JP2009240025A - Step-up dc-dc converter and semiconductor integrated circuit for driving power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昇圧型のDC−DCコンバータに関し、特に入力電源として電池を使用するDC−DCコンバータおよびこれを構成する電源駆動用半導体集積回路に利用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a step-up DC-DC converter, and more particularly to a technique that is effective for use in a DC-DC converter using a battery as an input power source and a power source driving semiconductor integrated circuit constituting the DC-DC converter.
携帯用電子機器には、電源として電池(一次電池、二次電池)が用いられている。このような携帯用電子機器では、モータを回転させたり電子部品を駆動したりするため、電池電圧よりも高い電圧が必要になることがある。そのような場合、一般には、昇圧型のDC−DCコンバータが使用される。 In portable electronic devices, batteries (primary batteries, secondary batteries) are used as a power source. In such portable electronic devices, a voltage higher than the battery voltage may be required in order to rotate a motor or drive an electronic component. In such a case, a boost type DC-DC converter is generally used.
従来、昇圧型のDC−DCコンバータとしては、例えば図6に示すようなスイッチングレギュレータが知られている。このスイッチングレギュレータは、スイッチトランジスタM1をオンさせてコイルL1に電流を流してエネルギーを蓄積し、M1をオフさせることでコイルからエネルギーを放出させ、ダイオードD1で整流して出力端子に接続されているコンデンサに電荷を供給して昇圧した電圧を発生する。 Conventionally, for example, a switching regulator as shown in FIG. 6 is known as a step-up DC-DC converter. In this switching regulator, the switch transistor M1 is turned on to allow current to flow through the coil L1 to accumulate energy, and the M1 is turned off to release energy from the coil, which is rectified by the diode D1 and connected to the output terminal. A charge is supplied to the capacitor to generate a boosted voltage.
さらに、出力電圧Voutを抵抗R3,R4で分圧してPWM(パルス幅変調)コンパレータを有する制御回路へフィードバックし、制御回路は出力電圧Voutが下がると制御パルスのパルス幅を広げてM1がオンされる時間を長くし、出力電圧Voutが上がると制御パルスのパルス幅を狭めてM1がオンされる時間を短くすることで出力電圧Voutを一定にするというものであり、電池の電圧の数倍の出力電圧Voutを得ることが可能である。
電池は過度に放電すると一次電池の場合には液漏れを起こしたり、二次電池の場合には特性が劣化したりするという欠点があるので、電池側の電圧を監視して入力電圧がある程度下がった場合には、スイッチトランジスタM1をオンさせるのを停止するのが望ましい。 If the battery is excessively discharged, the primary battery will cause liquid leakage, and the secondary battery will have characteristics that deteriorate.Therefore, the battery voltage is monitored to reduce the input voltage to some extent. In this case, it is desirable to stop turning on the switch transistor M1.
しかしながら、図6に示すようなスイッチングレギュレータにおいては、コイルL1−ダイオードD1−負荷という電流パスがあるため、一次電池の電圧がダイオードD1の順方向電圧以上ある場合には、スイッチトランジスタM1をオフさせても、ダイオードD1がオンして上記電流パスを通して負荷に電流が流れ続け、過度に放電すると電池が液漏れを起こしたり、特性が劣化したりするおそれがある。 However, since the switching regulator as shown in FIG. 6 has a current path of coil L1-diode D1-load, when the voltage of the primary battery is equal to or higher than the forward voltage of diode D1, switch transistor M1 is turned off. However, if the diode D1 is turned on and the current continues to flow to the load through the current path, and the battery is excessively discharged, the battery may leak or the characteristics may be deteriorated.
