JP2006067791A - ステップダウン電流モードスイッチングレギュレータのための改良された性能の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力電圧Voutを測定し、出力電圧が所望のレベルより低ければ負荷インダクタ116を介して負荷コンデンサ118へ電流を供給するようにハイ側のスイッチ114を作動させ、電圧が所望のレベルより高ければ負荷インダクタを介する負荷コンデンサからの電流を低くするようにアクティブダイオードを有するロー側のスイッチ10を作動させることと、ハイ側のスイッチに連結され、ハイ側のスイッチを正方向と負方向のいずれか一方に流れる電流を測定する電流測定回路32を利用することのステップを含み、ハイ側のスイッチとロー側のスイッチに連結された制御装置90は、電流測定回路を制御し、スイッチングレギュレータの作動中でアクティブな構成要素が利用されない時に、電流測定回路に含まれるアクティブな構成要素とアクティブダイオードを無効にする。
【選択図】図3
Description
前記の観点において、発明の主要な目的は、小さい負荷電流で作動中の再循環装置に流れる持続的な電流を原因とした性能の減少に関する前記問題を取り除く目新しいステップダウン電流モードスイッチングレギュレータを提供することである。
Claims (30)
- スイッチングレギュレータであって、
ハイ側のスイッチと、
アクティブダイオードを含むロー側のスイッチと、
上記ハイ側のスイッチと上記ロー側のスイッチとに連結され、上記スイッチングレギュレータの作動間に上記ハイ側のスイッチと上記ロー側のスイッチの作動状態を制御する制御装置と、
上記ハイ側のスイッチに連結され、上記ハイ側のスイッチを流れる正負両方向の電流を測定することができる電流測定回路と、
を備えたスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
上記スイッチングレギュレータの所望の出力電圧を示す信号を受信する第1の入力と上記スイッチングレギュレータの出力電圧レベルを示す信号を受信する第2の入力とを有し、上記スイッチングレギュレータの所望の出力電圧と出力電圧レベルとの差をそれぞれ示す第1の出力および第2の出力信号を生成するエラーアンプをさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項2のスイッチングレギュレータであって、
上記エラーアンプの上記第1の出力信号を受信する第1の入力と基準電圧を受信する第2の入力とを有し、上記出力電圧が上記所望の出力電圧よりも大きい時に第1の論理出力信号をアサートするように動作可能な第1のコンパレータをさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項3のスイッチングレギュレータであって、
上記エラーアンプの上記第2の出力信号を受信する第1の入力と上記電流測定回路の出力を受信する第2の入力とを有し、上記エラーアンプによって前に出力された信号の平均と結合された上記エラーアンプからの上記第2の出力信号が上記電流測定回路の上記出力よりも小さいレベルである時に第2の論理出力信号をアサートするように動作可能な第2のコンパレータをさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項4のスイッチングレギュレータであって、
上記第1のコンパレータの上記第1の入力に入力される上記エラーアンプの上記第1の出力信号は上記スイッチングレギュレータの所望の出力電圧と出力電圧との差の瞬間の値を表すスイッチングレギュレータ。 - 請求項2のスイッチングレギュレータであって、
上記エラーアンプの上記第1の出力信号と上記エラーアンプの上記第2の出力信号とは互いに比例する量を有するスイッチングレギュレータ。 - 請求項2のスイッチングレギュレータであって、
上記エラーアンプの上記第1の出力信号と上記エラーアンプの上記第2の出力信号とは互いに等しいスイッチングレギュレータ。 - 請求項4のスイッチングレギュレータであって、
上記第2のコンパレータの上記第1の入力に連結され、上記エラーアンプによって前に出力された信号の上記平均を生成するループフィルタをさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項4のスイッチングレギュレータであって、
上記電流測定回路の出力と上記第2のコンパレータの上記第2の入力との間に配置された終端処理するインピーダンスおよび基準電圧をさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項4のスイッチングレギュレータであって、
上記第1のコンパレータの上記第1の入力に連結された終端処理するインピーダンスおよび基準をさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項2のスイッチングレギュレータであって、
上記エラーアンプの上記第1の出力信号と上記第2の出力信号は電流信号であるスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
上記アクティブダイオードは、
第1の端子、第2の端子、および制御端子を有するトランジスタと、
オフセットバイアスソースを介して上記トランジスタの上記第1の端子に接続される非反転入力端子、上記トランジスタの上記第2の端子に接続される反転入力端子、および出力端子を有するアンプと、
上記制御装置から制御信号を受信する第1の入力、および上記アンプから出力信号を受信する第2の入力を有する加算器と、
上記加算器回路の出力を受信する入力および上記トランジスタの上記制御端子に連結された出力を有し、上記加算器回路の出力に基づいて上記トランジスタの作動を制御するように動作可能なドライバー回路と、
を含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項12のスイッチングレギュレータであって、
上記トランジスタの上記第1の端子から上記トランジスタの上記第2の端子へ順方向の電流が流れる時、上記トランジスタの上記第1の端子と上記トランジスタの上記第2の端子の間の電圧が上記オフセットバイアス電圧ソースの電圧で維持されるスイッチングレギュレータ。 - 請求項12のスイッチングレギュレータであって、
