JP2004048835A - Dc/dcコンバータ - Google Patents

Dc/dcコンバータ Download PDF

Info

Publication number
JP2004048835A
JP2004048835A JP2002199406A JP2002199406A JP2004048835A JP 2004048835 A JP2004048835 A JP 2004048835A JP 2002199406 A JP2002199406 A JP 2002199406A JP 2002199406 A JP2002199406 A JP 2002199406A JP 2004048835 A JP2004048835 A JP 2004048835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
reference voltage
converter
viref
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002199406A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3963794B2 (ja
Inventor
Ko Takemura
竹村 興
Seiki Umemoto
梅本 清貴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2002199406A priority Critical patent/JP3963794B2/ja
Priority to TW092117530A priority patent/TWI223489B/zh
Priority to US10/608,107 priority patent/US6922042B2/en
Priority to KR1020030045287A priority patent/KR100595868B1/ko
Priority to CNB031466028A priority patent/CN100344055C/zh
Publication of JP2004048835A publication Critical patent/JP2004048835A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3963794B2 publication Critical patent/JP3963794B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/901Starting circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、電源投入時における出力電圧のオーバーシュート発生、及び電源遮断時における出力電圧のアンダーシュート発生を防止・低減することが可能なDC/DCコンバータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、入力電圧Viから所望の出力電圧を生成するに際し、実出力電圧Voと出力電圧設定用基準電圧との誤差電圧Vithを求め、該誤差電圧Vithと出力電流設定用基準電圧Viref’との差電圧に応じた出力電流制御を行うDC/DCコンバータにおいて、出力電圧設定用基準電圧として、可変基準電圧Vaと固定基準電圧Vorefのいずれか低い方を用いるとともに出力電流設定用基準電圧Viref’として、可変基準電圧Vaと固定基準電圧Virefのいずれか低い方を用いる構成としている。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力電圧を所定の電圧値に変換して出力するDC/DCコンバータに関し、特に、入力電圧から所望の出力電圧を生成するに際し、該出力電圧と第1基準電圧との誤差電圧を求め、該誤差電圧と第2基準電圧との差電圧に応じた出力電流制御を行うDC/DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、特開平7−298614号公報に示されるようなソフトスタートコンデンサを用いたスイッチングDC/DCコンバータがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記DC/DCコンバータであれば、過電流保護を行えるようになるとともに電源投入時における負荷への突入電流を抑えられる。
【0004】
しかしながら、上記DC/DCコンバータでは、誤差電圧Vith(出力電圧Voと出力電圧設定用基準電圧Vorefとの差電圧を増幅して得られた電圧)と出力電流設定用基準電圧Virefを比較参照する必要があるが、この出力電流設定用基準電圧Virefが固定されている上、位相補償用(発振防止用)CR回路によって、電源投入時における誤差電圧Vithの立上がりが鈍るため、図5に示すように、誤差電圧Vithが出力電流設定用基準電圧Virefに達するまでに相当の時間を要していた。このように、誤差電圧Vithが出力電流設定用基準電圧Virefを下回る期間は、出力電流ioを負の値(或いは非常に小さい値)しか流せないため、電源投入直後には、出力電圧Voが立ち上がらない期間が生じてしまっていた。このような出力電圧Voの起動遅延が生じるとその間にソフトスタートコンデンサの充電が進んで端子電圧Vaが上昇してしまうため、誤差電圧Vithが出力電流設定用基準電圧Virefに達したときには、既に出力電圧Voと端子電圧Vaとの差が大きくなっており、結局出力電圧Voは比較的急峻に立ち上がる結果となっていた。
