JP2014036543A - Dc−dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DC−DCコンバータ30は、ハイサイド回路31と、第1内部基準電圧を生成する第1レギュレータLDO1と、第2内部基準電圧を生成する第2レギュレータLDO2と、第2内部基準電圧を用いて、出力コンデンサとインダクタとの接続ノードから出力される出力電圧と所定の基準電圧との差分電圧が小さくなるようにハイサイド回路を制御する信号処理部51と、を備え、第1レギュレータおよび第2レギュレータのそれぞれは、所定の基準電圧と該レギュレータから出力される内部基準電圧に相関する制御電圧との電圧差に応じた比較信号を生成する差動回路と、比較信号に基づいて内部基準電圧を生成する第1トランジスタと、該レギュレータの出力電圧の電圧変動に応じて、比較信号の信号振幅が小さくなるように制御電圧を制御する電圧変動抑制回路と、を有する。
【選択図】図1
Description
前記第1電源電圧および第2電源電圧を用いて前記第1内部基準電圧を生成する第1レギュレータと、
前記第1電源電圧および前記第2電源電圧を用いて第2内部基準電圧を生成する第2レギュレータと、
前記第2内部基準電圧を用いて、前記出力コンデンサと前記インダクタとの接続ノードから出力される出力電圧と所定の基準電圧との差分電圧が小さくなるように前記ハイサイド・プリドライバを制御する信号処理部と、を備え、
前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
所定の基準電圧と該レギュレータから出力される内部基準電圧に相関する制御電圧との電圧差に応じた比較信号を生成する差動回路と、
前記比較信号に基づいて前記内部基準電圧を生成する第1トランジスタと、
該レギュレータの出力電圧の電圧変動に応じて、前記比較信号の信号振幅が小さくなるように前記制御電圧を制御する電圧変動抑制回路と、を有することを特徴とするDC−DCコンバータが提供される。
図3は第1LDOレギュレータLDO1の第1例の内部構成を示す回路図である。図1の第1LDOレギュレータLDO1は、差動回路2と、第1カレントミラー回路3と、位相補償回路4と、出力トランジスタ(第1トランジスタ)5と、電圧分圧回路6と、トランジスタ(第2トランジスタ)7と、位相補償コンデンサ(第1コンデンサ)Ci1と、第1および第2電流源8,9とを備えている。
以下に説明する第2例は、トランジスタ7のゲートの接続先が第1例と異なることを特徴とする。
以下に説明する第3例は、差動回路2の反転入力側と非反転入力側を対称構成にすることを特徴とする。
以下に説明する第4例は、差動回路2の反転入力側にもトランジスタ7と同様のトランジスタを設けて、第1内部基準電圧Vref1のオフセット電圧を低減するものである。
以下に説明する第5例は、位相余裕の微調整を行うものである。
以下に説明する第6例は、差動回路2をフォールデッド・カスコード型の構成にするものである。
以下に説明する第7例は、第1LDOレギュレータLDO1の低電圧側の基準電圧を負電圧にするものである。
以下に説明する第9例は、第1例におけるトランジスタ7の導電型を逆にしたものである。
Claims (15)
- 第1電源電圧および第1内部基準電圧を用いて、出力コンデンサに接続されるインダクタに第1方向の電流を流すハイサイド回路と、
前記第1電源電圧および第2電源電圧を用いて前記第1内部基準電圧を生成する第1レギュレータと、
前記第1電源電圧および前記第2電源電圧を用いて第2内部基準電圧を生成する第2レギュレータと、
前記第2内部基準電圧を用いて、前記出力コンデンサと前記インダクタとの接続ノードから出力される出力電圧と所定の基準電圧との差分電圧が小さくなるように前記ハイサイド回路を制御する信号処理部と、を備え、
前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
所定の基準電圧と該レギュレータから出力される内部基準電圧に相関する制御電圧との電圧差に応じた比較信号を生成する差動回路と、
前記比較信号に基づいて前記内部基準電圧を生成する第1トランジスタと、
該レギュレータの出力電圧の電圧変動に応じて、前記比較信号の信号振幅が小さくなるように前記制御電圧を制御する電圧変動抑制回路と、を有することを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 前記信号処理部を内蔵し、前記第2電源電圧および第2内部基準電圧を用いて前記インダクタに第2方向の電流を流すローサイド回路を備え、
前記信号処理部は、前記出力電圧と前記基準電圧との差分電圧が小さくなるように前記ハイサイド回路および前記ローサイド回路を制御することを特徴とする請求項1に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記差動回路に電流を供給する第1電流源と、
前記差動回路の一対の差動出力線に接続される第1カレントミラー回路と、を有し、
前記電圧変動抑制回路は、
該レギュレータから出力される内部基準電圧に重畳された高周波信号を増幅して前記一対の差動出力線の一方に供給する第2トランジスタと、