上記アンプは、上記トランジスタの上記第1の端子と上記トランジスタの上記第2の端子との間の電圧差を検知し、その電圧差に従って上記出力信号を生成するスイッチングレギュレータ。 - 請求項12のスイッチングレギュレータであって、
上記制御装置は、上記制御信号を上記加算器回路に送ることによって上記トランジスタを作動させることが可能なスイッチングレギュレータ。 - 請求項4のスイッチングレギュレータであって、
上記電流測定回路、上記エラーアンプ、上記アクティブダイオード、上記第1のコンパレータ、および上記第2のコンパレータのそれぞれは、必要な時に上記スイッチングレギュレータの作動中に上記制御装置によって作動させられ、
上記制御装置は、特定の装置にイネーブル制御信号を送ることによって特定の装置を作動させるスイッチングレギュレータ。 - 請求項12のスイッチングレギュレータであって、
上記ドライバー回路は、上記トランジスタの状態を示す出力状態信号を生成し、
上記出力状態信号は、上記制御装置に連結されているスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
上記電流測定回路は、第1の制御イネーブル信号が上記制御装置から送られている時に上記ハイ側のスイッチを正の方向に流れる電流を計測し、第2の制御イネーブル信号が上記制御装置から送られている時に上記ハイ側のスイッチを負の方向に流れる電流を計測するスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
上記電流測定回路は、上記ハイ側のスイッチを流れる電流の量に比例した出力電流信号を生成するスイッチングレギュレータ。 - 請求項19のスイッチングレギュレータであって、
電流が正の方向に上記ハイ側のスイッチを流れている時、上記出力電流信号は正の電流信号であり、電流が負の方向に上記ハイ側のスイッチを流れている時、上記出力電流信号は負の電流信号であるスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
上記ハイ側のスイッチと上記ロー側のスイッチとの間に連結されたインダクタ、およびコンデンサと、
上記コンデンサと並列に連結された負荷と、
をさらに含むスイッチングレギュレータ。 - 請求項1のスイッチングレギュレータであって、
正の電圧レベルが0の負荷供給電流を表すために利用されるスイッチングレギュレータ。 - 請求項9のスイッチングレギュレータであって、
正の電圧レベルが0の負荷供給電流を表すために用いられるスイッチングレギュレータ。 - 出力電圧を調整するスイッチングレギュレータであって、
ハイ側のスイッチと、
アクティブダイオードを含むロー側のスイッチと、
上記ハイ側のスイッチと上記ロー側のスイッチとに連結された制御装置と、
上記ハイ側のスイッチに連結された電流測定回路とを含み、
上記スイッチングレギュレータは、上記出力電圧を測定し、上記出力電圧が所望のレベルより低い場合はインダクタを介して負荷へ電流を供給するように上記ハイ側のスイッチを作動させ、上記出力電圧が所望のレベルより高い場合はインダクタを介する上記負荷への電流を低くするようにハイ側のスイッチを作動させるように作動し、
上記電流測定回路は、上記ハイ側のスイッチを正と負のいずれかの方向に流れる電流を測定するように作動し、
上記制御装置は、上記スイッチングレギュレータの使用可能な電力要求を減らすように、上記電流測定回路に含まれるアクティブな構成要素と上記アクティブダイオードを、上記スイッチングレギュレータの作動中に上記アクティブな構成要素が利用されない時、無効にするスイッチングレギュレータ。 - 請求項24のスイッチングレギュレータであって、
正の電圧レベルが0の負荷供給電流を表すために用いられるスイッチングレギュレータ。 - ハイ側のスイッチ、アクティブダイオードを含むロー側のスイッチ、上記ハイ側のスイッチと上記ロー側のスイッチに連結された制御装置、および上記ハイ側のスイッチに連結された電流測定回路を含むスイッチングレギュレータを利用することによって出力電圧を調整する方法であって、
上記出力電圧を測定し、上記出力電圧が所望のレベルより低ければインダクタを介して負荷に電流を供給するように上記ハイ側のスイッチを作動させ、上記出力電圧が上記所望のレベルより高ければ上記インダクタを介する上記負荷からの電流を低くするように上記ロー側のスイッチを作動させることと、
上記ハイ側のスイッチを正方向と負方向のいずれかに流れる電流を測定する上記電流測定回路を利用することのステップを含み、
上記制御装置は、上記電流測定回路を制御すること、および上記スイッチングレギュレータの使用可能な電力の要求を減らすために、上記電流測定回路に含まれるアクティブな構成要素と上記アクティブダイオードを、上記スイッチングレギュレータの作動中で上記アクティブな構成要素が利用されない時に、無効にすることのために使用できる方法。 - 請求項26に従って出力電圧を調整する方法であって、
上記スイッチングレギュレータの所望の出力電圧と出力電圧レベルとの差を示し、エラーアンプによって生成される第1の出力信号を生成することと、
上記出力電圧が上記所望の出力電圧より大きい時に、第1のコンパレータによって生成される第2の出力信号を生成することと、
上記電流測定回路の出力がエラーアンプから出力される過去の平均と現在の値の結合よりも大きい時、第2のコンパレータによって生成される第3の出力信号を生成することのステップをさらに含み、
上記エラーアンプ、上記第1のコンパレータ、および第2のコンパレータは、上記スイッチングレギュレータの使用可能な電力の要求を減らすために、上記スイッチングレギュレータの作動中で利用されない時、無効にされる方法。 - 請求項27に従って出力電圧を調整する方法であって、
上記制御装置は、特定の装置へイネーブル制御信号を送ることによって、特定の制御装置を有効にする方法。 - 請求項27に従って出力電圧を調整する方法であって、
上記ロー側のスイッチの状態を示し、上記制御装置に連結される出力状態信号を生成するステップをさらに含む方法。 - 請求項26に従って出力電圧を調整する方法であって、
正の電圧レベルが0の負荷供給電流を表すために利用される方法。
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