【0005】
ここで、出力電圧Voが端子電圧Va(または固定基準電圧Voref)に達するまで上昇すると、誤差電圧Vithは立ち下がり始めるが、前述と同様、位相補償用CR回路によってその立ち下がりが鈍るため、該誤差電圧Vithが出力電流設定用基準電圧Virefを下回るまでには相当の時間を要していた。そのため、上記DC/DCコンバータでは、出力電圧Voが端子電圧Va(または固定基準電圧Voref)に達してからも出力電流ioが流れ過ぎてしまい、出力電圧Voがオーバーシュートするおそれがあった。なお、このような出力電圧Voのオーバーシュートは、そのピーク値が固定基準電圧Vorefを超える場合はもちろん、固定基準電圧Vorefを超えない場合であっても、出力トランジスタ及び負荷に負担を与えかねないため、極力防止・低減する必要があった。
【0006】
また、上記DC/DCコンバータでは、電源遮断時における出力電圧Voのアンダーシュートについて、何ら考慮されていなかった。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑み、電源投入時における出力電圧の急激な立上がり及びこれによるオーバーシュートの発生、及び/または電源遮断時における出力電圧の急激な低下及びこれによるアンダーシュートの発生を防止・低減することにより、出力トランジスタの過大電流による破壊や負荷の劣化を防止することが可能なDC/DCコンバータを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るDC/DCコンバータは、電源投入時及び/または電源遮断時に出力トランジスタに過大な電流が流れるのを防止するための出力電圧の電圧調整用コンデンサ及び/または放電回路を有し、PWM駆動された前記出力トランジスタを介することにより、入力電圧を所定の電圧値に変換して出力するDC/DCコンバータにおいて、前記出力電圧は、電源投入から前記電圧調整用コンデンサの一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、及び/または電源遮断から前記放電回路の一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、前記電圧調整用コンデンサ及び/または前記放電回路の一端の電圧と略相似して変化する構成としている。
【0009】
具体的には、本発明に係るDC/DCコンバータは、入力電圧から所望の出力電圧を生成するに際し、該出力電圧と第1基準電圧との誤差電圧を求め、該誤差電圧と第2基準電圧との差電圧に応じた出力電流制御を行うDC/DCコンバータであって、第1基準電圧として、電源投入時から上昇し始める及び/または電源遮断時から低下し始める可変基準電圧と第1固定基準電圧のいずれか低い方を用いるとともに、第2基準電圧として、前記可変基準電圧と第2固定基準電圧のいずれか低い方を用いる構成としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るDC/DCコンバータの要部構成を示す回路図である。本図に示す通り、本実施形態のDC/DCコンバータは、スイッチ素子として異なる2電位間(入力電位Vi・接地電位GND間)に直列接続された一対のNチャネルMOS電界効果トランジスタN1、N2(以下、FETN1、N2と呼ぶ)を有して成り、FETN1、N2の接続ノードからLCフィルタ(コイルL1及びコンデンサC1)を介して所望の出力電圧Voを得る同期整流型DC・DCコンバータである。
【0011】
FETN1のドレインは電源ラインに接続されており、FETN2のソースは接地されている。FETN1のソースとFETN2のドレインは互いに接続されており、その接続ノードは、出力コイルL1を介してセンス抵抗Rsの一端に接続されている。センス抵抗Rsの他端は、出力端子Toに接続される一方、出力コンデンサC1を介して接地されている。
【0012】
また、センス抵抗Rsの一端はコンパレータCMP1の反転入力端子(−)に接続されており、他端はコンパレータCMP1の非反転入力端子(+)に接続されている。なお、両入力端子の一方には、オフセット回路OFS1によって可変制御されるオフセット電圧Vofsが与えられている。すなわち、コンパレータCMP1は、出力電流ioに応じて変動するセンス抵抗Rsの両端電圧Vsとオフセット電圧Vofsとの大小関係に基づいて、その出力レベルを変遷する構成とされている。
【0013】
上記コンパレータCMP1の出力端子は、リセット優先型SRフリップフロップSR1のリセット端子(R)に接続されている。フリップフロップSR1のセット端子(S)は、クロック信号CLK(200[kHz]〜1[MHz])が入力されるクロック端子に接続されており、出力端子(Q)と反転出力端子(Qバー)は、それぞれFETN1、N2の各ゲートに接続されている。
【0014】
