JP2014075856A - Control circuit of power supply, power-supply device, electronic apparatus, and method of controlling power supply - Google Patents

Control circuit of power supply, power-supply device, electronic apparatus, and method of controlling power supply Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control circuit of a power supply capable of improving conversion efficiency.SOLUTION: A DC-DC converter 1 generates an output voltage Vo at an output terminal Po by switching an output transistor T1 connected between an input terminal Pi receiving an input voltage Vin and a node LX. A control circuit 3 of the DC-DC converter 1 has a delay circuit 20 controlling the lowest frequency of the switching frequency of the output transistor T1 in response to a control signal SG1 that switching-controls the output transistor T1, and a charge pump 30. The charge pump 30 regenerates electrical charges accumulated in a capacitor C1 connected between the ground and the output terminal Po to the input terminal Pi according to the control signal SG1 when the switching frequency is less than or equal to a predetermined frequency.

Description

本発明は、電源の制御回路、電源装置、電子機器及び電源の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a power supply control circuit, a power supply device, an electronic device, and a power supply control method.

従来、パーソナルコンピュータやオーディオ機器等の電子機器には、電源としてDC−DCコンバータが利用されている。このDC−DCコンバータは、スイッチング素子をオン・オフ制御して直流入力電圧を所望の電圧レベルの直流出力電圧に変換して出力する(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a DC-DC converter is used as a power source in electronic devices such as personal computers and audio devices. This DC-DC converter controls on / off of a switching element to convert a DC input voltage into a DC output voltage of a desired voltage level and output it (for example, refer to Patent Document 1).

DC−DCコンバータの制御方法には、クロック信号に同期してスイッチング動作(発振動作)を行う他励式と、DC−DCコンバータの系の時定数で発振動作を行う自励式とがある。他励式のDC−DCコンバータでは、発振器で生成されたクロック信号によってスイッチング素子のスイッチング周波数が決定されるため、そのスイッチング周波数が一定である。これに対し、自励式のDC−DCコンバータでは、図12に示すように、負荷の軽重、つまり負荷に供給される負荷電流の大小によってスイッチング素子のスイッチング周波数が変動し、その負荷が非常に軽くなって負荷電流が0Aに近づくと、スイッチング周波数が可聴域(例えば、20Hz〜20KHz)に掛かることがある(破線参照)。すると、スイッチング素子のスイッチングにより可聴域のノイズが生じることになるため、上記自励式のDC−DCコンバータをオーディオ機器等の電子機器の電源装置として利用することが困難であった。   As a control method of the DC-DC converter, there are a separately excited type that performs a switching operation (oscillation operation) in synchronization with a clock signal, and a self-excited type that performs an oscillation operation with a time constant of the system of the DC-DC converter. In the separately excited DC-DC converter, since the switching frequency of the switching element is determined by the clock signal generated by the oscillator, the switching frequency is constant. On the other hand, in the self-excited DC-DC converter, as shown in FIG. 12, the switching frequency of the switching element varies depending on the load weight, that is, the load current supplied to the load, and the load is very light. When the load current approaches 0 A, the switching frequency may be applied to the audible range (for example, 20 Hz to 20 KHz) (see broken line). Then, noise in the audible range is generated by switching of the switching element, and thus it is difficult to use the self-excited DC-DC converter as a power supply device for electronic equipment such as audio equipment.

そこで、出力コンデンサの過剰な電荷をグランドに放電することで、図12の実線で示すように、上記スイッチング周波数を所定の周波数以下に下がらないように制限する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In view of this, there has been proposed a technique for limiting the switching frequency so as not to be lowered below a predetermined frequency as shown by a solid line in FIG. Reference 2).

図13は、従来の自励式のDC−DCコンバータ、具体的にはオン時間固定型のDC−DCコンバータの一例を示している。このDC−DCコンバータ4は非同期整流方式のDC−DCコンバータであり、コンバータ部5と制御回路6とを有している。コンバータ部5は、スイッチング素子である出力トランジスタT11と、ダイオードD11と、コイルL11と、平滑用のコンデンサC11とを有している。このコンバータ部5は、入力電圧Vin1を降圧した出力電圧Vo1を生成し、その出力電圧Vo1を負荷RL1に供給する。   FIG. 13 shows an example of a conventional self-excited DC-DC converter, specifically, an on-time fixed type DC-DC converter. The DC-DC converter 4 is an asynchronous rectification type DC-DC converter, and includes a converter unit 5 and a control circuit 6. The converter unit 5 includes an output transistor T11 that is a switching element, a diode D11, a coil L11, and a smoothing capacitor C11. The converter unit 5 generates an output voltage Vo1 obtained by stepping down the input voltage Vin1, and supplies the output voltage Vo1 to the load RL1.

制御回路6の比較器50は、出力電圧Vo1を抵抗R11,R12で分圧して生成された帰還電圧VFB1と基準電圧Vr1とを比較する。この比較器50は、帰還電圧VFB1が基準電圧Vr1よりも高いときにLレベル(低電位電源電圧レベル。例えば、接地電圧レベル)の出力信号S11を生成し、帰還電圧VFB1が基準電圧Vr1よりも低いときにHレベル(高電位電源電圧レベル。例えば、入力電圧Vin1レベル)の出力信号S11を生成する。   The comparator 50 of the control circuit 6 compares the feedback voltage VFB1 generated by dividing the output voltage Vo1 by the resistors R11 and R12 with the reference voltage Vr1. The comparator 50 generates an output signal S11 of L level (low potential power supply voltage level, eg, ground voltage level) when the feedback voltage VFB1 is higher than the reference voltage Vr1, and the feedback voltage VFB1 is higher than the reference voltage Vr1. When it is low, an output signal S11 of H level (high potential power supply voltage level, for example, input voltage Vin1 level) is generated.

比較器50の出力信号S11は、RS−フリップフロップ回路(RS−FF回路)51のセット端子Sに供給される。このRS−FF回路51は、Hレベルの出力信号S11に応答して、反転出力端子XQからLレベルの制御信号SG11を出力する。このLレベルの制御信号SG11に応答して、出力トランジスタT11がオンされる。また、上記Lレベルの制御信号SG11に応答して、ワンショット回路52は、Lレベルの出力信号S12を一定時間出力し、その一定時間経過後にHレベルの出力信号S12を出力する。このHレベルの出力信号S12に応答して、RS−FF回路51は、反転出力端子XQからHレベルの制御信号SG11を出力する。このHレベルの制御信号SG11に応答して、出力トランジスタT11がオフされる。   The output signal S11 of the comparator 50 is supplied to the set terminal S of the RS-flip flop circuit (RS-FF circuit) 51. The RS-FF circuit 51 outputs an L level control signal SG11 from the inverting output terminal XQ in response to the H level output signal S11. In response to the L level control signal SG11, the output transistor T11 is turned on. Further, in response to the L level control signal SG11, the one-shot circuit 52 outputs the L level output signal S12 for a certain period of time, and outputs the H level output signal S12 after the certain period of time has elapsed. In response to the H level output signal S12, the RS-FF circuit 51 outputs an H level control signal SG11 from the inverting output terminal XQ. In response to the H level control signal SG11, the output transistor T11 is turned off.

また、制御回路6は、遅延回路53と、抵抗R13と放電用のトランジスタT12とを含む放電回路54とを有している。遅延回路53には、RS−FF回路51からの制御信号SG11が入力される。この遅延回路53は、制御信号SG11のHレベルからLレベルへの遷移に応答してHレベルからLレベルに直ちに遷移するとともに、制御信号SG11のLレベルからHレベルへの遷移に応答して、その遷移から所定時間だけ遅延したタイミングでLレベルからHレベルに遷移する制御信号SG12を生成する。ここで、上記所定時間は、軽負荷時において、出力トランジスタT11のスイッチング周波数の最低周波数fmin(図12参照)が上記ノイズとなり得る周波数域(例えば、オーディオ機器の可聴域:20Hz〜20KHz程度)の上限値よりも高い周波数となるように設定されている。そして、上記制御信号SG12は、放電回路54内のトランジスタT12のゲートに供給される。   The control circuit 6 has a delay circuit 53 and a discharge circuit 54 including a resistor R13 and a discharge transistor T12. The control signal SG11 from the RS-FF circuit 51 is input to the delay circuit 53. The delay circuit 53 immediately transitions from the H level to the L level in response to the transition of the control signal SG11 from the H level to the L level, and in response to the transition of the control signal SG11 from the L level to the H level, A control signal SG12 that transitions from the L level to the H level is generated at a timing delayed by a predetermined time from the transition. Here, the predetermined time is in a frequency range where the minimum frequency fmin (see FIG. 12) of the switching frequency of the output transistor T11 can become the noise at a light load (for example, an audible range of audio equipment: about 20 Hz to 20 KHz). The frequency is set to be higher than the upper limit value. The control signal SG12 is supplied to the gate of the transistor T12 in the discharge circuit 54.

このようなDC−DCコンバータ4では、遅延回路53及び放電回路54によって、出力トランジスタT11のスイッチング周波数の最低周波数fmin(図12参照)がノイズとなり得る周波数域に掛かることがないように設定されている。すなわち、DC−DCコンバータ4では、軽負荷時にスイッチング周波数(スイッチング周期)が遅延回路53で決まる周期まで低下すると、放電回路54のトランジスタT12がオンされ、コンデンサC11の過剰な電荷がグランドに放電される。これにより、スイッチング周波数がノイズとなり得る周波数域に掛かるまで低下することを抑制することができる。   In such a DC-DC converter 4, the delay circuit 53 and the discharge circuit 54 are set so that the minimum frequency fmin (see FIG. 12) of the switching frequency of the output transistor T11 does not enter a frequency range that may cause noise. Yes. That is, in the DC-DC converter 4, when the switching frequency (switching cycle) is lowered to a cycle determined by the delay circuit 53 at light load, the transistor T12 of the discharge circuit 54 is turned on, and the excessive charge of the capacitor C11 is discharged to the ground. The Thereby, it can suppress that a switching frequency falls until it enters into the frequency range which can become noise.

特開2011−114977号公報JP 2011-149777 A 特開2011−010450号公報JP 2011-010450 A

しかしながら、上記DC−DCコンバータ4では、コンデンサC11の過剰な電荷をグランドに放電することで、スイッチング周波数の最低周波数fminが所定周波数(遅延回路53の遅延時間に応じて決まる周波数)にクランプされる。このため、コンデンサC11の電荷がグランドに放電される分だけ損失が増大し、DC−DCコンバータ4の変換効率が低下するという問題がある。   However, in the DC-DC converter 4, the minimum frequency fmin of the switching frequency is clamped to a predetermined frequency (a frequency determined according to the delay time of the delay circuit 53) by discharging the excessive charge of the capacitor C <b> 11 to the ground. . For this reason, there is a problem that the loss increases as the charge of the capacitor C11 is discharged to the ground, and the conversion efficiency of the DC-DC converter 4 decreases.

本発明の一観点によれば、入力電圧が供給される入力端子と第1ノードとの間に接続されるスイッチング素子をスイッチングすることにより出力端子に出力電圧を生成する電源の制御回路であって、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号に応答して、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の最低周波数を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記スイッチング周波数が所定周波数以下になった場合に、前記制御信号に応じて、前記入力電圧と異なる電位の第1電源線と前記出力端子との間に接続される第1コンデンサに蓄積された電荷を前記入力端子に回生する第1回路を有する。   According to one aspect of the present invention, there is provided a power supply control circuit that generates an output voltage at an output terminal by switching a switching element connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and a first node. A control unit that controls a minimum frequency of the switching frequency of the switching element in response to a control signal for controlling the switching of the switching element, and the control unit is configured such that when the switching frequency becomes a predetermined frequency or less. And a first circuit that regenerates the charge accumulated in the first capacitor connected between the first power supply line having a potential different from the input voltage and the output terminal according to the control signal to the input terminal. .

本発明の一観点によれば、変換効率を向上させることができるという効果を奏する。   According to one aspect of the present invention, there is an effect that the conversion efficiency can be improved.

一実施形態のDC−DCコンバータを示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the DC-DC converter of one Embodiment. 一実施形態のチャージポンプを示す回路図。A circuit diagram showing a charge pump of one embodiment. 一実施形態の遅延回路を示す回路図。The circuit diagram showing the delay circuit of one embodiment. 一実施形態の遅延回路の動作を示す波形図。The wave form diagram which shows the operation | movement of the delay circuit of one Embodiment. 変形例の遅延回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the delay circuit of a modification. 一実施形態のDC−DCコンバータの動作を示す波形図。The wave form diagram which shows the operation | movement of the DC-DC converter of one Embodiment. 変形例のチャージポンプを示す回路図。The circuit diagram which shows the charge pump of a modification. 変形例のチャージポンプを有するDC−DCコンバータの動作を示す波形図。The wave form diagram which shows the operation | movement of the DC-DC converter which has a charge pump of a modification. 変形例の遅延回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the delay circuit of a modification. (a)〜(c)は、変形例の遅延回路の動作を示す波形図。(A)-(c) is a wave form diagram which shows operation | movement of the delay circuit of a modification. 電子機器を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating an electronic device. スイッチング周波数と負荷電流との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between switching frequency and load current. 従来のDC−DCコンバータを示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the conventional DC-DC converter.

以下、一実施形態を図1〜図6に従って説明する。
図1に示すDC−DCコンバータ1は、自励式のDC−DCコンバータ、具体的にはオン時間固定型のDC−DCコンバータである。DC−DCコンバータ1は、入力電圧Vinを降圧した出力電圧Voを生成するコンバータ部2と、コンバータ部2を制御する制御回路3とを有している。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS.
A DC-DC converter 1 shown in FIG. 1 is a self-excited DC-DC converter, specifically, a fixed on-time type DC-DC converter. The DC-DC converter 1 includes a converter unit 2 that generates an output voltage Vo obtained by stepping down the input voltage Vin, and a control circuit 3 that controls the converter unit 2.

