous rectification type boost converter. In the boost converter of FIG. 4, a semiconductor switch QP including a plurality of Pch MOSFETs is connected to the diode D, and the semiconductor switch QP is on / off controlled by a gate signal from the gate drive circuit 1.

【0028】図1や図4におけるダイオードDは、それ
ぞれ半導体スイッチQN、QPの基板ダイオードを使うこ
とができる。また、順方向電圧を下げて損失を低減する
ために、外付けのショットキーダイオードを使う場合も
ある。
As the diode D in FIGS. 1 and 4, substrate diodes of the semiconductor switches QN and QP can be used, respectively. In addition, an external Schottky diode may be used in order to reduce the forward voltage to reduce the loss.

【0029】このようなDC−DCコンバータでは、出
力電圧と入力電圧との関係がトランジスタのオン・オフ
時間で決まる。例えば降圧コンバータにおいて、入出力
電圧の比Vout/Vinは、トランジスタのオン時間をTo
n、オフ時間をToffとすると、式(1)に示す関係があ
る。
In such a DC-DC converter, the relationship between the output voltage and the input voltage is determined by the on / off time of the transistor. For example, in a step-down converter, the ratio of input / output voltage Vout / Vin is the on time of the transistor
If n and the off time are Toff, the relationship shown in the equation (1) is established.

【0030】 Vout/Vin=Ton/(Ton+Toff) …(1) したがって、トランジスタのオン期間の割合(デューテ
ィ)をDutyとすると、入出力電圧の比Vout/Vinが式
(2)によって示される。
Vout / Vin = Ton / (Ton + Toff) (1) Therefore, when the ratio (duty) of the on period of the transistor is Duty, the ratio Vout / Vin of the input / output voltage is expressed by the equation (2).

【0031】 Vout/Vin=Duty …(2) 一方、昇圧コンバータでは、入出力電圧の関係は、次の
式(3)で表せる。
Vout / Vin = Duty (2) On the other hand, in the boost converter, the relationship between the input and output voltages can be expressed by the following equation (3).

【0032】 Vout/Vin=(Ton+Toff)/Toff=1/(1−Duty) …(3) 図5は、DC−DCコンバータへの駆動信号を生成する
ためのPWM制御回路を示すブロック図である。図中の
DC−DCコンバータ10は、図1〜図4に示したコン
バータのいずれかに相当する。負荷9と接続されたDC
−DCコンバータ10には、直流電源Eから電源電圧V
inが供給されている。
Vout / Vin = (Ton + Toff) / Toff = 1 / (1-Duty) (3) FIG. 5 is a block diagram showing a PWM control circuit for generating a drive signal to the DC-DC converter. . The DC-DC converter 10 in the figure corresponds to any of the converters shown in FIGS. DC connected to load 9
The DC converter 10 has a power supply voltage V from the DC power supply E.
in is supplied.

【0033】15はPWM制御回路であって、検出回路
51、誤差増幅回路52、比較回路53、基準電圧回路
54、及び三角波発振回路55を備えている。DC−D
Cコンバータ10の出力電圧Voutは、検出回路51に
より適当な値のフィードバック信号Vfbに変換され、誤
差増幅回路52に入力される。誤差増幅回路52には基
準電圧回路54から基準電圧信号Vrefが与えられてい
て、誤差増幅信号Verrを比較回路53に出力してい
る。三角波発振回路55からは、比較回路53に三角波
信号Vtriを供給しており、比較回路53では基準電圧
信号Vrefに基づいてPWM信号VpwmをDC−DCコン
バータ10に対して出力する。
A PWM control circuit 15 includes a detection circuit 51, an error amplification circuit 52, a comparison circuit 53, a reference voltage circuit 54, and a triangular wave oscillation circuit 55. DC-D
The output voltage Vout of the C converter 10 is converted into a feedback signal Vfb having an appropriate value by the detection circuit 51 and input to the error amplification circuit 52. The error amplification circuit 52 is supplied with the reference voltage signal Vref from the reference voltage circuit 54, and outputs the error amplification signal Verr to the comparison circuit 53. The triangular wave oscillation circuit 55 supplies the triangular wave signal Vtri to the comparison circuit 53, and the comparison circuit 53 outputs the PWM signal Vpwm to the DC-DC converter 10 based on the reference voltage signal Vref.

【0034】ここで、出力電圧Voutを決めるために使
われる基準電圧信号Vrefは、PWM制御回路15の内
部に集積化された基準電圧回路54から与えられている
が、PWM制御回路15の外部から与えられた信号を基
準電圧信号Vrefとする場合もある。また、この基準電
圧信号Vrefの値は、固定されている場合もあれば、変
化する場合もある。
Here, the reference voltage signal Vref used to determine the output voltage Vout is given from the reference voltage circuit 54 integrated inside the PWM control circuit 15, but from the outside of the PWM control circuit 15. The given signal may be used as the reference voltage signal Vref. The value of the reference voltage signal Vref may be fixed or may change.

【0035】図6は、図5のPWM制御回路における検
出回路の具体的構成を示す回路図である。この検出回路
51の入力端子510には、DC−DCコンバータ10
の出力電圧Voutが印加され、直列接続された抵抗Rb,
Rcによって分圧されて、出力端子511からフィード
バック信号Vfbとして出力される。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific structure of the detection circuit in the PWM control circuit of FIG. The DC-DC converter 10 is connected to the input terminal 510 of the detection circuit 51.
Output voltage Vout of the resistor Rb connected in series,
The voltage is divided by Rc and output from the output terminal 511 as a feedback signal Vfb.

【0036】図7は、図5のPWM制御回路における誤
差増幅回路の具体的構成を示す回路図である。誤差増幅
回路52は、オペアンプ520、フィードバック抵抗R
a、及びコンデンサCaから構成されていて、オペアンプ
520は、そのマイナス入力端子521に与えられてい
る基準電圧信号Vrefと、プラス入力端子522に入力
するフィードバック信号Vfbとの差を積分した値を、誤
差増幅信号Verrとして出力する働きがある。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific structure of the error amplifier circuit in the PWM control circuit of FIG. The error amplification circuit 52 includes an operational amplifier 520 and a feedback resistor R.
The operational amplifier 520 is composed of a and a capacitor Ca, and the operational amplifier 520 integrates a value obtained by integrating the difference between the reference voltage signal Vref applied to the negative input terminal 521 and the feedback signal Vfb input to the positive input terminal 522. It has a function of outputting as the error amplified signal Verr.