すなわち、フリップフロップSR1へのリセット信号がローレベルでセット信号がハイレベルのときには、FETN1がオン状態、FETN2がオフ状態とされる。逆に、リセット信号がローレベルでセット信号がローレベルのときには、FETN1がオフ状態、FETN2がオン状態とされる。なお、リセット信号がハイレベルのときは、セット信号に関係なくFETN1はオフ状態となる(FETN2は任意)。以上のような構成により、センス抵抗Rsの両端電圧Vsがオフセット電圧Vofsに達したときには、フリップフロップSR1へのリセット信号がハイレベルとなり、FETN1のスイッチングは停止される。
【0015】
また、DC/DCコンバータの出力端子Toは、増幅器AMP1の反転入力端子(−)に接続されている。増幅器AMP1は、2つの非反転入力端子(+)と1つの反転入力端子(−)を有して成り、各非反転入力端子(+)に印加される電圧(後述する端子電圧Vaと第1固定基準電圧Voref)のいずれか低い方と、反転入力端子(−)に印加される出力電圧Voとの差電圧を増幅して、誤差電圧Vithを生成する構成である。
【0016】
増幅器AMP1の第1非反転入力端子(+)は、一端が電源ライン(電源電圧Vcc)に接続された定電流源I1の他端に接続されている。なお、該定電流源I1の他端は、ソフトスタートコンデンサCssを介して接地される一方、定電流源I2を介しても接地されている。従って、増幅器AMP1の第1非反転入力端子(+)には、電源投入時から上昇し始めるとともに、電源遮断時から低下し始める可変基準電圧Vaが印加される。また、増幅器AMP1の第2非反転入力端子(+)は、直流電圧源E1(起電圧;第1固定基準電圧Voref)の正極端子に接続されている。直流電圧源E1の負極端子は接地されている。
【0017】
増幅器AMP1の出力端子は、増幅器AMP2の非反転入力端子(+)に接続される一方、位相補償抵抗Rfcと位相補償コンデンサCfcを介して接地されている。増幅器AMP2の反転入力端子(−)は、増幅器AMP3の出力端子に接続されている。増幅器AMP2の出力端子は、オフセット回路OFS1のオフセット電圧制御端子に接続されている。
【0018】
増幅器AMP3は、2つの非反転入力端子(+)と1つの反転入力端子(−)を有して成り、各非反転入力端子(+)に印加される電圧(可変基準電圧Vaと後述する第2固定基準電圧Viref)のいずれか低い方を出力電流設定用基準電圧Viref’として出力する構成である。
【0019】
増幅器AMP3の第1非反転入力端子(+)は、充電時に動作する定電流源I1と、放電時に動作する定電流源I2と、ソフトスタートコンデンサCssの接続ノードに接続されており、該入力端子には、可変基準電圧Vaが印加されている。増幅器AMP3の第2非反転入力端子(+)は、直流電圧源E2(起電圧;第2固定基準電圧Viref)の正極端子に接続されている。直流電圧源E2の負極端子は接地されている。増幅器AMP3の出力端子は、増幅器AMP2の反転入力端子(−)に接続される一方で、自身の反転入力端子(−)にも接続されている。
【0020】
続いて、図2を参照しながら、コンパレータCMP1及びオフセット回路OFS1の内部構成について詳細な説明を行う。図2はコンパレータCMP1及びオフセット回路OFS1の一構成例を示す回路図である。本図に示す通り、本実施形態のコンパレータCMP1は、pnp型バイポーラトランジスタQA、QB、QC、QDと、npn型バイポーラトランジスタQE、QF、QGと、定電流源IA、IB、IC、IDと、抵抗RA、RBと、を有して成る。
【0021】
トランジスタQA、QBのエミッタは互いに接続されており、その接続ノードは定電流源IAを介して電源ラインに接続されている。トランジスタQAのベースは、定電流源IBを介して電源ラインに接続される一方、抵抗RAを介してトランジスタQCのエミッタにも接続されている。トランジスタQBのベースは、定電流源ICを介して電源ラインに接続される一方、抵抗RBを介してトランジスタQDのエミッタにも接続されている。トランジスタQC、QDのコレクタは各々接地されており、ベースはセンス抵抗Rsの両端に各々接続されている。
【0022】
トランジスタQAのコレクタは、トランジスタQEのコレクタに接続されており、トランジスタQBのコレクタは、トランジスタQFのコレクタに接続されている。トランジスタQE、QFのベースは互いに接続されており、その接続ノードはトランジスタQEのコレクタに接続されている。トランジスタQE、QFのエミッタは互いに接続されており、その接続ノードは接地されている。
【0023】
トランジスタQB、QFの両コレクタを結ぶ接続ノードは、トランジスタQGのベースに接続されている。トランジスタQGのコレクタは、定電流源IDを介して電源ラインに接続される一方、コンパレータCMP1の出力端子として、フリップフロップSR1のリセット端子(R)にも接続されている。トランジスタQGのエミッタは接地されている。
【0024】
一方、オフセット回路OFS1は、1組のnpn型バイポーラトランジスタQH、QIから成るカレントミラー回路と、増幅器AMP2の出力電圧に応じてその出力電流を変化させる可変定電流源IEと、を有して成る。トランジスタQHのコレクタは、可変定電流源IEを介して電源ラインに接続されている。トランジスタQIのコレクタは、コンパレータCMP1を構成するトランジスタQA、定電流源IB、及び抵抗RAを結ぶ接続ノードXに接続されている。トランジスタQH、QIのベースは互いに接続されており、その接続ノードはトランジスタQHのコレクタに接続されている。トランジスタQH、QIのエミッタは互いに接続されており、その接続ノードは接地されている。
