JP2010146467A - 電流検出回路およびそれを用いた電圧コンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主スイッチ回路は、電源回路から受ける出力電流を負荷とやり取りする。第1補助スイッチ回路は、主スイッチ回路の一端および第1端子に接続され、第1副検出電流を生成する。第2補助スイッチ回路は、主スイッチ回路の他端および第2端子に接続され、第2副検出電流を生成する。電流調整検出回路は、他端と第1端子とが等電位となるように第1副検出電流を調整するとともに第1補助スイッチ回路から受ける方向に流す一方、一端と第2端子とが等電位となるように第2副検出電流を調整するとともに第2補助スイッチ回路へ出力する方向に流し、調整された第1副検出電流および第2副検出電流に基づいて出力電流に比例する検出電流を生成する。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施形態における電流検出回路とそれを用いた電圧コンバータの構成を示す回路図である。図1において、電流検出回路は、主スイッチ回路1、補助スイッチ回路3、補助スイッチ回路5、調整回路4、調整回路6、検出電流生成回路9、および選択回路7を含む。電圧コンバータは、上述した電流検出回路、制御回路8、直流電源10、電圧変換回路2、および負荷11を含む。主スイッチ回路1および各補助スイッチ回路3、5は、NMOSトランジスタである。調整回路4は、増幅器40およびPMOSトランジスタ41を含む。調整回路6は、増幅器60、PMOSトランジスタ61を含む。検出電流生成回路9は、PMOSトランジスタ90およびPMOSトランジスタ91を含む。選択回路7は、基準電圧源70および比較器71を含む。
第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
第3の実施形態では、第1および第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1および第2の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
電圧変換回路2Bは、PMOSトランジスタ20、NMOSトランジスタ21、NMOSトランジスタ22、およびインダクタL1を含む。負荷11Bは、コンデンサC1を含む。
2、2A、2B 電圧変換回路
3、5、3A、5A、3B、5B 補助スイッチ回路
4、6、4A、6A、4BP、4BN、6B 調整回路
7、7A、7B 選択回路
8、8A、8B 制御回路
9、9A、9B 検出電流生成回路
10、10A、10B 直流電源
11、11A、11B 負荷
40、60、40A、60A、40BP、40BN、60B 増幅器
20、41、61、90、91、90B、91B PMOSトランジスタ
21、22、41A、61A、41BP、41BN、61B、90A、91A、92B、93B NMOSトランジスタ
70、70A、70B 基準電圧源
71、71A、71B 比較器
Claims (22)
- 電源回路から受ける出力電流を、オンされることにより、負荷とやり取りすることが可能な主スイッチ回路と、
前記主スイッチ回路の一端および第1端子に接続され、オンされることにより、前記出力電流よりも小さく、かつ前記出力電流に大略比例する第1副検出電流を生成する第1補助スイッチ回路と、
前記主スイッチ回路の他端および第2端子に接続され、オンされることにより、前記出力電流よりも小さく、かつ前記出力電流に大略比例する第2副検出電流を生成する第2補助スイッチ回路と、
電流調整検出回路と、を有し、
前記電流調整検出回路は、第1調整回路、第2調整回路、および検出電流生成回路を含み、
前記第1調整回路は、前記他端と、前記第1端子とが等電位になるように、前記第1副検出電流を調整し、調整された前記第1副検出電流を、前記第1補助スイッチ回路から受ける方向に流し、
前記第2調整回路は、前記一端と前記第2端子とが等電位になるように、前記第2副検出電流を調整し、調整された前記第2副検出電流を、前記第2補助スイッチ回路へ出力する方向に流し、
前記検出電流生成回路は、調整された前記第1副検出電流および調整された前記第2副検出電流に基づいて、前記出力電流よりも小さく、かつ前記出力電流に大略比例する検出電流を生成する、電流検出回路。 - さらに、前記主スイッチ回路の前記負荷側の端子における電圧が所定電圧以上の場合、第1レベルを表し、同端子における電圧が所定電圧未満の場合、第2レベルを表す選択信号を生成する選択回路を有し、
前記電流調整検出回路は、前記選択信号が前記第1レベルの場合、前記第1副検出電流に基づいて前記検出電流を生成し、前記選択信号が前記第2レベルの場合、前記第2副検出電流に基づいて前記検出電流を生成する、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記選択回路は、前記選択信号が前記第1レベルの場合、前記第2調整回路を無効化し、前記選択信号が前記第2レベルの場合、前記第1調整回路を無効化する、請求項2に記載の電流検出回路。
