JP2013115918A - Switching converter circuit and semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching converter circuit and a semiconductor integrated circuit capable of quickly responding at the time of abrupt output fluctuation or reference voltage change with no change in characteristics in normal state.SOLUTION: In a switching converter circuit, a differential voltage between a reference voltage and a negative feedback voltage is generated by an error amplifier and a constant voltage is generated on the basis of the differential voltage. The switching converter circuit includes at least one error comparator which outputs a detection signal by detecting a fact that the negative feedback voltage comes to be a predetermined another reference voltage or higher which is lower than said reference voltage by a predetermined voltage, otherwise, a fact that the negative feedback voltage comes to be a predetermined another different reference voltage or higher which is higher than said reference voltage by a predetermined voltage, and a switching means which, on the basis of the detection signal, switches a response speed of a circuit containing the error amplifier.

Description

本発明は、スイッチング動作により所定の定電圧を出力するスイッチングコンバータ回路、及びそれを用いた半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a switching converter circuit that outputs a predetermined constant voltage by a switching operation, and a semiconductor integrated circuit using the switching converter circuit.

図1は従来例に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図であり、図2は図1のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional switching converter circuit, and FIG. 2 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG.

図1において、従来例に係るスイッチングコンバータ回路は、基準電圧VR1を生成して出力する基準電圧生成回路10と、出力電圧Voutを分圧させて負帰還電圧VFBとして帰還して出力する帰還回路11と、非反転入力電圧VR1及び負帰還電圧VFBである反転入力電圧に基づいてそれらの誤差電圧を検出して増幅する誤差増幅器20と、誤差増幅器20の出力電圧に基づいて出力ドライバ回路33の各スイッチ素子34,35へのオン/オフ制御信号SG1,SG2を発生するドライバ制御部30と、制御信号SG1,SG2に基づいて制御される1対のスイッチ素子34,35を有し入力電圧Vinから出力電圧を発生する出力ドライバ回路33とを備え、ドライバ制御部30は出力ドライバ回路33に対する制御を行うことにより定電圧の出力電圧を出力することを特徴としている。ここで、帰還回路11は出力電圧Voutを例えば2個の抵抗を用いて抵抗分圧して帰還電圧VFBを発生して出力する。また、出力ドライバ回路33は、入力電圧Vinの電圧源と接地との間に1対のスイッチ素子34,35の直列回路が挿入されて構成され、また、出力ドライバ回路33の出力端子には、コイル40及びコンデンサ41にてなる平滑回路を介して負荷42が接続されている。   In FIG. 1, a switching converter circuit according to a conventional example includes a reference voltage generation circuit 10 that generates and outputs a reference voltage VR1, and a feedback circuit 11 that divides the output voltage Vout and feeds it back as a negative feedback voltage VFB. The error amplifier 20 detects and amplifies the error voltage based on the non-inverting input voltage VR1 and the inverting input voltage which is the negative feedback voltage VFB, and each of the output driver circuit 33 based on the output voltage of the error amplifier 20 A driver control unit 30 that generates on / off control signals SG1 and SG2 to the switch elements 34 and 35, and a pair of switch elements 34 and 35 controlled based on the control signals SG1 and SG2, and from the input voltage Vin An output driver circuit 33 for generating an output voltage, and the driver control unit 30 controls the output driver circuit 33. Is characterized in that outputs an output voltage of more constant voltage. Here, the feedback circuit 11 divides the output voltage Vout by using, for example, two resistors to generate and output the feedback voltage VFB. The output driver circuit 33 is configured by inserting a series circuit of a pair of switch elements 34 and 35 between the voltage source of the input voltage Vin and the ground, and the output terminal of the output driver circuit 33 has A load 42 is connected via a smoothing circuit including a coil 40 and a capacitor 41.

