JP2010063290A - Power supply control circuit - Google Patents
Power supply control circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010063290A JP2010063290A JP2008227407A JP2008227407A JP2010063290A JP 2010063290 A JP2010063290 A JP 2010063290A JP 2008227407 A JP2008227407 A JP 2008227407A JP 2008227407 A JP2008227407 A JP 2008227407A JP 2010063290 A JP2010063290 A JP 2010063290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- level
- input
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電源制御回路に関する。 The present invention relates to a power supply control circuit.
バッテリー等の電圧から、所望の出力電圧を生成して負荷に供給する際には、スイッチング電源回路が用いられることが多い。一般に、スイッチング電源回路が所望の出力電圧を生成する際の変換効率は、負荷に流れる電流が大きい重負荷時には高く、負荷に流れる電流が小さい軽負荷時には低い。したがって、軽負荷時の変換効率を改善するために、スイッチング電源回路からリニアレギュレータに切り替えて所望の出力電圧を生成する電源制御回路が用いられることがある(例えば、特許文献1)。 When a desired output voltage is generated from a voltage of a battery or the like and supplied to a load, a switching power supply circuit is often used. In general, the conversion efficiency when the switching power supply circuit generates a desired output voltage is high at a heavy load when the current flowing through the load is large, and low at a light load when the current flowing through the load is small. Therefore, in order to improve the conversion efficiency at light load, a power supply control circuit that generates a desired output voltage by switching from a switching power supply circuit to a linear regulator may be used (for example, Patent Document 1).
図3に、LDO(Low Dropout)レギュレータ500とスイッチング電源回路510とを切り換えることが可能な電源制御回路100の一例を示す。電源制御回路100は、マイコン(不図示)から出力される制御信号CONT1に応じて、出力電圧VoutをLDOレギュレータ500で生成するための制御回路200の動作を制御し、制御信号CONT2に応じて、出力電圧Voutをスイッチング電源回路510で生成するためのスイッチング制御回路210の動作を制御する回路である。
FIG. 3 shows an example of a power
制御回路200は、例えば、制御信号CONT1がローレベル(以下、Lレベル)となると、LDOレギュレータ500の動作を停止させ、制御信号CONT1がハイレベル(以下、Hレベル)となると、LDOレギュレータ500を動作させる。具体的には、制御信号CONT1がLレベルとなると、誤差増幅回路300及び基準電圧回路310の夫々のバイアス電流の生成が停止される。一方、制御信号CONT1がHレベルとなると、誤差増幅回路300及び基準電圧回路310のバイアス電流の生成が開始される。このため、誤差増幅回路300は、出力電圧Voutが所望のレベルとなるよう、出力電圧Voutを分圧した電圧と、基準電圧回路310の電圧とを比較し、PMOSトランジスタ320のオン抵抗を制御する。
For example, the
また、スイッチング制御回路210は、例えば、制御信号CONT2がLレベルとなると、スイッチング電源回路510の動作を停止させ、制御信号CONT2がHレベルとなると、スイッチング電源回路510を動作させる。具体的には、制御信号CONT2がLレベルとなると、スイッチング制御回路210における基準電圧回路400、誤差増幅回路410、三角波発振回路420、コンパレータ430、及び駆動回路440の夫々の回路のバイアス電流の生成が停止される。一方、制御信号CONT2がHレベルとなると、スイッチング制御回路210を構成する夫々の回路のバイアス電流の生成が開始される。このため、誤差増幅回路410は、基準電圧回路400の電圧と、出力電圧Voutを分圧した電圧との差に応じた電圧Veを生成する。コンパレータ430は、電圧Veと三角波発振回路420からの三角波とを比較し、PWM(Pulse Wide Modulation)信号Vpwmを出力する。駆動回路440は、PWM信号VpwmのLレベルに基づいてPMOSトランジスタ450をオンし、PWM信号VpwmのHレベルに基づいてPMOSトランジスタ450をオフする。また、PMOSトランジスタ450がオンオフされることにより変化する出力電圧Voutは、前述のように分圧抵抗を介して誤差増幅回路410に負帰還されている。したがって、出力電圧Voutは所望のレベルとなるよう、スイッチング制御回路210により制御される。
For example, the
ところで、制御信号CONT2がLレベルの際には、スイッチング制御回路210における夫々の回路のバイアス電流が停止されるため、誤差増幅回路410の出力である電圧Veは0Vまで低下する。制御信号CONT2がHレベルとなった際に、出力電圧Voutを所望レベルとするためには、コンパレータ430は、入力電圧Vinと所望の出力電圧Voutとで定まるデューティ比のPWM信号Vpwmを出力する必要がある。したがって、図4に示すように、例えば時刻T1で制御信号CONT2がHレベルとなると、誤差増幅回路410は、基準電圧回路400の電圧と、出力電圧Voutを分圧した電圧との差に応じた電圧でコンデンサ600の充電を開始する。そして、誤差増幅回路410は、PWM信号Vpwmのデューティ比が、入力電圧Vinと所望の出力電圧Voutとで定まるデューティ比となる時刻T2まで、電圧Veを上昇させる。
By the way, when the control signal CONT2 is at the L level, the bias current of each circuit in the
