JP2016163451A - Synchronous rectifier circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten dead time while eliminating necessity of an external diode.SOLUTION: When a reflux current is allowed to flow through a parasitic diode Dam of a main transistor Mam in a MOS transistor Ma when a command signal InH is an L level, drain potential of the MOS transistor Ma is reduced lower than source potential. In the case, a current is allowed to flow from a control power supply Pca through a current limiting resistor Rsa and a parasitic diode Das of a sense transistor Mas and a reflux detection voltage VNa is changed from a state higher than a reference voltage Vpa to a lower state. When the reflux detection voltage VNa is lower than the reference voltage Vpa in a period that the command signal InH becomes an H level, a drive control circuit Fa controls a gate voltage Vga of the MOS transistor Ma to an ON driving level and performs synchronous rectification.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、MOSトランジスタを用いた同期整流回路に関する。   The present invention relates to a synchronous rectifier circuit using a MOS transistor.

昇圧コンバータは、入力電源の正負両端子間に直列に接続されたリアクトルとスイッチング用の第1トランジスタ、出力端子間に接続されたコンデンサ、リアクトルに流れる電流をコンデンサに導く同期整流用の第2トランジスタなどを備えている。制御回路は、目標電圧と出力電圧との偏差に応じたデューティ比を持つ第1駆動信号を第1トランジスタに与え、デッドタイムを確保した上で第1駆動信号と相補的な関係を持つ第2駆動信号を第2トランジスタに与える。   The step-up converter includes a reactor connected in series between the positive and negative terminals of the input power supply and a first transistor for switching, a capacitor connected between the output terminals, and a second transistor for synchronous rectification that guides the current flowing through the reactor to the capacitor. Etc. The control circuit applies a first drive signal having a duty ratio corresponding to the deviation between the target voltage and the output voltage to the first transistor, and secures a dead time and then has a second relationship complementary to the first drive signal. A drive signal is applied to the second transistor.

第1トランジスタと第2トランジスタが同時にオンするとコンデンサが短絡するので、一般にデッドタイムは余裕を持って設定されている。このため、第1トランジスタをオフ駆動した後のデッドタイム期間では、第2トランジスタがオフ駆動したまま寄生ダイオードを通して還流電流が流れるため、第2トランジスタの導通損失を十分に低減することができなかった。   Since the capacitor is short-circuited when the first transistor and the second transistor are simultaneously turned on, the dead time is generally set with a margin. For this reason, in the dead time period after the first transistor is driven off, the return current flows through the parasitic diode while the second transistor is driven off, and thus the conduction loss of the second transistor cannot be sufficiently reduced. .

これに対し、特許文献1に記載された同期整流用のMOトランジスタの制御回路は、定電流回路、この定電流回路の出力端子とトランジスタのドレインとの間に接続されたダイオード、このダイオードのアノードとトランジスタのソースとの間に接続された抵抗、および抵抗の両端電圧を用いてトランジスタのゲート電圧を生成する回路を備えている。この制御回路は、トランジスタのドレイン・ソース間電圧をモニタし、対をなす相手側トランジスタがオフ状態か否かを検出してゲート電圧を生成する。これによりデッドタイムを短縮できる。   On the other hand, the synchronous rectification MO transistor control circuit described in Patent Document 1 includes a constant current circuit, a diode connected between the output terminal of the constant current circuit and the drain of the transistor, and an anode of the diode. And a circuit for generating a gate voltage of the transistor using a resistor connected between the transistor and the source of the transistor and a voltage across the resistor. This control circuit monitors the voltage between the drain and source of the transistor and detects whether or not the paired counterpart transistor is off to generate a gate voltage. Thereby, dead time can be shortened.

特開2004−208407号公報JP 2004-208407 A

上述した従来構成は、外付けのダイオードが必要になるため、部品点数の増加、コストの増加、回路規模の増大などの問題がある。また、外付けのダイオードの寄生容量により、ノイズが増大するため、誤動作が問題となる。   Since the above-described conventional configuration requires an external diode, there are problems such as an increase in the number of parts, an increase in cost, and an increase in circuit scale. In addition, the noise increases due to the parasitic capacitance of the external diode, which causes malfunction.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、外付けのダイオードを不要とし、ノイズの低減を図りながらデッドタイムを短縮できる同期整流回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a synchronous rectifier circuit that eliminates the need for an external diode and can reduce dead time while reducing noise.

請求項1に記載した同期整流回路は、上述した外付けのダイオードに替えて、MOSトランジスタに形成されたセンストランジスタの寄生ダイオードを利用している。MOSトランジスタは、ドレイン同士およびゲート同士が共通に接続されたメイントランジスタとセンストランジスタを有しており、還流電流がメイントランジスタのドレイン・ソース間を通して流れるように接続されている。   The synchronous rectifier circuit described in claim 1 uses a parasitic diode of a sense transistor formed in a MOS transistor in place of the external diode described above. The MOS transistor has a main transistor and a sense transistor whose drains and gates are commonly connected, and is connected so that a reflux current flows between the drain and source of the main transistor.

同期整流回路は、MOSトランジスタの他に制御電源、電流制限抵抗、基準電圧生成回路および駆動制御回路を備えている。制御電源は、メイントランジスタのソース電位を基準として、メイントランジスタがオフ駆動されて電流が流れていない状態におけるドレイン電圧の極性と同じ極性を持つ制御電圧を供給する。MOSトランジスタがNチャネル型であれば正極性、Pチャネル型であれば負極性となる。電流制限抵抗は、この制御電源とセンストランジスタのソースとの間に設けられている。   The synchronous rectifier circuit includes a control power supply, a current limiting resistor, a reference voltage generation circuit, and a drive control circuit in addition to the MOS transistor. The control power supply supplies a control voltage having the same polarity as the polarity of the drain voltage when the main transistor is turned off and no current flows with reference to the source potential of the main transistor. If the MOS transistor is an N channel type, it is positive, and if it is a P channel type, it is negative. The current limiting resistor is provided between the control power supply and the source of the sense transistor.

基準電圧生成回路は、電流制限抵抗のセンストランジスタ側の端子の電圧を還流検出電圧としたとき、制御電圧よりも(絶対値として)低く、メイントランジスタの寄生ダイオードが通電した還流状態における還流検出電圧よりも(絶対値として)高い基準電圧を生成する。   The reference voltage generation circuit has a return detection voltage in the return state in which the parasitic diode of the main transistor is energized, which is lower than the control voltage (as an absolute value) when the voltage at the sense transistor side of the current limiting resistor is the return detection voltage. Produces a higher reference voltage (as an absolute value).

駆動制御回路は、オン駆動指令が与えられているとき、および、オフ駆動指令が与えられている期間において還流検出電圧が基準電圧よりも高くなった後オン駆動指令が与えられるまでの間に還流検出電圧が基準電圧よりも低くなっているときに、MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力する。   The drive control circuit recirculates when the on-drive command is given and during the period when the off-drive command is given and before the on-drive command is given after the return detection voltage becomes higher than the reference voltage. When the detection voltage is lower than the reference voltage, an ON drive voltage is output to the MOS transistor.

この構成によれば、オフ駆動指令が与えられているときにメイントランジスタの寄生ダイオードを通して還流電流が流れると、MOSトランジスタのドレイン電位が低下してソース電位よりも低くなる。このとき、制御電源から電流制限抵抗とセンストランジスタの寄生ダイオードを通して電流が流れ、還流検出電圧が基準電圧よりも高い状態から低い状態に変化する。駆動制御回路は、オン駆動指令が与えられるまでの期間内において、還流検出電圧が基準電圧よりも低くなっているときに、MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力する。   According to this configuration, when the reflux current flows through the parasitic diode of the main transistor when the off drive command is given, the drain potential of the MOS transistor is lowered and becomes lower than the source potential. At this time, current flows from the control power source through the current limiting resistor and the parasitic diode of the sense transistor, and the return detection voltage changes from a state higher than the reference voltage to a lower state. The drive control circuit outputs an ON drive voltage to the MOS transistor when the return detection voltage is lower than the reference voltage within a period until the ON drive command is given.

その結果、デッドタイム期間であっても、本同期整流回路と対をなして用いられる他の同期整流回路のスイッチング素子のオフにより還流電流が流れ始めると、メイントランジスタがオンして同期整流を開始する。これにより、寄生ダイオードを通した還流期間を短縮できる。   As a result, even during the dead time period, when the return current starts to flow due to the switching element of another synchronous rectifier circuit used in a pair with the synchronous rectifier circuit, the main transistor is turned on and synchronous rectification is started. To do. Thereby, the reflux period through the parasitic diode can be shortened.

さらに、還流検出電圧を作り出す手段として、外付けのダイオードではなくセンストランジスタの寄生ダイオードを用いているので、従来構成に対し部品点数、コスト、回路規模などを低減できる。センストランジスタは、外付けのダイオードと比較して、耐圧が高くてもセルサイズが小さくなるので、寄生容量が小さくなり、ノイズに対して寄生容量を介して流れるノイズ電流が低減する。その結果、還流検出電圧に重畳するノイズを低減でき、ノイズによる誤動作を防止できる。   Further, since the parasitic diode of the sense transistor is used instead of an external diode as means for generating the return detection voltage, the number of parts, cost, circuit scale, etc. can be reduced as compared with the conventional configuration. Since the sense transistor has a smaller cell size even when the withstand voltage is higher than that of an external diode, parasitic capacitance is reduced, and noise current flowing through the parasitic capacitance is reduced with respect to noise. As a result, noise superimposed on the reflux detection voltage can be reduced, and malfunction due to noise can be prevented.

加えて、オフ駆動指令が与えられている期間において、駆動制御回路がMOSトランジスタに対しオン駆動電圧の出力を開始するタイミングを遅延させる遅延回路を備える。これにより、MOSトランジスタがオフしている期間に還流検出電圧にノイズが乗った際に、駆動制御回路が動作してオン駆動電圧を出力してしまうことを防止できる。   In addition, a delay circuit is provided that delays the timing at which the drive control circuit starts outputting the on-drive voltage to the MOS transistor during the period when the off-drive command is given. As a result, it is possible to prevent the drive control circuit from operating and outputting the on-drive voltage when noise is added to the return detection voltage while the MOS transistor is off.