なお、直流電圧を昇圧してWLEDの駆動電流を出力するDC−DCコンバータからなるLED駆動用の電源回路において、昇圧動作停止時にLEDに電流が流れ続けて消費電力が増加したりLEDが弱く点灯してしまうのを回避するため、LEDと接地点との間にスイッチトランジスタを設けてこれをオフさせることで電流を遮断するようにした発明が提案されている(特許文献1参照)。 In addition, in an LED drive power supply circuit comprising a DC-DC converter that boosts a DC voltage and outputs a WLED drive current, the current continues to flow to the LED when the boost operation is stopped, and the power consumption increases or the LED is lit weakly. In order to avoid this, an invention has been proposed in which a switch transistor is provided between an LED and a ground point, and the current is cut off by turning it off (see Patent Document 1).
特許文献1に開示されている発明は、負荷であるLEDと直列にセンス抵抗を接続し、その電圧を制御回路にフィードバックしてPWM駆動するものであり、負荷に流れる電流を遮断すべくこれと直列に挿入されているスイッチをオフさせるとセンス抵抗に流れる電流も遮断されることとなる。しかし、負荷であるLEDと直列にセンス抵抗を接続する構成にあっては、センス抵抗の抵抗値を小さくすると検出精度が低下する一方、センス抵抗の抵抗値を大きくすると抵抗での損失が大きくなるとともに負荷にかけることができる電圧が小さくなってしまうという不具合がある。 In the invention disclosed in Patent Document 1, a sense resistor is connected in series with an LED which is a load, and the voltage is fed back to a control circuit to perform PWM driving. When the switch inserted in series is turned off, the current flowing through the sense resistor is also cut off. However, in the configuration in which the sense resistor is connected in series with the LED that is the load, when the resistance value of the sense resistor is reduced, the detection accuracy is lowered, whereas when the resistance value of the sense resistor is increased, the loss in the resistor is increased. At the same time, the voltage that can be applied to the load is reduced.
また、特許文献1に開示されている電源装置は、WLEDに所定の駆動電流を流すよう定電流制御するものであるため、負荷であるLEDと直列にセンス抵抗が接続されており、定電圧制御で所定の電圧を出力するDC−DCコンバータには、図6のように出力端子と接地点との間に接続された抵抗R3,R4で分圧された電圧をフィードバックする方式が適している。しかし、定電圧制御のため図6のようにフィードバック電圧を生成する分圧抵抗R3,R4を負荷と並列形態に設けた電源システムでは、仮に負荷に流れる電流を遮断しても、分圧抵抗R3,R4を通して電流が流れ続けてしまうのを防止することができない。 Further, since the power supply device disclosed in Patent Document 1 performs constant current control so that a predetermined drive current flows through the WLED, a sense resistor is connected in series with the LED as a load, and constant voltage control is performed. For the DC-DC converter that outputs a predetermined voltage, a system that feeds back the voltage divided by the resistors R3 and R4 connected between the output terminal and the ground as shown in FIG. 6 is suitable. However, in the power supply system in which the voltage dividing resistors R3 and R4 for generating the feedback voltage are provided in parallel with the load as shown in FIG. 6 for constant voltage control, even if the current flowing through the load is interrupted, the voltage dividing resistor R3 , R4 cannot be prevented from continuing to flow through R4.
この発明は上記のような背景の下になされたもので、その目的とするところは、回路の動作を停止させたときに出力端子より電流が流れ続けるのを防止できる昇圧型DC−DCコンバータを提供することにある。 The present invention has been made under the background as described above, and an object of the present invention is to provide a step-up DC-DC converter capable of preventing current from continuing to flow from the output terminal when the operation of the circuit is stopped. It is to provide.
この発明の他の目的は、電池を入力電源とする昇圧型DC−DCコンバータにおいて、電池が液漏れを起こしたり、特性劣化を起こしにくくすることにある。 Another object of the present invention is to make it difficult for a battery to leak or to deteriorate characteristics in a step-up DC-DC converter using the battery as an input power source.