以上のように構成されたスイッチングコンバータ回路においては、負荷42の変動で負帰還電圧VFBが変化した場合や、起動時や出力電圧の切り替え時に基準電圧VR1が変化した場合において負帰還電圧VFBと基準電圧VR1の誤差電圧を検出する誤差増幅器20が負帰還により出力電圧Voutを定電圧に保持するように制御される。当該回路は負帰還回路となっており、例えば図2に示すように、基準電圧VR1が急峻に変化した場合、出力電圧Voutは誤差増幅器20などの回路の応答速度により基準電圧VR1の変化よりも遅れて変化をする。回路の応答速度を決める1つの要因として誤差増幅器20の周波数特性があり、誤差増幅器20の応答速度が速いほど高速応答が可能であるが誤差増幅器20の特性を向上させるために消費電流増加や、周波数特性を向上させることによる位相余裕の減少による安定性の悪化などのトレードオフ項目がある。   In the switching converter circuit configured as described above, when the negative feedback voltage VFB changes due to the fluctuation of the load 42, or when the reference voltage VR1 changes at the time of start-up or switching of the output voltage, the negative feedback voltage VFB and the reference The error amplifier 20 that detects the error voltage of the voltage VR1 is controlled so as to hold the output voltage Vout at a constant voltage by negative feedback. The circuit is a negative feedback circuit. For example, as shown in FIG. 2, when the reference voltage VR1 changes sharply, the output voltage Vout is higher than the change of the reference voltage VR1 due to the response speed of the circuit such as the error amplifier 20. Change late. One factor that determines the response speed of the circuit is the frequency characteristics of the error amplifier 20, and the higher the response speed of the error amplifier 20, the faster the response is possible. However, in order to improve the characteristics of the error amplifier 20, There are trade-off items such as deterioration of stability due to a decrease in phase margin by improving frequency characteristics.

ところで、例えば特許文献1において、生成する基準電圧値を変える場合においても、正確に所望の基準電圧を生成することができると共に、回路面積と消費電流の増加を抑制することができる基準電圧発生回路及びその基準電圧発生回路を備えたDC−DCコンバータが開示されている。このDC−DCコンバータは、第2定電圧回路の出力トランジスタであるNMOSトランジスタM11をソースフォロア回路にし、NMOSトランジスタM11の電源を、内部抵抗の小さい直流電源BATから直接供給するようにしたことから、D/Aコンバータにおけるアップダウンカウンタの出力コード信号が変更されて基準電圧生成回路の出力電流である電流iccdが大きく変動した場合においても、基準電圧生成回路で生成される第2基準電圧Vrtの変動をなくすようにしたことを特徴としている。   By the way, for example, in Patent Document 1, even when the reference voltage value to be generated is changed, a desired reference voltage can be generated accurately, and an increase in circuit area and current consumption can be suppressed. And a DC-DC converter including the reference voltage generation circuit is disclosed. In this DC-DC converter, the NMOS transistor M11, which is the output transistor of the second constant voltage circuit, is used as a source follower circuit, and the power supply of the NMOS transistor M11 is directly supplied from the DC power supply BAT having a small internal resistance. Even when the output code signal of the up / down counter in the D / A converter is changed and the current iccd, which is the output current of the reference voltage generation circuit, greatly fluctuates, the fluctuation of the second reference voltage Vrt generated by the reference voltage generation circuit It is characterized by eliminating the.

