JP2014093863A - Power supply device and method for controlling power supply - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device capable of improving the voltage accuracy of an output voltage while being kept operating stably in a CCM region.SOLUTION: A DC-DC converter 1 has a coil L, a switch SW11 for storing energy in the coil L, and switch circuits 21, 22, 23 connected in cascade between the coil L and output terminals Po1-Po4. The DC-DC converter 1 has a first control unit 30 for controlling on/off of the switch 11 on the basis of the result of all output voltages Vo1-Vo4 being synthesized, so that the result is brought closer to a first target value. The DC-DC converter 1 has second to fourth control units 40, 50, 60 for controlling on/off of the switch circuit 21 on the basis of the result of output voltages Vo2-Vo4 being synthesized, controlling on/off of the switch circuit 22 on the basis of the result of output voltages Vo3 and Vo4 being synthesized, and controlling on/off of the switch circuit 23 on the basis of only the output voltage Vo4.

Description

本発明は、電源装置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 apparatus and a power supply control method.

パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器は、信号処理を行う内部回路に駆動電圧を供給するスイッチング電源回路(DC−DCコンバータ)を内蔵している。スイッチング電源回路は、例えばACアダプタやバッテリから供給される直流電圧を、内部回路の動作に適した駆動電圧に変換する。例えばスイッチング電源回路は、主スイッチをオン・オフ制御して直流入力電圧を昇圧・降圧して直流出力電圧を生成するとともに、負荷に供給する上記直流出力電圧を一定の目標電圧に保つようにフィードバック制御を行っている。   Electronic devices such as personal computers and mobile phones have a built-in switching power supply circuit (DC-DC converter) that supplies a drive voltage to an internal circuit that performs signal processing. The switching power supply circuit converts a DC voltage supplied from, for example, an AC adapter or a battery into a driving voltage suitable for the operation of the internal circuit. For example, the switching power supply circuit controls on / off of the main switch to boost and step down the DC input voltage to generate a DC output voltage, and feed back the DC output voltage supplied to the load to a constant target voltage. Control is in progress.

ところで、近年、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話等の携帯型電子機器の普及に伴って、上記スイッチング電源回路に対する小型化の要求が高まっている。そこで、このような要求に応えるべく、1つのインダクタ(コイル)で複数の出力を得ることができる単一インダクタ多出力型(Single Inductor Multiple Output:SIMO)DC−DCコンバータが提案されている。この種のDC−DCコンバータでは、複数の出力で単一のインダクタが共用されるため、出力数の増加に伴う部品点数の増加及び回路面積の増大を抑えることができる。   Incidentally, in recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as notebook personal computers and mobile phones, there is an increasing demand for miniaturization of the switching power supply circuit. Therefore, in order to meet such a demand, a single inductor multiple output (SIMO) DC-DC converter capable of obtaining a plurality of outputs with one inductor (coil) has been proposed. In this type of DC-DC converter, since a single inductor is shared by a plurality of outputs, an increase in the number of components and an increase in circuit area due to an increase in the number of outputs can be suppressed.

上記多出力型DC−DCコンバータでは、各出力(負荷)毎にスイッチング周期が予め割り当てられており、各スイッチング周期内で各負荷に必要な電力供給が行われている。例えば負荷が2つの場合には、2つの負荷に対して交互にスイッチング周期が割り当てられる。そして、各スイッチング周期では、対応する負荷の軽重に応じて、単一のインダクタへ入力電圧に応じた電流を流すための主スイッチをオンする時間(デューティ比)が調整されている。このため、このようなDC−DCコンバータを安定して動作させるためには、各スイッチング周期の終了時までにインダクタに流れるコイル電流をゼロにする必要がある。すなわち、上記DC−DCコンバータを安定して動作させるためには、各スイッチング周期においてコイル電流ILの変化が不連続となる電流不連続モード(Discontinuous Conduction Mode:DCM)で動作させる必要がある。これは、各スイッチング周期においてコイル電流ILが連続的に変化する電流連続モード(Continuous Conduction Mode:CCM)で動作させた場合には、インダクタに残されたエネルギーが次のスイッチング周期で他の負荷に放出され、出力電圧が不安定となってしまうためである。しかしながら、DC−DCコンバータをDCMで動作させた場合には、CCMで動作させた場合よりも効率が悪いという問題がある。   In the multi-output type DC-DC converter, a switching cycle is assigned in advance for each output (load), and necessary power is supplied to each load within each switching cycle. For example, when there are two loads, switching periods are alternately assigned to the two loads. In each switching cycle, the time (duty ratio) for turning on the main switch for causing the current corresponding to the input voltage to flow through the single inductor is adjusted according to the weight of the corresponding load. For this reason, in order to stably operate such a DC-DC converter, it is necessary to make the coil current flowing through the inductor zero before the end of each switching cycle. That is, in order to stably operate the DC-DC converter, it is necessary to operate in a discontinuous conduction mode (DCM) in which the change of the coil current IL is discontinuous in each switching period. This is because, when operated in a continuous current mode (CCM) in which the coil current IL continuously changes in each switching cycle, the energy remaining in the inductor is transferred to another load in the next switching cycle. This is because the output voltage becomes unstable. However, when the DC-DC converter is operated with DCM, there is a problem that the efficiency is lower than when the DC-DC converter is operated with CCM.

そこで、CCMで動作を可能とした単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータが提案されている(例えば、特許文献1〜3及び非特許文献1参照)。図16は、この種のDC−DCコンバータの一例を示している。図16に示したDC−DCコンバータ7は、入力電圧Viに基づいて、その入力電圧Viよりも低い2つの出力電圧Vo21,Vo22を生成する同期整流方式の降圧型DC−DCコンバータである。   Therefore, single inductor multi-output DC-DC converters that can operate with CCM have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Document 1). FIG. 16 shows an example of this type of DC-DC converter. The DC-DC converter 7 shown in FIG. 16 is a synchronous rectification step-down DC-DC converter that generates two output voltages Vo21 and Vo22 lower than the input voltage Vi based on the input voltage Vi.

図16に示すように、DC−DCコンバータ7は、入力電圧Viが供給されるメイン側のスイッチSW61と、同期側のスイッチSW62と、それらスイッチSW61,SW62間の接続点に接続されたインダクタ(コイル)L11とを有している。DC−DCコンバータ7は、コイルL11に共通に接続された出力側のスイッチSW63,SW64と、スイッチSW63,SW64にそれぞれ接続されたコンデンサC21,C22とを有している。また、DC−DCコンバータ7は、2つの出力電圧Vo21,Vo22を合算した電圧に応じた帰還電圧VFB21を生成する回路111と、帰還電圧VFB21と基準電圧Vr1との差電圧を増幅した誤差信号S11を生成する誤差増幅回路112とを有している。DC−DCコンバータ7は、誤差信号S11に基づいてメイン側のスイッチSW61及び同期側のスイッチSW62を相補的にオン・オフ制御するPWM(Pulse Width Modulation)制御回路113を有している。さらに、DC−DCコンバータ7は、誤差増幅回路115を含み、2つの出力電圧Vo21,Vo22の差電圧に応じた信号S12を生成する回路114と、上記信号S12に基づいて出力側のスイッチSW63,SW64を相補的にオン・オフ制御するPWM制御回路116とを有している。   As shown in FIG. 16, the DC-DC converter 7 includes a main-side switch SW61 to which an input voltage Vi is supplied, a synchronization-side switch SW62, and an inductor connected to a connection point between the switches SW61 and SW62 ( Coil) L11. The DC-DC converter 7 includes output-side switches SW63 and SW64 connected in common to the coil L11, and capacitors C21 and C22 connected to the switches SW63 and SW64, respectively. In addition, the DC-DC converter 7 generates a feedback voltage VFB21 corresponding to a voltage obtained by adding two output voltages Vo21 and Vo22, and an error signal S11 obtained by amplifying a difference voltage between the feedback voltage VFB21 and the reference voltage Vr1. And an error amplifying circuit 112 for generating. The DC-DC converter 7 includes a PWM (Pulse Width Modulation) control circuit 113 that performs on / off control of the main switch SW61 and the synchronization switch SW62 in a complementary manner based on the error signal S11. Further, the DC-DC converter 7 includes an error amplifying circuit 115, a circuit 114 that generates a signal S12 corresponding to a difference voltage between the two output voltages Vo21 and Vo22, and an output-side switch SW63 based on the signal S12. And a PWM control circuit 116 for performing on / off control of the SW 64 in a complementary manner.

このように、DC−DCコンバータ7では、入力側のスイッチSW61,SW62を2つの出力電圧Vo21,Vo22の合算値に基づいて制御し、出力側のスイッチSW63,SW64を2つの出力電圧Vo21,Vo22の差電圧に基づいて制御している。   As described above, in the DC-DC converter 7, the switches SW61 and SW62 on the input side are controlled based on the sum of the two output voltages Vo21 and Vo22, and the switches SW63 and SW64 on the output side are controlled by the two output voltages Vo21 and Vo22. Control is based on the difference voltage.

米国特許第7538527号明細書US Pat. No. 7,538,527 米国特許第7312538号明細書US Pat. No. 7,312,538 米国特許出願公開第2008/0130331号明細書US Patent Application Publication No. 2008/0130331

D.Trevisan et al,:Digital Control of Single-Inductor Multiple-Output Step-Down DC-DC Converters in CCM,IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRAIL ELECTRONICS,VOL.55,NO.9,SEPTEMBER 2008,3476-3483.D. Trevisan et al ,: Digital Control of Single-Inductor Multiple-Output Step-Down DC-DC Converters in CCM, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRAIL ELECTRONICS, VOL.55, NO.9, SEPTEMBER 2008, 3746-3483.

しかしながら、上記DC−DCコンバータ7では、出力電圧Vo21,Vo22の電圧精度が悪いという問題がある。すなわち、出力電圧Vo21,Vo22は、2つのフィードバックループに存在する、全ての抵抗の相対ばらつき及び全ての誤差増幅回路112,115のオフセットばらつき等の影響を受ける。このため、2つの出力電圧Vo21,Vo22の電圧精度は悪い。   However, the DC-DC converter 7 has a problem that the voltage accuracy of the output voltages Vo21 and Vo22 is poor. That is, the output voltages Vo21 and Vo22 are affected by the relative variation of all the resistances and the offset variation of all the error amplification circuits 112 and 115 existing in the two feedback loops. For this reason, the voltage accuracy of the two output voltages Vo21 and Vo22 is poor.

本発明の一観点によれば、コイルと、前記コイルの第1端子に接続され、前記コイルにエネルギーを蓄えるための第1スイッチ回路と、前記コイルの第2端子とN個(Nは3以上の自然数)の第1出力端子との間に設けられた第2スイッチ回路と、前記N個の第1出力端子にそれぞれ生成されるN個の出力電圧を合成した第1合成電圧に基づいて、前記第1合成電圧を第1目標値に近づけるように、前記第1スイッチ回路をオン・オフ制御する第1制御信号を生成する第1の制御部と、前記N個の出力電圧のうち1つの第1出力電圧を除いた残りの(N−1)個の第2出力電圧に基づいて、前記各第2出力電圧を対応する第2目標値に近づけるように、前記第1制御信号と同一の周期で前記第2スイッチ回路をオン・オフ制御する複数の第2制御信号を生成する第2の制御部と、を有し、前記第2スイッチ回路は、前記コイルの第2端子とN個の第1出力端子との間に縦続に接続されるとともに、前記複数の第2制御信号の信号レベルの組み合わせに応じて、前記N個の第1出力端子のいずれか1つの第1出力端子を選択的に前記コイルの第2端子に接続する(N−1)個の第3スイッチ回路を有し、前記各第3スイッチ回路は2つのスイッチ素子を有し、前記(N−1)個の第3スイッチ回路のうち1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は前記コイルの第2端子に共通に接続され、前記(N−1)個の第3スイッチ回路のうち2段目以降の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は前段の前記第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子の一方のスイッチ素子の出力端子に共通に接続されている。   According to one aspect of the present invention, a coil, a first switch circuit connected to the first terminal of the coil and storing energy in the coil, and a second terminal of the coil and N (N is 3 or more) Based on a first synthesized voltage obtained by synthesizing N output voltages respectively generated at the N first output terminals, and a second switch circuit provided between the first output terminals and a natural number of the first output terminals. A first control unit that generates a first control signal for controlling on / off of the first switch circuit so that the first composite voltage approaches a first target value; and one of the N output voltages. Based on the remaining (N−1) second output voltages excluding the first output voltage, the same as the first control signal so that each of the second output voltages approaches the corresponding second target value. A plurality of second switches that turn on / off the second switch circuit in a cycle. A second control unit for generating a control signal, wherein the second switch circuit is connected in cascade between a second terminal of the coil and N first output terminals, and the plurality The first output terminal of any one of the N first output terminals is selectively connected to the second terminal of the coil according to the combination of the signal levels of the second control signals. The third switch circuit, each of the third switch circuits has two switch elements, and the second switch circuit has the second switch circuit of the (N−1) third switch circuits. The two switch elements are connected in common to the second terminal of the coil, and the two switch elements included in the second and subsequent third switch circuits among the (N-1) third switch circuits are the previous ones. Of the two switch elements of the third switch circuit. They are connected in common to the output terminal of the square of the switching element.

本発明の一観点によれば、CCM領域で安定して動作させつつも、出力電圧の電圧精度を向上することができるという効果を奏する。   According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage while stably operating in the CCM region.

第1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 1st Embodiment. PWM制御回路の内部構成例を示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the internal structural example of a PWM control circuit. (a)、(b)は、第1実施形態のDC−DCコンバータの動作を示す説明図。(A), (b) is explanatory drawing which shows operation | movement of the DC-DC converter of 1st Embodiment. (a)〜(c)は、第1実施形態のDC−DCコンバータの動作を示す説明図。(A)-(c) is explanatory drawing which shows operation | movement of the DC-DC converter of 1st Embodiment. 第1実施形態のDC−DCコンバータの動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows operation | movement of the DC-DC converter of 1st Embodiment. 第1実施形態のDC−DCコンバータの適用例を示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the example of application of the DC-DC converter of 1st Embodiment. 汎用の制御回路の内部構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the internal structural example of a general purpose control circuit. 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. 変形例の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 a modification. 変形例のDC−DCコンバータの動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation | movement of the DC-DC converter of a modification. 第2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 2nd Embodiment. 第2実施形態のDC−DCコンバータの動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation | movement of the DC-DC converter of 2nd Embodiment. (a)〜(c)は、第2実施形態のDC−DCコンバータの動作を示す説明図。(A)-(c) is explanatory drawing which shows operation | movement of the DC-DC converter of 2nd Embodiment. (a)、(b)は、第2実施形態のDC−DCコンバータの動作を示す説明図。(A), (b) is explanatory drawing which shows operation | movement of the DC-DC converter of 2nd Embodiment. 第2実施形態のDC−DCコンバータの適用例を示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the application example of the DC-DC converter of 2nd Embodiment. 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.

(第1実施形態)
以下、第1実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1に示すように、DC−DCコンバータ1は、1つのインダクタ(コイル)LでN個(ここでは、4つ)の出力電圧Vo1,Vo2,Vo3,Vo4を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータである。また、DC−DCコンバータ1は、入力端子Piに供給される入力電圧Vinに基づいて、その入力電圧Vinよりも低い4つの出力電圧Vo1〜Vo4を生成する同期整流方式の降圧型DC−DCコンバータである。出力電圧Vo1は、出力端子Po1に接続される負荷2に供給され、出力電圧Vo2は、出力端子Po2に接続される負荷3に供給される。また、出力電圧Vo3は、出力端子Po3に接続される負荷4に供給され、出力電圧Vo4は、出力端子Po4に接続される負荷5に供給される。ここで、負荷2,3,4,5の例としては、携帯型電子機器(パーソナルコンピュータ、携帯電話、ゲーム機器、デジタルカメラ等)及びその他の電子機器の内部回路や、ノート型のパーソナルコンピュータに内蔵されているリチウム電池等の充電池などが挙げられる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the DC-DC converter 1 is a single inductor multi-output type that generates N (here, four) output voltages Vo1, Vo2, Vo3, and Vo4 with one inductor (coil) L. It is a DC-DC converter. The DC-DC converter 1 is a synchronous rectification step-down DC-DC converter that generates four output voltages Vo1 to Vo4 lower than the input voltage Vin based on the input voltage Vin supplied to the input terminal Pi. It is. The output voltage Vo1 is supplied to the load 2 connected to the output terminal Po1, and the output voltage Vo2 is supplied to the load 3 connected to the output terminal Po2. The output voltage Vo3 is supplied to the load 4 connected to the output terminal Po3, and the output voltage Vo4 is supplied to the load 5 connected to the output terminal Po4. Here, as examples of the loads 2, 3, 4, and 5, an internal circuit of a portable electronic device (a personal computer, a mobile phone, a game device, a digital camera, etc.) and other electronic devices, or a notebook personal computer Examples include a built-in rechargeable battery such as a lithium battery.

DC−DCコンバータ1は、コンバータ部10と、出力側のスイッチ回路20と、コンデンサC1,C2,C3,C4と、第1制御部30と、スイッチ回路20をオン・オフ制御する第2制御部40及び第3制御部50及び第4制御部60と、発振器70とを有している。   The DC-DC converter 1 includes a converter unit 10, an output-side switch circuit 20, capacitors C1, C2, C3, and C4, a first control unit 30, and a second control unit that controls on / off of the switch circuit 20. 40, the third control unit 50, the fourth control unit 60, and an oscillator 70.

コンバータ部10では、入力電圧Vinの供給される入力端子Piと、入力電圧Vinよりも低い電位の電源線(ここでは、グランド)との間に、スイッチSW11とスイッチSW12とが直列に接続されている。これらスイッチSW11,SW12は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   In the converter unit 10, a switch SW11 and a switch SW12 are connected in series between an input terminal Pi to which the input voltage Vin is supplied and a power supply line (here, ground) having a potential lower than the input voltage Vin. Yes. These switches SW11 and SW12 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチSW11の第1端子は入力端子Piに接続され、スイッチSW11の第2端子はスイッチSW12の第1端子に接続されている。そのスイッチSW12の第2端子は、グランドに接続されている。   The first terminal of the switch SW11 is connected to the input terminal Pi, and the second terminal of the switch SW11 is connected to the first terminal of the switch SW12. The second terminal of the switch SW12 is connected to the ground.

また、スイッチSW11の制御端子には、第1制御部30から制御信号VH1が供給され、スイッチSW12の制御端子には、第1制御部30から制御信号VL1が供給される。これら入力側のスイッチSW11,SW12は、制御信号VH1,VL1に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH1 is supplied from the first control unit 30 to the control terminal of the switch SW11, and the control signal VL1 is supplied from the first control unit 30 to the control terminal of the switch SW12. These input-side switches SW11 and SW12 are complementarily turned on and off in response to the control signals VH1 and VL1.

両スイッチSW11,SW12間の接続点は、コイルLの第1端子LXに接続されている。このコイルLの第2端子LYには、スイッチ回路20が接続されている。
スイッチ回路20は、コイルLの第2端子LYと出力端子Po1〜Po4との間に縦続に接続された(N−1)個(ここでは、3個)のスイッチ回路21,22,23を有している。
A connection point between the switches SW11 and SW12 is connected to the first terminal LX of the coil L. The switch circuit 20 is connected to the second terminal LY of the coil L.
The switch circuit 20 includes (N−1) (three in this case) switch circuits 21, 22, and 23 connected in cascade between the second terminal LY of the coil L and the output terminals Po1 to Po4. doing.

スイッチ回路21は、コイルLの第2端子LYに共通に接続されたスイッチSW21及びスイッチSW22を有している。これらスイッチSW21,SW22は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 21 includes a switch SW21 and a switch SW22 that are commonly connected to the second terminal LY of the coil L. These switches SW21 and SW22 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチSW21の第1端子はコイルLの第2端子LYに接続され、スイッチSW21の第2端子(出力端子)はコンデンサC1の第1端子及び出力端子Po1に接続されている。このコンデンサC1の第2端子はグランドに接続されている。そして、出力端子Po1からコンデンサC1の両端電圧である出力電圧Vo1が負荷2に供給される。なお、コンデンサC1は、出力電圧Vo1を平滑化する平滑化回路に含まれる。一方、スイッチSW22の第1端子はコイルLの第2端子LYに接続され、スイッチSW22の第2端子(出力端子)はスイッチ回路22に接続されている。   The first terminal of the switch SW21 is connected to the second terminal LY of the coil L, and the second terminal (output terminal) of the switch SW21 is connected to the first terminal of the capacitor C1 and the output terminal Po1. The second terminal of the capacitor C1 is connected to the ground. Then, an output voltage Vo1 that is a voltage across the capacitor C1 is supplied to the load 2 from the output terminal Po1. The capacitor C1 is included in a smoothing circuit that smoothes the output voltage Vo1. On the other hand, the first terminal of the switch SW22 is connected to the second terminal LY of the coil L, and the second terminal (output terminal) of the switch SW22 is connected to the switch circuit 22.

また、スイッチSW21の制御端子には、第2制御部40から制御信号VH2が供給され、スイッチSW22の制御端子には、第2制御部40から制御信号VL2が供給される。これらスイッチSW21,SW22は、制御信号VH2,VL2に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH2 is supplied from the second control unit 40 to the control terminal of the switch SW21, and the control signal VL2 is supplied from the second control unit 40 to the control terminal of the switch SW22. These switches SW21 and SW22 are turned on / off complementarily in response to the control signals VH2 and VL2.

スイッチ回路22は、スイッチSW22の第2端子に共通に接続されたスイッチSW31及びスイッチSW32を有している。スイッチSW31,SW32は、スイッチSW22と直列に接続されている。これらスイッチSW31,SW32は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 22 includes a switch SW31 and a switch SW32 that are commonly connected to the second terminal of the switch SW22. The switches SW31 and SW32 are connected in series with the switch SW22. These switches SW31 and SW32 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチSW31の第1端子はスイッチSW22の第2端子に接続され、スイッチSW31の第2端子(出力端子)はコンデンサC2の第1端子及び出力端子Po2に接続されている。すなわち、出力端子Po2には、直列(縦続)に接続されたスイッチSW31及びスイッチSW22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。上記コンデンサC2の第2端子はグランドに接続されている。そして、出力端子Po2からコンデンサC2の両端電圧である出力電圧Vo2が負荷3に供給される。なお、コンデンサC2は、出力電圧Vo2を平滑化する平滑化回路に含まれる。一方、スイッチSW32の第1端子はスイッチSW22の第2端子に接続され、スイッチSW32の第2端子(出力端子)はスイッチ回路23に接続されている。   The first terminal of the switch SW31 is connected to the second terminal of the switch SW22, and the second terminal (output terminal) of the switch SW31 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po2. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 via the switch SW31 and the switch SW22 connected in series (cascade). The second terminal of the capacitor C2 is connected to the ground. Then, an output voltage Vo2 that is a voltage across the capacitor C2 is supplied to the load 3 from the output terminal Po2. The capacitor C2 is included in a smoothing circuit that smoothes the output voltage Vo2. On the other hand, the first terminal of the switch SW32 is connected to the second terminal of the switch SW22, and the second terminal (output terminal) of the switch SW32 is connected to the switch circuit 23.

また、スイッチSW31の制御端子には、第3制御部50から制御信号VH3が供給され、スイッチSW32の制御端子には、第3制御部50から制御信号VL3が供給される。これらスイッチSW31,SW32は、制御信号VH3,VL3に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH3 is supplied from the third control unit 50 to the control terminal of the switch SW31, and the control signal VL3 is supplied from the third control unit 50 to the control terminal of the switch SW32. These switches SW31 and SW32 are turned on / off complementarily in response to the control signals VH3 and VL3.

スイッチ回路23は、スイッチSW32の第2端子に共通に接続されたスイッチSW41及びスイッチSW42を有している。スイッチSW41,SW42は、スイッチSW32と直列に接続されている。これらスイッチSW41,SW42は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 23 includes a switch SW41 and a switch SW42 that are commonly connected to the second terminal of the switch SW32. The switches SW41 and SW42 are connected in series with the switch SW32. These switches SW41 and SW42 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチSW41の第1端子はスイッチSW32の第2端子に接続され、スイッチSW41の第2端子(出力端子)はコンデンサC3の第1端子及び出力端子Po3に接続されている。すなわち、出力端子Po3には、直列(縦続)に接続されたスイッチSW41、スイッチSW32及びスイッチSW22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。上記コンデンサC3の第2端子はグランドに接続されている。そして、出力端子Po3からコンデンサC3の両端電圧である出力電圧Vo3が負荷4に供給される。なお、コンデンサC3は、出力電圧Vo3を平滑化する平滑化回路に含まれる。   The first terminal of the switch SW41 is connected to the second terminal of the switch SW32, and the second terminal (output terminal) of the switch SW41 is connected to the first terminal of the capacitor C3 and the output terminal Po3. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 via the switch SW41, the switch SW32, and the switch SW22 that are connected in series (cascade). The second terminal of the capacitor C3 is connected to the ground. Then, an output voltage Vo3 that is a voltage across the capacitor C3 is supplied to the load 4 from the output terminal Po3. The capacitor C3 is included in a smoothing circuit that smoothes the output voltage Vo3.

一方、スイッチSW42の第1端子はスイッチSW32の第2端子に接続され、スイッチSW42の第2端子(出力端子)はコンデンサC4の第1端子及び出力端子Po4に接続されている。すなわち、出力端子Po4には、直列(縦続)に接続されたスイッチSW42、スイッチSW32及びスイッチSW22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。上記コンデンサC4の第2端子はグランドに接続されている。そして、出力端子Po4からコンデンサC4の両端電圧である出力電圧Vo4が負荷5に供給される。なお、コンデンサC4は、出力電圧Vo4を平滑化する平滑化回路に含まれる。   On the other hand, the first terminal of the switch SW42 is connected to the second terminal of the switch SW32, and the second terminal (output terminal) of the switch SW42 is connected to the first terminal of the capacitor C4 and the output terminal Po4. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po4 via the switch SW42, the switch SW32, and the switch SW22 that are connected in series (cascade). The second terminal of the capacitor C4 is connected to the ground. Then, an output voltage Vo4 that is a voltage across the capacitor C4 is supplied to the load 5 from the output terminal Po4. The capacitor C4 is included in a smoothing circuit that smoothes the output voltage Vo4.

また、スイッチSW41の制御端子には、第4制御部60から制御信号VH4が供給され、スイッチSW42の制御端子には、第4制御部60から制御信号VL4が供給される。これらスイッチSW41,SW42は、制御信号VH4,VL4に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH4 is supplied from the fourth control unit 60 to the control terminal of the switch SW41, and the control signal VL4 is supplied from the fourth control unit 60 to the control terminal of the switch SW42. These switches SW41 and SW42 are complementarily turned on / off in response to control signals VH4 and VL4.

第1制御部30には、4つの出力端子Po1〜Po4が全て接続されており、4つの出力電圧Vo1〜Vo4が全てフィードバックされる。この第1制御部30は、出力電圧Vo1と出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを合成した結果(合成電圧Vout1)に基づいて、その合成電圧Vout1を目標電圧(第1目標値)に近づけるように、スイッチSW11,SW12をオン・オフ制御する。換言すると、第1制御部30は、合成電圧Vout1に基づいて、負荷2,3,4,5に所望の電力が供給されるように、スイッチSW11のオン時間を調整する。具体的には、第1制御部30は、周波数(周期)が一定で、負荷2,3,4,5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH1,VL1をスイッチSW11,SW12に供給する。   All four output terminals Po1 to Po4 are connected to the first control unit 30, and all four output voltages Vo1 to Vo4 are fed back. The first control unit 30 combines the output voltage Vo1, the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4 based on the result (synthetic voltage Vout1), and uses the combined voltage Vout1 as a target voltage (first target value). The switches SW11 and SW12 are turned on / off so as to be close to each other. In other words, the first control unit 30 adjusts the ON time of the switch SW11 based on the combined voltage Vout1 so that desired power is supplied to the loads 2, 3, 4, and 5. Specifically, the first control unit 30 switches the control signals VH1 and VL1 whose frequency (period) is constant and whose pulse width varies according to the power supplied to the loads 2, 3, 4 and 5 to the switches SW11 and SW12. To supply.

第1制御部30は、第1帰還電圧生成回路31と、誤差増幅回路32と、PWM制御回路33とを有している。
第1帰還電圧生成回路31は、出力電圧Vo1と出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4との4つ全ての出力電圧を足し合わせた合成電圧Vout1に応じた第1帰還電圧VFB1を生成する。この第1帰還電圧生成回路31は、出力端子Po1,Po2,Po3,Po4にそれぞれ接続された抵抗R1,R2,R3,R4と、それら抵抗R1,R2,R3,R4と共通に接続された抵抗R5とを有している。具体的には、出力端子Po1が抵抗R1の第1端子に接続され、その抵抗R1の第2端子が抵抗R5の第1端子に接続されている。出力端子Po2が抵抗R2の第1端子に接続され、その抵抗R2の第2端子が抵抗R5の第1端子に接続されている。出力端子Po3が抵抗R3の第1端子に接続され、その抵抗R3の第2端子が抵抗R5の第1端子に接続されている。出力端子Po4が抵抗R4の第1端子に接続され、その抵抗R4の第2端子が抵抗R5の第1端子に接続されている。また、抵抗R5の第2端子はグランドに接続されている。そして、これら抵抗R1,R2,R3,R4と抵抗R5との間のノードN1が誤差増幅回路32の反転入力端子に接続されている。
The first control unit 30 includes a first feedback voltage generation circuit 31, an error amplification circuit 32, and a PWM control circuit 33.
The first feedback voltage generation circuit 31 generates a first feedback voltage VFB1 corresponding to a combined voltage Vout1 obtained by adding all four output voltages of the output voltage Vo1, the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4. . The first feedback voltage generation circuit 31 includes resistors R1, R2, R3, and R4 connected to output terminals Po1, Po2, Po3, and Po4, and resistors commonly connected to the resistors R1, R2, R3, and R4, respectively. R5. Specifically, the output terminal Po1 is connected to the first terminal of the resistor R1, and the second terminal of the resistor R1 is connected to the first terminal of the resistor R5. The output terminal Po2 is connected to the first terminal of the resistor R2, and the second terminal of the resistor R2 is connected to the first terminal of the resistor R5. The output terminal Po3 is connected to the first terminal of the resistor R3, and the second terminal of the resistor R3 is connected to the first terminal of the resistor R5. The output terminal Po4 is connected to the first terminal of the resistor R4, and the second terminal of the resistor R4 is connected to the first terminal of the resistor R5. The second terminal of the resistor R5 is connected to the ground. A node N1 between the resistors R1, R2, R3, R4 and the resistor R5 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32.

このような第1帰還電圧生成回路31において、抵抗R1,R5は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo1を分圧した分圧電圧を生成し、抵抗R2,R5は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo2を分圧した分圧電圧を生成する。また、抵抗R3,R5は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo3を分圧した分圧電圧を生成し、抵抗R4,R5は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo4を分圧した分圧電圧を生成する。そして、ノードN1には、出力電圧Vo1の分圧電圧と出力電圧Vo2の分圧電圧と出力電圧Vo3の分圧電圧と出力電圧Vo4の分圧電圧とを加算した第1帰還電圧VFB1が生成されることになる。ここで、上記出力電圧Vo1の分圧電圧の値は、抵抗R1,R5の抵抗値の比と、出力電圧Vo1とグランドとの電位差に対応し、上記出力電圧Vo2の分圧電圧の値は、抵抗R2,R5の抵抗値の比と、出力電圧Vo2とグランドとの電位差に対応する。また、上記出力電圧Vo3の分圧電圧の値は、抵抗R3,R5の抵抗値の比と、出力電圧Vo3とグランドとの電位差に対応し、上記出力電圧Vo4の分圧電圧の値は、抵抗R4,R5の抵抗値の比と、出力電圧Vo4とグランドとの電位差に対応する。このため、第1帰還電圧生成回路31(抵抗R1〜R5)は、出力電圧Vo1と出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを足し合わせた合成電圧Vout1に比例した第1帰還電圧VFB1を生成することになる。そして、この第1帰還電圧VFB1が誤差増幅回路32の反転入力端子に供給される。   In such a first feedback voltage generation circuit 31, the resistors R1 and R5 generate a divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo1 according to the respective resistance values, and the resistors R2 and R5 have respective resistance values. Accordingly, a divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo2 is generated. The resistors R3 and R5 generate a divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo3 according to the respective resistance values, and the resistors R4 and R5 divide the output voltage Vo4 according to the respective resistance values. The divided voltage is generated. Then, a first feedback voltage VFB1 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo1, the divided voltage of the output voltage Vo2, the divided voltage of the output voltage Vo3, and the divided voltage of the output voltage Vo4 is generated at the node N1. Will be. Here, the value of the divided voltage of the output voltage Vo1 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R5 and the potential difference between the output voltage Vo1 and the ground, and the value of the divided voltage of the output voltage Vo2 is This corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R5 and the potential difference between the output voltage Vo2 and the ground. The value of the divided voltage of the output voltage Vo3 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R3 and R5 and the potential difference between the output voltage Vo3 and the ground, and the value of the divided voltage of the output voltage Vo4 is the resistance value. This corresponds to the ratio of the resistance values of R4 and R5 and the potential difference between the output voltage Vo4 and the ground. Therefore, the first feedback voltage generation circuit 31 (resistors R1 to R5) generates the first feedback voltage VFB1 proportional to the combined voltage Vout1 obtained by adding the output voltage Vo1, the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4. Will be generated. The first feedback voltage VFB1 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32.