本発明は、上記目的を達成するため、電池からの直流電圧が入力される電圧入力端子と負荷が接続される出力端子との間に、インダクタと整流素子が直列形態に接続され、前記インダクタと整流素子との接続ノードに結合され前記インダクタに電流を流す駆動素子と、出力のフィードバック電圧に応じて前記駆動素子を制御する信号を生成し出力する制御回路と、を備えた昇圧型DC−DCコンバータにおいて、前記整流素子と直列形態をなすように電流遮断用のスイッチ素子を設け、前記制御回路は、入力電圧を監視する低電圧検出回路を備え、入力電圧が所定の電位以下に下がったことを前記低電圧検出回路が検出した場合に前記駆動素子の駆動を停止するとともに、前記電流遮断用のスイッチ素子をオフ状態にするように構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an inductor and a rectifier element connected in series between a voltage input terminal to which a DC voltage from a battery is input and an output terminal to which a load is connected. A step-up DC-DC comprising a driving element coupled to a connection node with a rectifying element and causing a current to flow through the inductor, and a control circuit for generating and outputting a signal for controlling the driving element in accordance with an output feedback voltage In the converter, a switching element for interrupting current is provided so as to form a series form with the rectifying element, and the control circuit is provided with a low voltage detection circuit for monitoring the input voltage, and the input voltage has dropped below a predetermined potential. When the low voltage detection circuit detects the driving element, the driving element is stopped and the current interrupting switching element is turned off. A.
上記のような構成によれば、入力電圧としての電池電圧が低下すると、コンバータが自動的に昇圧動作を停止するとともに整流素子を介して出力端子より流れ続けるおそれのある電流を遮断することができ、これによって電池の無駄な消耗を防止することができるようになる。 According to the above configuration, when the battery voltage as the input voltage decreases, the converter automatically stops the boosting operation and can block the current that may continue to flow from the output terminal via the rectifier element. As a result, wasteful consumption of the battery can be prevented.
また、望ましくは、前記制御回路は、外部からの制御信号の入力に基づいて前記駆動素子の駆動を停止する機能を有し、駆動停止を指令する前記制御信号が入力された場合もしくは入力電圧が所定の電位以下に下がったことを前記低電圧検出回路が検出した場合に前記駆動素子の駆動を停止するとともに、前記電流遮断用のスイッチ素子をオフ状態にするように構成する。これにより、外部から駆動停止を指令する前記制御信号が入力された場合にも、昇圧動作を停止するとともに整流素子を介して出力端子より流れ続けるおそれのある電流を遮断することができるようになる。 Preferably, the control circuit has a function of stopping driving of the driving element based on an input of an external control signal, and when the control signal instructing driving stop is input or an input voltage is When the low voltage detection circuit detects that the voltage has dropped below a predetermined potential, the drive element is stopped and the current interrupting switch element is turned off. As a result, even when the control signal instructing to stop driving is input from the outside, the boosting operation can be stopped and the current that may continue to flow from the output terminal via the rectifying element can be cut off. .
さらに、望ましくは、前記電流遮断用のスイッチ素子は、前記整流素子と前記出力端子との間に接続されたPチャネル型電界効果トランジスタにより構成する。これにより、駆動停止時に出力端子より流れ出る電流を完全に遮断できるとともに、内部に電流パスを遮断するスイッチを持たない負荷が接続されている場合に負荷に流れる電流を遮断することが可能となる。 More preferably, the current interrupting switch element is constituted by a P-channel field effect transistor connected between the rectifying element and the output terminal. As a result, the current flowing out from the output terminal when driving is stopped can be completely cut off, and the current flowing through the load can be cut off when a load without a switch for cutting off the current path is connected.