コンバータ部2は、出力トランジスタT1と、ダイオードD1と、コイルL1と、平滑用のコンデンサC1とを有している。
出力トランジスタT1は、例えばPチャネルMOSトランジスタである。出力トランジスタT1のゲートには、制御回路3から制御信号SG1が供給される。この出力トランジスタT1は、その第1端子(ソース)が入力電圧Vinの供給される入力端子Piに接続されるとともに、第2端子(ドレイン)がダイオードD1のカソードに接続されている。ダイオードD1のアノードは、入力電圧Vinよりも低い電位の電源線(ここでは、グランド)に接続されている。このように、入力端子Piとグランド(第1電源線)との間には、出力トランジスタT1とダイオードD1とが直列に接続されている。
The converter unit 2 includes an output transistor T1, a diode D1, a coil L1, and a smoothing capacitor C1.
The output transistor T1 is, for example, a P channel MOS transistor. A control signal SG1 is supplied from the control circuit 3 to the gate of the output transistor T1. The output transistor T1 has a first terminal (source) connected to the input terminal Pi to which the input voltage Vin is supplied, and a second terminal (drain) connected to the cathode of the diode D1. The anode of the diode D1 is connected to a power supply line (here, ground) having a potential lower than the input voltage Vin. As described above, the output transistor T1 and the diode D1 are connected in series between the input terminal Pi and the ground (first power supply line).

出力トランジスタT1とダイオードD1との間のノードLXは、コイルL1の第1端子に接続されている。このコイルL1の第2端子は出力端子Poに接続されている。このように、入力端子Piと出力端子Poとの間には、出力トランジスタT1とコイルL1とが直列に接続されている。また、上記コイルL1の第2端子はコンデンサC1の第1端子に接続されるとともに、そのコンデンサC1の第2端子はグランドに接続されている。このコンデンサC1は、出力電圧Voを平滑化する平滑回路に含まれる。   A node LX between the output transistor T1 and the diode D1 is connected to the first terminal of the coil L1. The second terminal of the coil L1 is connected to the output terminal Po. As described above, the output transistor T1 and the coil L1 are connected in series between the input terminal Pi and the output terminal Po. The second terminal of the coil L1 is connected to the first terminal of the capacitor C1, and the second terminal of the capacitor C1 is connected to the ground. The capacitor C1 is included in a smoothing circuit that smoothes the output voltage Vo.

このようなコンバータ部2では、制御回路3からの制御信号SG1に基づいて出力トランジスタT1がオン・オフ制御されることによって、入力電圧Vinよりも低い出力電圧Voが出力端子Poに生成される。詳しくは、出力トランジスタT1がオンされると、入力端子Piが出力トランジスタT1及びコイルL1を通じて出力端子Poに接続されるため、入力端子PiからコイルL1を通じて出力端子Poに至る電流経路が形成される。このため、出力トランジスタT1のオン期間では、入力電圧Vinと出力電圧Voとの電位差に応じたコイル電流ILがコイルL1に流れ、コイルL1にエネルギーが蓄積される。また、出力トランジスタT1がオフされると、グランドがダイオードD1及びコイルL1を通じて出力端子Poに接続されるため、グランドからダイオードD1及びコイルL1を通じて出力端子Poに至る電流経路が形成される。このため、出力トランジスタT1のオフ期間では、上記オン期間でコイルL1に蓄えられたエネルギーが出力端子Poに向けて放出され、コイルL1に誘導電流が流れる。このような動作により、入力電圧Vinよりも降圧された出力電圧Voが出力端子Poに生成される。そして、この出力電圧Voは、出力端子Poに接続される負荷RLに供給される。なお、負荷RLには負荷電流Ioも供給される。   In such a converter unit 2, the output transistor T <b> 1 is controlled to be turned on / off based on the control signal SG <b> 1 from the control circuit 3, so that the output voltage Vo lower than the input voltage Vin is generated at the output terminal Po. Specifically, when the output transistor T1 is turned on, the input terminal Pi is connected to the output terminal Po through the output transistor T1 and the coil L1, so that a current path from the input terminal Pi to the output terminal Po through the coil L1 is formed. . Therefore, during the ON period of the output transistor T1, the coil current IL corresponding to the potential difference between the input voltage Vin and the output voltage Vo flows through the coil L1, and energy is accumulated in the coil L1. When the output transistor T1 is turned off, the ground is connected to the output terminal Po through the diode D1 and the coil L1, so that a current path from the ground to the output terminal Po through the diode D1 and the coil L1 is formed. For this reason, in the off period of the output transistor T1, the energy stored in the coil L1 in the on period is released toward the output terminal Po, and an induced current flows through the coil L1. By such an operation, an output voltage Vo that is stepped down from the input voltage Vin is generated at the output terminal Po. The output voltage Vo is supplied to a load RL connected to the output terminal Po. Note that a load current Io is also supplied to the load RL.

制御回路3は、コンバータ部2から帰還される出力電圧Voに基づいて、その出力電圧Voが目標電圧に近づくように出力トランジスタT1をオン・オフ制御(スイッチング制御)する制御信号SG1を生成する。この制御回路3は、抵抗R1,R2と、比較器10と、RS−フリップフロップ回路(RS−FF回路)11と、ワンショット回路12と、遅延回路20と、チャージポンプ30とを有している。   Based on the output voltage Vo fed back from the converter unit 2, the control circuit 3 generates a control signal SG1 for on / off control (switching control) of the output transistor T1 so that the output voltage Vo approaches the target voltage. The control circuit 3 includes resistors R1 and R2, a comparator 10, an RS-flip flop circuit (RS-FF circuit) 11, a one-shot circuit 12, a delay circuit 20, and a charge pump 30. Yes.

比較器10の反転入力端子には、出力電圧Voに応じた帰還電圧VFBが供給される。本実施形態では、比較器10の反転入力端子に、抵抗R1,R2により生成された帰還電圧VFBが供給される。具体的には、抵抗R1の第1端子には、出力端子Poが接続されることにより、出力電圧Voが帰還される。また、抵抗R1の第2端子が抵抗R2の第1端子に接続され、その抵抗R2の第2端子がグランドに接続されている。そして、これら抵抗R1,R2間の接続点が比較器10の反転入力端子に接続されている。ここで、抵抗R1,R2は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Voを分圧した帰還電圧VFBを生成する。この帰還電圧VFBの値は、抵抗R1,R2の抵抗値の比と、出力電圧Voとグランドとの電位差とに対応する。このため、抵抗R1,R2は、出力電圧Voに比例した帰還電圧VFBを生成することになる。   A feedback voltage VFB corresponding to the output voltage Vo is supplied to the inverting input terminal of the comparator 10. In the present embodiment, the feedback voltage VFB generated by the resistors R1 and R2 is supplied to the inverting input terminal of the comparator 10. Specifically, the output voltage Vo is fed back by connecting the output terminal Po to the first terminal of the resistor R1. The second terminal of the resistor R1 is connected to the first terminal of the resistor R2, and the second terminal of the resistor R2 is connected to the ground. A connection point between the resistors R1 and R2 is connected to the inverting input terminal of the comparator 10. Here, the resistors R1 and R2 generate a feedback voltage VFB obtained by dividing the output voltage Vo according to the respective resistance values. The value of the feedback voltage VFB corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R2 and the potential difference between the output voltage Vo and the ground. Therefore, the resistors R1 and R2 generate a feedback voltage VFB that is proportional to the output voltage Vo.

比較器10の非反転入力端子には、基準電源E1にて生成される基準電圧Vrが供給される。なお、基準電圧Vrの電圧値は、出力電圧Voの目標値(目標電圧)に応じて設定されている。   A reference voltage Vr generated by the reference power supply E1 is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 10. The voltage value of the reference voltage Vr is set according to the target value (target voltage) of the output voltage Vo.

比較器10は、帰還電圧VFBと基準電圧Vrとの比較結果に応じた出力信号S1を生成する。例えば、比較器10は、帰還電圧VFBが基準電圧Vrよりも高いときにLレベルの出力信号S1を生成する。また、比較器10は、帰還電圧VFBが基準電圧Vrよりも低いときにHレベルの出力信号S1を生成する。   The comparator 10 generates an output signal S1 corresponding to the comparison result between the feedback voltage VFB and the reference voltage Vr. For example, the comparator 10 generates the L level output signal S1 when the feedback voltage VFB is higher than the reference voltage Vr. The comparator 10 generates an H level output signal S1 when the feedback voltage VFB is lower than the reference voltage Vr.

比較器10の出力信号S1は、RS−FF回路11のセット端子Sに入力される。また、RS−FF回路11のリセット端子Rには、ワンショット回路12から出力される出力信号S2が供給される。このRS−FF回路11は、Hレベルの出力信号S1に応答して、反転出力端子XQからLレベルの制御信号SG1を出力する。また、RS−FF回路11は、Hレベルの出力信号S2に応答して、反転出力端子XQからHレベルの制御信号SG1を出力する。すなわち、RS−FF回路11に対して、Hレベルの出力信号S1はセット信号であるとともに、Hレベルの出力信号S2はリセット信号である。そして、RS−FF回路11から出力される制御信号SG1は、出力トランジスタT1のゲートに供給されるとともに、ワンショット回路12及び遅延回路20に供給される。なお、出力トランジスタT1は、Hレベルの制御信号SG1に応答してオフし、Lレベルの制御信号SG1に応答してオンする。   The output signal S1 of the comparator 10 is input to the set terminal S of the RS-FF circuit 11. The output signal S2 output from the one-shot circuit 12 is supplied to the reset terminal R of the RS-FF circuit 11. The RS-FF circuit 11 outputs an L level control signal SG1 from the inverting output terminal XQ in response to the H level output signal S1. Further, the RS-FF circuit 11 outputs an H level control signal SG1 from the inverting output terminal XQ in response to the H level output signal S2. That is, for the RS-FF circuit 11, the H level output signal S1 is a set signal, and the H level output signal S2 is a reset signal. The control signal SG1 output from the RS-FF circuit 11 is supplied to the gate of the output transistor T1 and to the one-shot circuit 12 and the delay circuit 20. The output transistor T1 is turned off in response to the H level control signal SG1, and is turned on in response to the L level control signal SG1.

ワンショット回路12は、制御信号SG1のHレベルからLレベルへの遷移に応答して、Lレベルの出力信号S2を一定時間だけRS−FF回路11のリセット端子Rに出力する。そして、一定時間が経過すると、ワンショット回路12は、Hレベルの出力信号S2(リセット信号)をRS−FF回路11のリセット端子Rに出力する。   The one-shot circuit 12 outputs the L-level output signal S2 to the reset terminal R of the RS-FF circuit 11 for a predetermined time in response to the transition of the control signal SG1 from the H level to the L level. When a certain time has elapsed, the one-shot circuit 12 outputs an H-level output signal S2 (reset signal) to the reset terminal R of the RS-FF circuit 11.

このように、RS−FF回路11及びワンショット回路12は、Hレベルの出力信号S1に応答して、Lレベルの制御信号SG1を一定時間出力し、出力トランジスタT1を一定時間オンさせる。そして、一定時間が経過すると、ワンショット回路12から出力されるHレベルの出力信号S2に応答して、RS−FF回路11は、Hレベルの制御信号SG1を出力し、出力トランジスタT1をオフさせる。すなわち、RS−FF回路11及びワンショット回路12は、Hレベルの出力信号S1に基づいて固定パルス幅のオンパルス(Lレベルの制御信号SG1)を出力トランジスタT1に出力するパルス発生器である。具体的には、RS−FF回路11及びワンショット回路12は、オンパルスのパルス幅が一定で、帰還電圧VFBと基準電圧Vrとの比較結果に応じて周波数(周期)が変動する制御信号SG1を生成する。   As described above, the RS-FF circuit 11 and the one-shot circuit 12 output the control signal SG1 at the L level for a certain time in response to the output signal S1 at the H level, and turn on the output transistor T1 for the certain time. When a predetermined time has elapsed, in response to the H level output signal S2 output from the one-shot circuit 12, the RS-FF circuit 11 outputs the H level control signal SG1 and turns off the output transistor T1. . That is, the RS-FF circuit 11 and the one-shot circuit 12 are pulse generators that output an on-pulse (L-level control signal SG1) having a fixed pulse width to the output transistor T1 based on the H-level output signal S1. Specifically, the RS-FF circuit 11 and the one-shot circuit 12 receive the control signal SG1 whose on-pulse width is constant and whose frequency (cycle) varies according to the comparison result between the feedback voltage VFB and the reference voltage Vr. Generate.

遅延回路20には、RS−FF回路11からの制御信号SG1と併せて、基準電圧Vcが供給される。この遅延回路20は、制御信号SG1のLレベル(第1レベル)からHレベル(第2レベル)への遷移に応答して、その遷移から基準電圧Vcに応じた所定時間A1(図4参照)だけ遅延したタイミングでLレベルからHレベルに遷移する遅延信号SG2を生成する。また、遅延回路20は、制御信号SG1のHレベルからLレベルへの遷移に応答して、HレベルからLレベルに直ちに遷移する遅延信号SG2を生成する。ここで、上記所定時間A1は、例えば出力トランジスタT1のスイッチング周波数の最低周波数fmin(図12参照)が当該DC−DCコンバータ1を適用する電子機器においてノイズとなり得る周波数域(例えば、オーディオ機器の可聴域:20Hz〜20KHz程度)の上限値よりも高い周波数(第1周波数)となるように設定されている。   A reference voltage Vc is supplied to the delay circuit 20 together with the control signal SG1 from the RS-FF circuit 11. In response to the transition of the control signal SG1 from the L level (first level) to the H level (second level), the delay circuit 20 responds to a predetermined time A1 corresponding to the reference voltage Vc from the transition (see FIG. 4). A delay signal SG2 that makes a transition from the L level to the H level is generated at a timing delayed by an amount of time. The delay circuit 20 generates a delay signal SG2 that immediately transitions from the H level to the L level in response to the transition of the control signal SG1 from the H level to the L level. Here, the predetermined time A1 is, for example, a frequency range where the minimum frequency fmin (see FIG. 12) of the switching frequency of the output transistor T1 can become noise in an electronic device to which the DC-DC converter 1 is applied (for example, an audio device audible) The frequency (first frequency) is set to be higher than the upper limit value (range: about 20 Hz to 20 KHz).