請求項2記載の手段によれば、請求項1におけるセンストランジスタを、還流検出用ダイオードに置き換えた構成となる。すなわち、請求項1の構成において、還流検出電圧を得る手段として用いているのはセンストランジスタの寄生ダイオードであり、センストランジスタ本体は用いていない。したがって、上記の寄生ダイオードに替わるダイオードのみをMOSトランジスタの内部に形成すれば、外付けのダイオードを用いずとも請求項1と同様の作用効果が得られることになる。   According to the second aspect, the sense transistor according to the first aspect is replaced with a reflux detection diode. That is, in the configuration of the first aspect, the parasitic diode of the sense transistor is used as means for obtaining the return detection voltage, and the sense transistor body is not used. Therefore, if only a diode in place of the parasitic diode is formed in the MOS transistor, the same effect as in the first aspect can be obtained without using an external diode.

請求項3記載の手段によれば、駆動制御回路は、オフ駆動指令が与えられている期間において還流検出電圧が基準電圧よりも高くなった後オン駆動指令が与えられるまでの間に還流検出電圧が基準電圧よりも低くなると、その後オン駆動指令が与えられるまでの期間、MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力し続ける。   According to a third aspect of the present invention, the drive control circuit includes a return detection voltage between the time when the return detection voltage becomes higher than the reference voltage during the period in which the off drive command is given and the time when the on drive command is given. When the voltage becomes lower than the reference voltage, the on-drive voltage is continuously output to the MOS transistor until the on-drive command is given thereafter.

対をなして用いられるスイッチング素子がオフしたとき、還流電流を流し始めるメイントランジスタのドレイン・ソース間電圧にはリンギングが生じ易い。リンギングが生じると還流検出電圧も振動的となる。本手段によれば、還流検出電圧が一旦基準電圧よりも低くなると、その後の還流検出電圧にかかわらず、オン駆動指令が与えられるまでオン駆動電圧を出力し続ける。従って、メイントランジスタを継続してオン駆動でき、寄生ダイオードを通した還流期間をより短縮することができる。   When the switching elements used as a pair are turned off, ringing is likely to occur in the drain-source voltage of the main transistor which starts to flow a reflux current. When ringing occurs, the reflux detection voltage also becomes oscillatory. According to this means, once the return detection voltage becomes lower than the reference voltage, the on drive voltage is continuously output until the on drive command is given regardless of the subsequent return detection voltage. Therefore, the main transistor can be continuously turned on, and the reflux period through the parasitic diode can be further shortened.

請求項4記載の手段によれば、請求項2記載の手段についても、請求項1と同様の遅延回路を備えるので、MOSトランジスタがオフしている期間に還流検出電圧にノイズが乗った際に、駆動制御回路が動作してオン駆動電圧を出力してしまうことを防止できる。   According to the means described in claim 4, since the means according to claim 2 also includes the delay circuit similar to that of claim 1, when noise is added to the return detection voltage during the period in which the MOS transistor is off, Thus, it is possible to prevent the drive control circuit from operating and outputting the ON drive voltage.

請求項5記載の手段によれば、制御電源とセンストランジスタのソースとの間に電源側スイッチが設けられている。スイッチ制御回路は、オフ駆動指令により駆動制御回路がMOSトランジスタに対しオフ駆動電圧を出力している期間、電源側スイッチをオン状態に制御する。また、スイッチ制御回路は、オン駆動指令が与えられる前に駆動制御回路がMOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力していないことを条件として、オン駆動指令によりMOSトランジスタに電流が流れている期間、電源側スイッチをオフ状態に制御する。   According to the means described in claim 5, the power supply side switch is provided between the control power supply and the source of the sense transistor. The switch control circuit controls the power supply side switch to an on state during a period in which the drive control circuit outputs an off drive voltage to the MOS transistor in response to an off drive command. Further, the switch control circuit is a period in which a current flows through the MOS transistor by the ON drive command, on condition that the drive control circuit does not output the ON drive voltage to the MOS transistor before the ON drive command is given, Control the power switch to the off state.

上述した同期整流回路が同期整流を行う場合、MOSトランジスタにオン駆動電圧が与えられているときには、メイントランジスタに流れる電流の向きとセンストランジスタに流れる電流の向きは一致する(Nチャネル型であればソースからドレイン)。これに対し、同期整流回路が同期整流を行わない場合、MOSトランジスタにオン駆動電圧が与えられているときにメイントランジスタに流れる電流の向き(Nチャネル型であればドレインからソース)とセンストランジスタに流れる電流の向き(Nチャネル型であればソースからドレイン)とは逆になる。1つのMOSトランジスタ内に形成されているメイントランジスタとセンストランジスタとで電流の向き異なると、センスセルに電流集中が生じる虞がある。   When the above-described synchronous rectification circuit performs synchronous rectification, when the ON drive voltage is applied to the MOS transistor, the direction of the current flowing through the main transistor matches the direction of the current flowing through the sense transistor (if it is an N-channel type) Source to drain). On the other hand, when the synchronous rectification circuit does not perform synchronous rectification, the direction of the current flowing through the main transistor when the ON drive voltage is applied to the MOS transistor (drain to source in the case of the N channel type) and the sense transistor This is opposite to the direction of the flowing current (source to drain if N-channel type). If the current direction differs between the main transistor and the sense transistor formed in one MOS transistor, current concentration may occur in the sense cell.

本手段によれば、同期整流を行わない場合(オン駆動指令が与えられる前に駆動制御回路がオン駆動電圧を出力していない場合)、MOSトランジスタのメイントランジスタに電流が流れている期間に、制御電源からセンストランジスタのソースに流れ込む逆向きの電流が遮断される。従って、センスセルへの電流集中を防止することができる。   According to this means, when synchronous rectification is not performed (when the drive control circuit does not output the on-drive voltage before the on-drive command is given), the current flows through the main transistor of the MOS transistor, The reverse current flowing from the control power supply to the source of the sense transistor is cut off. Therefore, current concentration on the sense cell can be prevented.

請求項6記載の手段によれば、センストランジスタのソースとメイントランジスタのソースとの間に、スイッチ制御回路により、オン状態が電源側スイッチと排他的に制御されるソース側スイッチを備える。このように構成すれば、電源側スイッチがオフして制御電源からセンストランジスタのソースに流れ込む電流が遮断される際に、前記ソースはソース側スイッチを介してメイントランジスタのソースに接続される。したがって、メイン及びセンストランジスタのソース電位が等しくなり、両者間にリーク電流が流れることを防止できる。   According to the sixth aspect of the present invention, the source-side switch whose ON state is exclusively controlled by the switch control circuit by the switch control circuit is provided between the source of the sense transistor and the source of the main transistor. With this configuration, when the power supply side switch is turned off and the current flowing from the control power supply to the source of the sense transistor is cut off, the source is connected to the source of the main transistor via the source side switch. Therefore, the source potentials of the main and sense transistors are equal, and leakage current can be prevented from flowing between them.

請求項7記載の手段によれば、ソース側スイッチの何れかの端子側に接続される電流検出抵抗と、ソース側スイッチがオンした際に、電流検出抵抗を介して流れる電流に基づき過電流検出を行う過電流検出回路とを備える。すなわち、ソース側スイッチを利用することで、駆動制御回路による還流期間を短縮する作用に併せて、センストランジスタが設けられる本来の目的である、過電流検出回路による過電流検出作用が実行可能になる。   According to the seventh aspect of the present invention, overcurrent detection is performed based on a current detection resistor connected to any one terminal side of the source side switch and a current flowing through the current detection resistor when the source side switch is turned on. And an overcurrent detection circuit. That is, by using the source side switch, in addition to the action of shortening the return period by the drive control circuit, the overcurrent detection action by the overcurrent detection circuit, which is the original purpose of providing the sense transistor, can be executed. .

請求項8記載の手段によれば、請求項2記載のように、請求項1におけるセンストランジスタを還流検出用ダイオードに置き換えた構成についても、請求項5と同様の作用効果が得られる。   According to the eighth aspect, the same effect as that of the fifth aspect can be obtained with the configuration in which the sense transistor according to the first aspect is replaced with a reflux detection diode.

請求項9記載の手段によれば、スイッチ制御回路が、電源側スイッチをオン状態に制御するタイミングを遅延させる遅延回路を備える。すなわち、MOSトランジスタをターンオフさせる際にはメイントランジスタのドレイン・ソース間電圧が上昇するが、このとき、ドレイン・ソース間電圧にはリンギングが生じ易い。リンギングが生じると還流検出電圧も振動的になるので、駆動制御回路が出力する電圧信号も振動的になる。本手段によれば、遅延回路で付与される遅延時間によって、上記リンギングが発生する期間を避けて電源側スイッチをオン状態にすることができる。   According to a ninth aspect of the present invention, the switch control circuit includes a delay circuit that delays the timing for controlling the power supply side switch to the ON state. That is, when the MOS transistor is turned off, the drain-source voltage of the main transistor rises, but at this time, the drain-source voltage is likely to ring. When ringing occurs, the reflux detection voltage also becomes oscillating, so that the voltage signal output from the drive control circuit also becomes oscillating. According to this means, the power supply side switch can be turned on while avoiding the period in which the ringing occurs due to the delay time provided by the delay circuit.