【0037】つぎに、DC−DCコンバータの制御動作
を説明する。図8は、図5のPWM制御回路におけるP
WM制御波形を示すタイミング図である。誤差増幅回路
52の誤差増幅信号Verrは、比較回路53で三角波信
号Vtriと比較される。三角波信号Vtriは、常に一定の
周期と最低電圧値、最高電圧値で発振を繰り返してい
る。
Next, the control operation of the DC-DC converter will be described. FIG. 8 shows P in the PWM control circuit of FIG.
It is a timing diagram which shows a WM control waveform. The error amplification signal Verr of the error amplification circuit 52 is compared with the triangular wave signal Vtri by the comparison circuit 53. The triangular wave signal Vtri constantly oscillates with a constant cycle, a minimum voltage value, and a maximum voltage value.

【0038】図8(a)には、入力電圧Vinの半分より
小さな出力電圧Voutを出力する場合、比較回路53の
出力であるPWM信号Vpwmのローレベル期間がハイレ
ベル期間より短くなることを示している。さらに、検出
回路51の出力端子511から得られるフィードバック
信号Vfbが基準電圧信号Vrefより高い場合にも、誤差
増幅回路52からの誤差増幅信号Verrが時間とともに
低下するので、PWM信号Vpwmのローレベル期間はさ
らに短くなる。図8(b)には、上記の場合とは逆の例
が示されている。
FIG. 8A shows that when the output voltage Vout smaller than half the input voltage Vin is output, the low level period of the PWM signal Vpwm output from the comparison circuit 53 becomes shorter than the high level period. ing. Further, even when the feedback signal Vfb obtained from the output terminal 511 of the detection circuit 51 is higher than the reference voltage signal Vref, the error amplification signal Verr from the error amplification circuit 52 decreases with time, so that the PWM signal Vpwm has a low level period. Becomes even shorter. FIG. 8B shows an example opposite to the above case.

【0039】このようにして形成されるPWM信号Vpw
mは、図2に示す降圧コンバータであればPchM0S
FETゲート駆動回路1に駆動信号として供給され、ス
イッチング素子としてのPchM0SFETQPを駆動
する。この場合のPchMOSFETゲート駆動回路1
は、通常はゲート信号に対するバッファ能力を高め、必
要に応じてゲート信号の電圧レベルを変換する機能を備
え、そこに入力する駆動信号(PWM信号Vpwm)と出
力されるゲート信号とは、ほぼ同じタイミングと極性に
なる。このため、図8(b)に示すように、出力電圧V
outが目標値より高く、誤差増幅信号Verrが大きくなる
場合であっても、PchM0SFETQPのオン時間を
短くして、フィードバック信号Vfbと基準電圧信号Vre
fとが等しくなるまで出力電圧Voutを低くするように、
PWM信号Vpwmによるフィードバック動作が働く。
The PWM signal Vpw thus formed
m is PchM0S for the step-down converter shown in FIG.
It is supplied as a drive signal to the FET gate drive circuit 1 to drive the PchM0SFETQP as a switching element. Pch MOSFET gate drive circuit 1 in this case
Usually has a function of increasing the buffering capability for the gate signal and converting the voltage level of the gate signal as necessary. The drive signal (PWM signal Vpwm) input to the gate signal and the output gate signal are almost the same. Timing and polarity. Therefore, as shown in FIG. 8B, the output voltage V
Even when out is higher than the target value and the error amplification signal Verr becomes large, the feedback signal Vfb and the reference voltage signal Vre are shortened by shortening the ON time of the PchM0SFETQP.
To reduce the output voltage Vout until f becomes equal,
The feedback operation by the PWM signal Vpwm works.

【0040】以上では、一般に知られているPWM制御
について説明したが、このようなPWM制御では、図2
に示す降圧コンバータについてだけでなく、図3に示す
昇圧コンバータや図1、図4の同期整流型のものについ
ても、同様にPWM信号Vpwmによるフィードバック動
作が働く。
Although the generally known PWM control has been described above, in such PWM control, FIG.
In addition to the step-down converter shown in FIG. 3, the step-up converter shown in FIG. 3 and the synchronous rectification type shown in FIGS. 1 and 4 similarly perform the feedback operation by the PWM signal Vpwm.

【0041】同期整流型の昇圧コンバータ、あるいは降
圧コンバータにおいて直流電源電圧を所定の直流電圧値
の出力電圧に変換する場合、スイッチング素子が2つ必
要とされるために、それぞれにゲート信号を生成しなけ
ればならない。例えば同期整流型の降圧コンバータ(図
1)では、2組のトランジスタQp1〜Qpn,Qn1〜Qnn
が同時にオンすれば入力側が短絡し、昇圧コンバータ
(図4)の場合には出力側が短絡してしまう。そのた
め、同期整流型のPWM制御回路では、スイッチング素
子を同時オンしないように、2つのゲート信号を生成す
る必要がある。
When converting a DC power supply voltage into an output voltage of a predetermined DC voltage value in a synchronous rectification type step-up converter or step-down converter, two switching elements are required, and therefore a gate signal is generated for each of them. There must be. For example, in a synchronous rectification type step-down converter (FIG. 1), two pairs of transistors Qp1 to Qpn and Qn1 to Qnn are used.
If both are turned on at the same time, the input side is short-circuited, and in the case of the boost converter (FIG. 4), the output side is short-circuited. Therefore, in the synchronous rectification type PWM control circuit, it is necessary to generate two gate signals so that the switching elements are not turned on at the same time.