また、望ましくは、出力端子と接地点との間に負荷と並列に接続された直列抵抗からなる出力電圧の分圧回路を備え、該分圧回路で生成された電圧が前記制御回路にフィードバック電圧として供給されるように構成されるとともに、前記電流遮断用のスイッチ素子は、前記出力端子と接地点との間に、前記分圧回路と直列に接続されるように構成する。これにより、出力電圧の定電圧制御が可能になるとともに、出力端子より分圧回路を通して流れ出る電流を遮断することが可能となる。ここで、前記電流遮断用のスイッチ素子は、Nチャネル型電界効果トランジスタにより構成するのが望ましい。 Preferably, an output voltage voltage dividing circuit comprising a series resistor connected in parallel with the load is provided between the output terminal and the ground point, and the voltage generated by the voltage dividing circuit is fed back to the control circuit as a feedback voltage. The current interrupting switch element is configured to be connected in series with the voltage dividing circuit between the output terminal and a ground point. As a result, constant voltage control of the output voltage becomes possible, and current flowing out from the output terminal through the voltage dividing circuit can be cut off. Here, it is preferable that the current interrupting switch element is constituted by an N-channel field effect transistor.
本発明に従うと、回路の動作を停止させたときに出力端子より電流が流れ続けるのを防止できる昇圧型DC−DCコンバータが実現される。また、電池を入力電源とする昇圧型DC−DCコンバータにおいて、電池が液漏れを起こしたり、特性劣化を起こしにくくすることができるという効果がある。 According to the present invention, a step-up DC-DC converter that can prevent current from continuously flowing from the output terminal when the operation of the circuit is stopped is realized. Further, in the step-up DC-DC converter using the battery as an input power source, there is an effect that the battery can hardly cause liquid leakage or characteristic deterioration.
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明を適用したDC−DCコンバータの一実施形態を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of a DC-DC converter to which the present invention is applied.
本実施形態のDC−DCコンバータは、電池20からの直流電圧Vinが入力される電圧入力端子INと出力端子OUTとの間に直列形態に接続されたコイル(インダクタ)L1および整流用ダイオードD1、前記コイルL1とダイオードD1との接続ノードと接地点GNDとの間に接続されたNチャネルMOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)からなる駆動用スイッチングトランジスタSW1、該駆動用スイッチングトランジスタSW1をオン、オフ制御するスイッチング制御回路10、出力端子OUTと接地点との間に接続された平滑コンデンサC2などによって、昇圧型のスイッチングレギュレータとして構成されている。
The DC-DC converter of this embodiment includes a coil (inductor) L1 and a rectifying diode D1, which are connected in series between a voltage input terminal IN to which a DC voltage Vin from the
また、出力端子OUTと接地点との間には、上記平滑コンデンサC2と並列に、直列形態の抵抗R3,R4からなる抵抗分圧回路が接続され、抵抗R3,R4によって分圧された電圧がスイッチング制御回路10のフィードバック端子FBに印加されるように構成されている。さらに、この実施形態では、上記整流用ダイオードD1と出力端子OUTとの間に、PチャネルMOSFETからなる電流遮断用スイッチSW2がD1と直列をなすように接続されている。
Further, a resistor voltage dividing circuit composed of resistors R3 and R4 in series is connected in parallel with the smoothing capacitor C2 between the output terminal OUT and the ground point, and the voltage divided by the resistors R3 and R4 is The
なお、特に限定されるものではないが、この実施形態では、上記スイッチング制御回路10は、駆動用スイッチングトランジスタSW1および電流遮断用スイッチSW2とともに一つの半導体チップ上に半導体集積回路(以下、電源駆動用ICと称する)として形成され、コイルL1および整流用ダイオードD1と平滑コンデンサC1は、ディスクリート部品で構成され上記電源駆動用ICに外付け素子として接続されるように構成されている。
Although not particularly limited, in this embodiment, the