誤差増幅回路32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。ここで、基準電圧Vrは、上記合成電圧Vout1が目標電圧(規格値)に達したときに、上記第1帰還電圧VFB1と一致する電圧である。   The reference voltage Vr generated by the reference power supply E1 is supplied to the non-inverting input terminal of the error amplifier circuit 32. Here, the reference voltage Vr is a voltage that matches the first feedback voltage VFB1 when the combined voltage Vout1 reaches a target voltage (standard value).

誤差増幅回路32は、第1帰還電圧VFB1と基準電圧Vrとを比較し、両電圧の差電圧を増幅した誤差信号S1をPWM制御回路33に出力する。
PWM制御回路33には、発振器70から所定の周期T(図5参照)を有する周期信号CKが供給される。この周期信号CKは、例えば鋸歯状波信号(基準値から所定の立ち上がり特性で上昇し、リセットにより基準値に急速低下する鋸歯状波形の信号)である。PWM制御回路33は、誤差信号S1と周期信号CKとの比較結果に応じて、スイッチSW11,SW12を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH1,VL1を生成する。例えば、PWM制御回路33は、誤差信号S1よりも周期信号CKが低い場合に、Hレベルの制御信号VH1及びLレベルの制御信号VL1を生成し、誤差信号S1よりも周期信号CKが高い場合に、Lレベルの制御信号VH1及びHレベルの制御信号VL1を生成する。なお、スイッチSW11は、Hレベルの制御信号VH1に応答してオンし、Lレベルの制御信号VH1に応答してオフする。また、スイッチSW12は、Hレベルの制御信号VL1に応答してオンし、Lレベルの制御信号VL1に応答してオフする。
The error amplifier circuit 32 compares the first feedback voltage VFB1 with the reference voltage Vr, and outputs an error signal S1 obtained by amplifying the difference voltage between the two voltages to the PWM control circuit 33.
The PWM control circuit 33 is supplied with a periodic signal CK having a predetermined period T (see FIG. 5) from the oscillator 70. The periodic signal CK is, for example, a sawtooth wave signal (a sawtooth waveform signal that rises from a reference value with a predetermined rising characteristic and rapidly drops to a reference value upon reset). The PWM control circuit 33 generates control signals VH1 and VL1 for performing on / off control of the switches SW11 and SW12 in a complementary manner according to the comparison result between the error signal S1 and the periodic signal CK. For example, the PWM control circuit 33 generates an H level control signal VH1 and an L level control signal VL1 when the periodic signal CK is lower than the error signal S1, and when the periodic signal CK is higher than the error signal S1. , An L level control signal VH1 and an H level control signal VL1 are generated. The switch SW11 is turned on in response to the H level control signal VH1, and is turned off in response to the L level control signal VH1. The switch SW12 is turned on in response to the H level control signal VL1, and turned off in response to the L level control signal VL1.

次に、PWM制御回路33の内部構成の一例を説明する。
図2に示すように、PWM制御回路33は、PWM比較回路34と、貫通防止回路(Anti shoot through:AST)35と、ドライバ回路36,37とを有している。
Next, an example of the internal configuration of the PWM control circuit 33 will be described.
As shown in FIG. 2, the PWM control circuit 33 includes a PWM comparison circuit 34, an anti-shoot-through circuit (AST) 35, and driver circuits 36 and 37.

PWM比較回路34の非反転入力端子には、誤差増幅回路32から誤差信号S1が供給される。PWM比較回路34の反転入力端子には、発振器70から周期信号CKが供給される。   The error signal S <b> 1 is supplied from the error amplifier circuit 32 to the non-inverting input terminal of the PWM comparison circuit 34. A periodic signal CK is supplied from the oscillator 70 to the inverting input terminal of the PWM comparison circuit 34.

PWM比較回路34は、誤差信号S1と周期信号CKとを比較する。そして、PWM比較回路34は、誤差信号S1よりも周期信号CKのレベルが高くなるときにはLレベルのPWM信号SG1を生成し、誤差信号S1よりも周期信号CKのレベルが低くなるときにはHレベルのPWM信号SG1を生成する。このPWM信号SG1は、上記周期Tと同一の周期を有する。このPWM信号SG1は、AST35に供給される。   The PWM comparison circuit 34 compares the error signal S1 with the periodic signal CK. The PWM comparison circuit 34 generates an L-level PWM signal SG1 when the level of the periodic signal CK is higher than the error signal S1, and the H-level PWM when the level of the periodic signal CK is lower than the error signal S1. A signal SG1 is generated. The PWM signal SG1 has the same cycle as the cycle T. The PWM signal SG1 is supplied to the AST 35.

AST35は、PWM信号SG1に基づいて、コンバータ部10のスイッチSW11,SW12を相補的にオン・オフするように、且つ両スイッチSW11,SW12が同時にオンしないように、制御信号SH1,SL1を生成する。例えば、AST35は、LレベルのPWM信号SG1に基づいて、Lレベルの制御信号SH1及びHレベルの制御信号SL1を生成する。また、AST35は、HレベルのPWM信号SG1に基づいて、Hレベルの制御信号SH1及びLレベルの制御信号SL1を生成する。   The AST 35 generates the control signals SH1 and SL1 based on the PWM signal SG1 so that the switches SW11 and SW12 of the converter unit 10 are turned on and off in a complementary manner and the switches SW11 and SW12 are not turned on at the same time. . For example, the AST 35 generates an L level control signal SH1 and an H level control signal SL1 based on the L level PWM signal SG1. The AST 35 generates an H level control signal SH1 and an L level control signal SL1 based on the H level PWM signal SG1.

ドライバ回路36には、AST35から制御信号SH1が供給される。ドライバ回路36は、制御信号SH1に対応する信号レベルの上記制御信号VH1をスイッチSW11(図1参照)の制御端子に供給する。例えば、ドライバ回路36は、Hレベルの制御信号SH1に応答してHレベルの制御信号VH1をスイッチSW11に出力する一方、Lレベルの制御信号SH1に応答してLレベルの制御信号VH1をスイッチSW11に出力する。   A control signal SH <b> 1 is supplied from the AST 35 to the driver circuit 36. The driver circuit 36 supplies the control signal VH1 having a signal level corresponding to the control signal SH1 to the control terminal of the switch SW11 (see FIG. 1). For example, the driver circuit 36 outputs the H level control signal VH1 to the switch SW11 in response to the H level control signal SH1, while the driver circuit 36 outputs the L level control signal VH1 to the switch SW11 in response to the L level control signal SH1. Output to.

ドライバ回路37には、AST35から制御信号SL1が供給される。ドライバ回路37は、制御信号SL1に対応する信号レベルの上記制御信号VL1をスイッチSW12(図1参照)の制御端子に供給する。例えば、ドライバ回路37は、Hレベルの制御信号SL1に応答してHレベルの制御信号VL1をスイッチSW12に出力する一方、Lレベルの制御信号SL1に応答してLレベルの制御信号VL1をスイッチSW12に出力する。   The driver circuit 37 is supplied with a control signal SL1 from the AST 35. The driver circuit 37 supplies the control signal VL1 having a signal level corresponding to the control signal SL1 to the control terminal of the switch SW12 (see FIG. 1). For example, the driver circuit 37 outputs the H level control signal VL1 to the switch SW12 in response to the H level control signal SL1, while the driver circuit 37 outputs the L level control signal VL1 to the switch SW12 in response to the L level control signal SL1. Output to.

なお、これら制御信号VH1,VL1は、PWM信号SG1と同様に、上記周期Tと同一の周期を有する。
このような図1及び図2に示した第1制御部30では、合成電圧Vout1に応じた第1帰還電圧VFB1が基準電圧Vrに近づくように、スイッチSW11,SW12を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH1,VL1が生成される。これにより、出力電圧Vo1,Vo2,Vo3,Vo4の合成電圧Vout1が基準電圧Vr及び抵抗R1〜R5の抵抗値に基づく目標電圧に近づくように制御される。
These control signals VH1 and VL1 have the same cycle as the cycle T, similarly to the PWM signal SG1.
In the first controller 30 shown in FIGS. 1 and 2, the switches SW11 and SW12 are complementarily turned on / off so that the first feedback voltage VFB1 corresponding to the combined voltage Vout1 approaches the reference voltage Vr. Control signals VH1 and VL1 to be generated are generated. Accordingly, the combined voltage Vout1 of the output voltages Vo1, Vo2, Vo3, and Vo4 is controlled so as to approach the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R1 to R5.

図1に示すように、第2制御部40には、4つの出力端子Po1〜Po4のうち出力端子Po1を除いた3つの出力端子Po2〜Po4が接続されており、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうち1つの出力電圧Vo1(第1出力電圧)を除いた残りの出力電圧Vo2〜Vo4(第2出力電圧)が供給される。具体的には、第2制御部40には、スイッチ回路20内の1段目のスイッチ回路21が有するスイッチSW22の出力端子に電気的に接続された出力端子Po2,Po3,Po4が接続されており、それら出力端子Po2,Po3,Po4にそれぞれ生成される出力電圧Vo2,Vo3,Vo4が供給される。この第2制御部40は、入力する出力電圧Vo2,Vo3,Vo4を合成した結果(合成電圧Vout2)に基づいて、その合成電圧Vout2を目標電圧(第3目標値)に近づけるように、上記1段目のスイッチ回路21が有するスイッチSW21,SW22をオン・オフ制御する。換言すると、第2制御部40は、合成電圧Vout2に基づいて、負荷3,4,5に所望の電力が供給されるように、スイッチSW22のオン時間を調整する。具体的には、第2制御部40は、周波数(周期)が一定で、負荷3,4,5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH2,VL2をスイッチSW21,SW22に供給する。   As shown in FIG. 1, three output terminals Po2 to Po4 except for the output terminal Po1 among the four output terminals Po1 to Po4 are connected to the second control unit 40, and the four output voltages Vo1 to Vo4 are connected. The remaining output voltages Vo2 to Vo4 (second output voltage) excluding one output voltage Vo1 (first output voltage) are supplied. Specifically, the second control unit 40 is connected to output terminals Po2, Po3, and Po4 that are electrically connected to the output terminal of the switch SW22 included in the first-stage switch circuit 21 in the switch circuit 20. The output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 generated at the output terminals Po2, Po3, and Po4, respectively, are supplied. Based on the result of combining the input output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 (the combined voltage Vout2), the second control unit 40 is configured so that the combined voltage Vout2 approaches the target voltage (third target value). The switches SW21 and SW22 of the switch circuit 21 at the stage are turned on / off. In other words, the second control unit 40 adjusts the ON time of the switch SW22 so that desired power is supplied to the loads 3, 4, and 5 based on the combined voltage Vout2. Specifically, the second control unit 40 supplies the control signals VH2 and VL2 whose frequency (cycle) is constant and whose pulse width varies according to the power supplied to the loads 3, 4 and 5 to the switches SW21 and SW22. To do.

第2制御部40は、第2帰還電圧生成回路41と、誤差増幅回路42と、PWM制御回路43とを有している。
第2帰還電圧生成回路41は、出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを足し合わせた合成電圧Vout2に応じた第2帰還電圧VFB2を生成する。この第2帰還電圧生成回路41は、出力端子Po2,Po3,Po4にそれぞれ接続された抵抗R6,R7,R8と、それら抵抗R6,R7,R8と共通に接続された抵抗R9とを有している。具体的には、出力端子Po2が抵抗R6の第1端子に接続され、その抵抗R6の第2端子が抵抗R9の第1端子に接続されている。出力端子Po3が抵抗R7の第1端子に接続され、その抵抗R7の第2端子が抵抗R9の第1端子に接続されている。出力端子Po4が抵抗R8の第1端子に接続され、その抵抗R8の第2端子が抵抗R9の第1端子に接続されている。また、抵抗R9の第2端子はグランドに接続されている。そして、これら抵抗R6,R7,R8と抵抗R9との間のノードN2が誤差増幅回路42の反転入力端子に接続されている。
The second control unit 40 includes a second feedback voltage generation circuit 41, an error amplification circuit 42, and a PWM control circuit 43.
The second feedback voltage generation circuit 41 generates a second feedback voltage VFB2 corresponding to the combined voltage Vout2 obtained by adding the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4. The second feedback voltage generation circuit 41 includes resistors R6, R7, R8 connected to the output terminals Po2, Po3, Po4, respectively, and a resistor R9 connected in common with the resistors R6, R7, R8. Yes. Specifically, the output terminal Po2 is connected to the first terminal of the resistor R6, and the second terminal of the resistor R6 is connected to the first terminal of the resistor R9. The output terminal Po3 is connected to the first terminal of the resistor R7, and the second terminal of the resistor R7 is connected to the first terminal of the resistor R9. The output terminal Po4 is connected to the first terminal of the resistor R8, and the second terminal of the resistor R8 is connected to the first terminal of the resistor R9. The second terminal of the resistor R9 is connected to the ground. A node N2 between the resistors R6, R7, R8 and the resistor R9 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit.

このような第2帰還電圧生成回路41において、抵抗R6,R9は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo2を分圧した分圧電圧を生成し、抵抗R7,R9は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo3を分圧した分圧電圧を生成し、抵抗R8,R9は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo4を分圧した分圧電圧を生成する。そして、ノードN2には、出力電圧Vo2の分圧電圧と出力電圧Vo3の分圧電圧と出力電圧Vo4の分圧電圧とを加算した第2帰還電圧VFB2が生成されることになる。ここで、上記出力電圧Vo2の分圧電圧の値は、抵抗R6,R9の抵抗値の比と、出力電圧Vo2とグランドとの電位差に対応し、上記出力電圧Vo3の分圧電圧の値は、抵抗R7,R9の抵抗値の比と、出力電圧Vo3とグランドとの電位差に対応する。また、上記出力電圧Vo4の分圧電圧の値は、抵抗R8,R9の抵抗値の比と、出力電圧Vo4とグランドとの電位差に対応する。このため、第2帰還電圧生成回路41(抵抗R6〜R9)は、出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4を足し合わせた合成電圧Vout2に比例した第2帰還電圧VFB2を生成することになる。そして、この第2帰還電圧VFB2が誤差増幅回路42の反転入力端子に供給される。   In such a second feedback voltage generation circuit 41, the resistors R6 and R9 generate divided voltages obtained by dividing the output voltage Vo2 according to the respective resistance values, and the resistors R7 and R9 have respective resistance values. Accordingly, a divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo3 is generated, and the resistors R8 and R9 generate divided voltages obtained by dividing the output voltage Vo4 according to the respective resistance values. Then, a second feedback voltage VFB2 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo2, the divided voltage of the output voltage Vo3, and the divided voltage of the output voltage Vo4 is generated at the node N2. Here, the value of the divided voltage of the output voltage Vo2 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R6 and R9 and the potential difference between the output voltage Vo2 and the ground, and the value of the divided voltage of the output voltage Vo3 is This corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R7 and R9 and the potential difference between the output voltage Vo3 and the ground. The value of the divided voltage of the output voltage Vo4 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R8 and R9 and the potential difference between the output voltage Vo4 and the ground. Therefore, the second feedback voltage generation circuit 41 (resistors R6 to R9) generates the second feedback voltage VFB2 that is proportional to the combined voltage Vout2 obtained by adding the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4. . The second feedback voltage VFB2 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 42.

誤差増幅回路42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。ここで、基準電圧Vrは、上記合成電圧Vout2が目標電圧(規格値)に達したときに、上記第2帰還電圧VFB2と一致する電圧である。   A reference voltage Vr generated by the reference power supply E1 is supplied to the non-inverting input terminal of the error amplifier circuit. Here, the reference voltage Vr is a voltage that matches the second feedback voltage VFB2 when the combined voltage Vout2 reaches a target voltage (standard value).

誤差増幅回路42は、第2帰還電圧VFB2と基準電圧Vrとを比較し、両電圧の差電圧を増幅した誤差信号S2をPWM制御回路43に出力する。
PWM制御回路43には、発振器70から周期信号CKが供給される。PWM制御回路43は、図2に示したPWM制御回路33と略同様の構成を有するため、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。PWM制御回路43は、誤差信号S2と周期信号CKとの比較結果に応じて、スイッチSW21,SW22を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH2,VL2を生成する。例えば、PWM制御回路43は、誤差信号S2よりも周期信号CKが低い場合に、Hレベルの制御信号VH2及びLレベルの制御信号VL2を生成し、誤差信号S2よりも周期信号CKが高い場合に、Lレベルの制御信号VH2及びHレベルの制御信号VL2を生成する。これら制御信号VH2,VL2は、上記周期信号CKの周期Tと同一の周期を有する。なお、スイッチSW21は、Hレベルの制御信号VH2に応答してオンし、Lレベルの制御信号VH2に応答してオフする。また、スイッチSW22は、Hレベルの制御信号VL2に応答してオンし、Lレベルの制御信号VL2に応答してオフする。
The error amplifier circuit 42 compares the second feedback voltage VFB2 with the reference voltage Vr, and outputs an error signal S2 obtained by amplifying the difference voltage between the two voltages to the PWM control circuit 43.
A periodic signal CK is supplied from the oscillator 70 to the PWM control circuit 43. Since the PWM control circuit 43 has substantially the same configuration as that of the PWM control circuit 33 shown in FIG. 2, illustration and detailed description thereof are omitted here. The PWM control circuit 43 generates control signals VH2 and VL2 for performing on / off control of the switches SW21 and SW22 in a complementary manner according to the comparison result between the error signal S2 and the periodic signal CK. For example, the PWM control circuit 43 generates an H level control signal VH2 and an L level control signal VL2 when the periodic signal CK is lower than the error signal S2, and when the periodic signal CK is higher than the error signal S2. , L level control signal VH2 and H level control signal VL2 are generated. These control signals VH2 and VL2 have the same period as the period T of the periodic signal CK. The switch SW21 is turned on in response to the H level control signal VH2, and is turned off in response to the L level control signal VH2. The switch SW22 is turned on in response to the H level control signal VL2, and is turned off in response to the L level control signal VL2.

このような第2制御部40では、合成電圧Vout2に応じた第2帰還電圧VFB2が基準電圧Vrに近づくように、スイッチSW21,SW22を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH2,VL2が生成される。これにより、出力電圧Vo2,Vo3,Vo4の合成電圧Vout2が基準電圧Vr及び抵抗R6〜R9の抵抗値に基づく目標電圧に近づくように制御される。   In such a second control unit 40, control signals VH2 and VL2 for complementary on / off control of the switches SW21 and SW22 are generated so that the second feedback voltage VFB2 corresponding to the combined voltage Vout2 approaches the reference voltage Vr. Is done. As a result, the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 is controlled so as to approach the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R6 to R9.

第3制御部50には、第2制御部40に接続された3つの出力端子Po2〜Po4のうち出力端子Po2を除いた2つの出力端子Po3,Po4が接続されており、第2制御部40にフィードバックされた3つの出力電圧Vo2,Vo3,Vo4のうち1つの出力電圧Vo2を除いた残りの出力電圧Vo3,Vo4が供給される。具体的には、第3制御部50には、スイッチ回路20内の2段目のスイッチ回路22が有するスイッチSW32の出力端子に電気的に接続された出力端子Po3,Po4が接続されており、それら出力端子Po3,Po4にそれぞれ生成される出力電圧Vo3,Vo4が供給される。この第3制御部50は、入力する出力電圧Vo3,Vo4を合成した結果(合成電圧Vout3)に基づいて、その合成電圧Vout3を目標電圧(第3目標値)に近づけるように、上記2段目のスイッチ回路22が有するスイッチSW31,SW32をオン・オフ制御する。換言すると、第3制御部50は、合成電圧Vout3に基づいて、負荷4,5に所望の電力が供給されるように、スイッチSW32のオン時間を調整する。具体的には、第3制御部50は、周波数(周期)が一定で、負荷4,5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH3,VL3をスイッチSW31,SW32に供給する。   The third control unit 50 is connected to two output terminals Po3 and Po4 excluding the output terminal Po2 among the three output terminals Po2 to Po4 connected to the second control unit 40. Of the three output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 fed back to (2), the remaining output voltages Vo3 and Vo4 excluding one output voltage Vo2 are supplied. Specifically, the third control unit 50 is connected to output terminals Po3 and Po4 electrically connected to the output terminal of the switch SW32 included in the second-stage switch circuit 22 in the switch circuit 20, Output voltages Vo3 and Vo4 generated respectively at the output terminals Po3 and Po4 are supplied. Based on the result of combining the input output voltages Vo3 and Vo4 (the combined voltage Vout3), the third control unit 50 makes the combined voltage Vout3 close to the target voltage (third target value). The switches SW31 and SW32 of the switch circuit 22 are turned on / off. In other words, the third control unit 50 adjusts the ON time of the switch SW32 based on the combined voltage Vout3 so that desired power is supplied to the loads 4 and 5. Specifically, the third control unit 50 supplies the control signals VH3 and VL3 whose frequency (cycle) is constant and whose pulse width varies according to the power supplied to the loads 4 and 5 to the switches SW31 and SW32.

第3制御部50は、第3帰還電圧生成回路51と、誤差増幅回路52と、PWM制御回路53とを有している。
第3帰還電圧生成回路51は、出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを足し合わせた合成電圧Vout3に応じた第3帰還電圧VFB3を生成する。この第3帰還電圧生成回路51は、出力端子Po3,Po4にそれぞれ接続された抵抗R10,R11と、それら抵抗R10,R11と共通に接続された抵抗R12とを有している。具体的には、出力端子Po3が抵抗R10の第1端子に接続され、その抵抗R10の第2端子が抵抗R12の第1端子に接続されている。出力端子Po4が抵抗R11の第1端子に接続され、その抵抗R11の第2端子が抵抗R12の第1端子に接続されている。また、抵抗R12の第2端子はグランドに接続されている。そして、これら抵抗R10,R11と抵抗R12との間のノードN3が誤差増幅回路52の反転入力端子に接続されている。
The third control unit 50 includes a third feedback voltage generation circuit 51, an error amplification circuit 52, and a PWM control circuit 53.
The third feedback voltage generation circuit 51 generates a third feedback voltage VFB3 corresponding to the combined voltage Vout3 obtained by adding the output voltage Vo3 and the output voltage Vo4. The third feedback voltage generation circuit 51 includes resistors R10 and R11 connected to the output terminals Po3 and Po4, respectively, and a resistor R12 connected in common with the resistors R10 and R11. Specifically, the output terminal Po3 is connected to the first terminal of the resistor R10, and the second terminal of the resistor R10 is connected to the first terminal of the resistor R12. The output terminal Po4 is connected to the first terminal of the resistor R11, and the second terminal of the resistor R11 is connected to the first terminal of the resistor R12. The second terminal of the resistor R12 is connected to the ground. A node N3 between the resistors R10 and R11 and the resistor R12 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52.

このような第3帰還電圧生成回路51において、抵抗R10,R12は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo3を分圧した分圧電圧を生成し、抵抗R11,R12は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo4を分圧した分圧電圧を生成する。そして、ノードN3には、出力電圧Vo3の分圧電圧と出力電圧Vo4の分圧電圧とを加算した第3帰還電圧VFB3が生成されることになる。ここで、上記出力電圧Vo3の分圧電圧の値は、抵抗R10,R12の抵抗値の比と、出力電圧Vo3とグランドとの電位差に対応し、上記出力電圧Vo4の分圧電圧の値は、抵抗R11,R12の抵抗値の比と、出力電圧Vo4とグランドとの電位差に対応する。このため、第3帰還電圧生成回路51(抵抗R10〜R12)は、出力電圧Vo3と出力電圧Vo4を足し合わせた合成電圧Vout3に比例した第3帰還電圧VFB3を生成することになる。そして、この第3帰還電圧VFB3が誤差増幅回路52の反転入力端子に供給される。   In such a third feedback voltage generation circuit 51, the resistors R10 and R12 generate divided voltages obtained by dividing the output voltage Vo3 according to the respective resistance values, and the resistors R11 and R12 have respective resistance values. Accordingly, a divided voltage obtained by dividing the output voltage Vo4 is generated. Then, a third feedback voltage VFB3 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo3 and the divided voltage of the output voltage Vo4 is generated at the node N3. Here, the value of the divided voltage of the output voltage Vo3 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R10 and R12 and the potential difference between the output voltage Vo3 and the ground, and the value of the divided voltage of the output voltage Vo4 is This corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R11 and R12 and the potential difference between the output voltage Vo4 and the ground. Therefore, the third feedback voltage generation circuit 51 (resistors R10 to R12) generates the third feedback voltage VFB3 proportional to the combined voltage Vout3 obtained by adding the output voltage Vo3 and the output voltage Vo4. The third feedback voltage VFB3 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52.

誤差増幅回路52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。ここで、基準電圧Vrは、上記合成電圧Vout3が目標電圧(規格値)に達したときに、上記第3帰還電圧VFB3と一致する電圧である。   The reference voltage Vr generated by the reference power supply E1 is supplied to the non-inverting input terminal of the error amplifier circuit 52. Here, the reference voltage Vr is a voltage that matches the third feedback voltage VFB3 when the combined voltage Vout3 reaches a target voltage (standard value).

誤差増幅回路52は、第3帰還電圧VFB3と基準電圧Vrとを比較し、両電圧の差電圧を増幅した誤差信号S3をPWM制御回路53に出力する。
PWM制御回路53には、発振器70から周期信号CKが供給される。PWM制御回路53は、図2に示したPWM制御回路33と略同様の構成を有するため、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。PWM制御回路53は、誤差信号S3と周期信号CKとの比較結果に応じて、スイッチSW31,SW32を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH3,VL3を生成する。例えば、PWM制御回路53は、誤差信号S3よりも周期信号CKが低い場合に、Hレベルの制御信号VH3及びLレベルの制御信号VL3を生成し、誤差信号S3よりも周期信号CKが高い場合に、Lレベルの制御信号VH3及びHレベルの制御信号VL3を生成する。これら制御信号VH3,VL3は、上記周期信号CKの周期Tと同一の周期を有する。なお、スイッチSW31は、Hレベルの制御信号VH3に応答してオンし、Lレベルの制御信号VH3に応答してオフする。また、スイッチSW32は、Hレベルの制御信号VL3に応答してオンし、Lレベルの制御信号VL3に応答してオフする。
The error amplifier circuit 52 compares the third feedback voltage VFB3 with the reference voltage Vr, and outputs an error signal S3 obtained by amplifying the difference voltage between the two voltages to the PWM control circuit 53.
A periodic signal CK is supplied from the oscillator 70 to the PWM control circuit 53. Since the PWM control circuit 53 has substantially the same configuration as the PWM control circuit 33 shown in FIG. 2, illustration and detailed description thereof are omitted here. The PWM control circuit 53 generates control signals VH3 and VL3 for performing on / off control of the switches SW31 and SW32 in a complementary manner according to the comparison result between the error signal S3 and the periodic signal CK. For example, the PWM control circuit 53 generates an H level control signal VH3 and an L level control signal VL3 when the periodic signal CK is lower than the error signal S3, and when the periodic signal CK is higher than the error signal S3. , L level control signal VH3 and H level control signal VL3 are generated. These control signals VH3 and VL3 have the same period as the period T of the periodic signal CK. The switch SW31 is turned on in response to the H level control signal VH3 and turned off in response to the L level control signal VH3. The switch SW32 is turned on in response to the H level control signal VL3 and turned off in response to the L level control signal VL3.

このような第3制御部50では、合成電圧Vout3に応じた第3帰還電圧VFB3が基準電圧Vrに近づくように、スイッチSW31,SW32を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH3,VL3が生成される。これにより、出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout3が基準電圧Vr及び抵抗R10〜R12の抵抗値に基づく目標電圧に近づくように制御される。   In such a third control unit 50, control signals VH3 and VL3 for generating on / off control of the switches SW31 and SW32 in a complementary manner are generated so that the third feedback voltage VFB3 corresponding to the combined voltage Vout3 approaches the reference voltage Vr. Is done. As a result, the combined voltage Vout3 of the output voltages Vo3 and Vo4 is controlled so as to approach the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R10 to R12.

第4制御部60には、第3制御部50に接続された2つの出力端子Po3,Po4のうち出力端子Po3を除いた1つの出力端子Po4が接続されており、第3制御部50にフィードバックされた2つの出力電圧Vo3,Vo4のうち1つの出力電圧Vo3を除いた残りの出力電圧Vo4が供給される。具体的には、第4制御部60には、スイッチ回路20内の3段目のスイッチ回路23が有するスイッチSW42の出力端子に接続された出力端子Po4が接続されており、その出力端子Po4に生成される出力電圧Vo4が供給される。この第4制御部60は、出力電圧Vo4に基づいて、その出力電圧Vo4を目標電圧(第2目標値)に近づけるように、スイッチSW41,SW42をオン・オフ制御する。換言すると、第4制御部60は、出力電圧Vo4に基づいて、負荷5に所望の電力が供給されるように、上記3段目のスイッチ回路23が有するスイッチSW42のオン時間を調整する。具体的には、第4制御部60は、周波数(周期)が一定で、負荷5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH4,VL4をスイッチSW41,SW42に供給する。   One output terminal Po4 excluding the output terminal Po3 is connected to the fourth control unit 60 out of the two output terminals Po3 and Po4 connected to the third control unit 50, and is fed back to the third control unit 50. The remaining output voltage Vo4 excluding one output voltage Vo3 out of the two output voltages Vo3 and Vo4 thus supplied is supplied. Specifically, the output terminal Po4 connected to the output terminal of the switch SW42 included in the third-stage switch circuit 23 in the switch circuit 20 is connected to the fourth control unit 60, and the output terminal Po4 is connected to the output terminal Po4. The generated output voltage Vo4 is supplied. The fourth control unit 60 performs on / off control of the switches SW41 and SW42 based on the output voltage Vo4 so that the output voltage Vo4 approaches the target voltage (second target value). In other words, the fourth control unit 60 adjusts the ON time of the switch SW42 included in the third-stage switch circuit 23 so that desired power is supplied to the load 5 based on the output voltage Vo4. Specifically, the fourth control unit 60 supplies the switches SW41 and SW42 with control signals VH4 and VL4 having a constant frequency (period) and varying pulse widths according to the power supplied to the load 5.

第4制御部60は、第4帰還電圧生成回路61と、誤差増幅回路62と、PWM制御回路63とを有している。
第4帰還電圧生成回路61は、出力電圧Vo4に応じた第4帰還電圧VFB4を生成する。この第4帰還電圧生成回路61は、抵抗R13,R14を有している。具体的には、出力端子Po4が抵抗R13の第1端子に接続され、その抵抗R13の第2端子が抵抗R14の第1端子に接続されている。また、抵抗R14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R13,R14間のノードN4が誤差増幅回路62の反転入力端子に接続されている。ここで、抵抗R13,R14は、それぞれの抵抗値に応じて、出力電圧Vo4を分圧した第4帰還電圧VFB4をノードN4に生成する。この第4帰還電圧VFB4の値は、抵抗R13,R14の抵抗値の比と、出力電圧Vo4とグランドとの電位差に対応する。このため、抵抗R13,R14は、出力電圧Vo4に比例した第4帰還電圧VFB4を生成することになる。そして、この第4帰還電圧VFB4が誤差増幅回路62の反転入力端子に供給される。
The fourth control unit 60 includes a fourth feedback voltage generation circuit 61, an error amplification circuit 62, and a PWM control circuit 63.
The fourth feedback voltage generation circuit 61 generates a fourth feedback voltage VFB4 corresponding to the output voltage Vo4. The fourth feedback voltage generation circuit 61 includes resistors R13 and R14. Specifically, the output terminal Po4 is connected to the first terminal of the resistor R13, and the second terminal of the resistor R13 is connected to the first terminal of the resistor R14. The second terminal of the resistor R14 is connected to the ground. A node N4 between the resistors R13 and R14 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 62. Here, the resistors R13 and R14 generate a fourth feedback voltage VFB4 obtained by dividing the output voltage Vo4 at the node N4 according to the respective resistance values. The value of the fourth feedback voltage VFB4 corresponds to the ratio of the resistance values of the resistors R13 and R14 and the potential difference between the output voltage Vo4 and the ground. Therefore, the resistors R13 and R14 generate the fourth feedback voltage VFB4 that is proportional to the output voltage Vo4. The fourth feedback voltage VFB4 is supplied to the inverting input terminal of the error amplification circuit 62.

誤差増幅回路62の非反転入力端子には、上記基準電圧Vrが供給される。ここで、基準電圧Vrは、出力電圧Vo4が目標電圧(規格値)に達したときに、上記第4帰還電圧VFB4と一致する電圧である。   The reference voltage Vr is supplied to the non-inverting input terminal of the error amplifier circuit 62. Here, the reference voltage Vr is a voltage that matches the fourth feedback voltage VFB4 when the output voltage Vo4 reaches the target voltage (standard value).

誤差増幅回路62は、第4帰還電圧VFB4と基準電圧Vrとを比較し、両電圧の差電圧を増幅した誤差信号S4をPWM制御回路63に出力する。
PWM制御回路63には、発振器70から周期信号CKが供給される。PWM制御回路63は、図2に示したPWM制御回路33と略同様の構成を有するため、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。PWM制御回路63は、誤差信号S4と周期信号CKとの比較結果に応じて、スイッチSW41,SW42を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH4,VL4を生成する。例えば、PWM制御回路63は、誤差信号S4よりも周期信号CKが低い場合に、Hレベルの制御信号VH4及びLレベルの制御信号VL4を生成し、誤差信号S4よりも周期信号CKが高い場合に、Lレベルの制御信号VH4及びHレベルの制御信号VL4を生成する。これら制御信号VH4,VL4は、上記周期信号CKの周期Tと同一の周期を有する。なお、スイッチSW41は、Hレベルの制御信号VH4に応答してオンし、Lレベルの制御信号VH4に応答してオフする。また、スイッチSW42は、Hレベルの制御信号VL4に応答してオンし、Lレベルの制御信号VL4に応答してオフする。
The error amplification circuit 62 compares the fourth feedback voltage VFB4 with the reference voltage Vr, and outputs an error signal S4 obtained by amplifying the difference voltage between the two voltages to the PWM control circuit 63.
A periodic signal CK is supplied from the oscillator 70 to the PWM control circuit 63. Since the PWM control circuit 63 has substantially the same configuration as the PWM control circuit 33 shown in FIG. 2, illustration and detailed description thereof are omitted here. The PWM control circuit 63 generates control signals VH4 and VL4 for performing on / off control of the switches SW41 and SW42 in a complementary manner according to the comparison result between the error signal S4 and the periodic signal CK. For example, the PWM control circuit 63 generates an H level control signal VH4 and an L level control signal VL4 when the periodic signal CK is lower than the error signal S4, and when the periodic signal CK is higher than the error signal S4. , An L level control signal VH4 and an H level control signal VL4 are generated. These control signals VH4 and VL4 have the same period as the period T of the periodic signal CK. The switch SW41 is turned on in response to the H level control signal VH4 and turned off in response to the L level control signal VH4. The switch SW42 is turned on in response to the H level control signal VL4 and turned off in response to the L level control signal VL4.