また、例えば特許文献2において、基準電圧の変更に出力電圧がすばやく追従できるDC−DCコンバータが開示されている。このDC−DCコンバータは、電圧設定信号に応じた電圧を出力するDAコンバータの出力電圧を誤差増幅回路の基準電圧に用いる出力電圧可変のDC−DCコンバータにおいて、クロック信号を出力する発振回路と、クロック信号を入力し、クロック信号に対し所定の遅延時間だけ遅れた第2クロック信号を出力する遅延回路と、誤差増幅回路の出力とインダクタに流れる電流を電圧変換した出力が与えられるPMWコンパレータと、遅延回路の第2クロック信号出力とPMWコンパレータとの出力が与えられDC−DCコンバータのスイッチングトランジスタの制御を行う制御手段とを備え、DAコンバータの制御に、クロック信号を用い、DC−DCコンバータのスイッチングトランジスタの制御に、第2クロック信号を用いることを特徴としている。   Further, for example, Patent Document 2 discloses a DC-DC converter in which an output voltage can quickly follow a change in a reference voltage. This DC-DC converter is an output voltage variable DC-DC converter that uses an output voltage of a DA converter that outputs a voltage corresponding to a voltage setting signal as a reference voltage of an error amplifier circuit, and an oscillation circuit that outputs a clock signal; A delay circuit for inputting a clock signal and outputting a second clock signal delayed by a predetermined delay time with respect to the clock signal; a PMW comparator to which an output of the error amplifying circuit and an output obtained by voltage-converting the current flowing through the inductor are provided; Control means for controlling the switching transistor of the DC-DC converter, which is supplied with the output of the second clock signal of the delay circuit and the output of the PMW comparator, and uses the clock signal to control the DA converter. Use of the second clock signal to control the switching transistor It is a symptom.

携帯電話などで使用されるデバイスについてスイッチングコンバータに求められる特性に出力電圧精度があり、負荷応答や出力電圧切り替え時などの変化に対して出力電圧精度を保つために回路として高速応答が必要である。   The characteristics required of switching converters for devices used in mobile phones, etc. have output voltage accuracy, and high-speed response is required as a circuit to maintain output voltage accuracy against changes such as load response and output voltage switching. .

しかしながら、上述のように、高速応答を達成するために消費電流の増加や位相余裕度の減少などのトレードオフ項目がある。   However, as described above, there are trade-off items such as an increase in current consumption and a decrease in phase margin in order to achieve a high-speed response.

そこで、本発明の目的は以上の問題点を解決し、定常状態の特性を変えることなく急峻な出力変動や基準電圧変更時に高速応答を行うことができるスイッチングコンバータ回路及び半導体集積回路を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a switching converter circuit and a semiconductor integrated circuit that can solve the above-described problems and can perform a high-speed response at the time of steep output fluctuation or reference voltage change without changing the steady state characteristics. It is in.

第1の発明に係るスイッチングコンバータ回路は、基準電圧を負帰還電圧との誤差電圧を誤差増幅器により発生し、前記誤差電圧に基づいて定電圧を発生させるスイッチングコンバータ回路において、
前記負帰還電圧が、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ低い所定の別の基準電圧以上となること、もしくは、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ高い所定のさらに別の基準電圧以上となることを検出して検出信号を出力する少なくとも1つの誤差比較器と、
上記検出信号に基づいて、前記誤差増幅器を含む回路の応答速度を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする。
A switching converter circuit according to a first aspect of the present invention is a switching converter circuit that generates an error voltage between a reference voltage and a negative feedback voltage by an error amplifier, and generates a constant voltage based on the error voltage.
The negative feedback voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage that is lower than the reference voltage by a predetermined voltage, or is equal to or higher than a predetermined another reference voltage that is higher than the reference voltage by a predetermined voltage. At least one error comparator that detects and outputs a detection signal;
And switching means for switching a response speed of a circuit including the error amplifier based on the detection signal.

また、第2の発明に係る半導体集積回路は、上記スイッチングコンバータ回路を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, a semiconductor integrated circuit includes the switching converter circuit.

従って、本発明によれば、前記負帰還電圧が、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ低い所定の別の基準電圧以上となること、もしくは、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ高い所定のさらに別の基準電圧以上となることを検出し、これに応答して、前記誤差増幅器を含む回路の応答速度を切り替えるので、例えば、出力電圧の変動時、もしくは基準電圧が変化したときに上記回路の動作速度を切り替えることにより、定常状態の特性を変えることなく急峻な出力変動や基準電圧変更時に高速応答を行うことができる。   Therefore, according to the present invention, the negative feedback voltage is equal to or higher than a predetermined another reference voltage that is lower than the reference voltage by a predetermined voltage, or a predetermined further higher than the reference voltage by a predetermined voltage. Since the response speed of the circuit including the error amplifier is switched in response to detecting that the voltage exceeds another reference voltage, for example, when the output voltage fluctuates or the reference voltage changes, By switching the operation speed, a high-speed response can be performed at the time of steep output fluctuation or reference voltage change without changing the steady state characteristics.