【0042】図9は、同期整流型のコンバータへの駆動
信号を生成するPWM制御回路を示すブロック図であ
る。図5のPWM制御回路15に対応するブロックには
同一の符号を付けてある。デッドタイム生成回路90で
は、比較回路53の出力であるPWM信号Vpwmに基づ
いて、PchM0SFET駆動信号とNchM0SFE
T駆動信号とが生成される。このデッドタイム生成回路
90は、それぞれ同期整流型の降圧コンバータ(図1)
のゲート駆動回路1,2を介してトランジスタQp1〜Q
pn,Qn1〜Qnnのゲート端子と接続されている。
FIG. 9 is a block diagram showing a PWM control circuit for generating a drive signal for the synchronous rectification type converter. The blocks corresponding to the PWM control circuit 15 in FIG. 5 are given the same reference numerals. In the dead time generation circuit 90, the PchM0SFET drive signal and the NchM0SFE are driven based on the PWM signal Vpwm which is the output of the comparison circuit 53.
And a T drive signal is generated. The dead time generation circuit 90 is a synchronous rectification type step-down converter (FIG. 1).
Through the gate drive circuits 1 and 2 of the transistors Qp1 to Qp
It is connected to the gate terminals of pn and Qn1 to Qnn.

【0043】図10は、デッドタイム生成回路の具体的
構成を示す回路図であり、図11には、デッドタイムを
有するPWM制御波形のタイミング図を示している。P
WM信号Vpwmが供給される入力端子91はインバータ
INV1と接続され、インバータINV1は抵抗Rdを
介してインバータINV2と接続されるとともに、抵抗
Rdの一端はコンデンサCdを介して接地されている。ま
た、インバータINV2はオアゲートORaを介して出
力端子92と接続されるとともに、アンドゲートAND
aを介して出力端子93と接続されている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a specific structure of the dead time generation circuit, and FIG. 11 is a timing chart of the PWM control waveform having the dead time. P
The input terminal 91 to which the WM signal Vpwm is supplied is connected to the inverter INV1, the inverter INV1 is connected to the inverter INV2 via the resistor Rd, and one end of the resistor Rd is grounded via the capacitor Cd. Further, the inverter INV2 is connected to the output terminal 92 via the OR gate ORa, and the AND gate AND
It is connected to the output terminal 93 via a.

【0044】ここで、PWM信号Vpwmには、インバー
タINV1とインバータINV2の間で、抵抗Rdとコ
ンデンサCdによる遅延時間Tdが生じるが、その他の
遅延を無視できるものとする。図11に示すように、P
WM信号Vpwmが入力したとき出力端子92から出力さ
れるPchM0SFET駆動信号は、入力信号よりロー
レベルの期間がTdだけ短くなり、出力端子93からの
NchM0SFET駆動信号は、入力信号よりハイレベ
ルの期間がTdだけ短くなっている。この遅延時間Td
によって、同期整流型の降圧コンバータ(図1)であれ
ば、それぞれゲート駆動回路1,2からデッドタイムを
有するゲート信号が出力されることになり、両トランジ
スタQp1〜Qpn,Qn1〜Qnnが同時にオンしないように
PWM制御が実施される。
Here, the PWM signal Vpwm has a delay time Td due to the resistor Rd and the capacitor Cd between the inverter INV1 and the inverter INV2, but other delays can be ignored. As shown in FIG.
When the WM signal Vpwm is input, the PchM0SFET drive signal output from the output terminal 92 has a low level period shorter by Td than the input signal, and the NchM0SFET drive signal from the output terminal 93 has a high level period from the input signal. It is shortened by Td. This delay time Td
Thus, in the case of the synchronous rectification type step-down converter (FIG. 1), the gate signals having the dead time are output from the gate driving circuits 1 and 2, respectively, and both transistors Qp1 to Qpn and Qn1 to Qnn are turned on at the same time. PWM control is performed so as not to do so.

【0045】図12は、負荷判定回路5の具体的構成を
示す回路図である。図12(a)に示す例では、チョー
クコイルLと直列に検出抵抗Reが接続され、そこに出
力電流Ioutが流れたときに発生する検出抵抗Reの両端
電位差が用いられる。すなわち、検出抵抗Reの両端電
位差はオペアンプ151と抵抗Rf,Rg(いずれも抵抗
値をK1とする。)、及び抵抗Rh、Ri(いずれも抵抗
値をK2とする。)によって、(K2/K1)倍された
電位の信号として、オペアンプ151から出力される。
検出抵抗Reを流れる出力電流Ioutには振動成分が含ま
れるため、オペアンプ151の出力側には抵抗Rjとコ
ンデンサC2で構成されたローパスフィルタが接続さ
れ、これにより平滑化された平均値が取り出される。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a specific configuration of the load determination circuit 5. In the example shown in FIG. 12A, the detection resistor Re is connected in series with the choke coil L, and the potential difference across the detection resistor Re generated when the output current Iout flows therethrough is used. That is, the potential difference between both ends of the detection resistor Re is (K2 / K1) by the operational amplifier 151, the resistors Rf and Rg (both have resistance values K1), and the resistors Rh and Ri (both have resistance values K2). ) It is output from the operational amplifier 151 as a signal of the multiplied potential.
Since the output current Iout flowing through the detection resistor Re contains an oscillating component, a low-pass filter composed of the resistor Rj and the capacitor C2 is connected to the output side of the operational amplifier 151, and the smoothed average value is taken out. .

【0046】こうして、出力電流Ioutの平均値に比例
した電圧値を持つ負荷信号Sを、出力端子153から取
り出すことができる。負荷信号Sは、さらにコンパレー
タ152のプラス入力端子に与えられる。このコンパレ
ータ152のマイナス入力端子には、任意のレベルの基
準電圧信号Vref1が与えられて、基準電圧信号Vref1と
負荷信号Sとが比較され、出力端子154から負荷判定
信号Vloadとして出力される。この負荷判定信号Vload
は、負荷信号Sが基準電圧信号Vref1より低ければ、D
C−DCコンバータ10に接続された負荷9は軽負荷、
高ければ中・重負荷として処理される。
In this way, the load signal S having a voltage value proportional to the average value of the output current Iout can be taken out from the output terminal 153. The load signal S is further given to the plus input terminal of the comparator 152. A reference voltage signal Vref1 of an arbitrary level is applied to the minus input terminal of the comparator 152, the reference voltage signal Vref1 is compared with the load signal S, and the load determination signal Vload is output from the output terminal 154. This load determination signal Vload
If the load signal S is lower than the reference voltage signal Vref1, D
The load 9 connected to the C-DC converter 10 is a light load,
If it is high, it is treated as medium or heavy load.