チャージポンプ30には、遅延回路20から遅延信号SG2が供給される。チャージポンプ30は、例えば軽負荷時において、出力トランジスタT1のスイッチング周波数が上記第1周波数よりも高い第2周波数以下になったときに、遅延信号SG2に基づいて、コンデンサC1に蓄積された過剰な電荷を入力端子Piに回生する。このチャージポンプ30は、上記ノードLXと出力端子Poとの間に設けられた容量素子C2と、ノードLXと容量素子C2との間に設けられた第1スイッチ回路SW1と、容量素子C2と出力端子Poとの間に設けられた第2スイッチ回路SW2と、第2スイッチ回路SW2と入力端子Piとの間に設けられたダイオードD2とを有している。   The delay signal SG <b> 2 is supplied from the delay circuit 20 to the charge pump 30. For example, when the load frequency of the output transistor T1 is equal to or lower than the second frequency higher than the first frequency at the time of light load, the charge pump 30 is excessively accumulated in the capacitor C1 based on the delay signal SG2. Charge is regenerated at the input terminal Pi. The charge pump 30 includes a capacitive element C2 provided between the node LX and the output terminal Po, a first switch circuit SW1 provided between the node LX and the capacitive element C2, a capacitive element C2, and an output. A second switch circuit SW2 provided between the terminal Po and a diode D2 provided between the second switch circuit SW2 and the input terminal Pi are provided.

第1スイッチ回路SW1は、その第1端子がノードLXに接続され、第2端子がグランドに接続されている。この第1スイッチ回路SW1の共通端子は容量素子C2の第1端子に接続されている。容量素子C2の第2端子は第2スイッチ回路SW2の共通端子に接続されている。この第2スイッチ回路SW2は、その第1端子がダイオードD2のアノードに接続され、第2端子が出力端子Poに接続されている。ダイオードD2のカソードは入力端子Piに接続されている。   The first switch circuit SW1 has a first terminal connected to the node LX and a second terminal connected to the ground. The common terminal of the first switch circuit SW1 is connected to the first terminal of the capacitive element C2. The second terminal of the capacitive element C2 is connected to the common terminal of the second switch circuit SW2. The second switch circuit SW2 has a first terminal connected to the anode of the diode D2, and a second terminal connected to the output terminal Po. The cathode of the diode D2 is connected to the input terminal Pi.

上記第1スイッチ回路SW1及び第2スイッチ回路SW2は、上記遅延信号SG2に応答して、共通端子と第1端子又は第2端子との接続が切り替えられる。詳述すると、Hレベルの遅延信号SG2に応答して、第1スイッチ回路SW1の共通端子と第2端子とが接続され、第2スイッチ回路SW2の共通端子と第2端子とが接続される(第1の状態)。このため、容量素子C2の第1端子が第1スイッチ回路SW1を介してグランドに接続され、容量素子C2の第2端子が第2スイッチ回路SW2を介して出力端子Poに接続される。これにより、出力端子Poに接続されたコンデンサC1に蓄積された電荷が容量素子C2に遷移される。その後、Lレベルの遅延信号SG2に応答して、第1スイッチ回路SW1の共通端子と第1端子とが接続され、第2スイッチ回路SW2の共通端子と第1端子とが接続される(第2の状態)。このため、容量素子C2の第1端子が第1スイッチ回路SW1を介してノードLXに接続され、容量素子C2の第2端子が第2スイッチ回路SW2を介してダイオードD2に接続される。このとき、容量素子C2の第2端子(ダイオードD2のアノード)の電圧が、ノードLXの電圧(ここでは、入力電圧Vin)に出力電圧Voを加算した電圧値、つまり入力電圧Vinよりも高い場合には、容量素子C2に蓄積された電荷がダイオードD2を通じて入力端子Piに向けて放電される。すなわち、この場合には、容量素子C2に蓄積された電荷が入力端子Piに回生される。   In the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2, the connection between the common terminal and the first terminal or the second terminal is switched in response to the delay signal SG2. More specifically, in response to the H level delay signal SG2, the common terminal and the second terminal of the first switch circuit SW1 are connected, and the common terminal and the second terminal of the second switch circuit SW2 are connected ( First state). For this reason, the first terminal of the capacitive element C2 is connected to the ground via the first switch circuit SW1, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the output terminal Po via the second switch circuit SW2. Thereby, the electric charge accumulated in the capacitor C1 connected to the output terminal Po is transitioned to the capacitive element C2. Thereafter, in response to the delay signal SG2 of L level, the common terminal and the first terminal of the first switch circuit SW1 are connected, and the common terminal and the first terminal of the second switch circuit SW2 are connected (the second terminal). State). For this reason, the first terminal of the capacitive element C2 is connected to the node LX via the first switch circuit SW1, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the diode D2 via the second switch circuit SW2. At this time, when the voltage of the second terminal of the capacitive element C2 (the anode of the diode D2) is higher than the voltage value obtained by adding the output voltage Vo to the voltage of the node LX (here, the input voltage Vin), that is, the input voltage Vin. The electric charge accumulated in the capacitive element C2 is discharged toward the input terminal Pi through the diode D2. That is, in this case, the charge accumulated in the capacitive element C2 is regenerated at the input terminal Pi.

なお、本実施形態において、出力トランジスタT1はスイッチング素子の一例、コンデンサC1は第1コンデンサの一例、遅延回路20及びチャージポンプ30は制御部の一例、チャージポンプ30は第1回路の一例、ノードLXは第1ノードの一例である。   In this embodiment, the output transistor T1 is an example of a switching element, the capacitor C1 is an example of a first capacitor, the delay circuit 20 and the charge pump 30 are examples of a control unit, the charge pump 30 is an example of a first circuit, and the node LX Is an example of a first node.

ここで、チャージポンプ30(とくに、第1スイッチ回路SW1及び第2スイッチ回路SW2)の具体的な内部構成例について説明する。
図2に示すように、第1スイッチ回路SW1は、PチャネルMOSトランジスタT31とNチャネルMOSトランジスタT32とを有している。トランジスタT31は、その第1端子(ソース)が上記ノードLXに接続され、第2端子(ドレイン)がトランジスタT32の第1端子(ドレイン)に接続されている。トランジスタT32の第2端子(ソース)はグランドに接続されている。これらトランジスタT31,T32のゲート(制御端子)には、遅延信号SG2が供給される。また、これらトランジスタT31,T32間のノードは容量素子C2の第1端子に接続されている。
Here, a specific internal configuration example of the charge pump 30 (particularly, the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2) will be described.
As shown in FIG. 2, the first switch circuit SW1 has a P-channel MOS transistor T31 and an N-channel MOS transistor T32. The transistor T31 has a first terminal (source) connected to the node LX and a second terminal (drain) connected to the first terminal (drain) of the transistor T32. A second terminal (source) of the transistor T32 is connected to the ground. The delay signal SG2 is supplied to the gates (control terminals) of these transistors T31 and T32. The node between these transistors T31 and T32 is connected to the first terminal of the capacitive element C2.

第2スイッチ回路SW2は、PチャネルMOSトランジスタT33とNチャネルMOSトランジスタT34とを有している。トランジスタT33は、その第1端子(ソース)がダイオードD2のアノードに接続され、第2端子(ドレイン)がトランジスタT34の第2端子(ドレイン)に接続されている。トランジスタT34の第2端子(ソース)は出力端子Poに接続されている。これらトランジスタT33,T34のゲート(制御端子)には、遅延信号SG2が供給される。また、これらトランジスタT33,T34間のノードは容量素子C2の第2端子に接続されている。   The second switch circuit SW2 has a P-channel MOS transistor T33 and an N-channel MOS transistor T34. The transistor T33 has a first terminal (source) connected to the anode of the diode D2, and a second terminal (drain) connected to the second terminal (drain) of the transistor T34. A second terminal (source) of the transistor T34 is connected to the output terminal Po. The delay signal SG2 is supplied to the gates (control terminals) of these transistors T33 and T34. The node between these transistors T33 and T34 is connected to the second terminal of the capacitive element C2.

このようなチャージポンプ30では、Hレベルの遅延信号SG2に応答して、NチャネルMOSトランジスタT32,T34がオンされ、PチャネルMOSトランジスタT31,T33がオフされる(第1の状態)。このため、容量素子C2の第1端子がトランジスタT32を介してグランドに接続され、容量素子C2の第2端子がトランジスタT34を介して出力端子Poに接続される。これにより、出力端子PoからオンしたトランジスタT34、容量素子C2及びオンしたトランジスタT32を通じてグランドに向かって電流が流れ(実線矢印参照)、出力端子Poに接続されたコンデンサC1に蓄積された電荷が容量素子C2に遷移される。また、Lレベルの遅延信号SG2に応答して、NチャネルMOSトランジスタT32,T34がオフされ、PチャネルMOSトランジスタT31,T33がオンされる(第2の状態)。このため、容量素子C2の第1端子がトランジスタT31を介してノードLXに接続され、容量素子C2の第2端子がトランジスタT33を介してダイオードD2に接続される。このとき、容量素子C2の第2端子(ダイオードD2のアノード)の電圧が、ノードLXの電圧(ここでは、入力電圧Vin)に出力電圧Voを加算した電圧値よりも高い場合には、ノードLXからオンしたトランジスタT31、容量素子C2、オンしたトランジスタT33及びダイオードD2を通じて入力端子Piに電流が流れる(一点鎖線矢印参照)。すると、容量素子C2に蓄積された電荷がダイオードD2を通じて入力端子Piに向けて放電される。   In such a charge pump 30, N channel MOS transistors T32 and T34 are turned on and P channel MOS transistors T31 and T33 are turned off in response to the H level delay signal SG2 (first state). For this reason, the first terminal of the capacitive element C2 is connected to the ground via the transistor T32, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the output terminal Po via the transistor T34. As a result, current flows from the output terminal Po to the ground through the transistor T34 turned on, the capacitive element C2 and the turned on transistor T32 (see the solid line arrow), and the charge accumulated in the capacitor C1 connected to the output terminal Po is capacitance. Transition to the element C2. In response to the L level delay signal SG2, N channel MOS transistors T32 and T34 are turned off, and P channel MOS transistors T31 and T33 are turned on (second state). For this reason, the first terminal of the capacitive element C2 is connected to the node LX via the transistor T31, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the diode D2 via the transistor T33. At this time, if the voltage of the second terminal (the anode of the diode D2) of the capacitive element C2 is higher than the voltage value obtained by adding the output voltage Vo to the voltage of the node LX (here, the input voltage Vin), the node LX Current flows to the input terminal Pi through the transistor T31, the capacitive element C2, the transistor T33 that is turned on, and the diode D2 (see the dashed line arrow). Then, the electric charge accumulated in the capacitive element C2 is discharged toward the input terminal Pi through the diode D2.

なお、トランジスタT31は第1スイッチの一例、トランジスタT32は第2スイッチの一例、トランジスタT33は第3スイッチの一例、トランジスタT34は第4スイッチの一例である。   The transistor T31 is an example of a first switch, the transistor T32 is an example of a second switch, the transistor T33 is an example of a third switch, and the transistor T34 is an example of a fourth switch.

次に、遅延回路20の内部構成例について説明する。
図3に示すように、遅延回路20は、インバータ回路21と、NチャネルMOSトランジスタT21と、PチャネルMOSトランジスタT22と、電流源22と、コンデンサC21と、比較器23と、基準電源E2とを有している。
Next, an example of the internal configuration of the delay circuit 20 will be described.
As shown in FIG. 3, the delay circuit 20 includes an inverter circuit 21, an N-channel MOS transistor T21, a P-channel MOS transistor T22, a current source 22, a capacitor C21, a comparator 23, and a reference power supply E2. Have.

インバータ回路21には、制御信号SG1が供給される。このインバータ回路21は、制御信号SG1を論理反転して反転信号XSG1を生成し、その反転信号XSG1をトランジスタT21,T22のゲートに供給する。   A control signal SG1 is supplied to the inverter circuit 21. The inverter circuit 21 logically inverts the control signal SG1 to generate an inverted signal XSG1, and supplies the inverted signal XSG1 to the gates of the transistors T21 and T22.

トランジスタT22のソースは、バイアス電圧VBが供給される電源線(第2電源線)に接続されている。ここで、バイアス電圧VBは、例えば図示しない電源回路により生成された電圧(高電位側の電源電圧など)、又は入力電圧Vinである。また、トランジスタT22のドレインは電流源22の第1端子に接続されている。   The source of the transistor T22 is connected to a power supply line (second power supply line) to which the bias voltage VB is supplied. Here, the bias voltage VB is, for example, a voltage (such as a power supply voltage on the high potential side) generated by a power supply circuit (not shown) or the input voltage Vin. The drain of the transistor T22 is connected to the first terminal of the current source 22.

電流源22には、外部から制御信号S21が供給される。この電流源22は、制御信号S21に応じた電流値の電流I21を流す。すなわち、電流源22は、制御信号S21に応じて電流I21の電流値を可変する。この電流源22の第2端子は、トランジスタT21のドレインに接続されている。トランジスタT21のソースはグランドに接続されている。このトランジスタT21と並列にコンデンサC21が接続されている。具体的には、電流源22とトランジスタT21との間のノードN21にコンデンサC21の第1端子が接続され、そのコンデンサC21の第2端子がグランドに接続されている。   A control signal S21 is supplied to the current source 22 from the outside. The current source 22 passes a current I21 having a current value corresponding to the control signal S21. That is, the current source 22 varies the current value of the current I21 according to the control signal S21. The second terminal of the current source 22 is connected to the drain of the transistor T21. The source of the transistor T21 is connected to the ground. A capacitor C21 is connected in parallel with the transistor T21. Specifically, the first terminal of the capacitor C21 is connected to a node N21 between the current source 22 and the transistor T21, and the second terminal of the capacitor C21 is connected to the ground.

上記ノードN21は、比較器23の非反転入力端子に接続されている。このため、比較器23の非反転入力端子には、ノードN21の電圧VN21(コンデンサC21の第1端子の電圧)が供給される。比較器23の反転入力端子には、基準電源E2にて生成される基準電圧Vcが供給される。   The node N21 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 23. Therefore, the voltage VN21 of the node N21 (the voltage of the first terminal of the capacitor C21) is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 23. The reference voltage Vc generated by the reference power supply E2 is supplied to the inverting input terminal of the comparator 23.

比較器23は、電圧VN21と基準電圧Vcとの比較結果に応じた上記遅延信号SG2を生成する。例えば、比較器23は、電圧VN21が基準電圧Vcよりも低いときにLレベルの遅延信号SG2を生成する。また、比較器23は、電圧VN21が基準電圧Vcよりも高いときにHレベルの遅延信号SG2を生成する。そして、この遅延信号SG2は、上記チャージポンプ30(図1参照)に供給される。   The comparator 23 generates the delay signal SG2 corresponding to the comparison result between the voltage VN21 and the reference voltage Vc. For example, the comparator 23 generates the L-level delay signal SG2 when the voltage VN21 is lower than the reference voltage Vc. The comparator 23 generates an H level delay signal SG2 when the voltage VN21 is higher than the reference voltage Vc. The delay signal SG2 is supplied to the charge pump 30 (see FIG. 1).