請求項10記載の手段によれば、以下のようにセンストランジスタの寄生容量Csenseを設定する。駆動制御回路の入力容量をCin、制御電源の電圧をVcc、基準電圧をVp、MOSトランジスタのドレイン電圧をVoutとする。ドレイン電圧Voutが変動した場合、駆動制御回路の入力電圧変動ΔVNは、次式で与えられる。
ΔVN=Csense/Cin・Vout
この電圧変動時に、駆動制御回路の誤動作を抑制するためには、以下の条件が必要となる。
ΔVN<Vcc−Vp
したがって、センストランジスタの寄生容量Csenseを、
Csense<(Vcc−Vp)/Vout・Cin
とすれば、駆動制御回路の誤動作を抑制するのに十分となる容量値を設定できる。これにより、ノイズフィルタやマスク回路が不要となり、ノイズを抑制しつつ高応答な駆動制御回路の設計が可能となる。
According to the tenth aspect, the parasitic capacitance Csense of the sense transistor is set as follows. The input capacity of the drive control circuit is Cin, the voltage of the control power supply is Vcc, the reference voltage is Vp, and the drain voltage of the MOS transistor is Vout. When the drain voltage Vout varies, the input voltage variation ΔVN of the drive control circuit is given by the following equation.
ΔVN = Csense / Cin · Vout
In order to suppress malfunction of the drive control circuit during this voltage fluctuation, the following conditions are required.
ΔVN <Vcc−Vp
Therefore, the parasitic capacitance Csense of the sense transistor is
Csense <(Vcc-Vp) / Vout · Cin
As a result, it is possible to set a capacitance value sufficient to suppress the malfunction of the drive control circuit. As a result, a noise filter and a mask circuit are not required, and a highly responsive drive control circuit can be designed while suppressing noise.

請求項11記載の手段によれば、請求項2記載の手段のように還流検出用ダイオードを備える構成では、還流検出用ダイオードの寄生容量Cdiodeを請求項10記載の手段における寄生容量Csenseと同じ条件で設定すれば、請求項10記載と同様の効果が得られる。   According to the eleventh aspect of the present invention, in the configuration including the return detection diode as in the second aspect, the parasitic capacitance Cdiode of the return detection diode is equal to the parasitic capacitance Csense in the means according to the tenth aspect. Is set, the same effect as in the tenth aspect can be obtained.

第1の実施形態を示す同期整流回路の構成図1 is a configuration diagram of a synchronous rectifier circuit showing a first embodiment. 昇圧回路の構成図Booster configuration diagram 波形図Waveform diagram 第2の実施形態を示すもので、MOSトランジスタMaに対し設けられた同期整流回路の構成図The structure of the synchronous rectifier circuit which shows 2nd Embodiment and was provided with respect to MOS transistor Ma ワンショット回路の構成図Configuration diagram of one-shot circuit 波形図Waveform diagram 第3の実施形態を示すもので、MOSトランジスタMbに対し設けられた同期整流回路の構成図The structure of the synchronous rectifier circuit which shows 3rd Embodiment and was provided with respect to MOS transistor Mb スイッチとスイッチ制御回路の構成図Configuration diagram of switch and switch control circuit 波形図Waveform diagram 第4の実施形態を示す同期整流回路の構成図The block diagram of the synchronous rectifier circuit which shows 4th Embodiment 第5の実施形態を示す同期整流回路(ハイサイド)の構成図The block diagram of the synchronous rectifier circuit (high side) which shows 5th Embodiment 波形図Waveform diagram 第6の実施形態を示すスイッチング制御回路(ローサイド)の構成図Configuration diagram of switching control circuit (low side) showing sixth embodiment 波形図Waveform diagram 第7の実施形態を示す同期整流回路(ローサイド)の構成図The block diagram of the synchronous rectifier circuit (low side) which shows 7th Embodiment 第8の実施形態を示す同期整流回路の構成図The block diagram of the synchronous rectifier circuit which shows 8th Embodiment

各実施形態において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1から図3を参照しながら説明する。図2に示す昇圧回路1は、入力端子間に接続されたバッテリなどの入力電源2の電圧Vinを昇圧し、出力端子間に接続された負荷3に対し昇圧電圧Voutを出力するチョッパ回路である。入力端子間にはコンデンサC1が接続されており、出力端子間にはコンデンサC2が接続されている。また、図示を省略しているが、昇圧電圧Voutを分圧して検出する電圧検出回路を備えている。
In each embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. A booster circuit 1 shown in FIG. 2 is a chopper circuit that boosts a voltage Vin of an input power source 2 such as a battery connected between input terminals and outputs a boosted voltage Vout to a load 3 connected between output terminals. . A capacitor C1 is connected between the input terminals, and a capacitor C2 is connected between the output terminals. Although not shown, a voltage detection circuit that divides and detects the boosted voltage Vout is provided.

入力ノードN1と出力ノードN2との間には、中間ノードN3を挟んでリアクトルLとNチャネル型のMOSトランジスタMaとが直列に接続されている。中間ノードN3とグランドとの間にはNチャネル型のMOSトランジスタMbが接続されている。MOSトランジスタMaは、ドレイン同士およびゲート同士が共通に接続されたメイントランジスタMamとセンストランジスタMasを備えている。MOSトランジスタMbも同様にメイントランジスタMbmとセンストランジスタMbsを備えている。メイントランジスタMam、MbmとセンストランジスタMas、Mbsには、それぞれ寄生ダイオードDam、Dbmと寄生ダイオードDas、Dbsが並列に形成されている。   A reactor L and an N-channel MOS transistor Ma are connected in series between the input node N1 and the output node N2 with the intermediate node N3 interposed therebetween. An N channel type MOS transistor Mb is connected between the intermediate node N3 and the ground. The MOS transistor Ma includes a main transistor Mam and a sense transistor Mas whose drains and gates are commonly connected. Similarly, the MOS transistor Mb includes a main transistor Mbm and a sense transistor Mbs. Parasitic diodes Dam and Dbm and parasitic diodes Das and Dbs are formed in parallel in the main transistors Mam and Mbm and the sense transistors Mas and Mbs, respectively.

ゲート電圧生成回路4は、制御IC5から入力した指令信号InH、InLおよびセンストランジスタMas、Mbsのソース電位(後述する還流検出電圧VNa、VNb)に基づいてゲート電圧Vga、Vgbを生成する。図1は、ゲート電圧生成回路4の回路構成を具体的に示している。ゲート電圧Vga、Vgbを生成する各回路の構成は同じであるため、主としてゲート電圧Vgaを生成する回路構成について説明する。   The gate voltage generation circuit 4 generates gate voltages Vga and Vgb based on the command signals InH and InL input from the control IC 5 and the source potentials of the sense transistors Mas and Mbs (circulation detection voltages VNa and VNb described later). FIG. 1 specifically shows the circuit configuration of the gate voltage generation circuit 4. Since the circuits that generate the gate voltages Vga and Vgb have the same configuration, the circuit configuration that mainly generates the gate voltage Vga will be described.

制御電源Pcaは、メイントランジスタMamのソース電位を基準として、メイントランジスタMamがオフ駆動されて電流が流れていない状態におけるドレイン電圧の極性と同じ正極性の制御電圧Vccaを生成する。この制御電源Pcaのプラス端子とセンストランジスタMasのソースとの間には、寄生ダイオードDasに流れる電流を制限するための電流制限抵抗Rsaが接続されている。電流制限抵抗RsaとセンストランジスタMasのソースとの接続ノードNaの電圧VNaは、本発明で言う還流検出電圧に相当する。   The control power supply Pca generates a positive control voltage Vcca having the same polarity as the drain voltage in a state where the main transistor Mam is driven off and no current flows with reference to the source potential of the main transistor Mam. A current limiting resistor Rsa for limiting the current flowing through the parasitic diode Das is connected between the positive terminal of the control power source Pca and the source of the sense transistor Mas. The voltage VNa at the connection node Na between the current limiting resistor Rsa and the source of the sense transistor Mas corresponds to the reflux detection voltage referred to in the present invention.

基準電圧生成回路Ppaは、メイントランジスタMamのソース電位を基準として、制御電圧Vccaよりも低く、メイントランジスタMamの寄生ダイオードDamが通電した還流状態における還流検出電圧VNa(ほぼ0V)よりも高い基準電圧Vpaを生成する。   The reference voltage generation circuit Ppa is based on the source potential of the main transistor Mam and is lower than the control voltage Vcca and higher than the return detection voltage VNa (approximately 0 V) in the return state in which the parasitic diode Dam of the main transistor Mam is energized. Vpa is generated.

駆動制御回路Faは、コンパレータCPa、OR回路ORa、ドライバ回路DRaおよびゲート抵抗Rgaから構成されている。コンパレータCPaは、還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも高いときにLレベルの信号S1aを出力し、還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも低いときにHレベルの信号S1aを出力する。   The drive control circuit Fa includes a comparator CPa, an OR circuit ORa, a driver circuit DRa, and a gate resistor Rga. The comparator CPa outputs an L level signal S1a when the return detection voltage VNa is higher than the reference voltage Vpa, and outputs an H level signal S1a when the return detection voltage VNa is lower than the reference voltage Vpa.

ただし、指令信号InHがHレベルの期間では比較動作が無効化され、還流検出電圧VNaと基準電圧Vpaとの大小関係にかかわらずLレベルの信号S1aを出力する。この無効化状態は、指令信号InHがLレベルの期間に還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも高くなると解除される。指令信号InHと信号S1aはOR回路ORaに入力され、その出力信号はドライバ回路DRaとゲート抵抗Rgaを通してゲート電圧Vgaとなる。   However, the comparison operation is invalidated while the command signal InH is at the H level, and the L level signal S1a is output regardless of the magnitude relationship between the reflux detection voltage VNa and the reference voltage Vpa. This invalidation state is canceled when the return detection voltage VNa becomes higher than the reference voltage Vpa while the command signal InH is at the L level. The command signal InH and the signal S1a are input to the OR circuit ORa, and the output signal becomes the gate voltage Vga through the driver circuit DRa and the gate resistor Rga.

同様に、ゲート電圧Vgbを生成する回路は、制御電圧Vccbを生成する制御電源Pcb、電流制限抵抗Rsb、基準電圧Vpbを生成する基準電圧生成回路Ppbおよび駆動制御回路Fbを備えている。電流制限抵抗RsbとセンストランジスタMbsのソースとの接続ノードNbの電圧VNbは、本発明で言う還流検出電圧に相当する。駆動制御回路Fbは、コンパレータCPb、OR回路ORb、ドライバ回路DRbおよびゲート抵抗Rgbから構成されており、指令信号InH、還流検出電圧VNbおよび基準電圧Vpbを入力してゲート電圧Vgbを出力する。   Similarly, the circuit that generates the gate voltage Vgb includes a control power supply Pcb that generates the control voltage Vccb, a current limiting resistor Rsb, a reference voltage generation circuit Ppb that generates the reference voltage Vpb, and a drive control circuit Fb. The voltage VNb at the connection node Nb between the current limiting resistor Rsb and the source of the sense transistor Mbs corresponds to the reflux detection voltage referred to in the present invention. The drive control circuit Fb includes a comparator CPb, an OR circuit ORb, a driver circuit DRb, and a gate resistor Rgb. The drive control circuit Fb receives the command signal InH, the reflux detection voltage VNb, and the reference voltage Vpb, and outputs the gate voltage Vgb.