このように、制御信号CONT2が時刻T1にHレベルとなった場合であっても、スイッチング制御回路210は、時刻T2となるまで所望の出力電圧Voutを生成することはできない。したがって、軽負荷時から重負荷時に変化した際に、LDOレギュレータ500の動作を停止するとともに、スイッチング電源回路510を動作させると、出力電圧Voutは低下することとなる。このため、例えば、特許文献1では、軽負荷時から重負荷時に変化した際、スイッチング電源回路510が所望の出力電圧Voutを生成する時刻T2までは、LDOレギュレータ500を動作させて、出力電圧Voutの低下を抑制している。
ところで、制御信号CONT2がHレベルとなり、スイッチング電源回路が所望の出力電圧Voutを生成するまでの期間TAは、入力電圧Vinのレベルにより変化する。具体的には、例えば、バッテリーからの入力電圧Vinが低い場合は、バッテリーからの入力電圧Vinが高い場合と比較すると、所望レベルの出力電圧Voutを生成するために、PWM信号VpwmのLレベルのデューティ比を上昇させる必要がある。つまり、入力電圧Vinが低下すると、誤差増幅回路410は、電圧Veをより高い電圧まで上昇させる必要がある。このように、期間TAは、入力電圧Vinのレベルに応じて変化する。したがって、入力電圧Vinの変動が大きいバッテリー等を用いる際は、軽負荷時から重負荷時に変化した際、出力電圧Voutの低下を抑制するためには、期間TAを長くする必要がある。また、期間TAでは、重負荷時であるにも関わらず、出力電圧Voutの低下を防ぐ目的でLDOレギュレータ500が動作しているため、変換効率が悪化するという問題がある。
Incidentally, the period TA until the control signal CONT2 becomes H level and the switching power supply circuit generates the desired output voltage Vout varies depending on the level of the input voltage Vin. Specifically, for example, when the input voltage Vin from the battery is low, compared with the case where the input voltage Vin from the battery is high, the L level of the PWM signal Vpwm is generated in order to generate the output voltage Vout at a desired level. It is necessary to increase the duty ratio. That is, when the input voltage Vin decreases, the
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、出力電圧の変動を抑制しつつ、変換効率の良い電源制御回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power supply control circuit with high conversion efficiency while suppressing fluctuations in output voltage.
上記目的を達成するため、本発明の電源制御回路は、入力電圧から目的レベルの出力電圧の生成を指示する第1指示信号が入力されると、前記出力電圧に応じた第1帰還電圧と前記目的レベルに応じた第1基準電圧との差に応じて、前記入力電圧が入力電極に印加された第1トランジスタの導通状態を制御する第1制御回路と、前記出力電圧に応じた第2帰還電圧と前記目的レベルに応じた第2基準電圧との差に応じた電圧でコンデンサを充放電する誤差増幅回路と、前記入力電圧から前記目的レベルの前記出力電圧の生成を指示する第2指示信号が入力されると、前記入力電圧が入力電極に印加された第2トランジスタのオンオフを、前記コンデンサの電圧に応じて制御する第2制御回路と、前記第1指示信号が入力されると、前記入力電圧のレベルに応じた充電電圧で前記コンデンサを充電し、前記第2指示信号が入力されると、前記充電電圧による前記コンデンサの充電を停止する充電回路と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the power supply control circuit of the present invention, when a first instruction signal instructing generation of an output voltage of a target level from an input voltage is input, the first feedback voltage according to the output voltage and the A first control circuit for controlling a conduction state of a first transistor in which the input voltage is applied to an input electrode according to a difference from a first reference voltage according to a target level; and a second feedback according to the output voltage. An error amplifying circuit for charging and discharging a capacitor with a voltage according to a difference between the voltage and a second reference voltage according to the target level; and a second instruction signal for instructing generation of the output voltage at the target level from the input voltage Is input, the second control circuit that controls on / off of the second transistor applied with the input voltage to the input electrode according to the voltage of the capacitor, and when the first instruction signal is input, Input power Charging the capacitor with a charging voltage corresponding to the level of, when the second instruction signal is input, characterized in that it comprises a charging circuit that stops charging of the capacitor by the charging voltage.