なお、トランジスタT22は第5スイッチの一例、トランジスタT21は第6スイッチの一例、コンデンサC21は第2コンデンサの一例、電流I21は第1電流の一例である。   The transistor T22 is an example of a fifth switch, the transistor T21 is an example of a sixth switch, the capacitor C21 is an example of a second capacitor, and the current I21 is an example of a first current.

図4を参照して、遅延回路20の動作を説明する。なお、図4において、縦軸及び横軸は、説明を簡潔にするため、適宜拡大、縮小して示している。
時刻t1において、制御信号SG1がHレベルからLレベルに遷移すると、反転信号XSG1がLレベルからHレベルに遷移する。このHレベルの反転信号XSG1に応答して、トランジスタT21がオンされ、トランジスタT22がオフされる。トランジスタT21がオンされると、コンデンサC21の両端子が互いに接続されるため、コンデンサC21の第1端子(ノードN21)の電圧VN21はグランドレベルになる。これにより、電圧VN21が基準電圧Vcよりも低くなるため、比較器23から出力される遅延信号SG2がHレベルからLレベルに遷移される。このように、遅延回路20では、制御信号SG1がHレベルからLレベルに遷移すると、遅延信号SG2がHレベルからLレベルに直ちに遷移される。このとき、上記トランジスタT22がオフされ、電流源22へのバイアス電圧VBの供給が停止されるため、電流I21がオンしたトランジスタT21を通じてグランドに流れることを抑制することができる。すなわち、トランジスタT22をオフすることで、トランジスタT21がオンしたときの消費電流を低減することができる。
The operation of the delay circuit 20 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the vertical axis and the horizontal axis are enlarged or reduced as appropriate for the sake of brevity.
At time t1, when the control signal SG1 transits from H level to L level, the inverted signal XSG1 transits from L level to H level. In response to the H level inversion signal XSG1, the transistor T21 is turned on and the transistor T22 is turned off. When the transistor T21 is turned on, since both terminals of the capacitor C21 are connected to each other, the voltage VN21 at the first terminal (node N21) of the capacitor C21 becomes the ground level. As a result, the voltage VN21 becomes lower than the reference voltage Vc, so that the delay signal SG2 output from the comparator 23 transitions from the H level to the L level. Thus, in the delay circuit 20, when the control signal SG1 transits from the H level to the L level, the delay signal SG2 transits immediately from the H level to the L level. At this time, the transistor T22 is turned off and the supply of the bias voltage VB to the current source 22 is stopped, so that the current I21 can be prevented from flowing to the ground through the transistor T21 that is turned on. That is, by turning off the transistor T22, current consumption when the transistor T21 is turned on can be reduced.

続いて、時刻t2において、制御信号SG1がLレベルからHレベルに遷移すると、反転信号XSG1がHレベルからLレベルに遷移する。このLレベルの反転信号XSG1に応答して、トランジスタT21がオフされ、トランジスタT22がオンされる。すると、電流源22から供給される電流I21によってコンデンサC21が充電される。これにより、ノードN21の電圧VN21は、グランドレベルから電流I21の電流値に応じた所定の傾斜で上昇する。   Subsequently, at time t2, when the control signal SG1 transits from L level to H level, the inverted signal XSG1 transits from H level to L level. In response to the inverted signal XSG1 at L level, the transistor T21 is turned off and the transistor T22 is turned on. Then, the capacitor C21 is charged by the current I21 supplied from the current source 22. As a result, the voltage VN21 at the node N21 rises from the ground level with a predetermined slope corresponding to the current value of the current I21.

次いで、時刻t2から所定時間A1が経過した時刻t3において、ノードN21の電圧VN21が基準電圧Vcよりも高くなると、比較器23から出力される遅延信号SG2がLレベルからHレベルに遷移される。このように、遅延回路20では、制御信号SG1がLレベルからHレベルに遷移すると、その遷移(時刻t2)から所定時間A1だけ遅延したタイミングで遅延信号SG2がLレベルからHレベルに遷移される。ここで、上記所定時間A1は、電圧VN21がグランドレベルから基準電圧Vcまで上昇する時間である。このため、所定時間A1は、基準電圧Vcの電圧値、電流I21の電流値及びコンデンサC21の容量値に応じて設定される。換言すると、遅延回路20では、基準電圧Vcの電圧値や電流I21の電流値を調整することにより、上記所定時間A1を所望の時間に調整することができる。   Next, when the voltage VN21 at the node N21 becomes higher than the reference voltage Vc at the time t3 when the predetermined time A1 has elapsed from the time t2, the delay signal SG2 output from the comparator 23 is changed from the L level to the H level. Thus, in the delay circuit 20, when the control signal SG1 transits from the L level to the H level, the delay signal SG2 transits from the L level to the H level at a timing delayed by a predetermined time A1 from the transition (time t2). . Here, the predetermined time A1 is a time for the voltage VN21 to rise from the ground level to the reference voltage Vc. Therefore, the predetermined time A1 is set according to the voltage value of the reference voltage Vc, the current value of the current I21, and the capacitance value of the capacitor C21. In other words, the delay circuit 20 can adjust the predetermined time A1 to a desired time by adjusting the voltage value of the reference voltage Vc and the current value of the current I21.

なお、遅延回路20は、図5に示すように、比較器23の代わりにバッファ回路24を設けるようにしてもよい。この場合には、上記所定時間A1は、バッファ回路24の論理閾値、電流I21の電流値及びコンデンサC21の容量値に応じて設定される。このため、このような遅延回路20では、例えば制御信号S21によって設定される電流I21の電流値を調整することにより、上記所定時間A1を所望の時間に調整することができる。   The delay circuit 20 may be provided with a buffer circuit 24 instead of the comparator 23 as shown in FIG. In this case, the predetermined time A1 is set according to the logical threshold value of the buffer circuit 24, the current value of the current I21, and the capacitance value of the capacitor C21. Therefore, in such a delay circuit 20, the predetermined time A1 can be adjusted to a desired time by adjusting the current value of the current I21 set by the control signal S21, for example.

次に、上記DC−DCコンバータ1の動作を説明する。まず、電力供給量が多く負荷電流Ioのピーク値が高くなる重負荷時のDC−DCコンバータ1の動作を簡単に説明する。   Next, the operation of the DC-DC converter 1 will be described. First, the operation of the DC-DC converter 1 at a heavy load in which the amount of power supply is large and the peak value of the load current Io is high will be briefly described.

出力トランジスタT1のオン動作に基づいて、出力電圧Voが上昇し、出力トランジスタT1がオフされると、コイルL1に蓄えられているエネルギーが放出される。コイルL1に蓄えられたエネルギーが減少して出力電圧Voが低下し、抵抗R1,R2による分圧電圧(帰還電圧VFB)が基準電圧Vrよりも低くなると、比較器10からHレベルの出力信号S1が出力される。すると、そのHレベルの出力信号S1に応答して、RS−FF回路11からLレベルの制御信号SG1が一定時間出力される。これにより、出力トランジスタT1が一定時間オンされる。このような出力トランジスタT1のオン・オフ動作時において、出力トランジスタT1がオフになった時の出力電圧Voが高くなると、その時の帰還電圧VFBが高くなり、比較器10の出力信号S1がHレベルとなるまでの時間が長くなるため、出力トランジスタT1のオフ時間が長くなる。また、出力トランジスタT1がオフになった時の出力電圧Voが低くなると、その時の帰還電圧VFBが低くなり、比較器10の出力信号S1がHレベルとなるまでの時間が短くなるため、出力トランジスタT1のオフ時間が短くなる。このような動作により、出力トランジスタT1が一定時間だけオンされ、出力トランジスタT1がオフされるオフタイミングが出力電圧Voに基づいて決定される。そして、出力電圧Voの高低に基づいてそのオフタイミングが変化し出力トランジスタT1のスイッチング周波数が変化して、出力電圧Voが基準電圧Vrに基づく目標電圧(一定電圧)に維持される。   When the output voltage Vo rises based on the ON operation of the output transistor T1 and the output transistor T1 is turned off, the energy stored in the coil L1 is released. When the energy stored in the coil L1 decreases and the output voltage Vo decreases and the divided voltage (feedback voltage VFB) by the resistors R1 and R2 becomes lower than the reference voltage Vr, the comparator 10 outputs an H level output signal S1. Is output. Then, in response to the H level output signal S1, an L level control signal SG1 is output from the RS-FF circuit 11 for a certain period of time. As a result, the output transistor T1 is turned on for a predetermined time. In such on / off operation of the output transistor T1, when the output voltage Vo when the output transistor T1 is turned off increases, the feedback voltage VFB at that time increases, and the output signal S1 of the comparator 10 becomes H level. Therefore, the off time of the output transistor T1 becomes long. Further, when the output voltage Vo when the output transistor T1 is turned off is lowered, the feedback voltage VFB at that time is lowered, and the time until the output signal S1 of the comparator 10 becomes H level is shortened. The off time of T1 is shortened. By such an operation, the output transistor T1 is turned on for a predetermined time and the off timing at which the output transistor T1 is turned off is determined based on the output voltage Vo. Then, the off timing changes based on the level of the output voltage Vo, the switching frequency of the output transistor T1 changes, and the output voltage Vo is maintained at the target voltage (constant voltage) based on the reference voltage Vr.

次に、電力供給量が少なく負荷電流Ioのピーク値が低くなる軽負荷時のDC−DCコンバータ1の動作を説明する。具体的には、出力トランジスタT1のスイッチング周波数が低下しやすいコイル電流ILが非連続電流モード(DCM)となる場合のDC−DCコンバータ1の動作を図6に従って説明する。なお、図6において、縦軸及び横軸は、説明を簡潔にするため、適宜拡大、縮小して示している。   Next, the operation of the DC-DC converter 1 at a light load when the amount of power supply is small and the peak value of the load current Io is low will be described. Specifically, the operation of the DC-DC converter 1 when the coil current IL, in which the switching frequency of the output transistor T1 tends to decrease, is in the discontinuous current mode (DCM) will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the vertical axis and the horizontal axis are enlarged or reduced as appropriate for the sake of brevity.

図6に示すように、時刻t10において、制御信号SG1がHレベルからLレベルに遷移すると、そのLレベルの制御信号SG1に応答して出力トランジスタT1がオンされる。この出力トランジスタT1のオン動作に基づいて、出力電圧Vo及び帰還電圧VFBが時間の経過と共に所定の傾きで上昇し、コイル電流ILが時間の経過と共に所定の傾きで増加する。   As shown in FIG. 6, when the control signal SG1 transitions from the H level to the L level at time t10, the output transistor T1 is turned on in response to the control signal SG1 of the L level. Based on the ON operation of the output transistor T1, the output voltage Vo and the feedback voltage VFB increase with a predetermined slope as time passes, and the coil current IL increases with a predetermined slope as time passes.

時刻t10からHレベルの制御信号SG1が一定時間出力されると(時刻t11)、制御信号SG1がLレベルからHレベルに遷移する。このHレベルの制御信号SG1に応答して出力トランジスタT1がオフされる。この出力トランジスタT1のオフ動作に基づいて、出力電圧Vo及び帰還電圧VFBが時間の経過と共に所定の傾きで低下し、コイル電流ILが時間の経過と共に所定の傾きで減少する。また、上記Hレベルの制御信号SG1に応答して、遅延回路20内のトランジスタT21がオフ、トランジスタT22がオンされ、電流I21によるコンデンサC21の充電が開始される。これにより、ノードN21の電圧VN21が徐々に上昇する。すなわち、時刻t11から上記所定時間A1のカウントが開始される。   When the H level control signal SG1 is output for a certain time from time t10 (time t11), the control signal SG1 transitions from the L level to the H level. In response to the H level control signal SG1, the output transistor T1 is turned off. Based on the off operation of the output transistor T1, the output voltage Vo and the feedback voltage VFB decrease with a predetermined slope as time passes, and the coil current IL decreases with a predetermined slope as time passes. In response to the H level control signal SG1, the transistor T21 in the delay circuit 20 is turned off, the transistor T22 is turned on, and charging of the capacitor C21 by the current I21 is started. As a result, the voltage VN21 at the node N21 gradually increases. That is, the counting of the predetermined time A1 is started from time t11.

この出力トランジスタT1のオフ時間において、上述したように負荷電流Ioのピーク値が低い場合には、帰還電圧VFBが基準電圧Vrよりも低くなる前に、コイル電流ILが0Aになる(時刻t12)。このとき、非同期整流方式のDC−DCコンバータ1では、ダイオードD1によりコイル電流ILを入力側に逆流させることができないため、コイル電流ILが0Aに維持される。すなわち、出力トランジスタT1のスイッチング動作の周期(スイッチング周期)Tにおいて、コイル電流ILが0Aに維持されコイル電流ILの変化が不連続となる電流不連続モード(DCM)で動作することになる。このDCM動作時(時刻t12以降)の出力電圧Vo及び帰還電圧VFBは、時刻t11〜t12における傾きよりも緩やかな傾きで低下する。   When the peak value of the load current Io is low as described above in the off time of the output transistor T1, the coil current IL becomes 0A before the feedback voltage VFB becomes lower than the reference voltage Vr (time t12). . At this time, in the DC-DC converter 1 of the asynchronous rectification method, the coil current IL cannot be caused to flow backward to the input side by the diode D1, and thus the coil current IL is maintained at 0A. That is, in the cycle (switching cycle) T of the switching operation of the output transistor T1, the coil current IL is maintained at 0A and the operation is performed in the current discontinuous mode (DCM) in which the change of the coil current IL is discontinuous. The output voltage Vo and the feedback voltage VFB during the DCM operation (after time t12) decrease with a gentler slope than the slopes at times t11 to t12.