- 前記第1調整回路は、無効化されると、前記第1副検出電流を大略ゼロにし、
前記第2調整回路は、無効化されると、前記第2副検出電流を大略ゼロにする、請求項3に記載の電流検出回路。 - 前記検出電流生成回路は、前記第1副検出電流と前記第2副検出電流との和を表す前記検出電流を生成する、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記検出電流生成回路は、
前記第1副検出電流、前記第2副検出電流、または前記第1副検出電流と前記第2副検出電流との和のうち、いずれか1つに大略等しいカレントミラー電流を生成するカレントミラー回路を含み、
前記カレントミラー電流に基づいて、前記検出電流を生成する、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路と比較して、大略同等な半導体構造およびより小さい半導体サイズを有する、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路と比較して、より大きいオン抵抗を有する、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路がオンされる場合に、オンされる、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路の各制御端子は、前記主スイッチ回路の制御端子における電圧に大略等しい電圧を受ける、請求項9に記載の電流検出回路。
- 前記主スイッチ回路は、前記電源回路とコンデンサとの間において、前記出力電流をやり取りすることが可能である、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路は、少なくとも1つのMOSトランジスタを含む、請求項1に記載の電流検出回路。
- 前記第1補助スイッチ回路および前記第2補助スイッチ回路は、NチャンネルMOSトランジスタおよびPチャンネルMOSトランジスタを含む、請求項12に記載の電流検出回路。
- 前記第1調整回路は、増幅器および調整器を含み、
前記増幅器は、前記他端および前記第1端子の両電位の差に対して、線形的に変化する増幅信号を生成し、
前記調整器は、前記増幅信号により制御され、前記両電位の差が大略ゼロになるように、前記第1副検出電流を調整する、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第2調整回路は、増幅器および調整器を含み、
前記増幅器は、前記一端および前記第2端子の両電位の差に対して、線形的に変化する増幅信号を生成し、
前記調整器は、前記増幅信号により制御され、前記両電位の差が大略ゼロになるように、前記第2副検出電流を調整する、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記電源回路側の端子に接続され、
前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記負荷側の端子に接続される、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記負荷側の端子に接続され、
前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記電源回路側の端子に接続される、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記電源回路側の端子に接続され、
前記第2補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記負荷側の端子に接続される、請求項1に記載の電流検出回路。 - 前記第1補助スイッチ回路は、前記主スイッチ回路の前記負荷側の端子に接続される、請求項1に記載の電流検出回路。
- 直流電源から供給される直流電源電圧を昇圧または降圧し、出力電流を生成することが可能な電圧変換回路と、
請求項1に記載の電流検出回路と、を有し、
前記電圧変換回路は、前記電源回路に含まれる、電圧コンバータ。 - 前記電圧変換回路は、インダクタ、第1トランジスタ、および第2トランジスタを含み、
前記第1トランジスタは、
前記直流電源および前記インダクタの一端に接続され、
前記直流電源電圧をスイッチングすることにより降圧し、
前記第2トランジスタは、
前記インダクタの他端および接地端子に接続され、
スイッチングすることにより前記インダクタを充放電し、前記直流電源電圧を昇圧する、請求項20に記載の電圧コンバータ。 - 前記第1トランジスタは、PチャンネルMOSトランジスタであり、
前記第2トランジスタは、NチャンネルMOSトランジスタである、請求項21に記載の電圧コンバータ。
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