JP2014003811A - 電源装置、並びに、これを用いた車載機器及び車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源装置1は、出力トランジスタ101をオン/オフさせて入力電圧Viから出力電圧Voを生成するスイッチング制御回路100と、外部電源電圧Vccから内部電源電圧Vregを生成する内部電源電圧生成回路200と、スイッチング制御回路100の駆動電圧Vsupとして内部電源電圧Vregと出力電圧Voのいずれを供給するかを切り替える電源切替回路300と、を有する。
【選択図】図1
Description
本明細書中に開示されている種々の電源装置のうち、第1の技術的特徴を備えた電源装置は、オン時間とオン回数が一定のオン時間固定パルスを生成して出力トランジスタをオン/オフさせることによりコイルに電荷を供給する動作期間と、前記オン時間固定パルスの生成を停止する静止期間とを交互に繰り返すことにより、入力電圧から出力電圧を生成する制御回路を有する構成(第1−1の構成)とされている。
また、本明細書中に開示されている種々の電源装置のうち、第2の技術的特徴を備えた電源装置は、出力トランジスタをオン/オフさせて入力電圧から出力電圧を生成する制御回路と、外部電源電圧から内部電源電圧を生成する内部電源電圧生成回路と、前記制御回路の駆動電圧として前記内部電源電圧と前記出力電圧のいずれを供給するかを切り替える電源切替回路と、を有する構成(第2−1の構成)とされている。
また、本明細書中に開示されている種々の電源装置のうち、第3の技術的特徴を備えた電源装置は、入力電圧から出力電圧を生成するためにオン/オフされる出力トランジスタと、前記出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、起動時緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、所定周波数のクロック信号を生成するオシレータと、前記クロック信号に同期してスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、前記誤差電圧と前記スロープ電圧とを比較して比較信号を生成するコンパレータと、前記クロック信号と前記比較信号に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成部と、前記比較信号をトリガとしてオン時間とオン回数が一定のオン時間固定パルスを生成するオン時間固定パルス生成部と、前記ソフトスタート電圧が所定の閾値電圧を上回った時点で一度だけオン時間とオン回数が一定のワンショットパルスを生成するワンショットパルス生成部と、前記PWMパルス、前記オン時間固定パルス、及び、前記ワンショットパルスのいずれか一つを選択するセレクタと、前記セレクタの出力に応じて前記出力トランジスタをオン/オフさせるドライバと、を有する構成(第3−1の構成)とされている。
また、本明細書中に開示されている種々の電源装置のうち、第4の技術的特徴を備えた電源装置は、入力電圧から出力電圧を生成するためにオン/オフされる出力トランジスタと、前記出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、所定の基準電圧と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、所定周波数のクロック信号を生成するオシレータと、前記クロック信号に同期してスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、前記誤差電圧と前記スロープ電圧とを比較して比較信号を生成するコンパレータと、前記クロック信号と前記比較信号に基づいてPWMパルスを生成するPWMパルス生成部と、前記比較信号をトリガとしてオン時間とオン回数が一定のオン時間固定パルスを生成するオン時間固定パルス生成部と、前記PWMパルスと前記オン時間固定パルスの一方を選択するセレクタと、前記セレクタの出力に応じて前記出力トランジスタをオン/オフさせるドライバと、前記比較信号が所定のマスク期間に亘って同一の論理レベルに維持されたか否かに応じて前記PWMパルスと前記オン時間固定パルスの一方を選択するように前記セレクタの制御信号を生成するセレクタ制御部と、を有する構成(第4−1の構成)とされている。
図1は、電源装置の全体構成を示すブロック図である。本構成例の電源装置1は、半導体装置10と、これに外部接続される種々のディスクリート部品(コイルL1、ダイオードD1、抵抗R1及びR2、並びに、キャパシタC1〜C6)と、を有する降圧型のスイッチングレギュレータである。
図2は、PWMモードの一動作例を示すタイミングチャートであり、上から順番、クロック信号CLK、スロープ電圧SLP、誤差電圧ERR、PWMパルスS1a(出力信号S2)、スイッチ電圧Vsw、及び、コイル電流ILが描写されている。
図3は、オン時間固定モードの一動作例を示すタイミングチャートであり、上から順にクロック信号CLK、スロープ電圧SLP、誤差電圧ERR、オン時間固定パルスS1b(出力信号S2)、スイッチ電圧Vsw、及び、コイル電流ILが描写されている。
図5は、電源切替回路300の一構成例を示すブロック図である。本構成例の電源切替回路300は、先述のスイッチ301及び302のほかに、インバータ303を含む。スイッチング制御回路100から電源切替回路300に入力される切替制御信号S14は、スイッチ301に制御端に直接入力される一方、インバータ303を介してスイッチ302の制御端に反転入力されている。切替制御信号S14がローレベルであるときには、スイッチ301がオンとなり、スイッチ302がオフとなる。従って、電源切替回路300は、スイッチング制御回路100の駆動電圧Vsupとして内部電源電圧Vregを選択する状態となる。一方、切替制御信号S14がハイレベルであるときには、スイッチ301がオフとなり、スイッチ302がオンとなる。従って、電源切替回路300は、スイッチング制御回路100の駆動電圧Vsupとして出力電圧Voを選択する状態となる。
図7は、負荷に応じてスイッチ電圧Vswの挙動が変化する様子を示す図であり、左から右へ向かうほど負荷が小さくなるものとする。
ところで、負荷変動時間やノイズ重畳時間は、電源装置1の用途や負荷によって異なるので、マスク期間Tmaskを一概に決めることはできない。そこで、本構成例のスイッチング制御回路100には、カウンタ調整部が設けられている。図8は、カウンタ調整部の一構成例を示すブロック図である。
先出の図7で示したように、電源装置1がPWMモードで動作している状態(電源装置1の起動時、または、重負荷状態)において、負荷を軽くしていくと、スイッチ電圧Vswの挙動は、連続モード(A)から不連続モード(B)に移行する。このとき、PWMパルスS1aのオン時間(パルス幅)は、半導体装置10の内部で定まる最小オン時間(最小パルス幅)tminとなる。
図10は、車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、車載機器X11〜X17と、これらの車載機器X11〜X17に電力を供給するバッテリ(不図示)と、を搭載している。