次に、時刻t11から遅延回路20で決定された所定時間A1が経過したときに(時刻t13参照)、帰還電圧VFBが基準電圧Vrまで低下していない場合には、遅延回路20から出力される遅延信号SG2がLレベルからHレベルに遷移する。このHレベルの遅延信号SG2に応答して、チャージポンプ30内の容量素子C2の第1端子がグランドに接続され、容量素子C2の第2端子が出力端子Po(コンデンサC1の第1端子)に接続される。これにより、コンデンサC1から容量素子C2を通じてグランドに向かって電流が流れ、コンデンサC1に蓄積されている電荷が容量素子C2に移される。このため、遅延信号SG2がHレベルの期間(時刻t13〜t14)における出力電圧Vo及び帰還電圧VFBは、時刻t12〜t13における傾きよりも急峻な傾きで低下する。   Next, when the predetermined time A1 determined by the delay circuit 20 has elapsed from the time t11 (see time t13), if the feedback voltage VFB has not decreased to the reference voltage Vr, the delay circuit 20 outputs it. Delay signal SG2 transits from L level to H level. In response to the H-level delay signal SG2, the first terminal of the capacitive element C2 in the charge pump 30 is connected to the ground, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the output terminal Po (the first terminal of the capacitor C1). Connected. As a result, a current flows from the capacitor C1 to the ground through the capacitive element C2, and the charge accumulated in the capacitor C1 is transferred to the capacitive element C2. For this reason, the output voltage Vo and the feedback voltage VFB during the period in which the delay signal SG2 is at the H level (time t13 to t14) decrease with a steeper slope than the slope at the time t12 to t13.

ここで、遅延回路20及びチャージポンプ30を有していない場合には、破線波形で示すように、時刻t13以降の出力電圧Vo及び帰還電圧VFBは、時刻t12〜t13における傾きと同じ傾き、つまり緩やかな傾きで低下する。このため、帰還電圧VFBが基準電圧Vrまで低下するのに多大な時間が掛かり、スイッチング周期Tが長くなってスイッチング周波数が低くなる。これに対し、本実施形態のDC−DCコンバータ1では、出力トランジスタT1のオフタイミングから上記所定時間A1が経過すると、コンデンサC1に蓄積された電荷を容量素子C2に移すことで、出力電圧Vo及び帰還電圧VFBを迅速に低下させている。これにより、帰還電圧VFBが基準電圧Vrに達するまでの時間を短くすることができるため、スイッチング周期Tが長くなることを抑制でき、スイッチング周波数が低くなることを抑制することができる。   Here, when the delay circuit 20 and the charge pump 30 are not provided, the output voltage Vo and the feedback voltage VFB after time t13 have the same slope as that at time t12 to t13, as shown by the broken line waveform, that is, Decrease with a gentle slope. For this reason, it takes a long time for the feedback voltage VFB to drop to the reference voltage Vr, and the switching period T becomes longer and the switching frequency becomes lower. On the other hand, in the DC-DC converter 1 of the present embodiment, when the predetermined time A1 elapses from the off timing of the output transistor T1, the charge accumulated in the capacitor C1 is transferred to the capacitive element C2, so that the output voltage Vo and The feedback voltage VFB is rapidly reduced. Thereby, since the time until the feedback voltage VFB reaches the reference voltage Vr can be shortened, it is possible to suppress the switching cycle T from becoming long and to suppress the switching frequency from being lowered.

そして、帰還電圧VFBが基準電圧Vrまで低下すると(時刻t14参照)、比較器10からHレベルの出力信号S1が出力され、そのHレベルの出力信号S1に応答してLレベルの制御信号SG1が一定時間出力される(時刻t14〜t15)。これにより、時刻t10〜t14までの所定のスイッチング周期Tが終了し、出力トランジスタT1が一定時間オンする次のスイッチング周期Tが開始される。すなわち、上記所定時間A1の長さを調整することによって、スイッチング周期Tの長さが調整され、スイッチング周波数が調整される。このため、所定時間A1の長さを適宜調整することで、スイッチング周波数の最低周波数を、当該DC−DCコンバータ1を使用する回路のノイズとなり得る周波数域に掛かることがないように設定することができる。本実施形態では、遅延回路20において、基準電圧Vcの電圧値や電流I21の電流値を調整することにより、上記所定時間A1を所望の時間に調整することができ、スイッチング周波数の最低周波数を所望の周波数に設定することができる。   When the feedback voltage VFB decreases to the reference voltage Vr (see time t14), the comparator 10 outputs an H level output signal S1, and in response to the H level output signal S1, the L level control signal SG1 is output. It is output for a certain time (time t14 to t15). As a result, the predetermined switching period T from time t10 to t14 ends, and the next switching period T in which the output transistor T1 is turned on for a certain period of time is started. That is, by adjusting the length of the predetermined time A1, the length of the switching period T is adjusted, and the switching frequency is adjusted. Therefore, by appropriately adjusting the length of the predetermined time A1, it is possible to set the minimum frequency of the switching frequency so as not to be applied to a frequency range that may be a noise of a circuit using the DC-DC converter 1. it can. In the present embodiment, the predetermined time A1 can be adjusted to a desired time by adjusting the voltage value of the reference voltage Vc and the current value of the current I21 in the delay circuit 20, and the minimum frequency of the switching frequency is desired. Frequency can be set.

また、上記制御信号SG1のHレベルからLレベルへの遷移に応答して、遅延信号SG2がHレベルからLレベルに遷移する。このLレベルの遅延信号SG2に応答して、チャージポンプ30内の容量素子C2の第1端子がノードLXに接続され、容量素子C2の第2端子がダイオードD2を介して入力端子Piに接続される。このとき、容量素子C2の第2端子(ダイオードD2のアノード)の電圧は、ノードLXの電圧(ここでは、入力電圧Vin)に出力電圧Voを加算した電圧値、つまり入力電圧Vinよりも高い電圧値になる。このため、ノードLXから容量素子C2及びダイオードD2を通じて入力端子Piに向かって電流が流れ、容量素子C2に蓄積された電荷が入力端子Piに放電される。すなわち、時刻t14〜t15においてコンデンサC1から容量素子C2に移された電荷が入力端子Pi(入力電圧Vin)に回生される。   Further, in response to the transition of the control signal SG1 from the H level to the L level, the delay signal SG2 transitions from the H level to the L level. In response to the delay signal SG2 at L level, the first terminal of the capacitive element C2 in the charge pump 30 is connected to the node LX, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the input terminal Pi via the diode D2. The At this time, the voltage of the second terminal of the capacitive element C2 (the anode of the diode D2) is a voltage value obtained by adding the output voltage Vo to the voltage of the node LX (here, the input voltage Vin), that is, a voltage higher than the input voltage Vin. Value. Therefore, a current flows from the node LX to the input terminal Pi through the capacitive element C2 and the diode D2, and the charge accumulated in the capacitive element C2 is discharged to the input terminal Pi. That is, the charge transferred from the capacitor C1 to the capacitive element C2 at times t14 to t15 is regenerated to the input terminal Pi (input voltage Vin).

そして、例えば時刻t14から開始されるスイッチング周期Tにおいて、時刻t10〜t14と同様の一連の動作が実行される。これにより、遅延回路20の所定時間A1に応じて設定されたスイッチング周波数、つまりスイッチング周波数の最低周波数で上記一連の動作が繰り返し実行される。   For example, in the switching cycle T that starts from time t14, a series of operations similar to those at times t10 to t14 are executed. As a result, the above series of operations is repeatedly executed at the switching frequency set according to the predetermined time A1 of the delay circuit 20, that is, the lowest switching frequency.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)遅延回路20及びチャージポンプ30によって、出力トランジスタT1のスイッチング周波数の最低周波数fmin(図12参照)が当該DC−DCコンバータ1を使用する回路のノイズとなり得る周波数域に掛かることがないように設定した。すなわち、軽負荷時において、出力トランジスタT1のオフタイミングから遅延回路20で設定される所定時間A1を経過すると、コンデンサC1に蓄積された電荷がチャージポンプ30内の容量素子C2に移される。これにより、出力電圧Voを迅速に低下させることができ、帰還電圧VFBを基準電圧Vrまで迅速に低下させることができる。したがって、上記所定時間A1を適宜調整することで、出力トランジスタT1のスイッチング周波数が上記ノイズとなり得る周波数域に掛かるまで下がることを抑制することができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The delay circuit 20 and the charge pump 30 do not cause the minimum frequency fmin (see FIG. 12) of the switching frequency of the output transistor T1 to be applied to a frequency range that may be noise of a circuit using the DC-DC converter 1. Set to. That is, at a light load, when a predetermined time A1 set by the delay circuit 20 elapses from the OFF timing of the output transistor T1, the charge accumulated in the capacitor C1 is transferred to the capacitive element C2 in the charge pump 30. As a result, the output voltage Vo can be quickly reduced, and the feedback voltage VFB can be rapidly reduced to the reference voltage Vr. Therefore, by appropriately adjusting the predetermined time A1, it is possible to suppress the switching frequency of the output transistor T1 from decreasing until it falls within the frequency range that can be the noise.

(2)さらに、出力トランジスタT1がオンした後、コンデンサC1から容量素子C2に移した電荷を入力端子Piに回生するようにした。これにより、グランドに放電していた分の電荷を入力端子Piに回生することができるため、損失を低減できるとともに、DC−DCコンバータ1の変換効率を向上させることができる。   (2) Further, after the output transistor T1 is turned on, the charge transferred from the capacitor C1 to the capacitive element C2 is regenerated to the input terminal Pi. Thereby, since the electric charge which was discharged to the ground can be regenerated to the input terminal Pi, the loss can be reduced and the conversion efficiency of the DC-DC converter 1 can be improved.

(3)チャージポンプ30において、第2スイッチ回路SW2と入力端子Piとの間にダイオードD2を設けるようにした。これにより、例えば図6の時刻t11〜t13のようにノードLXの電位が入力電圧Vinよりも低い期間において、容量素子C2の第2端子が第2スイッチ回路SW2及びダイオードD2を通じて入力端子Piと接続される場合であっても、ダイオードD2によって入力端子Piからチャージポンプ30への電流の逆流を抑制することができる。   (3) In the charge pump 30, the diode D2 is provided between the second switch circuit SW2 and the input terminal Pi. Accordingly, for example, during a period in which the potential of the node LX is lower than the input voltage Vin as at times t11 to t13 in FIG. 6, the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the input terminal Pi through the second switch circuit SW2 and the diode D2. Even in such a case, the reverse flow of the current from the input terminal Pi to the charge pump 30 can be suppressed by the diode D2.

(4)遅延回路20において、バイアス電圧VBが供給される電源線と電流源22との間にトランジスタT22を設けるようにした。また、制御信号SG1(反転信号XSG1)に応答して、トランジスタT21及びトランジスタT22を相補的にオン・オフするようにした。これにより、ノードN21の電圧VN21がグランドレベルに維持される期間(トランジスタT21がオンする期間)において、トランジスタT22がオフされ、電流源22へのバイアス電圧VBの供給が停止されるため、電流I21がオンしたトランジスタT21を通じてグランドに流れることを抑制することができる。   (4) In the delay circuit 20, the transistor T22 is provided between the power supply line to which the bias voltage VB is supplied and the current source 22. The transistors T21 and T22 are complementarily turned on / off in response to the control signal SG1 (inverted signal XSG1). As a result, in the period in which the voltage VN21 at the node N21 is maintained at the ground level (period in which the transistor T21 is turned on), the transistor T22 is turned off and the supply of the bias voltage VB to the current source 22 is stopped. Can be prevented from flowing to the ground through the transistor T21 which is turned on.

(他の実施形態)
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態におけるチャージポンプ30の内部構成は図2に示した回路に限定されない。すなわち、スイッチング周波数が遅延回路20によって設定される所定周波数(第2周波数)以下になった場合に、制御信号SG1(遅延信号SG2)に応じて、コンデンサC1に蓄積された電荷を入力端子Piに回生することのできる回路であれば、チャージポンプ30(第1回路)の内部構成は特に限定されない。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented in the following aspects which changed this suitably.
-The internal structure of the charge pump 30 in the said embodiment is not limited to the circuit shown in FIG. That is, when the switching frequency is equal to or lower than a predetermined frequency (second frequency) set by the delay circuit 20, the charge accumulated in the capacitor C1 is supplied to the input terminal Pi according to the control signal SG1 (delay signal SG2). As long as the circuit can regenerate, the internal configuration of the charge pump 30 (first circuit) is not particularly limited.

図7に示されるように、例えば、ダイオードD2を省略し、トランジスタT33のゲートに上記遅延信号SG2の代わりに制御信号SG1を供給するようにしてもよい。以下に、この図7に示したチャージポンプ30を有するDC−DCコンバータ1の動作について説明する。   As shown in FIG. 7, for example, the diode D2 may be omitted, and the control signal SG1 may be supplied to the gate of the transistor T33 instead of the delay signal SG2. The operation of the DC-DC converter 1 having the charge pump 30 shown in FIG. 7 will be described below.

図8に示すように、時刻t21において制御信号SG1がLレベルからHレベルに遷移すると、その遷移から所定時間A1だけ遅延したタイミング(時刻t22参照)で遅延信号SG2がLレベルからHレベルに遷移される。このとき、制御信号SG1はHレベルに維持されている。これらHレベルの制御信号SG1及びHレベルの遅延信号SG2に応答して、NチャネルMOSトランジスタT32,T34がオンされ、PチャネルMOSトランジスタT31,T33がオフされる。すると、チャージポンプ30内の容量素子C2の第1端子がグランドに接続され、容量素子C2の第2端子が出力端子Po(コンデンサC1の第1端子)に接続される。このため、制御信号SG1及び遅延信号SG2が共にHレベルとなる第1の期間P1(時刻t22〜t23参照)では、コンデンサC1から容量素子C2を通じてグランドに向かって電流が流れ、コンデンサC1に蓄積されている電荷が容量素子C2に移される。これにより、出力電圧Vo及び帰還電圧VFBを迅速に低下させることができる。   As shown in FIG. 8, when the control signal SG1 transits from the L level to the H level at time t21, the delay signal SG2 transits from the L level to the H level at a timing delayed by a predetermined time A1 from the transition (see time t22). Is done. At this time, the control signal SG1 is maintained at the H level. In response to these H level control signal SG1 and H level delay signal SG2, N channel MOS transistors T32 and T34 are turned on, and P channel MOS transistors T31 and T33 are turned off. Then, the first terminal of the capacitive element C2 in the charge pump 30 is connected to the ground, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the output terminal Po (the first terminal of the capacitor C1). Therefore, in the first period P1 (see times t22 to t23) in which both the control signal SG1 and the delay signal SG2 are at the H level, current flows from the capacitor C1 to the ground through the capacitive element C2, and is accumulated in the capacitor C1. Charge is transferred to the capacitive element C2. As a result, the output voltage Vo and the feedback voltage VFB can be quickly reduced.