次に、図3も参照しながら本実施形態の作用を説明する。制御IC5は、目標電圧と電圧検出回路により検出した昇圧電圧Voutとの偏差を比例・積分制御するなどして指令信号InLのデューティ比を制御する。制御IC5は、昇圧動作中に同期整流を行うため、指令信号InLに対するデッドタイムTdを有し相補的な関係を持つ指令信号InHを生成する。指令信号InL、InHは、Hレベルがオン駆動指令に相当し、Lレベルがオフ駆動指令に相当する。既述したようにメイントランジスタMamとMbmが同時にオンするとコンデンサC2が短絡するので、デッドタイムTdは余裕を持って設定されている。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The control IC 5 controls the duty ratio of the command signal InL by performing proportional / integral control on the deviation between the target voltage and the boosted voltage Vout detected by the voltage detection circuit. Since the control IC 5 performs synchronous rectification during the boosting operation, the control IC 5 generates a command signal InH having a dead time Td with respect to the command signal InL and having a complementary relationship. In the command signals InL and InH, the H level corresponds to an on drive command, and the L level corresponds to an off drive command. As described above, since the capacitor C2 is short-circuited when the main transistors Mam and Mbm are turned on simultaneously, the dead time Td is set with a margin.

図3に示すタイミングチャートは、上から順に指令信号InL、指令信号InH、ゲート電圧Vgb、Vga、メイントランジスタMbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mbm)、メイントランジスタMamのドレイン・ソース間電圧VDS(Mam)、還流検出電圧VNb、還流検出電圧VNa、コンパレータCPbの出力信号S1b、コンパレータCPaの出力信号S1a、OR回路ORbの出力信号、OR回路ORaの出力信号、リアクトルLに流れる電流ILを表している。   In the timing chart shown in FIG. 3, the command signal InL, the command signal InH, the gate voltages Vgb and Vga, the drain-source voltage VDS (Mbm) of the main transistor Mbm, and the drain-source voltage VDS ( Mam), the return detection voltage VNb, the return detection voltage VNa, the output signal S1b of the comparator CPb, the output signal S1a of the comparator CPa, the output signal of the OR circuit ORb, the output signal of the OR circuit ORa, and the current IL flowing through the reactor L Yes.

時刻t1での直前では指令信号InH、InLがLレベルであるため、ゲート電圧Vga、Vgbはオフ駆動レベルとなり、メイントランジスタMam、Mbmはオフしている。電流ILは、寄生ダイオードDamを通してコンデンサC2に流れる。このとき寄生ダイオードDasが通電し、還流検出電圧VNaはほぼ0Vになっている。しかし、コンパレータCPaの比較動作は無効化されているので、コンパレータCPaの出力信号S1aはLレベルのままである。一方、寄生ダイオードDbsには逆電圧が印加されているので、還流検出電圧VNbはVccbに等しくなっており、コンパレータCPbはLレベルの出力信号S1bを出力している。   Since the command signals InH and InL are at the L level immediately before time t1, the gate voltages Vga and Vgb are at the off drive level, and the main transistors Mam and Mbm are off. The current IL flows to the capacitor C2 through the parasitic diode Dam. At this time, the parasitic diode Das is energized, and the return detection voltage VNa is almost 0V. However, since the comparison operation of the comparator CPa is invalidated, the output signal S1a of the comparator CPa remains at the L level. On the other hand, since the reverse voltage is applied to the parasitic diode Dbs, the return detection voltage VNb is equal to Vccb, and the comparator CPb outputs the L level output signal S1b.

時刻t1で指令信号InLがHレベルになると、OR回路ORbの出力信号がHレベルになり、ゲート電圧Vgbがミラー期間を経てオン駆動レベルになる。これに伴い、メイントランジスタMbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mbm)が低下し、メイントランジスタMamのドレイン・ソース間電圧VDS(Mam)が上昇する。その結果、入力電源2からリアクトルLとメイントランジスタMbmを通して電流が流れ、その電流ILは徐々に増大する。このような能動的な電流を流すMOSトランジスタMbを、以下の説明ではスイッチング側の素子と称する場合がある。   When the command signal InL becomes H level at time t1, the output signal of the OR circuit ORb becomes H level, and the gate voltage Vgb becomes the ON drive level through the mirror period. Accordingly, the drain-source voltage VDS (Mbm) of the main transistor Mbm decreases, and the drain-source voltage VDS (Mam) of the main transistor Mam increases. As a result, a current flows from the input power source 2 through the reactor L and the main transistor Mbm, and the current IL gradually increases. In the following description, the MOS transistor Mb through which such an active current flows may be referred to as a switching-side element.

このとき、寄生ダイオードDasが非通電となり、還流検出電圧VNaはVccaに等しくなる。還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも高くなったことにより、コンパレータCPaの無効化状態が解除される。一方、寄生ダイオードDbsが通電し、還流検出電圧VNbはほぼ0Vになる。しかし、指令信号InLがHレベルであるため、コンパレータCPbの比較動作は無効化され、その出力信号S1bはLレベルのままとなる。   At this time, the parasitic diode Das is de-energized, and the return detection voltage VNa becomes equal to Vcca. When the reflux detection voltage VNa becomes higher than the reference voltage Vpa, the invalidated state of the comparator CPa is released. On the other hand, the parasitic diode Dbs is energized, and the return detection voltage VNb becomes almost 0V. However, since the command signal InL is at the H level, the comparison operation of the comparator CPb is invalidated, and the output signal S1b remains at the L level.

時刻t2で指令信号InLがLレベルになると、OR回路ORbの出力信号がLレベルになり、ゲート電圧Vgbがミラー期間を経てオフ駆動レベルになる。これに伴い、メイントランジスタMbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mbm)が上昇し、メイントランジスタMamのドレイン・ソース間電圧VDS(Mam)が低下する。その結果、リアクトルLに流れる電流ILは、寄生ダイオードDamを通してコンデンサC2に流れ、その電流ILは徐々に減少する。   When the command signal InL becomes L level at time t2, the output signal of the OR circuit ORb becomes L level, and the gate voltage Vgb becomes the OFF drive level through the mirror period. Along with this, the drain-source voltage VDS (Mbm) of the main transistor Mbm increases and the drain-source voltage VDS (Mam) of the main transistor Mam decreases. As a result, the current IL flowing through the reactor L flows through the parasitic diode Dam to the capacitor C2, and the current IL gradually decreases.

このとき、寄生ダイオードDbsが非通電となり、還流検出電圧VNbはVccbに等しくなる。OR回路ORbの出力信号はLレベルのままである。一方、寄生ダイオードDasが通電し、時刻t3の近傍で還流検出電圧VNaはほぼ0Vになる。還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも低くなるので、既に無効化状態が解除されているコンパレータCPaの出力信号S1aはHレベルに変化する。   At this time, the parasitic diode Dbs is de-energized, and the return detection voltage VNb is equal to Vccb. The output signal of the OR circuit ORb remains at the L level. On the other hand, the parasitic diode Das is energized, and the return detection voltage VNa becomes approximately 0 V in the vicinity of time t3. Since the recirculation detection voltage VNa becomes lower than the reference voltage Vpa, the output signal S1a of the comparator CPa that has already been canceled is changed to the H level.

すなわち、指令信号InHがLレベル(オフ駆動指令)であっても、寄生ダイオードDamが通電し始めたことに基づいてOR回路ORaの出力信号がHレベルになる。その結果、ゲート電圧Vgaがオン駆動レベルになってメイントランジスタMamがオンし、デッドタイムTdの終了(時刻t4)を待つことなく同期整流が開始される。このような同期整流を行うMOSトランジスタMaを、以下の説明では同期整流側の素子と称する場合がある。   That is, even when the command signal InH is at L level (off drive command), the output signal of the OR circuit ORa becomes H level based on the fact that the parasitic diode Dam starts to energize. As a result, the gate voltage Vga becomes the on drive level, the main transistor Mam is turned on, and synchronous rectification is started without waiting for the end of the dead time Td (time t4). The MOS transistor Ma that performs such synchronous rectification may be referred to as an element on the synchronous rectification side in the following description.

時刻t4で指令信号InHがHレベルになると、コンパレータCPaの比較動作が無効化され、コンパレータCPaの出力信号S1aはLレベルに戻る。このとき、OR回路ORaの出力信号はHレベルのままであり同期整流が継続する。   When the command signal InH becomes H level at time t4, the comparison operation of the comparator CPa is invalidated, and the output signal S1a of the comparator CPa returns to L level. At this time, the output signal of the OR circuit ORa remains at the H level and the synchronous rectification continues.

その後、時刻t5で指令信号InHがLレベルになると、OR回路ORaの出力信号がLレベルになり、ゲート電圧Vgaがオフ駆動レベルに低下する。これにより同期整流が終了し、電流ILは、メイントランジスタMamではなく寄生ダイオードDamを通してコンデンサC2に流れるようになる。このとき、メイントランジスタMam、Mbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mam)、VDS(Mbm)は、寄生ダイオードDamの順方向電圧Vfだけ変化する。時刻t6以降の動作は、上述した時刻t1以降の動作と同じである。   Thereafter, when the command signal InH becomes L level at time t5, the output signal of the OR circuit ORa becomes L level, and the gate voltage Vga decreases to the off drive level. As a result, the synchronous rectification is completed, and the current IL flows to the capacitor C2 through the parasitic diode Dam instead of the main transistor Mam. At this time, the drain-source voltages VDS (Mam) and VDS (Mbm) of the main transistors Mam and Mbm change by the forward voltage Vf of the parasitic diode Dam. The operation after time t6 is the same as the operation after time t1 described above.