出力電圧の変動を抑制しつつ、変換効率の良い電源制御回路を提供することができる。 A power supply control circuit with high conversion efficiency can be provided while suppressing fluctuations in output voltage.
本明細書および添付図面の記載の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図1は、本発明の一実施形態である電源制御回路10の構成を示す図である。電源制御回路10は、例えば、バッテリーの電圧である入力電圧Vinから、負荷に供給するための所望の出力電圧Voutを生成するために用いられる。また、電源制御回路10は、マイコン(不図示)からの制御信号CONTがLレベルの場合、出力電圧Voutを生成するためにLDOレギュレータ20を動作させ、制御信号CONTがHレベルの場合、スイッチング電源回路21を動作させる回路である。なお、本実施形態の負荷(不図示)は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)であることとし、マイコンは、DSPの消費電流が少ないスタンバイ状態では、制御信号CONTをLレベルとし、DSPの消費電流が多い動作状態では、制御信号CONTをHレベルにすることとする。つまり、マイコンは、出力電圧Voutが印加されるDSPが軽負荷時には、LDOレギュレータ20を動作させ、重負荷時にはスイッチング電源回路21を動作させる。なお、本実施形態におけるLレベルの制御信号CONTが本発明の第1指示信号に相当し、本実施形態におけるHレベルの制御信号CONTが本発明の第2指示信号に相当する。
At least the following matters will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power
電源制御回路10は、制御回路30、スイッチング制御回路31、及び充電回路32を含んで構成される。なお、図1において端子は図示されていないが、本実施形態における電源制御回路10、PMOSトランジスタ43,55は集積化されていることとする。
The power
制御回路30(第1制御回路)は、制御信号CONTがLレベルとなると、制御回路30、PMOSトランジスタ43、及び抵抗R1,R2を含むLDOレギュレータ20を動作させて入力電圧Vinから所望の出力電圧Voutを生成する回路である。また、制御回路30は、制御信号CONTがHレベルとなると、LDOレギュレータ20の動作を停止させる。また、制御回路30は、基準電圧回路40、誤差増幅回路41、及びバッファ回路42を含んで構成される。
When the control signal CONT becomes L level, the control circuit 30 (first control circuit) operates the
基準電圧回路40は、バンドギャップ電圧等の所定レベルの基準電圧Vref1(第1基準電圧)を生成する回路である。
The
誤差増幅回路41は、基準電圧Vref1と、出力電圧Voutを抵抗R1,R2で分圧した電圧Vfb1(第1帰還電圧)との差を増幅する回路である。
The
バッファ回路42は、パワートランジスタであるPMOSトランジスタ43(第1トランジスタ)のオン抵抗を制御できるよう、誤差増幅回路40の出力をバッファする回路である。
The
本実施形態においては、出力電圧Voutに応じた電圧Vfb1は、誤差増幅回路41の反転入力端子に帰還されている。したがって、電圧Vfb1が基準電圧Vref1のレベルに一致するよう、誤差増幅回路41は、バッファ回路42を介してPMOSトランジスタ43のオン抵抗を制御する。この結果、LDOレギュレータ20は、所望のレベルの出力電圧Voutを生成することとなる。
In the present embodiment, the voltage Vfb1 corresponding to the output voltage Vout is fed back to the inverting input terminal of the
なお、本実施形態では、制御信号CONTがLレベルとなると、制御回路30における基準電圧回路40、誤差増幅回路41、及びバッファ回路42の夫々の回路を動作させバイアス電流が生成されることとする。また、制御信号CONTがHレベルとなると、制御回路30における夫々の回路を動作させるバイアス電流の生成が停止されることとする。さらに、バッファ回路42は、制御信号CONTがHレベルとなると、出力がHレベルとなることとする。
In the present embodiment, when the control signal CONT becomes L level, the
スイッチング制御回路31は、制御信号CONTがHレベルとなると、スイッチング制御回路31、PMOSトランジスタ55、ダイオードD1、インダクタL1、コンデンサC1,C2、及び抵抗R3〜R5を含むスイッチング電源回路21を動作させて、入力電圧Vinから所望の出力電圧Voutを生成する回路である。また、制御信号CONTがLレベルとなると、スイッチング電源回路21の動作を停止させる。スイッチング制御回路31は、基準電圧回路50、誤差増幅回路51、三角波発振回路52、コンパレータ53、及び駆動回路54を含んで構成される。なお、本実施形態の三角波発振回路52、コンパレータ53、及び駆動回路54が本発明の第2制御回路に相当する。