従来例に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the switching converter circuit which concerns on a prior art example. 図1のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG. 1. 本発明の第1の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a switching converter circuit according to a first embodiment of the present invention. 図3のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。4 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG. 3. 本発明の第2の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the switching converter circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。6 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG. 5.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.

第1の実施形態.
図3は本発明の第1の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図であり、図4は図3のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。第1の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路は、負帰還を有する降圧型スイッチングレギュレータであり、図1の従来例に係るスイッチングコンバータ回路に比較して、基準電圧生成回路10及び帰還回路11と、誤差増幅器20との間に、2個の誤差比較器22,23をさらに備えたことを特徴としている。図1と同様の構成要素についてはそれらの詳細説明を省略する。
First embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the switching converter circuit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG. The switching converter circuit according to the first embodiment is a step-down switching regulator having negative feedback, and includes a reference voltage generation circuit 10 and a feedback circuit 11 as compared with the switching converter circuit according to the conventional example of FIG. Two error comparators 22 and 23 are further provided between the amplifier 20 and the amplifier 20. Detailed descriptions of the same components as those in FIG. 1 are omitted.

図3のスイッチングコンバータ回路において、基準電圧生成回路10は基準電圧VR1を生成して出力し、当該基準電圧VR1は誤差増幅器20の非反転入力端子に入力される。誤差増幅器20は基準電圧VR1と負帰還電圧VFBとの間の誤差電圧に応じた出力電圧をドライバ制御部30に出力する。ドライバ制御部30は、誤差増幅器20からの出力電圧に基づいて、スイッチ素子34,35のためのオン/オフ制御信号SG1,SG2を発生してそれぞれスイッチ素子34,35に出力する。当該回路の制御系では、基準電圧VR1と負帰還電圧VFBとが同じ電圧になるように、スイッチ素子34,35に対するスイッチング制御を行う。ここで、ドライバ制御部30は、内蔵する発振器により所定周期Tでスイッチングを行っており、基本的には、以下のようにスイッチング制御する。オン/オフ制御信号SG1によりスイッチ素子34をオンし、オン/オフ制御信号SG2によりスイッチ素子34をオフし、このとき、入力電圧Vinの電圧源とコイル40との間が接続され、入力電圧Vinが出力される。一方、オン/オフ制御信号SG1によりスイッチ素子34をオフし、オン/オフ制御信号SG2によりスイッチ素子34をオンし、このとき、接地とコイル40との間が接続され、コイル40の一端が接地される。   In the switching converter circuit of FIG. 3, the reference voltage generation circuit 10 generates and outputs a reference voltage VR1, and the reference voltage VR1 is input to the non-inverting input terminal of the error amplifier 20. The error amplifier 20 outputs an output voltage corresponding to the error voltage between the reference voltage VR1 and the negative feedback voltage VFB to the driver control unit 30. The driver control unit 30 generates on / off control signals SG1 and SG2 for the switch elements 34 and 35 based on the output voltage from the error amplifier 20, and outputs them to the switch elements 34 and 35, respectively. In the control system of the circuit, switching control is performed on the switch elements 34 and 35 so that the reference voltage VR1 and the negative feedback voltage VFB are the same voltage. Here, the driver control unit 30 performs switching at a predetermined period T by a built-in oscillator, and basically performs switching control as follows. The switch element 34 is turned on by the on / off control signal SG1, and the switch element 34 is turned off by the on / off control signal SG2. At this time, the voltage source of the input voltage Vin and the coil 40 are connected, and the input voltage Vin Is output. On the other hand, the switch element 34 is turned off by the on / off control signal SG1, and the switch element 34 is turned on by the on / off control signal SG2. At this time, the ground and the coil 40 are connected, and one end of the coil 40 is grounded. Is done.