以上説明したように、本実施形態の昇圧回路1は、リアクトルLにエネルギーを蓄積するためのMOSトランジスタMb(スイッチング側の素子)と、蓄積エネルギーをコンデンサC2に移すMOSトランジスタMa(同期整流側の素子)とを備えている。MOSトランジスタMbのオフにより寄生ダイオードDamに還流電流が流れ始めると、デッドタイム期間であってもメイントランジスタMamがオンして同期整流を開始する。これにより、寄生ダイオードDamを通した還流期間を短縮でき、損失を低減できる。   As described above, the booster circuit 1 of the present embodiment includes the MOS transistor Mb (switching side element) for storing energy in the reactor L and the MOS transistor Ma (synchronous rectification side side) for transferring the stored energy to the capacitor C2. Element). When the return current starts to flow through the parasitic diode Dam due to the MOS transistor Mb being turned off, the main transistor Ma is turned on to start synchronous rectification even during the dead time period. As a result, the reflux period through the parasitic diode Dam can be shortened, and loss can be reduced.

さらに、還流検出電圧VNa、VNbを作り出す手段として、外付けのダイオードではなくセンストランジスタMas、Mbsの寄生ダイオードDas、Dbsを用いているので、従来構成に対し部品点数、コスト、回路規模などを低減できる。一般の外付けのダイオードは、耐圧が高くなると電流容量も大きくなり寄生容量が大きくなる傾向がある。これに対し、センストランジスタは耐圧が高くてもセルサイズが小さいので寄生容量が小さくなり、ノイズに対して寄生容量を介して流れるノイズ電流が小さくなる。その結果、還流検出電圧VNa、VNbに重畳するノイズが小さくなり、コンパレータCPa、Cpbの誤動作を低減できる。   In addition, as the means for generating the reflux detection voltages VNa and VNb, the parasitic diodes Das and Dbs of the sense transistors Mas and Mbs are used instead of external diodes, so the number of parts, cost, circuit scale, etc. are reduced compared to the conventional configuration. it can. A general external diode tends to increase the current capacity and parasitic capacity as the withstand voltage increases. On the other hand, the sense transistor has a small cell size even if the withstand voltage is high, so that the parasitic capacitance is small, and the noise current flowing through the parasitic capacitance is small against noise. As a result, noise superimposed on the reflux detection voltages VNa and VNb is reduced, and malfunctions of the comparators CPa and Cpb can be reduced.

なお、通常はリアクトルLの電流は正(図1に示す矢印の向き)であるが、軽負荷になると出力側からメイントランジスタMamとリアクトルLを通して入力電源2に負の回生電流が流れる。このときメイントランジスタMamがオフすると、寄生ダイオードDbmに還流電流が流れる。このときは、デッドタイム期間にメイントランジスタMbmがオンして同期整流を行う。従って、本実施形態では、MOSトランジスタMb側にもMOSトランジスタMa側と同様の同期整流回路を備えている。   Normally, the current of the reactor L is positive (in the direction of the arrow shown in FIG. 1). However, when the load is light, a negative regenerative current flows from the output side to the input power source 2 through the main transistor Mam and the reactor L. At this time, when the main transistor Mam is turned off, a reflux current flows through the parasitic diode Dbm. At this time, the main transistor Mbm is turned on during the dead time period to perform synchronous rectification. Therefore, in the present embodiment, the same rectifier circuit as that on the MOS transistor Ma side is provided on the MOS transistor Mb side.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について図4から図6を参照しながら説明する。本実施形態も、図2に示す主回路構成を持つ昇圧回路である。図4は、MOSトランジスタMaの同期整流回路を示している。センストランジスタMasとその寄生ダイオードDasは、図示を省略している。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is also a booster circuit having the main circuit configuration shown in FIG. FIG. 4 shows a synchronous rectification circuit of the MOS transistor Ma. The sense transistor Mas and its parasitic diode Das are not shown.

コンパレータCPaとOR回路ORaとの間にワンショット回路Yaを備えている。ワンショット回路Yaは、コンパレータCPaの出力信号S1aがLレベルからHレベルに変化すると、所定時間TyのHレベル幅を持つワンショット信号S2aを出力する。図5に示すように、Dフリップフロップ(DFF)6は、信号S1aの立ち上がりで信号S2aをHレベルにセットする。   A one-shot circuit Ya is provided between the comparator CPa and the OR circuit ORa. When the output signal S1a of the comparator CPa changes from L level to H level, the one shot circuit Ya outputs a one shot signal S2a having an H level width of a predetermined time Ty. As shown in FIG. 5, the D flip-flop (DFF) 6 sets the signal S2a to the H level at the rising edge of the signal S1a.

信号S2aがHレベルになると、加算器7、セレクタ8およびレジスタ9により、クロックに同期したカウント動作が行われる。判定器10は、レジスタ9に保持されたカウント値が上記所定時間Tyに相当する値以上であると判定すると、Hレベルのリセット信号を出力して信号S2aをLレベルに戻す。MOSトランジスタMbの同期整流回路も同様のワンショット回路Ybを備えており、ワンショット信号S2bを出力する。   When the signal S2a becomes H level, the adder 7, the selector 8 and the register 9 perform a count operation in synchronization with the clock. If the determiner 10 determines that the count value held in the register 9 is equal to or greater than the value corresponding to the predetermined time Ty, the determiner 10 outputs an H level reset signal and returns the signal S2a to the L level. The synchronous rectifier circuit of the MOS transistor Mb also includes a similar one-shot circuit Yb and outputs a one-shot signal S2b.

図6に示すように、指令信号InLがLレベルになると(時刻t2)、メイントランジスタMbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mbm)が上昇し、メイントランジスタMamのドレイン・ソース間電圧VDS(Mam)が低下する。このとき電圧VDS(Mbm)、VDS(Mam)にリンギングが生じ易い(時刻t2〜t3)。リンギングが生じると還流検出電圧VNaも振動的になるので、コンパレータCPaの出力信号S1aひいてはゲート電圧Vgaも振動的になる。   As shown in FIG. 6, when the command signal InL becomes L level (time t2), the drain-source voltage VDS (Mbm) of the main transistor Mbm rises, and the drain-source voltage VDS (Mam) of the main transistor Mam. Decreases. At this time, ringing is likely to occur in the voltages VDS (Mbm) and VDS (Mam) (time t2 to t3). When ringing occurs, the return detection voltage VNa also becomes oscillating, so that the output signal S1a of the comparator CPa and thus the gate voltage Vga also oscillates.

ワンショット回路Yaは、指令信号InHがLレベルの期間に還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも高くなってコンパレータCPaの無効化状態が解除されているときに、還流検出電圧VNaが基準電圧Vpaよりも低くなると、その後の信号S1aのレベルにかかわらず所定時間Tyの間Hレベルの信号S2aを出力する。所定時間Tyは、指令信号InHがHレベルになるまでの時間よりも長い時間、例えばデッドタイムTdに等しく設定すればよい。   The one-shot circuit Ya detects that the return detection voltage VNa is the reference voltage Vpa when the return detection voltage VNa is higher than the reference voltage Vpa and the invalidation state of the comparator CPa is released while the command signal InH is at the L level. If it becomes lower than that, the H level signal S2a is output for a predetermined time Ty regardless of the level of the subsequent signal S1a. The predetermined time Ty may be set equal to a time longer than the time until the command signal InH becomes H level, for example, the dead time Td.

本実施形態によれば、指令信号InLがLレベルになって電圧VDS(Mbm)、VDS(Mam)にリンギングが生じても、指令信号InHがHレベルになるまでの期間、メイントランジスタMamがオンして同期整流が継続する。従って、リンギングの発生にかかわらず、寄生ダイオードDamを通した還流期間を短縮することができ、損失を低減できる。   According to the present embodiment, even if the command signal InL becomes L level and ringing occurs in the voltages VDS (Mbm) and VDS (Mam), the main transistor Mam is on until the command signal InH becomes H level. Synchronous rectification continues. Therefore, regardless of the occurrence of ringing, the return period through the parasitic diode Dam can be shortened, and loss can be reduced.

(第3の実施形態)
第3の実施形態について図7から図9を参照しながら説明する。本実施形態も、図2に示す主回路構成を持つ昇圧回路である。図7は、MOSトランジスタMbの同期整流回路を示している。この同期整流回路は、電流制限抵抗Rsbとセンスソース(センストランジスタMbsのソース、寄生ダイオードDbsのアノード)との間に、トランジスタ11a(電源側スイッチ)、11b(ソース側スイッチ)から構成されるスイッチ11を備えている。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is also a booster circuit having the main circuit configuration shown in FIG. FIG. 7 shows a synchronous rectifier circuit of the MOS transistor Mb. This synchronous rectifier circuit is a switch composed of transistors 11a (power supply side switches) and 11b (source side switches) between a current limiting resistor Rsb and a sense source (the source of the sense transistor Mbs, the anode of the parasitic diode Dbs). 11 is provided.

スイッチ11は、スイッチ制御回路12からLレベルの制御信号S3を入力するとオンして、電流制限抵抗Rsbとセンスソースとの間を接続する。スイッチ11は、スイッチ制御回路12からHレベルの制御信号S3を入力するとオフして、電流制限抵抗Rsbとセンスソースとの間を切断するとともにセンスソースをグランドに接続する。MOSトランジスタMaの同期整流回路も同様に構成されている。   The switch 11 is turned on when an L level control signal S3 is input from the switch control circuit 12, and connects the current limiting resistor Rsb and the sense source. The switch 11 is turned off when an H level control signal S3 is input from the switch control circuit 12, disconnects the current limiting resistor Rsb and the sense source, and connects the sense source to the ground. The synchronous rectifier circuit of the MOS transistor Ma is similarly configured.

スイッチ11を設ける理由は以下の通りである。上述した第1、第2の実施形態において指令信号InLがHレベルになると、メイントランジスタMbmにはドレインからソースに向かって電流が流れ、センストランジスタMbsにはソースからドレインに向かって電流が流れる。つまり、スイッチング側のMOSトランジスタMbでは、メイントランジスタMbmとセンストランジスタMbsとで電流の流れる向きが異なる期間が存在する。   The reason for providing the switch 11 is as follows. In the first and second embodiments described above, when the command signal InL becomes H level, a current flows from the drain to the source in the main transistor Mbm, and a current flows from the source to the drain in the sense transistor Mbs. That is, in the MOS transistor Mb on the switching side, there are periods in which the directions of current flow differ between the main transistor Mbm and the sense transistor Mbs.