When the control signal CONT becomes H level, the switching
基準電圧回路50は、バンドギャップ電圧等の所定レベルの基準電圧Vref2(第2基準電圧)を生成する回路である。
The
誤差増幅回路51(誤差増幅回路)は、基準電圧Vref2と、出力電圧Voutを抵抗R3,R4で分圧した電圧Vfb2(第2帰還電圧)との差を増幅する回路である。また、本実施形態の誤差増幅回路51においては、電圧Vfb2が入力される反転入力端子と、誤差増幅回路51の出力との間に、スイッチング電源回路21の帰還ループの位相補償を行うための抵抗R5及びコンデンサC2が接続されている。なお、本実施形態では、誤差増幅回路51の出力とコンデンサC2とが接続されたノードの電圧を、電圧Veとする。
The error amplification circuit 51 (error amplification circuit) is a circuit that amplifies the difference between the reference voltage Vref2 and the voltage Vfb2 (second feedback voltage) obtained by dividing the output voltage Vout by the resistors R3 and R4. In the
三角波発振回路52は、所定周期の三角波Voscを出力する回路である。なお、本実施形態における三角波Voscは、立ち上がり時間と立下り時間とが等しい信号であることとするが、それに限られるものではない。例えば、立ち上がり時間が立下り時間に比べて長い鋸歯波状の三角波であっても良い。
The triangular
コンパレータ53は、誤差増幅回路51からの出力と、三角波Voscとを比較し、PWM信号Vpwm(比較信号)を出力する回路である。なお、本実施形態では、電圧Veがコンパレータ53の反転入力端子に入力され、三角波Voscがコンパレータ53の非反転入力端子に入力されている。したがって、三角波のレベルが電圧Veのレベルより低くなると、PWM信号VpwmはLレベルとなり、三角波のレベルが電圧Veのレベルより高くなると、PWM信号VpwmはHレベルとなる。また、以下本実施形態では、PWM信号Vpwmの一周期において、Lレベルの占める期間を、PWM信号Vpwmのデューティ比とする。
The
駆動回路54は、PWM信号VpwmがLレベルの場合、PMOSトランジスタ55をオンすべくLレベルの駆動信号を出力する。また、PWM信号VpwmがHレベルの場合、PMOSトランジスタ55をオフすべくHレベルの駆動信号を出力する。
When the PWM signal Vpwm is at L level, the
PMOSトランジスタ55(第2トランジスタ)のソース電極には入力電圧Vinが印加され、ドレイン電極は、ダイオードD1のカソード及びインダクタL1の一端に接続されている。また、インダクタL1及びコンデンサC1はLPF(Low Pass Filter)を構成するため、ダイオードD1のカソードの電圧変化を平滑化する。PMOSトランジスタ55がオンされると、ダイオードD1のカソードは入力電圧Vinとなるよう上昇するため、コンデンサC1の充電電圧である出力電圧Voutも上昇する。一方、PMOSトランジスタ55がオフされると、ダイオードD1のカソードは、グランドGNDからダイオードD1の順方向電圧だけ低い電圧となるため、電圧出力電圧Voutは低下する。また、本実施形態では、電圧Vfb2が基準電圧Vref2より高くなると、コンデンサC2は放電され電圧Veは低下する。このため、PWM信号Vpwmのデューティ比は低下し、出力電圧Voutは低下する。一方、電圧Vfb2が基準電圧Vref2より低くなると、コンデンサC2は充電され電圧Veは上昇する。このためPWM信号Vpwmのデューティ比は上昇し、出力電圧Voutは上昇する。このように、本実施形態の出力電圧Voutは、基準電圧Vref2に基づく所望のレベルとなるよう制御される。
The input voltage Vin is applied to the source electrode of the PMOS transistor 55 (second transistor), and the drain electrode is connected to the cathode of the diode D1 and one end of the inductor L1. Further, since the inductor L1 and the capacitor C1 constitute an LPF (Low Pass Filter), the voltage change at the cathode of the diode D1 is smoothed. When the
なお、本実施形態では、制御信号CONTがHレベルとなると、基準電圧回路50、誤差増幅回路51、三角波発振回路52、及びコンパレータ53の夫々を動作させるためのバイアス電流が生成されることとする。また、制御信号CONTがLレベルとなると、スイッチング制御回路31における前述の夫々の回路を動作させるバイアス電流の生成が停止されることとする。また、本実施形態の駆動回路54は、制御信号CONTがLレベルとなると、出力がHレベルとなることとする。