【0025】
上記構成から成るコンパレータCMP1とオフセット回路OFS1において、可変定電流源IEの出力電流が増幅器AMP2の出力電圧に応じて変動すると、それに伴って抵抗RAに流れる電流量が変動するため、接続ノードXの電位も変動する。すなわち、オフセット回路OFS1は、増幅器AMP2の出力電圧に応じたオフセット電圧Vofsを接続ノードXに与えることになり、コンパレータCMP1は、センス抵抗Rsの両端電圧Vsとオフセット電圧Vofsとの大小関係に基づいて、その出力レベルを変遷することになる。
【0026】
次に、図3を参照しながら、増幅器AMP3の内部構成について詳細な説明を行う。図3は増幅器AMP3の一構成例を示す回路図である。本図に示す通り、本実施形態の増幅器AMP3は、pnp型バイポーラトランジスタQa、Qb、Qcと、定電流源Ia、Ibと、増幅器AMPaと、を有して成る。
【0027】
トランジスタQaのベースは、可変基準電圧Vaが印加される第1非反転入力端子に相当する。トランジスタQbのベースは、第2固定基準電圧Virefが印加される第2非反転入力端子に相当する。トランジスタQcのベースは、出力電流設定用基準電圧Viref’が印加される反転入力端子に相当する。
【0028】
トランジスタQa、Qbのエミッタは互いに接続されており、その接続ノードは定電流源Iaを介して電源ラインに接続される一方、増幅器AMPaの非反転入力端子(+)にも接続されている。トランジスタQa、Qbのコレクタは各々接地されている。増幅器AMPaの反転入力端子(−)は、定電流源Ibを介して電源ラインに接続される一方、トランジスタQcのエミッタにも接続されている。トランジスタQcのコレクタは接地されている。増幅器AMPaの出力端子は、増幅器AMP3の出力端子として、増幅器AMP2の反転入力端子(−)に接続される一方、トランジスタQcのベースにも接続されている。
【0029】
上記構成から成る増幅器AMP3であれば、可変基準電圧Vaと第2固定基準電圧Virefのいずれか低い方を、出力電流設定用基準電圧Viref’として増幅器AMP2の反転入力端子(−)に出力することができる。
【0030】
続いて、図4を参照しながら、上記構成から成るDC/DCコンバータの起動時動作について詳細な説明を行う。図4は本実施形態のDC/DCコンバータ各部における電圧波形を示す図である。なお、本図の縦軸は電圧を示しており、横軸は時間の経過を示している。
【0031】
本図に示す通り、本実施形態のDC/DCコンバータに電源が投入されると、可変基準電圧VaはソフトスタートコンデンサCssの充電に伴って緩やかに上昇し始める。このとき、増幅器AMP1では、可変基準電圧Vaが第1固定基準電圧Vorefを上回るまでの間、該可変基準電圧Vaが出力電圧設定用基準電圧として出力電圧Voとの比較参照に用いられる。また、増幅器AMP3では、可変基準電圧Vaが第2固定基準電圧Virefを上回るまでの間、該可変基準電圧Vaが出力電流設定用基準電圧Viref’として送出される。
【0032】
このように、誤差電圧Vithと比較参照される出力電流設定用基準電圧Viref’として、電源投入直後はソフトスタートコンデンサCssの端子電圧である可変基準電圧Vaを用いる構成とすることにより、起動時の出力電流設定用基準電圧Viref’が低レベルでスイープされることになる。従って、位相補償用CR回路(抵抗Rfc、コンデンサCfc)によって電源投入時における誤差電圧Vithの立ち上がりが鈍ったとしても、該誤差電圧Vithは出力電流設定用基準電圧Viref’に素早く達することができるようになる。
【0033】
その結果、増幅器AMP2の出力電圧は正値となり、正の出力電流ioを流すことが可能なオフセット電圧VofsをコンパレータCMP1に与えることができるようになるので、従来の課題であった電源投入直後における出力電圧Voの起動遅延を解消することが可能となる。これにより、出力電圧Voも起動当初から可変基準電圧Vaに素早く到達するので、従来のように誤差電圧Vithが第2固定基準電圧Virefを大幅に上回ることがないようにして、出力電圧Voのオーバーシュート防止を実現することができる。
【0034】
その後、可変基準電圧Vaが第1固定基準電圧Vorefを上回ると、増幅器AMP1では、第1固定基準電圧Vorefが出力電圧設定用基準電圧として実出力電圧Voとの比較参照に用いられるようになる。また、可変基準電圧Vaが第2固定基準電圧Virefを上回ると、増幅器AMP3では、第2固定基準電圧Virefが出力電流設定用基準電圧Viref’として送出されるようになる。このような構成とすることにより、定常状態では出力電圧Vo及び出力電流ioを所望値に固定制御することが可能となる。
【0035】
