JP2009044814A - Synchronous rectifying dc/dc converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流入力電圧を変換して所望の大きさの出力電圧を得るようにした同期整流型DC/DCコンバータに関し、とくに主スイッチング素子と整流素子とが同時にオフとなるデッドタイムを最適に設定するようにした同期整流型DC/DCコンバータに関する。 The present invention relates to a synchronous rectification type DC / DC converter that converts a DC input voltage to obtain an output voltage of a desired magnitude, and particularly optimizes a dead time when a main switching element and a rectifying element are simultaneously turned off. The present invention relates to a synchronous rectification type DC / DC converter to be set.
同期整流型DC/DCコンバータは、メインスイッチ用の主スイッチング素子と転流用の整流素子とが相補的なタイミングでオンオフすることで所望の大きさの出力電圧を得るものである。ここでは、2つのスイッチング素子のスイッチングタイミング(オンオフが切り替わるタイミング)が一致してしまうと、両者が同時にオンする期間が発生するおそれがあり、その場合に、電源側から接地電位(グランド)に対して貫通電流が流れる不都合が生じる。このような期間の発生を防ぐ手段として、両者のスイッチングタイミングのタイミング差、すなわち主スイッチング素子と整流素子とが同時にオフとなるデッドタイムを確保するようにしている。 The synchronous rectification type DC / DC converter obtains an output voltage of a desired magnitude by turning on and off a main switching element for a main switch and a rectifying element for commutation at complementary timings. Here, if the switching timings of the two switching elements (on / off switching timing) coincide with each other, there is a possibility that a period during which both of them are turned on at the same time may occur. This causes inconvenience that the through current flows. As a means for preventing the occurrence of such a period, a timing difference between the two switching timings, that is, a dead time in which the main switching element and the rectifying element are simultaneously turned off is ensured.
こうした同期整流型DC/DCコンバータには、制御回路からの信号をスイッチング素子またはスイッチング素子のゲートを駆動するためのドライブ回路に伝達するうえで、電圧レベル変換回路が必要な場合があった。 Such a synchronous rectification type DC / DC converter sometimes requires a voltage level conversion circuit in order to transmit a signal from a control circuit to a switching circuit or a drive circuit for driving a gate of the switching element.
図4は、従来の電圧レベル変換回路を有する同期整流型DC/DCコンバータを示す回路図である。
このDC/DCコンバータは、PWM信号を生成する制御回路部10、スイッチング素子Q1と整流素子Q2を駆動するためのドライバ回路部20、スイッチング素子Q1と整流素子Q2とが入力電源PVDDと接地間で直列に接続された出力部30、平滑回路部40、およびレベルシフト回路5等から構成される。スイッチング素子Q1、整流素子Q2としては、いずれもNチャネルのMOSFET(金属酸化膜半導体による電界効果トランジスタ、以下、単にNMOSという。)が用いられている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a synchronous rectification type DC / DC converter having a conventional voltage level conversion circuit.