ここで、スイッチ素子34,35のオン抵抗値や各配線の寄生抵抗を無視すれば、スイッチ素子34の一周期あたりのオン時間TonはVout/Vin×Tとなる。定常状態では、帰還電圧VFBと基準電圧VR1の値は誤差増幅器20から負帰還されているため、VFB=VR1となるように制御されている。しかし、急峻な負荷により出力電圧Voutの変動があったり、もしくは出力電圧Voutを変化させるために基準電圧VR1の切り替えた場合などにより誤差増幅器20の入力電圧に変化があった場合、誤差増幅器20の出力電圧が入力電圧の誤差に応じて変化することで、ドライバ制御部30がスイッチ素子34,35のオン時間の制御を行い、基準電圧VR1と負帰還電圧VFBが同じになるようにスイッチ素子34,35のスイッチング制御を行う。誤差増幅器20の入力電圧に対して出力電圧Voutが変化する場合、誤差増幅器20には応答速度があるためドライバ制御部30がスイッチ素子34,35のスイッチング制御を行い、出力電圧Voutが変化するまでに所定の時間がかかる。   Here, if the on-resistance values of the switch elements 34 and 35 and the parasitic resistance of each wiring are ignored, the on-time Ton per cycle of the switch element 34 is Vout / Vin × T. In the steady state, the values of the feedback voltage VFB and the reference voltage VR1 are negatively fed back from the error amplifier 20, and thus are controlled so that VFB = VR1. However, if there is a change in the output voltage Vout due to a steep load, or if the input voltage of the error amplifier 20 changes due to switching of the reference voltage VR1 in order to change the output voltage Vout, the error amplifier 20 When the output voltage changes according to the error of the input voltage, the driver control unit 30 controls the ON time of the switch elements 34 and 35, and the switch element 34 so that the reference voltage VR1 and the negative feedback voltage VFB are the same. , 35 is switched. When the output voltage Vout changes with respect to the input voltage of the error amplifier 20, since the error amplifier 20 has a response speed, the driver control unit 30 performs switching control of the switch elements 34 and 35 until the output voltage Vout changes. Takes a certain amount of time.

そこで、誤差増幅器20の入力電圧の変化に対して速く出力を変化させるためには、誤差増幅器20の応答速度を上げる必要がある。誤差増幅器20の応答速度はバイアス電流や位相補償回路21により決まっている。誤差増幅器20の応答速度を上げるには、バイアス電流の増加や回路の安定性の悪化となる。   Therefore, in order to change the output quickly with respect to the change in the input voltage of the error amplifier 20, it is necessary to increase the response speed of the error amplifier 20. The response speed of the error amplifier 20 is determined by the bias current and the phase compensation circuit 21. In order to increase the response speed of the error amplifier 20, the bias current increases and the stability of the circuit deteriorates.

本実施形態に係る回路では、2個の誤差比較器22,23をさらに備え、負帰還電圧VFBを誤差比較器22の非反転入力端子及び誤差比較器23の反転入力端子に入力し、基準電圧回路10により生成されかつ任意に決められた基準電圧VR2(VR2>VR1)(すなわち、基準電圧VR2は基準電圧VR1よりも所定電圧だけ高い電圧である。)を誤差比較器22の反転入力端子に入力し、基準電圧回路10により生成されかつ任意に決められた基準電圧VR3(VR3<VR1)(すなわち、基準電圧VR3は基準電圧VR1よりも所定電圧だけ低い電圧である。)を誤差比較器23の非反転入力端子に入力する。各誤差比較器22、23からの各出力電圧V22,V23は誤差増幅器20に入力される。   The circuit according to the present embodiment further includes two error comparators 22 and 23, and the negative feedback voltage VFB is input to the non-inverting input terminal of the error comparator 22 and the inverting input terminal of the error comparator 23, and the reference voltage The reference voltage VR2 (VR2> VR1) generated by the circuit 10 and arbitrarily determined (that is, the reference voltage VR2 is a voltage higher than the reference voltage VR1 by a predetermined voltage) is applied to the inverting input terminal of the error comparator 22. The reference voltage VR3 (VR3 <VR1) generated by the reference voltage circuit 10 and arbitrarily determined (that is, the reference voltage VR3 is a voltage lower than the reference voltage VR1 by a predetermined voltage) is input to the error comparator 23. Input to the non-inverting input terminal. The output voltages V22 and V23 from the error comparators 22 and 23 are input to the error amplifier 20.