【0047】図12(b)に示す負荷判定回路は、図7
に示す誤差増幅回路52に相当する回路部分と、コンパ
レータ155とによって構成されている。すなわち、オ
ペアンプ520の誤差増幅信号Verrを基準電圧信号Vr
ef1とコンパレータ155で比較して、出力端子156
から負荷判定信号Vloadが出力される。
The load determination circuit shown in FIG.
A circuit portion corresponding to the error amplification circuit 52 shown in FIG. That is, the error amplified signal Verr of the operational amplifier 520 is set to the reference voltage signal Vr.
Output terminal 156 by comparing with ef1 and comparator 155
Outputs a load determination signal Vload.

【0048】ところで、以上のようなDC−DCコンバ
ータ10では、その変換効率は重要な特性の一つであ
る。いま、DC−DCコンバータ10における電圧変換
のときに生じる全損失をPtotal、入力電流をIin、出
力電流をIoutとするとき、変換効率は次の式(4)で
表される。
By the way, in the above DC-DC converter 10, the conversion efficiency is one of the important characteristics. Now, assuming that the total loss generated at the time of voltage conversion in the DC-DC converter 10 is Ptotal, the input current is Iin, and the output current is Iout, the conversion efficiency is represented by the following formula (4).

【0049】 (Vout*Iout)/(Vin*Iin) =(Vout*Iout)/(Ptotal+Vout*Iout)…(4) (第二の実施の形態)図13は、降圧コンバータのPc
hM0SFETを駆動するためのゲート駆動回路の具体
的構成を示す回路図である。
(Vout * Iout) / (Vin * Iin) = (Vout * Iout) / (Ptotal + Vout * Iout) (4) (Second Embodiment) FIG. 13 shows a step-down converter Pc.
It is a circuit diagram which shows the specific structure of the gate drive circuit for driving hM0SFET.

【0050】PchM0SFETゲート駆動回路1は、
オアゲートOR1〜ORn-1、バッファゲートBUF
と、各オアゲートOR1〜ORn-1を制御するコンパレ
ータCMP1〜CMPn-1と、抵抗R0〜Rn-1によりn
−1個の基準電圧をコンパレータCMP1〜CMPn-1
のプラスの入力端子に与える抵抗ラダーとから構成され
ている。このPchMOSFETゲート駆動回路1は、
n個のPchM0SFETQp1〜Qpnのゲート端子に接
続される出力端子101,102,103…104,1
05、PchM0SFET駆動信号3が供給される駆動
信号入力端子11、電源電圧VDDが印加される電源端
子12、及び負荷判定信号Vloadが供給される制御端子
13を備えている。
The PchM0SFET gate drive circuit 1 is
OR gates OR1 to ORn-1, buffer gate BUF
N by comparators CMP1 to CMPn-1 for controlling the OR gates OR1 to ORn-1 and resistors R0 to Rn-1.
-1 reference voltage to comparators CMP1 to CMPn-1
It consists of a resistor ladder that feeds the positive input terminal of the. This Pch MOSFET gate drive circuit 1 is
Output terminals 101, 102, 103 ... 104, 1 connected to the gate terminals of n PchM0SFETs Qp1 to Qpn
05, a drive signal input terminal 11 to which the PchM0SFET drive signal 3 is supplied, a power supply terminal 12 to which the power supply voltage VDD is applied, and a control terminal 13 to which the load determination signal Vload is supplied.

【0051】抵抗ラダーから各コンパレータCMP1〜
CMPn-1に設定される電位をそれぞれVp1,Vp2〜Vp
n-1とすると、これらの電位の間には以下の関係があ
る。 Vp1>Vp2>…>Vpn-1 …(5) ここでは、各コンパレータCMP1〜CMPn-1に所定
のヒステリシス機能を持たせることにより、出力信号を
安定化させることが可能である。
From the resistance ladder, each comparator CMP1 to
The potentials set in CMPn-1 are Vp1, Vp2 to Vp, respectively.
Given n-1, the following relationships exist between these potentials. Vp1>Vp2>...> Vpn-1 (5) Here, it is possible to stabilize the output signal by providing each of the comparators CMP1 to CMPn-1 with a predetermined hysteresis function.

【0052】つぎに、図13に示したゲート駆動回路の
動作を説明する。上述したように、負荷判定回路5から
は出力電流Ioutが増えるにしたがって、制御端子13
に供給される負荷判定信号Vloadの電位が上昇する。い
ま、負荷判定信号Vloadの電位が Vp2>Vload>Vp3 のとき、PchM0SFETゲート駆動回路1のコンパ
レータCMP1、CMP2はハイレベルを出力し、コン
パレータCMP3〜CMPn-1はローレベルを出力す
る。
Next, the operation of the gate drive circuit shown in FIG. 13 will be described. As described above, as the output current Iout from the load determination circuit 5 increases, the control terminal 13
The potential of the load determination signal Vload supplied to the circuit rises. Now, when the potential of the load determination signal Vload is Vp2>Vload> Vp3, the comparators CMP1 and CMP2 of the PchM0SFET gate drive circuit 1 output a high level and the comparators CMP3 to CMPn-1 output a low level.

【0053】その結果、PchM0SFETゲート駆動
回路1の出力端子101,102は、オアゲートOR
1,OR2によってハイレベルに固定されるが、それ以
外の出力端子103〜105では、PchM0SFET
駆動信号3に応じたスイッチング信号がゲート信号とし
て出力される。
As a result, the output terminals 101 and 102 of the PchM0SFET gate drive circuit 1 are OR gate OR.
It is fixed at a high level by 1 and OR2, but at the other output terminals 103 to 105, PchM0SFET
A switching signal according to the drive signal 3 is output as a gate signal.

【0054】図2の降圧コンバータでは、ゲート駆動回
路1から出力されるゲート信号により、n個のPchM
0SFETQp1〜Qpnのうち、Qp1,Qp2はオフ状態を
保ち、残りの(n−2)個のトランジスタQp3〜Qpnだ
けが通常のオン・オフ動作を行う。したがって、軽負荷
時にスイッチング動作するMOSFETの割合を減らし
て、ゲート容量での充放電損失を低減でき、コンバータ
の変換効率を高めることができる。 (第三の実施の形態)図14は、NchM0SFETゲ
ート駆動回路の一例を示す構成図である。
In the step-down converter of FIG. 2, the gate signal output from the gate drive circuit 1 causes n PchMs.
Of the 0SFETs Qp1 to Qpn, Qp1 and Qp2 remain off, and only the remaining (n-2) transistors Qp3 to Qpn perform normal on / off operation. Therefore, it is possible to reduce the ratio of MOSFETs that perform switching operation at a light load, reduce the charge / discharge loss in the gate capacitance, and improve the conversion efficiency of the converter. (Third Embodiment) FIG. 14 is a block diagram showing an example of an NchM0SFET gate drive circuit.

