JP2004304862A - Dc-dc converter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スイッチング素子のスイッチングタイミングを制御し、出力電圧を所定の範囲に維持させるDC−DCコンバータに関し、特に不測の事態により一次側電源より過剰な電流が継続して流れるなどして、コンバータがより深刻な状態に陥るのを回避することができるDC−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばチョッパー型のDC−DCコンバータは、一次側の直流電力をスイッチング素子の動作により間欠的にコイルに供給することで、当該コイルに電磁エネルギーを蓄積させると共に、前記コイルから放出されるエネルギーを利用して、例えば昇圧された二次側出力(コンバータ出力)を得るようになされる。このDC−DCコンバータによる出力電圧は、あらかじめ定められた所定の電圧値に安定していることが重要である。
【0003】
その出力電圧を安定した状態に保つための制御方式として、代表的には2つの方式が知られている。その1つはPWM(pulse width modulation=パルス幅変調)方式であり、他の1つはPFM(pulse frequency modulation=周波数変調)方式である。
【0004】
ところで、近年においては有機材料を発光層に利用した有機EL(エレクトロルミネセンス)素子の開発が進み、これをマトリクス状に配列した発光表示パネルが一部においてに実用化されている。前記した有機EL素子を点灯駆動させるためには、一般に12〜20V程度の直流電圧が必要となる。一方、この有機ELディスプレイを携帯用端末機器、例えば携帯電話器に採用した場合を例にすると、これに用いられる一次側の駆動電源(バッテリー)の出力電圧は4V弱であり、電圧値が不足する。
【0005】
そこで、駆動電源の電圧を昇圧させる必要があるが、効率面から考えると、一次側電源であるバッテリーから直接昇圧する方式を採用する方が有利である。したがって、前記したEL素子を用いた表示パネルの駆動電源としては、バッテリーを一次側電源としたチョッパー型のDC−DCコンバータを好適に採用することができる。
【0006】
一方、この種の携帯用機器に用いられるDC−DCコンバータは、一次側電源を二次側出力として変換する場合の変換効率を高めることはきわめて重要な課題である。特に前記したような携帯電話器に採用した場合においては、変換効率の良否は、待ち受け時間をより延長させる点で大きな影響を与えることになる。そこで、コンバータ自身において消費する電力をより軽減させることで、一次側電源の利用効率を向上させるなどの工夫がなされており、すでに本件出願人において特許文献1に示す出願がなされている。
【0007】
【特許文献1】
特開2003−61340号公報(段落0040〜0043,0051〜0057、図1)
【0008】
前記特許文献1に開示されたDC−DCコンバータによると、特に軽負荷時において、電力の利用効率を向上させることができるという効果が得られ、前記した携帯電話器のように、そのほとんどの時間が待ち受け状態であるように、長時間に亙り軽負荷状態が続くような機器においては、電力の利用効率をより向上させることに寄与できる。
【0009】
ところで、前記特許文献1に示す実施の形態においては、パルス幅をロジックで設定するために、比較的高い周波数のクロックが必要であり、この様な比較的高い周波数のクロックを生成させることによる電力の消費が問題となる。そこで、動作クロックを極端に下げて、当該動作クロックの立上がりおよび/または立下がりをトリガーとして生成される基準波形信号と基準電圧から、昇圧動作のパルス幅を設定する回路を用いたDC−DCコンバータも、本件出願人より提案がなされている。
【0010】
図1は、その構成をブロック図により示したものである。図1に示す構成は、チョッパー型のDC−DCコンバータの例を示したものであり、符号E1 はコンバータの一次側電源として機能するバッテリーを示す。このバッテリーE1 の陰極側端子は基準電位点(アース)に接続され、その陽極側端子はコンバータの一時側電源入力端子Vinに接続されている。
【0011】
前記電源入力端子Vinには、昇圧用のコイルL1 の一端が接続されており、当該コイルL1 の他端には、スイッチング素子としてのn型MOSパワーFETQ1 のドレインが接続されている。そして、パワーFETQ1 のソースはアースに接続されると共に、当該パワーFETQ1 のドレインとソース間には、ダイオードD2 が図に示す極性で接続されている。
【0012】
一方、前記コイルL1 とパワーFETQ1 の接続点にはダイオードD1 のアノードが接続され、このダイオードD1 のカソードがコンバータの出力端子Vout を構成している。また、前記出力端子Vout とアースとの間には、電圧保持用のコンデンサC1 が接続されており、このコンデンサC1 によって保持されたコンバータの出力電圧が、出力端子Vout に接続される図示せぬ負荷に供給されるように構成されている。
