JP2017139925A - スイッチングレギュレータ - Google Patents
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Abstract
Description
比較器60は、通常数uAオーダーから数十uAオーダーの電流を消費するのが一般的である。従って、出力端子OUTから流れる負荷電流が1uA以下や数uAの軽負荷モードの場合に効率を高く維持することが困難であった。
また、比較器60の消費電流を小さくした場合、遅延が大きくなるので、出力電圧VOUTのリップル電圧が大きくなるという課題がある。
基準電圧とフィードバック電圧とを比較する比較器と、
パワーFETのオン時間を制御するオン時間制御回路と、
前記比較器の信号と前記オン時間制御回路の信号に応じて、前記パワーFETを制御する信号を出力するR−Sフリップフロップ回路と、
前記パワーFETを制御する信号を受けて、所定の時間をカウントするタイマー回路を備え、
前記タイマー回路は、前記パワーFETがオンした時にカウントを開始し、前記所定の時間経過後にカウントアップ信号を出力し、
前記比較器は、前記カウントアップ信号を受けて動作電流を低消費電流モードへ切替える、ことを特徴とするスイッチングレギュレータ。
本実施形態のスイッチングレギュレータ100は、パワーFET2、インダクタ3と、ショットキーダイオード4と、コンデンサ5と、基準電圧回路6と、フィードバック抵抗7及び8と、比較器10と、オン時間制御回路11と、R−Sフリップフロップ回路12と、出力制御回路13と、ドライバー回路14と、タイマー回路15を備えている。
入力端子INに電圧が入力されると、スイッチングレギュレータ100は、出力端子OUTから出力電圧VOUTを出力する。フィードバック抵抗7及び8は、出力電圧VOUTを分圧し、フィードバック端子VFBを出力する。基準電圧回路6は、基準電圧VREFを出力する。比較器10は、フィードバック電圧VFBと基準電圧VREFの電圧を比較した信号を出力する。オン時間制御回路11は、R−Sフリップフロップ回路12の出力信号からパワーFET2がオンしている時間を決定する信号を出力する。R−Sフリップフロップ回路12及び出力制御回路13は、比較器10の出力信号とオン時間制御回路11の出力信号からハイサイドのパワーFET2のドライブ信号を生成し、出力制御回路13、ドライバー回路14を介してパワーFET2のゲートに出力する。
タイマー回路15は、パワーFET2がオンする出力制御回路13のローレベルの信号を受けて、カウントを開始する。そして、タイマー回路15は、所定時間経過後にカウントアップすると、比較器10に信号を出力する。比較器10は、タイマー回路15の信号を受けると、低消費電流動作へ移行する。タイマー回路15は、所定時間経過前に出力制御回路13のローレベルの信号を受けると、カウンタはリセットされ、再度カウントを開始する。従って、比較器10は、低消費電流動作へ移行することなく、通常電流動作を継続する。
なお、タイマー回路15は、パワーFET2がオンするタイミングでカウントを開始すば良く、入力される信号は出力制御回路13の信号に限定されるものではない。
図1においては、比較器10は、タイマー回路15の出力する信号によって、通常電流と低消費電流の動作を切替える構成とした。本実施形態のスイッチングレギュレータ200は、比較器10の代わりに、通常電流で動作する比較器20と、低消費電流で動作する比較器21と、スイッチ回路22を備えている。
なお、本実施形態のスイッチングレギュレータのタイマー回路15は、同期整流型スイッチングレギュレータに適用しても、同様の効果を奏する。
本実施形態のスイッチングレギュレータ300は、同期整流型である。
スイッチングレギュレータ300は、新たに、出力制御回路33と、ドライバー回路34と、ローサイドのパワーFET32と、流電流検出回路30を備えている。流電流検出回路30は、ノードSWの電圧を監視して、軽負荷時にインダクタンス3を流れる電流が重負荷時と逆の向きの電流になることを検知し、検出信号を出力制御回路33に出力する。流電流検出回路30は、更に、タイマー回路15のカウントアップ信号が入力され、動作電流が制御される。
スイッチングレギュレータ300の動作は、一般的な同期整流型のスイッチングレギュレータと同じなので省略する。
このように構成した流電流検出回路30を備えたので、スイッチングレギュレータ300は、更に消費電流を削減することが可能である。
タイマー回路15は、パワーFET2がオンするタイミングT1でカウントを開始し、所定の時間(T2−T1)でカウントアップし、出力はローレベルになる。
タイマー回路15は、パワーFET2がオンするタイミングT1でカウントを開始し、所定の時間(T2−T1)でカウントアップする前に、リセットされるので、カウントアップすることなく、出力はハイレベルを維持する。
11 オン時間制御回路
12 R−Sフリップフロップ
13、33 出力制御回路
15 タイマー回路
30 逆流電流検出回路
Claims (3)
- 基準電圧とフィードバック電圧とを比較する比較器と、
パワーFETのオン時間を制御するオン時間制御回路と、
前記比較器の信号と前記オン時間制御回路の信号に応じて、前記パワーFETを制御する信号を出力するR−Sフリップフロップ回路と、
前記パワーFETを制御する信号を受けて、所定の時間をカウントするタイマー回路を備え、
前記タイマー回路は、前記パワーFETがオンした時にカウントを開始し、前記所定の時間経過後にカウントアップ信号を出力し、
前記比較器は、前記カウントアップ信号を受けて動作電流を低消費電流モードへ切替える、
ことを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 前記比較器は、
通常の動作電流で駆動される第一の比較器と、
通常の動作電流より小さい動作電流で駆動される第二の比較器と、
前記第一の比較器の出力端子と前記第二の比較器の出力端子を切替えて前記R−Sフリップフロップ回路の入力端子に接続するスイッチ回路と、を備え、
前記カウントアップ信号を受けて、前記第一の比較器は動作電流の供給を停止され、前記スイッチ回路は前記第二の比較器の出力端子を前記R−Sフリップフロップ回路の入力端子に接続する、
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記スイッチングレギュレータは、逆流電流検出回路を備えた同期整流型であって、
前記逆流電流検出回路は、前記カウントアップ信号を受けて動作電流の供給を停止される、
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングレギュレータ。
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