【0055】NchM0SFETゲート駆動回路2は、
n−1個のアンドゲートAND1〜ANDn-1とバッフ
ァゲートBUF、アンドゲートAND1〜ANDn-1を
制御するコンパレータCMP1〜CMPn-1、抵抗R0
〜Rn-1によりn−1個の基準電圧をコンパレータCM
P1〜CMPn-1のマイナスの入力端子に与える抵抗ラ
ダーから構成されている。このNchM0SFETゲー
ト駆動回路2は、n個のNchM0SFETQn1〜Qnn
のゲート端子と接続される出力端子201,202,2
03…204,205、NchM0SFET駆動信号4
が供給される入力端子21、電源電圧VDDが印加され
る端子22、負荷判定信号Vloadが入力する制御端子2
3を備えている。
The NchM0SFET gate drive circuit 2 is
n-1 AND gates AND1 to ANDn-1 and a buffer gate BUF, comparators CMP1 to CMPn-1 which control the AND gates AND1 to ANDn-1, and a resistor R0
~ Rn-1 allows comparator CM for n-1 reference voltage
It is composed of a resistance ladder which is applied to the negative input terminals of P1 to CMPn-1. This NchM0SFET gate drive circuit 2 includes n NchM0SFETs Qn1 to Qnn.
Output terminals 201, 202, 2 connected to the gate terminals of the
03 ... 204, 205, Nch M0SFET drive signal 4
Input terminal 21, to which the power supply voltage VDD is applied, and a control terminal 2 to which the load determination signal Vload is input
Equipped with 3.

【0056】各コンパレータCMP1〜CMPn-1に抵
抗ラダーから与えられている電位をそれぞれVn1,Vn2
〜Vnn-1とすると、これらの間には以下の関係がある。 Vn1>Vn2>…>Vnn-1 …(6) ここでは、各コンパレータCMP1〜CMPn-1に所定
のヒステリシス機能を持たせることにより、出力信号を
安定化させることが可能である。また、実施の形態2で
説明した場合と同様に、図3の昇圧コンバータでは、ゲ
ート駆動回路2から出力されるゲート信号により、n個
のNchM0SFETQn1〜Qnnのうち、Qn1,Qn2は
オフ状態を保ち、残りの(n−2)個のトランジスタQ
n3〜Qnnだけが通常のオン・オフ動作を行うことにな
る。したがって、軽負荷時にスイッチング動作するMO
SFETの割合を減らして、ゲート容量での充放電損失
を低減でき、コンバータの変換効率を高めることができ
る。 (第四の実施の形態)図15は、同期整流型の降圧コン
バータにおけるPch/NchM0SFETのゲート駆
動回路の具体的構成を示す回路図である。ここでは、P
chMOSFET及びNchMOSFETをそれぞれ独
立にオン・オフ制御するn−1個のオアゲートOR1〜
ORn-1、及びアンドゲートAND1〜ANDn-1に対し
て、抵抗ラダー、及び複数のコンパレータCMP1〜C
MPn-1が共通に設けられている。また、これらのコン
パレータCMP1〜CMPn-1も、出力信号を安定化さ
せるためのヒステリシス機能を持っている。
The potentials given to the comparators CMP1 to CMPn-1 from the resistance ladder are Vn1 and Vn2, respectively.
.About.Vnn-1, the following relationships exist between them. Vn1>Vn2>...> Vnn-1 (6) Here, the output signal can be stabilized by providing each of the comparators CMP1 to CMPn-1 with a predetermined hysteresis function. Further, similarly to the case described in the second embodiment, in the step-up converter of FIG. 3, the gate signal output from the gate drive circuit 2 causes Qn1 and Qn2 of the n Nch M0SFETs Qn1 to Qnn to remain off. , The remaining (n-2) transistors Q
Only n3 to Qnn will perform normal on / off operation. Therefore, MO that performs switching operation at light load
By reducing the ratio of SFETs, the charge / discharge loss in the gate capacitance can be reduced, and the conversion efficiency of the converter can be increased. (Fourth Embodiment) FIG. 15 is a circuit diagram showing a specific configuration of a gate drive circuit for a Pch / Nch M0SFET in a synchronous rectification type step-down converter. Here, P
n-1 OR gates OR1 to OR1, which independently control on / off of the chMOSFET and the NchMOSFET, respectively.
A resistance ladder and a plurality of comparators CMP1 to CMP for ORn-1 and AND gates AND1 to ANDn-1
MPn-1 is provided in common. Further, these comparators CMP1 to CMPn-1 also have a hysteresis function for stabilizing the output signal.

【0057】図15に示したゲート駆動回路の動作を説
明する。図12で説明したように、負荷判定回路5から
供給される負荷判定信号S1は、出力電流Ioutが増える
にしたがってその電位が上昇するものとする。いま、負
荷判定信号Vloadの電位が Vn2>Vload>Vn3 のとき、PchM0SFETゲート駆動回路1のコンパ
レータCMP1,CMP2はハイレベルを出力し、コン
パレータCMP3〜CMPn-1はローレベルを出力す
る。一方、NchM0SFETゲート駆動回路2のコン
パレータCMP1,CMP2からはローレベルが出力さ
れ、コンパレータCMP3〜CMPn-1からはハイレベ
ル信号が出力される。
The operation of the gate drive circuit shown in FIG. 15 will be described. As described with reference to FIG. 12, it is assumed that the load determination signal S1 supplied from the load determination circuit 5 has its potential increased as the output current Iout increases. Now, when the potential of the load determination signal Vload is Vn2>Vload> Vn3, the comparators CMP1 and CMP2 of the PchM0SFET gate drive circuit 1 output a high level and the comparators CMP3 to CMPn-1 output a low level. On the other hand, low levels are output from the comparators CMP1 and CMP2 of the NchM0SFET gate drive circuit 2, and high level signals are output from the comparators CMP3 to CMPn-1.