一方、本実施形態のDC/DCコンバータにおいて電源が遮断されると、可変基準電圧Vaは定電流源I2によって放電されることにより低下し始める。このとき、増幅器AMP1では、可変基準電圧Vaが第1固定基準電圧Vorefを下回った後、該可変基準電圧Vaが出力電圧設定用基準電圧として出力電圧Voとの比較参照に用いられる。また、増幅器AMP3では、可変基準電圧Vaが第2固定基準電圧Virefを下回った後、該可変基準電圧Vaが出力電流設定用基準電圧Viref’として送出される。このように、誤差電圧Vithと比較参照される出力電流設定用基準電圧Viref’として、電源遮断後は定電流源I2の端子電圧である可変基準電圧Vaを用いる構成とすることにより、出力電圧Voのアンダーシュート防止を実現することができる。
【0036】
なお、上記実施形態では、部品点数を不必要に増加させない観点から、増幅器AMP3の第1非反転入力端子(+)に印加される可変電圧源として、ソフトスタートコンデンサCssの端子電圧Vaを採用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、誤差電圧Vithよりも緩やかに立ち上がる可変電圧源であれば、どのような電圧源を用いてもよい。
【0037】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係るDC/DCコンバータは、電源投入時及び/または電源遮断時に出力トランジスタに過大な電流が流れるのを防止するための出力電圧の電圧調整用コンデンサ及び/または放電回路を有し、PWM駆動された前記出力トランジスタを介することにより、入力電圧を所定の電圧値に変換して出力するDC/DCコンバータにおいて、前記出力電圧は、電源投入から前記電圧調整用コンデンサの一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、及び/または電源遮断から前記放電回路の一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、前記電圧調整用コンデンサ及び/または前記放電回路の一端の電圧と略相似して変化する構成としている。
【0038】
このような構成とすることにより、電源投入時における出力電圧の急激な立上がり及びこれによるオーバーシュートの発生、及び/または電源遮断時における出力電圧の急激な低下及びこれによるアンダーシュートの発生を防止・低減して出力トランジスタの過大電流による破壊や負荷の劣化を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るDC/DCコンバータの要部構成を示す回路図である。
【図2】コンパレータCMP1及びオフセット回路OFS1の一構成例を示す回路図である。
【図3】増幅器AMP3の一構成例を示す回路図である。
【図4】本実施形態のDC/DCコンバータ各部における電圧波形を示す図である。
【図5】従来のDC/DCコンバータ各部における電圧波形を示す図である。
【符号の説明】
N1、N2  NチャネルMOS電界効果トランジスタ(FET)
SR1  SRフリップフロップ
CMP1  コンパレータ
OFS1  オフセット回路
AMP1、AMP2、AMP3  増幅器
E1、E2  直流電圧源
Css  ソフトスタートコンデンサ
Rfc  位相補償抵抗
Cfc  位相補償コンデンサ
I1、I2  定電流源
L1  出力コイル
C1  出力コンデンサ
Rs  センス抵抗

Claims (1)

  1. 電源投入時及び/または電源遮断時に出力トランジスタに過大な電流が流れるのを防止するための出力電圧の電圧調整用コンデンサ及び/または放電回路を有し、PWM駆動された前記出力トランジスタを介することにより、入力電圧を所定の電圧値に変換して出力するDC/DCコンバータにおいて、
    前記出力電圧は、電源投入から前記電圧調整用コンデンサの一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、及び/または電源遮断から前記放電回路の一端の電圧が前記所定の電圧値に達するまでの殆どの期間、前記電圧調整用コンデンサ及び/または前記放電回路の一端の電圧と略相似して変化することを特徴とするDC/DCコンバータ。
JP2002199406A 2002-07-09 2002-07-09 Dc/dcコンバータ Expired - Fee Related JP3963794B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002199406A JP3963794B2 (ja) 2002-07-09 2002-07-09 Dc/dcコンバータ
TW092117530A TWI223489B (en) 2002-07-09 2003-06-27 DC-DC converter
US10/608,107 US6922042B2 (en) 2002-07-09 2003-06-30 DC/DC converter
KR1020030045287A KR100595868B1 (ko) 2002-07-09 2003-07-04 Dc/dc 컨버터
CNB031466028A CN100344055C (zh) 2002-07-09 2003-07-07 直流-直流变换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002199406A JP3963794B2 (ja) 2002-07-09 2002-07-09 Dc/dcコンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004048835A true JP2004048835A (ja) 2004-02-12
