JP2017169340A - Control circuit and slope generation circuit for switching power supply - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a circuit scale.SOLUTION: A control circuit for a switching power supply includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12-1 and a slope generation circuit 13-1. The feedback circuit 11 outputs a voltage signal according to a feedback voltage VFB fed back from the secondary side output of a transformer. The oscillator circuit 12-1 converts the voltage signal into a current signal, to charge a capacitor with a charge current which is proportional to the current signal so as to generate the clock signal of a predetermined oscillation frequency to output a triangle wave voltage Vosc0 synchronized with the clock signal. The slope generation circuit 13-1 generates, from a current obtained by converting the triangle wave voltage Vosc0 by a resistor R41, a slope compensating current Is by a current mirror circuit, to subtract a voltage, which is obtained by converting the slope compensating current Is through a resistor R42, from a divided voltage Vd which is obtained by dividing an input voltage VFB, so as to generate a slope voltage Vslope.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本技術は、スイッチング電源装置の制御回路およびスロープ生成回路に関する。   The present technology relates to a control circuit and a slope generation circuit of a switching power supply device.

電源装置として、出力電圧とともにトランスのインダクタ電流をフィードバックして出力電圧の定電圧化を図る電流モード制御のスイッチング電源装置が広く使用されている。電流モード制御のスイッチング電源装置では、電流モード制御用パルス信号のサブハーモニック発振を抑制して、出力電圧の安定化を図っている。   As a power supply device, a current mode control switching power supply device that feeds back an inductor current of a transformer together with an output voltage to make the output voltage constant is widely used. In the switching power supply device of current mode control, the subharmonic oscillation of the current mode control pulse signal is suppressed to stabilize the output voltage.

サブハーモニック発振とは、スイッチング素子として使用するパワートランジスタを50%以上のデューティサイクルで動作させた場合に、スイッチング周波数より低い周波数の発振が発生する現象である。   Subharmonic oscillation is a phenomenon in which oscillation at a frequency lower than the switching frequency occurs when a power transistor used as a switching element is operated at a duty cycle of 50% or more.

その発生メカニズムは、パワートランジスタと直列に接続されたトランスに流れるインダクタ電流のスイッチング周期における初期値と最終値が、インダクタ電流の上昇と下降との整合がとれずに時間を追ってずれていくものである。   The generation mechanism is that the initial value and final value in the switching period of the inductor current flowing in the transformer connected in series with the power transistor are shifted over time without matching the rise and fall of the inductor current. is there.

このずれの絶対値は、徐々に大きくなり、その後何周期か経過したときに小さくなる。そして、このずれの増減が繰り返されて低周波の発振を起こす。
サブハーモニック発振を抑制するために、インダクタ電流の上昇スロープおよび下降スロープのずれをスロープ電圧によって補正するスロープ補償が行われる。
The absolute value of this deviation gradually increases and then decreases after a certain number of cycles. And this increase / decrease in the deviation is repeated to cause low frequency oscillation.
In order to suppress subharmonic oscillation, slope compensation is performed to correct the deviation between the rising slope and the falling slope of the inductor current with the slope voltage.

例えば、スロープ補償の従来技術として、整流した出力電圧を電圧検出部で検出し、スロープ生成回路が電圧検出部から出力された電圧検出信号からスロープ補償信号を減算する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。このようなスロープ補償の従来技術について、以下説明する。   For example, as a conventional technique of slope compensation, a technique has been proposed in which a rectified output voltage is detected by a voltage detection unit, and a slope generation circuit subtracts a slope compensation signal from a voltage detection signal output from the voltage detection unit (for example, Patent Document 1). The prior art of such slope compensation will be described below.

図8は電流モード制御のスイッチング電源装置の構成例を示す図である。スイッチング電源装置100は、ブリッジダイオードBD1、コンデンサC11〜C13、抵抗R21〜R23、ダイオードD1、D2、トランスT1、スイッチング素子PT1、フォトカプラPC1、制御回路10および電圧検出回路120を備える。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a switching power supply device for current mode control. The switching power supply device 100 includes a bridge diode BD1, capacitors C11 to C13, resistors R21 to R23, diodes D1 and D2, a transformer T1, a switching element PT1, a photocoupler PC1, a control circuit 10, and a voltage detection circuit 120.

なお、スイッチング素子PT1には、NMOSトランジスタが使用されている。また、トランスT1は、1次巻線Tn1、2次巻線Tn2を含み、さらに補助巻線Tn3を有している。   Note that an NMOS transistor is used as the switching element PT1. The transformer T1 includes a primary winding Tn1, a secondary winding Tn2, and further has an auxiliary winding Tn3.

回路素子の接続関係について、ブリッジダイオードBD1の2つの入力端子は、AC電圧源a1に接続する。ブリッジダイオードBD1の一方の出力端子は、コンデンサC11の正極側端子と、トランスT1の1次巻線Tn1の一端に接続する。   Regarding the connection relationship of the circuit elements, the two input terminals of the bridge diode BD1 are connected to the AC voltage source a1. One output terminal of the bridge diode BD1 is connected to the positive terminal of the capacitor C11 and one end of the primary winding Tn1 of the transformer T1.