このような第4制御部60では、出力電圧Vo4に応じた第4帰還電圧VFB4が基準電圧Vrに近づくように、スイッチSW41,SW42を相補的にオン・オフ制御する制御信号VH4,VL4が生成される。これにより、出力電圧Vo4が基準電圧Vr及び抵抗R13,R14の抵抗値に基づく目標電圧に近づくように制御される。   In such a fourth control unit 60, control signals VH4 and VL4 for complementary on / off control of the switches SW41 and SW42 are generated so that the fourth feedback voltage VFB4 corresponding to the output voltage Vo4 approaches the reference voltage Vr. Is done. Thereby, the output voltage Vo4 is controlled so as to approach the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R13 and R14.

本実施形態において、スイッチSW11は第1スイッチ回路の一例、スイッチ回路20は第2スイッチ回路の一例、スイッチ回路21,22,23は第3スイッチ回路の一例、スイッチ回路21は1段目のスイッチ回路の一例、スイッチ回路22,23は2段目以降のスイッチ回路の一例である。また、スイッチSW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42はスイッチ素子の一例、スイッチSW31,SW41は第1スイッチ素子の一例、スイッチSW32,SW42は第2スイッチ素子の一例である。また、出力端子Po1〜Po4は第1出力端子の一例、出力電圧Vo1は第1出力電圧の一例、出力電圧Vo2〜Vo4は第2出力電圧の一例、第1制御部30は第1の制御部の一例、第2〜第4制御部40,50,60は第2の制御部の一例である。また、制御信号VH1,VL1は第1制御信号の一例、制御信号VH2,VL2,VH3,VL3,VH4,VL4は第2制御信号の一例、合成電圧Vout1は第1合成電圧の一例、合成電圧Vout2は第2合成電圧の一例、合成電圧Vout3及び出力電圧Vo4は第3合成電圧の一例である。   In this embodiment, the switch SW11 is an example of a first switch circuit, the switch circuit 20 is an example of a second switch circuit, the switch circuits 21, 22, and 23 are examples of a third switch circuit, and the switch circuit 21 is a first-stage switch. An example of the circuit, the switch circuits 22 and 23, is an example of a switch circuit in the second and subsequent stages. The switches SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, and SW42 are examples of switch elements, the switches SW31 and SW41 are examples of first switch elements, and the switches SW32 and SW42 are examples of second switch elements. The output terminals Po1 to Po4 are examples of the first output terminal, the output voltage Vo1 is an example of the first output voltage, the output voltages Vo2 to Vo4 are examples of the second output voltage, and the first control unit 30 is the first control unit. The second to fourth control units 40, 50, 60 are examples of the second control unit. The control signals VH1 and VL1 are examples of the first control signal, the control signals VH2, VL2, VH3, VL3, VH4, and VL4 are examples of the second control signal, the combined voltage Vout1 is an example of the first combined voltage, and the combined voltage Vout2 Is an example of the second synthesized voltage, and the synthesized voltage Vout3 and the output voltage Vo4 are examples of the third synthesized voltage.

次に、上記DC−DCコンバータ1の動作を図3〜図5に従って説明する。なお、図5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。
図5に示す時刻t1において、周期信号CKが一定の周期Tで基準値にリセットされると、その周期信号CKのレベルが誤差信号S1,S2,S3,S4よりも低くなる。すると、PWM制御回路33,43,53,63から、Hレベルの制御信号VH1,VH2,VH3,VH4がそれぞれ出力され、Lレベルの制御信号VL1,VL2,VL3,VL4がそれぞれ出力される。これにより、スイッチSW11,SW21,SW31,SW41がオンされるとともに、スイッチSW12,SW22,SW32,SW42がオフされる。すると、図3(a)に示すように、入力端子PiがスイッチSW11を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW21を通じて出力端子Po1に接続される。このため、入力端子PiからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図5に示した時刻t1から時刻t2までの第1の期間P1では、入力電圧Vinに応じたコイル電流ILがコイルLに流れ、コイルLにエネルギーが蓄積される。この第1の期間P1では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾きで増加する。具体的には、第1の期間P1におけるコイル電流ILの増加傾きm1は、入力電圧Vin及び出力電圧Vo1の電圧値をそれぞれVin,Vo1とし、コイルLのインダクタンス値をLとすると、
Next, the operation of the DC-DC converter 1 will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, the vertical axis and the horizontal axis are enlarged or reduced as appropriate for the sake of brevity.
When the periodic signal CK is reset to the reference value at a constant period T at time t1 shown in FIG. 5, the level of the periodic signal CK becomes lower than the error signals S1, S2, S3, S4. Then, H level control signals VH1, VH2, VH3, and VH4 are output from the PWM control circuits 33, 43, 53, and 63, respectively, and L level control signals VL1, VL2, VL3, and VL4 are output. As a result, the switches SW11, SW21, SW31, SW41 are turned on, and the switches SW12, SW22, SW32, SW42 are turned off. Then, as shown in FIG. 3A, the input terminal Pi is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW11, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch SW21. For this reason, a current path from the input terminal Pi to the output terminal Po1 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the first period P1 from time t1 to time t2 shown in FIG. 5, the coil current IL corresponding to the input voltage Vin flows through the coil L, and energy is stored in the coil L. Is done. In the first period P1, the coil current IL increases with a predetermined slope as time passes. Specifically, the increasing slope m1 of the coil current IL in the first period P1 is that the voltage values of the input voltage Vin and the output voltage Vo1 are Vin and Vo1, respectively, and the inductance value of the coil L is L.

となる。すなわち、第1の期間P1におけるコイル電流ILは、入力電圧Vinと出力電圧Vo1との電位差に比例して増加する。 It becomes. That is, the coil current IL in the first period P1 increases in proportion to the potential difference between the input voltage Vin and the output voltage Vo1.

次に、時刻t1から所定の立ち上がり特性で徐々に上昇する周期信号CKのレベルが誤差信号S1よりも高くなると(時刻t2参照)、PWM制御回路33からLレベルの制御信号VH1及びHレベルの制御信号VL1が出力される。このLレベルの制御信号VH1に応答してスイッチSW11がオフされ、Hレベルの制御信号VL1に応答してスイッチSW12がオンされる。すると、図3(b)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW21を通じて出力端子Po1に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図5に示した時刻t2から時刻t3までの第2の期間P2では、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po1に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第2の期間P2では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾きで減少する。具体的には、第2の期間P2におけるコイル電流ILの減少傾きm2は、   Next, when the level of the periodic signal CK that gradually increases with a predetermined rising characteristic from time t1 becomes higher than the error signal S1 (see time t2), the PWM control circuit 33 controls the L level control signals VH1 and H level. Signal VL1 is output. The switch SW11 is turned off in response to the L level control signal VH1, and the switch SW12 is turned on in response to the H level control signal VL1. Then, as shown in FIG. 3B, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch SW21. For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po1 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the second period P2 from time t2 to time t3 shown in FIG. 5, the energy stored in the coil L in the first period P1 is directed toward the output terminal Po1. The induced current flows through the coil L. In the second period P2, the coil current IL decreases with a predetermined slope as time passes. Specifically, the decreasing slope m2 of the coil current IL in the second period P2 is

となる。すなわち、第2の期間P2におけるコイル電流ILは、出力電圧Vo1に比例して減少する。 It becomes. That is, the coil current IL in the second period P2 decreases in proportion to the output voltage Vo1.

続いて、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S2よりも高くなると(時刻t3参照)、PWM制御回路43からLレベルの制御信号VH2及びHレベルの制御信号VL2が出力される。このLレベルの制御信号VH2に応答してスイッチSW21がオフされ、Hレベルの制御信号VL2に応答してスイッチSW22がオンされる。すると、図4(a)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW22及びスイッチSW31を通じて出力端子Po2に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po2に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図5に示した時刻t3から時刻t4までの第3の期間P3では、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po2に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第3の期間P3では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾きで減少する。具体的には、第3の期間P3におけるコイル電流ILの減少傾きm3は、出力電圧Vo2の電圧値をVo2とすると、   Subsequently, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S2 (see time t3), the PWM control circuit 43 outputs an L level control signal VH2 and an H level control signal VL2. The switch SW21 is turned off in response to the L level control signal VH2, and the switch SW22 is turned on in response to the H level control signal VL2. Then, as shown in FIG. 4A, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 through the switch SW22 and the switch SW31. . For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po2 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the third period P3 from time t3 to time t4 shown in FIG. 5, the energy stored in the coil L in the first period P1 is directed toward the output terminal Po2. The induced current flows through the coil L. In the third period P3, the coil current IL decreases with a predetermined slope as time passes. Specifically, the decrease slope m3 of the coil current IL in the third period P3 is given by assuming that the voltage value of the output voltage Vo2 is Vo2.

となる。すなわち、第3の期間P3におけるコイル電流ILは、出力電圧Vo2に比例して減少する。 It becomes. That is, the coil current IL in the third period P3 decreases in proportion to the output voltage Vo2.

次いで、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S3よりも高くなると(時刻t4参照)、PWM制御回路53からLレベルの制御信号VH3及びHレベルの制御信号VL3が出力される。このLレベルの制御信号VH3に応答してスイッチSW31がオフされ、Hレベルの制御信号VL3に応答してスイッチSW32がオンされる。すると、図4(b)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW22、スイッチSW32及びスイッチSW41を通じて出力端子Po3に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po3に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図5に示した時刻t4から時刻t5までの第4の期間P4では、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po3に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第4の期間P4では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾きで減少する。具体的には、第4の期間P4におけるコイル電流ILの減少傾きm4は、出力電圧Vo3の電圧値をVo3とすると、   Next, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S3 (see time t4), the PWM control circuit 53 outputs an L level control signal VH3 and an H level control signal VL3. The switch SW31 is turned off in response to the L level control signal VH3, and the switch SW32 is turned on in response to the H level control signal VL3. Then, as shown in FIG. 4B, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 through the switch SW22, the switch SW32, and the switch SW41. Connected. For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po3 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the fourth period P4 from time t4 to time t5 shown in FIG. 5, the energy stored in the coil L in the first period P1 is directed toward the output terminal Po3. The induced current flows through the coil L. In the fourth period P4, the coil current IL decreases with a predetermined slope as time passes. Specifically, the decrease slope m4 of the coil current IL in the fourth period P4 is given by assuming that the voltage value of the output voltage Vo3 is Vo3.

となる。すなわち、第4の期間P4におけるコイル電流ILは、出力電圧Vo3に比例して減少する。 It becomes. That is, the coil current IL in the fourth period P4 decreases in proportion to the output voltage Vo3.

次に、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S4よりも高くなると(時刻t5参照)、PWM制御回路63からLレベルの制御信号VH4及びHレベルの制御信号VL4が出力される。このLレベルの制御信号VH4に応答してスイッチSW41がオフされ、Hレベルの制御信号VL4に応答してスイッチSW42がオンされる。すると、図4(c)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW22、スイッチSW32及びスイッチSW42を通じて出力端子Po4に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po4に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図5に示した時刻t5から時刻t6までの第5の期間P5では、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po4に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第5の期間P5では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾きで減少する。具体的には、第5の期間P5におけるコイル電流ILの減少傾きm5は、出力電圧Vo4の電圧値をVo4とすると、   Next, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S4 (see time t5), the PWM control circuit 63 outputs an L level control signal VH4 and an H level control signal VL4. The switch SW41 is turned off in response to the L level control signal VH4, and the switch SW42 is turned on in response to the H level control signal VL4. Then, as shown in FIG. 4C, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po4 through the switch SW22, the switch SW32 and the switch SW42. Connected. For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po4 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the fifth period P5 from time t5 to time t6 shown in FIG. 5, the energy stored in the coil L in the first period P1 is directed toward the output terminal Po4. The induced current flows through the coil L. In the fifth period P5, the coil current IL decreases with a predetermined slope as time passes. Specifically, the decrease slope m5 of the coil current IL in the fifth period P5 is given by assuming that the voltage value of the output voltage Vo4 is Vo4.

となる。すなわち、第5の期間P5におけるコイル電流ILは、出力電圧Vo4に比例して減少する。 It becomes. That is, the coil current IL in the fifth period P5 decreases in proportion to the output voltage Vo4.

その後、周期信号CKが一定の周期Tで基準値に再度リセットされると(時刻t6参照)、スイッチSW11,SW21,SW31,SW41がオンされるとともに、スイッチSW12,SW22,SW32,SW42がオフされる。これにより、次の周期Tが開始され、その周期Tにおいて、第1の期間P1、第2の期間P2、第3の期間P3、第4の期間P4及び第5の期間P5がこの順番で実行される。   Thereafter, when the periodic signal CK is reset to the reference value again at a constant period T (see time t6), the switches SW11, SW21, SW31, SW41 are turned on, and the switches SW12, SW22, SW32, SW42 are turned off. The Thereby, the next period T is started, and in the period T, the first period P1, the second period P2, the third period P3, the fourth period P4, and the fifth period P5 are executed in this order. Is done.

ここで、各周期T(第1の期間P1〜第5の期間P5)におけるコイル電流ILの平均値が負荷2,3,4,5に供給される出力電流Io1,Io2,Io3,Io4の合計値Io1+Io2+Io3+Io4となる。また、スイッチSW21がオンしている期間(第1の期間P1及び第2の期間P2)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域A1参照)を周期Tで平均した平均値が負荷2に供給される出力電流Io1となる。また、スイッチSW22及びスイッチSW31の2つのスイッチがオンしている期間(第3の期間P3)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域A2参照)を周期Tで平均した平均値が負荷3に供給される出力電流Io2となる。また、スイッチSW22、スイッチSW32及びスイッチSW41の3つのスイッチがオンしている期間(第4の期間P4)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域A3参照)を周期Tで平均した平均値が負荷4に供給される出力電流Io3となる。そして、スイッチSW22、スイッチSW32及びスイッチSW42の3つのスイッチがオンしている期間(第5の期間P5)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域A4参照)を周期Tで平均した平均値が負荷5に供給される出力電流Io4となる。   Here, the average value of the coil current IL in each cycle T (the first period P1 to the fifth period P5) is the sum of the output currents Io1, Io2, Io3, and Io4 supplied to the loads 2, 3, 4, and 5. The value is Io1 + Io2 + Io3 + Io4. Further, an average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the area A1) in the period in which the switch SW21 is on (first period P1 and second period P2) in the period T is supplied to the load 2. Output current Io1. In addition, an average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the region A2) in the period T during the period when the two switches SW22 and SW31 are on (third period P3) in the period T is the load 3. The output current Io2 is supplied. In addition, an average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the region A3) in the period T during the period in which the three switches SW22, SW32, and SW41 are on (fourth period P4) is obtained. The output current Io3 supplied to the load 4 is obtained. And the average value which averaged the total amount (refer area | region A4) of the coil electric current IL in the period (5th period P5) in which the three switches of switch SW22, switch SW32, and switch SW42 are ON in the period T is obtained. The output current Io4 is supplied to the load 5.

次に、第1制御部30、第2制御部40、第3制御部50及び第4制御部60によるフィードバック制御について詳述する。まず、第1制御部30によるフィードバック制御について説明する。   Next, feedback control by the first control unit 30, the second control unit 40, the third control unit 50, and the fourth control unit 60 will be described in detail. First, feedback control by the first control unit 30 will be described.

上述した各周期Tにおける一連の動作において、出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1が目標電圧よりも高くなると、つまり第1帰還電圧VFB1が基準電圧Vrよりも高くなると、誤差増幅回路32から出力される誤差信号S1が低下する。すると、制御信号VH1のHレベルのパルス幅が短くなり、スイッチSW11のオン時間、つまりコイルLにエネルギーを蓄積する第1の期間P1が短くなる。これにより、第1の期間P1においてコイルLに流れるコイル電流ILの電流量が減少し、コイルLに蓄積されるエネルギーが減少する。これに伴って、第2の期間P2〜第5の期間P5においてコイルLから出力端子Po1〜Po4に向けて放出されるエネルギーが減少する。したがって、コンデンサC1〜C4に供給されるコイル電流ILの電流量の総量が減少するため、合成電圧Vout1が低くなる。   In the series of operations in each cycle T described above, when the combined voltage Vout1 of the output voltages Vo1 to Vo4 becomes higher than the target voltage, that is, when the first feedback voltage VFB1 becomes higher than the reference voltage Vr, the error amplification circuit 32 outputs it. Error signal S1 decreases. Then, the H level pulse width of the control signal VH1 is shortened, and the ON time of the switch SW11, that is, the first period P1 in which energy is stored in the coil L is shortened. As a result, the amount of coil current IL flowing through the coil L in the first period P1 decreases, and the energy accumulated in the coil L decreases. Accordingly, the energy released from the coil L toward the output terminals Po1 to Po4 in the second period P2 to the fifth period P5 decreases. Accordingly, the total amount of the coil current IL supplied to the capacitors C1 to C4 is reduced, so that the combined voltage Vout1 is lowered.

反対に、合成電圧Vout1が目標電圧よりも低くなると、つまり第1帰還電圧VFB1が基準電圧Vrよりも低くなると、誤差信号S1が上昇する。すると、制御信号VH1のHレベルのパルス幅が長くなり、コイルLにエネルギーを蓄積する第1の期間P1が長くなる。これにより、第1の期間P1においてコイルLに流れるコイル電流ILの電流量が増加し、コイルLに蓄積されるエネルギーが増加する。これに伴って、第2の期間P2〜第5の期間P5においてコイルLから出力端子Po1〜Po4に向けて放出されるエネルギーが増加する。したがって、コンデンサC1〜C4に供給されるコイル電流ILの電流量の総量が増加するため、合成電圧Vout1が高くなる。このような動作により、合成電圧Vout1が基準電圧Vr及び抵抗R1〜R5に基づく目標電圧(一定値)に維持される。   On the contrary, when the combined voltage Vout1 becomes lower than the target voltage, that is, when the first feedback voltage VFB1 becomes lower than the reference voltage Vr, the error signal S1 increases. Then, the H level pulse width of the control signal VH1 becomes longer, and the first period P1 in which energy is stored in the coil L becomes longer. As a result, the amount of coil current IL flowing through the coil L in the first period P1 increases, and the energy accumulated in the coil L increases. Along with this, energy released from the coil L toward the output terminals Po1 to Po4 in the second period P2 to the fifth period P5 increases. Therefore, since the total amount of the coil current IL supplied to the capacitors C1 to C4 increases, the combined voltage Vout1 increases. By such an operation, the combined voltage Vout1 is maintained at a target voltage (a constant value) based on the reference voltage Vr and the resistors R1 to R5.

このように、第1制御部30では、合成電圧Vout1(第1合成電圧)に基づいて、合成電圧Vout1が基準電圧Vr及び抵抗R1〜R5に基づく目標電圧に近づくように、スイッチSW11のオン時間が制御される。換言すると、第1制御部30では、合成電圧Vout1に基づいて、負荷2〜5に供給する所望の電流、つまり出力電流Io1,Io2,Io3,Io4の合計値Io1+Io2+Io3+Io4が流れるように、コイル電流ILの電流量の総量(図5に示した領域A1,A2参照)が制御される。   As described above, in the first control unit 30, based on the combined voltage Vout1 (first combined voltage), the ON time of the switch SW11 is set so that the combined voltage Vout1 approaches the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistors R1 to R5. Is controlled. In other words, in the first control unit 30, the coil current IL is such that a desired current supplied to the loads 2 to 5, that is, the total value Io1 + Io2 + Io3 + Io4 of the output currents Io1, Io2, Io3, and Io4 flows based on the combined voltage Vout1. The total amount of current is controlled (see areas A1 and A2 shown in FIG. 5).

次に、第2制御部40によるフィードバック制御について説明する。
上記各周期Tにおける一連の動作において、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2が目標電圧よりも高くなると、つまり第2帰還電圧VFB2が基準電圧Vrよりも高くなると、誤差増幅回路42から出力される誤差信号S2が低下する。すると、制御信号VL2のHレベルのパルス幅が長くなり、スイッチSW22のオン時間、つまりコイルLの第2端子LYが出力端子Po2,Po3,Po4に接続される時間(第3の期間P3〜第5の期間P5)が長くなる。すなわち、出力端子Po2,Po3,Po4(コンデンサC2,C3,C4)がコイルLを通じてグランドに接続され、コイル電流ILがコンデンサC2,C3,C4に供給される時間が長くなる。これにより、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2が低くなる。その一方で、合成電圧Vout1が一定と仮定した場合には、合成電圧Vout2が目標電圧よりも高くなると、残りの出力電圧Vo1が目標電圧よりも低くなる。このとき、上述したように誤差信号S2が低下すると、制御信号VH2のHレベルのパルス幅が短くなり、スイッチSW12及びスイッチSW21が共にオンする時間が短くなる。すなわち、出力端子Po1(コンデンサC1)がコイルLを通じてグランドに接続され、コイル電流ILがコンデンサC1に供給される時間が短くなる。これにより、出力電圧Vo1が高くなる。
Next, feedback control by the second control unit 40 will be described.
In the series of operations in each cycle T, when the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2 to Vo4 becomes higher than the target voltage, that is, when the second feedback voltage VFB2 becomes higher than the reference voltage Vr, the error amplification circuit 42 outputs the voltage. The error signal S2 decreases. Then, the H level pulse width of the control signal VL2 becomes longer, and the ON time of the switch SW22, that is, the time during which the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminals Po2, Po3, Po4 (the third period P3 to the third period). 5 period P5) becomes longer. That is, the output terminals Po2, Po3, Po4 (capacitors C2, C3, C4) are connected to the ground through the coil L, and the time during which the coil current IL is supplied to the capacitors C2, C3, C4 becomes longer. As a result, the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2 to Vo4 is lowered. On the other hand, assuming that the combined voltage Vout1 is constant, when the combined voltage Vout2 becomes higher than the target voltage, the remaining output voltage Vo1 becomes lower than the target voltage. At this time, when the error signal S2 decreases as described above, the H level pulse width of the control signal VH2 is shortened, and the time for which both the switch SW12 and the switch SW21 are turned on is shortened. That is, the output terminal Po1 (capacitor C1) is connected to the ground through the coil L, and the time during which the coil current IL is supplied to the capacitor C1 is shortened. As a result, the output voltage Vo1 increases.

反対に、合成電圧Vout2が目標電圧よりも低くなると、つまり第2帰還電圧VFB2が基準電圧Vrよりも低くなると、誤差信号S2が上昇する。すると、制御信号VL2のHレベルのパルス幅が短くなり、スイッチSW22のオン時間、つまり第3〜第5の期間P3〜P5の時間が長くなる。これにより、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2が高くなる。その一方で、合成電圧Vout1が一定と仮定した場合には、合成電圧Vout2が目標電圧よりも低くなると、残りの出力電圧Vo1が目標電圧よりも高くなる。このとき、上述したように誤差信号S2が上昇すると、制御信号VH2のHレベルのパルス幅が長くなり、スイッチSW12及びスイッチSW21が共にオンする時間が長くなる。これにより、出力電圧Vo1が低くなる。このような動作により、合成電圧Vout2が基準電圧Vr及び抵抗R6〜R9に基づく目標電圧(一定値)に維持される。これに伴って、出力電圧Vo1も目標電圧(一定)に維持される。   On the contrary, when the synthesized voltage Vout2 becomes lower than the target voltage, that is, when the second feedback voltage VFB2 becomes lower than the reference voltage Vr, the error signal S2 increases. Then, the H-level pulse width of the control signal VL2 is shortened, and the ON time of the switch SW22, that is, the times of the third to fifth periods P3 to P5 are lengthened. As a result, the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2 to Vo4 increases. On the other hand, assuming that the combined voltage Vout1 is constant, when the combined voltage Vout2 becomes lower than the target voltage, the remaining output voltage Vo1 becomes higher than the target voltage. At this time, when the error signal S2 rises as described above, the H level pulse width of the control signal VH2 becomes longer, and the time during which both the switch SW12 and the switch SW21 are turned on becomes longer. As a result, the output voltage Vo1 is lowered. By such an operation, the combined voltage Vout2 is maintained at a target voltage (a constant value) based on the reference voltage Vr and the resistors R6 to R9. Accordingly, the output voltage Vo1 is also maintained at the target voltage (constant).

このように、第2制御部40では、合成電圧Vout2(第2合成電圧)に基づいて、その合成電圧Vout2が基準電圧Vr及び抵抗R6〜R9に基づく目標電圧に近づくように、スイッチSW22のオン時間が制御される。換言すると、第2制御部40では、合成電圧Vout2に基づいて、負荷3,4,5に供給する所望の電流、つまり出力電流Io2,Io3,Io4の合計値Io2+Io3+Io4が流れるように、コンデンサC2,C3,C4(出力端子Po2,Po3,Po4)にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が制御(決定)される。そして、周期T又はスイッチSW12のオン時間(スイッチSW11のオフ時間)から上記決定された時間幅を除いた残りの時間は、第2制御部40に接続されていない出力端子Po1に接続されたコンデンサC1にコイル電流ILを供給するための時間として利用される。このように、第2制御部40では、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうちの3つの出力電圧Vo2〜Vo4に基づいて、コイル電流ILをコンデンサC2〜C4とコンデンサC1とに振り分ける期間の割合が制御される。   As described above, in the second control unit 40, based on the composite voltage Vout2 (second composite voltage), the switch SW22 is turned on so that the composite voltage Vout2 approaches the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistors R6 to R9. Time is controlled. In other words, in the second control unit 40, the capacitors C 2, I 2, Io 3, Io 4 so that the desired current supplied to the loads 3, 4, 5, that is, the total value Io 2 + Io 3 + Io 4, flows based on the combined voltage Vout 2. The time width necessary for supplying the coil current IL to C3 and C4 (output terminals Po2, Po3 and Po4) is controlled (determined). The remaining time excluding the determined time width from the cycle T or the ON time of the switch SW12 (OFF time of the switch SW11) is a capacitor connected to the output terminal Po1 not connected to the second control unit 40. This is used as the time for supplying the coil current IL to C1. Thus, in the second control unit 40, the ratio of the period for distributing the coil current IL to the capacitors C2 to C4 and the capacitor C1 based on the three output voltages Vo2 to Vo4 of the four output voltages Vo1 to Vo4 is Be controlled.

次に、第3制御部50によるフィードバック制御について説明する。なお、この第3制御部50によるフィードバック制御は、上述した第2制御部40によるフィードバック制御と同様の制御が行われるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Next, feedback control by the third control unit 50 will be described. The feedback control by the third control unit 50 is performed in the same manner as the feedback control by the second control unit 40 described above, and detailed description thereof is omitted here.

第3制御部50では、第2制御部40と同様に、出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout3(第3合成電圧)に基づいて、その合成電圧Vout3が基準電圧Vr及び抵抗R10〜R12に基づく目標電圧に近づくように、スイッチSW32のオン時間が制御される。換言すると、第3制御部50では、合成電圧Vout3に基づいて、負荷4,5に供給する所望の電流、つまり出力電流Io3,Io4の合計値Io3+Io4が流れるように、コンデンサC3,C4(出力端子Po3,Po4)にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が制御(決定)される。そして、周期Tから上記決定された時間幅を除いた残りの時間は、第3制御部50に接続されていない出力端子Po1,Po2に接続されたコンデンサC1,C2にコイル電流ILを供給するための時間として利用される。このように、第3制御部50では、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうちの2つの出力電圧Vo3,Vo4に基づいて、コイル電流ILをコンデンサC3,C4とコンデンサC1,C2とに振り分ける期間の割合が制御される。このような第3制御部50によるフィードバック制御によって、合成電圧Vout3が基準電圧Vr及び抵抗R10〜R12に基づく目標電圧(一定値)に維持される。これに伴って、合成電圧Vout2から合成電圧Vout3を除いた残りの出力電圧Vo2も目標電圧(一定値)に維持される。   In the third control unit 50, similar to the second control unit 40, based on the combined voltage Vout3 (third combined voltage) of the output voltages Vo3 and Vo4, the combined voltage Vout3 is based on the reference voltage Vr and the resistors R10 to R12. The on-time of the switch SW32 is controlled so as to approach the target voltage. In other words, in the third control unit 50, the capacitors C3 and C4 (output terminals) so that a desired current supplied to the loads 4 and 5, that is, the total value Io3 + Io4 of the output currents Io3 and Io4 flows based on the combined voltage Vout3. The time width required to supply the coil current IL to Po3, Po4) is controlled (determined). In order to supply the coil current IL to the capacitors C1 and C2 connected to the output terminals Po1 and Po2, which are not connected to the third control unit 50, the remaining time excluding the determined time width from the period T. Used as a time. As described above, the third control unit 50 distributes the coil current IL to the capacitors C3 and C4 and the capacitors C1 and C2 based on the two output voltages Vo3 and Vo4 out of the four output voltages Vo1 to Vo4. The rate is controlled. By such feedback control by the third control unit 50, the combined voltage Vout3 is maintained at a target voltage (a constant value) based on the reference voltage Vr and the resistors R10 to R12. Accordingly, the remaining output voltage Vo2 obtained by removing the combined voltage Vout3 from the combined voltage Vout2 is also maintained at the target voltage (a constant value).

次に、第4制御部60によるフィードバック制御について説明する。なお、この第4制御部60によるフィードバック制御は、上述した第2制御部40によるフィードバック制御と同様の制御が行われるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Next, feedback control by the fourth control unit 60 will be described. The feedback control by the fourth control unit 60 is performed in the same manner as the feedback control by the second control unit 40 described above, and thus detailed description thereof is omitted here.

第4制御部60では、第2制御部40と同様に、出力電圧Vo4(第3合成電圧)に基づいて、その出力電圧Vo4が基準電圧Vr及び抵抗R13,R14に基づく目標電圧に近づくように、スイッチSW42のオン時間が制御される。換言すると、第4制御部60では、出力電圧Vo4に基づいて、負荷5に供給する所望の出力電流Io4が流れるように、コンデンサC4(出力端子Po4)にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が制御(決定)される。そして、周期Tから上記決定された時間幅を除いた残りの時間は、第4制御部60に接続されていない出力端子Po1,Po2,Po3に接続されたコンデンサC1,C2,C3にコイル電流ILを供給するための時間として利用される。このように、第4制御部60では、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうちの1つの出力電圧Vo4のみに基づいて、コイル電流ILをコンデンサC4とコンデンサC1,C2,C3とに振り分ける期間の割合が制御される。このような第4制御部60によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo4が基準電圧Vr及び抵抗R13,R14に基づく目標電圧(一定値)に維持される。これに伴って、合成電圧Vout3から出力電圧Vo4を除いた残りの出力電圧Vo3も目標電圧(一定値)に維持される。   In the fourth control unit 60, as in the second control unit 40, based on the output voltage Vo4 (third combined voltage), the output voltage Vo4 approaches the target voltage based on the reference voltage Vr and the resistors R13 and R14. The on-time of the switch SW42 is controlled. In other words, the fourth control unit 60 is necessary to supply the coil current IL to the capacitor C4 (output terminal Po4) so that the desired output current Io4 supplied to the load 5 flows based on the output voltage Vo4. The time width is controlled (determined). The remaining time obtained by removing the determined time width from the period T is the coil current IL applied to the capacitors C1, C2, C3 connected to the output terminals Po1, Po2, Po3 not connected to the fourth control unit 60. Used as time to supply. As described above, in the fourth control unit 60, the ratio of the period for distributing the coil current IL to the capacitor C4 and the capacitors C1, C2, and C3 based on only one output voltage Vo4 out of the four output voltages Vo1 to Vo4. Is controlled. By such feedback control by the fourth control unit 60, the output voltage Vo4 is maintained at a target voltage (a constant value) based on the reference voltage Vr and the resistors R13 and R14. Accordingly, the remaining output voltage Vo3 obtained by removing the output voltage Vo4 from the combined voltage Vout3 is also maintained at the target voltage (a constant value).