In the present embodiment, when the control signal CONT becomes H level, a bias current for operating each of the
充電回路32は、入力電圧Vinに応じた充電電圧Vcを生成するとともに、制御信号CONTがLレベルとなると、コンデンサC2を充電電圧Vcで充電し、制御信号CONTがHレベルとなると、コンデンサC2の充電を停止する回路である。換言すれば、充電回路32は、スイッチング電源回路21の動作が停止している際に、スイッチング電源回路21が動作を開始した場合の電圧Veの初期電圧を供給する回路である。
The charging
充電回路32は、基準電圧回路60、誤差増幅回路61、スイッチ回路62、及び抵抗R6,R7を含んで構成される。
The charging
基準電圧回路60は、バンドギャップ電圧等の所定レベルの基準電圧Vref3(第3基準電圧)を生成する回路である。
The
誤差増幅回路61の非反転入力端子には、基準電圧Vref3が印加され、反転入力端子には、入力電圧Vinが一端に印加された抵抗R6の他端が接続されている。さらに、誤差増幅回路61の反転入力端子と誤差増幅回路61の出力との間には、抵抗R7が接続されている。したがって、誤差増幅回路61は、入力電圧Vinを、抵抗R6,R7の抵抗値に応じたゲインで反転増幅する反転増幅回路として動作する。ここで、誤差増幅回路61の出力のノードの電圧を充電電圧Vcとすると、充電電圧Vcは、Vc=Vref3−R7/R6(Vin−Vref3)となる。なお、本実施形態における基準電圧回路60、誤差増幅回路61、及び抵抗R6,R7が本発明の反転増幅回路に相当する。
The reference voltage Vref3 is applied to the non-inverting input terminal of the
スイッチ回路62は、制御信号CONTがLレベルの際にオンし、制御信号CONTがHレベルの際にオフする回路であり、例えば、トランスミッションゲート回路を用いることが可能である。また、スイッチ回路62の一端には充電電圧Vcが印加され、他端は、コンデンサC2とコンパレータ53の反転入力端子とが接続されたノードに接続されている。したがって、制御信号CONTがLレベルの際には、コンデンサC2が充電電圧Vcで充電されるため、電圧Veは、Ve=Vcとなる。このため、充電電圧Vcが初期電圧としてコンデンサC2に供給され、制御信号CONTがHレベルとなると、コンパレータ53は、充電電圧Vcのレベルに応じたデューティ比のPWM信号Vpwmを生成することができる。
The
ところで、所望の出力電圧Voutを生成するためのデューティ比は、入力電圧Vinのレベルと、所望の出力電圧Voutのレベルとで一意的に決定される。本実施形態では、三角波Voscの振幅及び振幅の中心レベルは夫々所定レベルであるため、所望のデューティ比を得るための電圧Veのレベルは、入力電圧Vinのレベルに応じて一意的に決定されることとなる。前述のように、本実施形態では、入力電圧Vinと、電圧Veとの間には、Ve=Vc=Vref3−R7/R6(Vin−Vref3)の関係式が成立している。そこで、本実施形態では、入力電圧Vinが変化した場合に、所望の出力電圧Voutが得られるよう、抵抗R6,R7の夫々の抵抗値と、基準電圧Vref3のレベルを設定している。 Incidentally, the duty ratio for generating the desired output voltage Vout is uniquely determined by the level of the input voltage Vin and the level of the desired output voltage Vout. In the present embodiment, since the amplitude of the triangular wave Vosc and the center level of the amplitude are respectively predetermined levels, the level of the voltage Ve for obtaining a desired duty ratio is uniquely determined according to the level of the input voltage Vin. It will be. As described above, in the present embodiment, the relational expression Ve = Vc = Vref3−R7 / R6 (Vin−Vref3) is established between the input voltage Vin and the voltage Ve. Therefore, in this embodiment, the resistance values of the resistors R6 and R7 and the level of the reference voltage Vref3 are set so that the desired output voltage Vout can be obtained when the input voltage Vin changes.