JP3963794B2 JP3963794B2 (ja) 2007-08-22

Family

ID=30112462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002199406A Expired - Fee Related JP3963794B2 (ja) 2002-07-09 2002-07-09 Dc/dcコンバータ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6922042B2 (ja)
JP (1) JP3963794B2 (ja)
KR (1) KR100595868B1 (ja)
CN (1) CN100344055C (ja)
TW (1) TWI223489B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088817A1 (ja) * 2004-03-16 2005-09-22 Rohm Co., Ltd スイッチングレギュレータ
KR100983069B1 (ko) 2007-02-16 2010-09-20 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 직류-직류 변환 회로, 직류-직류 변환 제어 회로,직류-직류 변환 제어 방법
WO2010134516A1 (ja) * 2009-05-19 2010-11-25 ローム株式会社 電源装置及びこれを備えた電子機器
JP2016505236A (ja) * 2013-02-05 2016-02-18 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 電源システム及びその制御方法

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101219033B1 (ko) * 2004-08-20 2013-01-07 삼성디스플레이 주식회사 전원 공급 장치 및 표시 장치
CN100561838C (zh) * 2004-12-21 2009-11-18 罗姆股份有限公司 开关调节器
JP4311564B2 (ja) * 2005-03-10 2009-08-12 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 電流モード制御型dc−dcコンバータの制御回路および制御方法
US7123492B1 (en) * 2005-03-23 2006-10-17 Princeton Technology Corporation Circuit for reducing inrush current generated during startup of a switching power supply
JP4726531B2 (ja) * 2005-04-26 2011-07-20 ローム株式会社 スイッチングレギュレータ及びこれを備えた電子機器
US7977929B2 (en) * 2006-03-02 2011-07-12 Semiconductor Components Industries, Llc Method for regulating a voltage and circuit therefor
US7292018B2 (en) * 2006-04-07 2007-11-06 Aimtron Technology Corp. Reverse current preventing circuit with an automatic correction of reference
JP5023819B2 (ja) * 2006-06-16 2012-09-12 富士通セミコンダクター株式会社 昇降圧型dc−dcコンバータの制御方法、昇降圧型dc−dcコンバータの制御回路、および昇降圧型dc−dcコンバータ
KR100802182B1 (ko) * 2006-09-27 2008-02-12 한국전자통신연구원 나노선 필터, 그 제조방법 및 흡착물 제거방법, 이를구비한 필터링 장치
CN101436824B (zh) * 2007-11-12 2012-05-30 立锜科技股份有限公司 提供给切换式调节器的精准平均电流限制电路及方法
JP5303910B2 (ja) * 2007-11-20 2013-10-02 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
JP5091027B2 (ja) * 2008-06-25 2012-12-05 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
JP5315988B2 (ja) * 2008-12-26 2013-10-16 株式会社リコー Dc−dcコンバータ及びそのdc−dcコンバータを備えた電源回路
US8981754B1 (en) * 2009-05-10 2015-03-17 Cypress Semiconductor Corporation Programmable reference signal selection