このような第1制御部30で生成される制御信号VH1,VL1と、第2〜第4制御部40,50,60で生成される制御信号VH2,VL2,VH3,VL3,VH4,VL4とが同一周期(同一周波数)の信号である。このため、入力側のスイッチSW11,SW12と出力側のスイッチSW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42とが同一のスイッチング周波数でオン・オフされる。これにより、当該DC−DCコンバータ1をCCMで動作させる場合であっても、出力電圧Vo1〜Vo4を安定して生成することができる。詳述すると、スイッチSW11,SW12をオン・オフ制御する制御信号の周波数fsw1と、スイッチSW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42をオン・オフ制御する制御信号の周波数fsw2とが異なる場合には、CCM領域ではfsw1×fsw2の低周波成分が出力電圧Vo1〜Vo4に現れてしまう。これに対し、本実施形態のDC−DCコンバータ1では、制御信号VH1,VL1と制御信号VH2〜VH4,VL2〜VL4との周波数(周期)が同一であるため、CCM領域であっても上述のような低周波成分が発生しない。したがって、CCM領域であっても出力電圧Vo1〜Vo4を安定して生成することができる。   The control signals VH1 and VL1 generated by the first control unit 30 and the control signals VH2, VL2, VH3, VL3, VH4 and VL4 generated by the second to fourth control units 40, 50 and 60 are provided. It is a signal with the same period (same frequency). Therefore, the switches SW11 and SW12 on the input side and the switches SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, and SW42 on the output side are turned on / off at the same switching frequency. Thereby, even when the DC-DC converter 1 is operated by the CCM, the output voltages Vo1 to Vo4 can be stably generated. More specifically, when the frequency fsw1 of the control signal for controlling on / off of the switches SW11 and SW12 is different from the frequency fsw2 of the control signal for controlling on / off of the switches SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, and SW42. In the CCM region, a low frequency component of fsw1 × fsw2 appears in the output voltages Vo1 to Vo4. On the other hand, in the DC-DC converter 1 according to the present embodiment, the control signals VH1 and VL1 and the control signals VH2 to VH4 and VL2 to VL4 have the same frequency (period), and thus the above-described even in the CCM region. Such low frequency components do not occur. Therefore, the output voltages Vo1 to Vo4 can be stably generated even in the CCM region.

また、別の見方をすれば、出力電圧Vo1,Vo2が定常状態では、第1〜第4制御部30,40,50,60によるフィードバック制御によって、各周期Tの開始時刻(時刻t1参照)におけるコイル電流ILの電流値と、各周期Tの終了時刻(時刻t4参照)におけるコイル電流ILの電流値とが一致するように制御される。詳述すると、第1の期間P1におけるコイル電流ILの増加分と、第2の期間P2から第5の期間P5までの期間におけるコイル電流ILの減少分とが等しくなるように制御される。これらコイル電流ILの増加分と減少分との関係は、第1〜第5の期間P1〜P5の時間をそれぞれP1,P2,P3,P4,P5とすると、上記式1〜式5より、   From another point of view, when the output voltages Vo1 and Vo2 are in a steady state, feedback control by the first to fourth control units 30, 40, 50, and 60 is performed at the start time of each cycle T (see time t1). Control is performed so that the current value of the coil current IL coincides with the current value of the coil current IL at the end time of each cycle T (see time t4). More specifically, the amount of increase in the coil current IL in the first period P1 is controlled to be equal to the amount of decrease in the coil current IL in the period from the second period P2 to the fifth period P5. The relationship between the increase and decrease of the coil current IL is as follows. When the times of the first to fifth periods P1 to P5 are P1, P2, P3, P4 and P5, respectively,

となる。また、周期Tと第1〜第5の期間P1〜P5との関係は、 It becomes. The relationship between the cycle T and the first to fifth periods P1 to P5 is as follows:

となる。そして、第1〜第4制御部30,40,50,60によるフィードバック制御によって、これら式6及び式7の関係が満たされるように、第1〜第5の期間P1〜P5の時間幅が制御される。すなわち、第1制御部30によるフィードバック制御によって、式6及び式7の関係が満たされるように、第1の期間P1の時間幅(制御信号VH1のHレベルのパルス幅)が制御される。また、第2制御部40によるフィードバック制御によって、式6及び式7の関係が満たされるように、第3〜第5の期間P3〜P5の時間幅(制御信号VL2のHレベルのパルス幅)が制御され、その結果、第2の期間P2の時間幅が制御される。さらに、第3制御部50によるフィードバック制御によって、式6及び式7の関係が満たされるように、第4及び第5の期間P4,P5の時間幅(制御信号VL3のHレベルのパルス幅)が制御され、その結果、第3の期間P3の時間幅が制御される。そして、第4制御部60によるフィードバック制御によって、式6及び式7の関係が満たされるように、第5の期間P5の時間幅(制御信号VL4のHレベルのパルス幅)が制御され、その結果、第4の期間P4の時間幅が制御される。 It becomes. The time widths of the first to fifth periods P1 to P5 are controlled by the feedback control by the first to fourth control units 30, 40, 50, and 60 so that the relationship of Expression 6 and Expression 7 is satisfied. Is done. That is, the time width of the first period P1 (the H level pulse width of the control signal VH1) is controlled by the feedback control by the first control unit 30 so that the relationship of Expression 6 and Expression 7 is satisfied. Further, the time width of the third to fifth periods P3 to P5 (the H level pulse width of the control signal VL2) is set so that the relationship of Expression 6 and Expression 7 is satisfied by the feedback control by the second control unit 40. As a result, the time width of the second period P2 is controlled. Further, the time width of the fourth and fifth periods P4 and P5 (the H level pulse width of the control signal VL3) is set so that the relationship of Expressions 6 and 7 is satisfied by the feedback control by the third control unit 50. As a result, the time width of the third period P3 is controlled. The time width of the fifth period P5 (the H level pulse width of the control signal VL4) is controlled by the feedback control by the fourth control unit 60 so that the relationship of Expression 6 and Expression 7 is satisfied. The time width of the fourth period P4 is controlled.

以上説明したように、DC−DCコンバータ1では、4つの出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1に基づいて所定の周期Tにおけるコイル電流ILの電流量の総量が決定される。また、第2〜第4制御部40,50,60で生成される制御信号VH2,VL2,VH3,VL3,VH4,VL4の信号レベルの組み合わせに応じて、各コンデンサC1〜C4(各出力端子Po1〜Po4)に必要なコイル電流ILを供給するための時間幅が決定される。詳述すると、出力電圧Vo1を除いた3つの出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2に基づいて、コンデンサC2〜C4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。さらに、出力電圧Vo1,Vo2を除いた2つの出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout3に基づいて、コンデンサC3,C4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1,C2にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。そして、出力電圧Vo1,Vo2,Vo3を除いた1つの出力電圧Vo4に基づいて、コンデンサC4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1〜C3にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。これらにより、コイルLが1つの場合であっても、一つの周期T内で4つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3,Vo4を連続的に制御することができる。このため、出力電流Io1,Io2,Io3,Io4の電流値がそれぞれ異なっている場合であってもCCM領域で安定に動作させることができる。また、上述したように各周期Tの開始時刻(時刻t1参照)におけるコイル電流ILの電流値と、各周期Tの終了時刻(時刻t6参照)におけるコイル電流ILの電流値とが一致するため、CCM領域であっても出力電圧Vo1〜Vo4をより安定して生成することができる。   As described above, in the DC-DC converter 1, the total amount of the coil current IL in the predetermined period T is determined based on the combined voltage Vout1 of the four output voltages Vo1 to Vo4. Further, each of the capacitors C1 to C4 (each output terminal Po1) according to a combination of signal levels of the control signals VH2, VL2, VH3, VL3, VH4, and VL4 generated by the second to fourth control units 40, 50, and 60. The time width for supplying the coil current IL necessary for .about.Po4) is determined. More specifically, based on the combined voltage Vout2 of the three output voltages Vo2 to Vo4 excluding the output voltage Vo1, the time width required to supply the coil current IL to the capacitors C2 to C4 is determined within the period T. The remaining time in the period T is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitor C1. Further, based on the combined voltage Vout3 of the two output voltages Vo3 and Vo4 excluding the output voltages Vo1 and Vo2, a time width necessary for supplying the coil current IL to the capacitors C3 and C4 is determined within the period T. The remaining time in the period T is distributed as time for supplying the coil current IL to the capacitors C1 and C2. Based on one output voltage Vo4 excluding the output voltages Vo1, Vo2, and Vo3, a time width necessary for supplying the coil current IL to the capacitor C4 is determined within the period T, and the remaining time within the period T is determined. The time is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitors C1 to C3. Accordingly, even when the number of the coils L is one, the four output voltages Vo1, Vo2, Vo3, and Vo4 can be controlled continuously within one period T. For this reason, even when the current values of the output currents Io1, Io2, Io3, and Io4 are different from each other, the operation can be stably performed in the CCM region. Further, as described above, the current value of the coil current IL at the start time (see time t1) of each cycle T matches the current value of the coil current IL at the end time (see time t6) of each cycle T. Even in the CCM region, the output voltages Vo1 to Vo4 can be generated more stably.

また、第4制御部60によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo4が目標電圧(第2及び第3目標値)に維持され、第3制御部50によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout3が目標電圧(第3目標値)に維持される。これにより、合成電圧Vout3から出力電圧Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo3も目標電圧(第2目標値)に維持される。さらに、第2制御部40によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2が目標電圧(第3目標値)に維持され、第1制御部30によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1が目標電圧(第1目標値)に維持される。これにより、合成電圧Vout2から出力電圧Vo3,Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo2も目標電圧(第2目標値)に維持され、合成電圧Vout1から出力電圧Vo2,Vo3,Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo1も目標電圧(第2目標値)に維持される。具体的には、出力電圧Vo1〜Vo4の直流成分Vo1〜Vo4は、抵抗R1〜R14の抵抗値をそれぞれR1〜R14とし、基準電圧Vrの電圧値をVrとすると、下記式のように決まる。   Also, the output voltage Vo4 is maintained at the target voltage (second and third target values) by feedback control by the fourth control unit 60, and the combined voltage Vout3 of the output voltages Vo3 and Vo4 by feedback control by the third control unit 50. Is maintained at the target voltage (third target value). As a result, the output voltage Vo3 that is a voltage obtained by subtracting the output voltage Vo4 from the combined voltage Vout3 is also maintained at the target voltage (second target value). Further, the composite voltage Vout2 of the output voltages Vo2 to Vo4 is maintained at the target voltage (third target value) by feedback control by the second control unit 40, and the output voltages Vo1 to Vo4 are controlled by feedback control by the first control unit 30. The combined voltage Vout1 is maintained at the target voltage (first target value). As a result, the output voltage Vo2 that is the voltage obtained by subtracting the output voltages Vo3 and Vo4 from the combined voltage Vout2 is also maintained at the target voltage (second target value), and the voltage obtained by subtracting the output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 from the combined voltage Vout1 The output voltage Vo1 is maintained at the target voltage (second target value). Specifically, the direct current components Vo1 to Vo4 of the output voltages Vo1 to Vo4 are determined by the following equations, assuming that the resistance values of the resistors R1 to R14 are R1 to R14, and the voltage value of the reference voltage Vr is Vr.

換言すると、上記式8〜式11から、出力電圧Vo1〜Vo4がそれぞれ対応する目標電圧(第2目標値)になるように、基準電圧Vrの電圧値、抵抗R1〜R14の抵抗値が設定されている。 In other words, from the above equations 8 to 11, the voltage value of the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R1 to R14 are set so that the output voltages Vo1 to Vo4 become the corresponding target voltages (second target values), respectively. ing.

ここで、上記式8から明らかなように、出力電圧Vo4は、1つのコイルで1つの出力電圧を生成する場合と同じ電圧設定式で決まる。このため、出力電圧Vo4の電圧精度は高い。具体的には、出力電圧Vo4は、第4制御部60によるフィードバックループのみによってその電圧値が制御されるため、抵抗R13,R14のばらつきと、誤差増幅回路62のオフセットばらつきとでその電圧精度が決まる。したがって、2つ以上のフィードバックループに存在する抵抗の相対ばらつき、及び誤差増幅回路のオフセットばらつきに依存する出力電圧Vo1〜Vo3に比べて出力電圧Vo4の電圧精度は高くなる。このように、本実施形態のDC−DCコンバータ1では、コイル電流ILを出力端子Po1〜Po3と出力端子Po4とに振り分ける期間の割合を、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうちの1つの出力電圧Vo4のみに応じて決定するようにした。このため、上記1つの出力電圧Vo4の電圧精度を高くすることができる。   Here, as apparent from the above equation 8, the output voltage Vo4 is determined by the same voltage setting equation as that used when one output voltage is generated by one coil. For this reason, the voltage accuracy of the output voltage Vo4 is high. Specifically, since the voltage value of the output voltage Vo4 is controlled only by the feedback loop by the fourth control unit 60, the voltage accuracy is controlled by the variation of the resistors R13 and R14 and the offset variation of the error amplification circuit 62. Determined. Therefore, the voltage accuracy of the output voltage Vo4 is higher than the output voltages Vo1 to Vo3 that depend on the relative variation in resistance existing in two or more feedback loops and the offset variation in the error amplifier circuit. Thus, in the DC-DC converter 1 of this embodiment, the ratio of the period during which the coil current IL is distributed to the output terminals Po1 to Po3 and the output terminal Po4 is set to one output voltage among the four output voltages Vo1 to Vo4. The determination was made according to Vo4 only. For this reason, the voltage accuracy of the one output voltage Vo4 can be increased.

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)4つの出力電圧Vo1〜Vo4に基づいて所定の周期Tにおけるコイル電流ILの電流量の総量を決定し、3つの出力電圧Vo2〜Vo4(合成電圧Vout1,Vout2及び出力電圧Vo4)に基づいてコイル電流ILを各コンデンサC1〜C4に振り分ける期間の割合を上記周期T内で決定している。そして、本実施形態のDC−DCコンバータ1では、コイル電流ILを出力端子Po4に振り分ける期間の割合を、出力電圧Vo1〜Vo4のうちの1つの出力電圧Vo4のみに応じて決定するようにした。これにより、出力側のスイッチ回路を複数の出力電圧の差電圧に基づいてオン・オフ制御する従来のDC−DCコンバータよりも、出力電圧Vo4の電圧精度を高くすることができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The total amount of the coil current IL in a predetermined period T is determined based on the four output voltages Vo1 to Vo4, and based on the three output voltages Vo2 to Vo4 (the combined voltages Vout1, Vout2 and the output voltage Vo4). Thus, the ratio of the period during which the coil current IL is distributed to the capacitors C1 to C4 is determined within the period T. In the DC-DC converter 1 of the present embodiment, the ratio of the period for distributing the coil current IL to the output terminal Po4 is determined according to only one output voltage Vo4 among the output voltages Vo1 to Vo4. Thereby, the voltage accuracy of the output voltage Vo4 can be made higher than that of the conventional DC-DC converter in which the output side switch circuit is controlled to be turned on / off based on the difference voltage between the plurality of output voltages.

(2)スイッチSW11,SW12をオン・オフ制御する制御信号VH1,VL1と、スイッチSW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42をオン・オフ制御する制御信号VH2,VL2,VH3,VL3,VH4,VL4とを同一周期の信号とした。これにより、CCM領域であっても出力電圧Vo1〜Vo4を安定して生成することができる。   (2) Control signals VH1, VL1 for controlling on / off of the switches SW11, SW12 and control signals VH2, VL2, VH3, VL3, VH4 for controlling on / off of the switches SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, SW42 VL4 is a signal having the same period. Thereby, even in the CCM region, the output voltages Vo1 to Vo4 can be stably generated.

(3)単純な回路構成によって、CCM領域で安定に動作させることができ、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。詳述すると、まず、各出力に対してコイルを有する4出力型の従来のDC−DCコンバータに比してコイルを3つ削減しつつも、その他の部品をほとんど追加することなく、CCM領域で安定に動作させることが可能な単一コイル多出力型のDC−DCコンバータ1を実現することができる。   (3) With a simple circuit configuration, it can be stably operated in the CCM region, and the voltage accuracy of the output voltage can be improved. In detail, while reducing the number of coils by three compared to a conventional four-output type DC-DC converter having a coil for each output, in the CCM region, almost no other components are added. A single-coil multi-output type DC-DC converter 1 that can be stably operated can be realized.

また、出力側のスイッチ回路20を複数のスイッチ回路21,22,23を縦続に接続した構成とし、制御信号VH1〜VH3,VL1〜VL3の信号レベルの組み合わせにより、出力端子Po1〜Po4のいずれか1つの出力端子とコイルLとが接続されるようにした。さらに、制御信号VH1〜VH3,VL1〜VL3の信号レベルの組み合わせにより、各出力端子Po1〜Po4(各コンデンサC1〜C4)に必要なコイル電流ILを供給するための時間幅を決定するようにした。すなわち、制御信号VH1〜VH3,VL1〜VL3は、各出力端子Po1〜Po4とコイルLとを接続する時間幅を制御する制御信号として機能するとともに、出力端子Po1〜Po4のいずれか1つの出力端子をコイルLと接続する出力端子として選択する選択信号としても機能する。このため、複数の出力端子Po1〜Po4のうちいずれか1つの出力端子をコイルLと接続させる選択信号を生成するための論理回路等を設ける必要がない。これにより、例えば各出力に対してコイルを有する4出力型の従来のDC−DCコンバータに利用される4つのPWM制御回路が内蔵された制御回路(制御IC)をそのまま利用し、その制御回路に接続される部品の接続方法を変更することで実現することができる。すなわち、DC−DCコンバータ1は、従来から存在する汎用の制御回路(制御IC)を利用してその回路構成を実現することができる。   Further, the output side switch circuit 20 has a configuration in which a plurality of switch circuits 21, 22, and 23 are connected in cascade, and one of the output terminals Po1 to Po4 depending on the combination of the signal levels of the control signals VH1 to VH3 and VL1 to VL3. One output terminal and the coil L are connected. Furthermore, the time width for supplying the necessary coil current IL to each output terminal Po1 to Po4 (each capacitor C1 to C4) is determined by the combination of the signal levels of the control signals VH1 to VH3 and VL1 to VL3. . That is, the control signals VH1 to VH3 and VL1 to VL3 function as control signals for controlling the time width for connecting the output terminals Po1 to Po4 and the coil L, and any one of the output terminals Po1 to Po4. Functions as a selection signal for selecting as an output terminal to be connected to the coil L. For this reason, it is not necessary to provide a logic circuit or the like for generating a selection signal for connecting any one of the plurality of output terminals Po1 to Po4 to the coil L. Thus, for example, a control circuit (control IC) incorporating four PWM control circuits used in a conventional four-output type DC-DC converter having a coil for each output is used as it is. This can be realized by changing the connection method of components to be connected. That is, the DC-DC converter 1 can realize its circuit configuration by using a conventional general-purpose control circuit (control IC).

(第1実施形態に係るDC−DCコンバータの適用例)
次に、上述のように従来のDC−DCコンバータに利用される制御回路を利用して上記DC−DCコンバータ1の回路構成を実現する方法について図6〜図8に従って説明する。なお、説明の便宜上、図6〜図8において、先の図1に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
(Application example of the DC-DC converter according to the first embodiment)
Next, a method for realizing the circuit configuration of the DC-DC converter 1 using the control circuit used in the conventional DC-DC converter as described above will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, in FIGS. 6 to 8, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of these elements are omitted.

まず、従来のDC−DCコンバータ6の構成について簡単に説明する。
図8に示すように、DC−DCコンバータ6は、各出力電圧Vo11,Vo12,Vo13,Vo14用にそれぞれコイルL1,L2,L3,L4を有する4出力型のDC−DCコンバータである。また、DC−DCコンバータ6は、入力電圧Vinよりも低い出力電圧Vo11,Vo12,Vo13,Vo14を生成する同期整流方式の降圧型DC−DCコンバータである。このDC−DCコンバータ6は、1チップの半導体集積回路装置上に形成された制御回路80Bを有している。
First, the configuration of the conventional DC-DC converter 6 will be briefly described.
As shown in FIG. 8, the DC-DC converter 6 is a four-output type DC-DC converter having coils L1, L2, L3, and L4 for output voltages Vo11, Vo12, Vo13, and Vo14, respectively. The DC-DC converter 6 is a synchronous rectification step-down DC-DC converter that generates output voltages Vo11, Vo12, Vo13, and Vo14 lower than the input voltage Vin. The DC-DC converter 6 has a control circuit 80B formed on a one-chip semiconductor integrated circuit device.

図7に示すように、制御回路80Bは、第1制御回路81Bと、第2制御回路82Bと、第3制御回路83Bと、第4制御回路84Bと、発振器70とを有している。第1制御回路81Bは、誤差増幅回路32とPWM制御回路33とを有し、第2制御回路82Bは、誤差増幅回路42とPWM制御回路43とを有している。また、第3制御回路83Bは、誤差増幅回路52とPWM制御回路53とを有し、第4制御回路84Bは、誤差増幅回路62とPWM制御回路63とを有している。PWM制御回路33は、PWM比較回路34と、AST35と、ドライバ回路36,37とを有している。なお、PWM制御回路43,53,63は、PWM制御回路33と同様に、PWM比較回路44,54,64と、AST45,55,65と、ドライバ回路46,56,66と、ドライバ回路47,57,67とを有している。   As illustrated in FIG. 7, the control circuit 80B includes a first control circuit 81B, a second control circuit 82B, a third control circuit 83B, a fourth control circuit 84B, and an oscillator 70. The first control circuit 81B has an error amplification circuit 32 and a PWM control circuit 33, and the second control circuit 82B has an error amplification circuit 42 and a PWM control circuit 43. The third control circuit 83B has an error amplification circuit 52 and a PWM control circuit 53, and the fourth control circuit 84B has an error amplification circuit 62 and a PWM control circuit 63. The PWM control circuit 33 includes a PWM comparison circuit 34, an AST 35, and driver circuits 36 and 37. The PWM control circuits 43, 53 and 63 are similar to the PWM control circuit 33 in that the PWM comparison circuits 44, 54 and 64, AST 45, 55 and 65, driver circuits 46, 56 and 66, and driver circuit 47, 57, 67.

図7及び図8に示すように、第1制御回路81Bは、出力端子Po11から出力される出力電圧Vo11に応じた帰還電圧VFB11に基づいて、出力電圧Vo11が基準電圧Vrに基づく目標電圧に維持されるように、NチャネルMOSトランジスタT1,T2を相補的にオン・オフ制御する。詳述すると、トランジスタT1は発振器70の周期信号CKに基づく一定周期でオンされると、入力電圧Vinに応じたコイル電流が流れ、コイルL1にエネルギーが蓄積される。また、帰還電圧VFB11と基準電圧Vrとの誤差信号S1が周期信号CKよりも低くなると、トランジスタT1がオフされる。すると、コイルL1に蓄積されたエネルギーが出力端子Po11に向けて放出される。このとき、出力電圧Vo11が高くなると誤差信号S1が低下してトランジスタT1のオン時間が短くなる一方、出力電圧Vo11が低くなると誤差信号S1が上昇してトランジスタT2のオン時間が長くなる。このような動作により、出力電圧Vo11が基準電圧Vrに基づく目標電圧に維持される。   As shown in FIGS. 7 and 8, the first control circuit 81B maintains the output voltage Vo11 at the target voltage based on the reference voltage Vr based on the feedback voltage VFB11 corresponding to the output voltage Vo11 output from the output terminal Po11. As described above, the N-channel MOS transistors T1 and T2 are complementarily controlled on and off. More specifically, when the transistor T1 is turned on at a constant period based on the periodic signal CK of the oscillator 70, a coil current corresponding to the input voltage Vin flows and energy is accumulated in the coil L1. Further, when the error signal S1 between the feedback voltage VFB11 and the reference voltage Vr becomes lower than the periodic signal CK, the transistor T1 is turned off. Then, the energy accumulated in the coil L1 is released toward the output terminal Po11. At this time, when the output voltage Vo11 increases, the error signal S1 decreases and the on-time of the transistor T1 decreases. On the other hand, when the output voltage Vo11 decreases, the error signal S1 increases and the on-time of the transistor T2 increases. By such an operation, the output voltage Vo11 is maintained at the target voltage based on the reference voltage Vr.

同様に、第2制御回路82Bは、出力端子Po12から出力される出力電圧Vo12に応じた帰還電圧VFB12に基づいて、出力電圧Vo12が基準電圧Vrに基づく目標電圧に維持されるように、NチャネルMOSトランジスタT3,T4を相補的にオン・オフ制御する。第3制御回路83Bは、出力端子Po13から出力される出力電圧Vo13に応じた帰還電圧VFB13に基づいて、出力電圧Vo13が基準電圧Vrに基づく目標電圧に維持されるように、NチャネルMOSトランジスタT5,T6を相補的にオン・オフ制御する。第4制御回路84Bは、出力端子Po14から出力される出力電圧Vo14に応じた帰還電圧VFB14に基づいて、出力電圧Vo14が基準電圧Vrに基づく目標電圧に維持されるように、NチャネルMOSトランジスタT7,T8を相補的にオン・オフ制御する。   Similarly, the second control circuit 82B uses the N channel so that the output voltage Vo12 is maintained at the target voltage based on the reference voltage Vr based on the feedback voltage VFB12 corresponding to the output voltage Vo12 output from the output terminal Po12. The MOS transistors T3 and T4 are complementarily turned on / off. The third control circuit 83B controls the N-channel MOS transistor T5 so that the output voltage Vo13 is maintained at the target voltage based on the reference voltage Vr based on the feedback voltage VFB13 corresponding to the output voltage Vo13 output from the output terminal Po13. , T6 are complementarily turned on / off. The fourth control circuit 84B uses the N-channel MOS transistor T7 so that the output voltage Vo14 is maintained at the target voltage based on the reference voltage Vr based on the feedback voltage VFB14 corresponding to the output voltage Vo14 output from the output terminal Po14. , T8 are complementarily controlled on and off.

次に、上記制御回路80Bと同一の制御回路80Aを利用したDC−DCコンバータ1の構成を説明する。
図6及び図7に示すように、制御回路80Aは、第1制御回路81Aと、第2制御回路82Aと、第3制御回路83Aと、第4制御回路84Aと、発振器70とを有している。第1制御回路81A、第2制御回路82A、第3制御回路83A及び第4制御回路84Aは、上記第1制御回路81B、第2制御回路82B、第3制御回路83B及び第4制御回路84Bとそれぞれ同一の構成を有している。但し、第1制御回路81Aと第1制御回路81Bとは機能的に異なり、第2制御回路82Aと第2制御回路82Bとは機能的に異なるため、それぞれ異なる符号を付している。また、第3制御回路83Aと第3制御回路83Bとは機能的に異なり、第4制御回路84Aと第4制御回路84Bとは機能的に異なるため、それぞれ異なる符号を付している。ここでは、制御回路80Aの有する各種接続端子、及びそれら接続端子と内部の回路素子との接続関係を中心に説明する。
Next, the configuration of the DC-DC converter 1 using the same control circuit 80A as the control circuit 80B will be described.
As shown in FIGS. 6 and 7, the control circuit 80A includes a first control circuit 81A, a second control circuit 82A, a third control circuit 83A, a fourth control circuit 84A, and an oscillator 70. Yes. The first control circuit 81A, the second control circuit 82A, the third control circuit 83A, and the fourth control circuit 84A are the same as the first control circuit 81B, the second control circuit 82B, the third control circuit 83B, and the fourth control circuit 84B. Each has the same configuration. However, since the first control circuit 81A and the first control circuit 81B are functionally different, and the second control circuit 82A and the second control circuit 82B are functionally different, they are given different reference numerals. Also, the third control circuit 83A and the third control circuit 83B are functionally different, and the fourth control circuit 84A and the fourth control circuit 84B are functionally different, and therefore are given different reference numerals. Here, various connection terminals included in the control circuit 80A and the connection relationship between the connection terminals and internal circuit elements will be mainly described.

制御回路80Aの第1帰還端子FB1は、第1制御回路81Aの入力端子(具体的には、誤差増幅回路32の反転入力端子)に接続されている。本例の第1帰還端子FB1は、出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1に応じた第1帰還電圧VFB1を入力する接続端子である。   The first feedback terminal FB1 of the control circuit 80A is connected to the input terminal of the first control circuit 81A (specifically, the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32). The first feedback terminal FB1 in this example is a connection terminal for inputting the first feedback voltage VFB1 corresponding to the combined voltage Vout1 of the output voltages Vo1 to Vo4.

上記誤差増幅回路32の出力端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR1に接続されている。また、誤差増幅回路32の出力端子がPWM比較回路34の非反転入力端子に接続され、そのPWM比較回路34の出力端子がAST35の入力端子に接続されている。このAST35の一方の出力端子がドライバ回路36の入力端子に接続され、AST35の他方の出力端子がドライバ回路37の入力端子に接続されている。   The output terminal of the error amplifier circuit 32 is connected to the error output terminal ERR1 of the control circuit 80A. The output terminal of the error amplifier circuit 32 is connected to the non-inverting input terminal of the PWM comparison circuit 34, and the output terminal of the PWM comparison circuit 34 is connected to the input terminal of the AST 35. One output terminal of the AST 35 is connected to the input terminal of the driver circuit 36, and the other output terminal of the AST 35 is connected to the input terminal of the driver circuit 37.

ハイサイド側のドライバ回路36の出力端子(第1制御回路81Aの出力端子)は、メイン側のスイッチSW11駆動用の駆動出力端子DH1に接続されている。この駆動出力端子DH1は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW11の制御端子(ゲート)に接続されている。また、ローサイド側のドライバ回路37の出力端子(第1制御回路81Aの出力端子)は、同期側のスイッチSW12駆動用の駆動出力端子DL1に接続されている。この駆動出力端子DL1は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW12の制御端子(ゲート)に接続されている。   The output terminal of the high-side driver circuit 36 (the output terminal of the first control circuit 81A) is connected to the drive output terminal DH1 for driving the switch SW11 on the main side. The drive output terminal DH1 is connected to a control terminal (gate) of a switch SW11 that is an N-channel MOS transistor. The output terminal of the low side driver circuit 37 (the output terminal of the first control circuit 81A) is connected to the drive output terminal DL1 for driving the synchronous switch SW12. The drive output terminal DL1 is connected to a control terminal (gate) of a switch SW12 that is an N-channel MOS transistor.

また、ドライバ回路36は、その高電位側電源端子が第1電源端子VC1に接続され、低電位側電源端子が第1コイル接続端子LX1に接続されている。ドライバ回路37は、その高電位側電源端子が電源端子VCC1に接続され、低電位側電源端子が接地端子GNDに接続されている。電源端子VCC1には、高電位電源電圧VCCが供給される電源線が接続され、接地端子GNDにはグランドが接続されている。また、第1電源端子VC1には、ダイオードD11のカソードとコンデンサC11の第1端子が接続されている。ダイオードD11のアノードは上記電源線に接続され、コンデンサC11の第2端子は第1コイル接続端子LX1に接続されている。このようなコンデンサC11の充電電圧がドライバ回路36の高電位側電源端子に供給される。また、上記第1コイル接続端子LX1は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW11の第2端子(例えば、ソース)及び単一のコイルLの第1端子LXに接続されている。なお、スイッチSW11の第1端子(例えば、ドレイン)は、入力電圧Vinの供給される入力端子Piに接続されている。   Further, the driver circuit 36 has a high potential side power supply terminal connected to the first power supply terminal VC1 and a low potential side power supply terminal connected to the first coil connection terminal LX1. The driver circuit 37 has a high potential side power supply terminal connected to the power supply terminal VCC1 and a low potential side power supply terminal connected to the ground terminal GND. A power supply line to which a high potential power supply voltage VCC is supplied is connected to the power supply terminal VCC1, and a ground is connected to the ground terminal GND. Further, the cathode of the diode D11 and the first terminal of the capacitor C11 are connected to the first power supply terminal VC1. The anode of the diode D11 is connected to the power line, and the second terminal of the capacitor C11 is connected to the first coil connection terminal LX1. Such a charging voltage of the capacitor C11 is supplied to the high potential side power supply terminal of the driver circuit. The first coil connection terminal LX1 is connected to the second terminal (for example, source) of the switch SW11 that is an N-channel MOS transistor and the first terminal LX of the single coil L. The first terminal (for example, drain) of the switch SW11 is connected to the input terminal Pi to which the input voltage Vin is supplied.

ここで、コンデンサC11の機能について説明する。スイッチSW11をオンさせるためには、スイッチSW11(NチャネルMOSトランジスタ)のゲートにソースより高い電圧を印加する必要がある。スイッチSW11がオンしたときには、スイッチSW11のソースとドレインは共に入力電圧Vinとなる。このため、入力電圧Vinが供給されるスイッチSW11がNチャネルMOSトランジスタである場合には、入力電圧Vinよりも高いゲート電圧を生成する必要がある。   Here, the function of the capacitor C11 will be described. In order to turn on the switch SW11, it is necessary to apply a voltage higher than that of the source to the gate of the switch SW11 (N-channel MOS transistor). When the switch SW11 is turned on, the source and drain of the switch SW11 are both at the input voltage Vin. For this reason, when the switch SW11 to which the input voltage Vin is supplied is an N-channel MOS transistor, it is necessary to generate a gate voltage higher than the input voltage Vin.

コンデンサC11は、その第1端子に上記電源線がダイオードD11を介して接続され、第2端子にコイルLの第1端子LXが接続されている。ここでは、高電位電源電圧VCCが入力電圧Vinよりも低い電圧であり、ダイオードD11の順方向電圧降下を0.7Vとする。スイッチSW11がオフして上記第1端子LXの電位がグランドレベルになると、コンデンサC11はダイオードD11を経由してVCC−0.7Vの電圧まで充電される。次に、スイッチSW11がオンしてコイルLの第1端子LXの電圧が入力電圧Vinまで上昇すると、コンデンサC11の第2端子側の電位が入力電圧Vinとなるため、コンデンサC11の第1端子側の電位はVin+VCC−0.7Vまで上昇する。したがって、コンデンサC11の第1端子側から高電位側電源端子に電圧が供給されるドライバ回路36は、スイッチSW12がオン状態のときも、スイッチSW11がオン状態のときも、常にスイッチSW11のソース電圧よりもVCC−0.7Vだけ高い電圧を受けることができる。これにより、ドライバ回路36は、安定してゲート駆動を行うことができる。このように、コンデンサC11は、ブートストラップ回路として機能する。なお、ダイオードD11は、コンデンサC11の第1端子側の電位がVin+VCC−0.7Vに上昇したときに、コンデンサC11側から電源線に向かって電流が流れることを防止する機能を有している。   The capacitor C11 has the first terminal connected to the power supply line via the diode D11, and the second terminal connected to the first terminal LX of the coil L. Here, the high potential power supply voltage VCC is a voltage lower than the input voltage Vin, and the forward voltage drop of the diode D11 is 0.7V. When the switch SW11 is turned off and the potential of the first terminal LX becomes the ground level, the capacitor C11 is charged to a voltage of VCC−0.7 V via the diode D11. Next, when the switch SW11 is turned on and the voltage of the first terminal LX of the coil L rises to the input voltage Vin, the potential on the second terminal side of the capacitor C11 becomes the input voltage Vin, and therefore the first terminal side of the capacitor C11. Increases to Vin + VCC-0.7V. Therefore, the driver circuit 36 to which the voltage is supplied from the first terminal side of the capacitor C11 to the high potential side power supply terminal always has the source voltage of the switch SW11 regardless of whether the switch SW12 is on or the switch SW11 is on. The voltage higher than VCC-0.7V can be received. As a result, the driver circuit 36 can stably drive the gate. Thus, the capacitor C11 functions as a bootstrap circuit. The diode D11 has a function of preventing current from flowing from the capacitor C11 side toward the power supply line when the potential on the first terminal side of the capacitor C11 rises to Vin + VCC−0.7V.