【0013】
したがって、前記パワーFETQ1 がオンされると、前記コイルL1 には端子Vinより電流が流れてコイルL1 に電磁エネルギーが蓄積される。その後、パワーFETQ1 がオフされると、コイルL1 に蓄積されたエネルギーにより、コイルL1 に起電力が発生し、前記ダイオードD1 を介して出力端子Vout 側に電流が流れる。これにより出力端子Vout には、入力端子Vinの電圧よりも高い電圧が発生する昇圧型のDC−DCコンバータが実現される。
【0014】
前記出力端子Vout とアースとの間には、コンバータの出力電圧値を検出するための抵抗素子R1 およびR2 からなる分圧回路11が接続されており、この分圧回路11により生成される分圧電圧、すなわち、コンバータの出力電圧情報はスイッチング制御手段としてのスイッチング制御回路12に供給されるように構成されている。
【0015】
このスイッチング制御回路12においては、前記分圧回路11により生成される分圧電圧に基づいて、前記したPWM方式あるいはPFM方式によりスイッチング制御信号を生成し、前記パワーFETQ1 のゲートに供給するように構成されている。これにより、パワーFETQ1 はコンバータの出力電圧に応じた駆動動作、すなわちスイッチング動作がなされ、出力端子Vout における二次側電圧の安定化を図ることができる。
【0016】
一方、前記したスイッチング制御回路12に対しては、PWM方式においては昇圧動作のパルス幅(パワーFETQ1 のゲートに与えるパルス幅)に制限を与える制限信号生成手段からの信号が供給されるように構成されている。また、PFM方式においては、スイッチング制御回路12に対して昇圧動作のパルス幅を規定する制限信号生成手段からの信号が供給されるように構成されている。この制限信号生成手段は、図1に示したようにクロック信号生成回路13、基準波形生成回路14、基準電圧生成回路15、およびコンパレータ16より構成されている。
【0017】
図2および図3は、図1における符号13〜16で示した制限信号生成手段の動作を説明するタイミングチャートである。まず、クロック信号生成回路13は、図2に示すように、周期の長いクロック信号(a)を生成するものであり、このクロック信号(a)は、前記スイッチング制御回路12が例えばPWM方式によりスイッチング駆動信号を生成する場合においては、PWM信号の発生周期に同期して生成される。また、前記スイッチング制御回路12が例えばPFM方式によりスイッチング駆動信号を生成する場合においては、前記クロック信号(a)はPFM信号の発生タイミングに同期して生成される。
【0018】
このクロック信号(a)は、図1に示すように基準波形生成回路14に供給され、当該基準波形生成回路14は、図2に示すようにクロック信号(a)を受けて、その立上がりおよび立下がりのタイミングにおいて、基準波形信号(c)を生成する。この基準波形信号(c)は、図2に示すようにその出力レベルが順次上昇するいわゆるノコギリ波を構成するものであり、この基準波形信号(c)は、図1に示すようにコンパレータ16の一方の入力端子(反転入力端子)に供給される。また、コンパレータ16の他方の入力端子(非反転入力端子)には、基準電圧源15からもたらされる基準電圧Vref (b)が供給される。
【0019】
前記したコンパレータ16は、図2に示したように基準波形信号(c)のレベルが基準電圧Vref (b)に達しない状態においては、駆動制限信号としてのSWオン/オフ信号(d)をオン状態とする出力を発生する。また、コンパレータ16は基準波形信号(c)のレベルが基準電圧Vref (b)を超えた状態において、SWオン/オフ信号(d)をオフ状態にする出力を発生する。なお、前記基準波形生成回路14は、基準波形信号(c)のレベルが基準電圧Vref (b)を超えた時点で、基準波形信号(c)をゼロレベルに復帰させるように動作する。
【0020】
例えば、PWM方式の場合においては、前記SWオン/オフ信号(d)は、前記スイッチング制御回路12に供給され、スイッチング制御回路12においてコンバータの出力電圧に応じて生成される前記したPWM信号との論理積がとられ、パワーFETQ1 のゲートに供給するようになされる。これにより、コンバータの出力に多大な負荷が加わった場合において、パワーFETQ1 のゲートに供給されるスイッチング駆動信号のデューティを制限するように作用する。
【0021】
また、PFM方式の場合においては、前記SWオン/オフ信号(d)は、前記スイッチング制御回路12に供給され、スイッチング制御回路12においてコンバータの出力電圧に応じて生成される前記したPFM信号のタイミングで、パワーFETQ1 のゲートに供給するようになされる。これによりパワーFETQ1 のゲートに供給されるスイッチング駆動信号のデューティを規定するように作用する。
【0022】