This DC / DC converter includes a
図において、制御回路電源VDDは制御回路部10に入力電源電圧(PVDD)とは異なる大きさで供給されるものであって、出力部30では入力電源電圧(PVDD)を変換し、平滑回路部40を介して所望の出力電圧(Vout)を端子OUTから出力するように構成されている。
In the figure, the control circuit power supply VDD is supplied to the
制御回路部10は、誤差増幅回路11、基準電源Vref、PWMコンパレータ12、発振器13、およびデッドタイム生成回路14を備えている。誤差増幅回路11には、端子OUTの出力電圧(Vout)と基準電源Vrefの基準電圧値(Vref)が入力される。なお、この出力電圧(Vout)は分圧されて入力される場合もある。誤差増幅回路11の誤差出力は、PWMコンパレータ12に入力される。PWMコンパレータ12では、この誤差出力と発振器13により生成された三角波等の参照波形との比較を行い、出力電圧(Vout)と基準電源値(Vref)との誤差出力の大きさに応じたデューティ比をもった矩形パルス(以下、PWM信号という。)がデッドタイム生成回路14に出力される。
The
ドライバ回路部20は、スイッチング素子Q1を駆動するためのドライバ回路21(以下、ハイサイドドライバという。)、インバータ回路22、および整流素子Q2を駆動するためのドライバ回路23(以下、ローサイドドライバという。)から構成されている。ハイサイドドライバ21およびローサイドドライバ23の出力は、それぞれ出力部30のスイッチング素子Q1のゲートおよび整流素子Q2のゲートに接続され、スイッチング素子Q1および整流素子Q2のオンオフ制御を行う。その結果、出力部30のスイッチング素子Q1と整流素子Q2の接続点M(以下、スイッチング端子Mという。)には所望のデューティ比を有する矩形波が現れる。
The
平滑回路部40は、インダクタLとコンデンサCの直列回路により構成され、それらの接続点が端子OUTと接続されている。ここで、インダクタLの一端はスイッチング端子Mに接続され、コンデンサCの他端は接地される。この平滑回路部40では、インダクタLによりスイッチング端子Mの矩形波が平滑化され、所望の大きさで直流の出力電圧(Vout)を得ることができる。
The
ここでは、出力部30のスイッチング素子Q1および整流素子Q2は、制御回路部10のPWM信号を用いて相補的にオンオフ制御される。ところが、スイッチング素子Q1が完全にオフする前に整流素子Q2がオンし、あるいは整流素子Q2が完全にオフする前にスイッチング素子Q1がオンするといった事態が起こると、スイッチング素子Q1と整流素子Q2が同時にオンする状態となり、PVDD−GND間に短絡電流が流れてしまう。
Here, the switching element Q1 and the rectifying element Q2 of the
そこで、制御回路部10では、デッドタイム生成回路14がPWMコンパレータ12の後段に設けられており、スイッチング素子Q1と整流素子Q2はデッドタイム差を持つ2つの信号により、それぞれオンオフ制御が行われる。そのため、出力部30のスイッチング素子Q1と整流素子Q2は、スイッチング素子Q1が完全にオフしてから整流素子Q2をオンさせ、また整流素子Q2が完全にオフしてからスイッチング素子Q1をオンさせることによって、同時オンを防ぐようにしている。
Therefore, in the
また、このDC/DCコンバータにおいては、スイッチング素子Q1がNMOSであるため、出力部30のスイッチング素子Q1を駆動するゲート電圧は、入力電源電圧(PVDD)よりも高い電圧である必要がある。そこで、コンデンサCbstおよびダイオードDbstにより、入力電源電圧(PVDD)よりも高い電圧(Vbst)を生成するブートストラップ回路が構成されている。
In this DC / DC converter, since the switching element Q1 is an NMOS, the gate voltage for driving the switching element Q1 of the
ブートストラップ回路は、スイッチング素子Q1がオフ状態で、かつ整流素子Q2がオン状態のとき、そのコンデンサCbstにはダイオードDbstを介して制御回路電源VDDから充電電流が流れ込むから、その電圧値(VDD)まで充電される(ダイオードDbstの順方向電圧は無視している)。次に、スイッチング素子Q1がオンし、整流素子Q2がオフになると、スイッチング端子Mの電圧値(Vm)が入力電源電圧(PVDD)まで上昇する。したがって、コンデンサCbstとダイオードDbstとの接続点Vbstの電圧値(Vbst)は入力電源電圧(PVDD)とコンデンサCbstの充電電圧値(VDD)との和、すなわち(PVDD+VDD)となって、端子Vbstには入力電源電圧(PVDD)より高い電圧値が生成される。 In the bootstrap circuit, when the switching element Q1 is in the off state and the rectifying element Q2 is in the on state, the charging current flows into the capacitor Cbst from the control circuit power supply VDD via the diode Dbst. (The forward voltage of the diode Dbst is ignored). Next, when the switching element Q1 is turned on and the rectifying element Q2 is turned off, the voltage value (Vm) of the switching terminal M rises to the input power supply voltage (PVDD). Therefore, the voltage value (Vbst) of the connection point Vbst between the capacitor Cbst and the diode Dbst is the sum of the input power supply voltage (PVDD) and the charging voltage value (VDD) of the capacitor Cbst, that is, (PVDD + VDD), and is applied to the terminal Vbst. A voltage value higher than the input power supply voltage (PVDD) is generated.