スイッチング制御回路10は、直列形態の定電流源CSおよびツェナーダイオードDzからなる定電圧回路11と、該定電圧回路11で生成された定電圧Vzが非反転入力端子に印加され上記フィードバック端子FBの電圧が反転入力端子に印加されフィードバック電圧と定電圧Vzとの電位差に応じた電圧を出力する誤差アンプ12と、該誤差アンプ12の出力が非反転入力端子に入力されるPWM(パルス幅変調)コンパレータ13と、該PWMコンパレータ13の出力に応じて前記駆動用スイッチングトランジスタSW1のオン、オフ駆動信号を生成し出力するANDゲートからなる駆動回路(ドライバ)15を有する。
The
上記PWMコンパレータ13の反転入力端子には、発振器を内蔵し所定の周波数の三角波もしくは鋸波のような波形信号(RAMP信号)を生成する波形生成回路14からの波形信号が入力され、フィードバック電圧に応じて出力電圧が高いときは出力駆動パルスのパルス幅を狭くしフィードバック電圧が低いときはパルス幅を広くするような制御を行なう。そして、このPWMコンパレータ13により生成されたパルス信号が駆動回路15に供給される。
A waveform signal from a
駆動回路15はこのパルスに基いてスイッチトランジスタSW1をオンさせてコイルL1に電流を流してエネルギーを蓄積し、SW1をオフさせることでコイルからエネルギーを放出させ、ダイオードD1で整流して出力端子に接続されているコンデンサC2に電荷を供給して、電池からの入力電圧を昇圧した出力電圧Voutを発生させる。また、分圧抵抗R3,R4からの電圧に基づくフィードバック制御により、負荷が変動しても出力電圧Voutを一定に保持することができる。
Based on this pulse, the
さらに、本実施形態においては、スイッチング制御回路10内に、電圧入力端子INと接地点との間に接続されて入力電圧Vinを分圧する抵抗R1,R2からなる抵抗分圧回路と、抵抗R1,R2によって分圧された電圧と定電圧回路11で生成された定電圧Vzとを比較して入力電圧Vinが所定のレベル以下に下がったか否かを検出するコンパレータからなる低電圧検出回路16と、該低電圧検出回路16の出力とチップ外部から供給される動作制御信号CEとを入力とするANDゲート回路17と、該ANDゲート回路17の出力を論理反転するインバータINV1が設けられている。
Further, in the present embodiment, the
上記動作制御信号CEは、チップ外部からスイッチング制御回路10の動作を許可したり、動作を停止させたりするもので、ロウレベルのときにチップの動作が停止される。また、ANDゲート回路17の出力が前記駆動回路15に供給されてその動作を制御するとともに、インバータINV1の出力が電流遮断用スイッチSW2のゲート端子に供給され、オン、オフ制御するように構成されている。
The operation control signal CE permits the operation of the
次に、図1のDC−DCコンバータの動作を、図2および図3を用いて説明する。なお、図2は電池電圧が充分に高い状態で動作制御信号CEによってチップの動作を停止させる場合のもの、図3は低電圧検出回路16の検出信号によってチップの動作が停止される場合のものである。
Next, the operation of the DC-DC converter of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 shows the case where the operation of the chip is stopped by the operation control signal CE in a state where the battery voltage is sufficiently high, and FIG. 3 shows the case where the operation of the chip is stopped by the detection signal of the low
図1のDC−DCコンバータにおけるインバータINV1および電流遮断用スイッチSW2のない制御回路において、動作制御信号CEがロウレベルに変化されると駆動回路15が駆動パルスを出力しなくなるため、駆動用スイッチングトランジスタSW1は連続してオフ状態にされる。ここで、電池20の電圧が整流用ダイオードD1の順方向電圧VFよりも高いと、コイルL1−ダイオードD1−負荷(および分圧抵抗R3,R4)という電流パスを通して電流が流れ続ける。このとき、出力電圧VoutはVin−VFである。図2(A)に、このときの入力電圧Vin、動作制御信号CE、出力電圧Voutの状態変化が示されている。チップに動作停止指令を与えた後も、出力端子より電流が流れ続けることで、電池が無駄に消耗するおそれがある。
In the control circuit without the inverter INV1 and the current cut-off switch SW2 in the DC-DC converter of FIG. 1, when the operation control signal CE is changed to a low level, the
これに対し、図1のDC−DCコンバータにおいては、動作制御信号CEがロウレベルに変化されると駆動用スイッチングトランジスタSW1はオフ状態にされるとともに、整流用ダイオードD1と出力端子OUTとの間の電流遮断用スイッチSW2がオフ状態にされる。これにより、コイルL1−ダイオードD1−負荷(および分圧抵抗R3,R4)の電流パスがなくなって出力端子より流れ出る電流がゼロになるとともに、図2(B)に示すように出力電圧Voutは0Vに立ち下がる。その結果、電池が無駄に消耗するおそれがなくなる。 On the other hand, in the DC-DC converter of FIG. 1, when the operation control signal CE is changed to a low level, the driving switching transistor SW1 is turned off, and between the rectifying diode D1 and the output terminal OUT. The current cutoff switch SW2 is turned off. As a result, the current path of the coil L1-diode D1-load (and the voltage dividing resistors R3, R4) disappears, the current flowing out from the output terminal becomes zero, and the output voltage Vout is 0 V as shown in FIG. To fall. As a result, there is no possibility that the battery is wasted.
