JP2017017982A - スイッチングレギュレータ及び集積回路パッケージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力電圧VOUTに応じてMOSトランジスタQ1(第1スイッチ)及びMOSトランジスタQ2(第2スイッチ)が相補的にオン/オフし、昇降圧モード時にMOSトランジスタQ3(第3スイッチ)のオンデューティDを固定してMOSトランジスタQ3(第3スイッチ)及びMOSトランジスタQ4(第4スイッチ)が相補的にオン/オフするスイッチングレギュレータ。当該スイッチングレギュレータは、第2スイッチを流れる電流の情報に応じて電流モード制御を行う。
【選択図】図1
Description
本明細書中に開示されているスイッチングレギュレータのうち、第1の技術的特徴を備えたスイッチングレギュレータは、入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、前記第2スイッチを流れる電流を検出する電流検出部と、第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、を有し、前記第1制御回路は、前記電流検出部によって検出された電流の情報を蓄積して、蓄積された電流の情報にランプ電圧生成部で生成されたランプ電圧を合成してスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部を有し、前記スロープ電圧に応じて前記降圧用制御信号を生成する構成(第1−1の構成)である。
本明細書中に開示されているスイッチングレギュレータのうち、第2の技術的特徴を備えた一の態様に係るスイッチングレギュレータは、入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、を有し、前記第2制御回路が前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記第1スイッチのオンデューティを一時的に大きくする構成(第2−1の構成)である。
本明細書中に開示されている集積回路パッケージであって、第3の技術的特徴を備えた集積回路パッケージは、入力電圧が印加される第1外部ピンと、前記入力電圧よりも低い所定電圧が印加される第2外部ピンと、帰還電圧が印加される第3外部ピンと、第1端が前記第1外部ピンに接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記第2外部ピンに接続された第2スイッチと、前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続される第4外部ピンと、前記帰還電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、昇降圧モード時にオンデューティD(0≦D≦1)が固定値D’(0<D’<1)に固定されているパルス信号を生成する第2制御回路と、前記昇降圧モード時に前記パルス信号を外部に出力する第5外部ピンと、を有する構成(第3−1の構成)である。
本明細書中に開示されているスイッチングレギュレータのうち、第4の技術的特徴を備えた一の態様に係るスイッチングレギュレータは、入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、を有し、前記昇降圧モードで動作するか、前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードで動作するかがモード指定信号に応じて決定され、前記第1制御回路は、前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差にゲインを与えた誤差信号を生成する誤差信号生成回路を含み、前記誤差信号生成回路が前記モード指定信号に基づいて前記ゲインを設定し、前記昇降圧モード時における前記ゲインを前記降圧モード時における前記ゲインよりも大きくする構成(第4−1の構成)である。
図1は、スイッチングレギュレータの第1実施形態の全体構成例を示す図である。本構成例のスイッチングレギュレータ101は、昇降圧型スイッチングレギュレータであって、降圧用制御回路1と、MOSトランジスタQ1〜Q4と、インダクタL1と、出力コンデンサC1と、出力抵抗R0と、分圧抵抗R1及びR2と、電流検出回路2と、ANDゲート3と、固定デューティ回路4と、NOTゲート5と、を備える。
図2Aは、降圧用制御回路1の一構成例を示す図である。図2Aに示す例において降圧用制御回路1は、エラーアンプ11と、基準電圧源12と、抵抗R3と、コンデンサC2と、スロープ回路13と、コンパレータ14と、発振器15と、タイミング制御回路16とによって構成される。
図3は、電流検出回路2及びスロープ回路13の一構成例を示す図である。図3に示す例において電流検出回路2は、電圧電流変換回路2Aによって構成される。また図3に示す例においてスロープ回路13は、スイッチ13A〜13Cと、定電流源13Dと、コンデンサ13Eによって構成される。なお、定電流源13Dから出力される定電流の値は調整可能であることが望ましい。
動作モードの切り替え例として、ここではMOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH以上であるときにモード指定信号S1をハイレベルとし、MOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH未満であるときにモード指定信号S1をローレベルとする場合について説明する。
図15は、スイッチングレギュレータの第2実施形態の全体構成例を示す図である。本構成例のスイッチングレギュレータ102は、スイッチングレギュレータ101に電流検出回路6を追加した構成である。
スイッチングレギュレータの第3実施形態の全体構成例は、図1に示すスイッチングレギュレータの第1実施形態の全体構成例と同一である。
本実施形態における降圧用制御回路の構成例は、第1実施形態において既に説明した図2A及び図2Bに示す降圧用制御回路の構成例と同一である。
動作モードの切り替え例として、ここではMOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH以上であるときにモード指定信号S1をハイレベルとし、MOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH未満であるときにモード指定信号S1をローレベルとする場合について説明する。
本実施形態における電流検出回路2及びスロープ回路13の一構成例は、第1実施形態において既に説明した図3に示す電流検出回路2及びスロープ回路13の一構成例と同一である。