具体的には、ゲート電圧Vgbが素子のしきい値電圧Vthを超えてからしきい値電圧Vthを下回るまでの期間である。この期間では、センストランジスタMbsに電流が集中する虞がある。同期整流側のMOSトランジスタMaにはこのような期間は存在しない。   Specifically, this is a period from when the gate voltage Vgb exceeds the threshold voltage Vth of the element to below the threshold voltage Vth. During this period, current may concentrate on the sense transistor Mbs. Such a period does not exist in the MOS transistor Ma on the synchronous rectification side.

そこで、本実施形態では、MOSトランジスタMbの同期整流回路にスイッチ11を付加し、MOSトランジスタMbに電流が流れている期間、スイッチ制御回路12からHレベルの制御信号S3を出力してトランジスタ11aをオフし、電流制限抵抗Rsbとセンスソースとの間を切断する。ただし、上述したように軽負荷になるとメイントランジスタMbmが同期整流を行う場合もあり得る。従って、スイッチ制御回路12は、指令信号InLがHレベルに立ち上がる直前のデッドタイム期間中にVNb>Vpbであること(つまり同期整流を行っていないこと)を条件として、Hレベルの制御信号S3を出力する。   Therefore, in the present embodiment, the switch 11 is added to the synchronous rectifier circuit of the MOS transistor Mb, and the control signal S3 of H level is output from the switch control circuit 12 while the current is flowing through the MOS transistor Mb, so that the transistor 11a is turned on. Turns off and disconnects between the current limiting resistor Rsb and the sense source. However, as described above, when the load is light, the main transistor Mbm may perform synchronous rectification. Therefore, the switch control circuit 12 generates the control signal S3 at the H level on the condition that VNb> Vpb (that is, synchronous rectification is not performed) during the dead time period immediately before the command signal InL rises to the H level. Output.

MOSトランジスタMbに対するスイッチ制御回路12は、図8に示す構成を備えている。遅れ指令信号InLdは、指令信号InLを所定の遅れ時間だけ遅延させた信号である。遅れ指令信号InLdを用いるのは、上述したように指令信号InLがHレベルに立ち上がる直前のデッドタイム期間中における信号S1bの状態を検出するためである。従って、遅れ時間は、デッドタイムTd未満であることが必要となる。   The switch control circuit 12 for the MOS transistor Mb has the configuration shown in FIG. The delay command signal InLd is a signal obtained by delaying the command signal InL by a predetermined delay time. The reason why the delay command signal InLd is used is to detect the state of the signal S1b during the dead time period immediately before the command signal InL rises to the H level as described above. Therefore, the delay time needs to be less than the dead time Td.

還流検出電圧VNbと指令信号InLは、AND回路13を介してRSFF1のセット端子S1に入力されている。遅れ指令信号InLdと指令信号InLの反転信号は、AND回路14を介してRSFF1のリセット端子R1に入力されている。遅れ指令信号InLdとRSFF1の出力端子Q1からの信号は、AND回路15を介してRSFF2のセット端子S2に入力されている。   The reflux detection voltage VNb and the command signal InL are input to the set terminal S1 of RSFF1 via the AND circuit 13. The delayed command signal InLd and the inverted signal of the command signal InL are input via the AND circuit 14 to the reset terminal R1 of RSFF1. The delay command signal InLd and the signal from the output terminal Q1 of RSFF1 are input to the set terminal S2 of RSFF2 via the AND circuit 15.

ゲート電圧Vgbがしきい値電圧Vthよりも高いか否かを判定するため、ゲート電圧Vgbを抵抗17、18で分圧した電圧と基準電圧Vrとを比較するコンパレータ19を備えている。基準電圧Vrは、素子のしきい値電圧Vthを抵抗17、18で分圧した電圧にほぼ等しく設定されている。コンパレータ19は、ゲート電圧Vgbの分圧電圧が基準電圧Vrよりも高い期間Hレベルの信号を出力する。コンパレータ19の出力信号と指令信号InLは、NOR回路16を介してRSFF2のリセット端子R2に入力されている。制御信号S3は、RSFF2の出力信号Q2から出力される。   In order to determine whether or not the gate voltage Vgb is higher than the threshold voltage Vth, a comparator 19 that compares the voltage obtained by dividing the gate voltage Vgb with the resistors 17 and 18 with the reference voltage Vr is provided. The reference voltage Vr is set substantially equal to a voltage obtained by dividing the threshold voltage Vth of the element by the resistors 17 and 18. The comparator 19 outputs an H level signal during a period when the divided voltage of the gate voltage Vgb is higher than the reference voltage Vr. The output signal of the comparator 19 and the command signal InL are input to the reset terminal R2 of the RSFF 2 via the NOR circuit 16. The control signal S3 is output from the output signal Q2 of RSFF2.

図9に示す動作波形は、図2に示すMOSトランジスタMaが同期整流側の素子であり、MOSトランジスタMbがスイッチング側の素子となるときの波形である。遅れ指令信号InHdは、指令信号InHを所定の遅れ時間だけ遅延させた信号である。RSFF1は、遅れ指令信号InLdがHレベルになる直前に還流検出電圧VNbの状態(Vccb:スイッチング側の素子/0:同期整流側の素子)を検出する。RSFF1は、スイッチング側の素子と判定するとHレベルの信号を保持し、同期整流側の素子と判定するとLレベルの信号を保持する。指令信号InLがLレベルになると、RSFF1はリセットされる。   The operation waveforms shown in FIG. 9 are waveforms when the MOS transistor Ma shown in FIG. 2 is an element on the synchronous rectification side and the MOS transistor Mb is an element on the switching side. The delay command signal InHd is a signal obtained by delaying the command signal InH by a predetermined delay time. The RSFF 1 detects the state of the return detection voltage VNb (Vccb: switching-side element / 0: synchronous rectification-side element) immediately before the delay command signal InLd becomes H level. The RSFF 1 holds an H level signal when it is determined as an element on the switching side, and holds an L level signal when determined as an element on the synchronous rectification side. When the command signal InL becomes L level, RSFF1 is reset.

RSFF2は、ゲート電圧Vgbの分圧電圧が基準電圧Vrを超えたか否かを判定する。RSFF2は、ゲート電圧Vgbの分圧電圧が基準電圧Vr以上であり且つRSFF1がHレベルを保持していればHレベルの信号を保持する。RSFF2は、ゲート電圧Vgbの分圧電圧が基準電圧Vr以下になるとリセットされる。以上の動作によれば、メイントランジスタMbmにドレイン電流が流れている期間、すなわちゲート電圧Vgbがしきい値電圧Vthを超えてからしきい値電圧Vthを下回るまでの期間、電流制限抵抗Rsbとセンスソースとの間を開放する。   The RSFF 2 determines whether or not the divided voltage of the gate voltage Vgb exceeds the reference voltage Vr. RSFF2 holds an H level signal if the divided voltage of the gate voltage Vgb is equal to or higher than the reference voltage Vr and RSFF1 holds the H level. RSFF2 is reset when the divided voltage of the gate voltage Vgb falls below the reference voltage Vr. According to the above operation, the current limiting resistor Rsb and the sense are sensed during a period in which the drain current flows through the main transistor Mbm, that is, a period from when the gate voltage Vgb exceeds the threshold voltage Vth until it falls below the threshold voltage Vth. Release between the source.

本実施形態によれば、MOSトランジスタMbがスイッチング側の素子の場合、指令信号InLがHレベルとなってMOSトランジスタMbに電流が流れている期間に、トランジスタ11aがオフすることで電流制限抵抗Rsbからセンスソースに流れ込む電流が遮断される。これにより、センストランジスタMbsの寄生ダイオードDbsに電流が集中することを防止できる。   According to the present embodiment, when the MOS transistor Mb is an element on the switching side, the current limiting resistor Rsb is turned off by turning off the transistor 11a during a period in which the command signal InL is at the H level and a current flows through the MOS transistor Mb. Current flowing into the sense source from is interrupted. Thereby, it is possible to prevent current from being concentrated on the parasitic diode Dbs of the sense transistor Mbs.

また、トランジスタ11aがオフすると同時にトランジスタ11bがオンするので、
センストランジスタMbsのソースはメイントランジスタMbmのソースに接続される。したがって、両者のソース電位が等しくなり、それらの間にリーク電流が流れることを防止できる。
Since the transistor 11b is turned on at the same time as the transistor 11a is turned off,
The source of the sense transistor Mbs is connected to the source of the main transistor Mbm. Therefore, the source potentials of both are equal, and leakage current can be prevented from flowing between them.

(第4の実施形態)
第4の実施形態について図10を参照しながら説明する。本実施形態のMOSトランジスタMa1,Mb1は、MOSトランジスタMa,MbよりセンストランジスタMas,Mbsを削除し、それに替えてダイオードDa,Db(還流検出用ダイオード)を備えた構成である。例えば第1の実施形態において、還流検出電圧を得る手段として用いているのは寄生ダイオードDas,Dbsであり、センストランジスタMas,Mbs本体は用いていない。したがって、上記の寄生ダイオードDas,Dbsに替わるダイオードDa,DbのみをMOSトランジスタMa1,Mb1の内部に形成すれば、外付けのダイオードを用いずとも第1の実施形態と同様の作用効果が得られることになる。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. The MOS transistors Ma1 and Mb1 of the present embodiment have a configuration in which the sense transistors Mas and Mbs are deleted from the MOS transistors Ma and Mb, and diodes Da and Db (reflux detection diodes) are provided instead. For example, in the first embodiment, the parasitic diodes Das and Dbs are used as means for obtaining the return detection voltage, and the sense transistors Mas and Mbs are not used. Therefore, if only the diodes Da and Db instead of the parasitic diodes Das and Dbs are formed inside the MOS transistors Ma1 and Mb1, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained without using external diodes. It will be.