そして、帰還電圧VFBが基準電圧Vrまで低下すると(時刻t23参照)、比較器10からHレベルの出力信号S1が出力され、そのHレベルの出力信号S1に応答してLレベルの制御信号SG1が一定時間出力される(時刻t23〜t24)。このとき、制御信号SG1のHレベルからLレベルへの遷移に応答して、遅延信号SG2がHレベルからLレベルに遷移する。これらLレベルの制御信号SG1及びLレベルの遅延信号SG2に応答して、NチャネルMOSトランジスタT32,T34がオフされ、PチャネルMOSトランジスタT31,T33がオンされる。すると、チャージポンプ30内の容量素子C2の第1端子がノードLXに接続され、容量素子C2の第2端子が入力端子Piに接続される。このとき、容量素子C2の第2端子の電圧は、ノードLXの電圧(ここでは、入力電圧Vin)に出力電圧Voを加算した電圧値、つまり入力電圧Vinよりも高い電圧値になる。このため、制御信号SG1及び遅延信号SG2が共にLレベルとなる第2の期間P2(時刻t23〜t24参照)では、容量素子C2から入力端子Piに向かって電流が流れ、容量素子C2に蓄積された電荷が入力端子Piに回生される。   When the feedback voltage VFB decreases to the reference voltage Vr (see time t23), the comparator 10 outputs an H level output signal S1, and the L level control signal SG1 is output in response to the H level output signal S1. It is output for a certain time (time t23 to t24). At this time, in response to the transition of the control signal SG1 from the H level to the L level, the delay signal SG2 transitions from the H level to the L level. In response to the L level control signal SG1 and the L level delay signal SG2, the N channel MOS transistors T32 and T34 are turned off and the P channel MOS transistors T31 and T33 are turned on. Then, the first terminal of the capacitive element C2 in the charge pump 30 is connected to the node LX, and the second terminal of the capacitive element C2 is connected to the input terminal Pi. At this time, the voltage of the second terminal of the capacitive element C2 is a voltage value obtained by adding the output voltage Vo to the voltage of the node LX (here, the input voltage Vin), that is, a voltage value higher than the input voltage Vin. Therefore, in the second period P2 (see times t23 to t24) in which both the control signal SG1 and the delay signal SG2 are at the L level, current flows from the capacitive element C2 toward the input terminal Pi, and is accumulated in the capacitive element C2. The generated charge is regenerated at the input terminal Pi.

そして、時刻t23から一定時間経過後、制御信号SG1がLレベルからHレベルに遷移する(時刻t24)。このとき、遅延信号SG2は、時刻t24から所定時間A1が経過するまではLレベルを維持している。これらHレベルの制御信号SG1及びLレベルの遅延信号SG2に応答して、トランジスタT31がオンされ、トランジスタT32〜T34がオフされる。すると、トランジスタT33のオフ動作によって、チャージポンプ30が入力端子Piから切り離される。このため、制御信号SG1がHレベル、遅延信号SG2がLレベルとなる第3の期間P3(時刻t24〜t25)では、入力端子Piからチャージポンプ30への電流の逆流を抑制することができる。詳述すると、制御信号SG1のLレベルからHレベルへの遷移に応答して出力トランジスタT1がオフすると、ノードLXの電位が低下する。このとき、チャージポンプ30からダイオードD2を省略しただけの場合には、第3の期間P3においてトランジスタT33がLレベルの遅延信号SG2に応答してオンされるため、上記ノードLXの電位の低下に伴って入力端子Piからチャージポンプ30に向かって電流が流れてしまう。これに対し、本変形例では、第3の期間P3においてトランジスタT33がHレベルの制御信号SG1に応答してオフされ、入力端子Piからチャージポンプ30が切り離されるため、上述のようにノードLXの電位が低下しても入力端子Piからチャージポンプ30に電流が流れることを抑制できる。すなわち、第2スイッチ回路SW2内のPチャネルMOSトランジスタT33のオン・オフ制御を出力トランジスタT1のスイッチングに合わせて個別に行うことにより、ダイオードD2を省略した上で、入力端子Piからチャージポンプ30への電流の逆流を抑制することができる。さらに、ダイオードD2を省略したことにより、そのダイオードD2による損失を無くすことができるため、DC−DCコンバータ1の変換効率をより向上させることができる。   Then, after a predetermined time has elapsed from time t23, the control signal SG1 changes from the L level to the H level (time t24). At this time, the delay signal SG2 maintains the L level until a predetermined time A1 has elapsed from time t24. In response to the H level control signal SG1 and the L level delay signal SG2, the transistor T31 is turned on and the transistors T32 to T34 are turned off. Then, the charge pump 30 is disconnected from the input terminal Pi by the off operation of the transistor T33. Therefore, in the third period P3 (time t24 to t25) in which the control signal SG1 is at the H level and the delay signal SG2 is at the L level, the backflow of current from the input terminal Pi to the charge pump 30 can be suppressed. More specifically, when the output transistor T1 is turned off in response to the transition of the control signal SG1 from the L level to the H level, the potential of the node LX decreases. At this time, when the diode D2 is simply omitted from the charge pump 30, the transistor T33 is turned on in response to the L-level delay signal SG2 in the third period P3, which reduces the potential of the node LX. Along with this, a current flows from the input terminal Pi toward the charge pump 30. On the other hand, in the present modification, the transistor T33 is turned off in response to the H level control signal SG1 in the third period P3, and the charge pump 30 is disconnected from the input terminal Pi. Even if the potential is lowered, it is possible to suppress a current from flowing from the input terminal Pi to the charge pump 30. That is, the ON / OFF control of the P-channel MOS transistor T33 in the second switch circuit SW2 is individually performed in accordance with the switching of the output transistor T1, thereby omitting the diode D2 and then from the input terminal Pi to the charge pump 30. Current backflow can be suppressed. Furthermore, since the loss due to the diode D2 can be eliminated by omitting the diode D2, the conversion efficiency of the DC-DC converter 1 can be further improved.

・上記実施形態における遅延回路20の内部構成は図3及び図5に示した回路に限定されない。例えば図9に示されるように、遅延回路20の内部構成を変更するようにしてもよい。具体的には、図9に示した遅延回路20は、当該遅延回路20の所定時間A1に応じたスイッチング周波数が基準周波数に一致するように上記所定時間A1を調整する調整回路25が図5に示した遅延回路20に追加されている。   The internal configuration of the delay circuit 20 in the above embodiment is not limited to the circuits shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 9, the internal configuration of the delay circuit 20 may be changed. Specifically, in the delay circuit 20 shown in FIG. 9, the adjustment circuit 25 that adjusts the predetermined time A1 so that the switching frequency corresponding to the predetermined time A1 of the delay circuit 20 matches the reference frequency is shown in FIG. It is added to the delay circuit 20 shown.

調整回路25は、D−FF回路26,27と、ナンド回路28と、インバータ回路29と、PチャネルMOSトランジスタT23と、NチャネルMOSトランジスタT24と、抵抗R21と、コンデンサC22とを有している。   The adjustment circuit 25 includes D-FF circuits 26 and 27, a NAND circuit 28, an inverter circuit 29, a P-channel MOS transistor T23, an N-channel MOS transistor T24, a resistor R21, and a capacitor C22. .

D−FF回路26のクロック端子CKには、制御信号SG1の反転信号XSG1が供給される。D−FF回路26の入力端子Dには、バイアス電圧VBが供給される。D−FF回路26のクリア端子CLには、ナンド回路28の出力信号S22が供給される。このD−FF回路26は、反転信号XSG1の立ち上がりエッジに応答して、出力端子QからHレベル(バイアス電圧VBレベル)の出力信号DNを出力する。また、D−FF回路26は、Lレベルの出力信号S22に応答して、出力端子QからLレベル(グランドレベル)の出力信号DNを出力する。   An inverted signal XSG1 of the control signal SG1 is supplied to the clock terminal CK of the D-FF circuit 26. A bias voltage VB is supplied to the input terminal D of the D-FF circuit 26. The output signal S22 of the NAND circuit 28 is supplied to the clear terminal CL of the D-FF circuit 26. The D-FF circuit 26 outputs an output signal DN of H level (bias voltage VB level) from the output terminal Q in response to the rising edge of the inverted signal XSG1. The D-FF circuit 26 outputs an output signal DN of L level (ground level) from the output terminal Q in response to the output signal S22 of L level.

D−FF回路27のクロック端子CKには、上記基準周波数を有する基準クロック信号CLKが供給される。この基準クロック信号CLKは、例えば図示しない発振器等で生成された一定周期(固定周波数)のパルス信号である。ここで、上記基準周波数は、例えば当該DC−DCコンバータ1を適用する電子機器においてノイズとなり得る周波数域(例えば、オーディオ機器の可聴域:20Hz〜20KHz程度)の上限値よりも高い周波数(第1周波数)となるように設定されている。また、上記D−FF回路27の入力端子Dにはバイアス電圧VBが供給される。D−FF回路27のクリア端子CLには、ナンド回路28の出力信号S22が供給される。このD−FF回路27は、基準クロック信号CLKの立ち上がりエッジに応答して、出力端子QからHレベル(バイアス電圧VBレベル)の出力信号UPを出力する。また、D−FF回路27は、Lレベルの出力信号S22に応答して、出力端子QからLレベル(グランドレベル)の出力信号UPを出力する。   A reference clock signal CLK having the reference frequency is supplied to the clock terminal CK of the D-FF circuit 27. The reference clock signal CLK is a pulse signal having a fixed period (fixed frequency) generated by an oscillator (not shown), for example. Here, for example, the reference frequency is a frequency (first frequency) higher than an upper limit value of a frequency range (for example, an audible range of an audio device: about 20 Hz to 20 KHz) that may become noise in an electronic device to which the DC-DC converter 1 is applied. Frequency). The bias voltage VB is supplied to the input terminal D of the D-FF circuit 27. The output signal S22 of the NAND circuit 28 is supplied to the clear terminal CL of the D-FF circuit 27. The D-FF circuit 27 outputs an output signal UP of H level (bias voltage VB level) from the output terminal Q in response to the rising edge of the reference clock signal CLK. The D-FF circuit 27 outputs an output signal UP of L level (ground level) from the output terminal Q in response to the output signal S22 of L level.

ナンド回路28は、出力信号UPと出力信号DNとを否定論理積演算した結果を持つ出力信号S22を生成し、その出力信号S22をD−FF回路26,27のクリア端子CLに出力する。   The NAND circuit 28 generates an output signal S22 having a result obtained by performing a NAND operation on the output signal UP and the output signal DN, and outputs the output signal S22 to the clear terminals CL of the D-FF circuits 26 and 27.

インバータ回路29には、D−FF回路27の出力信号UPが供給される。このインバータ回路29は、出力信号UPを論理反転して反転信号XUPを生成し、その反転信号XUPをトランジスタT23のゲートに供給する。   The output signal UP of the D-FF circuit 27 is supplied to the inverter circuit 29. The inverter circuit 29 logically inverts the output signal UP to generate an inverted signal XUP, and supplies the inverted signal XUP to the gate of the transistor T23.

トランジスタT23のソースには、バイアス電圧VBが供給される。また、トランジスタT23のドレインは、トランジスタT24のドレインに接続されている。トランジスタT24のソースはグランドに接続されている。このトランジスタT24のゲートには、D−FF回路26の出力信号DNが供給される。   A bias voltage VB is supplied to the source of the transistor T23. The drain of the transistor T23 is connected to the drain of the transistor T24. The source of the transistor T24 is connected to the ground. The output signal DN of the D-FF circuit 26 is supplied to the gate of the transistor T24.

これらトランジスタT23,T24間のノードは抵抗R21の第1端子に接続されている。この抵抗R21の第2端子がコンデンサC22の第1端子に接続され、そのコンデンサC22の第2端子がグランドに接続されている。そして、コンデンサC22の第1端子の電圧が上記制御信号S21として電流源22に供給される。   A node between the transistors T23 and T24 is connected to the first terminal of the resistor R21. The second terminal of the resistor R21 is connected to the first terminal of the capacitor C22, and the second terminal of the capacitor C22 is connected to the ground. The voltage at the first terminal of the capacitor C22 is supplied to the current source 22 as the control signal S21.

なお、図9に示した遅延回路20において、バッファ回路24の代わりに図3に示した比較器23を設けるようにしてもよい。
次に、図9に示した遅延回路20(特に、調整回路25)の動作について説明する。
In the delay circuit 20 shown in FIG. 9, the comparator 23 shown in FIG. 3 may be provided instead of the buffer circuit 24.
Next, the operation of the delay circuit 20 (particularly the adjustment circuit 25) shown in FIG. 9 will be described.