それ故、コンバータの過負荷状態において、バッテリーE1 からの大きな電流がコイルL1やパワーFETQ1 に継続して流れるのを阻止することができ、コイルL1やパワーFETQ1 が加熱されて、損傷に至るのを防止するように作用する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図1に示した構成において、例えば基準波形生成回路14の故障により、ノコギリ波状の基準波形信号(c)が出力されない場合、または図3(c)に示すように、その立上がりが非常に緩慢になるなどの状態が発生した場合には、コンパレータ16からの出力であるSWオン/オフ信号は、図3(d)に示すように継続してオン状態となる。この様な事態は、例えば基準電圧源15において図示せぬ分圧回路のアース側が半田の剥がれ等により浮いた場合にも、基準電圧(b)が高いレベルに張り付くために同様に発生する。
【0024】
前記したような理由により、SW制限信号が継続してオン状態になされ、さらにコンバータが過負荷または出力端が短絡された場合には、パワーFETQ1 のゲートに供給されるスイッチング駆動信号のデューティを制限することができなくなる。したがって、バッテリーE1 の消耗を早めるだけでなく、コイルL1やパワーFETQ1 が加熱され、これらの損傷にとどまらず、最悪の場合には発煙や発火に至るなどの不測の事態に発展することも懸念される。
【0025】
この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、前記した制限信号生成手段の故障によりSWオン/オフ信号が継続して出力されるのを阻止できるように構成し、前記したような不測の事態に至るのを避けることができるようにしたDC−DCコンバータを提供することを目的とするものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかるDC−DCコンバータは、請求項1に記載のとおり、コンバータの出力電圧値に応じたスイッチング駆動信号を生成し、当該駆動信号をスイッチング素子に与えることで出力電圧値を所定の範囲に制御させるスイッチング制御手段と、前記スイッチング制御手段に供給され、前記スイッチング素子の駆動動作を制限させる駆動制限信号を生成する駆動制限信号生成手段とが具備され、前記駆動制限信号生成手段は、クロック信号に基づいて生成される基準波形信号と基準電圧との比較により生成されるコンパレータ出力を利用し、当該コンパレータ出力と前記クロック信号との論理制御により前記駆動制限信号を生成する点に特徴を有する。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるDC−DCコンバータの好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。図4および図5はその実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図4においてはすでに説明した図1に示す各構成要素に対応する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。
【0028】
図4において、符号17は制限信号生成手段の一部を構成する駆動信号のパルス終了検出回路、すなわち駆動信号検出手段を示すものである。このパルス終了検出回路17にはクロック信号生成回路13からのクロック信号が供給されると共に、コンパレータ16からの出力も供給されるように構成されている。一方、前記コンパレータ16には、図6(b)および(c)に示す基準電圧Vref およびノコギリ波状の基準波形信号がそれぞれ供給され、図6(d)に示すコンパレータ出力が発生する。
【0029】
すなわち、このコンパレータ出力は、基準電圧Vref に対して基準波形信号のレベルが超えた時に立下がる。この時、基準波形信号(c)のレベルがゼロレベルになされるため、コンパレータ出力(d)は、結果として瞬時にスパイク状に立下がり、直後に元のレベルに復帰する信号波形となる。
【0030】
図5は、パルス終了検出回路17の一例を示したものであり、T型フリップフロップ19と、D型フリップフロップ20、およびANDゲート21により構成されている。そして、T型フリップフロップ19にはリセット端子、および反転リセット端子が備えられ、これらのリセット端子には、図6(a)に示すクロック信号が供給される。したがって、このT型フリップフロップ19は、クロック信号の立上がりおよび立下がりで、リセットされる。
【0031】
また、T型フリップフロップ19のT入力には正電圧“H”が供給され、またクロック入力CKには、前記コンパレータ出力(d)が供給される。したがって、T型フリップフロップ19は、クロック入力CKにコンパレータ出力(d)が供給されるタイミングにおいて、Q端子および反転Q端子の出力状態を反転させると共に、クロック信号の立上がりおよび立下がりにより、元の状態に復帰させる動作がなされる。したがって、T型フリップフロップ19の反転Q端子より、図6に示す駆動信号としてのSWオン/オフ信号(g)が出力され、Q端子より反転信号(e)が出力される。
【0032】
