JP2007020316A - 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 - Google Patents
降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 ドライバ回路20は、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を相補的にオンオフする。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を、それぞれオンオフが独立に制御可能な2つのセグメントPMOS1、PMOS2、NMOS1、NMOS2に分割して形成する。負荷監視回路40は、降圧型スイッチングレギュレータ200の負荷状態を監視する。ドライバ回路20は、軽負荷状態となるに従い、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の駆動するセグメント数を減少させる。
【選択図】 図1
Description
さらに、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を1つの半導体基板上に一体集積化し、スイッチングトランジスタを、n個のセグメントを含む2つの領域に分割するとともに、2つの領域を、同期整流用トランジスタを挟むように隣接して配置してもよい。
第1インバータと第2インバータの電流能力は、等しくなるように設計してもよいし、異なる電流能力を有するよう、たとえば電流能力が1:3程度となるように設計してもよい。以下、第1インバータ、第2インバータの電流能力は1:3に設計されるものとして説明する。
負荷としてマイクロプロセッサが接続されるような場合、負荷電流は、演算処理を行わない待機状態において、最も小さな状態となる。このとき、ドライバ回路20は、セグメントPMOS1およびセグメントNMOS1を含む第1インバータのみをアクティブとしてスイッチング動作させ、セグメントPMOS2およびセグメントNMOS2を含む第2インバータを非アクティブとしてスイッチング動作を停止する。マイクロプロセッサが演算処理を開始して負荷電流が少し大きくなると、ドライバ回路20は、第1インバータを非アクティブとする一方、第2インバータをアクティブに切り替える。さらにマイクロプロセッサの演算量が増え、負荷電流が増加すると、第1インバータ、第2インバータの両方をアクティブとして出力インダクタL1に電流を供給する。
すなわち、同期整流用トランジスタM2のセグメント数nと、スイッチングトランジスタM1のセグメント数mには、m=2×nの関係が成り立っている。
そこで、図4に示すように、面積の大きなPチャンネルMOSFETで構成されるスイッチングトランジスタを2つの領域M1a、M1bに2分割して上述の配置とすることにより、配線のインピーダンスを低下させることができ、オン抵抗を好適に下げることができる。
Claims (7)
- 同期整流方式の降圧型スイッチングレギュレータの制御回路であって、
出力インダクタおよび出力キャパシタを含むスイッチングレギュレータ出力回路にスイッチング電圧を供給する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と、
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を相補的にオンオフするドライバ回路と、を備え、
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を、それぞれオンオフが独立に制御可能なm個およびn個(m、nは2以上の整数)のセグメントに分割して形成したことを特徴とする制御回路。 - 前記降圧型スイッチングレギュレータの負荷状態を監視する負荷監視回路をさらに備え、
前記ドライバ回路は、軽負荷状態になるに従い、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駆動するセグメント数を減少させることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 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は、それぞれPチャンネルMOSFETおよびNチャンネルMOSFETであり、前記同期整流用トランジスタをn個のセグメントに分割するとともに、前記スイッチングトランジスタを2×n個のセグメントに分割して形成したことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 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を1つの半導体基板上に一体集積化し、
前記スイッチングトランジスタを、n個のセグメントを含む2つの領域に分割するとともに、前記2つの領域を、前記同期整流用トランジスタを挟むように隣接して配置したことを特徴とする請求項3に記載の制御回路。 - 前記スイッチングトランジスタの分割された2つの領域および前記同期整流用トランジスタはそれぞれ、隣接する方向に対して垂直方向にn個のセグメントに分割したことを特徴とする請求項4に記載の制御回路。
- 一端が接地された出力キャパシタおよび前記出力キャパシタの他端にその一端が接続された出力インダクタを含むスイッチングレギュレータ出力回路と、
前記スイッチングレギュレータ出力回路に、前記スイッチング電圧を供給する請求項1から3のいずれかに記載の制御回路と、
を備え、前記出力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。 - 電池と、
前記電池から出力される電池電圧を降圧して負荷に供給する請求項6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。
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