【0058】その結果、PchM0SFETゲート駆動
回路1の出力端子101,102は、オアゲートOR
1,OR2によってハイレベルに固定されるが、それ以
外の出力端子103〜105では、PchM0SFET
駆動信号3に応じたスイッチング信号がゲート信号とし
て出力される。一方、NchM0SFETゲート駆動回
路2の出力端子201,202は、アンドゲートAND
1,AND2によってローレベルに固定されるが、それ
以外の出力端子103〜105では、NchM0SFE
T駆動信号4に応じたスイッチング信号がゲート信号と
して出力される。
As a result, the output terminals 101 and 102 of the PchM0SFET gate drive circuit 1 are OR gate OR.
It is fixed at a high level by 1 and OR2, but at the other output terminals 103 to 105, PchM0SFET
A switching signal according to the drive signal 3 is output as a gate signal. On the other hand, the output terminals 201 and 202 of the NchM0SFET gate drive circuit 2 are AND gate AND
1, and it is fixed at a low level by AND2, but at the other output terminals 103 to 105, NchM0SFE
A switching signal corresponding to the T drive signal 4 is output as a gate signal.

【0059】図1の同期整流型の降圧コンバータは、P
chMOSFETゲート駆動回路1から出力されるゲー
ト信号により、n個のPchM0SFETQp1〜Qpnの
うち、Qp1,Qp2はオフ状態を保ち、残りの(n−2)
個のトランジスタQp3〜Qpnだけが通常のオン・オフ動
作を行う。同様に、ゲート駆動回路2から出力されるゲ
ート信号により、n個のNchM0SFETQn1〜Qnn
のうち、Qn1,Qn2はオフ状態を保ち、残りの(n−
2)個のトランジスタQn3〜Qnnだけが通常のオン・オ
フ動作を行う。
The synchronous rectification type step-down converter of FIG.
Due to the gate signal output from the chMOSFET gate drive circuit 1, of the n Pch M0SFETs Qp1 to Qpn, Qp1 and Qp2 are kept in the off state, and the remaining (n-2)
Only the transistors Qp3 to Qpn perform normal on / off operation. Similarly, by the gate signal output from the gate drive circuit 2, n Nch M0SFETs Qn1 to Qnn are output.
Of these, Qn1 and Qn2 remain off, and the remaining (n-
2) Only the transistors Qn3 to Qnn perform normal on / off operation.

【0060】このようにして、負荷判定信号Vloadの電
圧レベルに応じて、駆動信号3,4により実際にスイッ
チング動作するトランジスタの数が変化するようになる
ので、図1、或いは図2に示す同期整流型の降圧コンバ
ータに適用した場合に、軽負荷時にスイッチング動作す
るMOSFETの割合を減らして、ゲート容量での充放
電損失を低減でき、コンバータの変換効率を高めること
ができる。
In this way, the number of transistors actually switched by the drive signals 3 and 4 is changed according to the voltage level of the load determination signal Vload, so that the synchronization shown in FIG. 1 or FIG. When applied to a rectification type step-down converter, it is possible to reduce the ratio of MOSFETs that perform switching operation at light load, reduce charge / discharge loss in gate capacitance, and improve conversion efficiency of the converter.

【0061】つぎに、この発明において、従来のコンバ
ータにおける変換効率を、どの程度まで高めることがで
きるかについて説明する。いま、軽負荷時にスイッチン
グ動作するMOSFETの割合が四分の一に減った場合
を考える。このとき、Vin=3.6[V]、Vout=
2.5[V]で、出力電流Ioutが30[mA]であっ
たとして、PchM0SFETのオン抵抗損失(図17
に示す項目a)については、オン抵抗が4倍になるた
め、1[mW]から4[mW]に増える。しかし、Pc
hM0SFETのゲート容量損失(項目e)は、20
[mW]から5[mW]に低減される。
Next, the extent to which the conversion efficiency of the conventional converter can be increased in the present invention will be described. Now, consider a case where the ratio of MOSFETs that perform switching operation at a light load is reduced to a quarter. At this time, Vin = 3.6 [V], Vout =
Assuming that the output current Iout is 30 [mA] at 2.5 [V], the ON resistance loss of the PchM0SFET (see FIG. 17).
For item a) shown in (1), since the on-resistance is quadrupled, it increases from 1 [mW] to 4 [mW]. However, Pc
The gate capacitance loss (item e) of hM0SFET is 20
It is reduced from [mW] to 5 [mW].

【0062】同様に、NchM0SFETのオン抵抗が
4倍になるため、そのオン抵抗損失(項目c)は1[m
W]から4[mW]に増える。しかし、ゲート容量損失
(項目g)は10[mW]から2.5[mW]に低減さ
れる。その結果、全損失(項目j)について考えると、
差引きで16.5[mW]だけ損失を減らすことがで
き、効率(項目l)は約10%アップして68.7%と
なる。
Similarly, since the on-resistance of the NchM0SFET is quadrupled, its on-resistance loss (item c) is 1 [m
W] to 4 [mW]. However, the gate capacitance loss (item g) is reduced from 10 [mW] to 2.5 [mW]. As a result, considering the total loss (item j),
By subtracting, the loss can be reduced by 16.5 [mW], and the efficiency (item l) is increased by about 10% to 68.7%.

【0063】以上では、軽負荷時にスイッチング動作す
るトランジスタの割合を四分の一に減らす場合について
説明したが、半導体スイッチのゲート容量への充放電電
流による損失電力と、半導体スイッチのオン抵抗による
損失電力との比が1に等しくなるように、PchM0S
FET及びNchM0SFETのサイズを変更すること
によって、損失電力の和(全損失)を最小にすることが
できる。そのため、予め各電流値における各損失を見積
って、軽負荷時にスイッチング動作するトランジスタの
割合をどのように設定するかを決めておくことによっ
て、一層高い変換効率となる。
In the above, the case where the ratio of the transistors that perform the switching operation at a light load is reduced to 1/4 has been described. However, the loss power due to the charge / discharge current to the gate capacitance of the semiconductor switch and the loss due to the on resistance of the semiconductor switch are described. PchM0S so that the ratio to power is equal to 1.
By changing the size of the FET and the NchM0SFET, the total loss power (total loss) can be minimized. Therefore, by estimating each loss at each current value in advance and deciding how to set the ratio of transistors that perform switching operation at light load, higher conversion efficiency can be achieved.