一方、D型フリップフロップ20におけるD入力には、前記反転信号(e)が供給される。また、D型フリップフロップ20には、クロック入力端子CKおよび反転クロック入力端子CKが備えられ、両者にはクロック信号(a)が供給される。したがって、前記D型フリップフロップ20は、クロック信号(a)の立上がり時および立下がり時におけるD入力、すなわち前記反転信号(e)の状態をQ端子から出力することになり、結果としてQ端子からは、図6(f)に示す昇圧オン/オフ信号を出力する。
【0033】
そして、図6に示す昇圧オン/オフ信号(f)と、SWオン/オフ信号(g)は、ANDゲート20に入力されて、ANDゲート20から駆動制限信号(h)が出力される。
【0034】
斯くして、図6に示すように制限信号生成手段が正常な動作状態においては、SWオン/オフ信号(g)と同一の駆動制限信号(h)が、図4に示すスイッチング制御回路12に供給されることになる。そして、この駆動制限信号(h)は、コンバータの出力電圧に応じて生成される例えばPWM信号との論理積がとられ、パワーFETQ1 のゲートに供給するようになされる。これにより、コンバータの出力に多大な負荷が加わった場合において、パワーFETQ1 のゲートに供給されるスイッチング駆動信号のデューティを制限するように作用する。
【0035】
ところで、すでに説明したように制限信号生成手段における例えば基準波形生成回路14の故障により、ノコギリ波状の基準波形信号(c)が出力されない場合、または図7(c)に示すように、その立上がりが非常に緩慢になるなどの状態が発生した場合には、図4におけるコンパレータ16の出力は、図7(d)に示す状態となる。
【0036】
これによると、図5に示すT型フリップフロップ19の反転Q端子からは、図7に示すSWオン/オフ信号(g)がON状態に出力されるが、クロック信号(a)の立下がりによりリセットされる。一方、D型フリップフロップ20のQ出力端は、クロック信号(a)の立下がり時における図7に示す反転信号(e)の状態を出力するために、D型フリップフロップ20のQ出力端からの昇圧オン/オフ信号は、図7(f)に示すようにONからOFFになされる。
【0037】
そして、図7に示す昇圧オン/オフ信号(f)と、SWオン/オフ信号(g)は、ANDゲート20に入力されて、ANDゲート20から駆動制限信号(h)が出力される。
【0038】
したがって、図7にタイミング図として示した状態においては、クロック信号(a)の立上がりまたは立下がりのタイミングで、駆動制限信号(h)の出力は消滅する(ローレベルになる)。この駆動制限信号(h)は、前記したとおりコンバータの出力電圧に応じて生成される例えばPWM信号との論理積がとられるので、パワーFETQ1 のゲートにスイッチング駆動信号が供給されるのが阻止される。すなわち、パワーFETQ1 は強制的にオフ状態になされ、これによりコンバート動作は停止される。
【0039】
それ故、前記した制限信号生成手段における例えば基準波形生成回路14等に障害が発生している状態で、さらにコンバータに過負荷が加わった場合には、前記したように、コンバータがさらに重大な状態に陥るのを効果的に回避することができる。
【0040】
なお、以上説明した実施の形態においては、制限信号生成手段はクロック信号の立上がりおよび立下がりの双方のタイミングにおいて基準波形信号を生成し、これに基づいて論理制御を行うようにしているが、図6(a)に示すクロック信号の周期を半分にして、クロック信号の立上がりのタイミングにおいてのみ、基準波形信号を生成し、同様な論理制御を行うようにしてもよい。
【0041】
また、以上説明した実施の形態においては、チョッパー型昇圧形式を採用したコンバータを例示しているが、降圧型、反転型、さらにはスイッチング素子がオフ状態でエネルギーが伝達されるフライバック方式のDC−DCコンバータにも、この発明を採用することができる。
【0042】
加えて、前記した実施の形態においては、コイルによる出力をダイオードを介して出力端子に導出するようにしているが、ダイオードに代えてトランジスタなどのスイッチング素子を用い、スイッチング素子によりオン・オフのタイミングを制御するいわゆる同期整流方式にこの発明を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のDC−DCコンバータの一例を示したブロック図である。
【図2】図1に示すコンバータの正常時の動作を示すタイミング図である。
【図3】図1に示すコンバータの異常時の動作を示すタイミング図である。
【図4】この発明にかかるDC−DCコンバータの実施の形態を示したブロック図である。
【図5】図4に示したコンバータにおける制限信号生成手段の一部を構成するパルス終了検出回路の一例を示したブロック図である。
【図6】図4に示すコンバータの正常時の動作を示すタイミング図である。
【図7】図4に示すコンバータの異常時の動作を示すタイミング図である。
【符号の説明】
11 分圧回路
12 スイッチング制御回路
13 クロック信号生成回路
14 基準波形生成回路
15 基準電圧生成回路
16 コンパレータ
17 パルス終了検出回路
19 T型フリップフロップ
20 D型フリップフロップ
21 ANDゲート
C1 コンデンサ
D1 ,D2 ダイオード