図10(a)に示すように制御信号SG1の位相が基準クロック信号CLKの位相よりも遅れている場合には、調整回路25は、上記遅れている時間だけHレベルの出力信号UPを生成し、制御信号S21の電圧値を上昇させる。詳述すると、時刻t31において基準クロック信号CLKがLレベルからHレベルに遷移すると、その基準クロック信号CLKの立ち上がりエッジに応答してHレベルの出力信号UPがD−FF回路27から出力される。このとき、制御信号SG1がHレベルに維持されているため、反転信号XSG1の立ち上がりエッジは発生せず、D−FF回路26からはLレベルの出力信号DNが出力される。このため、Hレベルの出力信号UP(Lレベルの反転信号XUP)に応答してトランジスタT23がオンされ、Lレベルの出力信号DNに応答してトランジスタT24がオフされる。すると、オンしたトランジスタT23を通じてコンデンサC22に電流が流れ、そのコンデンサC22が充電される。これにより、トランジスタT23がオンしている期間(時刻t31〜t32参照)、制御信号S21の電圧値が時間の経過と共に徐々に上昇する。その後、時刻t32において、制御信号SG1がHレベルからLレベルに遷移すると、その制御信号SG1の立ち下がりエッジ(反転信号XSG1の立ち上がりエッジ)に応答してHレベルの出力信号DNがD−FF回路27から出力される。すると、ナンド回路28からLレベルの出力信号S22が出力され、そのLレベルの出力信号S22に応答してD−FF回路26,27からLレベルの出力信号DN,UPが出力される。これらLレベルの出力信号UP,DNに応答してトランジスタT23,T24がオフされる。このため、トランジスタT23がオンしている期間に充電されたコンデンサC22の充電電圧が制御信号S21になる。したがって、トランジスタT23がオンしている期間が長いほど、つまり基準クロック信号CLKの位相に対して制御信号SG1の位相が遅れているほど、制御信号S21の電圧値が高くなる。これに伴って、電流源22が流す電流I21の電流値が増加し、所定時間A1が短くなる、つまり制御信号SG1の立ち下がりタイミングが早くなる。   As shown in FIG. 10A, when the phase of the control signal SG1 is delayed from the phase of the reference clock signal CLK, the adjustment circuit 25 generates the H level output signal UP for the delayed time. The voltage value of the control signal S21 is increased. More specifically, when the reference clock signal CLK changes from the L level to the H level at time t31, the H-level output signal UP is output from the D-FF circuit 27 in response to the rising edge of the reference clock signal CLK. At this time, since the control signal SG1 is maintained at the H level, the rising edge of the inverted signal XSG1 does not occur, and the D-FF circuit 26 outputs the L level output signal DN. Therefore, the transistor T23 is turned on in response to the H level output signal UP (L level inversion signal XUP), and the transistor T24 is turned off in response to the L level output signal DN. Then, a current flows through the turned-on transistor T23 to the capacitor C22, and the capacitor C22 is charged. As a result, during the period in which the transistor T23 is on (see times t31 to t32), the voltage value of the control signal S21 gradually increases with time. Thereafter, at time t32, when the control signal SG1 transitions from the H level to the L level, the H level output signal DN is changed to the D-FF circuit in response to the falling edge of the control signal SG1 (the rising edge of the inverted signal XSG1). 27. Then, an L level output signal S22 is output from the NAND circuit 28, and L level output signals DN and UP are output from the D-FF circuits 26 and 27 in response to the L level output signal S22. In response to these L level output signals UP and DN, the transistors T23 and T24 are turned off. For this reason, the charging voltage of the capacitor C22 charged while the transistor T23 is on becomes the control signal S21. Therefore, the longer the period during which the transistor T23 is on, that is, the longer the phase of the control signal SG1 with respect to the phase of the reference clock signal CLK, the higher the voltage value of the control signal S21. Along with this, the current value of the current I21 flowing from the current source 22 increases and the predetermined time A1 becomes shorter, that is, the falling timing of the control signal SG1 becomes earlier.

このように、制御信号SG1の位相が基準クロック信号CLKの位相よりも遅れている場合には、調整回路25は、制御信号SG1の位相を進ませて基準クロック信号CLKの位相に近づけるように、制御信号S21の電圧値を上昇させる。   Thus, when the phase of the control signal SG1 is delayed from the phase of the reference clock signal CLK, the adjustment circuit 25 advances the phase of the control signal SG1 so as to approach the phase of the reference clock signal CLK. The voltage value of the control signal S21 is increased.

一方、図10(b)に示すように制御信号SG1の位相が基準クロック信号CLKの位相よりも進んでいる場合には、調整回路25は、上記進んでいる時間だけHレベルの出力信号DNを生成し、制御信号S21の電圧値を低下させる。詳述すると、時刻t33において制御信号SG1がHレベルからLレベルに遷移すると、その制御信号SG1の立ち下がりエッジ(反転信号XSG1の立ち上がりエッジ)に応答してHレベルの出力信号DNがD−FF回路26から出力される。このとき、基準クロック信号CLKがLレベルに維持されているため、D−FF回路27からはLレベルの出力信号UPが出力される。このため、Hレベルの出力信号DNに応答してトランジスタT24がオンされ、Lレベルの出力信号UPに応答してトランジスタT23がオフされる。すると、コンデンサC22に蓄積された電荷がオンしたトランジスタT24を通じてグランドに放電される。これにより、トランジスタT24がオンしている期間(時刻t33〜t34参照)、制御信号S21の電圧値が時間の経過と共に徐々に低下する。その後、時刻t34において、基準クロック信号CLKがLレベルからHレベルに遷移すると、その基準クロック信号CLKの立ち上がりエッジに応答してHレベルの出力信号UPがD−FF回路26から出力される。すると、ナンド回路28から出力されるLレベルの出力信号S22に応答して、D−FF回路26,27からLレベルの出力信号DN,UPが出力される。これらLレベルの出力信号UP,DNに応答してトランジスタT23,T24がオフされ、そのときのコンデンサC22の第1端子の電圧が制御信号S21になる。このため、トランジスタT24がオンしている期間が長いほど、つまり基準クロック信号CLKの位相に対して制御信号SG1の位相が進んでいるほど、制御信号S21の電圧値が低くなる。これに伴って、電流源22が流す電流I21の電流値が減少し、所定時間A1が長くなる、つまり制御信号SG1の立ち下がりタイミングが遅くなる。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the phase of the control signal SG1 is advanced from the phase of the reference clock signal CLK, the adjustment circuit 25 outputs the output signal DN at the H level for the advanced time. And the voltage value of the control signal S21 is reduced. More specifically, when the control signal SG1 transitions from the H level to the L level at time t33, the output signal DN at the H level is D-FF in response to the falling edge of the control signal SG1 (the rising edge of the inverted signal XSG1). Output from the circuit 26. At this time, since the reference clock signal CLK is maintained at the L level, the D-FF circuit 27 outputs the L level output signal UP. For this reason, the transistor T24 is turned on in response to the H level output signal DN, and the transistor T23 is turned off in response to the L level output signal UP. Then, the electric charge accumulated in the capacitor C22 is discharged to the ground through the transistor T24 that is turned on. As a result, during the period in which the transistor T24 is on (see times t33 to t34), the voltage value of the control signal S21 gradually decreases with time. Thereafter, at time t34, when the reference clock signal CLK transitions from the L level to the H level, the H-level output signal UP is output from the D-FF circuit 26 in response to the rising edge of the reference clock signal CLK. Then, in response to the L level output signal S22 output from the NAND circuit 28, the L level output signals DN and UP are output from the D-FF circuits 26 and 27. In response to these L level output signals UP and DN, the transistors T23 and T24 are turned off, and the voltage at the first terminal of the capacitor C22 at that time becomes the control signal S21. For this reason, the longer the period during which the transistor T24 is on, that is, the more the phase of the control signal SG1 is advanced with respect to the phase of the reference clock signal CLK, the lower the voltage value of the control signal S21. Along with this, the current value of the current I21 flowing from the current source 22 decreases and the predetermined time A1 becomes longer, that is, the falling timing of the control signal SG1 is delayed.

このように、制御信号SG1の位相が基準クロック信号CLKの位相よりも進んでいる場合には、調整回路25は、制御信号SG1の位相を遅らせて基準クロック信号CLKの位相に近づけるように、制御信号S21の電圧値を低下させる。   As described above, when the phase of the control signal SG1 is ahead of the phase of the reference clock signal CLK, the adjustment circuit 25 performs control so that the phase of the control signal SG1 is delayed to approach the phase of the reference clock signal CLK. The voltage value of the signal S21 is reduced.

以上のように、調整回路25は、制御信号SG1の周期T(所定時間A1に応じたスイッチング周期T)と基準クロック信号CLKの基準周期Tcとの比較結果に応じて、制御信号S21の電圧値、つまり電流I21の電流値を調整し、周期Tと基準周期Tcとが一致するように所定時間A1を調整する。換言すると、調整回路25は、出力トランジスタT1のスイッチング周波数と基準クロック信号CLKの基準周波数との比較結果に応じて、スイッチング周波数が基準周波数に近づくように電流I21の電流値を調整する。   As described above, the adjustment circuit 25 determines the voltage value of the control signal S21 according to the comparison result between the cycle T of the control signal SG1 (switching cycle T according to the predetermined time A1) and the reference cycle Tc of the reference clock signal CLK. That is, the current value of the current I21 is adjusted, and the predetermined time A1 is adjusted so that the period T and the reference period Tc coincide. In other words, the adjustment circuit 25 adjusts the current value of the current I21 so that the switching frequency approaches the reference frequency according to the comparison result between the switching frequency of the output transistor T1 and the reference frequency of the reference clock signal CLK.

なお、図10(c)に示すように、制御信号SG1の周期Tと基準クロック信号CLKの基準周期Tcとが一致している場合には、ナンド回路28から常にLレベルの出力信号S22が出力され、D−FF回路26,27がクリア状態に維持される。このため、D−FF回路26,27からはLレベルの出力信号DN,UPが出力され、トランジスタT23,T24がオフされる。したがって、制御信号S21の電圧値が直前のスイッチング周期Tにおける制御信号S21の電圧値に維持される。   As shown in FIG. 10C, when the cycle T of the control signal SG1 and the reference cycle Tc of the reference clock signal CLK match, the NAND circuit 28 always outputs an L level output signal S22. Then, the D-FF circuits 26 and 27 are maintained in a clear state. Therefore, the L-level output signals DN and UP are output from the D-FF circuits 26 and 27, and the transistors T23 and T24 are turned off. Therefore, the voltage value of the control signal S21 is maintained at the voltage value of the control signal S21 in the immediately preceding switching cycle T.

・図3、図5及び図9に示した遅延回路20におけるPチャネルMOSトランジスタT22を省略してもよい。
・上記実施形態では、遅延回路20によって所定時間A1を設定するようにしたが、これに限らず、例えばタイマ回路によって所定時間A1を設定するようにしてもよい。
The P-channel MOS transistor T22 in the delay circuit 20 shown in FIGS. 3, 5, and 9 may be omitted.
In the above embodiment, the predetermined time A1 is set by the delay circuit 20, but the present invention is not limited to this. For example, the predetermined time A1 may be set by a timer circuit.

・上記実施形態では、出力電圧Voを抵抗R1,R2で分圧した分圧電圧を帰還電圧VFBとした。これに限らず、例えば出力電圧Voそのものを帰還電圧VFBとしてもよい。   In the above embodiment, the divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo by the resistors R1 and R2 is used as the feedback voltage VFB. For example, the output voltage Vo itself may be used as the feedback voltage VFB.

・上記実施形態では、出力トランジスタT1(スイッチング素子)の一例としてPチャネルMOSトランジスタを開示したが、NチャネルMOSトランジスタを用いてもよい。また、スイッチング素子としてバイポーラトランジスタを用いてもよい。あるいは、複数のトランジスタを含むスイッチング素子を用いてもよい。   In the above embodiment, a P-channel MOS transistor is disclosed as an example of the output transistor T1 (switching element), but an N-channel MOS transistor may be used. A bipolar transistor may be used as the switching element. Alternatively, a switching element including a plurality of transistors may be used.

・上記実施形態における基準電圧Vrを制御回路3の外部で生成するようにしてもよい。すなわち、基準電源E1を制御回路3の外部に設けるようにしてもよい。
・上記実施形態における基準電圧Vcを制御回路3の外部で生成するようにしてもよい。すなわち、基準電源E2を制御回路3の外部に設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the reference voltage Vr may be generated outside the control circuit 3. That is, the reference power source E1 may be provided outside the control circuit 3.
In the above embodiment, the reference voltage Vc may be generated outside the control circuit 3. That is, the reference power source E2 may be provided outside the control circuit 3.

・上記実施形態における帰還電圧VFBを制御回路3の外部で生成するようにしてもよい。すなわち、抵抗R1,R2を制御回路3の外部に設けるようにしてもよい。
・上記実施形態における出力トランジスタT1を制御回路3に含めるようにしてもよい。また、コンバータ部2を制御回路3に含めるようにしてもよい。
The feedback voltage VFB in the above embodiment may be generated outside the control circuit 3. That is, the resistors R1 and R2 may be provided outside the control circuit 3.
The output transistor T1 in the above embodiment may be included in the control circuit 3. Further, the converter unit 2 may be included in the control circuit 3.

・上記実施形態では、非同期整流方式のDC−DCコンバータに具体化したが、同期整流方式のDC−DCコンバータに具体化してもよい。とくに、軽負荷時等に電流不連続モードで動作する同期整流方式のDC−DCコンバータの場合には、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the asynchronous rectification DC-DC converter is embodied. However, the synchronous rectification DC-DC converter may be embodied. In particular, in the case of a synchronous rectification type DC-DC converter that operates in a current discontinuous mode at a light load or the like, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、オン時間固定型のDC−DCコンバータ1に具体化したが、オフ時間固定型のDC−DCコンバータに具体化してもよい。
・上記実施形態では、RS−FF回路11及びワンショット回路12を用いた自励方式のDC−DCコンバータに具体化したが、例えばヒステリシスコンパレータを用いた自励方式のDC−DCコンバータに具体化してもよい。また、出力電圧Voと基準電圧とをコンパレータで常に比較し、リップル成分により出力電圧Voが基準電圧を横切る場合に出力トランジスタT1をスイッチングすることで出力電圧Voを制御する、いわゆるコンパレータ方式のDC−DCコンバータに具体化してもよい。
In the above-described embodiment, the DC-DC converter 1 with a fixed on-time is embodied, but it may be embodied with a DC-DC converter with a fixed off-time.
In the above embodiment, the self-excited DC-DC converter using the RS-FF circuit 11 and the one-shot circuit 12 is embodied. However, for example, the self-excited DC-DC converter using the hysteresis comparator is embodied. May be. Further, the output voltage Vo and the reference voltage are always compared by a comparator, and when the output voltage Vo crosses the reference voltage due to a ripple component, the output voltage Vo is controlled by switching the output transistor T1. A DC converter may be embodied.

・図11に、上記DC−DCコンバータ1を有する電子機器100の一例を示す。電子機器100は、本体部110(内部回路)と、本体部110に電力を供給する電源部130とを有している。   FIG. 11 shows an example of an electronic device 100 having the DC-DC converter 1. The electronic device 100 includes a main body 110 (internal circuit) and a power supply 130 that supplies power to the main body 110.