次に、図1のDC−DCコンバータにおけるインバータINV1および電流遮断用スイッチSW2のない制御回路において、電池20の電圧(入力電圧Vin)が所定の判定レベルUVLOよりも低くなると、低電圧検出回路16の出力がロウレベルに変化してANDゲート回路17の出力がロウレベルになり、駆動回路15が駆動パルスを出力しなくなるため、駆動用スイッチングトランジスタSW1は連続してオフ状態にされる。ここで、電池20の電圧が整流用ダイオードD1の順方向電圧VFよりも高いと、コイルL1−ダイオードD1−負荷(および分圧抵抗R3,R4)という電流パスを通して電流が流れ続ける。そのため、特に負荷の内部抵抗が小さい場合には出力端子より電流が流れ続けることで、図3(A)に示すように、入力電圧Vinおよび出力電圧Voutが徐々に下がり、電池が過度に放電して液漏れを起こしたり特性劣化を起こすおそれがある。
Next, in the control circuit without the inverter INV1 and the current cutoff switch SW2 in the DC-DC converter of FIG. 1, when the voltage of the battery 20 (input voltage Vin) becomes lower than a predetermined determination level UVLO, the low
これに対し、図1のDC−DCコンバータにおいては、電池電圧が下がり低電圧検出回路16の判定レベルUVLOよりも低くなると、検出回路の出力がロウレベルに変化して駆動用スイッチングトランジスタSW1は連続してオフ状態にされるとともに、整流用ダイオードD1と出力端子OUTとの間の電流遮断用スイッチSW2がオフ状態にされる。これにより、コイルL1−ダイオードD1−負荷(および分圧抵抗R3,R4)の電流パスがなくなって出力端子より流れ出る電流がゼロになるとともに、図3(B)に示すように出力電圧Voutは0Vに立ち下がる。
On the other hand, in the DC-DC converter of FIG. 1, when the battery voltage decreases and becomes lower than the determination level UVLO of the low
その結果、入力電圧Vinは大きく下がらなくなり、電池が液漏れを起こすのを回避できるようになる。なお、図3(B)において、検出回路の出力がロウレベルに変化した後も入力電圧Vinが少しずつ下がっているのは、スイッチング制御回路10の消費電流があるためである。本実施形態のDC−DCコンバータは、負荷として内部に常時電流パスがあるものを使用する場合に特に有効である。負荷30内部に電流パスを遮断するスイッチ(図5のSW0)が設けられ制御信号CEによってオフされるように構成される場合には、上記電流遮断用スイッチSW2を、出力端子と分圧抵抗R3との間に設けても良い。
As a result, the input voltage Vin does not drop greatly, and the battery can be prevented from leaking. In FIG. 3B, the input voltage Vin gradually decreases even after the output of the detection circuit changes to the low level because of the consumption current of the switching
なお、図1の実施形態で、電流遮断用スイッチSW2としてPチャネルMOSFETを使用しているのは、NチャネルMOSFETはゲート電圧をハイレベルにすることでオン状態にすることができるため、電池電圧で動作する制御回路(インバータINV1)でオンさせようとしても、ゲート電圧をVin以上に上げられないためオン状態にすることができないためである。電流遮断用スイッチSW2としてPチャネルMOSFETを使用すると、そのゲートにロウレベル(接地電位)を印加することでオン状態にすることができる。 In the embodiment of FIG. 1, the P-channel MOSFET is used as the current cutoff switch SW2. The N-channel MOSFET can be turned on by setting the gate voltage to a high level. This is because even if the control circuit (inverter INV1) that operates at is tried to be turned on, the gate voltage cannot be raised to Vin or higher and cannot be turned on. When a P-channel MOSFET is used as the current cutoff switch SW2, it can be turned on by applying a low level (ground potential) to its gate.