E1 バッテリー(一次側電源)
L1 昇圧用コイル
Q1 スイッチング素子
R1 ,R2 抵抗素子
Vin 電源入力端子
Vout 出力端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC-DC converter that controls the switching timing of a switching element to maintain an output voltage within a predetermined range, and particularly to a converter that causes an excessive current to flow from a primary-side power supply due to an unexpected situation. The present invention relates to a DC-DC converter capable of avoiding a more serious state.
[0002]
[Prior art]
For example, a chopper-type DC-DC converter supplies DC power on the primary side intermittently to a coil by the operation of a switching element, thereby accumulating electromagnetic energy in the coil and using energy released from the coil. Then, for example, a boosted secondary output (converter output) is obtained. It is important that the output voltage of this DC-DC converter be stable at a predetermined voltage value.
[0003]
As a control method for keeping the output voltage in a stable state, there are typically two control methods. One is a PWM (pulse width modulation) system, and the other is a PFM (pulse frequency modulation) system.
[0004]
By the way, in recent years, organic EL (electroluminescence) elements using an organic material for a light emitting layer have been developed, and a light emitting display panel in which the elements are arranged in a matrix has been partially used. In general, a DC voltage of about 12 to 20 V is required to drive the organic EL element for lighting. On the other hand, when this organic EL display is used in a portable terminal device, for example, a mobile phone, the output voltage of a primary-side driving power supply (battery) used for this is slightly less than 4 V, and the voltage value is insufficient. I do.
[0005]
Therefore, it is necessary to increase the voltage of the driving power supply, but from the viewpoint of efficiency, it is more advantageous to adopt a method of directly increasing the voltage from the battery which is the primary power supply. Therefore, a chopper type DC-DC converter using a battery as a primary side power supply can be suitably used as a drive power supply for a display panel using the above-described EL element.