ここで、負荷であるDSP(不図示)がスタンバイ状態から動作状態となり、マイコン(不図示)が制御信号CONTをLレベルからHレベルに変化させた場合の電源制御回路10の動作について説明する。
Here, the operation of the power
まず、制御信号CONTがLレベルの場合、LDOレギュレータ20が動作することにより入力電圧Vinから所望の出力電圧Voutが生成される。一方、スイッチング制御回路31の動作は停止されている。また、充電回路32におけるスイッチ62はオンしているため、コンデンサC2は、充電電圧Vcで充電され、充電電圧Vcが初期電圧として供給される。
First, when the control signal CONT is at the L level, the
つぎに、制御信号CONTがHレベルとなると、LDOレギュレータ20の動作は停止する。また、スイッチ62はオフするため、充電電圧VcによるコンデンサC2の充電が停止される。さらに、スイッチング制御回路31における基準電圧回路50、誤差増幅回路51、三角波発振回路52、及びコンパレータ53の夫々の回路を動作させるためのバイアス電流が生成されるため、スイッチング制御回路31が動作を開始する。前述のように、電圧Veのレベルは充電電圧Vcと等しいため、コンパレータ53は、制御信号CONTがHレベルとなると、充電電圧Vcのレベルに応じたPWM信号Vpwmを出力する。本実施形態においては、入力電圧Vinのレベルが変化した場合であっても、所望の出力電圧Voutが生成されるよう、電圧Vcを入力電圧Vinのレベルに応じて変化させている。つまり、図2に示すように、入力電圧Vinが高い場合、充電回路32は電圧Vcを低下させるため、コンパレータ53は、デューティ比が小さいPWM信号Vpwmを出力する。一方、入力電圧Vinが低い場合は、充電回路32は電圧Vcを上昇させるため、コンパレータ53は、デューティ比の大きいPWM信号Vpwmを出力する。このように、制御信号CONTがHレベルとなると、スイッチング電源回路21は、LDOレギュレータ20が生成していた所望の出力電圧Voutと同じレベルの出力電圧Voutを直ぐに生成する。したがって、電源制御回路10がLDOレギュレータ20からスイッチング電源回路21に動作を切り換えた場合、出力電圧Voutの変動を抑制することが可能となる。
Next, when the control signal CONT becomes H level, the operation of the
以上に説明した構成からなる本実施形態の電源制御回路10は、制御信号CONTがLレベルとなると、所望の出力電圧Voutを生成するLDOレギュレータ20を動作させるために、制御回路30を動作させる。また、充電回路32は、入力電圧Vinの上昇に応じて低下する電圧Vcを生成する。そして、充電回路32は、制御信号CONTがLレベルの際に、コンデンサC2を電圧Vcで充電する。また、制御信号CONTがHレベルとなると、所望の出力電圧Voutを生成するスイッチング電源回路21を動作させるために、スイッチング制御回路31が動作を開始する。そして、充電回路32は、コンデンサC2の充電を停止する。スイッチング制御回路31は、入力電圧Vinの上昇に応じて低下する電圧Vcに基づいてPWM信号Vpwmを生成するため、例えば、電圧Vcが0Vまで低下している場合と比較すると、所望の出力電圧Voutを早く生成できる。したがって、出力電圧Voutの変動が抑制される。また、本実施形態の電源制御回路10は、LDOレギュレータ20、スイッチング電源回路21の何れか一方の回路に出力電圧Voutを生成させていることから、両方の回路を用いて出力電圧Voutを生成する場合と比較すると、変換効率の向上が可能となる。
The power
また、本実施形態では、充電回路32は、入力電圧Vinの上昇に応じて低下する電圧Vc、つまり、入力電圧Vinが上昇すると、PWM信号Vpwmのデューティ比が小さくなるような電圧Vcを生成する。スイッチング制御回路31は、前述の電圧Vcに基づいて、所望の出力電圧Voutを生成できるようなPWM信号Vpwmを生成するとともに、PMOSトランジスタ55のオンオフを制御する。この結果、スイッチング電源回路21は、LDOレギュレータ20が生成していた所望の出力電圧Voutと同じレベルの出力電圧Voutを直ぐに生成するため、出力電圧Voutの変動を抑制しつつ、変換効率を向上できる。
In the present embodiment, the charging
また、本実施形態では、入力電圧Vinと基準電圧Vref3との差を、誤差増幅回路61及び、抵抗R6,R7を含む反転増幅回路で充電電圧Vcを生成しており、Vc=Vref3−R7/R6(Vin−Vref3)となる。本実施形態では、抵抗R6,R7の夫々は、同じ種類の抵抗を集積回路で実現することとし、基準電圧Vrefは、前述のようにバンドギャップ電圧等を用いている。したがって、充電電圧Vcは、バラツキの少ない、精度の良い電圧となる。このため、スイッチング制御回路21における電圧Veの初期電圧の精度も良くできるため、本実施形態では、制御信号CONTがHレベルとなると、精度よく所望のデューティ比のPWM信号Vpwmを生成できる。つまり、制御信号CONTがHレベルとなると、精度よく所望の出力電圧Voutを生成することができるため、出力電圧Voutの変動を抑制しつつ、変換効率を向上できる。
In this embodiment, the difference between the input voltage Vin and the reference voltage Vref3 is generated by the
また、本実施形態では、スイッチング制御回路31に、LDOレギュレータ20を動作させるためのLレベルの制御信号CONTが入力されるとPMOSトランジスタ55はオフされる。すなわち、スイッチング電源21の動作が停止される。また、制御回路30にスイッチング電源回路21を動作させるためのHレベルの制御信号CONTが入力されるとPMOSトランジスタ43がオフされる。つまり、LDOレギュレータ20の動作が停止される。したがって、LDOレギュレータ20及びスイッチング電源回路21がともに動作することを確実に防ぐことができ、変換効率を向上できる。
In the present embodiment, when the L-level control signal CONT for operating the
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said Example is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