【0064】以上、この発明の効果を同期整流型のコン
バータについて説明したが、同期整流を用いないタイプ
のコンバータであっても、同様に高い変換効率を実現で
きる効果がある。
Although the effect of the present invention has been described above for the synchronous rectification type converter, even a converter of a type that does not use synchronous rectification has the effect of similarly achieving high conversion efficiency.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明のDC
−DCコンバータによれば、軽負荷時にスイッチングす
るMOSFETの割合を減らすことで、ゲート容量への
充放電損失を減らし、変換効率を上げる効果がある。
As described above, the DC of the present invention
According to the -DC converter, by reducing the proportion of MOSFETs that switch at a light load, there is an effect of reducing charge / discharge loss to the gate capacitance and increasing conversion efficiency.

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

【図1】この発明の実施の形態である同期整流型の降圧
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a synchronous rectification type step-down converter according to an embodiment of the present invention.

【図2】別の降圧コンバータの構成を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of another step-down converter.

【図3】昇圧コンバータの構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a boost converter.

【図4】同期整流型の昇圧コンバータの構成を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a synchronous rectification type boost converter.

【図5】DC−DCコンバータへの駆動信号を生成する
ためのPWM制御回路を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a PWM control circuit for generating a drive signal for a DC-DC converter.

【図6】図5のPWM制御回路における検出回路の具体
的構成を示す回路図である。
6 is a circuit diagram showing a specific configuration of a detection circuit in the PWM control circuit of FIG.

【図7】図5のPWM制御回路における誤差増幅回路の
具体的構成を示す回路図である。
7 is a circuit diagram showing a specific configuration of an error amplification circuit in the PWM control circuit of FIG.

【図8】図5のPWM制御回路におけるPWM制御波形
を示すタイミング図である。
8 is a timing diagram showing PWM control waveforms in the PWM control circuit of FIG.

【図9】同期整流型のコンバータへの駆動信号を生成す
るPWM制御回路を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a PWM control circuit that generates a drive signal for a synchronous rectification converter.

【図10】図9のPWM制御回路におけるデッドタイム
生成回路の具体的構成を示す回路図である。
10 is a circuit diagram showing a specific configuration of a dead time generation circuit in the PWM control circuit of FIG.

【図11】図9のPWM制御回路におけるデッドタイム
を有するPWM制御波形を示すタイミング図である。
11 is a timing diagram showing a PWM control waveform having a dead time in the PWM control circuit of FIG.

【図12】負荷判定回路の具体的構成を示す回路図であ
る。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a specific configuration of a load determination circuit.

【図13】降圧コンバータのPchM0SFETを駆動
するためのゲート駆動回路の具体的構成を示す回路図で
ある。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a specific configuration of a gate drive circuit for driving a PchM0SFET of a step-down converter.

【図14】昇圧コンバータのNchM0SFETを駆動
するためのゲート駆動回路の具体的構成を示す回路図で
ある。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a specific configuration of a gate drive circuit for driving NchM0SFET of the boost converter.

【図15】図1の同期整流型の降圧コンバータにおける
Pch/NchM0SFETのゲート駆動回路の具体的
構成を示す回路図である。
15 is a circuit diagram showing a specific configuration of a gate drive circuit of Pch / Nch M0SFET in the synchronous rectification type step-down converter of FIG.

【図16】従来の降圧コンバータの構成を示す回路図で
ある。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional step-down converter.

【図17】従来のDC−DCコンバータにおける変換効
率を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing conversion efficiency in a conventional DC-DC converter.

【図18】DC−DCコンバータへの駆動信号を生成す
るためのPFM制御回路を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a PFM control circuit for generating a drive signal for a DC-DC converter.

【図19】図18のPFM制御回路におけるPFM制御
波形を示すタイミング図である。
19 is a timing diagram showing PFM control waveforms in the PFM control circuit of FIG.

【図20】PWM/PFM切り替え制御によるDC−D
Cコンバータの構成を示す図である。
FIG. 20: DC-D by PWM / PFM switching control
It is a figure which shows the structure of a C converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PchM0SFETゲート駆動回路 2 NchM0SFETゲート駆動回路 3 PchM0SFET駆動信号 4 NchM0SFET駆動信号 5 負荷判定回路 L チョークコイル C 平滑コンデンサ 6 VDD端子 7 出力端子 8 VSS端子 9 負荷 10 DC−DCコンバータ 11 駆動信号入力端子 12 抵抗ラダーの電源端子 13 制御端子 Vload 負荷判定信号 D ダイオード OR1〜ORn−1 オアゲート BUF バッファゲート CMP1〜CMPn−1 コンパレータ AND1〜ANDn−1 アンドゲート INV1,INV2 インバータ 51 検出回路 52 誤差増幅回路 53 比較回路 54 基準電圧回路 55 三角波発振回路 90 デッドタイム生成回路 1 PchM0SFET gate drive circuit 2 Nch M0SFET gate drive circuit 3 PchM0SFET drive signal 4 Nch M0SFET drive signal 5 Load judgment circuit L choke coil C smoothing capacitor 6 VDD terminal 7 output terminals 8 VSS terminal 9 load 10 DC-DC converter 11 Drive signal input terminal 12 Resistance ladder power supply terminal 13 Control terminal Vload load judgment signal D diode OR1 to ORn-1 OR gate BUF buffer gate CMP1 to CMPn-1 comparator AND1-ANDn-1 AND gate INV1, INV2 inverter 51 detection circuit 52 Error amplification circuit 53 Comparison circuit 54 Reference voltage circuit 55 Triangle wave oscillator 90 Dead time generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H006 CA02 CA07 CA12 CA13 CB03 CB07 CB09 CC02 DA04 5H730 AA14 AA16 AS01 AS04 AS05 BB13 BB14 BB57 BB98 DD04 DD12 DD13 DD17 DD26 DD32 EE07 EE08 EE10 EE13 EE60 FD01 FF02 FG05 FG07 FG22 XX05 XX36    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H006 CA02 CA07 CA12 CA13 CB03                       CB07 CB09 CC02 DA04                 5H730 AA14 AA16 AS01 AS04 AS05                       BB13 BB14 BB57 BB98 DD04                       DD12 DD13 DD17 DD26 DD32                       EE07 EE08 EE10 EE13 EE60                       FD01 FF02 FG05 FG07 FG22                       XX05 XX36