また、制御回路80Aの第2帰還端子FB2は、第2制御回路82Aの入力端子(具体的には、誤差増幅回路42の反転入力端子)に接続されている。本例の第2帰還端子FB2は、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout2に応じた第2帰還電圧VFB2を入力する接続端子である。   The second feedback terminal FB2 of the control circuit 80A is connected to the input terminal of the second control circuit 82A (specifically, the inverting input terminal of the error amplifier circuit 42). The second feedback terminal FB2 of this example is a connection terminal for inputting the second feedback voltage VFB2 corresponding to the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2 to Vo4.

上記誤差増幅回路42の出力端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR2に接続されている。また、誤差増幅回路42の出力端子がPWM比較回路44の非反転入力端子に接続され、そのPWM比較回路44の出力端子がAST45の入力端子に接続されている。このAST45の一方の出力端子がドライバ回路46の入力端子に接続され、AST45の他方の出力端子がドライバ回路47の入力端子に接続されている。   The output terminal of the error amplifier circuit 42 is connected to the error output terminal ERR2 of the control circuit 80A. The output terminal of the error amplifier circuit 42 is connected to the non-inverting input terminal of the PWM comparison circuit 44, and the output terminal of the PWM comparison circuit 44 is connected to the input terminal of the AST 45. One output terminal of the AST 45 is connected to the input terminal of the driver circuit 46, and the other output terminal of the AST 45 is connected to the input terminal of the driver circuit 47.

ドライバ回路46の出力端子(第2制御回路82Aの出力端子)は、駆動出力端子DH2に接続されている。この駆動出力端子DH2は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW21の制御端子(ゲート)に接続されている。また、ドライバ回路47の出力端子(第2制御回路82Aの出力端子)は、駆動出力端子DL2に接続されている。この駆動出力端子DL2は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW22の制御端子(ゲート)に接続されている。なお、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6では、駆動出力端子DH2は出力電圧Vo12に対応して設けられたメイン側のトランジスタT3駆動用の駆動出力端子であり、駆動出力端子DL2は出力電圧Vo12に対応して設けられた同期側のトランジスタT4駆動用の駆動出力端子である。   The output terminal of the driver circuit 46 (the output terminal of the second control circuit 82A) is connected to the drive output terminal DH2. The drive output terminal DH2 is connected to the control terminal (gate) of the switch SW21 that is an N-channel MOS transistor. The output terminal of the driver circuit 47 (the output terminal of the second control circuit 82A) is connected to the drive output terminal DL2. The drive output terminal DL2 is connected to the control terminal (gate) of the switch SW22 that is an N-channel MOS transistor. In the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8, the drive output terminal DH2 is a drive output terminal for driving the main-side transistor T3 provided corresponding to the output voltage Vo12, and the drive output terminal DL2 is This is a drive output terminal for driving the transistor T4 on the synchronization side provided corresponding to the output voltage Vo12.

図7に示すように、ドライバ回路46は、その高電位側電源端子が第2電源端子VC2に接続され、低電位側電源端子が第2コイル接続端子LX2に接続されている。ドライバ回路47は、その高電位側電源端子が電源端子VCC1に接続され、低電位側電源端子が接地端子GNDに接続されている。図6に示すように、第2電源端子VC2には、高電位電源電圧VCCが供給される電源線が接続されている。ここで、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6では、第2電源端子VC2には、上述したダイオードD11及びコンデンサC11と同様の機能を有するダイオードD12及びコンデンサC12が接続されている。これらダイオードD12及びコンデンサC12を設けた理由は、トランジスタT3のゲートに、入力電圧Vinよりも高い電圧を印加するためである。これに対し、図6に示したDC−DCコンバータ1では、ドライバ回路46によって駆動されるスイッチSW21を、その他のスイッチSW11,SW12,SW22等のオン・オフ状態に関わらず、入力電圧Vinよりも低い高電位電源電圧VCCによって常にオンさせることができる。このため、DC−DCコンバータ1では、上記ダイオードD12及びコンデンサC12を省略することができる。   As shown in FIG. 7, the driver circuit 46 has a high potential side power supply terminal connected to the second power supply terminal VC2 and a low potential side power supply terminal connected to the second coil connection terminal LX2. The driver circuit 47 has a high potential side power supply terminal connected to the power supply terminal VCC1 and a low potential side power supply terminal connected to the ground terminal GND. As shown in FIG. 6, a power supply line to which a high potential power supply voltage VCC is supplied is connected to the second power supply terminal VC2. Here, in the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8, the diode D12 and the capacitor C12 having the same functions as the diode D11 and the capacitor C11 described above are connected to the second power supply terminal VC2. The reason for providing the diode D12 and the capacitor C12 is to apply a voltage higher than the input voltage Vin to the gate of the transistor T3. On the other hand, in the DC-DC converter 1 shown in FIG. 6, the switch SW21 driven by the driver circuit 46 is set to be higher than the input voltage Vin regardless of the on / off state of the other switches SW11, SW12, SW22 and the like. It can always be turned on by a low high potential power supply voltage VCC. For this reason, in the DC-DC converter 1, the diode D12 and the capacitor C12 can be omitted.

また、制御回路80Aの第3帰還端子FB3は、第3制御回路83Aの入力端子(具体的には、誤差増幅回路52の反転入力端子)に接続されている。本例の第3帰還端子FB3は、出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout3に応じた第3帰還電圧VFB3を入力する接続端子である。   The third feedback terminal FB3 of the control circuit 80A is connected to the input terminal of the third control circuit 83A (specifically, the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52). The third feedback terminal FB3 of this example is a connection terminal for inputting a third feedback voltage VFB3 corresponding to the combined voltage Vout3 of the output voltages Vo3 and Vo4.

上記誤差増幅回路52の出力端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR3に接続されている。また、誤差増幅回路52の出力端子がPWM比較回路54の非反転入力端子に接続され、そのPWM比較回路54の出力端子がAST55の入力端子に接続されている。このAST55の一方の出力端子がドライバ回路56の入力端子に接続され、AST55の他方の出力端子がドライバ回路57の入力端子に接続されている。   The output terminal of the error amplifier circuit 52 is connected to the error output terminal ERR3 of the control circuit 80A. The output terminal of the error amplifier circuit 52 is connected to the non-inverting input terminal of the PWM comparison circuit 54, and the output terminal of the PWM comparison circuit 54 is connected to the input terminal of the AST 55. One output terminal of the AST 55 is connected to the input terminal of the driver circuit 56, and the other output terminal of the AST 55 is connected to the input terminal of the driver circuit 57.

ドライバ回路56の出力端子(第3制御回路83Aの出力端子)は、駆動出力端子DH3に接続されている。この駆動出力端子DH3は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW31の制御端子(ゲート)に接続されている。また、ドライバ回路57の出力端子(第3制御回路83Aの出力端子)は、駆動出力端子DL3に接続されている。この駆動出力端子DL3は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW32の制御端子(ゲート)に接続されている。なお、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6では、駆動出力端子DH3は出力電圧Vo13に対応して設けられたメイン側のトランジスタT5駆動用の駆動出力端子であり、駆動出力端子DL3は出力電圧Vo13に対応して設けられた同期側のトランジスタT6駆動用の駆動出力端子である。   The output terminal of the driver circuit 56 (the output terminal of the third control circuit 83A) is connected to the drive output terminal DH3. The drive output terminal DH3 is connected to the control terminal (gate) of the switch SW31 that is an N-channel MOS transistor. The output terminal of the driver circuit 57 (the output terminal of the third control circuit 83A) is connected to the drive output terminal DL3. The drive output terminal DL3 is connected to the control terminal (gate) of the switch SW32 that is an N-channel MOS transistor. In the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8, the drive output terminal DH3 is a drive output terminal for driving the main transistor T5 provided corresponding to the output voltage Vo13, and the drive output terminal DL3 is This is a drive output terminal for driving the transistor T6 on the synchronous side provided corresponding to the output voltage Vo13.

図7に示すように、ドライバ回路56は、その高電位側電源端子が第3電源端子VC3に接続され、低電位側電源端子が第3コイル接続端子LX3に接続されている。ドライバ回路57は、その高電位側電源端子が電源端子VCC1に接続され、低電位側電源端子が接地端子GNDに接続されている。図6に示すように、第3電源端子VC3には、高電位電源電圧VCCが供給される電源線が接続されている。ここで、上記第2制御回路82Aの場合と同様に、DC−DCコンバータ1では、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6に設けられたダイオードD13及びコンデンサC13を省略することができる。   As shown in FIG. 7, the driver circuit 56 has a high potential side power supply terminal connected to the third power supply terminal VC3 and a low potential side power supply terminal connected to the third coil connection terminal LX3. The driver circuit 57 has a high potential side power supply terminal connected to the power supply terminal VCC1 and a low potential side power supply terminal connected to the ground terminal GND. As shown in FIG. 6, a power supply line to which a high potential power supply voltage VCC is supplied is connected to the third power supply terminal VC3. Here, as in the case of the second control circuit 82A, in the DC-DC converter 1, the diode D13 and the capacitor C13 provided in the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8 can be omitted.

また、制御回路80Aの第4帰還端子FB4は、第4制御回路84Aの入力端子(具体的には、誤差増幅回路62の反転入力端子)に接続されている。本例の第4帰還端子FB4は、出力電圧Vo4に応じた第4帰還電圧VFB4を入力する接続端子である。   The fourth feedback terminal FB4 of the control circuit 80A is connected to the input terminal of the fourth control circuit 84A (specifically, the inverting input terminal of the error amplifier circuit 62). The fourth feedback terminal FB4 in this example is a connection terminal for inputting a fourth feedback voltage VFB4 corresponding to the output voltage Vo4.

上記誤差増幅回路62の出力端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR4に接続されている。また、誤差増幅回路62の出力端子がPWM比較回路64の非反転入力端子に接続され、そのPWM比較回路64の出力端子がAST65の入力端子に接続されている。このAST65の一方の出力端子がドライバ回路66の入力端子に接続され、AST65の他方の出力端子がドライバ回路67の入力端子に接続されている。   The output terminal of the error amplifier circuit 62 is connected to the error output terminal ERR4 of the control circuit 80A. The output terminal of the error amplifier circuit 62 is connected to the non-inverting input terminal of the PWM comparison circuit 64, and the output terminal of the PWM comparison circuit 64 is connected to the input terminal of the AST 65. One output terminal of the AST 65 is connected to the input terminal of the driver circuit 66, and the other output terminal of the AST 65 is connected to the input terminal of the driver circuit 67.

ドライバ回路66の出力端子(第4制御回路84Aの出力端子)は、駆動出力端子DH4に接続されている。この駆動出力端子DH4は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW41の制御端子(ゲート)に接続されている。また、ドライバ回路67の出力端子(第4制御回路84Aの出力端子)は、駆動出力端子DL4に接続されている。この駆動出力端子DL4は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW42の制御端子(ゲート)に接続されている。なお、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6では、駆動出力端子DH4は出力電圧Vo14に対応して設けられたメイン側のトランジスタT7駆動用の駆動出力端子であり、駆動出力端子DL4は出力電圧Vo14に対応して設けられた同期側のトランジスタT8駆動用の駆動出力端子である。   The output terminal of the driver circuit 66 (the output terminal of the fourth control circuit 84A) is connected to the drive output terminal DH4. This drive output terminal DH4 is connected to a control terminal (gate) of a switch SW41 which is an N-channel MOS transistor. The output terminal of the driver circuit 67 (the output terminal of the fourth control circuit 84A) is connected to the drive output terminal DL4. The drive output terminal DL4 is connected to the control terminal (gate) of the switch SW42 that is an N-channel MOS transistor. In the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8, the drive output terminal DH4 is a drive output terminal for driving the main-side transistor T7 provided corresponding to the output voltage Vo14, and the drive output terminal DL4 is This is a drive output terminal for driving the synchronous transistor T8 provided corresponding to the output voltage Vo14.

図7に示すように、ドライバ回路66は、その高電位側電源端子が第4電源端子VC4に接続され、低電位側電源端子が第4コイル接続端子LX4に接続されている。ドライバ回路67は、その高電位側電源端子が電源端子VCC1に接続され、低電位側電源端子が接地端子GNDに接続されている。図6に示すように、第4電源端子VC4には、高電位電源電圧VCCが供給される電源線が接続されている。ここで、上記第2制御回路82Aの場合と同様に、DC−DCコンバータ1では、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6に設けられたダイオードD14及びコンデンサC14を省略することができる。   As shown in FIG. 7, the driver circuit 66 has a high potential side power supply terminal connected to the fourth power supply terminal VC4 and a low potential side power supply terminal connected to the fourth coil connection terminal LX4. The driver circuit 67 has a high potential side power supply terminal connected to the power supply terminal VCC1 and a low potential side power supply terminal connected to the ground terminal GND. As shown in FIG. 6, a power supply line to which a high potential power supply voltage VCC is supplied is connected to the fourth power supply terminal VC4. Here, as in the case of the second control circuit 82A, in the DC-DC converter 1, the diode D14 and the capacitor C14 provided in the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8 can be omitted.

また、第2コイル接続端子LX2は、スイッチSW21,SW22の第1端子間の接続点及び単一のコイルLの第2端子LYに接続されている。第3コイル接続端子LX3は、スイッチSW31,SW32の第1端子間の接続点及びスイッチSW22の第2端子(例えば、ソース)に接続されている。第4コイル接続端子LX4は、スイッチSW41,SW42の第1端子間の接続点及びスイッチSW32の第2端子(例えば、ソース)に接続されている。   The second coil connection terminal LX2 is connected to the connection point between the first terminals of the switches SW21 and SW22 and the second terminal LY of the single coil L. The third coil connection terminal LX3 is connected to a connection point between the first terminals of the switches SW31 and SW32 and a second terminal (for example, a source) of the switch SW22. The fourth coil connection terminal LX4 is connected to a connection point between the first terminals of the switches SW41 and SW42 and a second terminal (for example, a source) of the switch SW32.

ここで、図8に示した従来のDC−DCコンバータ6では、上述した第1コイル接続端子LX1がコイルL1の第1端子LX11に接続され、第2コイル接続端子LX2がコイルL2の第1端子LX12に接続されている。また、第3コイル接続端子LX3がコイルL3の第1端子LX13に接続され、第4コイル接続端子LX4がコイルL4の第1端子LX14に接続されている。さらに、コイルL1の第2端子がコンデンサC1の第1端子及び出力端子Po11に接続され、コイルL2の第2端子がコンデンサC2の第1端子及び出力端子Po12に接続されている。そして、コイルL3の第2端子がコンデンサC3の第1端子及び出力端子Po13に接続され、コイルL4の第2端子がコンデンサC4の第1端子及び出力端子Po14に接続されている。このように、DC−DCコンバータ6では、出力端子Po11(出力電圧Vo11)に対してコイルL1が設けられ、出力端子Po12(出力電圧Vo12)に対してコイルL2が設けられ、出力端子Po13(出力電圧Vo13)に対してコイルL3が設けられ、出力端子Po14(出力電圧Vo14)に対してコイルL4が設けられている。   Here, in the conventional DC-DC converter 6 shown in FIG. 8, the first coil connection terminal LX1 described above is connected to the first terminal LX11 of the coil L1, and the second coil connection terminal LX2 is the first terminal of the coil L2. Connected to LX12. The third coil connection terminal LX3 is connected to the first terminal LX13 of the coil L3, and the fourth coil connection terminal LX4 is connected to the first terminal LX14 of the coil L4. Furthermore, the second terminal of the coil L1 is connected to the first terminal of the capacitor C1 and the output terminal Po11, and the second terminal of the coil L2 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po12. The second terminal of the coil L3 is connected to the first terminal of the capacitor C3 and the output terminal Po13, and the second terminal of the coil L4 is connected to the first terminal of the capacitor C4 and the output terminal Po14. Thus, in the DC-DC converter 6, the coil L1 is provided for the output terminal Po11 (output voltage Vo11), the coil L2 is provided for the output terminal Po12 (output voltage Vo12), and the output terminal Po13 (output). A coil L3 is provided for the voltage Vo13), and a coil L4 is provided for the output terminal Po14 (output voltage Vo14).

これに対し、図6に示したDC−DCコンバータ1では、第1コイル接続端子LX1がコイルLの第1端子LXに接続され、第2コイル接続端子LX2が第2端子LYに接続されている。また、スイッチSW21の第2端子(例えば、ソース)がコンデンサC1の第1端子及び出力端子Po1に接続され、スイッチSW22の第2端子(例えば、ソース)がスイッチSW31,SW32の第1端子に接続されている。スイッチSW31の第2端子(例えば、ソース)がコンデンサC2の第1端子及び出力端子Po2に接続され、スイッチSW32の第2端子(例えば、ソース)がスイッチSW41,SW42の第1端子に接続されている。さらに、スイッチSW41の第2端子(例えば、ソース)がコンデンサC3の第1端子及び出力端子Po3に接続され、スイッチSW42の第2端子(例えば、ソース)がコンデンサC4の第1端子及び出力端子Po4に接続されている。このような接続によって、単一のコイルLを4つの出力端子Po1,Po2,Po3,Po4で共有することができる。これにより、DC−DCコンバータ6よりもコイルを3つ削減することができる。   On the other hand, in the DC-DC converter 1 shown in FIG. 6, the first coil connection terminal LX1 is connected to the first terminal LX of the coil L, and the second coil connection terminal LX2 is connected to the second terminal LY. . The second terminal (for example, source) of the switch SW21 is connected to the first terminal of the capacitor C1 and the output terminal Po1, and the second terminal (for example, source) of the switch SW22 is connected to the first terminals of the switches SW31 and SW32. Has been. The second terminal (for example, source) of the switch SW31 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po2, and the second terminal (for example, source) of the switch SW32 is connected to the first terminals of the switches SW41 and SW42. Yes. Further, the second terminal (for example, source) of the switch SW41 is connected to the first terminal and the output terminal Po3 of the capacitor C3, and the second terminal (for example, source) of the switch SW42 is connected to the first terminal and the output terminal Po4 of the capacitor C4. It is connected to the. With this connection, a single coil L can be shared by the four output terminals Po1, Po2, Po3, Po4. Thereby, three coils can be reduced rather than the DC-DC converter 6.

上記出力端子Po1〜Po4は、第1帰還電圧生成回路31に接続されている。そして、この第1帰還電圧生成回路31の出力端子(ノードN1)が上記制御回路80Aの第1帰還端子FB1に接続されている。また、本例では、ノードN1は抵抗R31の第1端子にも接続され、その抵抗R31の第2端子はコンデンサC31の第1端子に接続されている。そして、コンデンサC31の第2端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR1に接続されている。このため、第1制御回路81A内の誤差増幅回路32の出力端子は、コンデンサC31及び抵抗R31を介して誤差増幅回路32の反転入力端子にフィードバックされている。なお、誤差増幅回路32の利得は、抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R31の抵抗値とコンデンサC31の容量値とによって決定される。   The output terminals Po1 to Po4 are connected to the first feedback voltage generation circuit 31. The output terminal (node N1) of the first feedback voltage generation circuit 31 is connected to the first feedback terminal FB1 of the control circuit 80A. In this example, the node N1 is also connected to the first terminal of the resistor R31, and the second terminal of the resistor R31 is connected to the first terminal of the capacitor C31. The second terminal of the capacitor C31 is connected to the error output terminal ERR1 of the control circuit 80A. Therefore, the output terminal of the error amplifier circuit 32 in the first control circuit 81A is fed back to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32 via the capacitor C31 and the resistor R31. The gain of the error amplifier circuit 32 is determined by the resistance values of the resistors R1, R2, R3, R4, R5, and R31 and the capacitance value of the capacitor C31.

また、上記出力端子Po2〜Po4は、第2帰還電圧生成回路41に接続されている。そして、この第2帰還電圧生成回路41の出力端子(ノードN2)が制御回路80Aの第2帰還端子FB2に接続されている。また、本例では、ノードN2は抵抗R32の第1端子にも接続され、その抵抗R32の第2端子はコンデンサC32の第1端子に接続されている。そして、コンデンサC32の第2端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR2に接続されている。このため、第2制御回路82A内の誤差増幅回路42の出力端子は、コンデンサC32及び抵抗R32を介して誤差増幅回路42の反転入力端子にフィードバックされている。なお、誤差増幅回路42の利得は、抵抗R6,R7,R8,R9,R32の抵抗値とコンデンサC32の容量値とによって決定される。   The output terminals Po2 to Po4 are connected to the second feedback voltage generation circuit 41. The output terminal (node N2) of the second feedback voltage generation circuit 41 is connected to the second feedback terminal FB2 of the control circuit 80A. In this example, the node N2 is also connected to the first terminal of the resistor R32, and the second terminal of the resistor R32 is connected to the first terminal of the capacitor C32. The second terminal of the capacitor C32 is connected to the error output terminal ERR2 of the control circuit 80A. For this reason, the output terminal of the error amplifier circuit 42 in the second control circuit 82A is fed back to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 42 via the capacitor C32 and the resistor R32. The gain of the error amplifier circuit 42 is determined by the resistance values of the resistors R6, R7, R8, R9, and R32 and the capacitance value of the capacitor C32.

また、上記出力端子Po3,Po4は、第3帰還電圧生成回路51に接続されている。そして、この第3帰還電圧生成回路51の出力端子(ノードN3)が制御回路80Aの第3帰還端子FB3に接続されている。また、本例では、ノードN3は抵抗R33の第1端子にも接続され、その抵抗R33の第2端子はコンデンサC33の第1端子に接続されている。そして、コンデンサC33の第2端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR3に接続されている。このため、第3制御回路83A内の誤差増幅回路52の出力端子は、コンデンサC33及び抵抗R33を介して誤差増幅回路52の反転入力端子にフィードバックされている。なお、誤差増幅回路52の利得は、抵抗R10,R11,R12,R33の抵抗値とコンデンサC33の容量値とによって決定される。   The output terminals Po3 and Po4 are connected to the third feedback voltage generation circuit 51. The output terminal (node N3) of the third feedback voltage generation circuit 51 is connected to the third feedback terminal FB3 of the control circuit 80A. In this example, the node N3 is also connected to the first terminal of the resistor R33, and the second terminal of the resistor R33 is connected to the first terminal of the capacitor C33. The second terminal of the capacitor C33 is connected to the error output terminal ERR3 of the control circuit 80A. Therefore, the output terminal of the error amplifier circuit 52 in the third control circuit 83A is fed back to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52 via the capacitor C33 and the resistor R33. The gain of the error amplifier circuit 52 is determined by the resistance values of the resistors R10, R11, R12, and R33 and the capacitance value of the capacitor C33.

また、上記出力端子Po4は、第4帰還電圧生成回路61に接続されている。そして、この第4帰還電圧生成回路61の出力端子(ノードN4)が制御回路80Aの第4帰還端子FB4に接続されている。また、本例では、ノードN4は抵抗R34の第1端子にも接続され、その抵抗R34の第2端子はコンデンサC34の第1端子に接続されている。そして、コンデンサC34の第2端子は、制御回路80Aの誤差出力端子ERR4に接続されている。このため、第4制御回路84A内の誤差増幅回路62の出力端子は、コンデンサC34及び抵抗R34を介して誤差増幅回路62の反転入力端子にフィードバックされている。なお、誤差増幅回路62の利得は、抵抗R13,R14,R34の抵抗値とコンデンサC34の容量値とによって決定される。   The output terminal Po4 is connected to the fourth feedback voltage generation circuit 61. The output terminal (node N4) of the fourth feedback voltage generation circuit 61 is connected to the fourth feedback terminal FB4 of the control circuit 80A. In this example, the node N4 is also connected to the first terminal of the resistor R34, and the second terminal of the resistor R34 is connected to the first terminal of the capacitor C34. The second terminal of the capacitor C34 is connected to the error output terminal ERR4 of the control circuit 80A. Therefore, the output terminal of the error amplifier circuit 62 in the fourth control circuit 84A is fed back to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 62 via the capacitor C34 and the resistor R34. The gain of the error amplifying circuit 62 is determined by the resistance values of the resistors R13, R14, R34 and the capacitance value of the capacitor C34.

ここで、DC−DCコンバータ1は、図8に示したDC−DCコンバータ6と比較すると、抵抗R2〜R4,R7,R8,R11が追加されている。但し、上述したように、DC−DCコンバータ1は、DC−DCコンバータ6から3つのダイオードD12,D13,D14、3つのコンデンサC12,C13,C14及び3つのコイルを削減することができるため、回路全体で見ると回路面積を大幅に削減することができる。特に、種々の回路素子の中でも小型化の困難なコイルを3つ削減できるため、回路面積の大幅な削減とコスト削減を実現することができる。   Here, the DC-DC converter 1 has resistances R2 to R4, R7, R8, and R11 added as compared with the DC-DC converter 6 shown in FIG. However, since the DC-DC converter 1 can reduce the three diodes D12, D13, D14, the three capacitors C12, C13, C14, and the three coils from the DC-DC converter 6 as described above, As a whole, the circuit area can be greatly reduced. In particular, since it is possible to reduce three coils that are difficult to reduce among various circuit elements, it is possible to achieve a significant reduction in circuit area and cost reduction.

以上説明したように、上記DC−DCコンバータ1は、従来のDC−DCコンバータ6で利用される制御回路80Bと同一の制御回路80Aを利用し、制御回路80Aに外付けされる回路素子もほとんど変更することなくその回路構成を実現することができる。それにも関わらず、DC−DCコンバータ1は、上述した(1)〜(3)の優れた効果を奏することができる。   As described above, the DC-DC converter 1 uses the same control circuit 80A as the control circuit 80B used in the conventional DC-DC converter 6, and most circuit elements are externally attached to the control circuit 80A. The circuit configuration can be realized without change. Nevertheless, the DC-DC converter 1 can achieve the excellent effects (1) to (3) described above.

なお、図6及び図7において、スイッチSW11は第1スイッチ回路の一例、スイッチSW21は第1のスイッチ素子の一例、スイッチSW22は第2のスイッチ素子の一例、スイッチSW31は第3のスイッチ素子の一例、スイッチSW32は第4のスイッチ素子の一例である。また、コンデンサC1は第1コンデンサの一例、コンデンサC2は第2コンデンサの一例、コンデンサC3は第3コンデンサの一例である。また、駆動出力端子DH1は第1駆動出力端子の一例、駆動出力端子DH2は第2駆動出力端子の一例、駆動出力端子DL2は第3駆動出力端子の一例、駆動出力端子DH3は第4駆動出力端子の一例、駆動出力端子DL3は第5駆動出力端子の一例である。また、出力端子Po1は第1の出力端子の一例、出力端子Po2は第2の出力端子の一例、出力端子Po3は第3の出力端子の一例、出力電圧Vo1は第1の出力電圧の一例、出力電圧Vo2は第2の出力電圧の一例、出力電圧Vo3は第3の出力電圧の一例である。   6 and 7, the switch SW11 is an example of the first switch circuit, the switch SW21 is an example of the first switch element, the switch SW22 is an example of the second switch element, and the switch SW31 is the third switch element. For example, the switch SW32 is an example of a fourth switch element. The capacitor C1 is an example of a first capacitor, the capacitor C2 is an example of a second capacitor, and the capacitor C3 is an example of a third capacitor. The drive output terminal DH1 is an example of a first drive output terminal, the drive output terminal DH2 is an example of a second drive output terminal, the drive output terminal DL2 is an example of a third drive output terminal, and the drive output terminal DH3 is a fourth drive output. An example of a terminal, the drive output terminal DL3, is an example of a fifth drive output terminal. The output terminal Po1 is an example of a first output terminal, the output terminal Po2 is an example of a second output terminal, the output terminal Po3 is an example of a third output terminal, the output voltage Vo1 is an example of a first output voltage, The output voltage Vo2 is an example of a second output voltage, and the output voltage Vo3 is an example of a third output voltage.

(第1実施形態の変形例)
・上記第1実施形態では、1つのコイルLで4つの出力電圧Vo1〜Vo4を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータに具体化した。これに限らず、例えば1つのコイルLで3つの出力電圧を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータに具体化してもよいし、1つのコイルLで5つ以上の出力電圧を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータに具体化してもよい。この場合には、出力側のスイッチ回路20内で縦続に接続されたスイッチ回路の段数と、それらスイッチ回路をオン・オフ制御する制御部の数とを適宜調整する。具体的には、1つのコイルLでN個(例えば、5つ)の出力電圧を生成する場合には、スイッチ回路20内で(N−1)個(例えば、4つ)のスイッチ回路を縦続に接続し、それら(N−1)個のスイッチ回路をそれぞれオン・オフ制御する(N−1)個の制御部を設ける。ここでは、1つのコイルLで3つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成する単一インダクタ多出力型のDC−DCコンバータ1Aについて簡単に説明する。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, a single inductor multi-output DC-DC converter that generates four output voltages Vo1 to Vo4 with one coil L is embodied. For example, a single inductor multi-output type DC-DC converter that generates three output voltages with one coil L may be embodied, or five or more output voltages are generated with one coil L. A single inductor multiple output type DC-DC converter may be embodied. In this case, the number of stages of switch circuits connected in cascade within the switch circuit 20 on the output side and the number of control units that perform on / off control of the switch circuits are appropriately adjusted. Specifically, when N (for example, five) output voltages are generated by one coil L, (N−1) (for example, four) switch circuits are cascaded in the switch circuit 20. And (N-1) control units for turning on and off the (N-1) switch circuits. Here, a single inductor multi-output type DC-DC converter 1A that generates three output voltages Vo1, Vo2, and Vo3 with one coil L will be briefly described.

図9に示すように、DC−DCコンバータ1Aは、入力電圧Vinよりも低い3つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成する同期整流方式の降圧型DC−DCコンバータである。   As shown in FIG. 9, the DC-DC converter 1A is a synchronous rectification step-down DC-DC converter that generates three output voltages Vo1, Vo2, and Vo3 lower than the input voltage Vin.

DC−DCコンバータ1Aは、コンバータ部10と、出力側のスイッチ回路20Aと、コンデンサC1〜C3と、第1制御部30Aと、スイッチ回路20Aをオン・オフ制御する第2制御部40A及び第3制御部50Aとを有している。   The DC-DC converter 1A includes a converter unit 10, an output-side switch circuit 20A, capacitors C1 to C3, a first control unit 30A, a second control unit 40A that controls on / off of the switch circuit 20A, and a third control circuit. And a control unit 50A.

スイッチ回路20Aは、コイルLの第2端子LYと出力端子Po1〜Po4との間に縦続に接続された(N−1)個(ここでは、2個)のスイッチ回路21,22を有している。すなわち、スイッチ回路20Aでは、上記第1実施形態のスイッチ回路20からスイッチ回路23が省略されている。   The switch circuit 20A includes (N−1) (two in this case) switch circuits 21 and 22 connected in cascade between the second terminal LY of the coil L and the output terminals Po1 to Po4. Yes. That is, in the switch circuit 20A, the switch circuit 23 is omitted from the switch circuit 20 of the first embodiment.

スイッチ回路22は、スイッチSW22の第2端子に共通に接続されたスイッチSW31及びスイッチSW32を有している。スイッチSW31,SW32は、スイッチSW22と直列に接続されている。これらスイッチSW31,SW32は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 22 includes a switch SW31 and a switch SW32 that are commonly connected to the second terminal of the switch SW22. The switches SW31 and SW32 are connected in series with the switch SW22. These switches SW31 and SW32 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチSW31の第1端子はスイッチSW22の第2端子に接続され、スイッチSW31の第2端子はコンデンサC2の第1端子及び出力端子Po2に接続されている。すなわち、出力端子Po2には、直列(縦続)に接続されたスイッチSW31及びスイッチSW22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。   The first terminal of the switch SW31 is connected to the second terminal of the switch SW22, and the second terminal of the switch SW31 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po2. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 via the switch SW31 and the switch SW22 connected in series (cascade).

また、スイッチSW32の第1端子はスイッチSW22の第2端子に接続され、スイッチSW32の第2端子はコンデンサC3の第1端子及び出力端子Po3に接続されている。すなわち、出力端子Po3には、直列(縦続)に接続されたスイッチSW32及びスイッチSW22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。   The first terminal of the switch SW32 is connected to the second terminal of the switch SW22, and the second terminal of the switch SW32 is connected to the first terminal of the capacitor C3 and the output terminal Po3. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 via the switch SW32 and the switch SW22 connected in series (cascade).

また、スイッチSW31の制御端子には、第3制御部50Aから制御信号VH3が供給され、スイッチSW32の制御端子には、第3制御部50Aから制御信号VL3が供給される。これらスイッチSW31,SW32は、制御信号VH3,VL3に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH3 is supplied from the third control unit 50A to the control terminal of the switch SW31, and the control signal VL3 is supplied from the third control unit 50A to the control terminal of the switch SW32. These switches SW31 and SW32 are turned on / off complementarily in response to the control signals VH3 and VL3.