以上のように構成された図3の回路において、通常は負帰還によりVFB=VR1になっているため、誤差比較器22と23はそれぞれ出力電圧がLレベルとなっている。ここで、急峻な負荷42の変動により出力電圧Voutの変動があったり、もしくは出力電圧Voutを変化させるために基準電圧VR1の切り替えた場合などにより誤差増幅器20の入力に変化があった場合に、VFB>VR2もしくはVFB<VR3となり誤差比較器22もしくは誤差比較器23の出力電圧がHレベルになった場合には、誤差比較器22又は23からのHレベルの出力電圧V22又はV23により誤差増幅器20のバイアス電流を増大させる回路となっており、負帰還電圧VFBと基準電圧VR1に対して任意に設定した電圧VR2,VR3との誤差が発生した場合のみ切り替えて、誤差増幅器20のバイアス電流、すなわち消費電流を増大させることができる。ここで、誤差増幅器20のバイアス電流又は消費電流を増大させるためには、例えば、誤差増幅器20の各入力端子に接続されるバイアス回路の素子値(例えば、抵抗値)を小さくし、又はバイアス電圧を大きくする。   In the circuit of FIG. 3 configured as described above, since VFB = VR1 is normally obtained by negative feedback, the output voltages of the error comparators 22 and 23 are L level. Here, when there is a change in the output voltage Vout due to a steep change in the load 42, or when there is a change in the input of the error amplifier 20 due to switching of the reference voltage VR1 in order to change the output voltage Vout, When VFB> VR2 or VFB <VR3 and the output voltage of the error comparator 22 or error comparator 23 becomes H level, the error amplifier 20 is driven by the H level output voltage V22 or V23 from the error comparator 22 or 23. The bias current of the error amplifier 20, that is, the bias current of the error amplifier 20, that is, the voltage VR2 and the voltage VR3 arbitrarily set with respect to the reference voltage VR1 is switched. Current consumption can be increased. Here, in order to increase the bias current or current consumption of the error amplifier 20, for example, the element value (for example, resistance value) of the bias circuit connected to each input terminal of the error amplifier 20 is reduced, or the bias voltage is increased. Increase

図3の回路において、本発明はこれに限らず、誤差増幅器22,23の入力極性を反転させ誤差増幅器22,23がLレベルの出力電圧を出力しているときのみ切り替えて、バイアス電流を増大させてもよいし、どちらか片方の誤差増幅器22又は23のみを備えるように構成してもよい。   In the circuit of FIG. 3, the present invention is not limited to this, and the input current of the error amplifiers 22 and 23 is inverted to switch only when the error amplifiers 22 and 23 output an L level output voltage, thereby increasing the bias current. Alternatively, only one of the error amplifiers 22 or 23 may be provided.