図22は、電流検出回路2及びスロープ回路13の他の構成例を示す図である。図22に示す例において電流検出回路2は、第1実施形態において既に説明した図4に示す例の電圧電流変換回路2Aによって構成される。
上述した第3実施形態では、降圧モードから昇降圧モードに切り替わる際に出力電圧VOUTが低下することを抑えることができるスイッチングレギュレータ101について説明した。
図26は、第5実施形態に係る集積回路パッケージを昇降圧型スイッチングレギュレータの一部品として用いた場合のスイッチングレギュレータの全体構成例を示す図である。なお、図26において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
本実施形態における降圧用制御回路の構成例は、第1実施形態において既に説明した図2A及び図2Bに示す降圧用制御回路の構成例と同一である。
動作モードの切り替え例として、ここではMOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH以上であるときにモード指定信号S1をハイレベルとし、MOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH未満であるときにモード指定信号S1をローレベルとする場合について説明する。また、説明を簡単にするために、第1外部ピンP1に印加される電圧が常にバッテリ電圧VBATと同一であるとみなす。
図28は、第6実施形態に係る集積回路パッケージを昇降圧型スイッチングレギュレータの一部品として用いた場合のスイッチングレギュレータの全体構成例を示す図である。本実施形態に係る集積回路パッケージ202は、モード指定信号S1がANDゲート3の他に降圧用制御回路1にも供給されている点で集積回路パッケージ201と異なっており、それ以外の点においては基本的に集積回路パッケージ201と同一である。
図29は、降圧用制御回路1の一構成例を示す図である。図29に示す例の降圧用制御回路1は、エラーアンプ11が可変利得アンプである点で、第1実施形態において既に説明した図2Aに示す例の降圧用制御回路1と異なっており、それ以外の点においては基本的に図2Aに示す例の降圧用制御回路1と同一である。
図30は、第7実施形態に係る集積回路パッケージを昇降圧型スイッチングレギュレータの一部品として用いた場合のスイッチングレギュレータの全体構成例を示す図である。本実施形態に係る集積回路パッケージ203は、モード指定信号S1がANDゲート3の他に降圧用制御回路1にも供給されている点及びMOSトランジスタQ1のドレインが電流検出用抵抗R4を介して第1外部ピンP1に接続され、電流検出用抵抗R4の両端電圧VR4が降圧用制御回路1に供給される点で集積回路パッケージ201と異なっており、それ以外の点においては基本的に集積回路パッケージ201と同一である。
図31は、降圧用制御回路1の一構成例を示す図である。図31に示す例の降圧用制御回路1は、可変定電圧源17及びコンパレータ18が追加されている点及びコンパレータ18の出力信号がコンパレータ14に供給される点で、第1実施形態において既に説明した図2Aに示す例の降圧用制御回路1と異なっており、それ以外の点においては基本的に図2Aに示す例の降圧用制御回路1と同一である。
スイッチングレギュレータの第8実施形態の全体構成例は、図1に示すスイッチングレギュレータの第1実施形態の全体構成例と同一である。
本実施形態における降圧用制御回路の構成例は、第1実施形態において既に説明した図2A及び図2Bに示す降圧用制御回路の構成例と同一である。
本実施形態における電流検出回路2及びスロープ回路13の一構成例は、第1実施形態において既に説明した図3に示す電流検出回路2及びスロープ回路13の一構成例と同一である。
動作モードの切り替え例として、ここではMOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH以上であるときにモード指定信号S1をハイレベルとし、MOSトランジスタQ1のオンデューティが閾値TH未満であるときにモード指定信号S1をローレベルとする場合について説明する。
本実施形態に係るスイッチングレギュレータでは、エラーアンプ11を図35に示す構成とし、電流検出回路である電圧電流変換回路2Aを第3実施形態で既に説明した図20に示す構成とする以外は、第8実施形態と同じ構成にする。
次に、先に説明したスイッチングレギュレータ101〜102並びに図26、図28、及び図30に示す各スイッチングレギュレータの用途例について説明する。図36は、車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、バッテリ(不図示)と、バッテリから供給される直流電圧を入力するプライマリスイッチングレギュレータ(不図示)と、プライマリスイッチングレギュレータから出力される直流電圧を入力するセカンダリスイッチングレギュレータ(不図示)と、車載機器X11〜X17と、を搭載している。先に説明したスイッチングレギュレータ101〜102並びに図26、図28、及び図30に示す各スイッチングレギュレータはプライマリスイッチングレギュレータに適用することができる。
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
2、6 電流検出回路
2A 電圧電流変換回路
3 ANDゲート
4 固定デューティ回路
5 NOTゲート
11 エラーアンプ
12 基準電圧源
13 スロープ回路
13A〜13C、13G、27、119 スイッチ
13D、13F、117、118 定電流源
14、18 コンパレータ
15 発振器
16 タイミング制御回路
17 可変定電圧源
20 電流源
101、102 スイッチングレギュレータ
111 反転入力端子
112 非反転入力端子
113 入力段
114 利得段
115 出力段
116 出力端子
201〜204 集積回路パッケージ
C0 入力コンデンサ
C1 出力コンデンサ
C2、13E コンデンサ
L1 インダクタ
P1〜P5 第1〜第5外部ピン
Q1〜Q4、21、22、25、26 MOSトランジスタ
R0 出力抵抗
R1、R2 分圧抵抗
R3、23、24、28 抵抗
R4 電流検出用抵抗
X 車両
X11〜X17 車載機器
Claims (42)
- 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