第1制御部30Aには、3つの出力端子Po1〜Po3が全て接続されており、3つの出力電圧Vo1〜Vo3が全てフィードバックされている。この第1制御部30Aは、出力電圧Vo1と出力電圧Vo2と出力電圧Vo3を合成した結果(合成電圧Vout1)に基づいて、その合成電圧Vout1を目標電圧(第1目標値)に近づけるように、スイッチSW11,SW12をオン・オフ制御する。   All three output terminals Po1 to Po3 are connected to the first control unit 30A, and all three output voltages Vo1 to Vo3 are fed back. The first control unit 30A, based on the result of combining the output voltage Vo1, the output voltage Vo2 and the output voltage Vo3 (the combined voltage Vout1), brings the combined voltage Vout1 closer to the target voltage (first target value). The switches SW11 and SW12 are turned on / off.

第1制御部30Aは、第1帰還電圧生成回路31Aと、誤差増幅回路32と、PWM制御回路33とを有している。
第1帰還電圧生成回路31Aは、出力電圧Vo1と出力電圧Vo2と出力電圧Vo3との3つ全ての出力電圧を足し合わせた合成電圧Vout1に応じた第1帰還電圧VFB1を生成する。この第1帰還電圧生成回路31Aは、出力端子Po1,Po2,Po3にそれぞれ接続された抵抗R1,R2,R3と、それら抵抗R1,R2,R3と共通に接続された抵抗R5とを有している。そして、これら抵抗R1,R2,R3と抵抗R5との間のノードN1が誤差増幅回路32の反転入力端子に接続されている。このような第1帰還電圧生成回路31Aでは、出力電圧Vo1の分圧電圧と、出力電圧Vo2の分圧電圧と、出力電圧Vo3の分圧電圧とを足し合わせた第1帰還電圧VFB1がノードN1に生成される。そして、この第1帰還電圧VFB1が誤差増幅回路32の反転入力端子に供給される。
The first control unit 30A includes a first feedback voltage generation circuit 31A, an error amplification circuit 32, and a PWM control circuit 33.
The first feedback voltage generation circuit 31A generates a first feedback voltage VFB1 corresponding to the combined voltage Vout1 obtained by adding all three output voltages of the output voltage Vo1, the output voltage Vo2, and the output voltage Vo3. The first feedback voltage generation circuit 31A includes resistors R1, R2, and R3 connected to the output terminals Po1, Po2, and Po3, respectively, and a resistor R5 that is connected in common to the resistors R1, R2, and R3. Yes. A node N1 between the resistors R1, R2, R3 and the resistor R5 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32. In such a first feedback voltage generation circuit 31A, the first feedback voltage VFB1 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo1, the divided voltage of the output voltage Vo2, and the divided voltage of the output voltage Vo3 is the node N1. Is generated. The first feedback voltage VFB1 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 32.

第2制御部40Aには、3つの出力端子Po1〜Po3のうち出力端子Po1を除いた2つの出力端子Po2,Po3が接続されており、3つの出力電圧Vo1〜Vo3のうち1つの出力電圧Vo1(第1出力電圧)を除いた残りの出力電圧Vo2,Vo3(第2出力電圧)が供給される。具体的には、第2制御部40Aには、スイッチ回路20A内の1段目のスイッチ回路21が有するスイッチSW22の出力端子に電気的に接続された出力端子Po2,Po3が接続されており、それら出力端子Po2,Po3にそれぞれ生成される出力電圧Vo2,Vo3が供給される。この第2制御部40Aは、入力する出力電圧Vo2,Vo3を合成した結果(合成電圧Vout2)に基づいて、その合成電圧Vout2を目標電圧(第3目標値)に近づけるように、上記1段目のスイッチ回路21が有するスイッチSW21,SW22をオン・オフ制御する。   Of the three output terminals Po1 to Po3, two output terminals Po2 and Po3 other than the output terminal Po1 are connected to the second control unit 40A, and one output voltage Vo1 of the three output voltages Vo1 to Vo3 is connected. The remaining output voltages Vo2 and Vo3 (second output voltage) excluding (first output voltage) are supplied. Specifically, output terminals Po2 and Po3 electrically connected to the output terminal of the switch SW22 included in the first-stage switch circuit 21 in the switch circuit 20A are connected to the second control unit 40A. Output voltages Vo2 and Vo3 generated respectively at the output terminals Po2 and Po3 are supplied. Based on the result of combining the input output voltages Vo2 and Vo3 (synthetic voltage Vout2), the second control unit 40A makes the combined voltage Vout2 close to the target voltage (third target value). The switches SW21 and SW22 included in the switch circuit 21 are turned on / off.

第2制御部40Aは、第2帰還電圧生成回路41Aと、誤差増幅回路42と、PWM制御回路43とを有している。
第2帰還電圧生成回路41Aは、出力電圧Vo2と出力電圧Vo3とを足し合わせた合成電圧Vout2に応じた第2帰還電圧VFB2を生成する。この第2帰還電圧生成回路41Aは、出力端子Po2,Po3にそれぞれ接続された抵抗R6,R7と、それら抵抗R6,R7と共通に接続された抵抗R9とを有している。そして、これら抵抗R6,R7と抵抗R9との間のノードN2が誤差増幅回路42の反転入力端子に接続されている。このような第2帰還電圧生成回路41Aでは、出力電圧Vo2の分圧電圧と、出力電圧Vo3の分圧電圧とを足し合わせた第2帰還電圧VFB2がノードN2に生成される。そして、この第2帰還電圧VFB2が誤差増幅回路42の反転入力端子に供給される。
The second control unit 40A includes a second feedback voltage generation circuit 41A, an error amplification circuit 42, and a PWM control circuit 43.
The second feedback voltage generation circuit 41A generates a second feedback voltage VFB2 corresponding to the combined voltage Vout2 obtained by adding the output voltage Vo2 and the output voltage Vo3. The second feedback voltage generation circuit 41A has resistors R6 and R7 connected to the output terminals Po2 and Po3, respectively, and a resistor R9 connected in common with the resistors R6 and R7. A node N2 between the resistors R6, R7 and the resistor R9 is connected to the inverting input terminal of the error amplifying circuit 42. In such a second feedback voltage generation circuit 41A, a second feedback voltage VFB2 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo2 and the divided voltage of the output voltage Vo3 is generated at the node N2. The second feedback voltage VFB2 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 42.

第3制御部50Aには、第2制御部40Aに接続された2つの出力端子Po2,Po3のうち出力端子Po2を除いた1つの出力端子Po3が接続されており、第2制御部40Aにフィードバックされた2つの出力電圧Vo2,Vo3のうち1つの出力電圧Vo2を除いた残りの出力電圧Vo3が供給される。具体的には、第3制御部50Aには、スイッチ回路20A内の2段目のスイッチ回路22が有するスイッチSW32の出力端子に接続された出力端子Po3が接続されており、その出力端子Po3に生成される出力電圧Vo3が供給される。この第3制御部50Aは、出力電圧Vo3に基づいて、その出力電圧Vo3を目標電圧(第2目標値及び第3目標値)に近づけるように、スイッチSW31,SW32をオン・オフ制御する。   The third control unit 50A is connected to one output terminal Po3 excluding the output terminal Po2 out of the two output terminals Po2 and Po3 connected to the second control unit 40A, and is fed back to the second control unit 40A. The remaining output voltage Vo3 excluding one output voltage Vo2 out of the two output voltages Vo2 and Vo3 is supplied. Specifically, the output terminal Po3 connected to the output terminal of the switch SW32 included in the second-stage switch circuit 22 in the switch circuit 20A is connected to the third control unit 50A, and the output terminal Po3 is connected to the output terminal Po3. The generated output voltage Vo3 is supplied. Based on the output voltage Vo3, the third control unit 50A performs on / off control of the switches SW31 and SW32 so that the output voltage Vo3 approaches the target voltage (second target value and third target value).

第3制御部50Aは、第3帰還電圧生成回路51Aと、誤差増幅回路52と、PWM制御回路53とを有している。
第3帰還電圧生成回路51Aは、出力電圧Vo3に応じた第3帰還電圧VFB3を生成する。この第3帰還電圧生成回路51Aは、抵抗R10,R12を有している。そして、これら抵抗R10,R12間のノードN3が誤差増幅回路52の反転入力端子に接続されている。このような第3帰還電圧生成回路51Aでは、出力電圧Vo3の分圧電圧である第3帰還電圧VFB3がノードN3に生成される。そして、この第3帰還電圧VFB3が誤差増幅回路52の反転入力端子に供給される。
The third control unit 50A includes a third feedback voltage generation circuit 51A, an error amplification circuit 52, and a PWM control circuit 53.
The third feedback voltage generation circuit 51A generates a third feedback voltage VFB3 corresponding to the output voltage Vo3. The third feedback voltage generation circuit 51A has resistors R10 and R12. A node N3 between the resistors R10 and R12 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52. In such a third feedback voltage generation circuit 51A, a third feedback voltage VFB3 that is a divided voltage of the output voltage Vo3 is generated at the node N3. The third feedback voltage VFB3 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52.

次に、上記DC−DCコンバータ1Aの動作について簡単に説明する。なお、図10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。
図10に示す時刻t11において、周期信号CKが一定の周期Tで基準値にリセットされると、Hレベルの制御信号VH1,VH2,VH3及びLレベルの制御信号VL1,VL2,VL3が生成される。これにより、スイッチSW11,SW21,SW31がオンされるとともに、スイッチSW12,SW22,SW32がオフされる。すると、入力端子PiがスイッチSW11を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW21を通じて出力端子Po1に接続される。このため、入力端子PiからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成され、入力電圧Vin及び出力電圧Vo1に応じたコイル電流ILがコイルLに流れ、コイルLにエネルギーが蓄積される(第1の期間P1)。
Next, the operation of the DC-DC converter 1A will be briefly described. In FIG. 10, the vertical axis and the horizontal axis are enlarged or reduced as appropriate for the sake of brevity.
When the periodic signal CK is reset to the reference value at a constant period T at time t11 shown in FIG. 10, control signals VH1, VH2, and VH3 at H level and control signals VL1, VL2, and VL3 at L level are generated. . As a result, the switches SW11, SW21, and SW31 are turned on, and the switches SW12, SW22, and SW32 are turned off. Then, the input terminal Pi is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW11, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch SW21. For this reason, a current path from the input terminal Pi to the output terminal Po1 through the coil L is formed, the coil current IL corresponding to the input voltage Vin and the output voltage Vo1 flows through the coil L, and energy is accumulated in the coil L (first). 1 period P1).

次に、時刻t11から所定の立ち上がり特性で徐々に上昇する周期信号CKのレベルが誤差信号S1よりも高くなると(時刻t12参照)、Lレベルの制御信号VH1及びHレベルの制御信号VL1が出力される。このLレベルの制御信号VH1に応答してスイッチSW11がオフされ、Hレベルの制御信号VL1に応答してスイッチW12がオンされる。すると、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW21を通じて出力端子Po1に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成され、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po1に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる(第2の期間P2)。   Next, when the level of the periodic signal CK that gradually increases with a predetermined rising characteristic from time t11 becomes higher than the error signal S1 (see time t12), the L level control signal VH1 and the H level control signal VL1 are output. The The switch SW11 is turned off in response to the L level control signal VH1, and the switch W12 is turned on in response to the H level control signal VL1. Then, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch SW21. For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po1 through the coil L is formed, energy stored in the coil L in the first period P1 is released toward the output terminal Po1, and an induced current flows through the coil L. (Second period P2).

続いて、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S2よりも高くなると(時刻t13参照)、Lレベルの制御信号VH2及びHレベルの制御信号VL2が出力される。このLレベルの制御信号VH2に応答してスイッチSW21がオフされ、Hレベルの制御信号VL2に応答してスイッチSW22がオンされる。すると、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW22及びスイッチSW31を通じて出力端子Po2に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po2に至る電流経路が形成され、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po2に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる(第3の期間P3)。   Subsequently, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S2 (see time t13), the L level control signal VH2 and the H level control signal VL2 are output. The switch SW21 is turned off in response to the L level control signal VH2, and the switch SW22 is turned on in response to the H level control signal VL2. Then, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 through the switch SW22 and the switch SW31. For this reason, a current path is formed from the ground to the output terminal Po2 through the coil L, the energy stored in the coil L in the first period P1 is released toward the output terminal Po2, and an induced current flows through the coil L. (Third period P3).

次いで、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S3よりも高くなると(時刻t14参照)、Lレベルの制御信号VH3及びHレベルの制御信号VL3が出力される。このLレベルの制御信号VH3に応答してスイッチSW31がオフされ、Hレベルの制御信号VL3に応答してスイッチSW32がオンされる。すると、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチSW22及びスイッチSW32を通じて出力端子Po3に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po3に至る電流経路が形成され、上記第1の期間P1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po3に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる(第4の期間P4)。   Next, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S3 (see time t14), the L level control signal VH3 and the H level control signal VL3 are output. The switch SW31 is turned off in response to the L level control signal VH3, and the switch SW32 is turned on in response to the H level control signal VL3. Then, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 through the switch SW22 and the switch SW32. For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po3 through the coil L is formed, energy stored in the coil L in the first period P1 is released toward the output terminal Po3, and an induced current flows through the coil L. (Fourth period P4).

その後、周期信号CKが一定の周期Tで基準値に再度リセットされると(時刻t15参照)、スイッチSW11,SW21,SW31がオンされるとともに、スイッチSW12,SW22,SW32がオフされる。これにより、次の周期Tが開始され、その周期Tにおいて、第1の期間P1、第2の期間P2、第3の期間P3及び第4の期間P4がこの順番で実行される。   Thereafter, when the periodic signal CK is reset again to the reference value at a constant period T (see time t15), the switches SW11, SW21, and SW31 are turned on, and the switches SW12, SW22, and SW32 are turned off. Thereby, the next period T is started, and in the period T, the first period P1, the second period P2, the third period P3, and the fourth period P4 are executed in this order.

このようなDC−DCコンバータ1Aでは、3つの出力電圧Vo1〜Vo3の合成電圧Vout1に基づいて所定の周期Tにおけるコイル電流ILの電流量の総量が決定される。また、第2及び第3制御部40A,50Aで生成される制御信号VH2,VL2,VH3,VL3の信号レベルの組み合わせに応じて、各コンデンサC1〜C3(各出力端子Po1〜Po3)に必要なコイル電流ILを供給するための時間幅が決定される。詳述すると、出力電圧Vo1を除いた2つの出力電圧Vo2,Vo3の合成電圧Vout2に基づいて、コンデンサC2,C3にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。さらに、出力電圧Vo1,Vo2を除いた1つの出力電圧Vo3に基づいて、コンデンサC3にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1,C2にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。   In such a DC-DC converter 1A, the total amount of the coil current IL in the predetermined period T is determined based on the combined voltage Vout1 of the three output voltages Vo1 to Vo3. Further, depending on the combination of signal levels of the control signals VH2, VL2, VH3, and VL3 generated by the second and third control units 40A and 50A, each capacitor C1 to C3 (each output terminal Po1 to Po3) is necessary. A time width for supplying the coil current IL is determined. More specifically, based on the combined voltage Vout2 of the two output voltages Vo2 and Vo3 excluding the output voltage Vo1, a time width necessary for supplying the coil current IL to the capacitors C2 and C3 is determined within the period T. The remaining time in the period T is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitor C1. Further, based on one output voltage Vo3 excluding the output voltages Vo1 and Vo2, a time width necessary for supplying the coil current IL to the capacitor C3 is determined within the period T, and the remaining time within the period T is determined. It is distributed as time for supplying the coil current IL to the capacitors C1 and C2.

このような第3制御部50Aによるフィードバック制御によって、出力電圧Vo3が目標電圧に維持され、第2制御部40Aによるフィードバック制御によって、出力電圧Vo2,Vo3の合成電圧Vout2が目標電圧に維持される。これにより、合成電圧Vout2から出力電圧Vo3を減算した電圧となる出力電圧Vo2も目標電圧に維持される。さらに、第1制御部30Aによるフィードバック制御によって、出力電圧Vo1〜Vo3の合成電圧Vout1が目標電圧に維持される。これにより、合成電圧Vout1から出力電圧Vo2,Vo3を減算した電圧となる出力電圧Vo1も目標電圧に維持される。具体的には、出力電圧Vo1〜Vo3の直流成分Vo1〜Vo3は、下記式のように決まる。   The output voltage Vo3 is maintained at the target voltage by such feedback control by the third control unit 50A, and the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo2 and Vo3 is maintained at the target voltage by feedback control by the second control unit 40A. As a result, the output voltage Vo2 that is a voltage obtained by subtracting the output voltage Vo3 from the combined voltage Vout2 is also maintained at the target voltage. Further, the combined voltage Vout1 of the output voltages Vo1 to Vo3 is maintained at the target voltage by the feedback control by the first control unit 30A. As a result, the output voltage Vo1 that is a voltage obtained by subtracting the output voltages Vo2 and Vo3 from the combined voltage Vout1 is also maintained at the target voltage. Specifically, the direct current components Vo1 to Vo3 of the output voltages Vo1 to Vo3 are determined by the following equations.

上記式12から明らかなように、出力電圧Vo3は、1つのコイルで1つの出力電圧を生成する場合と同じ電圧設定式で決まる。このため、DC−DCコンバータ1Aでは、3つの出力電圧Vo1〜Vo3のうち1つの出力電圧Vo3の電圧精度を高くすることができる。 As is clear from the above equation 12, the output voltage Vo3 is determined by the same voltage setting equation as in the case where one output voltage is generated by one coil. For this reason, in the DC-DC converter 1A, the voltage accuracy of one output voltage Vo3 among the three output voltages Vo1 to Vo3 can be increased.

このようなDC−DCコンバータ1Aであっても、上記第1実施形態の(1)〜(3)と同様の効果を奏することができる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態を図11〜図14に従って説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、先の図1〜図10に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
Even with such a DC-DC converter 1A, the same effects as (1) to (3) of the first embodiment can be obtained.
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described. The same members as those shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of these elements is omitted.

図11に示すように、DC−DCコンバータ1Bは、1つのコイルLでN個(ここでは、4つ)の出力電圧を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータである。また、DC−DCコンバータ1Bは、入力端子Piに供給される入力電圧Vinに基づいて、その入力電圧Vinよりも低い4つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3.Vo4を生成する同期整流方式の降圧型DC−DCコンバータである。   As shown in FIG. 11, the DC-DC converter 1B is a single inductor multi-output DC-DC converter that generates N (here, four) output voltages with one coil L. Further, the DC-DC converter 1B has four output voltages Vo1, Vo2, Vo3... Lower than the input voltage Vin based on the input voltage Vin supplied to the input terminal Pi. This is a synchronous rectification step-down DC-DC converter that generates Vo4.

DC−DCコンバータ1Bは、コンバータ部10と、出力側のスイッチ回路20Bと、コンデンサC1〜C4と、第1制御部30と、スイッチ回路20Bをオン・オフ制御する第2制御部40B及び第3制御部50B及び第4制御部60と、発振器70とを有している。   The DC-DC converter 1B includes a converter unit 10, an output side switch circuit 20B, capacitors C1 to C4, a first control unit 30, a second control unit 40B that controls on / off of the switch circuit 20B, and a third control circuit. The controller 50B, the fourth controller 60, and the oscillator 70 are included.

スイッチ回路20Bは、コイルLの第2端子LYと出力端子Po1〜Po4との間に縦続に接続された(N−1)個(ここでは、3個)のスイッチ回路25,26,27を有している。具体的には、スイッチ回路20Bでは、コイルLの第2端子LYと出力端子Po1,Po2との間にスイッチ回路25とスイッチ回路26とが縦続に接続され、コイルLの第2端子LYと出力端子Po3,Po4との間にスイッチ回路25とスイッチ回路27とが縦続に接続されている。   The switch circuit 20B has (N−1) (three in this case) switch circuits 25, 26, and 27 connected in cascade between the second terminal LY of the coil L and the output terminals Po1 to Po4. doing. Specifically, in the switch circuit 20B, the switch circuit 25 and the switch circuit 26 are connected in cascade between the second terminal LY of the coil L and the output terminals Po1 and Po2, and the second terminal LY of the coil L and the output A switch circuit 25 and a switch circuit 27 are connected in cascade between the terminals Po3 and Po4.

スイッチ回路25は、コイルLの第2端子LYに共通に接続されたスイッチS21及びスイッチS22を有している。これらスイッチS21,S22は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 25 includes a switch S21 and a switch S22 that are commonly connected to the second terminal LY of the coil L. These switches S21 and S22 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチS21の第1端子はコイルLの第2端子LYに接続され、スイッチS21の第2端子(出力端子)はスイッチ回路26に接続されている。また、スイッチS22の第1端子はコイルLの第2端子LYに接続され、スイッチS22の第2端子(出力端子)はスイッチ回路27に接続されている。スイッチS21の制御端子には、第2制御部40Bから制御信号VH2が供給され、スイッチS22の制御端子には、第2制御部40Bから制御信号VL2が供給される。これらスイッチS21,S22は、制御信号VH2,VL2に応答して相補的にオン・オフする。   The first terminal of the switch S21 is connected to the second terminal LY of the coil L, and the second terminal (output terminal) of the switch S21 is connected to the switch circuit 26. The first terminal of the switch S22 is connected to the second terminal LY of the coil L, and the second terminal (output terminal) of the switch S22 is connected to the switch circuit 27. The control signal VH2 is supplied from the second control unit 40B to the control terminal of the switch S21, and the control signal VL2 is supplied from the second control unit 40B to the control terminal of the switch S22. These switches S21 and S22 are complementarily turned on and off in response to control signals VH2 and VL2.

スイッチ回路26は、スイッチS21の第2端子(出力端子)に共通に接続されたスイッチS31及びスイッチS32を有している。スイッチS31,S32は、スイッチS21と直列に接続されている。これらスイッチS31,S32は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 26 includes a switch S31 and a switch S32 that are commonly connected to the second terminal (output terminal) of the switch S21. The switches S31 and S32 are connected in series with the switch S21. These switches S31 and S32 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチS31の第1端子はスイッチS21の第2端子に接続され、スイッチS31の第2端子(出力端子)はコンデンサC1の第1端子及び出力端子Po1に接続されている。すなわち、出力端子Po1には、直列(縦続)に接続されたスイッチS31及びスイッチS21を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。また、スイッチS32の第1端子はスイッチS21の第2端子に接続され、スイッチS32の第2端子(出力端子)はコンデンサC2の第1端子及び出力端子Po2に接続されている。すなわち、出力端子Po2には、直列(縦続)に接続されたスイッチS32及びスイッチS21を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。   The first terminal of the switch S31 is connected to the second terminal of the switch S21, and the second terminal (output terminal) of the switch S31 is connected to the first terminal of the capacitor C1 and the output terminal Po1. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 via the switch S31 and the switch S21 connected in series (cascade). The first terminal of the switch S32 is connected to the second terminal of the switch S21, and the second terminal (output terminal) of the switch S32 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po2. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 via the switch S32 and the switch S21 connected in series (cascade).

また、スイッチS31の制御端子には、第3制御部50Bから制御信号VH3が供給され、スイッチS32の制御端子には、第3制御部50Bから制御信号VL3が供給される。これらスイッチS31,S32は、制御信号VH3,VL3に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH3 is supplied from the third control unit 50B to the control terminal of the switch S31, and the control signal VL3 is supplied from the third control unit 50B to the control terminal of the switch S32. These switches S31 and S32 are complementarily turned on / off in response to control signals VH3 and VL3.

スイッチ回路27は、スイッチS22の第2端子に共通に接続されたスイッチS41及びスイッチS42を有している。スイッチS41,S42は、スイッチS22と直列に接続されている。これらスイッチS41,S42は、例えばNチャネルMOSトランジスタである。   The switch circuit 27 includes a switch S41 and a switch S42 that are commonly connected to the second terminal of the switch S22. The switches S41 and S42 are connected in series with the switch S22. These switches S41 and S42 are, for example, N-channel MOS transistors.

スイッチS41の第1端子はスイッチS22の第2端子に接続され、スイッチS41の第2端子(出力端子)はコンデンサC3の第1端子及び出力端子Po3に接続されている。すなわち、出力端子Po3には、直列(縦続)に接続されたスイッチS41及びスイッチS22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。また、スイッチS42の第1端子はスイッチS22の第2端子に接続され、スイッチS42の第2端子(出力端子)はコンデンサC4の第1端子及び出力端子Po4に接続されている。すなわち、出力端子Po4には、直列(縦続)に接続されたスイッチS42及びスイッチS22を介してコイルLの第2端子LYが接続されている。   The first terminal of the switch S41 is connected to the second terminal of the switch S22, and the second terminal (output terminal) of the switch S41 is connected to the first terminal of the capacitor C3 and the output terminal Po3. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 via the switch S41 and the switch S22 connected in series (cascade). The first terminal of the switch S42 is connected to the second terminal of the switch S22, and the second terminal (output terminal) of the switch S42 is connected to the first terminal of the capacitor C4 and the output terminal Po4. That is, the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po4 via the switch S42 and the switch S22 connected in series (cascade).

また、スイッチS41の制御端子には、第4制御部60から制御信号VH4が供給され、スイッチS42の制御端子には、第4制御部60から制御信号VL4が供給される。これらスイッチS41,S42は、制御信号VH4,VL4に応答して相補的にオン・オフする。   The control signal VH4 is supplied from the fourth control unit 60 to the control terminal of the switch S41, and the control signal VL4 is supplied from the fourth control unit 60 to the control terminal of the switch S42. These switches S41, S42 are complementarily turned on / off in response to control signals VH4, VL4.

第2制御部40Bには、4つの出力端子Po1〜Po4のうち出力端子Po1,Po2を除いた2つの出力端子Po3,Po4が接続されており、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうち2つの出力電圧Vo1,Vo2を除いた残りの出力電圧Vo2〜Vo4(第2出力電圧)が供給される。具体的には、第2制御部40Bには、スイッチ回路20B内の1段目のスイッチ回路25が有するスイッチS21の出力端子に接続されていない出力端子(スイッチS22の出力端子に電気的に接続された出力端子)Po3,Po4が接続されており、それら出力端子Po3,Po4にそれぞれ生成される出力電圧Vo3,Vo4が供給される。この第2制御部40Bは、入力する出力電圧Vo3,Vo4を合成した結果(合成電圧Vout2)に基づいて、その合成電圧Vout2を目標電圧(第2目標値及び第3目標値)に近づけるように、上記1段目のスイッチ回路25が有するスイッチS21,S22をオン・オフ制御する。換言すると、第2制御部40Bは、合成電圧Vout2に基づいて、負荷4,5に所望の電力が供給されるように、スイッチS21,S22のオン時間を調整する。具体的には、第2制御部40Bは、周波数(周期)が一定で、負荷4,5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH2,VL2をスイッチS21,S22に供給する。   Two output terminals Po3 and Po4, except for the output terminals Po1 and Po2, out of the four output terminals Po1 to Po4 are connected to the second control unit 40B, and two outputs of the four output voltages Vo1 to Vo4 are output. The remaining output voltages Vo2 to Vo4 (second output voltage) excluding the voltages Vo1 and Vo2 are supplied. Specifically, the second control unit 40B has an output terminal that is not connected to the output terminal of the switch S21 included in the first-stage switch circuit 25 in the switch circuit 20B (electrically connected to the output terminal of the switch S22). Output terminals Po3, Po4 are connected, and output voltages Vo3, Vo4 generated respectively are supplied to the output terminals Po3, Po4. The second control unit 40B brings the combined voltage Vout2 closer to the target voltage (second target value and third target value) based on the result of combining the input output voltages Vo3 and Vo4 (the combined voltage Vout2). The switches S21 and S22 included in the first-stage switch circuit 25 are turned on / off. In other words, the second control unit 40B adjusts the ON times of the switches S21 and S22 so that desired power is supplied to the loads 4 and 5 based on the combined voltage Vout2. Specifically, the second control unit 40B supplies the control signals VH2 and VL2 having a constant frequency (period) and varying pulse widths according to the power supplied to the loads 4 and 5 to the switches S21 and S22.

第2制御部40Bは、第2帰還電圧生成回路41Bと、誤差増幅回路42と、PWM制御回路43とを有している。
第2帰還電圧生成回路41Bは、出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを足し合わせた合成電圧Vout2に応じた第2帰還電圧VFB2を生成する。この第2帰還電圧生成回路41Bは、出力端子Po3,Po4にそれぞれ接続された抵抗R15,R16と、それら抵抗R15,R16と共通に接続された抵抗R17とを有している。具体的には、出力端子Po3が抵抗R15,R17を介してグランドに接続され、出力端子Po4が抵抗R16,R17を介してグランドに接続されている。そして、これら抵抗R15,R16と抵抗R17との間のノードN2が誤差増幅回路42の反転入力端子に接続されている。このような第2帰還電圧生成回路41Bでは、出力電圧Vo3の分圧電圧と、出力電圧Vo4の分圧電圧とを足し合わせた第2帰還電圧VFB2がノードN2に生成される。そして、この第2帰還電圧VFB2が誤差増幅回路42の反転入力端子に供給される。
The second control unit 40B includes a second feedback voltage generation circuit 41B, an error amplification circuit 42, and a PWM control circuit 43.
The second feedback voltage generation circuit 41B generates a second feedback voltage VFB2 corresponding to the combined voltage Vout2 obtained by adding the output voltage Vo3 and the output voltage Vo4. The second feedback voltage generation circuit 41B includes resistors R15 and R16 connected to the output terminals Po3 and Po4, respectively, and a resistor R17 connected in common to the resistors R15 and R16. Specifically, the output terminal Po3 is connected to the ground via resistors R15 and R17, and the output terminal Po4 is connected to the ground via resistors R16 and R17. A node N2 between the resistors R15 and R16 and the resistor R17 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit. In such a second feedback voltage generation circuit 41B, a second feedback voltage VFB2 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo3 and the divided voltage of the output voltage Vo4 is generated at the node N2. The second feedback voltage VFB2 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 42.

第3制御部50Bには、4つの出力端子Po1〜Po4のうち出力端子Po1を除いた3つの出力端子Po2〜Po4が接続されており、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうち1つの出力電圧Vo1(第1出力電圧)を除いた残りの出力電圧Vo2〜Vo4(第2出力電圧)が供給される。具体的には、第3制御部50Bには、スイッチ回路26が有するスイッチS31の出力端子に接続されていない出力端子Po2,Po3,Po4が接続されており、それら出力端子Po2,Po3,Po4にそれぞれ生成される出力電圧Vo2,Vo3,Vo4が供給される。この第3制御部50Bは、入力する出力電圧Vo2,Vo3,Vo4を合成した結果(合成電圧Vout3)に基づいて、その合成電圧Vout3を目標電圧(第2目標値及び第3目標値)に近づけるように、上記スイッチ回路25が有するスイッチS31,S32をオン・オフ制御する。換言すると、第3制御部50Bは、合成電圧Vout3に基づいて、負荷3,4,5に所望の電力が供給されるように、スイッチS32のオン時間を調整する。具体的には、第3制御部50Bは、周波数(周期)が一定で、負荷3,4,5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH3,VL3をスイッチS31,S32に供給する。   Of the four output terminals Po1 to Po4, three output terminals Po2 to Po4 other than the output terminal Po1 are connected to the third control unit 50B, and one output voltage Vo1 of the four output voltages Vo1 to Vo4 is connected. The remaining output voltages Vo2 to Vo4 (second output voltage) excluding (first output voltage) are supplied. Specifically, the third control unit 50B is connected to output terminals Po2, Po3, Po4 that are not connected to the output terminal of the switch S31 of the switch circuit 26, and the output terminals Po2, Po3, Po4 are connected to the output terminals Po2, Po3, Po4. Output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 generated respectively are supplied. The third control unit 50B brings the combined voltage Vout3 closer to the target voltage (second target value and third target value) based on the result of combining the input output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 (the combined voltage Vout3). As described above, the switches S31 and S32 included in the switch circuit 25 are on / off controlled. In other words, the third control unit 50B adjusts the ON time of the switch S32 so that desired power is supplied to the loads 3, 4, and 5 based on the combined voltage Vout3. Specifically, the third control unit 50B supplies the switches S31 and S32 with control signals VH3 and VL3 having a constant frequency (period) and varying pulse widths according to the power supplied to the loads 3, 4, and 5. To do.

第3制御部50Bは、第3帰還電圧生成回路51Bと、誤差増幅回路52と、PWM制御回路53とを有している。
第3帰還電圧生成回路51Bは、出力電圧Vo2と出力電圧Vo3と出力電圧Vo4とを足し合わせた合成電圧Vout3に応じた第3帰還電圧VFB3を生成する。この第3帰還電圧生成回路51Bは、出力端子Po2,Po3,Po4にそれぞれ接続された抵抗R18,R19,R20と、それら抵抗R18,R19,R20と共通に接続された抵抗R21とを有している。具体的には、出力端子Po2が抵抗R18,R21を介してグランドに接続され、出力端子Po3が抵抗R19,R21を介してグランドに接続され、出力端子Po4が抵抗R20,R21を介してグランドに接続されている。そして、これら抵抗R18,R19,R20と抵抗R21との間のノードN3が誤差増幅回路52の反転入力端子に接続されている。このような第3帰還電圧生成回路51Bでは、出力電圧Vo2の分圧電圧と、出力電圧Vo3の分圧電圧と、出力電圧Vo4の分圧電圧とを足し合わせた第3帰還電圧VFB3がノードN3に生成される。そして、この第3帰還電圧VFB3が誤差増幅回路52の反転入力端子に供給される。
The third control unit 50B includes a third feedback voltage generation circuit 51B, an error amplification circuit 52, and a PWM control circuit 53.
The third feedback voltage generation circuit 51B generates a third feedback voltage VFB3 corresponding to the combined voltage Vout3 obtained by adding the output voltage Vo2, the output voltage Vo3, and the output voltage Vo4. This third feedback voltage generation circuit 51B has resistors R18, R19, R20 connected to the output terminals Po2, Po3, Po4, respectively, and a resistor R21 connected in common with these resistors R18, R19, R20. Yes. Specifically, the output terminal Po2 is connected to the ground via resistors R18 and R21, the output terminal Po3 is connected to the ground via resistors R19 and R21, and the output terminal Po4 is connected to the ground via resistors R20 and R21. It is connected. A node N3 between the resistors R18, R19, R20 and the resistor R21 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52. In such a third feedback voltage generation circuit 51B, the third feedback voltage VFB3 obtained by adding the divided voltage of the output voltage Vo2, the divided voltage of the output voltage Vo3, and the divided voltage of the output voltage Vo4 is the node N3. Is generated. The third feedback voltage VFB3 is supplied to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 52.