本実施形態では、PMOSトランジスタ43,55を集積化することとしたが、例えば、PMOSトランジスタ55を集積化せず、ディスクリートトランジスタで構成しても良い。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、基準電圧回路40,50,60を夫々用いることとしたが、例えば、制御信号CONTのレベルによらず基準電圧を生成する基準電圧回路からの基準電圧を、誤差増幅回路41,51,61の夫々非反転入力端子に供給しても、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態のスイッチング電源回路21はチョッパ型の回路であるが、例えば、ダイオードD1の代わりにNMOSトランジスタを用いる同期整流型のスイッチング電源回路であっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、その際には、駆動回路54が、PMOSトランジスタ55だけでなく、前述のNMOSトランジスタも駆動することとなる。
The switching
10 電源制御回路
20 LDO(Low Dropout)レギュレータ
21 スイッチング電源回路
30 制御回路
31 スイッチング制御回路
40,50,60 基準電圧回路
41,51,61 誤差増幅回路
42 バッファ回路
43,55 PMOSトランジスタ
52 三角波発振回路
53 コンパレータ
54 駆動回路
62 スイッチ回路
R1〜R7 抵抗
C1,C2 コンデンサ
D1 ダイオード
L1 インダクタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記出力電圧に応じた第2帰還電圧と前記目的レベルに応じた第2基準電圧との差に応じた電圧でコンデンサを充放電する誤差増幅回路と、
前記入力電圧から前記目的レベルの前記出力電圧の生成を指示する第2指示信号が入力されると、前記入力電圧が入力電極に印加された第2トランジスタのオンオフを、前記コンデンサの電圧に応じて制御する第2制御回路と、
前記第1指示信号が入力されると、前記入力電圧のレベルに応じた充電電圧で前記コンデンサを充電し、前記第2指示信号が入力されると、前記充電電圧による前記コンデンサの充電を停止する充電回路と、
を備えることを特徴とする電源制御回路。 When a first instruction signal for instructing generation of an output voltage of a target level from the input voltage is input, according to a difference between a first feedback voltage corresponding to the output voltage and a first reference voltage corresponding to the target level. A first control circuit for controlling a conduction state of a first transistor in which the input voltage is applied to an input electrode;
An error amplifying circuit that charges and discharges a capacitor with a voltage according to a difference between a second feedback voltage according to the output voltage and a second reference voltage according to the target level;
When a second instruction signal for instructing generation of the output voltage at the target level is input from the input voltage, the second transistor to which the input voltage is applied to the input electrode is turned on / off according to the voltage of the capacitor. A second control circuit for controlling;
When the first instruction signal is input, the capacitor is charged with a charging voltage corresponding to the level of the input voltage, and when the second instruction signal is input, charging of the capacitor with the charging voltage is stopped. A charging circuit;
A power supply control circuit comprising:
前記充電回路は、
前記第1指示信号が入力されると、前記第2トランジスタがオフされる期間が前記入力電圧のレベルの上昇に応じて長くなるような前記充電電圧で前記コンデンサを充電し、前記第2指示信号が入力されると、前記充電電圧による前記コンデンサの充電を停止すること、
を特徴とする電源制御回路。 The power supply control circuit according to claim 1,
The charging circuit is
When the first instruction signal is input, the capacitor is charged with the charging voltage such that a period during which the second transistor is turned off becomes longer as the level of the input voltage increases, and the second instruction signal Is input, the charging of the capacitor by the charging voltage is stopped,
A power supply control circuit.