このようにして、ハイサイドドライバ21はブートストラップ回路のコンデンサCbstによって生成された端子間電圧(Vbst−Vm)で動作して、スイッチング素子Q1のゲートを入力電源電圧(PVDD)より高い電圧で駆動できる。
In this way, the high-
ここで、制御回路部10はVDD−GND間で動作し、ハイサイドドライバ21はVbst−Vm間で動作するため、レベルシフト回路5をハイサイドドライバ21の前段に設けて、デッドタイム生成回路14からの制御信号の電圧レベルを変換する必要がある。一方、ローサイドドライバ23は、図4に示すように制御回路部10と同じくVDD−GND間で動作するため、上述のようなレベルシフト回路5による電圧レベルの変換を必要としない。
Here, since the
なお、例えば特許文献1には、PWMコントローラを用い、それにレベルシフト回路を設け、ここでエラー電圧の電圧レベルを適宜シフトさせ、デッドタイムを制御できるようにした降圧型の同期整流式DC−DCコンバータの記載がある。
For example, in
また、例えば特許文献2には、電流決定用抵抗およびレベルシフト抵抗群を同一材質としたレベルシフト回路で生成されるレベルシフト量によって第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子の各スイッチングタイミングを与える電圧レベルのレベル差を設けることで、このレベル差のばらつきを低減した昇降圧チョッパ型DC/DCコンバータの記載がある。これによれば、より安定な出力電圧の供給を実現しつつ、電力変換効率の低下を抑制することが可能である。 Further, for example, in Patent Document 2, each switching timing of the first switching element and the second switching element is set according to a level shift amount generated by a level shift circuit in which the current determining resistor and the level shift resistor group are made of the same material. There is a description of a step-up / step-down chopper type DC / DC converter in which a difference in level difference is reduced by providing a level difference between applied voltage levels. According to this, it is possible to suppress a decrease in power conversion efficiency while realizing a more stable output voltage supply.
さらに、例えば特許文献3には、主スイッチング素子と同期整流用スイッチング素子との開閉が入れ替わる時に必要なデッドタイムを、コンバータのソフトスタート時にも、より簡単な回路で且つ定常時に無駄なデッドタイムを発生させずに生成することができる同期整流式DC−DCコンバータの記載がある。
図5は、図4の同期整流型DC/DCコンバータにおける各部信号波形を示すタイミング図である。
同図(a)にはPWMコンパレータ12のPWM信号、同図(b)にはデッドタイム生成回路14のハイサイドドライバ21側への出力信号(以下、ハイサイド信号という。)、同図(c)にはローサイドドライバ23側のインバータ回路22への出力信号(以下、ローサイド信号という。)、同図(d),(e)にはハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23への入力信号、同図(f),(g)にはハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23から出力部30へ出力される制御信号を示している。
FIG. 5 is a timing diagram showing signal waveforms at various parts in the synchronous rectification type DC / DC converter of FIG.