まず、本体部110の内部構成例を説明する。
プログラムを実行する中央処理装置(CPU)111には、そのCPU111で実行されるプログラム又はCPU111が処理するデータを記憶するメモリ112が接続されている。また、CPU111には、インタフェース(I/F)113を介してキーボード114A及びポインティングデバイス114Bが接続されている。ポインティングデバイス114Bは、例えばマウス、トラックボール、タッチパネルや静電センサを有するフラットデバイス等である。
First, an internal configuration example of the main body 110 will be described.
A central processing unit (CPU) 111 that executes a program is connected to a memory 112 that stores a program executed by the CPU 111 or data processed by the CPU 111. In addition, a keyboard 114 </ b> A and a pointing device 114 </ b> B are connected to the CPU 111 via an interface (I / F) 113. The pointing device 114B is, for example, a flat device having a mouse, a trackball, a touch panel, or an electrostatic sensor.

また、CPU111には、インタフェース115を介してディスプレイ116が接続され、インタフェース117を介して通信部118が接続されている。ディスプレイ116は、例えば液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンスパネル等である。通信部118は、例えばローカルエリアネットワークボード等である。   In addition, a display 116 is connected to the CPU 111 via an interface 115, and a communication unit 118 is connected via an interface 117. The display 116 is, for example, a liquid crystal display or an electroluminescence panel. The communication unit 118 is, for example, a local area network board.

また、CPU111には、インタフェース119を介して外部記憶装置120が接続され、インタフェース121を介して着脱可能記録媒体アクセス装置122が接続されている。外部記憶装置120は、例えばハードディスクである。アクセス装置122がアクセスする着脱可能な記録媒体としては、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、フラッシュメモリカード等が挙げられる。   Further, an external storage device 120 is connected to the CPU 111 via an interface 119, and a removable recording medium access device 122 is connected via an interface 121. The external storage device 120 is, for example, a hard disk. Examples of the removable recording medium accessed by the access device 122 include a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disk), and a flash memory card.

次に、電源部130の内部構成例を説明する。
DC−DCコンバータ1と交流アダプタ131は、スイッチSWを介して上記本体部110に接続されている。これらDC−DCコンバータ1及び交流アダプタ131のいずれか一方から電力が本体部110に供給される。DC−DCコンバータ1は、図11の例では、例えば電池132からの入力電圧Vinを出力電圧Voに変換し、その出力電圧Voを本体部110に供給する。
Next, an internal configuration example of the power supply unit 130 will be described.
The DC-DC converter 1 and the AC adapter 131 are connected to the main body 110 via the switch SW. Power is supplied to the main body 110 from either the DC-DC converter 1 or the AC adapter 131. In the example of FIG. 11, the DC-DC converter 1 converts, for example, an input voltage Vin from the battery 132 into an output voltage Vo, and supplies the output voltage Vo to the main body 110.

このような電子機器としては、ノート型のパーソナルコンピュータ、携帯電話等の通信機器、携帯情報端末(PDA)等の情報処理装置、デジタルカメラやビデオカメラ等の映像機器、テレビジョン装置等の受信機などが挙げられる。その他にも、上記DC−DCコンバータ1はオーディオ機器等の電子機器に適用することができる。   Such electronic devices include notebook personal computers, communication devices such as mobile phones, information processing devices such as personal digital assistants (PDAs), video equipment such as digital cameras and video cameras, and receivers such as television devices. Etc. In addition, the DC-DC converter 1 can be applied to electronic devices such as audio devices.

1 DC−DCコンバータ(電源、電源装置)
2 コンバータ部
3 制御回路
20 遅延回路
22 電流源
25 調整回路
30 チャージポンプ
100 電子機器
110 本体部
T1 出力トランジスタ
T21 NチャネルMOSトランジスタ
T22 PチャネルMOSトランジスタ
T31 PチャネルMOSトランジスタ
T32 NチャネルMOSトランジスタ
T33 PチャネルMOSトランジスタ
T34 NチャネルMOSトランジスタ
C1 コンデンサ
C21 コンデンサ
D2 ダイオード
I21 電流
Vin 入力電圧
Vo 出力電圧
SG1 制御信号
SG2 遅延信号
Pi 入力端子
Po 出力端子
LX ノード
A1 所定時間
1 DC-DC converter (power supply, power supply)
2 Converter unit 3 Control circuit 20 Delay circuit 22 Current source 25 Adjustment circuit 30 Charge pump 100 Electronic device 110 Main unit T1 Output transistor T21 N channel MOS transistor T22 P channel MOS transistor T31 P channel MOS transistor T32 N channel MOS transistor T33 P channel MOS transistor T34 N-channel MOS transistor C1 capacitor C21 capacitor D2 diode I21 current Vin input voltage Vo output voltage SG1 control signal SG2 delay signal Pi input terminal Po output terminal LX node A1 predetermined time

Claims (10)

入力電圧が供給される入力端子と第1ノードとの間に接続されるスイッチング素子をスイッチングすることにより出力端子に出力電圧を生成する電源の制御回路であって、
前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号に応答して、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の最低周波数を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記スイッチング周波数が所定周波数以下になった場合に、前記制御信号に応じて、前記入力電圧と異なる電位の第1電源線と前記出力端子との間に接続される第1コンデンサに蓄積された電荷を前記入力端子に回生する第1回路を有することを特徴とする電源の制御回路。
A power supply control circuit that generates an output voltage at an output terminal by switching a switching element connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and a first node,
In response to a control signal for controlling the switching of the switching element, the controller has a control unit for controlling the lowest switching frequency of the switching element,
The control unit includes a first capacitor connected between the first power supply line having a potential different from the input voltage and the output terminal according to the control signal when the switching frequency is equal to or lower than a predetermined frequency. A power supply control circuit comprising a first circuit for regenerating the charge accumulated in the input terminal to the input terminal.
前記制御部は、前記制御信号を所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延回路を有し、
前記第1回路は、
前記第1ノードと前記出力端子との間に設けられた容量素子と、
前記第1ノードと前記容量素子との間に設けられた第1スイッチ回路と、
前記容量素子と前記出力端子との間に設けられた第2スイッチ回路と、を有し、
前記遅延信号に基づいて、前記第1スイッチ回路を前記第1電源線に接続し、前記第2スイッチ回路を前記出力端子に接続する第1の状態と、前記第1スイッチ回路を前記第1ノードに接続し、前記第2スイッチ回路を前記入力端子に接続する第2の状態とに切り替えられることを特徴とする請求項1に記載の電源の制御回路。
The control unit includes a delay circuit that generates a delay signal obtained by delaying the control signal for a predetermined time,
The first circuit includes:
A capacitive element provided between the first node and the output terminal;
A first switch circuit provided between the first node and the capacitive element;
A second switch circuit provided between the capacitive element and the output terminal,
Based on the delay signal, a first state in which the first switch circuit is connected to the first power supply line, and the second switch circuit is connected to the output terminal, and the first switch circuit is connected to the first node. 2. The power supply control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is switched to a second state in which the second switch circuit is connected to the input terminal.
前記第1スイッチ回路は、前記第1ノードに接続された第1端子と前記容量素子に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第1スイッチと、前記第1スイッチの第2端子に接続された第1端子と前記第1電源線に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第2スイッチとを有し、
前記第2スイッチ回路は、前記入力端子に接続された第1端子と前記容量素子に接続された第2端子と前記制御信号が供給される制御端子とを有する第3スイッチと、前記第3スイッチの第2端子に接続された第1端子と前記出力端子に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第4スイッチとを有することを特徴とする請求項2に記載の電源の制御回路。
The first switch circuit includes a first switch having a first terminal connected to the first node, a second terminal connected to the capacitor, and a control terminal to which the delay signal is supplied; A second switch having a first terminal connected to a second terminal of the switch, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal to which the delay signal is supplied;
The second switch circuit includes a third switch having a first terminal connected to the input terminal, a second terminal connected to the capacitor, and a control terminal to which the control signal is supplied, and the third switch 3. A fourth switch having a first terminal connected to the second terminal, a second terminal connected to the output terminal, and a control terminal to which the delay signal is supplied. The power supply control circuit described.
前記第1回路は、前記第2スイッチ回路と前記入力端子との間に設けられたダイオードを有し、
前記第1スイッチ回路は、前記第1ノードに接続された第1端子と前記容量素子に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第1スイッチと、前記第1スイッチの第2端子に接続された第1端子と前記第1電源線に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第2スイッチとを有し、
前記第2スイッチ回路は、前記ダイオードのアノードに接続された第1端子と前記容量素子に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第3スイッチと、前記第3スイッチの第2端子に接続された第1端子と前記出力端子に接続された第2端子と前記遅延信号が供給される制御端子とを有する第4スイッチとを有することを特徴とする請求項2に記載の電源の制御回路。
The first circuit has a diode provided between the second switch circuit and the input terminal,
The first switch circuit includes a first switch having a first terminal connected to the first node, a second terminal connected to the capacitor, and a control terminal to which the delay signal is supplied; A second switch having a first terminal connected to a second terminal of the switch, a second terminal connected to the first power supply line, and a control terminal to which the delay signal is supplied;
The second switch circuit includes a third switch having a first terminal connected to an anode of the diode, a second terminal connected to the capacitor, and a control terminal to which the delay signal is supplied, and the third switch 3. A fourth switch having a first terminal connected to a second terminal of the switch, a second terminal connected to the output terminal, and a control terminal to which the delay signal is supplied. The power supply control circuit described in 1.
前記遅延回路は、前記制御信号の信号レベルが第1レベルから該第1レベルと異なる第2レベルへの遷移に応答して、前記遷移から所定時間だけ遅延したタイミングで前記遅延信号の信号レベルを前記第1レベルから前記第2レベルに遷移させることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の電源の制御回路。   In response to the transition from the first level to the second level different from the first level, the delay circuit sets the signal level of the delayed signal at a timing delayed by a predetermined time from the transition. 5. The power supply control circuit according to claim 2, wherein transition is made from the first level to the second level. 6. 前記遅延回路は、
第1電流を生成する電流源と、
前記第1電源線と異なる第2電源線と前記電流源との間に設けられ、前記制御信号に応答してオン・オフされる第5スイッチと、
前記電流源に接続され、前記第1電流により充電又は放電される第2コンデンサと、
前記第2コンデンサと並列に接続され、前記制御信号に応答して前記第5スイッチと相補的にオン・オフされる第6スイッチと、を有し、
前記第2コンデンサの電圧が所定の電圧値に達したときに、前記遅延信号の信号レベルを前記第1レベルから前記第2レベルに遷移させることを特徴とする請求項5に記載の電源の制御回路。
The delay circuit is
A current source for generating a first current;
A fifth switch provided between a second power supply line different from the first power supply line and the current source and turned on / off in response to the control signal;
A second capacitor connected to the current source and charged or discharged by the first current;
A sixth switch connected in parallel with the second capacitor and turned on / off complementarily with the fifth switch in response to the control signal;
6. The power supply control according to claim 5, wherein when the voltage of the second capacitor reaches a predetermined voltage value, the signal level of the delay signal is changed from the first level to the second level. circuit.
前記遅延回路は、
前記スイッチング周波数と基準周波数との比較結果に応じて、前記スイッチング周波数を前記基準周波数に近づけるように前記第1電流の電流値を調整する調整回路を有することを特徴とする請求項6に記載の電源の制御回路。
The delay circuit is
The adjustment circuit according to claim 6, further comprising: an adjustment circuit that adjusts a current value of the first current so that the switching frequency approaches the reference frequency according to a comparison result between the switching frequency and the reference frequency. Power supply control circuit.
入力電圧が供給される入力端子と第1ノードとの間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路とを有し、前記スイッチング素子をスイッチングすることにより出力端子に出力電圧を生成する電源装置であって、
前記制御回路は、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号に応答して、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の最低周波数を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記スイッチング周波数が所定周波数以下になった場合に、前記制御信号に応じて、前記入力電圧と異なる電位の第1電源線と前記出力端子との間に接続される第1コンデンサに蓄積された電荷を前記入力端子に回生する第1回路を有することを特徴とする電源装置。
A switching element connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and the first node; and a control circuit that controls the switching of the switching element, and the output voltage is applied to the output terminal by switching the switching element. A power supply that generates
The control circuit has a control unit that controls a minimum switching frequency of the switching element in response to a control signal for switching control of the switching element,
The control unit includes a first capacitor connected between the first power supply line having a potential different from the input voltage and the output terminal according to the control signal when the switching frequency is equal to or lower than a predetermined frequency. A power supply device comprising: a first circuit for regenerating charge accumulated in the input terminal.
入力電圧が供給される入力端子と第1ノードとの間に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路とを有し、前記スイッチング素子をスイッチングすることにより出力端子に出力電圧を生成する電源と、
前記出力電圧が供給される内部回路と、を有する電子機器であって、
前記制御回路は、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号に応答して、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の最低周波数を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記スイッチング周波数が所定周波数以下になった場合に、前記制御信号に応じて、前記入力電圧と異なる電位の第1電源線と前記出力端子との間に接続される第1コンデンサに蓄積された電荷を前記入力端子に回生する第1回路を有することを特徴とする電子機器。
A switching element connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and the first node; and a control circuit that controls the switching of the switching element, and the output voltage is applied to the output terminal by switching the switching element. Generating power,
An internal circuit to which the output voltage is supplied,
The control circuit has a control unit that controls a minimum switching frequency of the switching element in response to a control signal for switching control of the switching element,
The control unit includes a first capacitor connected between the first power supply line having a potential different from the input voltage and the output terminal according to the control signal when the switching frequency is equal to or lower than a predetermined frequency. An electronic apparatus comprising: a first circuit for regenerating the charge accumulated in the input terminal.
入力電圧が供給される入力端子と第1ノードとの間に接続されるスイッチング素子をスイッチングすることにより出力端子に出力電圧を生成する電源の制御方法であって、
前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号に応答して、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の最低周波数を制御するとともに、
前記スイッチング周波数が所定周波数以下になった場合に、前記制御信号に応じて、前記入力電圧と異なる電位の第1電源線と前記出力端子との間に接続される第1コンデンサに蓄積された電荷を前記入力端子に回生することを特徴とする電源の制御方法。
A power supply control method for generating an output voltage at an output terminal by switching a switching element connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and a first node,
In response to a control signal for controlling the switching of the switching element, the minimum frequency of the switching frequency of the switching element is controlled,
When the switching frequency is equal to or lower than a predetermined frequency, the electric charge accumulated in the first capacitor connected between the first power supply line having a potential different from the input voltage and the output terminal according to the control signal Is regenerated at the input terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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