なお、上記の実施形態では、車載用の電源装置に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他の用途に供される電源装置にも広く適用することが可能である。
10 半導体装置
100 スイッチング制御回路
101 出力トランジスタ(Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ)
102 ドライバ(インバータ)
103 ローレベル電圧生成部
104 帰還電圧生成部
Ra、Rb 抵抗
105 ソフトスタート電圧生成部
105a 電流源
105b Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
105c コンパレータ
106 エラーアンプ
107 オシレータ
108 スロープ電圧生成部
109 コンパレータ
110 PWMパルス生成部
111 オン時間固定パルス生成部
112 ワンショットパルス生成部
113 セレクタ制御部(カウンタ)
114 セレクタ
115 コンパレータ
116 コンパレータ
117 ORゲート
118 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
119 オン時間固定パルス調整部
120 オン時間固定パルス無効部(コンパレータ)
121 NORゲート
122 カウンタ調整部
200 内部電源電圧生成回路
201 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
202 オペアンプ
203 プリレギュレータ部
204 基準電圧生成部
205、206 抵抗
300 電源切替回路
301、302 スイッチ(Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ)
303 インバータ
L1 コイル
D1 ダイオード
R1〜R4 抵抗
C1〜C6 キャパシタ
T1〜T14 外部端子
X 車両
X11〜X17 車載機器
Claims (11)
- 出力トランジスタをオン/オフさせて入力電圧から出力電圧を生成する制御回路と、
外部電源電圧から内部電源電圧を生成する内部電源電圧生成回路と、
前記制御回路の駆動電圧として前記内部電源電圧と前記出力電圧のいずれを供給するかを切り替える電源切替回路と、
を有することを特徴とする電源装置。 - 前記制御回路は、前記電源装置が起動してから緩やかに上昇を開始するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部を含み、
前記電源切替回路は、前記ソフトスタート電圧が所定の閾値電圧を上回っているか否かに応じて電源切替制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記電源切替回路は、前記出力電圧またはこれに応じた帰還電圧が正常範囲内に収まっているか否かに応じて電源切替制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置。
- 前記電源切替回路は、前記電源装置の強制停止状態が解除されているか否かに応じて電源切替制御を行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電源装置。
- 前記ソフトスタート電圧生成部は、電流源とこれに直列接続されたトランジスタとを用いて、前記電流源と前記トランジスタとの接続ノードに接続されるコンデンサの充放電制御を行うことにより、前記ソフトスタート電圧を制御することを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
- 前記ソフトスタート電圧生成部は、前記電源装置の強制停止信号が入力されたときに前記トランジスタをオンさせて前記ソフトスタート電圧を放電し、前記電源切替回路は、前記強制停止信号が入力されたときに前記制御回路の駆動電圧として前記内部電源電圧を供給するように電源切替を行うことを特徴とする請求項5に記載の電源装置。
- 前記制御回路は、ソフトスタート完了信号と強制停止信号と異常検出信号が入力される論理演算回路を含み、前記電源切替回路は、前記論理演算回路の出力に基づいて、ソフトスタートが完了し、かつ、強制停止が解除され、かつ、異常が検出されていないときに、前記制御回路の駆動電圧として前記出力電圧を供給するように電源切替を行うことを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 前記電源切替回路は、前記電源装置の起動時において、前記ソフトスタート電圧が前記閾値電圧に上昇するまでの間、前記制御回路の駆動電圧として前記内部電源電圧を供給するように電源切替を行うことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
- 前記内部電源電圧生成回路は、
前記外部電源電圧から内部電圧を生成するプリレギュレータ回路と、
前記プリレギュレータ回路で生成される前記内部電圧を受けて前記内部電源電圧の生成に用いられる一定の基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の電源装置。 - 請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電源装置を有することを特徴とする車載機器。
- 請求項10に記載の車載機器と、
前記車載機器に電力を供給するバッテリと、
を有することを特徴とする車両。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08331839A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Toshiba Corp | 電源回路 |
JP2006054955A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Rohm Co Ltd | 電源装置 |
JP2010068583A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Denso Corp | スイッチング電源装置 |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08331839A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Toshiba Corp | 電源回路 |
JP2006054955A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Rohm Co Ltd | 電源装置 |
JP2010068583A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Denso Corp | スイッチング電源装置 |
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