[0006]
On the other hand, in a DC-DC converter used in this type of portable device, it is a very important task to increase the conversion efficiency when converting a primary power supply into a secondary output. In particular, in the case of adopting the above-mentioned portable telephone, the quality of the conversion efficiency has a great effect in extending the standby time. Therefore, various measures have been taken to improve the utilization efficiency of the primary side power supply by further reducing the power consumed by the converter itself, and the applicant of the present application has already filed an application shown in
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-61340 (paragraphs 0040 to 0043, 0051 to 0057, FIG. 1)
[0008]
According to the DC-DC converter disclosed in
[0009]
By the way, in the embodiment shown in
[0010]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration. The configuration shown in FIG. 1 shows an example of a chopper type DC-DC converter, and reference numeral E1 indicates a battery functioning as a primary power supply of the converter. The cathode side terminal of the battery E1 is connected to a reference potential point (earth), and the anode side terminal is connected to the temporary power input terminal Vin of the converter.
[0011]
One end of a step-up coil L1 is connected to the power input terminal Vin, and the other end of the coil L1 is connected to the drain of an n-type MOS power FET Q1 as a switching element. The source of the power FET Q1 is connected to the ground, and a diode D2 is connected between the drain and the source of the power FET Q1 with the polarity shown in the figure.
[0012]
On the other hand, an anode of a diode D1 is connected to a connection point between the coil L1 and the power FET Q1, and a cathode of the diode D1 forms an output terminal Vout of the converter. A voltage holding capacitor C1 is connected between the output terminal Vout and the ground, and the output voltage of the converter held by the capacitor C1 is connected to a load (not shown) connected to the output terminal Vout. Is configured to be supplied.
[0013]
Therefore, when the power FET Q1 is turned on, a current flows from the terminal Vin to the coil L1, and electromagnetic energy is accumulated in the coil L1. Thereafter, when the power FET Q1 is turned off, an electromotive force is generated in the coil L1 by the energy stored in the coil L1, and a current flows to the output terminal Vout through the diode D1. Thus, a step-up DC-DC converter in which a voltage higher than the voltage of the input terminal Vin is generated at the output terminal Vout is realized.
[0014]
Between the output terminal Vout and the ground, a voltage dividing
[0015]
The
[0016]
On the other hand, in the PWM method, the
[0017]
FIG. 2 and FIG. 3 are timing charts for explaining the operation of the restriction signal generating means indicated by
[0018]
The clock signal (a) is supplied to the reference
[0019]
When the level of the reference waveform signal (c) does not reach the reference voltage Vref (b) as shown in FIG. 2, the
[0020]
For example, in the case of the PWM method, the SW on / off signal (d) is supplied to the switching
[0021]
In the case of the PFM method, the SW on / off signal (d) is supplied to the switching
[0022]
Therefore, when the converter is overloaded, it is possible to prevent a large current from the battery E1 from continuing to flow through the coil L1 and the power FET Q1, thereby preventing the coil L1 and the power FET Q1 from being heated and causing damage. Acts to prevent.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the configuration shown in FIG. 1, when the reference waveform signal (c) of the sawtooth waveform is not output due to a failure of the reference
[0024]
If the SW limit signal is continuously turned on for the reason described above and the converter is overloaded or the output terminal is short-circuited, the duty of the switching drive signal supplied to the gate of the power FET Q1 is limited. You can't do that. Therefore, not only is the consumption of the battery E1 accelerated, but also the coil L1 and the power FET Q1 are heated, which may cause not only the damage but also an unexpected situation such as smoke or ignition in the worst case. You.
[0025]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and is configured so as to prevent continuous output of a SW on / off signal due to a failure of the above-described limit signal generation means. It is an object of the present invention to provide a DC-DC converter capable of avoiding such an unexpected situation.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
A DC-DC converter according to the present invention, which has been made to achieve the above object, generates a switching drive signal according to an output voltage value of the converter as described in
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a DC-DC converter according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 and FIG. 5 show the embodiment by a block diagram. In FIG. 4, portions corresponding to the respective components shown in FIG. 1 already described are denoted by the same reference numerals, and therefore, detailed description thereof will be appropriately omitted.