ブリッジダイオードBD1の他方の出力端子は、コンデンサC11の負極側端子、抵抗R22の一端、制御回路10の接地端子GND、フォトカプラPC1のフォトトランジスタのエミッタ、コンデンサC12の負極側端子およびトランスT1の補助巻線Tn3の一端に接続する。   The other output terminal of the bridge diode BD1 is the negative terminal of the capacitor C11, one end of the resistor R22, the ground terminal GND of the control circuit 10, the emitter of the phototransistor of the photocoupler PC1, the negative terminal of the capacitor C12, and the auxiliary of the transformer T1. Connected to one end of the winding Tn3.

制御回路10の出力端子OUTは、抵抗R21の一端に接続し、抵抗R21の他端は、スイッチング素子PT1のゲートに接続する。スイッチング素子PT1のドレインは、トランスT1の1次巻線Tn1の他端に接続し、スイッチング素子PT1のソースは、抵抗R22の他端と、抵抗R23の一端と接続する。抵抗R23の他端は、制御回路10の電流検出端子CSに接続する。   The output terminal OUT of the control circuit 10 is connected to one end of the resistor R21, and the other end of the resistor R21 is connected to the gate of the switching element PT1. The drain of the switching element PT1 is connected to the other end of the primary winding Tn1 of the transformer T1, and the source of the switching element PT1 is connected to the other end of the resistor R22 and one end of the resistor R23. The other end of the resistor R23 is connected to the current detection terminal CS of the control circuit 10.

制御回路10の電源端子VCCは、コンデンサC12の正極側端子と、ダイオードD1のカソードと接続し、ダイオードD1のアノードは、トランスT1の補助巻線Tn3の他端に接続する。制御回路10のフィードバック端子FBは、フォトカプラPC1のフォトトランジスタのコレクタに接続する。   The power supply terminal VCC of the control circuit 10 is connected to the positive terminal of the capacitor C12 and the cathode of the diode D1, and the anode of the diode D1 is connected to the other end of the auxiliary winding Tn3 of the transformer T1. The feedback terminal FB of the control circuit 10 is connected to the phototransistor collector of the photocoupler PC1.

トランスT1の2次巻線Tn2の一端は、ダイオードD2のアノードに接続し、ダイオードD2のカソードは、コンデンサC13の正極側端子、出力端子b1および電圧検出回路120の一方の電圧検出端子に接続する。   One end of the secondary winding Tn2 of the transformer T1 is connected to the anode of the diode D2, and the cathode of the diode D2 is connected to the positive terminal of the capacitor C13, the output terminal b1, and one voltage detection terminal of the voltage detection circuit 120. .

トランスT1の2次巻線Tn2の他端は、コンデンサC13の負極側端子、出力端子b2および電圧検出回路120の他方の電圧検出端子に接続する。出力端子b1、b2は、負荷2に接続する。フォトカプラPC1のフォトダイオードのカソードおよびアノードは、電圧検出回路120の電圧検出信号出力端子にそれぞれ接続する。   The other end of the secondary winding Tn2 of the transformer T1 is connected to the negative side terminal of the capacitor C13, the output terminal b2, and the other voltage detection terminal of the voltage detection circuit 120. The output terminals b1 and b2 are connected to the load 2. The cathode and anode of the photodiode of the photocoupler PC1 are connected to the voltage detection signal output terminal of the voltage detection circuit 120, respectively.

ここで、スイッチング電源装置100は、フライバック型のDC/DCコンバータとして構成され、トランスT1の1次側に流れる電流をスイッチング素子PT1によりオン・オフすることにより、トランスT1の2次側に発生した脈流を整流して負荷に出力する。   Here, the switching power supply device 100 is configured as a flyback DC / DC converter, and is generated on the secondary side of the transformer T1 by turning on and off the current flowing in the primary side of the transformer T1 by the switching element PT1. The pulsating flow is rectified and output to the load.

スイッチング電源装置100では、商用交流をブリッジダイオードBD1により全波整流し、その全波整流した電圧をコンデンサC11により平滑してトランスT1の1次側巻線Tn1と、スイッチング素子PT1との直列回路に供給する。   In the switching power supply device 100, commercial alternating current is full-wave rectified by the bridge diode BD1, and the full-wave rectified voltage is smoothed by the capacitor C11 to form a series circuit of the primary winding Tn1 of the transformer T1 and the switching element PT1. Supply.

そして、半導体集積回路からなる制御回路10により、スイッチング素子PT1をオン・オフすることで、トランスT1の2次側巻線Tn2に発生した脈流をダイオードD2およびコンデンサC13により整流・平滑して負荷2に供給する。   The control circuit 10 made of a semiconductor integrated circuit turns on and off the switching element PT1, thereby rectifying and smoothing the pulsating current generated in the secondary winding Tn2 of the transformer T1 by the diode D2 and the capacitor C13. 2 is supplied.