図4には、上記DC−DCコンバータの変形例が示されている。この変形例は、電流遮断用スイッチSW2を、ダイオードD1と出力端子OUTとの間ではなく、分圧抵抗R4と接地点との間に設けるとともに、電流遮断用スイッチSW2としてPチャネルMOSFETの代わりにNチャネルMOSFETを用いるようにしたものである。 FIG. 4 shows a modification of the DC-DC converter. In this modification, the current cutoff switch SW2 is provided not between the diode D1 and the output terminal OUT but between the voltage dividing resistor R4 and the ground point, and instead of the P-channel MOSFET as the current cutoff switch SW2. An N-channel MOSFET is used.
この変形例のように構成しても前記実施形態のDC−DCコンバータとほぼ同様の効果が得られる。負荷30およびコンデンサC2は、出力端子OUTと、分圧抵抗R4と電流遮断用スイッチSW2の接続ノードとの間に接続されている。これにより、負荷内部に常時電流パスがあるものを使用する場合にも電流を遮断することができる。コンデンサC2は出力端子OUTと接地点との間に接続するようにしても良い。
Even when configured as in this modification, substantially the same effect as the DC-DC converter of the above-described embodiment can be obtained. The
図5には、上記DC−DCコンバータの第2の変形例が示されている。この変形例は、電流遮断用スイッチSW2を、分圧抵抗R4と接地点との間に設けるとともに、負荷30およびコンデンサC2を、出力端子OUTと接地点との間に接続するようにしたものである。この変形例は、負荷30内部に電流パスを遮断するスイッチSW0が設けられている場合に有効である。動作制御信号CEによって負荷30内部のスイッチSW0をオフさせるのに連動して、信号CEでチップの動作を停止させて電流遮断用スイッチSW2をオフさせるように構成することで、前記実施形態のDC−DCコンバータと同様の効果が得られる。
FIG. 5 shows a second modification of the DC-DC converter. In this modification, a current cutoff switch SW2 is provided between the voltage dividing resistor R4 and the ground point, and the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図1のDC−DCコンバータにおいては、低電圧検出回路16とANDゲート回路17とを設けて入力電圧が下がったときあるいは外部から動作停止指令が入力されたときのいずれ場合にも電流遮断用スイッチSW2をオフするように構成したものを説明したが、入力電圧が下がったときにオフする機能あるいは外部から動作停止指令が入力されたときにオフする機能のいずれか一方のみを設けるように構成しても良い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the DC-DC converter shown in FIG. 1, the low
また、前記実施形態では、誤差アンプ12の後段にPWMコンパレータ13を設けているが、PWMコンパレータの代わりにPFM(パルス周波数変調)コンパレータを設けたものであっても良い。
In the above embodiment, the
さらに、前記実施形態においては、駆動用スイッチングトランジスタSW1および整流用ダイオードD1を、制御回路10が形成されたICのチップ内に形成したものを示したが、外付け素子としてICに接続するように構成しても良い。また、出力電圧を分圧する抵抗R3,R4として外付け素子を用いる代わりに、チップ内部にこれらの抵抗を形成するように構成しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the driving switching transistor SW1 and the rectifying diode D1 are formed in the IC chip on which the
以上の説明では、本発明を昇圧型のDC−DCコンバータに適用した例を説明したが、本発明にそれに限定されるものではなく、電池電圧を入力電圧としコンバータの動作停止時に出力端子より電流が流れ出すパスがある電源装置に広く利用することができる。 In the above description, the example in which the present invention is applied to the step-up DC-DC converter has been described. However, the present invention is not limited to the present invention. The battery voltage is used as the input voltage, and the current is output from the output terminal when the converter is stopped. It can be widely used for power supply devices that have a path through which current flows.