FIG. 4A shows a PWM signal of the
上述した図4のような従来回路では、遅延時間(Δt1)を有するレベルシフト回路5がハイサイドドライバ21の前段でだけ電圧レベルを変換している。また、ハイサイドドライバ21自体でも遅延時間(Δt2)を有しており、その遅延時間(Δt2)がローサイドドライバ23の遅延時間とは異なる場合もあった。そのため、制御回路部10から出力されるハイサイド用信号とローサイド信号がそれぞれスイッチング素子Q1、整流素子Q2のゲートに到達するまでの遅延時間が異なってくる。
In the conventional circuit as shown in FIG. 4 described above, the level shift circuit 5 having the delay time (Δt 1) converts the voltage level only at the front stage of the
すなわち、図5(b),(c)に示すように、デッドタイム生成回路14では適切な長さのデッドタイム(td1,td2)を有する制御信号が生成されていても、レベルシフト回路5の遅延時間(Δt1)に連動してデッドタイム(td1,td2)が、ドライバ21,23の入力側では(td1a,td2a)のように変化し、さらにその出力側では(td1b,td2b)のように変化するから、スイッチング素子Q1と整流素子Q2が同時にオン状態となるおそれがあった。また、反対にデッドタイム(td1,td2)を必要以上に長くすると、デッドタイム期間での電力損失が増加し、同期整流型DC/DCコンバータの電力変換効率が低下するという問題もあった。
That is, as shown in FIGS. 5B and 5C, even if a control signal having an appropriate length of dead time (td1, td2) is generated in the dead
このように、デッドタイムについては、レベルシフト回路5の遅延時間も含めて最適値を決定しておくことが必要である。ところが、実際には使用環境における温度偏差や、個々の製品における製造プロセスでの特性偏差により、レベルシフト回路5の遅延時間には変動が生じるため、最適なデッドタイムを正確に見積もって設計することは難しい。したがって、PVDD−GND間での短絡を防ぐために、必要以上に長いデッドタイムが設定されることになって、電力変換効率の面で不利となってしまうという課題があった。上記の特許文献1〜3には、遅延時間に起因するこの課題およびその解決策については何ら記載がない。
As described above, it is necessary to determine an optimum value for the dead time including the delay time of the level shift circuit 5. However, since the delay time of the level shift circuit 5 varies due to the temperature deviation in the usage environment and the characteristic deviation in the manufacturing process of each product, the optimum dead time must be accurately estimated and designed. Is difficult. Therefore, in order to prevent a short circuit between PVDD and GND, a dead time longer than necessary is set, which is disadvantageous in terms of power conversion efficiency. In the
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の入力電源の大きさによらずに、最適な長さのデッドタイムを設定できる同期整流型DC/DCコンバータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a synchronous rectification type DC / DC converter capable of setting an optimum dead time regardless of the size of an input power source of a switching element. With the goal.
本発明では、上記問題を解決するために、直流入力電圧を変換して所望の大きさの出力電圧を得るようにした同期整流型DC/DCコンバータにおいて、オンオフ動作を行う主スイッチング素子と、前記主スイッチング素子とは相補的なタイミングでオンオフ動作を行う整流素子と、前記主スイッチング素子および前記整流素子を同時にオフするデッドタイムをもって制御する制御回路と、前記制御回路から前記主スイッチング素子に出力される制御信号の電圧レベルを変換する第1の電圧レベル変換回路と、前記制御回路から前記整流素子に出力される制御信号の電圧レベルを変換する第2の電圧レベル変換回路と、を備えたことを特徴とする同期整流型DC/DCコンバータが提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, in a synchronous rectification type DC / DC converter in which a DC input voltage is converted to obtain an output voltage of a desired magnitude, a main switching element that performs an on / off operation, A rectifying element that performs an on / off operation at a timing complementary to the main switching element, a control circuit that controls the main switching element and the rectifying element with a dead time for simultaneously turning off the main switching element, and an output from the control circuit to the main switching element A first voltage level conversion circuit for converting the voltage level of the control signal to be output, and a second voltage level conversion circuit for converting the voltage level of the control signal output from the control circuit to the rectifier element. A synchronous rectification type DC / DC converter is provided.