図3の回路において、図4に示すように、基準電圧VR1を急峻に変化させた場合、図1の従来例の回路であれば、図2のように出力電圧Voutは入力の変動に対して応答速度により遅れをとるが、本実施形態に係る回路によれば、基準電圧VR2を、基準電圧VR1に比例した電圧(VR1×α)(α<1)に設定した場合、VFB>VR2となった場合、誤差比較器22がHレベルの出力電圧を出力し、誤差増幅器20のバイアス電流を増大させることで、当該回路の応答速度を上げて、従来例に係る回路より回路の応答速度を上げることができる。また、VFB<VR2になれば、誤差比較器22の出力電圧は再びLレベルの電圧となり、誤差増幅器20のバイアス電流が下がり、通常動作に復帰する。さらに、基準電圧VR1が急峻に下がった場合も、基準電圧VR3をVR1×α(α>1)に設定することで、VFB<VR3となった場合に前記同様に誤差増幅器20のバイアス電流を増やして回路の応答速度を上げることができる。   In the circuit of FIG. 3, when the reference voltage VR1 is sharply changed as shown in FIG. 4, if the circuit of the conventional example of FIG. Although the delay is caused by the response speed, according to the circuit according to the present embodiment, when the reference voltage VR2 is set to a voltage (VR1 × α) (α <1) proportional to the reference voltage VR1, VFB> VR2. In this case, the error comparator 22 outputs an H level output voltage and increases the bias current of the error amplifier 20, thereby increasing the response speed of the circuit and increasing the response speed of the circuit compared to the conventional circuit. be able to. Further, if VFB <VR2, the output voltage of the error comparator 22 becomes the L level voltage again, the bias current of the error amplifier 20 decreases, and the normal operation is restored. Further, even when the reference voltage VR1 drops sharply, the bias current of the error amplifier 20 is increased in the same manner as described above when VFB <VR3 by setting the reference voltage VR3 to VR1 × α (α> 1). The response speed of the circuit can be increased.

第2の実施形態.
図5は本発明の第2の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路の構成を示すブロック図であり、図6は図5のスイッチングコンバータ回路の動作を示す各電圧のタイミングチャートである。第2の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路は、図1の実施形態に係るスイッチングコンバータ回路に比較して、誤差比較器22,23からの出力電圧V22,V23を直接に誤差増幅器20に入力してそのバイアス電流を変化させることに代えて、誤差比較器22,23からの出力電圧V22,V23に基づいて、位相補償回路21内のそれぞれ位相補償定数が互いに異なる複数の位相補償回路部を選択的に切り換え、特に、応答速度が速い位相補償定数を有する位相補償回路部を選択することにより、誤差増幅器20の応答速度を上げることで、前記図3の回路と同様に急峻な変化があった場合のみ回路の応答速度を上げることができる。
Second embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the switching converter circuit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a timing chart of each voltage showing the operation of the switching converter circuit of FIG. Compared with the switching converter circuit according to the embodiment of FIG. 1, the switching converter circuit according to the second embodiment inputs the output voltages V22 and V23 from the error comparators 22 and 23 directly to the error amplifier 20. Instead of changing the bias current, based on the output voltages V22 and V23 from the error comparators 22 and 23, a plurality of phase compensation circuit units having different phase compensation constants in the phase compensation circuit 21 are selectively selected. In particular, when the response speed of the error amplifier 20 is increased by selecting a phase compensation circuit unit having a phase compensation constant with a fast response speed, the same as in the circuit of FIG. Only the response speed of the circuit can be increased.

また、図5の回路において、図6に示すように、誤差比較器22,23からの出力遅延を発生させる遅延回路を設け、もしくは、クロックカウンタを用いて所定期間だけ検出時刻又はその解除を遅延させる回路を設け、誤差比較器22,23の検出時間、もしくは解除時間に任意の遅延時間を設けることで、VR1=VFBとなるまで回路の応答速度を上げるような調整が可能となる。   In addition, in the circuit of FIG. 5, as shown in FIG. 6, a delay circuit for generating an output delay from the error comparators 22 and 23 is provided, or the detection time or release thereof is delayed for a predetermined period using a clock counter. By providing an arbitrary delay time for the detection time or the release time of the error comparators 22 and 23, it is possible to adjust so as to increase the response speed of the circuit until VR1 = VFB.