前記第2スイッチを流れる電流を検出する電流検出部と、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記第1制御回路は、前記電流検出部によって検出された電流の情報を蓄積して、蓄積された電流の情報にランプ電圧生成部で生成されたランプ電圧を合成してスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部を有し、前記スロープ電圧に応じて前記降圧用制御信号を生成することを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 前記第1制御回路は、前記第1スイッチがオフ状態である間の所定期間に前記電流検出部によって検出された電流の情報を蓄積する請求項1に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記第1スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わるタイミングと、前記第3スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わるタイミングとが略一致する請求項1または請求項2に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記電流検出部は、前記第2スイッチを流れる電流に応じた電圧を電流に変換する電圧電流変換回路であって、
前記スロープ電圧生成部は、前記電圧電流変換回路の出力電流を充電するコンデンサを有する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記スロープ電圧生成部は、前記電圧電流変換回路の出力端から前記コンデンサに至る電流経路を導通/遮断する充電用スイッチをさらに有する請求項4に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記スロープ電圧生成部は、前記コンデンサを放電させて前記コンデンサの充電電圧をリセットするリセット部を有する請求項4または請求項5に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記第1制御回路は、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有する請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記第2スイッチがMOSトランジスタであって、
前記電流検出部が前記MOSトランジスタのオン抵抗の両端電圧を用いて前記第2スイッチを流れる電流を検出する請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記第1制御回路は、
前記入力電圧に対する前記出力電圧の比が所定値以下である場合に、前記電流検出部によって検出された電流に応じて前記降圧用制御信号を生成し、
前記入力電圧に対する前記出力電圧の比が所定値以下でない場合に、前記電流検出部によって検出された電流に依存せずに前記降圧用制御信号を生成する請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記第1スイッチを流れる電流を検出する第1スイッチ用電流検出部をさらに備え、
前記第1制御回路は、
前記入力電圧に対する前記出力電圧の比が所定値以下でない場合に、前記第1スイッチ用電流検出部によって検出された電流に応じて前記降圧用制御信号を生成する請求項9に記載のスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
前記第2スイッチを流れる電流を検出する電流検出部と、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティを前記出力電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記第1制御回路は、前記電流検出部によって検出された電流の情報を蓄積して、蓄積された電流の情報にランプ電圧生成部で生成されたランプ電圧を合成してスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部を有し、前記スロープ電圧に応じて前記降圧用制御信号を生成することを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記第2制御回路が前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記第1スイッチのオンデューティを一時的に大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部をさらに有し、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記スロープ電圧のオフセットを一時的に小さくする請求項12に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記スロープ電圧生成部は、前記電流検出部によって検出された電流が大きいほど前記スロープ電圧のオフセットを大きくし、
前記降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記電流検出部の検出ゲインを一時的に小さくする請求項13に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部をさらに有し、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記スロープ電圧の傾きを一時的に小さくする請求項12に記載のスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードから前記第2制御回路が前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードに切り替わる際に、前記降圧モードの初期において前記第1スイッチのオンデューティを一時的に小さくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部をさらに有し、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードから前記降圧モードに切り替わる際に、前記降圧モードの初期において前記スロープ電圧のオフセットを一時的に大きくする請求項16に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記スロープ電圧生成部は、前記電流検出部によって検出された電流が大きいほど前記スロープ電圧のオフセットを大きくし、