10 スイッチング制御回路
11 定電圧回路
12 誤差アンプ
13 PWMコンパレータ
14 波形生成回路
15 駆動回路(ドライバ)
16 低電圧検出回路
17 ANDゲート回路
20 二次電池(リチウムイオン電池)
30 負荷
L1 コイル(インダクタ)
C1 平滑コンデンサ
SW1 コイル駆動用スイッチングトランジスタ
SW2 電流遮断用スイッチ
R3,R4 出力の分圧抵抗
DESCRIPTION OF
16 Low
30 Load L1 Coil (Inductor)
C1 Smoothing capacitor SW1 Coil drive switching transistor SW2 Current cutoff switch R3, R4 Output voltage dividing resistor
Claims (6)
前記整流素子と直列形態をなすように電流遮断用のスイッチ素子が設けられ、
前記制御回路は、入力電圧を監視する低電圧検出回路を備え、入力電圧が所定の電位以下に下がったことを前記低電圧検出回路が検出した場合に前記駆動素子の駆動を停止するとともに、前記電流遮断用のスイッチ素子をオフ状態にするように構成されていることを特徴とする昇圧型DC−DCコンバータ。 An inductor and a rectifier element are connected in series between a voltage input terminal to which a DC voltage from the battery is input and an output terminal to which a load is connected, and coupled to a connection node between the inductor and the rectifier element. A step-up DC-DC converter comprising: a drive element for passing a current to the control circuit; and a control circuit for generating and outputting a signal for controlling the drive element in accordance with an output feedback voltage,
A switch element for current interruption is provided so as to form a series form with the rectifying element,
The control circuit includes a low voltage detection circuit that monitors an input voltage, and stops driving the drive element when the low voltage detection circuit detects that the input voltage has dropped below a predetermined potential. A step-up DC-DC converter characterized in that the switch element for interrupting current is turned off.
前記制御回路は、入力電圧を監視する低電圧検出回路を備えるとともに、外部からの制御信号の入力に基づいて前記駆動素子の駆動を停止する機能を有し、駆動停止を指令する前記制御信号が入力された場合もしくは入力電圧が所定の電位以下に下がったことを前記低電圧検出回路が検出した場合に前記駆動素子の駆動を停止し、前記電流遮断用のPチャネル型電界効果トランジスタをオフ状態にするように構成されていることを特徴とする電源駆動用半導体集積回路。 A voltage input terminal to which a DC voltage is input, an output terminal to which a load is connected, a first external element connection terminal to which one terminal of the inductor is connected, the other terminal of the inductor and an anode terminal of the rectifier element; A second external element connection terminal to be connected; a third external element connection terminal to which the cathode terminal of the rectifying element is connected; and a drive element that draws a current into an inductor connected to the second external element connection terminal; A control circuit for generating and outputting a signal for controlling the drive element in accordance with an output feedback voltage; and a P-channel field effect for current interruption provided between the third external element connection terminal and the output terminal A power source driving semiconductor integrated circuit comprising a transistor,
The control circuit includes a low voltage detection circuit that monitors an input voltage, and has a function of stopping driving of the drive element based on an input of an external control signal, and the control signal instructing drive stop is When the low voltage detection circuit detects that the input voltage or the input voltage has dropped below a predetermined potential, driving of the drive element is stopped and the current blocking P-channel field effect transistor is turned off. A semiconductor integrated circuit for driving a power supply, characterized in that:
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