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体スイッチをオン・オフ制御するこ
とによって、所定の直流電圧値に変換された電源電圧を
負荷に供給するDC−DCコンバータにおいて、 複数のトランジスタのドレーン、ソース、及び基板が共
通に接続され、それぞれ分割されたゲートを備える半導
体スイッチと、 前記半導体スイッチを構成する各トランジスタにゲート
信号を供給して、前記トランジスタをそれぞれ独立にオ
ン・オフ制御するPWM制御手段と、 前記PWM制御手段に負荷判定信号を供給することによ
って、前記トランジスタをオン・オフ制御するイネーブ
ル状態と常時オフするディスエーブル状態とに切り替え
る切替え手段と、 を備えることを特徴とするDC−DCコンバータ。
1. In a DC-DC converter for supplying a load with a power supply voltage converted into a predetermined DC voltage value by controlling ON / OFF of a semiconductor switch, a drain, a source, and a substrate of a plurality of transistors are common. And a PWM control unit that supplies a gate signal to each of the transistors that form the semiconductor switch and that controls the transistors independently to turn on and off, and A DC-DC converter, comprising: switching means for switching between an enable state for ON / OFF controlling the transistor and a disable state for always turning off the transistor by supplying a load determination signal to the means.
【請求項2】 前記切替え手段は、前記半導体スイッチ
のゲート容量への充放電電流による損失電力と、前記半
導体スイッチのオン抵抗による損失電力との比を1に近
づけるように、前記ディスエーブル状態のトランジスタ
数を制御することを特徴とする請求項1記載のDC−D
Cコンバータ。
2. The switching means is in the disabled state so that the ratio of the power loss due to the charge / discharge current to the gate capacitance of the semiconductor switch and the power loss due to the ON resistance of the semiconductor switch approaches 1 The DC-D according to claim 1, wherein the number of transistors is controlled.
C converter.
【請求項3】 前記半導体スイッチは、複数のPチャネ
ル型の金属酸化物電界効果型トランジスタ(PchMO
SFET)によって構成され、 所定の直流電圧値に降圧された電源電圧を負荷に供給す
ることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバー
タ。
3. The semiconductor switch comprises a plurality of P-channel type metal oxide field effect transistors (PchMO).
2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is configured by an SFET and supplies a power supply voltage reduced to a predetermined DC voltage value to a load.
【請求項4】 前記半導体スイッチは、 複数のNチャネル型の金属酸化物電界効果型トランジス
タ(NchMOSFET)によって構成され、 所定の直流電圧値に昇圧された電源電圧を負荷に供給す
ることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバー
タ。
4. The semiconductor switch comprises a plurality of N-channel type metal oxide field effect transistors (NchMOSFETs), and supplies a power supply voltage boosted to a predetermined DC voltage value to a load. The DC-DC converter according to claim 1.
【請求項5】 前記半導体スイッチは、 複数のPchMOSFET、及び複数のNchMOSF
ETによって、同期整流トランジスタとして構成されて
いることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバ
ータ。
5. The semiconductor switch comprises a plurality of Pch MOSFETs and a plurality of NchMOSFs.
The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is configured as a synchronous rectification transistor by ET.
【請求項6】 前記切替え手段は、 電源・グランド間に直列に接続された抵抗ラダーと、 前記抵抗ラダーで生成される複数の電位がそれぞれ一方
入力端子に接続されるとともに、チョークコイルに直列
に接続した抵抗の両端に生成される電位差を対接地電位
に変換し、積分した電圧が他方入力端子に接続される複
数のコンパレータと、 前記複数のコンパレータの出力信号によって前記各トラ
ンジスタのゲート信号を制御して、イネーブル/ディス
エーブル状態を決定するゲート回路と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコ
ンバータ。
6. The switching means includes a resistance ladder connected in series between a power supply and a ground, and a plurality of potentials generated by the resistance ladder are connected to one input terminal, respectively, and are connected in series to a choke coil. A plurality of comparators that convert the potential difference generated across the connected resistors to the ground potential and the integrated voltage is connected to the other input terminal, and control the gate signal of each transistor by the output signals of the plurality of comparators. The DC-DC converter according to claim 1, further comprising: a gate circuit that determines an enable / disable state.
【請求項7】 前記切替え手段は、 電源・グランド間に直列に接続された抵抗ラダーと、 前記抵抗ラダーで生成される複数の電位がそれぞれ一方
入力端子に接続されるとともに、前記負荷に供給される
出力電圧に比例するフィードバック電圧と、前記出力電
圧を決めるために用いられる基準電圧との差を積分した
電圧が他方入力端子に接続される複数のコンパレータ
と、 前記複数のコンパレータの出力信号によって前記各トラ
ンジスタのゲート信号を制御して、イネーブル/ディス
エーブル状態を決定するゲート回路と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコ
ンバータ。
7. The switching means is configured such that a resistance ladder connected in series between a power supply and a ground, and a plurality of potentials generated by the resistance ladder are respectively connected to one input terminal and are supplied to the load. A feedback voltage proportional to the output voltage, and a plurality of comparators connected to the other input terminal of a voltage obtained by integrating the difference between the reference voltage used to determine the output voltage, and the output signals of the plurality of comparators. The DC-DC converter according to claim 1, further comprising: a gate circuit that controls a gate signal of each transistor to determine an enable / disable state.
【請求項8】 前記切替え手段を構成する抵抗ラダー、
及び前記複数のコンパレータは、 前記PchMOSFET及びNchMOSFETをそれ
ぞれ独立にオン・オフ制御するPWM制御手段に対し
て、共通に設けられていることを特徴とする請求項6ま
たは請求項7記載のDC−DCコンバータ。
8. A resistance ladder forming the switching means,
8. The DC-DC according to claim 6 or 7, wherein the plurality of comparators are provided in common with PWM control means for independently controlling ON / OFF of the Pch MOSFET and the Nch MOSFET. converter.
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