JP2013055813A - 逆流防止回路ならびにそれを用いた降圧型dc/dcコンバータ、その制御回路、充電回路、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】逆流防止回路30は、NチャンネルMOSFETのスイッチングトランジスタM1のソースからドレインへの逆流電流を防止する。第1スイッチSW21は、スイッチングトランジスタM1のバックゲートと接地端子との間に設けられる。第2スイッチSW22は、スイッチングトランジスタM1のバックゲートとそのソースの間に設けられる。バックゲートコントローラ32は、DC/DCコンバータの入力電圧VINとその出力電圧VBATを比較し、(1)入力電圧VINの方が高いとき、第1スイッチSW21をオフ、第2スイッチSW22をオンし、(2)入力電圧VINの方が低いとき、第1スイッチSW21をオン、第2スイッチSW22をオフする。
【選択図】図2
Description
第1電圧の方が第2電圧より高い状態において、メイントランジスタのソース電圧が低いと、第3トランジスタを制御する回路素子に対する電源電圧が不足するため、第3トランジスタをオンすることができない可能性がある。反対に、メイントランジスタのドレイン電圧が低いと、第2トランジスタを制御する回路素子に対する電源電圧が不足するため、第2トランジスタをオンすることができない可能性がある。
この構成では、ソース電圧が低くても、ドレイン電圧がある程度高ければ第3トランジスタをオンできる。反対にドレイン電圧が低くても、ソース電圧がある程度高ければ第2トランジスタをオンできる。したがって、メイントランジスタのバックゲートとソースの間を、確実に接続できる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
コンパレータ34は、第1電圧Vs1である入力VINと、第2電圧Vs2である出力電圧VBATを比較する。コンパレータ34は、比較結果に応じた検出信号DETを生成する。本実施の形態において、VIN>VBATのとき検出信号DETはハイレベルをとり、VIN<VBATのときローレベルをとるものとする。
ドライバ11は、ハイサイドドライバ11Hとローサイドドライバ11Lを含む。ハイサイドドライバ11Hは、ハイレベル電圧VBOOTをスイッチングトランジスタM1のゲートに印加することにより、スイッチングトランジスタM1をオンする。
第1電圧Vs(VIN)の方が第2電圧Vs2(VBAT)より高い状態において、スイッチングトランジスタM1のソース電圧VBATが低いと、第3トランジスタM13を制御する回路素子INV1、INV2、INV4に対する電源電圧が不足するため、第3トランジスタM13をオンすることができない可能性がある。図4の構成によれば、ソース電圧VBATが低い状況であっても、スイッチングトランジスタM1のドレイン電圧VINが高ければ、インバータINV5、INV6によって第2トランジスタM12をオンすることができる。
Claims (11)
- NチャンネルMOSFETであるメイントランジスタのソースからドレインへの電流の逆流を防止する逆流防止回路であって、
前記メイントランジスタのバックゲートと低電位側の固定電圧端子との間に設けられた第1スイッチと、
前記メイントランジスタのバックゲートとそのソースの間に設けられた第2スイッチと、
前記メイントランジスタのドレイン電圧に応じた第1電圧とそのソース電圧に応じた第2電圧を比較し、(1)前記第1電圧の方が高いとき、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンし、(2)前記第1電圧の方が低いとき、前記第1スイッチをオン、前記第2スイッチをオフするバックゲートコントローラと、
を備えることを特徴とする逆流防止回路。 - 前記バックゲートコントローラは、
前記第1電圧と前記第2電圧を比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力にもとづき、前記第1スイッチを制御する第1ドライバと、
前記コンパレータの出力にもとづき、前記第2スイッチを制御する第2ドライバと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の逆流防止回路。 - 前記第1スイッチは、前記メイントランジスタのバックゲートと低電位側の固定電圧端子との間に設けられたNチャンネルMOSFETの第1トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、前記メイントランジスタのバックゲートとそのソースの間に並列に設けられたNチャンネルMOSFETの第2トランジスタとPチャンネルMOSFETの第3トランジスタを有するトランスファゲートを含み、
前記第1ドライバと、前記第2ドライバのうち前記第3トランジスタを制御する回路素子には、前記メイントランジスタのソース電圧に応じた電圧が電源として供給され、前記第2ドライバのうち前記第2トランジスタを制御する回路素子には、前記メイントランジスタのドレイン電圧に応じた電圧が電源として供給されることを特徴とする請求項2に記載の逆流防止回路。 - 前記メイントランジスタのドレイン電圧より高い電圧を生成するブートストラップ回路をさらに備え、
前記第2ドライバのうち前記第2トランジスタを制御する回路素子に供給される前記ドレイン電圧に応じた電圧は、前記ブートストラップ回路の出力電圧であることを特徴とする請求項3に記載の逆流防止回路。 - NチャンネルMOSFETのスイッチングトランジスタを有する降圧型DC/DCコンバータの制御回路であって、
前記スイッチングトランジスタのバックゲートと接地端子との間に設けられた第1スイッチと、
前記スイッチングトランジスタのバックゲートとそのソースの間に設けられた第2スイッチと、
前記DC/DCコンバータの入力電圧とその出力電圧を比較し、(1)前記入力電圧の方が高いとき、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンし、(2)前記入力電圧の方が低いとき、前記第1スイッチをオン、前記第2スイッチをオフするバックゲートコントローラと、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 前記バックゲートコントローラは、
前記入力電圧と前記出力電圧を比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力にもとづき、前記第1スイッチを制御する第1ドライバと、
前記コンパレータの出力にもとづき、前記第2スイッチを制御する第2ドライバと、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の制御回路。 - 前記第1スイッチは、前記スイッチングトランジスタのバックゲートと低電位側の固定電圧端子との間に設けられたNチャンネルMOSFETの第1トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、前記スイッチングトランジスタのバックゲートとそのソースの間に並列に設けられたNチャンネルMOSFETの第2トランジスタとPチャンネルMOSFETの第3トランジスタを有するトランスファゲートを含み、
前記第1ドライバと、前記第2ドライバのうち前記第3トランジスタを制御する回路素子には、前記出力電圧に応じた電圧が電源として供給され、前記第2ドライバのうち前記第2トランジスタを制御する回路素子には、前記入力電圧に応じた電圧が電源として供給されることを特徴とする請求項6に記載の制御回路。 - 前記入力電圧より高い電圧を生成するブートストラップ回路をさらに備え、
前記第2ドライバのうち前記第2トランジスタを制御する回路素子に供給される前記入力電圧に応じた電圧は、前記ブートストラップ回路の出力電圧であることを特徴とする請求項7に記載の制御回路。 - 請求項5から8のいずれかに記載の制御回路を備えることを特徴とする降圧型DC/DCコンバータ。
- 降圧型DC/DCコンバータを備え、
前記降圧型DC/DCコンバータは、請求項5から8のいずれかに記載の制御回路を備えることを特徴とする充電回路。 - 電池と、
外部電源からの入力電圧を受け、前記電池を充電する充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、請求項9に記載の降圧型DC/DCコンバータを備えることを特徴とする電子機器。
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