本発明の同期整流型DC/DCコンバータでは、第1の電圧レベル変換回路だけでなく、整流素子の前段にも第2の電圧レベル変換回路が挿入されているので、制御回路からスイッチング素子、整流素子までの信号伝達時間が揃うことになって、第1、第2の電圧レベル変換回路における遅延時間差によるデッドタイムの変動を防止できる。 In the synchronous rectification type DC / DC converter of the present invention, the second voltage level conversion circuit is inserted not only in the first voltage level conversion circuit but also in the previous stage of the rectification element. Since the signal transmission times to the elements are aligned, it is possible to prevent a variation in dead time due to a delay time difference in the first and second voltage level conversion circuits.
本発明によれば、デッドタイムの変動を防止することによって、スイッチング素子と整流素子とを貫通する電流をなくし、しかもデッドタイムを必要以上に長く設定しなくてもよくなるため、電力変換効率の低下を防ぐことができる。 According to the present invention, by preventing fluctuations in the dead time, the current passing through the switching element and the rectifying element is eliminated, and the dead time does not have to be set longer than necessary. Can be prevented.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るDC/DCコンバータを示す回路図である。図1においては、従来回路と対応する部分に同一の参照符号を付け、それらの説明を省いている。なお、図4に示す従来回路と同様に、スイッチング素子Q1、整流素子Q2としてNMOSが用いられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to the first embodiment. In FIG. 1, the same reference numerals are assigned to portions corresponding to those of the conventional circuit, and the description thereof is omitted. As in the conventional circuit shown in FIG. 4, NMOS is used as the switching element Q1 and the rectifying element Q2.
制御回路部10については、図4に示す従来の回路と同様の構成を有している。図1のDC/DCコンバータが従来回路と異なる点は、ハイサイドドライバ21の前段のレベルシフト回路5だけでなく、デッドタイム生成回路14から出力されたローサイド信号をローサイドドライバ23に供給する際に制御信号の電圧レベルを変換する回路として、レベルシフト回路6が挿入されていることである。
The
デッドタイム生成回路14からのハイサイド信号およびローサイド信号は、それぞれレベルシフト回路5,6に入力され、その後にドライバ回路部20に供給される。
ここで、ハイサイド側のレベルシフト回路5はVbst−Vm間で動作し、ローサイド側のレベルシフト回路6はVDD−GND間で動作する。ここでは、Vbst−Vm間の電位差と、VDD−GND間の電位差とは、ほぼ同じになる。
The high side signal and the low side signal from the dead
Here, the high-side level shift circuit 5 operates between Vbst and Vm, and the low-side
ドライバ回路部20では、ハイサイドドライバ21はVbst−Vm間の電位差で動作し、ローサイドドライバ23はVDD−GND間の電位差で動作する。したがって、両ドライバ21,23にかかる電位差を、殆ど同じ大きさにできる。そのため、両ドライバ21,23はスイッチング素子Q1と整流素子Q2のサイズの違いに応じて、それらの素子サイズに差がある場合はあるものの、構成は同一とすることができる。
In the
つぎに、図1のDC/DCコンバータの動作について、図2により説明する。
図2は、実施の形態1に係るDC/DCコンバータの各部信号波形を示すタイミング図である。
Next, the operation of the DC / DC converter of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms at various parts of the DC / DC converter according to the first embodiment.
