JP2014075932A - 電源装置及びこれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源装置Xにおいて、スイッチ制御回路10は、インダクタ電流IL1に応じた検出信号ΔV1を増幅して増幅検出信号I1を生成するアンプ14と、増幅検出信号I1よりも振幅の大きいランプ信号V11を生成するランプ信号生成部15と、増幅検出信号I1とランプ信号V11とを足し合わせて基準信号V12を生成する加算部16と、誤差信号Vcompと基準信号V12とを比較して比較信号S11を生成するコンパレータ13と、クロック信号CLK1と比較信号S11に応じてスイッチ制御信号S12を生成するロジック部12と、スイッチ制御信号S12に応じて出力段OS1(N11、N12、L1、R1)の駆動制御を行うドライバ11と、を含む。
【選択図】図13
Description
図1は、電源装置Xの第1実施形態を示す図である。本構成例の電源装置Xは、半導体装置1と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(Nチャネル型MOS[metal oxide semiconductor]電界効果トランジスタN11及びN12、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタN21及びN22、インダクタL1及びL2、センス抵抗R1及びR2、並びに、キャパシタCo)と、を有する。
図12は、電源装置Xの第2実施形態を示す図である。第2実施形態の電源装置Xは、インダクタ電流IL1及びIL2を検出するための手段として、インダクタ抵抗DCR1及びDCR2を利用する構成とされている。本構成を採用する場合には、インダクタL1及びL2と並列に、それぞれ、抵抗R11及びキャパシタC1、並びに、抵抗R21及びキャパシタC2を接続し、キャパシタC1及びC2の両端間電圧を電流アンプ14及び24にそれぞれ入力すればよい。また、インダクタL1及びL2の温度特性をキャンセルする手段として、キャパシタC1及びC2と並列に抵抗R12及びR22(例えばサーミスタ)を接続してもよい。
図13は、電源装置Xの第3実施形態を示す図である。第3構成例の電源装置Xは、出力段OS2とスイッチ制御回路20を省略したシングルフェイズ型とされている。このように、先に説明した種々の構成は、マルチフェイズ型だけでなく、シングルフェイズ型にも適用することが可能である。
図14は、電源装置Xを搭載したデスクトップパソコンYの一構成例を示す外観図である。本構成例のデスクトップパソコンYは、本体ケースY10と、液晶モニタY20と、キーボードY30と、マウスY40と、を有する。
なお、上記では、本発明の適用対象として、デスクトップパソコンYを例に挙げたが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、様々な電子機器(ノートパソコンやゲーム機など)に広く適用することが可能である。
10、20 スイッチ制御回路
11、21 ドライバ
12、22 RSフリップフロップ
13、23 コンパレータ
14、24 電流アンプ
15、25 ランプ信号生成部
16、26 加算部
30 誤差増幅回路
31 オペアンプ
32 抵抗
33 キャパシタ
34 電流アンプ
35、36 抵抗
37 キャパシタ
38 位相補償回路
40 発振回路
41 オシレータ
42 定電流源
43 ローパスフィルタ
44 定電圧源
45 電流アンプ
46 カレントミラー
50 電流平衡回路
51、52 抵抗
53〜56 カレントミラー
141 オペアンプ
142 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
143 抵抗
144 カレントミラー
151 充電電流生成回路
152 キャパシタ
153 定電圧源
154、155 スイッチ
156 インバータ
161 バッファ
162 抵抗
N11、N12、N21、N22 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
L1、L2 インダクタ
R1、R2 センス抵抗
R11、R12、R21、R22 抵抗
DCR1、DCR2 インダクタ抵抗
Co、C1、C2 キャパシタ
OS1、OS2 出力段
a1〜a3 抵抗
a4 定電流源
a5 pnp型バイポーラトランジスタ
a6 npn型バイポーラトランジスタ
a7、a8 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
X 電源装置
Y デスクトップパソコン
Y10 本体ケース
Y11 中央演算処理装置
Y12 メモリ
Y13 光学ドライブ
Y14 ハードディスクドライブ
Y20 液晶モニタ
Y30 キーボード
Y40 マウス
Z 負荷
Claims (14)
- インダクタ電流をスイッチング制御して入力電圧から出力電圧を生成する出力段と、
前記出力電圧とその目標値との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差増幅回路と、
前記誤差信号が小さくなるように前記出力段の駆動制御を行うスイッチ制御回路と、
を有する電源装置であって、
前記スイッチ制御回路は、
前記インダクタ電流に応じた検出信号を増幅して増幅検出信号を生成するアンプと、
前記増幅検出信号よりも振幅の大きいランプ信号を生成するランプ信号生成部と、
前記増幅検出信号と前記ランプ信号とを足し合わせて基準信号を生成する加算部と、
前記誤差信号と前記基準信号とを比較して比較信号を生成するコンパレータと、
クロック信号と前記比較信号に応じてスイッチ制御信号を生成するロジック部と、
前記スイッチ制御信号に応じて前記出力段の駆動制御を行うドライバと、
を含むことを特徴とする電源装置。 - 前記ランプ信号生成部は、前記入力電圧が高いほど前記ランプ信号の上昇傾きを大きくすることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記ランプ信号生成部は、前記ランプ信号をゼロよりも高い信号値にバイアスすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置。
- 前記クロック信号を生成する発振回路をさらに有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記発振回路は、前記出力電圧の変動を抑制するように前記クロック信号の発振周波数を可変制御することを特徴とする請求項4に記載の電源装置。
- 前記誤差増幅回路は、
非反転入力端が参照電圧の印加端に接続されたオペアンプと、
前記出力電圧の印加端と前記オペアンプの反転入力端との間に接続された抵抗と、
前記オペアンプの反転入力端と出力端との間に接続されたキャパシタと、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記誤差増幅回路は、
非反転入力端が参照電圧の印加端に接続された電流アンプと、
前記出力電圧を分圧して前記電流アンプの反転入力端に出力する分圧回路と、
前記電流アンプの出力端と接地端との間に接続されたキャパシタと、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記検出信号は、センス抵抗またはインダクタ抵抗を利用して検出されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記出力段は、降圧型、昇圧型、または、昇降圧型であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記誤差増幅回路と前記スイッチ制御回路は、半導体装置に集積化されており、前記出力段は、前記半導体装置に外付けされていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記出力段と前記スイッチ制御回路を複数組有し、
各組のスイッチ制御回路は、互いに異なる位相で、各々に対応する出力段の駆動制御を行うことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の電源装置。 - 各組の出力段に流れるインダクタ電流が互いに一致するように前記誤差信号を補正して各組毎の誤差信号を生成する電流平衡回路をさらに有することを特徴とする請求項11に記載の電源装置。
- 請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の電源装置と、
前記電源装置から出力電圧の供給を受けて動作する負荷と、
を有することを特徴とする電子機器。 - 前記負荷は、演算処理装置またはメモリであることを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
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