前記誤差増幅回路は、
前記第2帰還電圧のレベルが前記第2基準電圧のレベルより高い場合、前記コンデンサの電圧が低下するよう前記コンデンサを放電し、前記第2帰還電圧のレベルが前記第2基準電圧のレベルより低い場合、前記コンデンサの電圧が上昇するよう前記コンデンサを充電し、
前記第2制御回路は、
前記第2トランジスタがオフされる期間が前記コンデンサの電圧レベルの低下に応じて長くなるよう、前記第2トランジスタのオンオフを制御するための比較信号を、前記コンデンサの電圧と所定周期の三角波とに基づいて出力する比較回路を含み、
前記充電回路は、
前記入力電圧と所定レベルの第3基準電圧との差に応じて、前記入力電圧のレベルが上昇するとレベルが低下する前記充電電圧を出力する反転増幅回路と、
前記第1指示信号が入力されると、前記充電電圧で前記コンデンサを充電するためにオンし、前記第2指示信号が入力されると、前記充電電圧による前記コンデンサの充電を停止するためにオフするスイッチ回路と、
を含むこと、
を特徴とする電源制御回路。 The power supply control circuit according to claim 1 or 2,
The error amplification circuit includes:
When the level of the second feedback voltage is higher than the level of the second reference voltage, the capacitor is discharged so that the voltage of the capacitor decreases, and the level of the second feedback voltage is lower than the level of the second reference voltage. If so, charge the capacitor so that the voltage of the capacitor rises,
The second control circuit includes:
The comparison signal for controlling on / off of the second transistor is set to a voltage of the capacitor and a triangular wave of a predetermined cycle so that the period during which the second transistor is turned off becomes longer as the voltage level of the capacitor decreases. Including a comparison circuit that outputs based on
The charging circuit is
An inverting amplifier circuit that outputs the charging voltage, the level of which decreases when the level of the input voltage increases, according to the difference between the input voltage and a third reference voltage of a predetermined level;
When the first instruction signal is input, the capacitor is turned on to charge the capacitor with the charging voltage, and when the second instruction signal is input, the capacitor is turned off to stop charging the capacitor with the charging voltage. A switch circuit to
Including,
A power supply control circuit.
前記第1制御回路は、
前記第2指示信号が入力されると、前記第1トランジスタをオフし、
前記第2制御回路は、
前記第1指示信号が入力されると、前記第2トランジスタをオフすること、
を特徴とする電源制御回路。 The power supply control circuit according to any one of claims 1 to 3,
The first control circuit includes:
When the second instruction signal is input, the first transistor is turned off,
The second control circuit includes:
When the first instruction signal is input, the second transistor is turned off;
A power supply control circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008227407A JP2010063290A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Power supply control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008227407A JP2010063290A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Power supply control circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010063290A true JP2010063290A (en) | 2010-03-18 |
Family
ID=42189474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008227407A Pending JP2010063290A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Power supply control circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010063290A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012257447A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2014064367A (en) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Power supply device and lighting device |
CN110829830A (en) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | Output self-adaptive charge pump follower circuit based on LDO (low dropout regulator) |
-
2008
- 2008-09-04 JP JP2008227407A patent/JP2010063290A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012257447A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2014064367A (en) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Power supply device and lighting device |
CN110829830A (en) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | Output self-adaptive charge pump follower circuit based on LDO (low dropout regulator) |
CN110829830B (en) * | 2019-11-19 | 2020-10-16 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | Output self-adaptive charge pump follower circuit based on LDO (low dropout regulator) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4440869B2 (en) | DC-DC converter, control circuit for DC-DC converter, and control method for DC-DC converter | |
JP5091027B2 (en) | Switching regulator | |
JP5586211B2 (en) | DC-DC converter and semiconductor integrated circuit | |
US8624566B2 (en) | Current-mode control switching regulator and operations control method thereof | |
US8471543B2 (en) | DC-DC converter with slope compensation circuit and DC voltage conversion method thereof | |
JP5347748B2 (en) | DC / DC converter and control method of DC / DC converter | |
JP2007209103A (en) | Current mode control dc-dc converter | |
JP5315988B2 (en) | DC-DC converter and power supply circuit including the DC-DC converter | |
JP2009033883A (en) | Switching regulator, and operation control method thereof | |
JP6257363B2 (en) | Switching regulator control circuit and switching regulator | |
JP2011035948A (en) | Dc-dc converter, control circuit and power supply voltage control method | |
JP2011239522A (en) | Power supply device, control circuit, and method of controlling power supply device | |
JP2015130744A (en) | Power supply circuit | |
US9467044B2 (en) | Timing generator and timing signal generation method for power converter | |
JP2020065402A (en) | Switching regulator | |
JP6932056B2 (en) | Switching regulator | |
JP6160188B2 (en) | Switching regulator | |
US9755510B2 (en) | Switching power supply | |
JP2012016123A (en) | Dc-dc converter | |
JP2010283999A (en) | Power supply, control circuit, and control method of power supply | |
JP2016163447A (en) | Switching control circuit and switching control method | |
JP2010063290A (en) | Power supply control circuit | |
TWI766061B (en) | switching regulator | |
JP5515390B2 (en) | Switching power supply | |
US8018207B2 (en) | Switching regulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20110606 |