(第5の実施形態)
第5の実施形態について図11及び図12を参照しながら説明する。図11はハイサイドの構成のみ示すが、本実施形態の駆動制御回路Fa1は、コンパレータCPaの出力端子とORゲートORaの入力端子との間に、抵抗Ra1及びコンデンサCa1からなる遅延回路(積分回路)21aを備えている。この遅延回路21aの出力信号をS1adとする。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 shows only the configuration of the high side, but the drive control circuit Fa1 of this embodiment is a delay circuit (integration circuit) including a resistor Ra1 and a capacitor Ca1 between the output terminal of the comparator CPa and the input terminal of the OR gate ORa. ) 21a. The output signal of this delay circuit 21a is S1ad.

次に、本実施形態の作用について説明する。図12は図6相当図であり、第2の実施形態では、リンギングの発生に伴い還流検出電圧VNaが振動的になることに対して、ワンショット回路Yaを設けた。本実施形態では、ワンショット回路Yaに替えて遅延回路21aを配置したことで、コンパレータCPaの出力信号変化を遅延させて、指令信号InLの立下り時においてリンギングが発生する期間が経過した後に信号S1adが立ち上がるようにしている。これにより、第2実施形態と同様の効果が得られる。   Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 6. In the second embodiment, the one-shot circuit Ya is provided in response to the return detection voltage VNa becoming oscillating as ringing occurs. In the present embodiment, since the delay circuit 21a is arranged in place of the one-shot circuit Ya, the change of the output signal of the comparator CPa is delayed, and the signal is generated after a period in which ringing occurs at the falling edge of the command signal InL. S1ad is set up. Thereby, the effect similar to 2nd Embodiment is acquired.

(第6の実施形態)
第6の実施形態について図13及び図14を参照しながら説明する。図13はローサイドの構成のみ示すが、本実施形態のスイッチング制御回路22は、コンパレータ19の出力端子とNORゲート16の入力端子との間に、抵抗Rb2及びコンデンサCb2からなる遅延回路(積分回路)23bを備えている。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Although FIG. 13 shows only the low-side configuration, the switching control circuit 22 of this embodiment is a delay circuit (integration circuit) including a resistor Rb2 and a capacitor Cb2 between the output terminal of the comparator 19 and the input terminal of the NOR gate 16. 23b.

次に、本実施形態の作用について説明する。第5の実施形態と同様に、MOSトランジスタMbがターンオフする際に、メイントランジスタMbmのドレイン・ソース間電圧VDS(Mbm)が上昇してリンギング生じると還流検出電圧VNbも振動的になる。これに対して本実施形態では、図14に示すように、遅延回路23bによりコンパレータ19の出力信号変化を遅延させて、RSFF2をリセットするタイミングを遅延させる。これにより、上記リンギングの発生期間が経過した後に信号S3が立ち上がるようにして、トランジスタ11aをオンすると共にトランジスタ11bをオフさせる。したがって、リンギングの発生期間を避けて、センストランジスタMbsのソースを電流制限抵抗Rsbに接続することができる。   Next, the operation of this embodiment will be described. Similar to the fifth embodiment, when the MOS transistor Mb is turned off, if the drain-source voltage VDS (Mbm) of the main transistor Mbm rises and ringing occurs, the return detection voltage VNb also becomes oscillating. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 14, the delay circuit 23b delays the output signal change of the comparator 19 to delay the timing for resetting the RSFF2. As a result, the signal S3 rises after the ringing occurrence period elapses to turn on the transistor 11a and turn off the transistor 11b. Therefore, the source of the sense transistor Mbs can be connected to the current limiting resistor Rsb while avoiding the ringing generation period.

(第7の実施形態)
第7の実施形態について図15を参照しながら説明する。図15はローサイドの構成のみ示すが、本実施形態では、第3の実施形態のスイッチ11を利用して、センストランジスタMbsを用いた過電流検出を行う。トランジスタ11a,11bの間に、抵抗Rsb及び電流検出抵抗Rs2bの直列回路を接続する。抵抗Rsbは、第3の実施形態ではトランジスタ11aのソース側に接続されていたものをドレイン側に移動している。そして、抵抗Rsb及び電流検出抵抗Rs2bの共通接続点が、過電流検出回路24の入力端子に接続されている。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows only the low-side configuration, but in this embodiment, overcurrent detection using the sense transistor Mbs is performed using the switch 11 of the third embodiment. A series circuit of a resistor Rsb and a current detection resistor Rs2b is connected between the transistors 11a and 11b. The resistor Rsb that has been connected to the source side of the transistor 11a in the third embodiment is moved to the drain side. The common connection point of the resistor Rsb and the current detection resistor Rs2b is connected to the input terminal of the overcurrent detection circuit 24.

このように構成すれば、過電流検出回路24は、ソース側スイッチ11bがオンした際に、センストランジスタMbsのソースより、電流検出抵抗Rs2bを介して流れる電流に基づき過電流検出を行うことができる。   With this configuration, the overcurrent detection circuit 24 can perform overcurrent detection based on the current flowing through the current detection resistor Rs2b from the source of the sense transistor Mbs when the source-side switch 11b is turned on. .

(第8の実施形態)
第8の実施形態について図16を参照しながら説明する。本実施形態では、センストランジスタMasの寄生容量Csenseをどのように設定すべきかについて検討する。コンパレータCPaの入力容量をCinとすると、MOSトランジスタMaのドレイン電圧Voutが変動した場合、コンパレータCPaの入力電圧変動ΔVNは、次式で与えられる。
ΔVN=Csense/Cin・Vout …(1)
この電圧変動時に、コンパレータCPaの誤動作を抑制するためには、以下の条件が必要となる。
ΔVN<Vcc−Vp …(2)
したがって、寄生容量Csenseを、
Csense<(Vcc−Vp)/Vout・Cin …(3)
とすれば、コンパレータCPaの誤動作を抑制するのに十分となる容量値を設定できる。これにより、ノイズフィルタやマスク回路が不要となり、ノイズを抑制しつつ高応答な駆動制御回路Faの設計が可能となる。
また、第4の実施形態のように、ダイオードDa,Dbのみを備える構成については、ダイオードDa,Dbの寄生容量Cdiodeの値を(3)式の条件で設定すれば良い。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, it will be examined how the parasitic capacitance Csense of the sense transistor Mas should be set. Assuming that the input capacitance of the comparator CPa is Cin, when the drain voltage Vout of the MOS transistor Ma varies, the input voltage variation ΔVN of the comparator CPa is given by the following equation.
ΔVN = Csense / Cin · Vout (1)
In order to suppress the malfunction of the comparator CPa during this voltage fluctuation, the following conditions are required.
ΔVN <Vcc−Vp (2)
Therefore, the parasitic capacitance Csense is
Csense <(Vcc−Vp) / Vout · Cin (3)
Then, it is possible to set a capacitance value sufficient to suppress the malfunction of the comparator CPa. As a result, a noise filter and a mask circuit are not required, and a highly responsive drive control circuit Fa can be designed while suppressing noise.
Further, as in the fourth embodiment, for a configuration including only the diodes Da and Db, the value of the parasitic capacitance Cdiode of the diodes Da and Db may be set under the condition of the expression (3).

(その他の実施形態)
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
第2の実施形態に対しても、第3の実施形態と同じ構成を適用できる。
第3の実施形態の抵抗Rsbを、第7の実施形態と同様にトランジスタ11aのドレイン側に接続しても良い。
センストランジスタとその寄生ダイオードからなるセンスセルのサイズを小さく構成することにより、寄生容量が小さくなり、ノイズによる誤動作をより確実に防止できる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and expansion | extension can be performed within the range which does not deviate from the summary of invention.
The same configuration as that of the third embodiment can be applied to the second embodiment.
The resistor Rsb of the third embodiment may be connected to the drain side of the transistor 11a as in the seventh embodiment.
By making the size of the sense cell comprising the sense transistor and its parasitic diode small, the parasitic capacitance is reduced, and malfunction due to noise can be prevented more reliably.

図面中、11はスイッチ、12はスイッチ制御回路、Fa、Fbは駆動制御回路、Ma、MbはMOSトランジスタ、Mam、Mbmはメイントランジスタ、Mas、Mbsはセンストランジスタ、Dam、Dbmはメイントランジスタの寄生ダイオード、Pca、Pcbは制御電源、Ppa、Ppbは基準電圧生成回路、Rsa、Rsbは電流制限抵抗である。   In the drawing, 11 is a switch, 12 is a switch control circuit, Fa and Fb are drive control circuits, Ma and Mb are MOS transistors, Mam and Mbm are main transistors, Mas and Mbs are sense transistors, and Dam and Dbm are parasitics of the main transistor. Diodes, Pca and Pcb are control power supplies, Ppa and Ppb are reference voltage generation circuits, and Rsa and Rsb are current limiting resistors.