同図(a)にはPWMコンパレータ12のPWM信号、同図(b)にはデッドタイム生成回路14のハイサイドドライバ21側への出力信号、同図(c)にはローサイドドライバ23側のインバータ回路22への出力信号、同図(d),(e)にはハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23への入力信号、同図(f),(g)にはハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23から出力部30へ出力される制御信号を示している。
4A shows the PWM signal of the
ここで、ハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23に接続される2つのレベルシフト回路5,6を同一の構成とする。これによって、レベルシフト回路5,6での遅延時間(Δt1)が一致するから、デッドタイム生成回路14から制御信号がドライバ回路部20に入力するタイミングは、図2(b)〜(e)に示すようにデッドタイム生成回路14で生成したデッドタイム(td1,td2)を維持したまま、ハイサイドドライバ21、ローサイドドライバ23にそれぞれ供給できる(インバータ回路22は単純な構成なので、その遅延は無視できる。)。
Here, the two
また、これら2つのレベルシフト回路5,6は同一の半導体集積回路基板に形成されている。これによって、レベルシフト回路5,6の回路動作は製造プロセスによる影響や温度変化の影響を同程度に受けることになり、デッドタイム(td1,td2)の絶対的な長さはレベルシフト回路5,6によって殆ど変動しなくなる。
The two
さらに、ハイサイドドライバ21とローサイドドライバ23に関しても、それらを同一の回路構成とすれば、ドライバ回路部20における遅延時間(Δt2)も殆ど同じにできる。したがって、ドライバ回路部20においてもデッドタイム生成回路14で生成したデッドタイム(td1,td2)が維持できる。ただし、厳密にいえば、インバータ回路22の遅延は無視できるとしたが実際にはゼロではないこと、およびスイッチング素子Q1と整流素子Q2のサイズが異なる場合はそのサイズ差の影響が重なることにより、全く同一の遅延時間になるわけではない。
Further, regarding the high-
このように、スイッチング素子Q1の前段と整流素子Q2の前段に、それぞれ同一構成のレベルシフト回路5,6とドライバ21,23を介在させることで、デッドタイム生成回路14で生成されたハイサイド信号とローサイド信号のデッドタイムを維持したまま、スイッチング素子Q1と整流素子Q2のゲートに制御信号を伝達することができる。したがって、ハイサイド側のレベルシフト回路5で生じる遅延によってデッドタイムが消滅して出力部30での貫通電流が生じ、あるいは冗長なデッドタイムの設定によって電力変換効率が低下するなどの不都合を解消することができる。
Thus, the high-side signal generated by the dead
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に係るDC/DCコンバータを示す回路図である。
実施の形態1では、スイッチング素子Q1、整流素子Q2をいずれもNMOSで構成したDC/DCコンバータを示した。ここでは、図3に示すように、NMOSのスイッチング素子Q1に代えてPチャネルのMOSFET(以下、単にPMOSという。)のスイッチング素子Q3を用い、整流素子Q2をNMOSによって構成している。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to the second embodiment.
In the first embodiment, the DC / DC converter in which the switching element Q1 and the rectifying element Q2 are both composed of NMOS is shown. Here, as shown in FIG. 3, instead of the NMOS switching element Q1, a switching element Q3 of a P-channel MOSFET (hereinafter simply referred to as PMOS) is used, and the rectifying element Q2 is configured by NMOS.
図3のDC/DCコンバータでは、整流素子Q2を駆動するローサイド側のレベルシフト回路6およびローサイドドライバ23は実施の形態1の構成と同様であって、ローサイドドライバ23がVDD−GND間の電位差で動作する。また、実施の形態1のインバータ回路22は除かれている。したがって、本来であればレベルシフト回路6のような、電圧レベルを変換するための回路は不要である。
In the DC / DC converter of FIG. 3, the low-side
また、スイッチング素子Q3を駆動するハイサイド側については、スイッチング素子Q3をPMOSによって構成したため、NMOSによって構成した場合と異なり、その入力電源電圧(PVDD)より高い電圧を印加する必要はない。したがって、ここでは実施の形態1に示すようなブートストラップ回路が不要となる。 On the high side for driving the switching element Q3, since the switching element Q3 is composed of PMOS, it is not necessary to apply a voltage higher than the input power supply voltage (PVDD) unlike the case where it is composed of NMOS. Therefore, the bootstrap circuit as shown in the first embodiment is not necessary here.