変形例.
以上の各実施形態に係るスイッチングコンバータ回路及びその周辺回路を半導体集積回路で構成してもよい。すなわち、スイッチングコンバータ回路を備えた半導体集積回路を形成してもよい。
Modified example.
The switching converter circuit and its peripheral circuit according to each of the above embodiments may be constituted by a semiconductor integrated circuit. That is, a semiconductor integrated circuit including a switching converter circuit may be formed.

以上説明したように、本発明によれば、定常状態の特性を変えることなく急峻な出力変動や基準電圧変更時に高速応答を行うスイッチングコンバータ回路の提供が可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a switching converter circuit that performs high-speed response at the time of steep output fluctuation or reference voltage change without changing the steady-state characteristics.

10…基準電圧生成回路、
11…帰還回路、
20…誤差増幅器、
21…位相補償回路、
22,23…誤差比較器、
30…ドライバ制御部、
33…出力ドライバ回路、
34,35…スイッチ素子、
40…コイル、
41…コンデンサ、
42…負荷。
10: Reference voltage generation circuit,
11 ... feedback circuit,
20: Error amplifier,
21 ... Phase compensation circuit,
22, 23 ... error comparator,
30: Driver control unit,
33 ... Output driver circuit,
34, 35 ... switch elements,
40 ... Coil,
41 ... Capacitor,
42 ... Load.

特開2009−261048号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-261048 特開2009−303317号公報JP 2009-303317 A

Claims (6)

基準電圧を負帰還電圧との誤差電圧を誤差増幅器により発生し、前記誤差電圧に基づいて定電圧を発生させるスイッチングコンバータ回路において、
前記負帰還電圧が、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ低い所定の別の基準電圧以上となること、もしくは、前記基準電圧のよりも所定電圧だけ高い所定のさらに別の基準電圧以上となることを検出して検出信号を出力する少なくとも1つの誤差比較器と、
上記検出信号に基づいて、前記誤差増幅器を含む回路の応答速度を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とするスイッチングコンバータ回路。
In a switching converter circuit that generates an error voltage from a negative feedback voltage with a reference voltage by an error amplifier, and generates a constant voltage based on the error voltage,
The negative feedback voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage that is lower than the reference voltage by a predetermined voltage, or is equal to or higher than a predetermined another reference voltage that is higher than the reference voltage by a predetermined voltage. At least one error comparator that detects and outputs a detection signal;
A switching converter circuit comprising switching means for switching a response speed of a circuit including the error amplifier based on the detection signal.
前記切り替え手段は、前記検出信号に基づいて、前記誤差増幅器の消費電流を変化させて前記回路の応答速度を切り替えることを特徴とする請求項1記載のスイッチングコンバータ回路。   2. The switching converter circuit according to claim 1, wherein the switching means switches a response speed of the circuit by changing a current consumption of the error amplifier based on the detection signal. 前記切り替え手段は、前記検出信号に基づいて、前記誤差増幅器の位相補償回路の位相補償定数を変化させて前記回路の応答速度を切り替えることを特徴とする請求項1記載のスイッチングコンバータ回路。   2. The switching converter circuit according to claim 1, wherein the switching means switches a response speed of the circuit by changing a phase compensation constant of a phase compensation circuit of the error amplifier based on the detection signal. 前記切り替え手段は、前記検出信号に基づいて、前記誤差増幅器を含む回路の応答速度を上げるように制御することを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載のスイッチングコンバータ回路。   4. The switching converter circuit according to claim 1, wherein the switching unit controls to increase a response speed of a circuit including the error amplifier based on the detection signal. 5. . 前記誤差比較器からの検出信号を遅延させる遅延手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載のスイッチングコンバータ回路。   5. The switching converter circuit according to claim 1, further comprising delay means for delaying a detection signal from the error comparator. 請求項1〜5のうちのいずれか1つに記載のスイッチングコンバータ回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。   A semiconductor integrated circuit comprising the switching converter circuit according to claim 1.
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