JP2010279188A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 過電流保護回路
KR101249886B1 (ko) * 2010-01-11 2013-04-03 서울시립대학교 산학협력단 주파수 보상기, 이를 이용하는 주파수 보상 방법 및 이를 포함하는 dc-dc 변환기
CN101800467B (zh) * 2010-03-11 2013-03-20 Bcd半导体制造有限公司 一种开关电源的保护电路
TWI410773B (zh) * 2010-07-29 2013-10-01 Richtek Technology Corp 固定工作時間切換式直流對直流電源供應器及其控制電路及方法
CN102377343B (zh) * 2010-08-10 2015-09-02 立锜科技股份有限公司 固定工作时间切换式直流电源供应器及其控制电路及方法
US8929106B2 (en) * 2011-05-20 2015-01-06 General Electric Company Monotonic pre-bias start-up of a DC-DC converter
US8913406B2 (en) 2011-06-24 2014-12-16 General Electric Company Paralleled power converters with auto-stagger start-up
US20130182479A1 (en) * 2012-01-17 2013-07-18 Hamilton Sundstrand Corporation Variable voltage reference in power rectification
JP2013153563A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Toshiba Corp 半導体集積回路装置およびdc−dcコンバータ
TWI459695B (zh) 2012-02-15 2014-11-01 Richtek Technology Corp 電源供應電路、切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
CN103296887B (zh) * 2012-02-29 2016-01-20 立锜科技股份有限公司 电源供应电路、切换式电源供应器及其控制电路与控制方法
TWI579751B (zh) 2012-03-16 2017-04-21 原相科技股份有限公司 可偵測位移之光學觸控裝置及光學觸控方法
US9362821B2 (en) * 2013-02-05 2016-06-07 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Power system and control method thereof
WO2015103766A1 (en) 2014-01-10 2015-07-16 Astec International Limited Control circuits and methods for regulating output voltages based on adjustable references voltages
US10003252B2 (en) * 2015-05-08 2018-06-19 Analog Devices, Inc. Over-current recovery including overshoot suppression
TWI734509B (zh) * 2019-06-04 2021-07-21 極創電子股份有限公司 過電流保護模組及相關的過電流保護方法
CN111585435B (zh) * 2020-06-11 2021-11-12 深圳市鹏源电子有限公司 电压变换器的控制电路和电压变换器
JP7393311B2 (ja) * 2020-09-15 2023-12-06 株式会社デンソー スイッチング電源回路
KR102250427B1 (ko) 2020-10-15 2021-05-12 주식회사 파워엘에스아이 슬립 타이머를 이용한 저전력 제어 장치
KR102232908B1 (ko) 2020-10-15 2021-03-29 주식회사 파워엘에스아이 시퀀스 제어가 가능한 멀티 전원 공급 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3015512B2 (ja) * 1991-06-25 2000-03-06 東芝エフエーシステムエンジニアリング株式会社 Dc/ac電源装置
JPH0556637A (ja) * 1991-06-28 1993-03-05 Canon Inc 電源装置
JP2838822B2 (ja) 1994-03-04 1998-12-16 サンケン電気株式会社 スイッチング電源装置
US5610503A (en) * 1995-05-10 1997-03-11 Celestica, Inc. Low voltage DC-to-DC power converter integrated circuit and related methods