さらに、図3のDC/DCコンバータでは、入力電源電圧(PVDD)を基準とするシリーズレギュレータ7がハイサイドドライバ21の電源とされている。これは、ハイサイドドライバ21はPVDD−GND間の電位差で動作させることも可能であるが、ローサイドドライバ23と遅延時間を一致させるために、ローサイドドライバ23と同じ電位差で駆動できる構成としているのである。すなわち、シリーズレギュレータ7は、その出力電圧Vsが(PVDD−VDD)となる回路として構成される。これによって、ハイサイドドライバ21を駆動する電源の電位差はローサイドドライバ23と同様VDDとなり、ハイサイドドライバ21をローサイドドライバ23と同じ構成とすることで、同一遅延時間に設定することができる。
Further, in the DC / DC converter of FIG. 3, the
このように、ハイサイドドライバ21はPVDD−Vs間で動作するため、デッドタイム生成回路14からの出力信号のレベル変換を行う必要があり、ハイサイドドライバ21の前段には実施の形態1と同様にレベルシフト回路5が挿入される。このレベルシフト回路5は、ハイサイドドライバ21と同様にPVDD−Vs間で動作する構成とすればよい。
As described above, since the high-
また、ローサイドドライバ23の前段のレベルシフト回路6は、本来不要であるが、ハイサイド側のレベルシフト回路5での遅延時間により、スイッチング素子Q3と整流素子Q2のゲートにおけるデッドタイムが変わってしまうことを防ぐために挿入されている。このような構成とすることによって、レベルシフト回路5,6およびドライバ回路部20での信号遅延によるデッドタイムの変動を考慮しなくても済み、実施の形態1と同様にデッドタイム生成回路14で生成されたハイサイド信号とローサイド信号のデッドタイムを維持したままスイッチング素子Q3と整流素子Q2のゲートに制御信号を伝達することができ、これにより最適な長さでデッドタイムを生成できる。
Further, the
本発明は、無駄なデッドタイムにより生じる電力損失がレベルシフト回路5,6による消費電力の増大分に比較して大きくなるような場合に、とくに有効である。すなわち、電圧レベルを変換する際の遅延時間によって、出力部30での貫通電流を防止する場合に、冗長なまでに大きなデッドタイムを設定する必要がなくなるので、電力変換効率の低下を防ぐことができる。
The present invention is particularly effective when the power loss caused by the dead time becomes larger than the increase in power consumption by the
5,6 レベルシフト回路
7 シリーズレギュレータ
10 制御回路部
20 ドライバ回路部
30 出力部
40 平滑回路部
Q1,Q3 スイッチング素子
Q2 整流素子
5, 6
Claims (5)
オンオフ動作を行う主スイッチング素子と、
前記主スイッチング素子とは相補的なタイミングでオンオフ動作を行う整流素子と、
前記主スイッチング素子および前記整流素子を同時にオフするデッドタイムをもって制御する制御回路と、
前記制御回路から前記主スイッチング素子に出力される制御信号の電圧レベルを変換する第1の電圧レベル変換回路と、
前記制御回路から前記整流素子に出力される制御信号の電圧レベルを変換する第2の電圧レベル変換回路と、
を備えたことを特徴とする同期整流型DC/DCコンバータ。 In a synchronous rectification type DC / DC converter that converts a DC input voltage to obtain an output voltage of a desired magnitude,
A main switching element that performs on-off operation;
A rectifying element that performs on / off operation at a timing complementary to the main switching element;
A control circuit for controlling the main switching element and the rectifying element with a dead time for simultaneously turning off;
A first voltage level conversion circuit for converting a voltage level of a control signal output from the control circuit to the main switching element;
A second voltage level conversion circuit for converting a voltage level of a control signal output from the control circuit to the rectifying element;
A synchronous rectification type DC / DC converter characterized by comprising:
前記整流素子には、前記第2の電圧レベル変換回路から第2のドライバ回路を介して前記制御信号が供給され、
前記第1、第2のドライバ回路は、それぞれ互いにほぼ等しい電位差を有する電源によって動作するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の同期整流型DC/DCコンバータ。 The main switching element is supplied with the control signal from the first voltage level conversion circuit via a first driver circuit,
The rectifying element is supplied with the control signal from the second voltage level conversion circuit via a second driver circuit,
3. The synchronous rectification type DC / DC converter according to claim 1, wherein the first and second driver circuits are configured to be operated by power supplies having substantially equal potential differences.
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