[0028]
In FIG. 4, reference numeral 17 denotes a drive signal pulse end detection circuit constituting a part of the limit signal generation means, that is, a drive signal detection means. The pulse end detection circuit 17 is configured to be supplied with a clock signal from the clock
[0029]
That is, the output of the comparator falls when the level of the reference waveform signal exceeds the reference voltage Vref. At this time, since the level of the reference waveform signal (c) is set to zero level, the comparator output (d) instantaneously falls in a spike shape, and has a signal waveform immediately returning to the original level.
[0030]
FIG. 5 shows an example of the pulse end detection circuit 17, which is composed of a T-type flip-
[0031]
The T input of the T-type flip-
[0032]
On the other hand, the D input of the D-type flip-
[0033]
Then, the boosting on / off signal (f) and the SW on / off signal (g) shown in FIG. 6 are input to the AND
[0034]
Thus, as shown in FIG. 6, when the limit signal generating means is in a normal operation state, the same drive limit signal (h) as the SW on / off signal (g) is supplied to the switching
[0035]
By the way, as described above, when the reference waveform signal (c) in the sawtooth waveform is not output due to, for example, the failure of the reference
[0036]
According to this, the SW on / off signal (g) shown in FIG. 7 is output to the ON state from the inverted Q terminal of the T-type flip-
[0037]
Then, the boost on / off signal (f) and the SW on / off signal (g) shown in FIG. 7 are input to the AND
[0038]
Therefore, in the state shown in the timing chart of FIG. 7, the output of the drive limiting signal (h) disappears (becomes low level) at the rising or falling timing of the clock signal (a). Since the drive limiting signal (h) is ANDed with, for example, a PWM signal generated according to the output voltage of the converter as described above, the supply of the switching drive signal to the gate of the power FET Q1 is prevented. You. That is, the power FET Q1 is forcibly turned off, thereby stopping the conversion operation.
[0039]
Therefore, if the converter is overloaded while a fault has occurred in, for example, the reference
[0040]
In the embodiment described above, the limiting signal generating means generates the reference waveform signal at both the rising and falling timings of the clock signal, and performs the logic control based on the reference waveform signal. The cycle of the clock signal shown in FIG. 6A may be halved, the reference waveform signal may be generated only at the timing of the rise of the clock signal, and similar logic control may be performed.
[0041]
Further, in the above-described embodiment, the converter adopting the chopper type boosting type is exemplified. However, a step-down type, an inverting type, and a flyback type DC in which energy is transmitted when the switching element is in an off state. The present invention can be applied to a DC converter.
[0042]
In addition, in the above-described embodiment, the output of the coil is led to the output terminal via the diode, but a switching element such as a transistor is used instead of the diode, and the on / off timing is set by the switching element. The present invention can also be applied to a so-called synchronous rectification system for controlling
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional DC-DC converter.
FIG. 2 is a timing chart showing a normal operation of the converter shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the converter shown in FIG. 1 at the time of abnormality.
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a DC-DC converter according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a pulse end detection circuit constituting a part of a limiting signal generation means in the converter shown in FIG.
6 is a timing chart showing an operation of the converter shown in FIG. 4 in a normal state.
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of the converter shown in FIG. 4 when an abnormality occurs.
[Explanation of symbols]
L1 Boosting coil Q1 Switching element R1, R2 Resistance element Vin Power input terminal Vout Output terminal
Claims (7)
前記駆動制限信号生成手段は、クロック信号に基づいて生成される基準波形信号と基準電圧との比較により生成されるコンパレータ出力を利用し、当該コンパレータ出力と前記クロック信号との論理制御により前記駆動制限信号を生成することを特徴とするDC−DCコンバータ。A switching control means for generating a switching drive signal corresponding to the output voltage value of the converter and providing the drive signal to a switching element to control the output voltage value within a predetermined range; Drive limiting signal generating means for generating a drive limiting signal for limiting the driving operation of the element,
The drive limiting signal generating means uses a comparator output generated by comparing a reference waveform signal generated based on a clock signal with a reference voltage, and performs the drive limiting by logical control of the comparator output and the clock signal. A DC-DC converter for generating a signal.
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