第4制御部60は、第4帰還電圧生成回路61と、誤差増幅回路62と、PWM制御回路63とを有している。この第4制御部60には、4つの出力端子Po1〜Po4のうち出力端子Po1,Po2,Po3を除いた残りの出力端子Po4が接続されており、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうち3つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3を除いた残りの出力電圧Vo4が供給される。具体的には、第4制御部60には、スイッチ回路27が有する一方のスイッチS42の出力端子に接続された出力端子Po4が接続されており、その出力端子Po4に生成される出力電圧Vo4が供給される。この第4制御部60は、出力電圧Vo4に基づいて、その出力電圧Vo4を目標電圧(第3目標値)に近づけるように、スイッチS41,S42をオン・オフ制御する。換言すると、第4制御部60は、出力電圧Vo4に基づいて、負荷5に所望の電力が供給されるように、スイッチS42のオン時間を調整する。具体的には、第4制御部60は、周波数(周期)が一定で、負荷5へ供給する電力に応じてパルス幅が変動する制御信号VH4,VL4をスイッチS41,S42に供給する。   The fourth control unit 60 includes a fourth feedback voltage generation circuit 61, an error amplification circuit 62, and a PWM control circuit 63. The fourth control unit 60 is connected to the remaining output terminals Po4 except for the output terminals Po1, Po2 and Po3 among the four output terminals Po1 to Po4, and three of the four output voltages Vo1 to Vo4 are connected. The remaining output voltage Vo4 excluding the output voltages Vo1, Vo2, and Vo3 is supplied. Specifically, the output terminal Po4 connected to the output terminal of one switch S42 included in the switch circuit 27 is connected to the fourth control unit 60, and the output voltage Vo4 generated at the output terminal Po4 is supplied to the fourth control unit 60. Supplied. Based on the output voltage Vo4, the fourth control unit 60 performs on / off control of the switches S41 and S42 so that the output voltage Vo4 approaches the target voltage (third target value). In other words, the fourth control unit 60 adjusts the ON time of the switch S42 so that desired power is supplied to the load 5 based on the output voltage Vo4. Specifically, the fourth control unit 60 supplies the control signals VH4 and VL4 whose frequency (cycle) is constant and whose pulse width varies according to the power supplied to the load 5, to the switches S41 and S42.

本実施形態において、スイッチ回路20Bは第2スイッチ回路の一例、スイッチ回路25,26,27は第3スイッチ回路の一例、スイッチ回路25は1段目のスイッチ回路の一例、スイッチ回路26,27は2段目以降のスイッチ回路の一例、スイッチ回路26は第4スイッチ回路の一例、スイッチ回路27は第5スイッチ回路の一例である。また、スイッチS21,S22,S31,S32,S41,S42はスイッチ素子の一例、スイッチS21は一方のスイッチ素子の一例、スイッチS22は他方のスイッチ素子の一例、第2〜第4制御部40B,50B,60は第2の制御部の一例、第2制御部40Bは第3の制御部の一例である。また、合成電圧Vout1は第1合成電圧の一例、合成電圧Vout2及び出力電圧Vo4は第3合成電圧の一例、合成電圧Vout3は第2合成電圧の一例である。   In the present embodiment, the switch circuit 20B is an example of a second switch circuit, the switch circuits 25, 26, and 27 are examples of a third switch circuit, the switch circuit 25 is an example of a first-stage switch circuit, and the switch circuits 26 and 27 are An example of the second and subsequent switch circuits, the switch circuit 26 is an example of a fourth switch circuit, and the switch circuit 27 is an example of a fifth switch circuit. The switches S21, S22, S31, S32, S41, and S42 are examples of switch elements, the switch S21 is an example of one switch element, the switch S22 is an example of the other switch element, and the second to fourth control units 40B and 50B. , 60 is an example of the second control unit, and the second control unit 40B is an example of the third control unit. The combined voltage Vout1 is an example of a first combined voltage, the combined voltage Vout2 and the output voltage Vo4 are an example of a third combined voltage, and the combined voltage Vout3 is an example of a second combined voltage.

次に、上記DC−DCコンバータ1Bの動作を図12〜図14に従って説明する。なお、図12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 1B will be described with reference to FIGS. In FIG. 12, the vertical axis and the horizontal axis are enlarged or reduced as appropriate for the sake of brevity.

図12に示す時刻t21において、周期信号CKが一定の周期Tで基準値にリセットされると、その周期信号CKのレベルが誤差信号S1,S2,S3,S4よりも低くなる。すると、PWM制御回路33,43,53,63から、Hレベルの制御信号VH1,VH2,VH3,VH4がそれぞれ出力され、Lレベルの制御信号VL1,VL2,VL3,VL4がそれぞれ出力される。これにより、スイッチSW11,S21,S31,S41がオンされるとともに、スイッチSW12,S22,S32,S42がオフされる。すると、図13(a)に示すように、入力端子PiがスイッチSW11を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチS21及びスイッチS31を通じて出力端子Po1に接続される。このため、入力端子PiからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図12に示した時刻t21から時刻t22までの第1の期間Q1では、入力電圧Vinに応じたコイル電流ILがコイルLに流れ、コイルLにエネルギーが蓄積される。この第1の期間Q1では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾き(入力電圧Vinと出力電圧Vo1との電位差に比例した傾き)で増加する。   When the periodic signal CK is reset to the reference value at a constant period T at time t21 shown in FIG. 12, the level of the periodic signal CK becomes lower than the error signals S1, S2, S3, S4. Then, H level control signals VH1, VH2, VH3, and VH4 are output from the PWM control circuits 33, 43, 53, and 63, respectively, and L level control signals VL1, VL2, VL3, and VL4 are output. As a result, the switches SW11, S21, S31, and S41 are turned on, and the switches SW12, S22, S32, and S42 are turned off. Then, as shown in FIG. 13A, the input terminal Pi is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW11, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch S21 and the switch S31. Is done. For this reason, a current path from the input terminal Pi to the output terminal Po1 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the first period Q1 from time t21 to time t22 shown in FIG. 12, the coil current IL corresponding to the input voltage Vin flows through the coil L, and energy is stored in the coil L. Is done. In the first period Q1, the coil current IL increases with time with a predetermined slope (a slope proportional to the potential difference between the input voltage Vin and the output voltage Vo1).

次に、時刻t21から所定の立ち上がり特性で徐々に上昇する周期信号CKのレベルが誤差信号S1よりも高くなると(時刻t22参照)、PWM制御回路33からLレベルの制御信号VH1及びHレベルの制御信号VL1が出力される。このLレベルの制御信号VH1に応答してスイッチSW11がオフされ、Hレベルの制御信号VL1に応答してスイッチSW12がオンされる。すると、図13(b)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチS21及びスイッチS31を通じて出力端子Po1に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po1に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図12に示した時刻t22から時刻t23までの第2の期間Q2では、上記第1の期間Q1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po1に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第2の期間Q2では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾き(出力電圧Vo1に比例した傾き)で減少する。   Next, when the level of the periodic signal CK that gradually rises with a predetermined rising characteristic from time t21 becomes higher than the error signal S1 (see time t22), the PWM control circuit 33 controls the L level control signal VH1 and the H level. Signal VL1 is output. The switch SW11 is turned off in response to the L level control signal VH1, and the switch SW12 is turned on in response to the H level control signal VL1. Then, as shown in FIG. 13B, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po1 through the switch S21 and the switch S31. . For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po1 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the second period Q2 from time t22 to time t23 shown in FIG. 12, the energy stored in the coil L in the first period Q1 is directed toward the output terminal Po1. The induced current flows through the coil L. In the second period Q2, the coil current IL decreases with a predetermined inclination (an inclination proportional to the output voltage Vo1) as time elapses.

続いて、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S2よりも高くなると(時刻t23参照)、PWM制御回路53からLレベルの制御信号VH3及びHレベルの制御信号VL3が出力される。このLレベルの制御信号VH3に応答してスイッチS31がオフされ、Hレベルの制御信号VL3に応答してスイッチS32がオンされる。すると、図13(c)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチS21及びスイッチS32を通じて出力端子Po2に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po2に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図12に示した時刻t23から時刻t2までの第3の期間Q3では、上記第1の期間Q1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po2に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第3の期間Q3では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾き(出力電圧Vo2に比例した傾き)で減少する。   Subsequently, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S2 (see time t23), the PWM control circuit 53 outputs an L level control signal VH3 and an H level control signal VL3. The switch S31 is turned off in response to the L level control signal VH3, and the switch S32 is turned on in response to the H level control signal VL3. Then, as shown in FIG. 13C, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po2 through the switch S21 and the switch S32. . For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po2 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the third period Q3 from time t23 to time t2 shown in FIG. 12, the energy stored in the coil L in the first period Q1 is directed toward the output terminal Po2. The induced current flows through the coil L. In the third period Q3, the coil current IL decreases with a predetermined inclination (an inclination proportional to the output voltage Vo2) with the passage of time.

次いで、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S3よりも高くなると(時刻t24参照)、PWM制御回路43からLレベルの制御信号VH2及びHレベルの制御信号VL2が出力される。このLレベルの制御信号VH2に応答してスイッチS21がオフされ、Hレベルの制御信号VL2に応答してスイッチS22がオンされる。すると、図14(a)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチS22及びスイッチS41を通じて出力端子Po3に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po3に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図12に示した時刻t24から時刻t25までの第4の期間Q4では、上記第1の期間Q1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po3に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第4の期間Q4では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾き(出力電圧Vo3に比例した傾き)で減少する。   Next, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S3 (see time t24), the PWM control circuit 43 outputs an L level control signal VH2 and an H level control signal VL2. The switch S21 is turned off in response to the L level control signal VH2, and the switch S22 is turned on in response to the H level control signal VL2. Then, as shown in FIG. 14A, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po3 through the switch S22 and the switch S41. . For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po3 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the fourth period Q4 from time t24 to time t25 shown in FIG. 12, the energy stored in the coil L in the first period Q1 is directed toward the output terminal Po3. The induced current flows through the coil L. In the fourth period Q4, the coil current IL decreases with a predetermined inclination (an inclination proportional to the output voltage Vo3) with the passage of time.

次に、上記周期信号CKのレベルが誤差信号S4よりも高くなると(時刻t25参照)、PWM制御回路63からLレベルの制御信号VH4及びHレベルの制御信号VL4が出力される。このLレベルの制御信号VH4に応答してスイッチS41がオフされ、Hレベルの制御信号VL4に応答してスイッチS42がオンされる。すると、図14(b)に示すように、グランドがスイッチSW12を通じてコイルLの第1端子LXに接続され、そのコイルLの第2端子LYがスイッチS22及びスイッチS42を通じて出力端子Po4に接続される。このため、グランドからコイルLを通じて出力端子Po4に至る電流経路が形成される。この接続状態の間、具体的には図12に示した時刻t25から時刻t26までの第5の期間Q5では、上記第1の期間Q1でコイルLに蓄えられたエネルギーが出力端子Po4に向けて放出され、コイルLに誘導電流が流れる。この第5の期間Q5では、コイル電流ILが時間の経過とともに所定の傾き(出力電圧Vo4に比例した傾き)で減少する。   Next, when the level of the periodic signal CK becomes higher than the error signal S4 (see time t25), the PWM control circuit 63 outputs an L level control signal VH4 and an H level control signal VL4. The switch S41 is turned off in response to the L level control signal VH4, and the switch S42 is turned on in response to the H level control signal VL4. Then, as shown in FIG. 14B, the ground is connected to the first terminal LX of the coil L through the switch SW12, and the second terminal LY of the coil L is connected to the output terminal Po4 through the switch S22 and the switch S42. . For this reason, a current path from the ground to the output terminal Po4 through the coil L is formed. During this connection state, specifically, in the fifth period Q5 from time t25 to time t26 shown in FIG. 12, the energy stored in the coil L in the first period Q1 is directed toward the output terminal Po4. The induced current flows through the coil L. In the fifth period Q5, the coil current IL decreases with a predetermined inclination (an inclination proportional to the output voltage Vo4) with the passage of time.

その後、周期信号CKが一定の周期Tで基準値に再度リセットされると(時刻t26参照)、スイッチSW11,S21,S31,S41がオンされるとともに、スイッチSW12,S22,S32,S42がオフされる。これにより、次の周期Tが開始され、その周期Tにおいて、第1の期間Q1、第2の期間Q2、第3の期間Q3、第4の期間Q4及び第5の期間Q5がこの順番で実行される。   Thereafter, when the periodic signal CK is reset to the reference value again at a constant period T (see time t26), the switches SW11, S21, S31, and S41 are turned on, and the switches SW12, S22, S32, and S42 are turned off. The Thereby, the next period T is started, and in the period T, the first period Q1, the second period Q2, the third period Q3, the fourth period Q4, and the fifth period Q5 are executed in this order. Is done.

ここで、各周期T(第1の期間Q1〜第5の期間Q5)におけるコイル電流ILの平均値が負荷2,3,4,5に供給される出力電流Io1,Io2,Io3,Io4の合計値Io1+Io2+Io3+Io4となる。また、スイッチS31がオンしている期間(第1の期間Q1及び第2の期間Q2)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域B1参照)を周期Tで平均した平均値が負荷2に供給される出力電流Io1となる。また、スイッチS21及びスイッチS32の2つのスイッチがオンしている期間(第3の期間Q3)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域B2参照)を周期Tで平均した平均値が負荷3に供給される出力電流Io2となる。また、スイッチS22及びスイッチS41の2つのスイッチがオンしている期間(第4の期間Q4)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域B3参照)を周期Tで平均した平均値が負荷4に供給される出力電流Io3となる。そして、スイッチS22及びスイッチS42の2つのスイッチがオンしている期間(第5の期間Q5)におけるコイル電流ILの電流量の総量(領域B4参照)を周期Tで平均した平均値が負荷5に供給される出力電流Io4となる。   Here, the average value of the coil current IL in each cycle T (the first period Q1 to the fifth period Q5) is the sum of the output currents Io1, Io2, Io3, and Io4 supplied to the loads 2, 3, 4, and 5. The value is Io1 + Io2 + Io3 + Io4. In addition, an average value obtained by averaging the total amount of coil current IL (refer to region B1) in the period T during the period in which the switch S31 is on (first period Q1 and second period Q2) is supplied to the load 2. Output current Io1. Further, an average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the region B2) in the period T during the period in which the two switches S21 and S32 are ON (third period Q3) is the load 3 The output current Io2 is supplied. Further, an average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the region B3) in the period T during the period in which the two switches S22 and S41 are on (fourth period Q4) is applied to the load 4. The output current Io3 is supplied. An average value obtained by averaging the total amount of the coil current IL (refer to the region B4) in the period T during the period when the two switches S22 and S42 are on (fifth period Q5) is applied to the load 5. The output current Io4 is supplied.

このようなDC−DCコンバータ1Bでは、4つの出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1に基づいて所定の周期Tにおけるコイル電流ILの電流量の総量が決定される。また、第2〜第4制御部40B,50B,60で生成される制御信号VH2,VL2,VH3,VL3,VH4,VL4の信号レベルの組み合わせに応じて、各コンデンサC1〜C4(各出力端子Po1〜Po4)に必要なコイル電流ILを供給するための時間幅が決定される。詳述すると、出力電圧Vo1,Vo2を除いた2つの出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout2に基づいて、コンデンサC3,C4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1,C2にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。さらに、出力電圧Vo1を除いた3つの出力電圧Vo2,Vo3,Vo4の合成電圧Vout3に基づいて、コンデンサC2,C3,C4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。そして、出力電圧Vo1,Vo2,Vo3を除いた1つの出力電圧Vo4に基づいて、コンデンサC4にコイル電流ILを供給するために必要な時間幅が周期T内で決定され、その周期T内の残り時間がコンデンサC1〜C3にコイル電流ILを供給するための時間として振り分けられる。これらにより、コイルLが1つの場合であっても、一つの周期T内で4つの出力電圧Vo1,Vo2,Vo3,Vo4を連続的に制御することができる。このため、出力電流Io1,Io2,Io3,Io4の電流値がそれぞれ異なっている場合であってもCCM領域で安定に動作させることができる。   In such a DC-DC converter 1B, the total amount of the coil current IL in the predetermined period T is determined based on the combined voltage Vout1 of the four output voltages Vo1 to Vo4. Further, each of the capacitors C1 to C4 (each output terminal Po1) according to a combination of signal levels of the control signals VH2, VL2, VH3, VL3, VH4, and VL4 generated by the second to fourth control units 40B, 50B, and 60. The time width for supplying the coil current IL necessary for .about.Po4) is determined. More specifically, the time width required to supply the coil current IL to the capacitors C3 and C4 is determined within the period T based on the combined voltage Vout2 of the two output voltages Vo3 and Vo4 excluding the output voltages Vo1 and Vo2. The remaining time in the period T is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitors C1 and C2. Further, a time width required for supplying the coil current IL to the capacitors C2, C3, C4 is determined within the period T based on the combined voltage Vout3 of the three output voltages Vo2, Vo3, Vo4 excluding the output voltage Vo1. The remaining time in the period T is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitor C1. Based on one output voltage Vo4 excluding the output voltages Vo1, Vo2, and Vo3, a time width necessary for supplying the coil current IL to the capacitor C4 is determined within the period T, and the remaining time within the period T is determined. The time is distributed as the time for supplying the coil current IL to the capacitors C1 to C3. Accordingly, even when the number of the coils L is one, the four output voltages Vo1, Vo2, Vo3, and Vo4 can be controlled continuously within one period T. For this reason, even when the current values of the output currents Io1, Io2, Io3, and Io4 are different from each other, the operation can be stably performed in the CCM region.

また、第4制御部60によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo4が目標電圧に維持され、第2制御部40Bによるフィードバック制御によって、出力電圧Vo3,Vo4の合成電圧Vout2が目標電圧に維持される。これにより、合成電圧Vout2から出力電圧Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo3も目標電圧に維持される。さらに、第3制御部50Bによるフィードバック制御によって、出力電圧Vo2〜Vo4の合成電圧Vout3が目標電圧に維持され、第1制御部30によるフィードバック制御によって、出力電圧Vo1〜Vo4の合成電圧Vout1が目標電圧に維持される。これにより、合成電圧Vout3から出力電圧Vo3,Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo2も目標電圧に維持され、合成電圧Vout1から出力電圧Vo2,Vo3,Vo4を減算した電圧となる出力電圧Vo1も目標電圧に維持される。具体的には、出力電圧Vo1〜Vo4の直流成分Vo1〜Vo4は、下記式のように決まる。   Further, the output voltage Vo4 is maintained at the target voltage by the feedback control by the fourth control unit 60, and the combined voltage Vout2 of the output voltages Vo3 and Vo4 is maintained at the target voltage by the feedback control by the second control unit 40B. As a result, the output voltage Vo3, which is a voltage obtained by subtracting the output voltage Vo4 from the combined voltage Vout2, is also maintained at the target voltage. Further, the combined voltage Vout3 of the output voltages Vo2 to Vo4 is maintained at the target voltage by feedback control by the third control unit 50B, and the combined voltage Vout1 of the output voltages Vo1 to Vo4 is maintained by the feedback control by the first control unit 30. Maintained. As a result, the output voltage Vo2 that is the voltage obtained by subtracting the output voltages Vo3 and Vo4 from the combined voltage Vout3 is also maintained at the target voltage, and the output voltage Vo1 that is the voltage obtained by subtracting the output voltages Vo2, Vo3, and Vo4 from the combined voltage Vout1 is also the target. Maintained at voltage. Specifically, the direct current components Vo1 to Vo4 of the output voltages Vo1 to Vo4 are determined by the following equations.

換言すると、上記式8〜式11から、出力電圧Vo1〜Vo4がそれぞれ対応する目標電圧になるように、基準電圧Vrの電圧値、抵抗R1〜R5,R13〜R21の抵抗値が設定されている。 In other words, the voltage value of the reference voltage Vr and the resistance values of the resistors R1 to R5 and R13 to R21 are set so that the output voltages Vo1 to Vo4 are respectively corresponding target voltages from the above equations 8 to 11. .

ここで、上記式15から明らかなように、出力電圧Vo4は、1つのコイルで1つの出力電圧を生成する場合と同じ電圧設定式で決まる。このため、DC−DCコンバータ1Bでは、4つの出力電圧Vo1〜Vo4のうちの1つの出力電圧Vo4の電圧精度を高くすることができる。   Here, as is apparent from the above equation 15, the output voltage Vo4 is determined by the same voltage setting equation as that when one output voltage is generated by one coil. For this reason, in the DC-DC converter 1B, the voltage accuracy of one output voltage Vo4 out of the four output voltages Vo1 to Vo4 can be increased.

以上説明した実施形態によれば、第1実施形態の(1)〜(3)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(4)1つのコイルLに対して2個(本例では、2=4個)の出力端子Po1〜Po4を接続するようにした。また、出力端子Po1〜Po4のうちN/2(本例では、2)個の出力端子Po1,Po2と接続されるスイッチS21と、出力端子Po1〜Po4のうち他のN/2個の出力端子Po3,Po4と接続されるスイッチS22とを有するスイッチ回路25を設けるようにした。また、出力端子Po1,Po2のうちN/2(本例では、1)個の出力端子Po1と接続されるスイッチS31と、出力端子Po1,Po2のうち他のN/2個の出力端子Po2と接続されるスイッチS32とを有し、上記スイッチS21に縦続接続されたスイッチ回路26を設けるようにした。さらに、出力端子Po3,Po4のうちN/2(本例では、1)個の出力端子Po3と接続されるスイッチS41と、出力端子Po3,Po4のうち他のN/2個の出力端子Po4と接続されるスイッチS42とを有し、上記スイッチS22に縦続接続されたスイッチ回路27を設けるようにした。これにより、各出力端子Po1〜Po4とコイルLの第2端子LYとの間に同じ数(本例では、2つ)のスイッチが介在されて設けられることになる。このため、スイッチS21,S22,S31,S32,S41,S42の製造ばらつきの影響を低減することができ、出力電圧Vo1〜Vo4の電圧精度を高くすることができる。
According to the embodiment described above, the following effects are obtained in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment.
(4) 2n (2 2 = 4 in this example) output terminals Po1 to Po4 are connected to one coil L. Further, N / 2 1 (in this example, 2) of the output terminals Po1 to Po4, the switch S21 connected to the output terminals Po1 and Po2, and the other N / 2 1 of the output terminals Po1 to Po4. A switch circuit 25 having a switch S22 connected to the output terminals Po3 and Po4 is provided. Further, the switch S31 connected to N / 2 2 (1 in this example) output terminals Po1 among the output terminals Po1 and Po2, and the other N / 2 2 output terminals among the output terminals Po1 and Po2. A switch circuit 26 having a switch S32 connected to Po2 and cascaded to the switch S21 is provided. Further, the switch S41 connected to N / 2 2 (1 in this example) output terminals Po3 among the output terminals Po3 and Po4, and the other N / 2 2 output terminals among the output terminals Po3 and Po4. A switch circuit 27 having a switch S42 connected to Po4 and cascaded to the switch S22 is provided. Thereby, the same number (two in this example) of switches are interposed between the output terminals Po1 to Po4 and the second terminal LY of the coil L. For this reason, the influence of manufacturing variations of the switches S21, S22, S31, S32, S41, and S42 can be reduced, and the voltage accuracy of the output voltages Vo1 to Vo4 can be increased.

(第2実施形態に係るDC−DCコンバータの適用例)
次に、従来のDC−DCコンバータに利用される制御回路を利用して上記DC−DCコンバータ1Bの回路構成を実現する方法について図7、図8及び図15に従って説明する。なお、説明の便宜上、図15において、先の図6及び図11に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
(Application example of the DC-DC converter according to the second embodiment)
Next, a method for realizing the circuit configuration of the DC-DC converter 1B using a control circuit used in a conventional DC-DC converter will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, in FIG. 15, the same members as those shown in FIGS. 6 and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of these elements is omitted.

図15に示すように、第1制御回路81Aの出力端子が接続された駆動出力端子DH1は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW11の制御端子(ゲート)に接続されている。また、第1制御回路81Aの出力端子が接続された駆動出力端子DL1は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチSW12の制御端子(ゲート)に接続されている。   As shown in FIG. 15, the drive output terminal DH1 to which the output terminal of the first control circuit 81A is connected is connected to the control terminal (gate) of the switch SW11 that is an N-channel MOS transistor. The drive output terminal DL1 to which the output terminal of the first control circuit 81A is connected is connected to the control terminal (gate) of the switch SW12 that is an N-channel MOS transistor.

第2制御回路82Aの出力端子が接続された駆動出力端子DH2は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS21の制御端子(ゲート)に接続されている。また、第2制御回路82Aの出力端子に接続された駆動出力端子DL2は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS22の制御端子(ゲート)に接続されている。   The drive output terminal DH2 to which the output terminal of the second control circuit 82A is connected is connected to the control terminal (gate) of the switch S21 that is an N-channel MOS transistor. The drive output terminal DL2 connected to the output terminal of the second control circuit 82A is connected to the control terminal (gate) of the switch S22 that is an N-channel MOS transistor.

第3制御回路83Aの出力端子に接続された駆動出力端子DH3は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS31の制御端子(ゲート)に接続されている。また、第3制御回路83Aの出力端子に接続された駆動出力端子DL3は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS32の制御端子(ゲート)に接続されている。   The drive output terminal DH3 connected to the output terminal of the third control circuit 83A is connected to the control terminal (gate) of the switch S31 that is an N-channel MOS transistor. The drive output terminal DL3 connected to the output terminal of the third control circuit 83A is connected to the control terminal (gate) of the switch S32 that is an N-channel MOS transistor.

第4制御回路84Aの出力端子に接続された駆動出力端子DH4は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS41の制御端子(ゲート)に接続されている。また、第4制御回路84Aの出力端子に接続された駆動出力端子DL4は、NチャネルMOSトランジスタであるスイッチS42の制御端子(ゲート)に接続されている。   The drive output terminal DH4 connected to the output terminal of the fourth control circuit 84A is connected to the control terminal (gate) of the switch S41 which is an N channel MOS transistor. The drive output terminal DL4 connected to the output terminal of the fourth control circuit 84A is connected to the control terminal (gate) of the switch S42 which is an N-channel MOS transistor.

第1コイル接続端子LX1は、コイルLの第1端子LXに接続されている。第2コイル接続端子LX2は、スイッチS21,S22の第1端子間の接続点及び単一のコイルLの第2端子LYに接続されている。   The first coil connection terminal LX1 is connected to the first terminal LX of the coil L. The second coil connection terminal LX2 is connected to the connection point between the first terminals of the switches S21 and S22 and the second terminal LY of the single coil L.

第3コイル接続端子LX3は、スイッチS31,S32の第1端子間の接続点及びスイッチS21の第2端子(例えば、ソース)に接続されている。すなわち、スイッチS31の第1端子及びスイッチS32の第1端子は、スイッチS21の第2端子に接続されている。また、スイッチS31の第2端子は、コンデンサC1の第1端子及び出力端子Po1に接続され、スイッチS32の第2端子は、コンデンサC2の第1端子及び出力端子Po2に接続されている。   The third coil connection terminal LX3 is connected to a connection point between the first terminals of the switches S31 and S32 and a second terminal (for example, a source) of the switch S21. That is, the first terminal of the switch S31 and the first terminal of the switch S32 are connected to the second terminal of the switch S21. The second terminal of the switch S31 is connected to the first terminal of the capacitor C1 and the output terminal Po1, and the second terminal of the switch S32 is connected to the first terminal of the capacitor C2 and the output terminal Po2.

第4コイル接続端子LX4は、スイッチS31,S32の第1端子間の接続点及びスイッチS22の第2端子(例えば、ソース)に接続されている。すなわち、スイッチS41の第1端子及びスイッチS42の第1端子は、スイッチS22の第2端子に接続されている。また、スイッチS41の第2端子は、コンデンサC3の第1端子及び出力端子Po3に接続され、スイッチS42の第2端子は、コンデンサC4の第1端子及び出力端子Po4に接続されている。   The fourth coil connection terminal LX4 is connected to a connection point between the first terminals of the switches S31 and S32 and a second terminal (for example, a source) of the switch S22. That is, the first terminal of the switch S41 and the first terminal of the switch S42 are connected to the second terminal of the switch S22. The second terminal of the switch S41 is connected to the first terminal of the capacitor C3 and the output terminal Po3, and the second terminal of the switch S42 is connected to the first terminal of the capacitor C4 and the output terminal Po4.

このような接続によって、単一のコイルLを4つの出力端子Po1,Po2,Po3,Po4で共有することができる。これにより、DC−DCコンバータ6よりもコイルを3つ削減することができる。さらに、DC−DCコンバータ1Bは、DC−DCコンバータ6から3つのダイオードD12,D13,D14及び3つのコンデンサC12,C13,C14を削減することができる。   With this connection, a single coil L can be shared by the four output terminals Po1, Po2, Po3, Po4. Thereby, three coils can be reduced rather than the DC-DC converter 6. Furthermore, the DC-DC converter 1B can reduce the three diodes D12, D13, D14 and the three capacitors C12, C13, C14 from the DC-DC converter 6.

上記出力端子Po1〜Po4は、第1帰還電圧生成回路31に接続されている。この第1帰還電圧生成回路31の出力端子(ノードN1)は上記制御回路80Aの第1帰還端子FB1に接続されている。また、上記出力端子Po3,Po4は、第2帰還電圧生成回路41Bに接続されている。この第2帰還電圧生成回路41Bの出力端子(ノードN2)は制御回路80Aの第2帰還端子FB2に接続されている。また、上記出力端子Po2,Po3,Po4は、第3帰還電圧生成回路51Bに接続されている。この第3帰還電圧生成回路51Bの出力端子(ノードN3)は制御回路80Aの第3帰還端子FB3に接続されている。また、上記出力端子Po4は、第4帰還電圧生成回路61に接続されている。この第4帰還電圧生成回路61の出力端子(ノードN4)は制御回路80Aの第4帰還端子FB4に接続されている。   The output terminals Po1 to Po4 are connected to the first feedback voltage generation circuit 31. The output terminal (node N1) of the first feedback voltage generation circuit 31 is connected to the first feedback terminal FB1 of the control circuit 80A. The output terminals Po3 and Po4 are connected to the second feedback voltage generation circuit 41B. The output terminal (node N2) of the second feedback voltage generation circuit 41B is connected to the second feedback terminal FB2 of the control circuit 80A. The output terminals Po2, Po3, Po4 are connected to the third feedback voltage generation circuit 51B. The output terminal (node N3) of the third feedback voltage generation circuit 51B is connected to the third feedback terminal FB3 of the control circuit 80A. The output terminal Po4 is connected to the fourth feedback voltage generation circuit 61. The output terminal (node N4) of the fourth feedback voltage generation circuit 61 is connected to the fourth feedback terminal FB4 of the control circuit 80A.

ここで、DC−DCコンバータ1Bは、図8に示したDC−DCコンバータ6と比較すると、抵抗R2〜R4,R16,R19,R20が追加されている。但し、上述したように、DC−DCコンバータ1Bは、DC−DCコンバータ6から3つのダイオードD12,D13,D14、3つのコンデンサC12,C13,C14及び3つのコイルを削減することができるため、回路全体で見ると回路面積を大幅に削減することができる。特に、種々の回路素子の中でも小型化の困難なコイルを3つ削減できるため、回路面積の大幅な削減とコスト削減を実現することができる。   Here, in the DC-DC converter 1B, resistors R2 to R4, R16, R19, and R20 are added as compared with the DC-DC converter 6 shown in FIG. However, since the DC-DC converter 1B can reduce the three diodes D12, D13, D14, the three capacitors C12, C13, C14 and the three coils from the DC-DC converter 6 as described above, As a whole, the circuit area can be greatly reduced. In particular, since it is possible to reduce three coils that are difficult to reduce among various circuit elements, it is possible to achieve a significant reduction in circuit area and cost reduction.

以上説明したように、上記DC−DCコンバータ1Bは、従来のDC−DCコンバータ6で利用される制御回路80Bと同一の制御回路80Aを利用し、制御回路80Aに外付けされる回路素子もほとんど変更することなくその回路構成を実現することができる。それにも関わらず、DC−DCコンバータ1Bは、上述した(1)〜(4)の優れた効果を奏することができる。   As described above, the DC-DC converter 1B uses the same control circuit 80A as the control circuit 80B used in the conventional DC-DC converter 6, and most circuit elements are externally attached to the control circuit 80A. The circuit configuration can be realized without change. Nevertheless, the DC-DC converter 1B can exhibit the excellent effects (1) to (4) described above.

