JP2013165537A - スイッチングレギュレータとその制御方法及び電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力端子に入力された入力電圧を1対のスイッチング素子を用いてスイッチングすることにより所定の定電圧に変換して出力端子から出力電圧として出力するスイッチングレギュレータにおいて、上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号を一定の周波数を表す信号と比較する比較手段と、上記比較手段による比較結果に応じて、上記スイッチングレギュレータの出力信号及び制御信号をフィードバックして生成されるパルス信号を、所定時間だけ遅延させ、当該遅延後のパルス信号に基づいて上記入力電圧を上記1対のスイッチング素子を用いてスイッチングする駆動手段と備えた。
【選択図】図1
Description
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号を一定の周波数を表す信号と比較する比較手段と、
上記比較手段による比較結果に応じて、上記スイッチングレギュレータの出力信号及び制御信号をフィードバックして生成されるパルス信号を、所定時間だけ遅延させ、当該遅延後のパルス信号に基づいて上記入力電圧を上記少なくとも2個の素子を用いてスイッチングする駆動手段と備えたことを特徴とする。
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号を一定の周波数を表す信号と比較するステップと、
上記比較結果に応じて、上記スイッチングレギュレータの出力信号及び制御信号をフィードバックして生成されるパルス信号を、所定時間だけ遅延させ、当該遅延後のパルス信号に基づいて上記入力電圧を上記少なくとも2個の素子を用いてスイッチングするステップとを含むことを特徴とする。
図1は本発明の第1の実施形態に係る、降圧型DC/DCコンバータに適用したスイッチングレギュレータの構成を示す回路図である。また、図2は図1のスイッチングレギュレータの動作を示す各信号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レギュレータは、図8のスイッチングレギュレータの構成に加えて、遅延回路6と、周波数比較回路7とをさらに備えたことを特徴としている。なお、駆動回路3よりも後段の出力回路において、スイッチング素子M1,M2は互いに直列に接続され、その接続点は出力端子となり、平滑用コンデンサC1を介してグランドに接続されるとともに、インダクタL1を介して負荷100に接続される。ここで、インダクタL1とコンデンサC1により平滑回路9を構成する。
図3は本発明の第2の実施形態に係る、昇圧型DC/DCコンバータに適用したスイッチングレギュレータの構成を示す回路図である。図1のスイッチングレギュレータは、降圧型DC/DCコンバータを示しているが、本発明はこれに限らず、図3の昇圧形のDC/DCコンバータなどにも適用してもよい。なお、図3において、駆動回路3よりも後段の出力回路において、スイッチング素子M1とインダクタL1は互いに直列に接続され、その接続点にスイッチング素子M2のソースが接続され、駆動回路3からの制御信号PHSIDEはスイッチング素子M2のゲートに印加される。そして、スイッチング素子M2のドレインが当該スイッチングレギュレータの出力端子となり、平滑用コンデンサC1を介してグランドに接続されるとともに、負荷100に接続される。
2…基準電圧生成回路、
3…駆動回路、
4…リップル生成回路、
5…電圧合成回路、
6…遅延回路、
7…周波数比較回路、
8…発振回路、
9…平滑回路、
11…EXOR回路、
12…積分回路、
13…ソースフォロワ回路、
100…負荷、
M1,M2…スイッチング素子、
M3…Nchトランジスタ、
L1…インダクタ、
C1,C2…コンデンサ、
R1,R2…抵抗。
Claims (11)
- 入力端子に入力された入力電圧を、1対のスイッチング素子、もしくはスイッチング素子及び整流素子を含む少なくとも2個の素子を用いてスイッチングすることにより所定の定電圧に変換して出力端子から出力電圧として出力するスイッチングレギュレータにおいて、
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号を一定の周波数を表す信号と比較する比較手段と、
上記比較手段による比較結果に応じて、上記スイッチングレギュレータの出力信号及び制御信号をフィードバックして生成されるパルス信号を、所定時間だけ遅延させ、当該遅延後のパルス信号に基づいて上記入力電圧を上記少なくとも2個の素子を用いてスイッチングする駆動手段と備えたことを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 上記比較回路は、
一定の周波数を表す信号を発生して出力する発振回路と、
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号と上記一定の周波数で発振する信号を比較して比較結果に対応する信号を出力する周波数比較回路と、
上記出力電圧に比例した比例電圧、もしくは、上記比例電圧とリップル生成回路により生成されるリップル電圧の合成電圧を、所定の基準電圧と比較して比較結果の信号を出力するコンパレータとを備え、
上記駆動手段は、
上記比較結果に対応する信号とに基づいて、上記コンパレータの出力信号を、上記比較結果に応じた遅延時間だけ遅延して出力信号を出力する遅延回路と、
上記遅延回路の出力信号に基づいて、上記少なくとも2個の素子に対する制御信号を生成して出力する駆動回路とを備えたことを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレータ。 - 上記スイッチングレギュレータは、
インダクタ及びコンデンサを含み、上記出力電圧を平滑化する平滑回路をさらに備え、
上記少なくとも2個の素子は、互いに直列に接続され、上記入力電圧とグランドとの間に接続される第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを備え、上記第1のスイッチング素子がオフされるとき、上記第2のスイッチング素子は上記インダクタに電流を流すことを特徴とする請求項1又は2記載のスイッチングレギュレータ。 - 上記スイッチングレギュレータは、上記スイッチングレギュレータの発振周波数を、上記スイッチングレギュレータの内部もしくは外部で生成される一定の周波数と同等にするように制御されることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載のスイッチングレギュレータ。
- 上記周波数比較回路は、
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号と上記一定の周波数で発振する信号とを入力として、それらのEXOR演算結果を示す信号を出力するEXOR回路と、
上記EXOR回路からの信号を時間的に積分して上記比較結果に対応する信号を出力する積分回路とを備えたことを特徴とする請求項2記載のスイッチングレギュレータ。 - 上記周波数比較回路は、上記積分回路からの信号をそのまま電圧信号として出力する請求項5記載のスイッチングレギュレータ。
- 上記周波数比較回路は、
上記積分回路からの電圧信号を電流信号に変換するソースフォロワ回路をさらに備えたことを特徴とする請求項6記載のスイッチングレギュレータ。 - 上記遅延回路は、上記電圧信号に基づいて、上記コンパレータの出力信号を、上記電圧信号に応じた遅延時間だけ遅延して出力信号を出力することを特徴とする請求項6記載のスイッチングレギュレータ。
- 上記遅延回路は、上記電流信号に基づいて、上記コンパレータの出力信号を、上記電流信号に応じた遅延時間だけ遅延して出力信号を出力することを特徴とする請求項7記載のスイッチングレギュレータ。
- 請求項1乃至9のうちのいずれか1つに記載のスイッチングレギュレータを備えた電源装置。
- 入力端子に入力された入力電圧を、1対のスイッチング素子、もしくはスイッチング素子及び整流素子を含む少なくとも2個の素子を用いてスイッチングすることにより所定の定電圧に変換して出力端子から出力電圧として出力するスイッチングレギュレータの制御方法において、
上記スイッチングレギュレータの発振周波数を表す信号を一定の周波数を表す信号と比較するステップと、
上記比較結果に応じて、上記スイッチングレギュレータの出力信号及び制御信号をフィードバックして生成されるパルス信号を、所定時間だけ遅延させ、当該遅延後のパルス信号に基づいて上記入力電圧を上記1対のスイッチング素子を用いてスイッチングするステップとを含むことを特徴とするスイッチングレギュレータの制御方法。
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