前記降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記降圧モードの初期において前記電流検出部の検出ゲインを一時的に大きくする請求項17に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部をさらに有し、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードから前記降圧モードに切り替わる際に、前記降圧モードの初期において前記スロープ電圧の傾きを一時的に大きくする請求項16に記載のスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
前記第2スイッチを流れる電流を検出する電流検出部と、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティを前記出力電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記第2制御回路が前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードから前記昇降圧モードに切り替わる際に、前記昇降圧モードの初期において前記第1スイッチのオンデューティを一時的に大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
前記第2スイッチを流れる電流を検出する電流検出部と、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティを前記出力電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードから前記第2制御回路が前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードに切り替わる際に、前記降圧モードの初期において前記第1スイッチのオンデューティを一時的に小さくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧が印加される第1外部ピンと、
前記入力電圧よりも低い所定電圧が印加される第2外部ピンと、
帰還電圧が印加される第3外部ピンと、
第1端が前記第1外部ピンに接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記第2外部ピンに接続された第2スイッチと、
前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続される第4外部ピンと、
前記帰還電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時にオンデューティD(0≦D≦1)が固定値D’(0<D’<1)に固定されているパルス信号を生成する第2制御回路と、
前記昇降圧モード時に前記パルス信号を外部に出力する第5外部ピンと、
を有することを特徴とする集積回路パッケージ。 - 前記第2制御回路は降圧モード時にハイレベル信号を生成し、
前記第5外部ピンは前記降圧モード時に前記ハイレベル信号を外部に出力する請求項22に記載の集積回路パッケージ。 - 前記固定値D’が0.7以下である請求項22または請求項23に記載の集積回路パッケージ。
- 前記第1制御回路と前記第2制御回路が発振器を共用し、前記第1制御回路が前記発振器の出力信号に基づいて前記降圧用制御信号を生成し、前記第2制御回路が前記発振器の出力信号に基づいて前記パルス信号を生成する請求項22〜請求項24のいずれか一項に記載の集積回路パッケージ。
- 前記第1制御回路は、前記帰還電圧と所定の基準電圧との差にゲインを与えた誤差信号を生成する誤差信号生成回路を含み、
前記誤差信号生成回路は、前記昇降圧モード時には前記降圧モード時よりも前記ゲインを大きくする請求項22〜請求項25のいずれか一項に記載の集積回路パッケージ。 - 1から前記固定値D’を引いた値と前記昇降圧モード時における前記ゲインとの乗算値が、前記降圧モード時における前記ゲインと同一である請求項26に記載の集積回路パッケージ。
- 前記第1スイッチに流れる電流が所定の過電流検出閾値に達しているか否かを監視し、前記電流の過電流状態が検出されたときに、前記第1制御回路に対して前記電流の抑制指示を送出する過電流保護回路を有し、
前記過電流保護回路は、前記昇降圧モード時には前記降圧モード時よりも前記所定の過電流検出閾値を大きくする請求項22〜請求項27のいずれか一項に記載の集積回路パッケージ。 - 1から前記固定値D’を引いた値と前記昇降圧モード時における前記所定の過電流検出閾値との乗算値が、前記降圧モード時における前記所定の過電流検出閾値と同一である請求項28に記載の集積回路パッケージ。
- 前記固定値D’が複数設定されており、複数設定の中から任意に選択することができる請求項22〜請求項29のいずれか一項に記載の集積回路パッケージ。
- 入力電圧が印加される第1外部ピンと、
前記入力電圧よりも低い所定電圧が印加される第2外部ピンと、
帰還電圧が印加される第3外部ピンと、
第1端が前記第1外部ピンに接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記第2外部ピンに接続された第2スイッチと、
前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続される第4外部ピンと、
前記帰還電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時にオンデューティD(0≦D≦1)が前記帰還電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定されているパルス信号を生成する第2制御回路と、
前記昇降圧モード時に前記パルス信号を外部に出力する第5外部ピンと、
を有することを特徴とする集積回路パッケージ。 - 帰還電圧が印加される一の外部ピンと、
第1端が第1電圧の印加端に接続された第1スイッチと、第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記第1電圧よりも低い第2電圧の印加端に接続された第2スイッチとを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を前記帰還電圧に応じて生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時にオンデューティD(0≦D≦1)が固定値D’(0<D’<1)に固定されているパルス信号を生成する第2制御回路と、
前記昇降圧モード時に前記パルス信号を外部に出力する他の外部ピンと、