(第2実施形態の変形例)
・上記第2実施形態では、1つのコイルLで4つの出力電圧Vo1〜Vo4を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータに具体化した。これに限らず、例えば1つのコイルLで5つ以上の出力電圧を生成する単一インダクタ多出力型DC−DCコンバータに具体化してもよい。この場合には、出力側のスイッチ回路20B内で縦続に接続されたスイッチ回路の段数と、それらスイッチ回路をオン・オフ制御する制御部の数とを適宜調整する。但し、コイルLに対して接続される出力端子の個数(N)が2以外の個数である場合、つまり1つのコイルLで2以外の個数の出力電圧を生成する場合には、出力側のスイッチ回路20B内において、上記第2実施形態のスイッチ回路の縦続方法と、上記第1実施形態のスイッチ回路の縦続方法とを利用して(N−1)個のスイッチ回路を設ける。ここでは、1つのコイルLに対して6個の出力端子Po1〜Po6が接続され、1つのコイルLで6個の出力電圧Vo1〜Vo6を生成する場合について簡単に説明する。この場合には、スイッチ回路20B内の1段目のスイッチ回路25が有するスイッチS21は、N/2個(ここでは、3個)の出力端子Po1〜Po3と電気的に接続され、スイッチS22は、N/2個の出力端子Po4〜Po6と電気的に接続される。そして、スイッチS21の出力端子に対して2個のスイッチ回路を上記第1実施形態の縦続方法で接続する。すなわち、第1端子がスイッチS21の出力端子に直列(縦続)に接続されたスイッチS31,S32を有するスイッチ回路26を設け、スイッチS32の出力端子に直列(縦続)に接続された2つのスイッチを有するスイッチ回路を設ける。このとき、スイッチS31の出力端子を例えば出力端子Po1に接続し、上記2つのスイッチの出力端子をそれぞれ出力端子Po2,Po3に接続する。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, a single inductor multi-output type DC-DC converter that generates four output voltages Vo1 to Vo4 with one coil L is embodied. For example, the present invention may be embodied as a single inductor multi-output DC-DC converter that generates five or more output voltages with one coil L, for example. In this case, the number of stages of switch circuits connected in cascade in the output-side switch circuit 20B and the number of control units that perform on / off control of the switch circuits are appropriately adjusted. However, when the number (N) of output terminals connected to the coil L is a number other than 2 n , that is, when the number of output voltages other than 2 n is generated by one coil L, the output side In the switch circuit 20B, (N-1) switch circuits are provided by using the switch circuit cascade method of the second embodiment and the switch circuit cascade method of the first embodiment. Here, a case where six output terminals Po1 to Po6 are connected to one coil L and six output voltages Vo1 to Vo6 are generated by one coil L will be briefly described. In this case, the switch S21 included in the first-stage switch circuit 25 in the switch circuit 20B is electrically connected to N / 2 (here, three) output terminals Po1 to Po3, and the switch S22 is , N / 2 output terminals Po4 to Po6 are electrically connected. Then, two switch circuits are connected to the output terminal of the switch S21 by the cascade method of the first embodiment. That is, a switch circuit 26 having switches S31 and S32 whose first terminals are connected in series (cascade) to the output terminal of the switch S21 is provided, and two switches connected in series (cascade) to the output terminal of the switch S32 are provided. A switch circuit is provided. At this time, the output terminal of the switch S31 is connected to, for example, the output terminal Po1, and the output terminals of the two switches are connected to the output terminals Po2 and Po3, respectively.

同様に、スイッチS22の出力端子に対して2個のスイッチ回路を上記第1実施形態の縦続方法で接続する。すなわち、第1端子がスイッチS22の出力端子に直列(縦続)に接続されたスイッチS41,S42を有するスイッチ回路27を設け、スイッチS42の出力端子に直列(縦続)に接続された2つのスイッチを有するスイッチ回路を設ける。このとき、スイッチS41の出力端子を例えば出力端子Po4に接続し、上記2つのスイッチの出力端子をそれぞれ出力端子Po5,Po6に接続する。   Similarly, two switch circuits are connected to the output terminal of the switch S22 by the cascade method of the first embodiment. That is, a switch circuit 27 having switches S41 and S42 whose first terminals are connected in series (cascade) to the output terminal of the switch S22 is provided, and two switches connected in series (cascade) to the output terminal of the switch S42 are provided. A switch circuit is provided. At this time, the output terminal of the switch S41 is connected to the output terminal Po4, for example, and the output terminals of the two switches are connected to the output terminals Po5 and Po6, respectively.

このように生成する出力電圧の数が増加した場合であっても、上記第1実施形態及び第2実施形態の(1)〜(3)の効果と同様の効果を奏することができる。
なお、図15において、スイッチSW11は第1スイッチ回路の一例、スイッチS21は第1のスイッチ素子の一例、スイッチS22は第2のスイッチ素子の一例、スイッチS31は第3のスイッチ素子の一例、スイッチS32は第4のスイッチ素子の一例である。また、スイッチS41は第5のスイッチ素子の一例、スイッチS42は第6のスイッチ素子の一例、コンデンサC1は第1コンデンサの一例、コンデンサC2は第2コンデンサの一例、コンデンサC3は第3コンデンサの一例、コンデンサC4は第4コンデンサの一例である。また、駆動出力端子DH1は第1駆動出力端子の一例、駆動出力端子DH2は第2駆動出力端子の一例、駆動出力端子DL2は第3駆動出力端子の一例、駆動出力端子DH3は第4駆動出力端子の一例、駆動出力端子DL3は第5駆動出力端子の一例、駆動出力端子DH4は第6駆動出力端子の一例、駆動出力端子DL4は第7駆動出力端子の一例である。また、出力端子Po1は第1の出力端子の一例、出力端子Po2は第2の出力端子の一例、出力端子Po3は第3の出力端子の一例、出力端子Po4は第4の出力端子の一例、出力電圧Vo1は第1の出力電圧の一例、出力電圧Vo2は第2の出力電圧の一例、出力電圧Vo3は第3の出力電圧の一例、出力電圧Vo4は第4の出力電圧の一例である。
Even when the number of output voltages to be generated is increased, the same effects as the effects (1) to (3) of the first embodiment and the second embodiment can be obtained.
In FIG. 15, the switch SW11 is an example of a first switch circuit, the switch S21 is an example of a first switch element, the switch S22 is an example of a second switch element, and the switch S31 is an example of a third switch element. S32 is an example of a fourth switch element. The switch S41 is an example of a fifth switch element, the switch S42 is an example of a sixth switch element, the capacitor C1 is an example of a first capacitor, the capacitor C2 is an example of a second capacitor, and the capacitor C3 is an example of a third capacitor. The capacitor C4 is an example of a fourth capacitor. The drive output terminal DH1 is an example of a first drive output terminal, the drive output terminal DH2 is an example of a second drive output terminal, the drive output terminal DL2 is an example of a third drive output terminal, and the drive output terminal DH3 is a fourth drive output. An example of a terminal, the drive output terminal DL3 is an example of a fifth drive output terminal, the drive output terminal DH4 is an example of a sixth drive output terminal, and the drive output terminal DL4 is an example of a seventh drive output terminal. The output terminal Po1 is an example of a first output terminal, the output terminal Po2 is an example of a second output terminal, the output terminal Po3 is an example of a third output terminal, the output terminal Po4 is an example of a fourth output terminal, The output voltage Vo1 is an example of a first output voltage, the output voltage Vo2 is an example of a second output voltage, the output voltage Vo3 is an example of a third output voltage, and the output voltage Vo4 is an example of a fourth output voltage.

(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。
・上記各実施形態では、1つのコイルLで、入力電圧Vinよりも低いN個(Nは3以上の自然数)の出力電圧Vo1〜Vo4を生成する降圧型のDC−DCコンバータ1,1A,1Bに具体化した。これに限らず、例えば1つのコイルLで、入力電圧Vinよりも高いN個の出力電圧を生成する昇圧型のDC−DCコンバータに具体化してもよい。また、例えば1つのコイルLで、入力電圧Vinを反転させたN個の出力電圧を生成する反転型のDC−DCコンバータに具体化してもよい。さらに、上述したような降圧型、昇圧型及び反転型を組み合わせた単一インダクタ多出力型のDC−DCコンバータに具体化してもよい。例えば1つのコイルLで、入力電圧Vinよりも高い出力電圧と、入力電圧Vinを反転させた出力電圧とを生成する昇圧型と反転型とを組み合わせたDC−DCコンバータに具体化してもよい。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented in the following aspects which changed this suitably.
In each of the above embodiments, the step-down DC-DC converters 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B that generate N output voltages Vo <b> 1 to Vo <b> 4 (N is a natural number of 3 or more) lower than the input voltage Vin by one coil L It was materialized. However, the present invention is not limited to this, and may be embodied as a step-up DC-DC converter that generates N output voltages higher than the input voltage Vin by one coil L, for example. Further, for example, the present invention may be embodied as an inverting DC-DC converter that generates N output voltages obtained by inverting the input voltage Vin with one coil L. Furthermore, the present invention may be embodied in a single inductor multiple output type DC-DC converter that combines the step-down type, the step-up type, and the inverting type as described above. For example, a single coil L may be embodied in a DC-DC converter that combines a step-up type and an inverting type that generate an output voltage higher than the input voltage Vin and an output voltage obtained by inverting the input voltage Vin.

・上記各実施形態及び上記各変形例では、スイッチSW11(第1スイッチ回路)の一例としてNチャネルMOSトランジスタを開示したが、PチャネルMOSトランジスタを用いてもよい。また、スイッチSW11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、スイッチSW11として複数のトランジスタを含むスイッチ回路を用いてもよい。   In each of the above embodiments and each of the above modifications, an N-channel MOS transistor is disclosed as an example of the switch SW11 (first switch circuit), but a P-channel MOS transistor may be used. A bipolar transistor may be used as the switch SW11. Alternatively, a switch circuit including a plurality of transistors may be used as the switch SW11.

・上記各実施形態及び上記各変形例では、スイッチSW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42,S21,S22,S31,S32,S41,S42(スイッチ素子)の一例としてNチャネルMOSトランジスタを開示したが、PチャネルMOSトランジスタを用いてもよい。また、スイッチ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、スイッチ素子として複数のトランジスタを含むスイッチ回路を用いてもよい。   In each of the above embodiments and each of the above modifications, an N-channel MOS transistor is disclosed as an example of the switches SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, SW42, S21, S22, S31, S32, S41, and S42 (switch elements). However, a P-channel MOS transistor may be used. A bipolar transistor may be used as the switch element. Alternatively, a switch circuit including a plurality of transistors may be used as the switch element.

・上記各実施形態及び上記各変形例では、スイッチSW12(同期側のスイッチ回路)の一例としてNチャネルMOSトランジスタを開示したが、PチャネルMOSトランジスタを用いてもよい。また、スイッチSW12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、スイッチSW12として複数のトランジスタを含むスイッチ回路を用いてもよい。   In each of the above embodiments and each of the above modifications, an N-channel MOS transistor is disclosed as an example of the switch SW12 (synchronous switch circuit), but a P-channel MOS transistor may be used. A bipolar transistor may be used as the switch SW12. Alternatively, a switch circuit including a plurality of transistors may be used as the switch SW12.

・上記各実施形態及び各変形例では、同期整流方式のDC−DCコンバータに具体化したが、非同期整流方式のDC−DCコンバータに具体化してもよい。
・上記各実施形態及び上記各変形例における第1制御部30,30A、第2制御部40,40A,40B、第3制御部50,50A,50B及び第4制御部60の内部構成は特に限定されない。
In each of the above embodiments and modifications, the synchronous rectification type DC-DC converter is embodied, but the asynchronous rectification type DC-DC converter may be embodied.
The internal configurations of the first control unit 30, 30A, the second control unit 40, 40A, 40B, the third control unit 50, 50A, 50B, and the fourth control unit 60 in each of the above embodiments and each of the modifications are particularly limited. Not.

・上記各実施形態及び上記各変形例における発振器70は、鋸歯状波信号である周期信号CKを生成するようにした。これに限らず、発振器70が三角波信号を生成するようにしてもよい。   -The oscillator 70 in each said embodiment and said each modification was made to produce | generate the periodic signal CK which is a sawtooth wave signal. Not limited to this, the oscillator 70 may generate a triangular wave signal.

・上記各実施形態及び上記各変形例では、電圧制御モードのDC−DCコンバータに具体化したが、電流制御モードのDC−DCコンバータに具体化してもよい。
・上記各実施形態及び上記各変形例では、PWM制御方式のDC−DCコンバータに具体化したが、PFM(Pulse Frequency Modulation)制御方式のDC−DCコンバータやPSM(Pulse Skipping Modulation)制御方式のDC−DCコンバータに具体化してもよい。但し、この場合であっても、入力側のスイッチSW11,SW12をオン・オフ制御する制御信号VH1,VL1と、出力側のスイッチ回路20,20A,20Bをオン・オフ制御する制御信号とは同一周期の信号であることが好ましい。
In each of the above embodiments and each of the modifications, the voltage control mode DC-DC converter is embodied. However, the current control mode DC-DC converter may be embodied.
In each of the above embodiments and each of the modifications, the PWM control type DC-DC converter is embodied. However, a PFM (Pulse Frequency Modulation) control type DC-DC converter or a PSM (Pulse Skipping Modulation) control type DC is used. -It may be embodied in a DC converter. However, even in this case, the control signals VH1 and VL1 for controlling on / off of the switches SW11 and SW12 on the input side are the same as the control signals for controlling on / off of the switch circuits 20, 20A and 20B on the output side. A periodic signal is preferred.

1,1A,1B DC−DCコンバータ(電源装置)
2,3,4,5 負荷
10 コンバータ部
20,20A,20B スイッチ回路(第2スイッチ回路)
21,22,23,25,26,27 スイッチ回路(第3スイッチ回路)
30,30A 第1制御部(第1の制御部)
31,31A 第1帰還電圧生成回路
40,40A 第2制御部(第2の制御部)
40B 第2制御部(第2の制御部及び第3の制御部)
41,41A,41B 第2帰還電圧生成回路
50,50A,50B 第3制御部(第2の制御部)
51,51A,51B 第3帰還電圧生成回路
60 第4制御部(第2の制御部)
61 第4帰還電圧生成回路
70 発振器
80A 制御回路
81A 第1制御回路
82A 第2制御回路
83A 第3制御回路
84A 第4制御回路
L コイル
C1 コンデンサ(第1コンデンサ)
C2 コンデンサ(第2コンデンサ)
C3 コンデンサ(第3コンデンサ)
C4 コンデンサ(第4コンデンサ)
SW11 スイッチ(第1スイッチ回路)
SW21,SW22,SW31,SW32,SW41,SW42 スイッチ
S21,S22,S31,S32,S41,S42 スイッチ
Po1,Po2,Po3,Po4 出力端子(第1出力端子)
Vin 入力電圧
Vo1,Vo2,Vo3,Vo4 出力電圧
VFB1 第1帰還電圧
VFB2 第2帰還電圧
VFB3 第3帰還電圧
VFB4 第4帰還電圧
1,1A, 1B DC-DC converter (power supply)
2, 3, 4, 5 Load 10 Converter section 20, 20A, 20B Switch circuit (second switch circuit)
21, 22, 23, 25, 26, 27 Switch circuit (third switch circuit)
30, 30A 1st control part (1st control part)
31, 31A First feedback voltage generation circuit 40, 40A Second control unit (second control unit)
40B 2nd control part (2nd control part and 3rd control part)
41, 41A, 41B Second feedback voltage generation circuit 50, 50A, 50B Third control unit (second control unit)
51, 51A, 51B Third feedback voltage generation circuit 60 Fourth control unit (second control unit)
61 Fourth feedback voltage generation circuit 70 Oscillator 80A Control circuit 81A First control circuit 82A Second control circuit 83A Third control circuit 84A Fourth control circuit L Coil C1 Capacitor (first capacitor)
C2 capacitor (second capacitor)
C3 capacitor (third capacitor)
C4 capacitor (4th capacitor)
SW11 switch (first switch circuit)
SW21, SW22, SW31, SW32, SW41, SW42 switch S21, S22, S31, S32, S41, S42 switch Po1, Po2, Po3, Po4 output terminal (first output terminal)
Vin input voltage Vo1, Vo2, Vo3, Vo4 output voltage VFB1 first feedback voltage VFB2 second feedback voltage VFB3 third feedback voltage VFB4 fourth feedback voltage

Claims (10)

コイルと、
前記コイルの第1端子に接続され、前記コイルにエネルギーを蓄えるための第1スイッチ回路と、
前記コイルの第2端子とN個(Nは3以上の自然数)の第1出力端子との間に設けられた第2スイッチ回路と、
前記N個の第1出力端子にそれぞれ生成されるN個の出力電圧を合成した第1合成電圧と基準電圧との差電圧に応じた誤差信号基づいて、前記第1スイッチ回路をオン・オフ制御する第1制御信号を生成する第1の制御部と、
前記N個の出力電圧のうち1つの第1出力電圧を除いた残りの(N−1)個の第2出力電圧に応じた各誤差信号に基づいて、前記第1制御信号と同一の周期で前記第2スイッチ回路をオン・オフ制御する複数の第2制御信号を生成する第2の制御部と、を有し、
前記第2スイッチ回路は、前記コイルの第2端子と前記N個の第1出力端子との間に縦続に接続されるとともに、前記複数の第2制御信号の信号レベルの組み合わせに応じて、前記N個の第1出力端子のいずれか1つの第1出力端子を選択的に前記コイルの第2端子に接続する(N−1)個の第3スイッチ回路を有し、
前記各第3スイッチ回路は2つのスイッチ素子を有し、前記(N−1)個の第3スイッチ回路のうち1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は前記コイルの第2端子に共通に接続され、前記(N−1)個の第3スイッチ回路のうち2段目以降の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は前段の前記第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子の一方のスイッチ素子の出力端子に共通に接続されていることを特徴とする電源装置。
Coils,
A first switch circuit connected to the first terminal of the coil for storing energy in the coil;
A second switch circuit provided between the second terminal of the coil and N (N is a natural number of 3 or more) first output terminals;
On / off control of the first switch circuit based on an error signal corresponding to a difference voltage between a first synthesized voltage obtained by synthesizing N output voltages generated at the N first output terminals and a reference voltage, respectively. A first control unit for generating a first control signal to be
Based on the error signals corresponding to the remaining (N−1) second output voltages excluding one first output voltage among the N output voltages, in the same cycle as the first control signal. A second control unit that generates a plurality of second control signals for controlling on / off of the second switch circuit,
The second switch circuit is connected in cascade between a second terminal of the coil and the N first output terminals, and according to a combination of signal levels of the plurality of second control signals, (N-1) third switch circuits for selectively connecting any one of the N first output terminals to the second terminal of the coil;
Each of the third switch circuits includes two switch elements, and the two switch elements included in the third switch circuit in the first stage among the (N-1) third switch circuits are the second switch elements of the coil. The two switch elements that are connected in common to the terminal and that are included in the second and subsequent third switch circuits among the (N−1) third switch circuits are the two switch elements included in the preceding third switch circuit. A power supply apparatus characterized by being connected in common to an output terminal of one of the switch elements.
前記第2の制御部は、(N−1)個の第2出力電圧を合成した第2合成電圧と、前記(N−1)個の第2出力電圧から、入力する前記第2出力電圧を1個ずつ減らしたM個(Mは(N−2),…,1)の第2出力電圧を合成した(N−2)通りの第3合成電圧とに基づいて、前記第2スイッチ回路をオン・オフ制御することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The second control unit determines a second output voltage to be input from a second combined voltage obtained by combining (N−1) second output voltages and the (N−1) second output voltages. Based on M (M-2 (N−2),..., 1) second output voltages, which are reduced one by one, and the (N−2) different third synthesized voltages, The power supply device according to claim 1, wherein on / off control is performed. 前記2段目以降の第3スイッチ回路は、前記1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子のいずれか一方のスイッチ素子の出力端子のみに縦続に接続され、
前記1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子の他方のスイッチ素子は、前記N個の第1出力端子のうち前記第1出力電圧が生成される第1出力端子に直接接続され、
前記2段目以降の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は、前記第2出力電圧が生成される前記第1出力端子のうちのいずれか1つの第1出力端子と直接接続された第1スイッチ素子と、次段の前記第3スイッチ回路と縦続接続された、又は前記第2出力電圧が生成される前記第1出力端子のうちのいずれか1つの第1出力端子と直接接続された第2スイッチ素子とを有することを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
The second and subsequent third switch circuits are connected in cascade only to the output terminal of one of the two switch elements of the first switch circuit.
The other switch element of the two switch elements included in the first switch circuit of the first stage is directly connected to a first output terminal that generates the first output voltage among the N first output terminals. ,
The two switch elements included in the second and subsequent third switch circuits are directly connected to any one first output terminal of the first output terminals from which the second output voltage is generated. One switch element and the third switch circuit of the next stage are cascade-connected, or directly connected to any one first output terminal of the first output terminals from which the second output voltage is generated The power supply device according to claim 2, further comprising a second switch element.
前記第2の制御部は、i段目(iは1〜(N−1)までの自然数)の前記第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子のいずれか一方のスイッチ素子の出力端子に電気的に接続されたL個(Lは1〜(N−1)までの自然数)の前記第1出力端子が接続され、前記L個の第1出力端子に生成されるL個の前記第2出力電圧を合成した結果に基づいて、前記i段目の第3スイッチ回路をオン・オフ制御する前記第2制御信号を生成する(N−1)個の制御部を有することを特徴とする請求項3に記載の電源装置。   The second control unit is configured to electrically connect an output terminal of one of the two switch elements included in the third switch circuit of the i-th stage (i is a natural number from 1 to (N-1)). L first outputs that are connected to each other (L is a natural number from 1 to (N-1)) are connected, and the L second outputs that are generated at the L first outputs The control circuit according to claim 1, further comprising: (N-1) control units that generate the second control signal for on / off control of the i-th third switch circuit based on a result of combining the voltages. 4. The power supply device according to 3. 前記2段目以降の第3スイッチ回路は、前記1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子のいずれか一方のスイッチ素子に縦続に接続された第4スイッチ回路と、前記1段目の第3スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子の他方のスイッチ素子に縦続に接続された第5スイッチ回路と、を有し、
前記第4スイッチ回路及び前記第5スイッチ回路が有する前記2つのスイッチ素子は、次段の前記第3スイッチ回路と縦続接続されている、又は前記N個の第1出力端子のうちのいずれか1つの第1出力端子と直接接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
The second and subsequent third switch circuits include a fourth switch circuit connected in cascade to one of the two switch elements of the first stage third switch circuit, and the first stage A fifth switch circuit connected in cascade to the other switch element of the two switch elements of the third switch circuit of the eye,
The two switch elements included in the fourth switch circuit and the fifth switch circuit are connected in cascade with the third switch circuit in the next stage, or one of the N first output terminals. The power supply device according to claim 2, wherein the power supply device is directly connected to two first output terminals.
前記第2の制御部は、前記1段目の第3スイッチ回路が有する前記一方のスイッチ素子に接続されていない所定数の前記第1出力端子が接続され、前記所定数の第1出力端子に生成される所定数の前記第2出力電圧を合成した結果に基づいて、前記1段目の第3スイッチ回路をオン・オフ制御する前記第2制御信号を生成する第3の制御部を有することを特徴とする請求項5に記載の電源装置。   The second control unit is connected to a predetermined number of first output terminals not connected to the one switch element of the first switch circuit of the first stage, and connected to the predetermined number of first output terminals. A third control unit configured to generate the second control signal for performing on / off control of the third switch circuit at the first stage based on a result of synthesizing the predetermined number of second output voltages to be generated; The power supply device according to claim 5. 前記N個の第1出力端子は、2個(nは2以上の自然数)の第1出力端子であることを特徴とする請求項5又は6に記載の電源装置。 7. The power supply device according to claim 5, wherein the N first output terminals are 2 n (n is a natural number of 2 or more) first output terminals. 8. 少なくとも第1制御回路と第2制御回路と第3制御回路とを有し、前記第1制御回路の入力端子に接続された第1帰還端子と、前記第1制御回路の出力端子に接続された第1駆動出力端子と、前記第2制御回路の入力端子に接続された第2帰還端子と、前記第2制御回路の出力端子に接続された第2及び第3駆動出力端子と、前記第3制御回路の入力端子に接続された第3帰還端子と、前記第3制御回路の出力端子に接続された第4及び第5駆動出力端子とを有する制御回路と、
前記第1駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が入力電圧の供給される入力端子に接続され、第2端子がコイルの第1端子に接続された第1スイッチ回路と、
前記第2駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記コイルの第2端子に接続され、第2端子が第1コンデンサ及び第1の出力端子に接続された第1のスイッチ素子と、
前記第3駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記コイルの第2端子に接続された第2のスイッチ素子と、
前記第4駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第2のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第2コンデンサ及び第2の出力端子に接続された第3のスイッチ素子と、
前記第5駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第2のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第3コンデンサ及び第3の出力端子に接続された、又は前記第1〜第3のスイッチ素子とは別の2つのスイッチ素子と縦続に接続された第4のスイッチ素子と、
少なくとも、前記第1の出力端子に生成される第1の出力電圧と前記第2の出力端子に生成される第2の出力電圧と前記第3の出力端子に生成される第3の出力電圧とを合成した電圧に応じた第1帰還電圧を前記第1帰還端子に出力する第1帰還電圧生成回路と、
少なくとも、前記第2の出力電圧と前記第3の出力電圧とを合成した電圧に応じた第2帰還電圧を前記第2帰還端子に出力する第2帰還電圧生成回路と、
少なくとも、前記第3の出力電圧に応じた第3帰還電圧を前記第3帰還端子に出力する第3帰還電圧生成回路と、
を有することを特徴とする電源装置。
At least a first control circuit, a second control circuit, and a third control circuit, the first feedback terminal connected to the input terminal of the first control circuit, and the output terminal of the first control circuit; A first drive output terminal; a second feedback terminal connected to the input terminal of the second control circuit; second and third drive output terminals connected to the output terminal of the second control circuit; A control circuit having a third feedback terminal connected to the input terminal of the control circuit, and fourth and fifth drive output terminals connected to the output terminal of the third control circuit;
A first switch circuit having a control terminal connected to the first drive output terminal, a first terminal connected to an input terminal to which an input voltage is supplied, and a second terminal connected to the first terminal of the coil;
A first switch element having a control terminal connected to the second drive output terminal, a first terminal connected to a second terminal of the coil, and a second terminal connected to the first capacitor and the first output terminal; ,
A second switching element having a control terminal connected to the third drive output terminal and a first terminal connected to a second terminal of the coil;
A control terminal is connected to the fourth drive output terminal, a first terminal is connected to a second terminal of the second switch element, and a second terminal is connected to a second capacitor and a second output terminal. Switch elements of
A control terminal is connected to the fifth drive output terminal, a first terminal is connected to a second terminal of the second switch element, and a second terminal is connected to a third capacitor and a third output terminal; or A fourth switch element connected in cascade with two switch elements different from the first to third switch elements;
At least a first output voltage generated at the first output terminal, a second output voltage generated at the second output terminal, and a third output voltage generated at the third output terminal; A first feedback voltage generation circuit that outputs a first feedback voltage corresponding to the synthesized voltage to the first feedback terminal;
A second feedback voltage generation circuit that outputs a second feedback voltage to the second feedback terminal according to a voltage obtained by combining at least the second output voltage and the third output voltage;
A third feedback voltage generation circuit that outputs at least a third feedback voltage corresponding to the third output voltage to the third feedback terminal;
A power supply device comprising:
第1制御回路と第2制御回路と第3制御回路と第4制御回路とを有し、前記第1制御回路の入力端子に接続された第1帰還端子と、前記第1制御回路の出力端子に接続された第1駆動出力端子と、前記第2制御回路の入力端子に接続された第2帰還端子と、前記第2制御回路の出力端子に接続された第2及び第3駆動出力端子と、前記第3制御回路の入力端子に接続された第3帰還端子と、前記第3制御回路の出力端子に接続された第4及び第5駆動出力端子と、前記第4制御回路の入力端子に接続された第4帰還端子と、前記第4制御回路の出力端子に接続された第6及び第7駆動出力端子とを有する制御回路と、
前記第1駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が入力電圧の供給される入力端子に接続され、第2端子がコイルの第1端子に接続された第1スイッチ回路と、
前記第2駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記コイルの第2端子に接続された第1のスイッチ素子と、
前記第3駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記コイルの第2端子に接続された第2のスイッチ素子と、
前記第4駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第1のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第1コンデンサ及び第1の出力端子に接続された第3のスイッチ素子と、
前記第5駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第1のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第2コンデンサ及び第2の出力端子に接続された第4のスイッチ素子と、
前記第6駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第2のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第3コンデンサ及び第3の出力端子に接続された第5のスイッチ素子と、
前記第7駆動出力端子に制御端子が接続され、第1端子が前記第2のスイッチ素子の第2端子に接続され、第2端子が第4コンデンサ及び第4の出力端子に接続された第6のスイッチ素子と、
前記第1の出力端子に生成される第1の出力電圧と前記第2の出力端子に生成される第2の出力電圧と前記第3の出力端子に生成される第3の出力電圧と前記第4の出力端子に生成される第4の出力電圧とを合成した電圧に応じた第1帰還電圧を前記第1帰還端子に出力する第1帰還電圧生成回路と、
前記第3の出力電圧と前記第4の出力電圧とを合成した電圧に応じた第2帰還電圧を前記第2帰還端子に出力する第2帰還電圧生成回路と、
前記第2の出力電圧と前記第3の出力電圧と前記第4の出力電圧とを合成した電圧に応じた第3帰還電圧を前記第3帰還端子に出力する第3帰還電圧生成回路と、
前記第4の出力電圧に応じた第4帰還電圧を前記第4帰還端子に出力する第4帰還電圧生成回路と、
を有することを特徴とする電源装置。
A first feedback terminal having a first control circuit, a second control circuit, a third control circuit, and a fourth control circuit, connected to an input terminal of the first control circuit, and an output terminal of the first control circuit A first drive output terminal connected to the second control circuit; a second feedback terminal connected to the input terminal of the second control circuit; and second and third drive output terminals connected to the output terminal of the second control circuit; A third feedback terminal connected to the input terminal of the third control circuit, fourth and fifth drive output terminals connected to the output terminal of the third control circuit, and an input terminal of the fourth control circuit. A control circuit having a connected fourth feedback terminal and sixth and seventh drive output terminals connected to an output terminal of the fourth control circuit;
A first switch circuit having a control terminal connected to the first drive output terminal, a first terminal connected to an input terminal to which an input voltage is supplied, and a second terminal connected to the first terminal of the coil;
A first switching element having a control terminal connected to the second drive output terminal and a first terminal connected to a second terminal of the coil;
A second switching element having a control terminal connected to the third drive output terminal and a first terminal connected to a second terminal of the coil;
A control terminal is connected to the fourth drive output terminal, a first terminal is connected to the second terminal of the first switch element, and a second terminal is connected to the first capacitor and the first output terminal. Switch elements of
A control terminal is connected to the fifth drive output terminal, a first terminal is connected to a second terminal of the first switch element, and a second terminal is connected to a second capacitor and a second output terminal. Switch elements of
A control terminal is connected to the sixth drive output terminal, a first terminal is connected to a second terminal of the second switch element, and a second terminal is connected to a third capacitor and a third output terminal. Switch elements of
A control terminal is connected to the seventh drive output terminal, a first terminal is connected to a second terminal of the second switch element, and a second terminal is connected to a fourth capacitor and a fourth output terminal. Switch elements of
A first output voltage generated at the first output terminal; a second output voltage generated at the second output terminal; a third output voltage generated at the third output terminal; A first feedback voltage generation circuit that outputs to the first feedback terminal a first feedback voltage corresponding to a voltage obtained by combining the fourth output voltage generated at the four output terminals;
A second feedback voltage generation circuit for outputting a second feedback voltage to the second feedback terminal according to a voltage obtained by combining the third output voltage and the fourth output voltage;
A third feedback voltage generation circuit that outputs a third feedback voltage to the third feedback terminal according to a voltage obtained by combining the second output voltage, the third output voltage, and the fourth output voltage;
A fourth feedback voltage generation circuit that outputs a fourth feedback voltage corresponding to the fourth output voltage to the fourth feedback terminal;
A power supply device comprising:
コイルと、前記コイルにエネルギーを蓄えるための第1スイッチ回路と、前記コイルとN個(Nは3以上の自然数)の第1出力端子との間に縦続に接続された(N−1)個のスイッチ回路を有する第2スイッチ回路とを有する電源の制御方法であって、
前記N個の第1出力端子にそれぞれ生成されるN個の出力電圧を合成した第1合成電圧に基づいて、前記第1合成電圧を第1目標値に近づけるように、前記第1スイッチ回路をオン・オフ制御し、
前記N個の出力電圧のうち1つの第1出力電圧を除いた残りの(N−1)個の第2出力電圧に基づいて、前記各第2出力電圧を対応する第2目標値に近づけるように、前記第1スイッチ回路のスイッチング周波数と同一の周波数で前記第2スイッチ回路をオン・オフ制御することを特徴とする電源の制御方法。
(N-1) pieces connected in cascade between the coil, a first switch circuit for storing energy in the coil, and the first output terminal of the coil and N pieces (N is a natural number of 3 or more) And a second switch circuit having a switch circuit of
Based on a first synthesized voltage obtained by synthesizing N output voltages respectively generated at the N first output terminals, the first switch circuit is configured to bring the first synthesized voltage closer to a first target value. ON / OFF control,
Based on the remaining (N−1) second output voltages excluding one first output voltage among the N output voltages, the second output voltages are brought close to the corresponding second target values. And a method of controlling the power supply, wherein the second switch circuit is on / off controlled at the same frequency as the switching frequency of the first switch circuit.
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