Claims (11)

ドレイン同士およびゲート同士が共通に接続されたメイントランジスタ(Mam,Mbm)とセンストランジスタ(Mas,Mbs)を有し、還流電流が前記メイントランジスタのドレイン・ソース間を通して流れるように接続されたMOSトランジスタ(Ma,Mb)と、
前記メイントランジスタのソース電位を基準として、前記メイントランジスタがオフ駆動されて電流が流れていない状態におけるドレイン電圧の極性と同じ極性を持つ制御電圧を供給する制御電源(Pca,Pcb)と、
前記制御電源と前記センストランジスタのソースとの間に設けられた電流制限抵抗(Rsa,Rsb)と、
前記電流制限抵抗の前記センストランジスタ側の端子の電圧を還流検出電圧としたとき、前記制御電圧よりも低く、前記メイントランジスタの寄生ダイオード(Dam,Dbm)が通電した還流状態における前記還流検出電圧よりも高い基準電圧を生成する基準電圧生成回路(Ppa,Ppb)と、
オン駆動指令が与えられているとき、および、オフ駆動指令が与えられている期間において前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも高くなった後オン駆動指令が与えられるまでの間に前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも低くなっているときに、前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力する駆動制御回路(Fa,Fb)と、
オフ駆動指令が与えられている期間において、前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧の出力を開始するタイミングを遅延させる遅延回路(21a)とを備えていることを特徴とする同期整流回路。
A MOS transistor having a main transistor (Mam, Mbm) and a sense transistor (Mas, Mbs) in which drains and gates are commonly connected, and connected so that a reflux current flows between the drain and source of the main transistor (Ma, Mb),
Control power supplies (Pca, Pcb) for supplying a control voltage having the same polarity as the drain voltage in a state where the main transistor is driven off and no current flows with reference to the source potential of the main transistor,
Current limiting resistors (Rsa, Rsb) provided between the control power supply and the source of the sense transistor;
When the voltage of the terminal on the sense transistor side of the current limiting resistor is a reflux detection voltage, the return detection voltage is lower than the control voltage and is in the reflux state in which the parasitic diodes (Dam, Dbm) of the main transistor are energized. A reference voltage generation circuit (Ppa, Ppb) for generating a higher reference voltage,
The recirculation detection voltage when the on-drive command is given and during the period when the off-drive command is given and before the on-drive command is given after the recirculation detection voltage becomes higher than the reference voltage A drive control circuit (Fa, Fb) for outputting an ON drive voltage to the MOS transistor when is lower than the reference voltage;
Synchronous rectification characterized by comprising a delay circuit (21a) for delaying the timing at which the drive control circuit starts to output an ON drive voltage to the MOS transistor during a period when an OFF drive command is given circuit.
メイントランジスタ(Mam,Mbm)と、カソードが前記メイントランジスタのドレインに接続される還流検出用ダイオード(Da,Db)とを有し、還流電流が前記メイントランジスタのドレイン・ソース間を通して流れるように接続されたMOSトランジスタ(Ma,Mb)と、
前記メイントランジスタのソース電位を基準として、前記メイントランジスタがオフ駆動されて電流が流れていない状態におけるドレイン電圧の極性と同じ極性を持つ制御電圧を供給する制御電源(Pca,Pcb)と、
前記制御電源と前記還流検出用ダイオードのアノードとの間に設けられた電流制限抵抗(Rsa,Rsb)と、
前記還流検出用ダイオードのアノードの電圧を還流検出電圧としたとき、前記制御電圧よりも低く、前記メイントランジスタの寄生ダイオード(Dam,Dbm)が通電した還流状態における前記還流検出電圧よりも高い基準電圧を生成する基準電圧生成回路(Ppa,Ppb)と、
オン駆動指令が与えられているとき、および、オフ駆動指令が与えられている期間において前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも高くなった後オン駆動指令が与えられるまでの間に前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも低くなっているときに、前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力する駆動制御回路(Fa,Fb)とを備えていることを特徴とする同期整流回路。
Main transistor (Mam, Mbm) and a cathode having a reflux detection diode (Da, Db) whose cathode is connected to the drain of the main transistor, connected so that the reflux current flows between the drain and source of the main transistor MOS transistors (Ma, Mb),
Control power supplies (Pca, Pcb) for supplying a control voltage having the same polarity as the drain voltage in a state where the main transistor is driven off and no current flows with reference to the source potential of the main transistor,
Current limiting resistors (Rsa, Rsb) provided between the control power supply and the anode of the reflux detection diode;
Reference voltage lower than the control voltage and higher than the return detection voltage in the return state in which the parasitic diodes (Dam, Dbm) of the main transistor are energized when the anode voltage of the return detection diode is a return detection voltage. A reference voltage generation circuit (Ppa, Ppb) for generating
The recirculation detection voltage when the on-drive command is given and during the period when the off-drive command is given and before the on-drive command is given after the recirculation detection voltage becomes higher than the reference voltage And a drive control circuit (Fa, Fb) for outputting an ON drive voltage to the MOS transistor when is lower than the reference voltage.
前記駆動制御回路は、オフ駆動指令が与えられている期間において前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも高くなった後オン駆動指令が与えられるまでの間に前記還流検出電圧が前記基準電圧よりも低くなると、その後オン駆動指令が与えられるまでの期間、前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力し続けることを特徴とする請求項1又は2記載の同期整流回路。   The drive control circuit is configured such that the return detection voltage is higher than the reference voltage after the return detection voltage is higher than the reference voltage until the on drive command is supplied in a period in which the off drive command is supplied. 3. The synchronous rectifier circuit according to claim 1, wherein when the voltage becomes low, an on-drive voltage is continuously output to the MOS transistor until an on-drive command is given thereafter. オフ駆動指令が与えられている期間において、前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧の出力を開始するタイミングを遅延させる遅延回路(21a)を備えていることを特徴とする請求項2または請求項2を引用する請求項3記載の同期整流回路。   3. A delay circuit (21a) for delaying a timing at which said drive control circuit starts outputting an on-drive voltage to said MOS transistor during a period in which an off-drive command is given. The synchronous rectifier circuit according to claim 3, which refers to claim 2. 前記制御電源と前記センストランジスタのソースとの間に設けられた電源側スイッチ(11a)と、
オフ駆動指令により前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオフ駆動電圧を出力している期間、前記スイッチをオン状態に制御し、オン駆動指令が与えられる前に前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力していないことを条件として、オン駆動指令により前記MOSトランジスタに電流が流れている期間、前記電源側スイッチをオフ状態に制御するスイッチ制御回路(12)とを備えていることを特徴とする請求項1または請求項1を引用する請求項3記載の同期整流回路。
A power supply side switch (11a) provided between the control power supply and the source of the sense transistor;
While the drive control circuit outputs an off drive voltage to the MOS transistor in response to an off drive command, the switch is controlled to be in an on state, and the drive control circuit is turned on to the MOS transistor before the on drive command is given. And a switch control circuit (12) for controlling the power supply side switch to an OFF state during a period in which a current flows through the MOS transistor in response to an ON drive command on condition that no ON drive voltage is output. 4. The synchronous rectifier circuit according to claim 1, wherein the synchronous rectifier circuit is cited.
前記センストランジスタのソースと前記メイントランジスタのソースとの間に設けられ、前記スイッチ制御回路(12)により、オン状態が前記電源側スイッチと排他的に制御されるソース側スイッチ(11b)を備えていることを特徴とする請求項5記載の同期整流回路。   A source-side switch (11b) provided between the source of the sense transistor and the source of the main transistor and whose ON state is exclusively controlled by the switch control circuit (12) with the power-side switch. 6. The synchronous rectifier circuit according to claim 5, wherein: 前記ソース側スイッチの何れかの端子側に接続される電流検出抵抗(Rs2b)と、
前記ソース側スイッチがオンした際に、前記電流検出抵抗を介して流れる電流に基づき過電流検出を行う過電流検出回路(24)とを備えていることを特徴とする請求項6記載の同期整流回路。
A current detection resistor (Rs2b) connected to any terminal side of the source side switch;
The synchronous rectification according to claim 6, further comprising an overcurrent detection circuit (24) for detecting an overcurrent based on a current flowing through the current detection resistor when the source side switch is turned on. circuit.
前記電流制限抵抗と前記還流検出用ダイオードのアノードとの間に設けられた電源側スイッチ(11)と、
オフ駆動指令により前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオフ駆動電圧を出力している期間、前記スイッチをオン状態に制御し、オン駆動指令が与えられる前に前記駆動制御回路が前記MOSトランジスタに対しオン駆動電圧を出力していないことを条件として、オン駆動指令により前記MOSトランジスタに電流が流れている期間、前記電源側スイッチをオフ状態に制御するスイッチ制御回路(12)とを備えていることを特徴とする請求項2または請求項2を引用する請求項3もしくは4記載の同期整流回路。
A power supply side switch (11) provided between the current limiting resistor and the anode of the reflux detection diode;
While the drive control circuit outputs an off drive voltage to the MOS transistor in response to an off drive command, the switch is controlled to be in an on state, and the drive control circuit is turned on to the MOS transistor before the on drive command is given. And a switch control circuit (12) for controlling the power supply side switch to an OFF state during a period in which a current flows through the MOS transistor in response to an ON drive command on condition that no ON drive voltage is output. The synchronous rectifier circuit according to claim 3 or 4, wherein the synchronous rectifier circuit according to claim 2 or 2 is cited.
前記スイッチ制御回路(12)が、前記電源側スイッチをオン状態に制御するタイミングを遅延させる遅延回路(23b)を備えていることを特徴とする請求項5から8の何れか一項に記載の同期整流回路。   The said switch control circuit (12) is provided with the delay circuit (23b) which delays the timing which controls the said power supply side switch to an ON state, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Synchronous rectifier circuit. 前記駆動制御回路の入力容量をCin、前記制御電源の電圧をVcc、前記基準電圧をVp、前記MOSトランジスタのドレイン電圧をVoutとすると、前記センストランジスタの寄生容量Csenseを、
Csense<(Vcc−Vp)/Vout・Cin
に設定したことを特徴とする請求項1または請求項1を引用する請求項3から7もしくは9記載の同期整流回路。
When the input capacitance of the drive control circuit is Cin, the voltage of the control power supply is Vcc, the reference voltage is Vp, and the drain voltage of the MOS transistor is Vout, the parasitic capacitance Csense of the sense transistor is
Csense <(Vcc-Vp) / Vout · Cin
The synchronous rectifier circuit according to claim 3, wherein the synchronous rectifier circuit is cited by claim 1 or claim 1.
前記駆動制御回路の入力容量をCin、前記制御電源の電圧をVcc、前記基準電圧をVp、前記MOSトランジスタのドレイン電圧をVoutとすると、前記還流検出用ダイオードの寄生容量Cdiodeを、
Cdiode<(Vcc−Vp)/Vout・Cin
に設定したことを特徴とする請求項2または請求項2を引用する請求項8記載の同期整流回路。
When the input capacitance of the drive control circuit is Cin, the voltage of the control power supply is Vcc, the reference voltage is Vp, and the drain voltage of the MOS transistor is Vout, the parasitic capacitance Cdiode of the reflux detection diode is
Cdiode <(Vcc-Vp) / Vout · Cin
The synchronous rectifier circuit according to claim 8, wherein the synchronous rectifier circuit is cited as claim 2 or claim 2.
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