JPH09308239A (ja) * 1996-05-16 1997-11-28 Denso Corp 過電流保護機能を有するdc−dcコンバータ
JP3957019B2 (ja) * 1998-01-30 2007-08-08 富士通株式会社 Dc−dcコンバータ制御回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088817A1 (ja) * 2004-03-16 2005-09-22 Rohm Co., Ltd スイッチングレギュレータ
KR100983069B1 (ko) 2007-02-16 2010-09-20 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 직류-직류 변환 회로, 직류-직류 변환 제어 회로,직류-직류 변환 제어 방법
WO2010134516A1 (ja) * 2009-05-19 2010-11-25 ローム株式会社 電源装置及びこれを備えた電子機器
JP2016505236A (ja) * 2013-02-05 2016-02-18 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 電源システム及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100344055C (zh) 2007-10-17
US20040008528A1 (en) 2004-01-15
JP3963794B2 (ja) 2007-08-22
KR100595868B1 (ko) 2006-07-03
US6922042B2 (en) 2005-07-26
CN1592059A (zh) 2005-03-09
KR20040005615A (ko) 2004-01-16
TWI223489B (en) 2004-11-01
TW200403916A (en) 2004-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3963794B2 (ja) Dc/dcコンバータ
US8686705B2 (en) Current mode synchronous rectification DC/DC converter
CN110061617B (zh) 开关电容器转换器及用于限制其启动时的电流的方法
JP4591892B2 (ja) 電源装置
JP5573454B2 (ja) 力率改善型スイッチング電源装置
JP4319661B2 (ja) パルス幅変調モードおよび低ドロップアウト待機モードを備えるデュアルモード電圧調整器
US7965070B2 (en) Switching power supply with slope compensation circuit and added slope circuit
US8044708B2 (en) Reference voltage generator
KR20060083912A (ko) 이중 모드 조정기 및 이중 모드 조정기 동작 방법
JP2011142795A (ja) 半導体装置及びこれを用いたスイッチングレギュレータ
JP2006042524A (ja) 定電圧回路、その定電圧回路を使用した定電流源、増幅器及び電源回路
US20040135567A1 (en) Switching regulator and slope correcting circuit
TW201025812A (en) DC-DC converter providing soft-start function
US20220393586A1 (en) Semiconductor device and switching power supply
JP2023134535A (ja) 差動入力回路、エラーアンプ、スイッチング電源
JP2011120216A (ja) アンテナ駆動装置
US20030198066A1 (en) Switching power supply
US9391509B2 (en) Switching regulator having fast startup time and low standby power
JP5068631B2 (ja) 定電圧回路
JP2006314189A (ja) 電源レギュレーション回路、および半導体装置
JP2004040859A (ja) Dc/dcコンバータ
JP3375951B2 (ja) スイッチングレギュレータ
JP2006325281A (ja) スイッチング電源回路とスイッチング電源制御方法
JP2003088105A (ja) スイッチングレギュレータ
JP4400992B2 (ja) 駆動信号供給回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060829

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061030

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130601

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees