JP2006325289A - Step-down switching regulator, its control circuit, and electronic apparatus employing it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step-down switching regulator in which conversion efficiency is improved under a light load. <P>SOLUTION: The control circuit 100 of a step-down switching regulator applies a switching voltage Vsw to an inductor L1. A driver circuit 10 creates first and second gate voltages Vg1 and Vg2 which are applied to the gate terminal of each transistor based on a PWM signal Vpwm. A comparing section 30 outputs a high level comparison signal Vcmp when Vsw>0 V. During a period where a transistor M2 for synchronous rectification must be turned on, a latch circuit 40 latches the comparison signal Vcmp and outputs it as a detection signal Vsens. During a period where the detection signal Vsens is latched to high level, a forced off switch SW1 fixes the gate voltage of the transistor M2 for synchronous rectification to 0 V. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、降圧型スイッチングレギュレータに関し、特に同期整流方式のスイッチングレギュレータの制御技術に関する。   The present invention relates to a step-down switching regulator, and more particularly to a control technology for a synchronous rectification switching regulator.

近年の携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータなどのさまざまな電子機器に、デジタル信号処理を行うマイコンが搭載されている。こうしたマイコンの駆動に必要とされる電源電圧は、半導体製造プロセスの微細化に伴って低下しており、1.5V以下の低電圧で動作するものがある。
一方、こうした電子機器にはリチウムイオン電池などの電池が電源として搭載される。リチウムイオン電池から出力される電圧は、3V〜4V程度であり、この電圧をそのままマイコンに供給したのでは、無駄な電力消費が発生するため、降圧型のスイッチングレギュレータや、シリーズレギュレータなどを用いて電池電圧を降圧し、定電圧化してマイコンに供給するのが一般的である。
Various electronic devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and notebook personal computers in recent years are equipped with microcomputers that perform digital signal processing. The power supply voltage required for driving such a microcomputer has been reduced with the miniaturization of the semiconductor manufacturing process, and there is one that operates at a low voltage of 1.5 V or less.
On the other hand, a battery such as a lithium ion battery is mounted on such an electronic device as a power source. The voltage output from the lithium ion battery is about 3V to 4V. If this voltage is supplied to the microcomputer as it is, useless power consumption occurs. Therefore, a step-down switching regulator or a series regulator is used. In general, the battery voltage is stepped down to a constant voltage and supplied to a microcomputer.

降圧型のスイッチングレギュレータは、整流用のダイオードを用いる方式(以下、ダイオード整流方式という)と、ダイオードの代わりに、整流用トランジスタを用いる方式(以下、同期整流方式という)が存在する。前者の場合、負荷に流れる負荷電流が低いときに高効率が得られるという利点を有するが、制御回路の外部に、インダクタ、キャパシタに加えてダイオードが必要となるため、回路面積が大きくなる。後者の場合、負荷に供給する電流が小さいときの効率は、前者に比べて劣るが、ダイオードの代わりにトランジスタを用いるため、LSIの内部に集積化することができ、周辺部品を含めた回路面積としては小型化が可能となる。携帯電話などの電子機器において、小型化が要求される場合には、整流用トランジスタを用いたスイッチングレギュレータ(以下、同期整流方式スイッチングレギュレータという)が用いられることが多い。   As a step-down switching regulator, there are a method using a rectifying diode (hereinafter referred to as a diode rectifying method) and a method using a rectifying transistor instead of a diode (hereinafter referred to as a synchronous rectifying method). In the former case, there is an advantage that high efficiency can be obtained when the load current flowing through the load is low. However, since a diode in addition to the inductor and the capacitor is required outside the control circuit, the circuit area becomes large. In the latter case, the efficiency when the current supplied to the load is small is inferior to that of the former, but since a transistor is used instead of a diode, it can be integrated inside the LSI, and the circuit area including peripheral components As a result, downsizing is possible. When an electronic device such as a cellular phone is required to be downsized, a switching regulator using a rectifying transistor (hereinafter referred to as a synchronous rectification switching regulator) is often used.

ここで、上述の電子機器に用いられるマイコンの消費電流は、動作時と待機時で大きく変化し、待機時にはわずかな電流しか流れないが、動作時にはある程度の電流が必要とされる。
たとえば、特許文献1、2には、負荷電流に応じて同期整流方式とダイオード整流方式とを切り替えるスイッチングレギュレータが開示されている。
Here, the current consumption of the microcomputer used in the above-described electronic device varies greatly between operation and standby, and only a small amount of current flows during standby, but a certain amount of current is required during operation.
For example, Patent Documents 1 and 2 disclose switching regulators that switch between a synchronous rectification method and a diode rectification method according to a load current.

特開2004−32875号公報JP 2004-32875 A 特開2002−252971号公報JP 2002-252971 A

図9(a)、(b)はそれぞれ、同期整流方式スイッチングレギュレータの重負荷および軽負荷時の電流の時間波形を示す図である。同図において、ILは、インダクタに流れる電流を、Ioは負荷電流を表しており、インダクタに流れる電流ILの時間平均値が負荷電流Ioとなる。図9(a)に示すように、重負荷時においては、負荷電流Ioが大きいため、インダクタに流れる電流ILは正の値をとり続ける。ところが、図9(b)に示すように、軽負荷時において負荷電流Ioが減少すると、インダクタに流れる電流ILが斜線部のように負となり、インダクタに流れる電流ILの向きが反転する。その結果、同期整流方式では、軽負荷時において、インダクタから同期整流用トランジスタを介して接地に対して電流が流れることになる。この電流は、負荷に供給されず、出力キャパシタから供給されるものであるため、電力を無駄に消費していることになる。   FIGS. 9A and 9B are diagrams showing current time waveforms of heavy and light loads of the synchronous rectification switching regulator, respectively. In the figure, IL represents the current flowing through the inductor, Io represents the load current, and the time average value of the current IL flowing through the inductor is the load current Io. As shown in FIG. 9A, during heavy load, the load current Io is large, so the current IL flowing through the inductor continues to take a positive value. However, as shown in FIG. 9B, when the load current Io decreases at the time of light load, the current IL flowing through the inductor becomes negative as indicated by the shaded portion, and the direction of the current IL flowing through the inductor is reversed. As a result, in the synchronous rectification method, a current flows from the inductor to the ground through the synchronous rectification transistor at light load. Since this current is not supplied to the load but supplied from the output capacitor, power is wasted.

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、同期整流方式の降圧型スイッチングレギュレータにおいて、軽負荷時に同期整流用トランジスタを介して接地に流れる電流を低減し、効率を改善した降圧型スイッチングレギュレータおよびその駆動回路の提供にある。   The present invention has been made in view of such a problem, and the object thereof is to reduce the current flowing to the ground via the synchronous rectification transistor in a synchronous rectification step-down switching regulator and improve the efficiency. The present invention provides a step-down switching regulator and a driving circuit thereof.

本発明のある態様は、降圧型スイッチングレギュレータの制御回路に関する。この制御回路は、入力端子と接地間に直列に接続されたスイッチングトランジスタと同期整流用トランジスタを含み、2つのトランジスタの接続点の電圧を、スイッチング電圧として本制御回路の外部に接続されるインダクタの一端に印加する出力段と、スイッチングレギュレータの出力電圧が所定の基準電圧に近づくようデューティ比が制御されるパルス幅変調信号にもとづき、スイッチングトランジスタおよび同期整流用トランジスタのゲート端子に印加すべき第1、第2ゲート電圧を生成するドライバ回路と、スイッチング電圧と所定のしきい値電圧を比較し、スイッチング電圧がしきい値電圧を上回ると、所定レベルの比較信号を出力する比較部と、同期整流用トランジスタがオンすべき期間において、比較部から出力される比較信号をラッチし、検出信号として出力するラッチ回路と、ドライバ回路から出力される第2ゲート電圧が入力され、検出信号が所定レベルにラッチされている期間、第2ゲート電圧をローレベルに固定して同期整流用トランジスタのゲート端子に出力するスイッチと、を備える。   One embodiment of the present invention relates to a control circuit for a step-down switching regulator. This control circuit includes a switching transistor and a synchronous rectification transistor connected in series between the input terminal and the ground, and the voltage of the connection point of the two transistors is used as the switching voltage of the inductor connected to the outside of the control circuit. Based on the output stage applied to one end and the pulse width modulation signal whose duty ratio is controlled so that the output voltage of the switching regulator approaches a predetermined reference voltage, the first to be applied to the gate terminals of the switching transistor and the synchronous rectification transistor A driver circuit that generates a second gate voltage, a comparison unit that compares the switching voltage with a predetermined threshold voltage, and outputs a comparison signal of a predetermined level when the switching voltage exceeds the threshold voltage, and synchronous rectification The comparison signal output from the comparison unit during the period when the Is latched and output as a detection signal, and the second gate voltage output from the driver circuit is input, and the second gate voltage is fixed to a low level while the detection signal is latched at a predetermined level. And a switch for outputting to the gate terminal of the synchronous rectification transistor.

この態様によると、同期整流用トランジスタがオンすべき期間において、スイッチング電圧が正の電圧となると、同期整流用トランジスタを第2ゲート電圧にかかわらず強制的にオフ状態とし、インダクタに流れる電流の向きが反転するのを防止し、効率が悪化するのを防止することができる。この際、比較部から出力される比較信号をラッチ回路によりラッチすることにより、同期整流用トランジスタを強制的にオフ状態にした後に、スイッチング電圧が0Vを跨いでスイングしても、同期整流用トランジスタをオフ状態に保つことができ、降圧型スイッチングレギュレータを安定に動作させることができる。   According to this aspect, when the switching voltage becomes a positive voltage during the period in which the synchronous rectification transistor is to be turned on, the synchronous rectification transistor is forcibly turned off regardless of the second gate voltage, and the direction of the current flowing through the inductor Can be prevented and the efficiency can be prevented from deteriorating. At this time, even if the switching voltage swings across 0V after the synchronous rectification transistor is forcibly turned off by latching the comparison signal output from the comparison unit by the latch circuit, the synchronous rectification transistor Can be kept in an OFF state, and the step-down switching regulator can be stably operated.

ラッチ回路は、ドライバ回路から出力される第2ゲート電圧がハイレベルの期間にアクティブとなり、比較部から出力される比較信号をラッチしてもよい。
ドライバ回路から出力される第2ゲート電圧を参照することにより、同期整流用トランジスタがオンすべき期間を判定し、比較部から出力される比較信号を好適にラッチすることができる。
The latch circuit may become active while the second gate voltage output from the driver circuit is at a high level, and may latch the comparison signal output from the comparison unit.
By referring to the second gate voltage output from the driver circuit, it is possible to determine the period during which the synchronous rectification transistor is to be turned on, and to suitably latch the comparison signal output from the comparison unit.

ラッチ回路は、第2ゲート電圧がハイレベルからローレベルとなると、ラッチした検出信号をリセットしてもよい。
第2ゲート電圧を参照し、同期整流用トランジスタがオンすべき期間が完了したことを契機として検出信号をリセットすることにより、次に同期整流用トランジスタがオンすべき期間において、再度上記のラッチ動作を行うことができる。
The latch circuit may reset the latched detection signal when the second gate voltage changes from a high level to a low level.
By referring to the second gate voltage and resetting the detection signal when the period for turning on the synchronous rectification transistor is completed, the above-described latch operation is performed again in the next period for turning on the synchronous rectification transistor. It can be performed.

ラッチ回路は、Dフリップフロップを含み、当該Dフリップフロップは、リセット端子に第2ゲート電圧が入力され、データ端子にハイレベルの固定電圧が入力され、クロック端子に比較部から出力される比較信号が入力されてもよい。   The latch circuit includes a D flip-flop. The D flip-flop has a second gate voltage input to the reset terminal, a high-level fixed voltage input to the data terminal, and a comparison signal output from the comparison unit to the clock terminal. May be input.

ラッチ回路は、Dフリップフロップの出力信号と、比較部から出力される比較信号の論理和を出力するORゲートをさらに含み、当該ORゲートの出力信号を検出信号として出力してもよい。
これによれば、一度Dフリップフロップがラッチされた後に、比較部から出力される比較信号が変動しても、ORゲートの出力はDフリップフロップの出力信号に固定されるため、安定な降圧動作を行うことができる。
The latch circuit may further include an OR gate that outputs a logical sum of the output signal of the D flip-flop and the comparison signal output from the comparison unit, and may output the output signal of the OR gate as a detection signal.
According to this, even if the comparison signal output from the comparison unit fluctuates once the D flip-flop is latched, the output of the OR gate is fixed to the output signal of the D flip-flop. It can be performed.

しきい値電圧は、接地電位であってもよい。   The threshold voltage may be a ground potential.

比較部は、スイッチング電圧およびしきい値電圧を、正方向に所定電圧だけレベルシフトするレベルシフト回路と、レベルシフト回路によりレベルシフトされたスイッチング電圧としきい値電圧とを比較するコンパレータと、を含み、コンパレータの出力信号を比較信号として出力してもよい。
コンパレータの前段にレベルシフト回路を設けることにより、接地電位などの低電圧との電圧比較を正常に行うことができる。
The comparison unit includes a level shift circuit that level-shifts the switching voltage and the threshold voltage by a predetermined voltage in the positive direction, and a comparator that compares the switching voltage level-shifted by the level shift circuit with the threshold voltage. The output signal of the comparator may be output as a comparison signal.
By providing a level shift circuit in front of the comparator, voltage comparison with a low voltage such as a ground potential can be performed normally.

比較部は、第2ゲート電圧が入力され、当該第2ゲート電圧がローレベルからハイレベルに変化してから所定の遅延時間経過後にハイレベルとなるマスク信号を出力する遅延回路と、遅延回路から出力されるマスク信号と、コンパレータの出力信号の論理和を出力するANDゲートと、をさらに含んでもよい。当該ANDゲートの出力信号を比較信号として出力してもよい。
第2ゲート電圧がローレベルからハイレベルとなり、同期整流用トランジスタがオン状態に切り替えられると、スイッチング電圧が正方向にスイングする場合がある。このような場合に、あらかじめ、マスク信号によりスイッチング電圧がスイングする期間を、比較部による比較期間から除外することにより、スイングしたスイッチング電圧によって同期整流用トランジスタをオフするのを防止することができる。
The comparator includes a delay circuit that receives a second gate voltage, outputs a mask signal that becomes a high level after a lapse of a predetermined delay time after the second gate voltage changes from a low level to a high level, and a delay circuit You may further include the mask signal output and the AND gate which outputs the logical sum of the output signal of a comparator. The output signal of the AND gate may be output as a comparison signal.
When the second gate voltage changes from the low level to the high level and the synchronous rectification transistor is switched to the on state, the switching voltage may swing in the positive direction. In such a case, it is possible to prevent the synchronous rectification transistor from being turned off by the swinging switching voltage by previously excluding the period during which the switching voltage swings by the mask signal from the comparison period by the comparison unit.

レベルシフト回路は、ベース端子にスイッチング電圧が入力され、コレクタ端子が接地され、エミッタ端子からスイッチング電圧をレベルシフトした電圧を出力するPNP型の第1バイポーラトランジスタと、ベース端子およびコレクタ端子が接地され、エミッタ端子から接地電位をレベルシフトした電圧を出力するPNP型の第2バイポーラトランジスタと、第1、第2バイポーラトランジスタのエミッタ端子間に接続され、遅延回路から出力されるマスク信号がローレベルの期間、オン状態となるスイッチと、を含んでもよい。
マスク信号がローレベルの期間に第1、第2バイポーラトランジスタのエミッタ端子間を短絡することにより、同期整流用トランジスタをオフからオンに切り替えたときに発生するスイッチング電圧の変動にともなって、コンパレータの入力電圧が変動するのを防止することができる。
In the level shift circuit, a switching voltage is input to a base terminal, a collector terminal is grounded, a PNP-type first bipolar transistor that outputs a voltage obtained by level shifting the switching voltage from an emitter terminal, and a base terminal and a collector terminal are grounded. The PNP type second bipolar transistor that outputs a voltage obtained by level shifting the ground potential from the emitter terminal and the emitter terminal of the first and second bipolar transistors are connected, and the mask signal output from the delay circuit is low level. And a switch that is turned on for a period of time.
By short-circuiting the emitter terminals of the first and second bipolar transistors during the period when the mask signal is at a low level, the fluctuation of the switching voltage generated when the synchronous rectification transistor is switched from OFF to ON is caused. It is possible to prevent the input voltage from fluctuating.

同期整流用トランジスタは、NMOSトランジスタであってもよい。また、制御回路は、1つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。   The synchronous rectification transistor may be an NMOS transistor. The control circuit may be integrated on a single semiconductor substrate.

本発明の別の態様は、降圧型スイッチングレギュレータである。この降圧型スイッチングレギュレータは、一端が接地されたキャパシタと、キャパシタの他端にその一端が接続されたインダクタと、インダクタの他端に、スイッチング電圧を供給する上述の制御回路と、を備え、キャパシタの他端の電圧を出力する。   Another aspect of the present invention is a step-down switching regulator. This step-down switching regulator includes a capacitor having one end grounded, an inductor having one end connected to the other end of the capacitor, and the above-described control circuit that supplies a switching voltage to the other end of the inductor. The voltage at the other end is output.

この態様によると、制御回路により、インダクタに流れる電流の向きが反転するのを好適に防止することができ降圧型スイッチングレギュレータの効率を改善することができる。   According to this aspect, the control circuit can preferably prevent the direction of the current flowing through the inductor from being reversed, and the efficiency of the step-down switching regulator can be improved.

本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、電池電圧を出力する電池と、マイコンと、電池電圧を降圧してマイコンに供給する上述の降圧型スイッチングレギュレータと、を備える。   Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. This electronic device includes a battery that outputs a battery voltage, a microcomputer, and the above-described step-down switching regulator that steps down the battery voltage and supplies the voltage to the microcomputer.

この態様によると、マイコンに流れる電流が変動し、負荷電流が小さな軽負荷動作となった場合においても、効率よく降圧動作を行うことができ、電池の長寿命化を図ることができる。   According to this aspect, even when the current flowing through the microcomputer fluctuates and the load current is small and the load operation is small, the step-down operation can be performed efficiently, and the battery life can be extended.

なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明に係る降圧型スイッチングレギュレータによれば、変換効率を改善することができる。   According to the step-down switching regulator according to the present invention, the conversion efficiency can be improved.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータを搭載した電子機器の構成を示すブロック図である。電子機器300は、たとえば携帯電話端末であり、電池310、電源装置320、アナログ回路330、デジタル回路340、マイコン350、LED360を含む。
電池310は、たとえばリチウムイオン電池であり、電池電圧Vbatとして3〜4V程度を出力する。
アナログ回路330は、パワーアンプや、アンテナスイッチ、LNA(Low Noise Amplifier)、ミキサやPLL(Phase Locked Loop)などの高周波回路を含み、電源電圧Vcc=3.4V程度で安定動作する回路ブロックを含む。また、デジタル回路340は、各種DSP(Digital Signal Processor)などを含み、電源電圧Vdd=3.4V程度で安定動作する回路ブロックを含む。
マイコン350は、電子機器300全体を統括的に制御するブロックであり、電源電圧1.5Vで動作する。
LED360は、RGB3色のLED(Light Emitting Diode)を含み、液晶のバックライトや、照明として用いられ、その駆動には、4V以上の駆動電圧が要求される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device equipped with the step-down switching regulator according to the first embodiment. The electronic device 300 is, for example, a mobile phone terminal, and includes a battery 310, a power supply device 320, an analog circuit 330, a digital circuit 340, a microcomputer 350, and an LED 360.
The battery 310 is a lithium ion battery, for example, and outputs about 3 to 4 V as the battery voltage Vbat.
The analog circuit 330 includes high-frequency circuits such as a power amplifier, an antenna switch, an LNA (Low Noise Amplifier), a mixer, and a PLL (Phase Locked Loop), and includes a circuit block that stably operates at a power supply voltage Vcc = 3.4V. . The digital circuit 340 includes various DSPs (Digital Signal Processors) and the like, and includes a circuit block that stably operates at a power supply voltage Vdd = 3.4V.
The microcomputer 350 is a block that comprehensively controls the entire electronic device 300 and operates with a power supply voltage of 1.5V.
The LED 360 includes RGB three-color LEDs (Light Emitting Diodes) and is used as a liquid crystal backlight or illumination, and a driving voltage of 4 V or more is required for driving.

電源装置320は、多チャンネルのスイッチング電源であり、各チャンネルごとに、電池電圧Vbatを必要に応じて降圧、または昇圧するスイッチングレギュレータを備え、アナログ回路330、デジタル回路340、マイコン350、LED360に対して適切な電源電圧を供給する。
本実施形態に係る降圧型スイッチングレギュレータは、たとえば1.5Vで動作するマイコン350のように、消費電流が動作状態に応じて変化する負荷に対して、安定な電圧を駆動する用途に好適に用いられる。以下、本実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータの構成について詳細に説明する。
The power supply device 320 is a multi-channel switching power supply, and includes a switching regulator for stepping down or stepping up the battery voltage Vbat as necessary for each channel. For the analog circuit 330, the digital circuit 340, the microcomputer 350, and the LED 360, Supply an appropriate power supply voltage.
The step-down switching regulator according to the present embodiment is suitably used for driving a stable voltage with respect to a load whose current consumption changes according to an operating state, such as a microcomputer 350 that operates at 1.5 V. It is done. Hereinafter, the configuration of the step-down switching regulator according to the present embodiment will be described in detail.

図2は、第1の実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータ200の構成を示す回路図である。降圧型スイッチングレギュレータ200は、同期整流方式の降圧型スイッチングレギュレータであり、制御回路100、インダクタL1、出力キャパシタC1を含む。制御回路100は、ひとつの半導体基板に集積化されたLSIチップであり、スイッチング素子として機能するスイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2は、この制御回路100に内蔵される。
出力キャパシタC1は一端が接地され、他端が負荷回路RLおよびインダクタL1に接続される。インダクタL1は、制御回路100と接続され、スイッチング電圧Vswが印加される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the step-down switching regulator 200 according to the first embodiment. The step-down switching regulator 200 is a synchronous rectification step-down switching regulator, and includes a control circuit 100, an inductor L1, and an output capacitor C1. The control circuit 100 is an LSI chip integrated on a single semiconductor substrate, and a switching transistor M1 functioning as a switching element and a synchronous rectification transistor M2 are incorporated in the control circuit 100.
The output capacitor C1 has one end grounded and the other end connected to the load circuit RL and the inductor L1. The inductor L1 is connected to the control circuit 100 and applied with the switching voltage Vsw.

この降圧型スイッチングレギュレータ200は、制御回路100によってインダクタL1に流れる電流を制御し、出力キャパシタC1に電荷を充電することにより電池電圧Vbatを降圧し、出力キャパシタC1に現れる電圧を負荷回路RLに供給する。本実施例において、負荷回路RLは、図1のマイコン350に相当する。
以下、負荷回路RLに供給される電圧を出力電圧Vout、負荷回路RLに流れる電流を負荷電流Io、インダクタL1に流れる電流をILという。以下、インダクタL1に流れる電流ILは、負荷回路RLに向かって流れる向きを正方向とする。
The step-down switching regulator 200 controls the current flowing through the inductor L1 by the control circuit 100, steps down the battery voltage Vbat by charging the output capacitor C1, and supplies the voltage appearing at the output capacitor C1 to the load circuit RL. To do. In this embodiment, the load circuit RL corresponds to the microcomputer 350 in FIG.
Hereinafter, a voltage supplied to the load circuit RL is referred to as an output voltage Vout, a current flowing through the load circuit RL is referred to as a load current Io, and a current flowing through the inductor L1 is referred to as IL. Hereinafter, the direction in which the current IL flowing through the inductor L1 flows toward the load circuit RL is a positive direction.

制御回路100は、入力・出力端子として、入力端子102、スイッチング端子104、出力端子106を備える。入力端子102には電池310が接続され、入力電圧として電池電圧Vbatが入力される。また、スイッチング端子104は、インダクタL1に接続され、制御回路100の内部で生成したスイッチング電圧Vswを出力する。また、出力端子106は、負荷回路RLに印加される出力電圧Voutが帰還される端子である。   The control circuit 100 includes an input terminal 102, a switching terminal 104, and an output terminal 106 as input / output terminals. A battery 310 is connected to the input terminal 102, and a battery voltage Vbat is input as an input voltage. The switching terminal 104 is connected to the inductor L1 and outputs a switching voltage Vsw generated inside the control circuit 100. The output terminal 106 is a terminal to which the output voltage Vout applied to the load circuit RL is fed back.

制御回路100は、ドライバ回路10、PWM制御部20、比較部30、ラッチ回路40、強制オフスイッチSW1、スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2を含む。   The control circuit 100 includes a driver circuit 10, a PWM control unit 20, a comparison unit 30, a latch circuit 40, a forced off switch SW1, a switching transistor M1, and a synchronous rectification transistor M2.

スイッチングトランジスタM1は、PチャンネルMOSトランジスタであって、ソース端子は入力端子102に接続され、ドレイン端子はスイッチング端子104に接続される。スイッチングトランジスタM1のバックゲート端子は入力端子102と接続され、バックゲート端子とドレイン端子間には、ボディダイオード(寄生ダイオード)D1が存在する。
同期整流用トランジスタM2は、NチャンネルMOSトランジスタであって、ソース端子は接地され、ドレイン端子はスイッチングトランジスタM1のドレイン端子およびスイッチング端子104と接続される。また、同期整流用トランジスタM2のバックゲート端子は接地されている。同期整流用トランジスタM2のバックゲート端子とドレイン端子間には、ボディダイオードD2が存在する。
The switching transistor M1 is a P-channel MOS transistor, and has a source terminal connected to the input terminal 102 and a drain terminal connected to the switching terminal 104. The back gate terminal of the switching transistor M1 is connected to the input terminal 102, and a body diode (parasitic diode) D1 exists between the back gate terminal and the drain terminal.
The synchronous rectification transistor M2 is an N-channel MOS transistor, the source terminal is grounded, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the switching transistor M1 and the switching terminal 104. The back gate terminal of the synchronous rectification transistor M2 is grounded. A body diode D2 exists between the back gate terminal and the drain terminal of the synchronous rectification transistor M2.

スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2は、電池電圧Vbatが印加される入力端子102と接地間に直列に接続されており、2つのトランジスタの接続点の電圧を、スイッチング電圧Vswとして本制御回路100の外部にスイッチング端子104を介して接続されるインダクタL1の一端に印加する。   The switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 are connected in series between the input terminal 102 to which the battery voltage Vbat is applied and the ground, and the control circuit 100 uses the voltage at the connection point of the two transistors as the switching voltage Vsw. Is applied to one end of an inductor L1 connected to the outside via a switching terminal 104.

PWM制御部20は、降圧型スイッチングレギュレータ200の出力電圧Voutが所定の基準電圧に近づくように、スイッチングトランジスタM1および同期整流用トランジスタM2のオン期間のデューティ比を規定するパルス幅変調信号(以下、PWM信号という)を生成する。PWM制御部20には、降圧型スイッチングレギュレータ200の出力電圧Voutが、出力端子106を介して入力される。
抵抗R1、R2は、この出力電圧Voutを分圧し、R2/(R1+R2)倍した出力電圧Vout’を誤差増幅器22の反転入力端子へと出力する。誤差増幅器22の非反転入力端子には基準電圧Vrefが入力されており、出力電圧Vout’および基準電圧Vrefの誤差を増幅し、誤差電圧Verrとして出力する。
The PWM control unit 20 controls a pulse width modulation signal (hereinafter referred to as “duty ratio”) that defines the duty ratio of the ON period of the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 so that the output voltage Vout of the step-down switching regulator 200 approaches a predetermined reference voltage. A PWM signal). The output voltage Vout of the step-down switching regulator 200 is input to the PWM control unit 20 via the output terminal 106.
The resistors R1 and R2 divide the output voltage Vout, and output the output voltage Vout ′ multiplied by R2 / (R1 + R2) to the inverting input terminal of the error amplifier 22. The reference voltage Vref is input to the non-inverting input terminal of the error amplifier 22, and an error between the output voltage Vout ′ and the reference voltage Vref is amplified and output as an error voltage Verr.

発振器26は、所定の周波数で発振し、三角波またはのこぎり波状の周期電圧Voscを出力する。第1コンパレータ24は、周期電圧Voscと誤差電圧Verrとを比較し、Vosc>Verrのときハイレベル、Vosc<VerrのときローレベルとなるPWM信号Vpwmを出力する。このPWM信号Vpwmは、周期時間が一定で、出力電圧Vout’に応じてハイレベルとローレベルの期間が変化するパルス幅変調された信号となる。   The oscillator 26 oscillates at a predetermined frequency and outputs a periodic voltage Vosc having a triangular wave shape or a sawtooth wave shape. The first comparator 24 compares the periodic voltage Vosc and the error voltage Verr, and outputs a PWM signal Vpwm that is at a high level when Vosc> Verr and at a low level when Vosc <Verr. This PWM signal Vpwm is a pulse width modulated signal having a constant cycle time and a period of high level and low level changing according to the output voltage Vout ′.

ドライバ回路10は、PWM制御部20から出力されるPWM信号Vpwmにもとづき、スイッチングトランジスタM1のゲート端子に印加すべき第1ゲート電圧Vg1と、同期整流用トランジスタM2のゲート端子に印加すべき第2ゲート電圧Vg2と、を生成する。スイッチングトランジスタM1は、第1ゲート電圧Vg1がローレベルのときがオンし、ハイレベルのときオフする。同期整流用トランジスタM2は、第2ゲート電圧Vg2がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。
ドライバ回路10は、スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2がそれぞれオンする時間の比を、PWM信号Vpwmのハイレベルとローレベルのデューティ比にもとづいて設定し、2つのトランジスタを交互にオンオフさせる。スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2が同時にオンして貫通電流が流れるのを防止するため、ドライバ回路10は、第1ゲート電圧Vg1がハイレベル、第2ゲート電圧Vg2がローレベルとなる期間(デッドタイム)を各周期ごとに設ける。
Based on the PWM signal Vpwm output from the PWM controller 20, the driver circuit 10 applies a first gate voltage Vg1 to be applied to the gate terminal of the switching transistor M1 and a second terminal to be applied to the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2. A gate voltage Vg2 is generated. The switching transistor M1 is turned on when the first gate voltage Vg1 is at a low level and turned off when the first gate voltage Vg1 is at a high level. The synchronous rectification transistor M2 is turned on when the second gate voltage Vg2 is at a high level, and turned off when the second gate voltage Vg2 is at a low level.
The driver circuit 10 sets the ratio of the time during which the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 are turned on based on the high-level and low-level duty ratios of the PWM signal Vpwm, and turns the two transistors on and off alternately. In order to prevent the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 from being simultaneously turned on and a through current from flowing therethrough, the driver circuit 10 has a period in which the first gate voltage Vg1 is at a high level and the second gate voltage Vg2 is at a low level Dead time) is provided for each period.

比較部30には、スイッチング電圧Vswが入力される。比較部30は、スイッチング電圧Vswと接地電位とを比較し、スイッチング電圧Vswが接地電位(0V)を上回るとハイレベルの比較信号Vcmpを出力する。比較部30は、レベルシフト回路32、第2コンパレータ34を含む。
レベルシフト回路32は、PNP型の第1、第2バイポーラトランジスタQ1、Q2を含み、それぞれのベース端子に、スイッチング電圧Vswおよび接地電位が入力される。各バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタ端子は接地されており、そのエミッタ端子からは、スイッチング電圧Vswおよび接地電位が順方向電圧Vf=0.7V程度、正方向にレベルシフトされた電圧が出力される。
第2コンパレータ34の非反転入力端子は、第1バイポーラトランジスタQ1のエミッタ端子が接続され、反転入力端子には、第2バイポーラトランジスタQ2のエミッタ端子が接続される。この第2コンパレータ34、レベルシフト回路32によりレベルシフトされたスイッチング電圧Vswと接地電位(0V)とを比較し、Vsw>0Vのときハイレベルを、Vsw<0Vのときローレベルを出力する。
The comparison unit 30 receives the switching voltage Vsw. The comparison unit 30 compares the switching voltage Vsw and the ground potential, and outputs a high-level comparison signal Vcmp when the switching voltage Vsw exceeds the ground potential (0 V). The comparison unit 30 includes a level shift circuit 32 and a second comparator 34.
The level shift circuit 32 includes PNP-type first and second bipolar transistors Q1 and Q2, and a switching voltage Vsw and a ground potential are input to respective base terminals. The collector terminals of the bipolar transistors Q1 and Q2 are grounded, and the emitter terminal outputs a voltage in which the switching voltage Vsw and the ground potential are level-shifted in the forward direction by a forward voltage Vf = 0.7V. .
The non-inverting input terminal of the second comparator 34 is connected to the emitter terminal of the first bipolar transistor Q1, and the inverting input terminal is connected to the emitter terminal of the second bipolar transistor Q2. The switching voltage Vsw level-shifted by the second comparator 34 and the level shift circuit 32 is compared with the ground potential (0V), and a high level is output when Vsw> 0V and a low level is output when Vsw <0V.

ラッチ回路40には、ドライバ回路10から出力される第2ゲート電圧Vg2と、比較部30から出力される比較信号Vcmpが入力される。このラッチ回路40は、同期整流用トランジスタM2がオンすべき期間、すなわち、ドライバ回路10から出力される第2ゲート電圧Vg2がハイレベルの期間にアクティブとなり、比較部30から出力される比較信号Vcmpをラッチし、ラッチした信号を検出信号Vsensとして出力する。また、ラッチ回路40は、第2ゲート電圧Vg2がハイレベルからローレベルとなると、ラッチした検出結果をリセットする。   The latch circuit 40 receives the second gate voltage Vg2 output from the driver circuit 10 and the comparison signal Vcmp output from the comparison unit 30. The latch circuit 40 is active during a period in which the synchronous rectification transistor M2 is to be turned on, that is, a period during which the second gate voltage Vg2 output from the driver circuit 10 is at a high level, and the comparison signal Vcmp output from the comparison unit 30. Are latched, and the latched signal is output as the detection signal Vsens. The latch circuit 40 resets the latched detection result when the second gate voltage Vg2 changes from the high level to the low level.

ラッチ回路40は、Dフリップフロップ42、ORゲート44、NORゲート46、インバータ48を含む。Dフリップフロップ42のセット端子およびデータ端子には、ハイレベルに対応する電源電圧Vddが入力され、リセット端子は、NORゲート46の出力と接続される。NORゲート46には、インバータ48によって反転された第2ゲート電圧Vg2および外部から与えられるイネーブル信号ENが入力され、2つの信号の否定論理和をDフリップフロップ42のリセット端子に出力する。イネーブル信号ENは、降圧型スイッチングレギュレータ200の降圧動作を制御する信号であり、降圧型スイッチングレギュレータ200は、イネーブル信号ENがローレベルのとき降圧動作を行い、ハイレベルのとき降圧動作を停止するアクティブローとなっている。   The latch circuit 40 includes a D flip-flop 42, an OR gate 44, a NOR gate 46, and an inverter 48. The power supply voltage Vdd corresponding to the high level is input to the set terminal and the data terminal of the D flip-flop 42, and the reset terminal is connected to the output of the NOR gate 46. The NOR gate 46 receives the second gate voltage Vg2 inverted by the inverter 48 and the enable signal EN given from the outside, and outputs the negative logical sum of the two signals to the reset terminal of the D flip-flop 42. The enable signal EN is a signal that controls the step-down operation of the step-down switching regulator 200, and the step-down switching regulator 200 performs the step-down operation when the enable signal EN is at a low level and stops the step-down operation when the enable signal EN is at a high level. Low.

また、ラッチ回路40のクロック端子には、比較部30から出力される比較信号Vcmpが入力される。このラッチ回路40は、第2ゲート電圧Vg2がハイレベルの期間に、比較信号Vcmpがハイレベルとなると、出力端子からハイレベルの出力信号Vqを出力する。
ORゲート44には、ラッチ回路40から出力される比較信号VcmpおよびDフリップフロップ42の出力信号Vqが入力され、2つの信号の論理和を検出信号Vsensとして強制オフスイッチSW1に出力する。なお、ORゲート44を設けずに、Dフリップフロップ42の出力信号Vqを強制オフスイッチSW1に直接出力してもよい。
The comparison signal Vcmp output from the comparison unit 30 is input to the clock terminal of the latch circuit 40. The latch circuit 40 outputs a high level output signal Vq from the output terminal when the comparison signal Vcmp becomes high level during the period when the second gate voltage Vg2 is high level.
The OR gate 44 receives the comparison signal Vcmp output from the latch circuit 40 and the output signal Vq of the D flip-flop 42, and outputs the logical sum of the two signals to the forced-off switch SW1 as the detection signal Vsens. Note that the output signal Vq of the D flip-flop 42 may be directly output to the forced-off switch SW1 without providing the OR gate 44.

強制オフスイッチSW1は、ドライバ回路10と同期整流用トランジスタM2のゲート端子間に設けられ、ラッチ回路40から出力される検出信号Vsensにもとづいて、同期整流用トランジスタM2のゲート端子に、第2ゲート電圧Vg2またはローレベルのいずれかを出力する。強制オフスイッチSW1は、ラッチ回路40から出力される検出信号Vsensがハイレベルにラッチされている期間、同期整流用トランジスタM2のゲート端子にローレベルを出力する。   The forced off switch SW1 is provided between the driver circuit 10 and the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2, and based on the detection signal Vsens output from the latch circuit 40, the forced rectification switch SW1 has a second gate connected to the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2. Either voltage Vg2 or low level is output. The forced-off switch SW1 outputs a low level to the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2 while the detection signal Vsens output from the latch circuit 40 is latched at a high level.

図3は、強制オフスイッチSW1の構成例を示す回路図である。強制オフスイッチSW1は、インバータ50、NORゲート52を含む。インバータ50の入力端子には、ドライバ回路10から出力される第2ゲート電圧Vg2が入力される。インバータ50は、第2ゲート電圧Vg2を反転し、NORゲート52の第1の入力端子へ出力する。NORゲート52の第2の入力端子にはラッチ回路40から出力される検出信号Vsensが入力される。強制オフスイッチSW1は、NORゲート52の出力信号を第2ゲート電圧Vg2’として出力する。
このように構成した強制オフスイッチSW1によれば、第2ゲート電圧Vg2がハイレベルで、かつ、検出信号Vsensがローレベルの期間のみ、同期整流用トランジスタM2のゲート端子に実際に印加される第2ゲート電圧Vg2’がハイレベルとなり、同期整流用トランジスタM2がオンとなる。一方、それ以外の期間では第2ゲート電圧Vg2’がローレベルとなり、同期整流用トランジスタM2はオフとなる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the forced-off switch SW1. The forced off switch SW1 includes an inverter 50 and a NOR gate 52. The second gate voltage Vg2 output from the driver circuit 10 is input to the input terminal of the inverter 50. The inverter 50 inverts the second gate voltage Vg <b> 2 and outputs it to the first input terminal of the NOR gate 52. The detection signal Vsens output from the latch circuit 40 is input to the second input terminal of the NOR gate 52. The forced off switch SW1 outputs the output signal of the NOR gate 52 as the second gate voltage Vg2 ′.
According to the forced-off switch SW1 configured in this way, the second gate voltage Vg2 is actually applied to the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2 only when the second gate voltage Vg2 is high level and the detection signal Vsens is low level. The two-gate voltage Vg2 ′ becomes a high level, and the synchronous rectification transistor M2 is turned on. On the other hand, in other periods, the second gate voltage Vg2 ′ is at a low level, and the synchronous rectification transistor M2 is turned off.

以下、本実施の形態に係る制御回路100の動作を図4をもとに説明する。図4は、本実施の形態に係る制御回路100の動作状態を示すタイムチャートである。図4のタイムチャートは、負荷電流Ioが小さい軽負荷時の動作を説明するものであり、同期整流用トランジスタM2を介してインダクタL1に流れる電流ILがある時刻において0Aとなる場合の動作を表している。このとき、イネーブル信号ENはローレベルに固定されている。
第1ゲート電圧Vg1は、ハイレベルのときスイッチングトランジスタM1がオフ、ローレベルのときスイッチングトランジスタM1がオンする。すなわち、図中、Ton1で示されるのは、スイッチングトランジスタM1がオンの期間である。
Hereinafter, the operation of the control circuit 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a time chart showing an operation state of the control circuit 100 according to the present embodiment. The time chart of FIG. 4 explains the operation at a light load when the load current Io is small, and shows the operation when the current IL flowing through the inductor L1 through the synchronous rectification transistor M2 becomes 0A at a certain time. ing. At this time, the enable signal EN is fixed at a low level.
When the first gate voltage Vg1 is at a high level, the switching transistor M1 is turned off, and when the first gate voltage Vg1 is at a low level, the switching transistor M1 is turned on. That is, in the figure, Ton1 indicates a period during which the switching transistor M1 is on.

第2ゲート電圧Vg2は、ドライバ回路10により生成された同期整流用トランジスタM2に印加すべき電圧を示している。また、図中、第2ゲート電圧Vg2’は、実際に同期整流用トランジスタM2のゲート端子に印加される電圧を示している。第2ゲート電圧Vg2’がハイレベルのとき同期整流用トランジスタM2がオン、ローレベルのとき同期整流用トランジスタM2がオフとなる。図中、Ton2で示されるのは、同期整流用トランジスタM2がオンの期間である。
上述したように、ドライバ回路10と、同期整流用トランジスタM2の間には、強制オフスイッチSW1が設けられており、ラッチ回路40から出力される検出信号Vsensがローレベルの期間、Vg2’=Vg2となる。また、検出信号Vsensがハイレベルの期間、同期整流用トランジスタM2のゲート電圧Vg2’は、ドライバ回路10から出力されるゲート電圧Vg2の値に関わらずローレベル(0V)となり、同期整流用トランジスタM2は強制的にオフとなる。
The second gate voltage Vg <b> 2 indicates a voltage to be applied to the synchronous rectification transistor M <b> 2 generated by the driver circuit 10. In the drawing, the second gate voltage Vg2 ′ indicates the voltage actually applied to the gate terminal of the synchronous rectification transistor M2. When the second gate voltage Vg2 ′ is at a high level, the synchronous rectification transistor M2 is turned on, and when the second gate voltage Vg2 ′ is at a low level, the synchronous rectification transistor M2 is turned off. In the figure, Ton2 indicates a period during which the synchronous rectification transistor M2 is on.
As described above, the forced off switch SW1 is provided between the driver circuit 10 and the synchronous rectification transistor M2, and Vg2 ′ = Vg2 while the detection signal Vsens output from the latch circuit 40 is at a low level. It becomes. Further, during the period in which the detection signal Vsens is at a high level, the gate voltage Vg2 ′ of the synchronous rectification transistor M2 is at a low level (0 V) regardless of the value of the gate voltage Vg2 output from the driver circuit 10, and the synchronous rectification transistor M2 Is forcibly turned off.

時刻T0〜T1の期間、スイッチングトランジスタM1がオン、同期整流用トランジスタM2がオフとなっている。時刻T1に、スイッチングトランジスタM1の第1ゲート電圧Vg1がハイレベルとなり、スイッチングトランジスタM1がオフとなる。その後、時刻T1〜T2の期間、スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2はいずれもオフとなる。時刻T1にスイッチングトランジスタM1がオフになると、それまでインダクタL1に流れていた電流がスイッチングトランジスタM1から供給されなくなる。   During the period of time T0 to T1, the switching transistor M1 is on and the synchronous rectification transistor M2 is off. At time T1, the first gate voltage Vg1 of the switching transistor M1 becomes high level, and the switching transistor M1 is turned off. Thereafter, both the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 are turned off during the period of time T1 to T2. When the switching transistor M1 is turned off at time T1, the current that has been flowing through the inductor L1 until then is not supplied from the switching transistor M1.

ここで、インダクタL1に流れる電流ILは連続でなければならないため、この電流は、同期整流用トランジスタM2のボディダイオード(寄生ダイオード)を介して供給される。すなわち、同期整流用トランジスタM2のバックゲート端子は接地されており、バックゲート端子とドレイン端子間には、図2に示すボディダイオードD2が存在する。したがって、時刻T1にスイッチングトランジスタM1がオフされてから、時刻T2に同期整流用トランジスタM2がオンするまでの期間、インダクタL1には、このボディダイオードD2を介して電流が供給される。この間、スイッチング端子104には、接地電位0Vからダイオードの順方向電圧Vf=0.7Vだけ低いスイッチング電圧Vswが現れる。   Here, since the current IL flowing through the inductor L1 must be continuous, this current is supplied via the body diode (parasitic diode) of the synchronous rectification transistor M2. That is, the back gate terminal of the synchronous rectification transistor M2 is grounded, and the body diode D2 shown in FIG. 2 exists between the back gate terminal and the drain terminal. Therefore, a current is supplied to the inductor L1 through the body diode D2 from the time when the switching transistor M1 is turned off at time T1 to the time when the synchronous rectification transistor M2 is turned on at time T2. During this time, a switching voltage Vsw that is lower than the ground potential 0 V by the diode forward voltage Vf = 0.7 V appears at the switching terminal 104.

時刻T2において、第2ゲート電圧Vg2はローレベルからハイレベルに変化する。このとき、検出電圧Vsensはローレベルであるため、強制オフスイッチSW1の出力である第2ゲート電圧Vg2’はハイレベルとなり、同期整流用トランジスタM2がオンする。同期整流用トランジスタM2がオンすることにより、同期整流用トランジスタM2のボディダイオードD2を介してインダクタL1に流れていた電流は、同期整流用トランジスタM2のドレイン電流として供給される。
この同期整流用トランジスタM2のドレイン電流がインダクタL1を介して出力キャパシタC1に流れることにより、出力キャパシタC1の出力電圧Voutは徐々に上昇する。その結果、インダクタL1に、同期整流用トランジスタM2から出力キャパシタC1に向かって流れる電流は徐々に減少する。同期整流用トランジスタM2を介してインダクタL1に流れる電流ILの減少が時間とともに減少すると、同期整流用トランジスタM2のドレインソース間電圧は徐々に低下していくため、スイッチング電圧Vswは徐々に上昇し、接地電位0Vに近づいていく。
At time T2, the second gate voltage Vg2 changes from the low level to the high level. At this time, since the detection voltage Vsens is at a low level, the second gate voltage Vg2 ′ that is the output of the forced-off switch SW1 is at a high level, and the synchronous rectification transistor M2 is turned on. When the synchronous rectification transistor M2 is turned on, the current flowing through the inductor L1 via the body diode D2 of the synchronous rectification transistor M2 is supplied as the drain current of the synchronous rectification transistor M2.
As the drain current of the synchronous rectification transistor M2 flows to the output capacitor C1 through the inductor L1, the output voltage Vout of the output capacitor C1 gradually increases. As a result, the current flowing through the inductor L1 from the synchronous rectification transistor M2 toward the output capacitor C1 gradually decreases. When the decrease in the current IL flowing through the inductor L1 through the synchronous rectification transistor M2 decreases with time, the drain-source voltage of the synchronous rectification transistor M2 gradually decreases, so the switching voltage Vsw gradually increases, It approaches the ground potential of 0V.

やがて時刻T3に、インダクタL1に流れる電流ILが0Aとなると、同期整流用トランジスタM2のドレインソース間電圧は0Vとなるため、スイッチング電圧Vswは0Vとなる。このとき、比較部30から出力される比較信号Vcmpはローレベルからハイレベルに切り替わる。比較信号Vcmpがハイレベルとなると、ラッチ回路40から出力される検出信号Vsensもハイレベルとなる。その結果、強制オフスイッチSW1によって同期整流用トランジスタM2のゲート電圧Vg2’は0Vに固定され、同期整流用トランジスタM2はオフとなる。   When the current IL flowing through the inductor L1 becomes 0A at time T3, the drain-source voltage of the synchronous rectification transistor M2 becomes 0V, so that the switching voltage Vsw becomes 0V. At this time, the comparison signal Vcmp output from the comparison unit 30 is switched from the low level to the high level. When the comparison signal Vcmp becomes high level, the detection signal Vsens output from the latch circuit 40 also becomes high level. As a result, the gate voltage Vg2 'of the synchronous rectification transistor M2 is fixed to 0 V by the forced-off switch SW1, and the synchronous rectification transistor M2 is turned off.

また、Dフリップフロップ42のクロック端子にハイレベルの比較信号Vcmpが入力されると、Dフリップフロップ42の出力信号Vqはハイレベルとなる。Dフリップフロップ42のデータ端子にはハイレベルが入力されているため、Dフリップフロップ42の出力信号Vqは、次にリセットされるまでの間、ハイレベルに保たれる。こうしてDフリップフロップ42を含むラッチ回路40は、比較部30から出力される比較信号Vcmpをラッチする。   When the high level comparison signal Vcmp is input to the clock terminal of the D flip-flop 42, the output signal Vq of the D flip-flop 42 becomes high level. Since the high level is input to the data terminal of the D flip-flop 42, the output signal Vq of the D flip-flop 42 is kept at the high level until the next reset. Thus, the latch circuit 40 including the D flip-flop 42 latches the comparison signal Vcmp output from the comparison unit 30.

時刻T3に第2ゲート電圧Vg2’がローレベルとなると、スイッチングトランジスタM1、同期整流用トランジスタM2がともにオフとなり、ハイインピーダンス状態となる。このとき、インダクタL1によって電圧の振動が誘起され、スイッチング電圧Vswは、図4に示すように大きくスイングする。このとき、スイッチング電圧Vswが接地電位0Vを跨いで変動すると、比較信号Vcmpもハイレベルとローレベルが切り替わることになる。
ここで、上述のように、本実施の形態に係る制御回路100では、比較部30およびDフリップフロップ42の出力信号の論理和にもとづいて、強制オフスイッチSW1を制御している。したがって、比較信号Vcmpの信号レベルが変動しても、Dフリップフロップ42の出力信号Vqはハイレベルにラッチされているため、ORゲート44の出力、すなわち検出信号Vsensはハイレベルのままとなる。その結果、スイッチング電圧Vswの変動にかかわらず、同期整流用トランジスタM2をオフし続けることができる。
When the second gate voltage Vg2 ′ becomes a low level at time T3, both the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 are turned off to enter a high impedance state. At this time, voltage oscillation is induced by the inductor L1, and the switching voltage Vsw swings greatly as shown in FIG. At this time, if the switching voltage Vsw fluctuates across the ground potential 0V, the comparison signal Vcmp also switches between the high level and the low level.
Here, as described above, in the control circuit 100 according to the present embodiment, the forced-off switch SW1 is controlled based on the logical sum of the output signals of the comparison unit 30 and the D flip-flop 42. Therefore, even if the signal level of the comparison signal Vcmp fluctuates, the output signal Vq of the D flip-flop 42 is latched at a high level, so the output of the OR gate 44, that is, the detection signal Vsens remains at a high level. As a result, the synchronous rectification transistor M2 can be kept off regardless of the change in the switching voltage Vsw.

時刻T4に、ドライバ回路10は、第2ゲート電圧Vg2をローレベルに切り替える。第2ゲート電圧Vg2がローレベルとなると、NORゲート46の出力はハイレベルからローレベルに切り替わり、Dフリップフロップ42はリセットされ、その出力信号Vqはローレベルとなる。その後、時刻T5に第1ゲート電圧Vg1がローレベルとなり、スイッチングトランジスタM1がオンする。   At time T4, the driver circuit 10 switches the second gate voltage Vg2 to a low level. When the second gate voltage Vg2 becomes low level, the output of the NOR gate 46 is switched from high level to low level, the D flip-flop 42 is reset, and the output signal Vq becomes low level. Thereafter, at time T5, the first gate voltage Vg1 becomes low level, and the switching transistor M1 is turned on.

本実施の形態に係る制御回路100は、時刻T0〜T5を一周期として、この動作を繰り返すことにより、電池電圧Vbatを降圧し、所望の出力電圧Voutを負荷回路RLに対して供給する。
本実施の形態に係る制御回路100によれば、スイッチング電圧Vswをモニタし、同期整流用トランジスタM2がオンすべき期間において、スイッチング電圧Vswが0Vより大きくなると、同期整流用トランジスタM2を強制的にオフする。その結果、軽負荷時にインダクタL1に流れる電流ILの向きが反転し、同期整流用トランジスタM2を介して接地に向かって流れるのを防止し、効率の悪化を抑えることができる。
The control circuit 100 according to the present embodiment repeats this operation with time T0 to T5 as one cycle, thereby stepping down the battery voltage Vbat and supplying the desired output voltage Vout to the load circuit RL.
According to the control circuit 100 according to the present embodiment, the switching voltage Vsw is monitored, and when the switching voltage Vsw becomes larger than 0V during the period in which the synchronous rectification transistor M2 is to be turned on, the synchronous rectification transistor M2 is forcibly set. Turn off. As a result, the direction of the current IL flowing through the inductor L1 at the time of a light load is reversed, and the current IL can be prevented from flowing toward the ground via the synchronous rectification transistor M2, and deterioration in efficiency can be suppressed.

さらに、この制御回路100は、ラッチ回路40を備えており、スイッチング電圧Vswが0Vより大きくなったときハイレベルとなる比較信号Vcmpをラッチする。その結果、スイッチング電圧Vswが0Vを跨いで変動する場合においても、強制オフスイッチSW1の出力は切り替えられず、同期整流用トランジスタM2はオフ状態を保ち続けることができ、安定な降圧動作を行うことができる。   Further, the control circuit 100 includes a latch circuit 40, and latches the comparison signal Vcmp that becomes high level when the switching voltage Vsw becomes higher than 0V. As a result, even when the switching voltage Vsw fluctuates over 0 V, the output of the forced off switch SW1 is not switched, and the synchronous rectification transistor M2 can continue to be kept off and perform a stable step-down operation. Can do.

(第2の実施の形態)
図5は、第2の実施の形態に係る制御回路100の比較部30aおよびラッチ回路40の構成を示す回路図である。以降の図において、第1の実施の形態に係る制御回路100と同一または同等の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施の形態に係る比較部30aは、図2の比較部30に加えて、さらにANDゲート36および遅延回路38を含む。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a circuit diagram showing configurations of the comparison unit 30a and the latch circuit 40 of the control circuit 100 according to the second embodiment. In the subsequent drawings, the same or equivalent components as those of the control circuit 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
The comparison unit 30a according to the present embodiment further includes an AND gate 36 and a delay circuit 38 in addition to the comparison unit 30 of FIG.

遅延回路38には、ドライバ回路10から出力される第2ゲート電圧Vg2が入力される。この遅延回路38は、第2ゲート電圧Vg2がローレベルからハイレベルに切り替わった時刻から所定の遅延時間τ経過後にローレベルからハイレベルに切り替わるマスク信号Vmskを生成し、出力する。遅延回路38は、第2ゲート電圧Vg2がハイレベルからローレベルに切り替わると、マスク信号Vmskをローレベルとする。
ANDゲート36の第1の入力端子には、第2コンパレータ34から出力される比較信号Vcmpが入力される。また、ANDゲート36の第2の入力端子には、遅延回路38から出力されるマスク信号Vmskが入力される。ANDゲート36は、比較信号Vcmpとマスク信号Vmskの論理積を第2比較信号Vcmp’として出力する。
The second gate voltage Vg2 output from the driver circuit 10 is input to the delay circuit 38. The delay circuit 38 generates and outputs a mask signal Vmsk that switches from a low level to a high level after a lapse of a predetermined delay time τ from the time when the second gate voltage Vg2 switches from a low level to a high level. The delay circuit 38 sets the mask signal Vmsk to a low level when the second gate voltage Vg2 is switched from a high level to a low level.
The comparison signal Vcmp output from the second comparator 34 is input to the first input terminal of the AND gate 36. The mask signal Vmsk output from the delay circuit 38 is input to the second input terminal of the AND gate 36. The AND gate 36 outputs the logical product of the comparison signal Vcmp and the mask signal Vmsk as the second comparison signal Vcmp ′.

図6は、第2の実施の形態に係る制御回路100の動作状態を示すタイムチャートである。時刻T2に第2ゲート電圧Vg2がローレベルからハイレベルとなると、同期整流用トランジスタM2が急激にオンするため、スイッチング電圧Vswが図6に示すように、−Vfから大きく正方向に振れる場合がある。このとき、第2コンパレータ34から出力される比較信号Vcmpは、一旦ハイレベルとなる。このとき、マスク信号Vmskはローレベルであるため、検出信号Vsensはローレベルとなる。   FIG. 6 is a time chart showing an operation state of the control circuit 100 according to the second embodiment. When the second gate voltage Vg2 changes from the low level to the high level at the time T2, the synchronous rectification transistor M2 is suddenly turned on, so that the switching voltage Vsw may greatly fluctuate from −Vf in the positive direction as shown in FIG. is there. At this time, the comparison signal Vcmp output from the second comparator 34 once becomes a high level. At this time, since the mask signal Vmsk is at a low level, the detection signal Vsens is at a low level.

時刻T2から所定の遅延時間τ経過後の時刻T3に、マスク信号Vmskがハイレベルとなる。マスク信号Vmskがハイレベルとなった後の時刻T4に、比較信号Vcmpが再度ハイレベルになると、第2比較信号Vcmp’、Dフリップフロップ42の出力信号Vqがハイレベルとなり、ORゲート44から出力される検出信号Vsensがハイレベルとなる。その結果、第2ゲート電圧Vg2’はローレベルとなり、同期整流用トランジスタM2がオフとなる。
時刻T5に第2ゲート電圧Vg2がローレベルとなり、時刻T6に第1ゲート電圧Vg1がローレベルとなってスイッチングトランジスタM1がオンする。
The mask signal Vmsk becomes high level at time T3 after the elapse of a predetermined delay time τ from time T2. When the comparison signal Vcmp becomes high level again at time T4 after the mask signal Vmsk becomes high level, the second comparison signal Vcmp ′ and the output signal Vq of the D flip-flop 42 become high level and are output from the OR gate 44. The detected signal Vsens becomes a high level. As a result, the second gate voltage Vg2 ′ becomes a low level, and the synchronous rectification transistor M2 is turned off.
At time T5, the second gate voltage Vg2 becomes low level, and at time T6, the first gate voltage Vg1 becomes low level, and the switching transistor M1 is turned on.

本実施の形態に係る制御回路100は、時刻T0〜T6を一周期として、この動作を繰り返すことにより、電池電圧Vbatを降圧し、所望の出力電圧Voutを負荷回路RLに対して供給する。
この際、同期整流用トランジスタM2がオフからオンに切り替わる瞬間に発生するスイッチング電圧Vswのスイングを、マスク信号Vmskを用いて除外することにより、インダクタL1に流れる電流ILが正の期間に同期整流用トランジスタM2がオフするのを防止することができ、安定な降圧動作を行うことができる。
The control circuit 100 according to the present embodiment repeats this operation with time T0 to T6 as one cycle, thereby stepping down the battery voltage Vbat and supplying the desired output voltage Vout to the load circuit RL.
At this time, by eliminating the swing of the switching voltage Vsw generated at the moment when the synchronous rectification transistor M2 is switched from OFF to ON using the mask signal Vmsk, the current IL flowing through the inductor L1 is synchronously rectified during the positive period. The transistor M2 can be prevented from being turned off, and a stable step-down operation can be performed.

図7は、図5の制御回路100の変形例を示す回路図である。図7の比較部30bは、第2コンパレータ34の反転入力端子および非反転入力端子間、すなわち、第1、第2バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタ端子間にスイッチSW2を備える。このスイッチSW2は、遅延回路38から出力されるマスク信号Vmskによってオンオフが制御され、マスク信号Vmskがローレベルのときオン、ハイレベルのときオフとなる。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a modification of the control circuit 100 of FIG. The comparison unit 30b in FIG. 7 includes a switch SW2 between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the second comparator 34, that is, between the emitter terminals of the first and second bipolar transistors Q1 and Q2. The switch SW2 is turned on / off by a mask signal Vmsk output from the delay circuit 38, and is turned on when the mask signal Vmsk is at a low level and turned off when the mask signal Vmsk is at a high level.

図8は、図7の制御回路100の動作状態を示すタイムチャートである。図8に示すように、同期整流用トランジスタM2がオフからオンに切り替えられる時刻T2において、マスク信号Vmskはローレベルとなっている。このとき、第2コンパレータ34の入力に設けられたスイッチSW2はオンするため、レベルシフト回路32の第1、第2バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタ電圧、すなわち第2コンパレータ34の入力電圧は等しくなる。   FIG. 8 is a time chart showing an operation state of the control circuit 100 of FIG. As shown in FIG. 8, at time T2 when the synchronous rectification transistor M2 is switched from OFF to ON, the mask signal Vmsk is at a low level. At this time, since the switch SW2 provided at the input of the second comparator 34 is turned on, the emitter voltages of the first and second bipolar transistors Q1 and Q2 of the level shift circuit 32, that is, the input voltage of the second comparator 34 are equal. .

その後、遅延時間τ経過後の時刻T3にマスク信号Vmskがハイレベルとなると、スイッチSW2はオフし、スイッチング電圧Vswは接地電位0Vへの固定状態から解放される。その後、比較部30bは、スイッチング電圧Vswと接地電位との比較を開始する。   Thereafter, when the mask signal Vmsk becomes a high level at time T3 after the delay time τ elapses, the switch SW2 is turned off, and the switching voltage Vsw is released from the fixed state to the ground potential 0V. Thereafter, the comparison unit 30b starts comparing the switching voltage Vsw with the ground potential.

図7の制御回路100の比較部30b、ラッチ回路40を用いた制御回路100によれば、同期整流用トランジスタM2がオフからオンに切り替わる際に発生するスイッチング電圧Vswのスイングが、第2コンパレータ34による電圧検出の結果に悪影響を及ぼすのを抑制することができるため、より安定な降圧動作を実現することができる。   According to the control circuit 100 using the comparison unit 30b and the latch circuit 40 of the control circuit 100 of FIG. 7, the swing of the switching voltage Vsw generated when the synchronous rectification transistor M2 is switched from off to on is the second comparator 34. Since it is possible to suppress an adverse effect on the result of voltage detection by the above, a more stable step-down operation can be realized.

上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

実施の形態では、制御回路100を含む降圧型スイッチングレギュレータ200により駆動される負荷回路としてマイコンを例に説明したが、これには限定されず、負荷電流が減少し、軽負荷状態で動作するさまざまな負荷回路に対して、駆動電圧を供給することができる。   In the embodiment, the microcomputer is described as an example of the load circuit driven by the step-down switching regulator 200 including the control circuit 100. However, the present invention is not limited to this, and the load circuit is reduced, and various operations can be performed in a light load state. A driving voltage can be supplied to a simple load circuit.

実施の形態では、制御回路100がひとつのLSIに一体集積化される場合について説明したが、これには限定されず、一部の構成要素がLSIの外部にディスクリート素子あるいはチップ部品として設けられ、あるいは複数のLSIにより構成されてもよい。   In the embodiment, the case where the control circuit 100 is integrated in one LSI has been described. However, the present invention is not limited to this, and some components are provided as discrete elements or chip components outside the LSI. Or you may comprise by several LSI.

また、本実施の形態において、ハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。   Further, in the present embodiment, the setting of high level and low level logical values is merely an example, and can be freely changed by appropriately inverting it with an inverter or the like.

第1の実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータを搭載した電子機器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic device carrying the pressure | voltage fall type switching regulator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータの構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a step-down switching regulator according to a first embodiment. 図2の強制オフスイッチの構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a forced-off switch in FIG. 2. 第1の実施の形態に係る制御回路の動作状態を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation state of the control circuit which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る制御回路の比較部およびラッチ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the comparison part and latch circuit of the control circuit which concern on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る制御回路の動作状態を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation state of the control circuit which concerns on 2nd Embodiment. 図5の制御回路の変形例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a modification of the control circuit of FIG. 5. 図7の制御回路の動作状態を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation state of the control circuit of FIG. 図9(a)、(b)は、同期整流方式スイッチングレギュレータの重負荷および軽負荷時の電流の時間波形を示す図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams showing time waveforms of current at the time of heavy load and light load of the synchronous rectification switching regulator.

符号の説明Explanation of symbols

100 制御回路、 102 入力端子、 104 スイッチング端子、 200 降圧型スイッチングレギュレータ、 10 ドライバ回路、 20 PWM制御部、 30 比較部、 32 レベルシフト回路、 36 ANDゲート、 38 遅延回路、 40 ラッチ回路、 42 Dフリップフロップ、 44 ORゲート、 L1 インダクタ、 C1 出力キャパシタ、 Vg1 第1ゲート電圧、 Vg2 第2ゲート電圧、 M1 スイッチングトランジスタ、 M2 同期整流用トランジスタ、 300 電子機器、 310 電池、 350 マイコン。   100 control circuit, 102 input terminal, 104 switching terminal, 200 step-down switching regulator, 10 driver circuit, 20 PWM control unit, 30 comparison unit, 32 level shift circuit, 36 AND gate, 38 delay circuit, 40 latch circuit, 42 D Flip-flop, 44 OR gate, L1 inductor, C1 output capacitor, Vg1 first gate voltage, Vg2 second gate voltage, M1 switching transistor, M2 transistor for synchronous rectification, 300 electronic device, 310 battery, 350 microcomputer.

Claims (13)

降圧型スイッチングレギュレータの制御回路であって、
入力端子と接地間に直列に接続されたスイッチングトランジスタと同期整流用トランジスタを含み、2つのトランジスタの接続点の電圧を、スイッチング電圧として本制御回路の外部に接続されるインダクタの一端に印加する出力段と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧が所定の基準電圧に近づくようデューティ比が制御されるパルス幅変調信号にもとづき、前記スイッチングトランジスタおよび前記同期整流用トランジスタのゲート端子に印加すべき第1、第2ゲート電圧を生成するドライバ回路と、
前記スイッチング電圧と所定のしきい値電圧を比較し、前記スイッチング電圧が前記しきい値電圧を上回ると、所定レベルの比較信号を出力する比較部と、
前記同期整流用トランジスタがオンすべき期間において、前記比較部から出力される比較信号をラッチし、検出信号として出力するラッチ回路と、
前記ドライバ回路から出力される前記第2ゲート電圧が入力され、前記検出信号が前記所定レベルにラッチされている期間、前記第2ゲート電圧をローレベルに固定して前記同期整流用トランジスタのゲート端子に出力するスイッチと、
を備えることを特徴とする制御回路。
A step-down switching regulator control circuit,
An output that includes a switching transistor and a synchronous rectifying transistor connected in series between the input terminal and the ground, and applies the voltage at the connection point of the two transistors to one end of the inductor connected to the outside of the control circuit as a switching voltage. Step and
First and second gate voltages to be applied to gate terminals of the switching transistor and the synchronous rectification transistor based on a pulse width modulation signal whose duty ratio is controlled so that the output voltage of the switching regulator approaches a predetermined reference voltage A driver circuit for generating
A comparator that compares the switching voltage with a predetermined threshold voltage, and outputs a comparison signal of a predetermined level when the switching voltage exceeds the threshold voltage;
A latch circuit that latches a comparison signal output from the comparison unit and outputs a detection signal in a period in which the synchronous rectification transistor is to be turned on;
While the second gate voltage output from the driver circuit is input and the detection signal is latched at the predetermined level, the second gate voltage is fixed at a low level and the gate terminal of the synchronous rectification transistor A switch that outputs to
A control circuit comprising:
前記ラッチ回路は、前記ドライバ回路から出力される第2ゲート電圧がハイレベルの期間にアクティブとなり、前記比較部から出力される比較信号をラッチすることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。   2. The control circuit according to claim 1, wherein the latch circuit is active during a period in which the second gate voltage output from the driver circuit is at a high level, and latches the comparison signal output from the comparison unit. . 前記ラッチ回路は、前記第2ゲート電圧がハイレベルからローレベルとなると、ラッチした前記検出信号をリセットすることを特徴とする請求項2に記載の制御回路。   3. The control circuit according to claim 2, wherein the latch circuit resets the latched detection signal when the second gate voltage is changed from a high level to a low level. 前記ラッチ回路は、Dフリップフロップを含み、当該Dフリップフロップは、リセット端子に前記第2ゲート電圧が入力され、データ端子にハイレベルの固定電圧が入力され、クロック端子に前記比較部から出力される比較信号が入力されることを特徴とする請求項3に記載の制御回路。   The latch circuit includes a D flip-flop. The D flip-flop receives the second gate voltage as a reset terminal, receives a high-level fixed voltage as a data terminal, and outputs it from the comparator as a clock terminal. 4. The control circuit according to claim 3, wherein a comparison signal is input. 前記ラッチ回路は、前記Dフリップフロップの出力信号と、前記比較部から出力される比較信号の論理和を出力するORゲートをさらに含み、当該ORゲートの出力信号を前記検出信号として出力することを特徴とする請求項4に記載の制御回路。   The latch circuit further includes an OR gate that outputs a logical sum of the output signal of the D flip-flop and the comparison signal output from the comparison unit, and outputs the output signal of the OR gate as the detection signal. The control circuit according to claim 4. 前記しきい値電圧は、接地電位であることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 1, wherein the threshold voltage is a ground potential. 前記比較部は、
前記スイッチング電圧および前記しきい値電圧を、正方向に所定電圧だけレベルシフトするレベルシフト回路と、
前記レベルシフト回路によりレベルシフトされた前記スイッチング電圧と前記しきい値電圧とを比較するコンパレータと、
を含み、前記コンパレータの出力信号を前記比較信号として出力することを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
The comparison unit includes:
A level shift circuit for level-shifting the switching voltage and the threshold voltage by a predetermined voltage in the positive direction;
A comparator that compares the switching voltage level-shifted by the level shift circuit with the threshold voltage;
The control circuit according to claim 1, wherein an output signal of the comparator is output as the comparison signal.
前記比較部は、
前記第2ゲート電圧が入力され、当該第2ゲート電圧がローレベルからハイレベルに変化してから所定の遅延時間経過後にハイレベルとなるマスク信号を出力する遅延回路と、
前記遅延回路から出力されるマスク信号と、前記コンパレータの出力信号の論理和を出力するANDゲートと、をさらに含み、
当該ANDゲートの出力信号を前記比較信号として出力することを特徴とする請求項7に記載の制御回路。
The comparison unit includes:
A delay circuit that receives the second gate voltage and outputs a mask signal that becomes a high level after a lapse of a predetermined delay time after the second gate voltage changes from a low level to a high level;
A mask signal output from the delay circuit; and an AND gate that outputs a logical sum of the output signals of the comparators;
8. The control circuit according to claim 7, wherein an output signal of the AND gate is output as the comparison signal.
前記レベルシフト回路は、
ベース端子に前記スイッチング電圧が入力され、コレクタ端子が接地され、エミッタ端子から前記スイッチング電圧をレベルシフトした電圧を出力するPNP型の第1バイポーラトランジスタと、
ベース端子およびコレクタ端子が接地され、エミッタ端子から接地電位をレベルシフトした電圧を出力するPNP型の第2バイポーラトランジスタと、
前記第1、第2バイポーラトランジスタのエミッタ端子間に接続され、前記遅延回路から出力されるマスク信号がローレベルの期間、オン状態となるスイッチと、を含むことを特徴とする請求項7に記載の制御回路。
The level shift circuit includes:
A PNP-type first bipolar transistor that inputs the switching voltage to a base terminal, grounds a collector terminal, and outputs a voltage obtained by level shifting the switching voltage from an emitter terminal;
A PNP-type second bipolar transistor that has a base terminal and a collector terminal grounded and outputs a voltage obtained by level shifting the ground potential from the emitter terminal;
8. The switch connected between the emitter terminals of the first and second bipolar transistors, and turned on during a low level of a mask signal output from the delay circuit. Control circuit.
前記同期整流用トランジスタは、NMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 1, wherein the synchronous rectification transistor is an NMOS transistor. 前記制御回路は、1つの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の制御回路。   The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is integrated on a single semiconductor substrate. 一端が接地されたキャパシタと、
前記キャパシタの他端にその一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端に、前記スイッチング電圧を供給する請求項1から10のいずれかに記載の制御回路と、
を備え、前記キャパシタの他端の電圧を出力することを特徴とする降圧型スイッチングレギュレータ。
A capacitor with one end grounded;
An inductor having one end connected to the other end of the capacitor;
The control circuit according to any one of claims 1 to 10, wherein the switching voltage is supplied to the other end of the inductor;
And a voltage at the other end of the capacitor is output.
電池電圧を出力する電池と、
マイコンと、
前記電池電圧を降圧して前記マイコンに供給する請求項12に記載の降圧型スイッチングレギュレータと、
を備えることを特徴とする電子機器。
A battery that outputs battery voltage;
A microcomputer,
The step-down switching regulator according to claim 12, wherein the battery voltage is stepped down and supplied to the microcomputer.
An electronic device comprising:
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