JP2010088274A - スイッチングレギュレータの制御回路、制御方法およびそれらを利用したスイッチングレギュレータ、充電装置 - Google Patents
スイッチングレギュレータの制御回路、制御方法およびそれらを利用したスイッチングレギュレータ、充電装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】gmアンプ10は、帰還電圧Vfbと基準電圧Vref1との誤差を増幅し、誤差信号Verrを生成する。ピーク電流検出部16は、入力電流Iinに応じたピーク電流検出信号Vpeakを生成する。入力電流検出部17は、入力電流Iinの時間平均値に応じた入力電流検出信号V1を生成する。出力電流検出部18は、出力電流Ioutに応じた出力電流検出信号V2を生成する。PWMコンパレータ14は、ピーク電流検出信号Vpeakを、誤差信号Verr、入力電流検出信号V1および出力電流検出信号V2のいずれかの信号と比較し、2つの信号の値が一致するとアサートされるオフ信号Soffを生成する。ドライバ回路30は、所定の周期ごとにスイッチングトランジスタM1をオンし、オフ信号Soffがアサートされるごとに、オフする。
【選択図】図1
Description
具体的には、入力電流Iinおよび出力電流Ioutが定格状態であるとき、選択回路19は誤差信号Verrを選択する。入力電流Iinが過電流状態となると、選択回路19は入力電流検出信号V1を選択する。また出力電流Ioutが過電流状態となると、選択回路19は入力電流検出信号V2を選択する。
入力電流Iinは、スイッチングレギュレータ200の起動直後において、出力キャパシタC1、C2の電荷が0に近い状況で大きくなるところ、図1の制御回路100によれば、入力電流Iinを好適に抑制できる。たとえばUSB(Universal Serial Bus)電源から入力電圧Vinを受ける場合、入力電流Iinは、USBの定格電流500mAより低く設定する必要がある。実施の形態に係る制御回路100は、こうした用途にマッチする。
従来では、過電流状態においてスイッチングトランジスタのスイッチングを一時的に停止し、その後復帰させていたため、出力電圧の変動が大きくなるという問題があった。これに対して図1の制御回路100では、回路保護がスイッチングトランジスタM1のオン時間を短縮することによりなされるため、出力電圧Voutの安定性を損なわずにすむ。
Claims (7)
- スイッチング素子と、入力端子と固定電圧端子の間にスイッチングトランジスタと直列に接続されたコイルと、出力端子に接続された出力キャパシタと、前記コイルによって誘起される電流を整流し前記出力キャパシタへと供給する整流素子と、を有するスイッチングレギュレータの制御回路であって、
前記スイッチングレギュレータの出力端子に生ずる出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との誤差を増幅し、誤差信号を生成する誤差増幅器と、
前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流に応じたピーク電流検出信号を生成するピーク電流検出部と、
前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流の時間平均値に応じた入力電流検出信号を生成する入力電流検出部と、
前記整流素子を介して負荷に流れる出力電流に応じた出力電流検出信号を生成する出力電流検出部と、
前記ピーク電流検出信号を、前記誤差信号、前記入力電流検出信号、前記出力電流検出信号のいずれかの信号と比較し、2つの信号の値が一致するとアサートされるオフ信号を生成するコンパレータと、
所定の周期ごとに前記スイッチングトランジスタをオンし、前記オフ信号がアサートされるごとに、前記スイッチングトランジスタをオフする駆動部と、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 前記誤差信号、前記入力電流検出信号、前記出力電流検出信号を受け、いずれかを選択して前記コンパレータへと出力する選択回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 前記選択回路は、前記誤差信号、前記入力電流検出信号、前記出力電流検出信号のうち、その値が最も小さな信号を選択する最小値回路を含むことを特徴とする請求項2に記載の制御回路。
- スイッチング素子と、入力端子と固定電圧端子の間にスイッチングトランジスタと直列に接続されたコイルと、出力端子に接続された出力キャパシタと、前記コイルによって誘起される電流を整流し前記出力キャパシタへと供給する整流素子と、を有するスイッチングレギュレータの制御回路であって、
前記スイッチングレギュレータの出力端子に生ずる出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との誤差を増幅し、誤差信号を生成する誤差増幅器と、
前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流に応じたピーク電流検出信号を生成するピーク電流検出部と、
前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流の時間平均値に応じた入力電流検出信号を生成する入力電流検出部と、
前記整流素子を介して負荷に流れる出力電流に応じた出力電流検出信号を生成する出力電流検出部と、
前記ピーク電流検出信号を、前記誤差信号と比較し、2つの信号の値が一致するとアサートされるオフ信号を生成するコンパレータと、
所定の周期ごとに前記スイッチングトランジスタをオンし、前記オフ信号がアサートされるごとに、前記スイッチングトランジスタをオフする駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、前記スイッチングトランジスタのオフするタイミングの制御に、前記入力電流検出信号および前記出力電流検出信号を反映させることを特徴とする制御回路。 - スイッチングトランジスタと、
入力端子と固定電圧端子の間に、スイッチングトランジスタと直列に接続されたコイルと、出力端子に接続された出力キャパシタと、前記コイルによって誘起される電流を整流し前記出力キャパシタへと供給する整流素子と、を有する出力回路と、
前記スイッチングトランジスタを駆動する請求項1から4のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 電子機器からUSB(Universal Serial Bus)バスパワーを受けるUSBアダプタと、
前記USBアダプタからの入力電圧を安定化する請求項5に記載のスイッチングレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧を受け、電池を充電する充電回路と、
を備えることを特徴とする充電装置。 - スイッチング素子と、入力端子と固定電圧端子の間にスイッチングトランジスタと直列に接続されたコイルと、出力端子に接続された出力キャパシタと、前記コイルによって誘起される電流を整流し前記出力キャパシタへと供給する整流素子と、を有するスイッチングレギュレータの制御方法であって、
前記スイッチングレギュレータの出力端子に生ずる出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との誤差を増幅し、誤差信号を生成するステップと、
スイッチングトランジスタに流れる入力電流に応じたピーク電流検出信号を生成するステップと、
前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流の時間平均値に応じた入力電流検出信号を生成するステップと、
前記整流素子を介して負荷に流れる出力電流に応じた出力電流検出信号を生成するステップと、
前記ピーク電流検出信号を、前記誤差信号、前記入力電流検出信号、前記出力電流検出信号のいずれかと比較し、2つの信号の値が一致すると前記スイッチングトランジスタをオフし、所定の周期ごとに前記スイッチングトランジスタをオンするステップと、
を備えることを特徴とする方法。
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