を有することを特徴とする集積回路パッケージ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードで動作するか、前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードで動作するかがモード指定信号に応じて決定され、
前記第1制御回路は、前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差にゲインを与えた誤差信号を生成する誤差信号生成回路を含み、
前記誤差信号生成回路が前記モード指定信号に基づいて前記ゲインを設定し、前記昇降圧モード時における前記ゲインを前記降圧モード時における前記ゲインよりも大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 1から前記固定値D’を引いた値と前記昇降圧モード時における前記ゲインとの乗算値が、前記降圧モード時における前記ゲインと略同一である請求項33に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記誤差信号生成回路の駆動電流が前記モード指定信号に応じて調整される請求項33または請求項34に記載のスイッチングレギュレータ。
- 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティD(0≦D≦1)を固定値D’(0<D’<1)に固定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部と、
を有し、
前記昇降圧モードで動作するか、前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードで動作するかがモード指定信号に応じて決定され、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記電流検出部が前記モード指定信号に基づいて検出ゲインを設定し、前記降圧モード時における前記検出ゲインを前記昇降圧モード時における前記検出ゲインよりも大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 1から前記固定値D’を引いた値と前記降圧モード時における前記検出ゲインとの乗算値が、前記昇降圧モード時における前記検出ゲインと略同一である請求項36に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記スロープ電圧生成部は、前記電流検出部によって検出された電流が大きいほど前記スロープ電圧のオフセットを大きくする請求項36または請求項37に記載のスイッチングレギュレータ。
- 前記電流検出部は、前記第2スイッチを流れる電流に応じた電圧を電流に変換する電圧電流変換回路であって、
前記スロープ電圧生成部は、前記電圧電流変換回路の出力電流を充電するコンデンサを有する請求項38に記載のスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティを前記出力電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
を有し、
前記昇降圧モードで動作するか、前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードで動作するかがモード指定信号に応じて決定され、
前記第1制御回路は、前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差にゲインを与えた誤差信号を生成する誤差信号生成回路を含み、
前記誤差信号生成回路が前記モード指定信号に基づいて前記ゲインを設定し、前記昇降圧モード時における前記ゲインを前記降圧モード時における前記ゲインよりも大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 入力電圧から出力電圧を生成するスイッチングレギュレータであって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続された第1スイッチと、
第1端が前記第1スイッチの第2端に接続されて第2端が前記入力電圧よりも低い所定電圧の印加端に接続された第2スイッチと、
第1端が前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続ノードに接続されたインダクタと、
第1端が前記インダクタの第2端に接続されて第2端が前記所定電圧の印加端に接続された第3スイッチと、
第1端が前記インダクタと前記第3スイッチの接続ノードに接続されて第2端が前記出力電圧の印加端に接続された第4スイッチと、
前記出力電圧に応じて前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを相補的にオン/オフさせるための降圧用制御信号を生成する第1制御回路と、
昇降圧モード時に前記第3スイッチのオンデューティを前記出力電圧及び前記入力電圧それぞれと独立して設定して前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを相補的にオン/オフさせるための昇圧用制御信号を生成する第2制御回路と、
前記インダクタを流れる電流を検出する電流検出部と、
を有し、
前記昇降圧モードで動作するか、前記昇圧用制御信号を生成しない降圧モードで動作するかがモード指定信号に応じて決定され、
前記第1制御回路は、
前記電流検出部によって検出された電流の情報に基づいたスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた電圧と基準電圧との差分に応じた誤差信号を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記誤差信号を比較して比較信号であるリセット信号を生成するコンパレータと、
所定周波数のクロック信号であるセット信号を生成するオシレータと、
前記セット信号と前記リセット信号に応じて前記降圧用制御信号を生成するタイミング制御回路と、
を有し、
前記電流検出部が前記モード指定信号に基づいて検出ゲインを設定し、前記降圧モード時における前記検出ゲインを前記昇降圧モード時における前記検出ゲインよりも大きくすることを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 請求項1〜請求項21及び請求項33〜請求項41のいずれか一項に記載のスイッチングレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータに電力を供給するバッテリと、
を備えることを特徴とする車両。
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