前記第2トランジスタに前記高周波信号の増幅のための電流を供給する第2電流源と、
前記高周波信号に応じた電荷を蓄積して、該電荷量に応じて前記第2トランジスタを介して前記一対の差動出力線の一方に流れる電流を制御する第1コンデンサと、を有することを特徴とする請求項1または2に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第2トランジスタは、前記内部基準電圧に重畳された高周波信号を増幅して前記一対の差動出力線の一方に供給し、
前記第1カレントミラー回路は、前記一対の差動出力線の一方に供給された高周波信号に応じた高周波信号を、前記一対の差動出力線の他方に供給し、
前記第1トランジスタは、前記差動回路の差動出力線の他方の電圧に応じて前記内部基準電圧を制御することを特徴とする請求項3に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
該レギュレータから出力される内部基準電圧の分圧電圧を生成する電圧分圧回路を有し、
前記第2トランジスタのゲートまたはベースには前記分圧電圧または前記内部基準電圧が入力されることを特徴とする請求項3または4に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記一対の差動出力線の他方に電流を供給する第3電流源を有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記一対の差動出力線の他方と前記第3電流源の一端との間に接続され、ゲートまたはベースには基準電圧が入力され前記第3電流源の一端の電圧を定電圧にする第3トランジスタを有することを特徴とする請求項6に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
一端が前記第3電流源の一端または前記一対の差動出力線の他方に接続され、他端が前記第2トランジスタのゲートまたはベースに接続される第3コンデンサを有することを特徴とする請求項7に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第3コンデンサの容量は、前記第1コンデンサの容量よりも2桁以上小さいことを特徴とする請求項8に記載のDC−DCコンバータ。
- 前記第1コンデンサの容量は、前記第1トランジスタのゲートまたはベース容量の1−10より大きいことを特徴とする請求項3乃至9のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
- 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記内部基準電圧を出力する内部基準電圧線に接続される第2コンデンサを有し、
前記第2コンデンサは、セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項3乃至10のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記差動回路と前記第1カレントミラー回路との間の前記一対の差動出力線上に挿入される第2カレントミラー回路を有し、
前記第2トランジスタおよび前記第2電流源は、前記第1カレントミラー回路と前記第2カレントミラー回路との間の一対の差動出力線の一方と、前記第1電源電圧または前記第2電源電圧を供給する電源電圧線との間に直列接続されることを特徴とする請求項3乃至11のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータのそれぞれは、
前記第1電源電圧または前記第2電源電圧を供給する電源電圧線と前記第1トランジスタのゲートまたはベースとの間に接続される位相補償回路を有することを特徴とする請求項3乃至12のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第1レギュレータは、
前記第1トランジスタおよび前記第1カレントミラー回路の各一端を前記第1電源電圧を供給する第1電源電圧線に接続し、かつ
前記第1および第2電流源、および前記内部基準電圧を出力する内部基準電圧線に接続される第2コンデンサの各一端を、前記第2電源電圧を供給する第2電源電圧線に接続することを特徴とする請求項3乃至13のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記第2レギュレータは、
前記第1および第2電流源、および前記内部基準電圧を出力する内部基準電圧線に接続される第2コンデンサの各一端を、前記第1電源電圧を供給する第1電源電圧線に接続し、かつ
前記第1トランジスタおよび前記第1カレントミラー回路の各一端を前記第2電源電圧を供給する第2電源電圧線に接続することを特徴とする請求項3乃至13のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
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