また、負荷2への出力電圧は、電圧検出回路120で検出され、その検出信号がフォトカプラPC1を介してフィードバックされ、制御回路10のフィードバック端子FBに入力される。   The output voltage to the load 2 is detected by the voltage detection circuit 120, and the detection signal is fed back through the photocoupler PC1 and input to the feedback terminal FB of the control circuit 10.

制御回路10にはフィードバック端子FBの他に、電源電圧が入力される電源端子VCC、GNDレベルの接地端子GND、PWM(Pulse Width Modulation)信号の出力端子OUTおよび電流検出信号が入力される電流検出端子CSが設けられている。   In addition to the feedback terminal FB, the control circuit 10 includes a power supply terminal VCC to which a power supply voltage is input, a ground terminal GND at a GND level, an output terminal OUT of a PWM (Pulse Width Modulation) signal, and a current detection signal to which a current detection signal is input. A terminal CS is provided.

電源端子VCCには、トランスT1の補助巻線Tn3の出力をダイオードD1およびコンデンサC12により整流・平滑した直流電圧が入力される。電流検出端子CSには、スイッチング素子PT1に流れる電流を、電流検出抵抗R22により電圧に変換した電流検出信号が抵抗R23を介して入力される。出力端子OUTは、スイッチング素子PT1をスイッチングさせるためのPWM信号を出力する。   A DC voltage obtained by rectifying and smoothing the output of the auxiliary winding Tn3 of the transformer T1 with the diode D1 and the capacitor C12 is input to the power supply terminal VCC. A current detection signal obtained by converting the current flowing through the switching element PT1 into a voltage by the current detection resistor R22 is input to the current detection terminal CS via the resistor R23. The output terminal OUT outputs a PWM signal for switching the switching element PT1.

図9は図8に示す制御回路10の概略全体構成例を示す図である。制御回路10のフィードバック端子FB、電流検出端子CSおよび出力端子OUT周辺の内部構成の一例を示している。   FIG. 9 is a diagram showing a schematic overall configuration example of the control circuit 10 shown in FIG. An example of the internal configuration around the feedback terminal FB, current detection terminal CS, and output terminal OUT of the control circuit 10 is shown.

制御回路10は、フィードバック回路11、発振器回路12、スロープ生成回路13、PWMコンパレータ21、RSフリップフロップ22およびバッファ23を備える。また、フィードバック回路11は、抵抗R10、R31〜R34、ダイオードD1、D2およびトランジスタTr0を含む。なお、図9に示すフィードバック回路11の内部は、回路の一部のみを示しており、詳細構成は後述する。また、フィードバック回路11内のダイオードは、実際はトランジスタで構成される(後述)。   The control circuit 10 includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12, a slope generation circuit 13, a PWM comparator 21, an RS flip-flop 22 and a buffer 23. The feedback circuit 11 includes resistors R10, R31 to R34, diodes D1, D2, and a transistor Tr0. Note that the inside of the feedback circuit 11 shown in FIG. 9 shows only a part of the circuit, and the detailed configuration will be described later. The diode in the feedback circuit 11 is actually composed of a transistor (described later).

ここで、PWMコンパレータ21の正側入力端子は、電流検出端子CSに接続して、電流検出信号電圧VCSが入力され、PWMコンパレータ21の負側入力端子には、スロープ電圧V_slopeが入力される。   Here, the positive input terminal of the PWM comparator 21 is connected to the current detection terminal CS, and the current detection signal voltage VCS is input thereto. The slope voltage V_slope is input to the negative input terminal of the PWM comparator 21.

RSフリップフロップ22のリセット端子Rは、PWMコンパレータ21の出力端子に接続され、RSフリップフロップ22のセット端子Sには、クロック信号ckが入力される。   The reset terminal R of the RS flip-flop 22 is connected to the output terminal of the PWM comparator 21, and the clock signal ck is input to the set terminal S of the RS flip-flop 22.

RSフリップフロップ22の出力端子Qは、バッファ23の入力端子に接続され、バッファ23の出力端子は、出力端子OUTに接続される。出力端子OUTからは、スイッチング素子PT1をスイッチングするための駆動信号VOUTが出力される。   The output terminal Q of the RS flip-flop 22 is connected to the input terminal of the buffer 23, and the output terminal of the buffer 23 is connected to the output terminal OUT. A drive signal VOUT for switching the switching element PT1 is output from the output terminal OUT.

図10はスイッチング電源装置における出力電圧の安定化制御を説明するための図である。横軸は時間、縦軸は電圧である。
〔S1〕発振器回路12は、一定周期のクロック信号ckを出力する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the stabilization control of the output voltage in the switching power supply device. The horizontal axis is time, and the vertical axis is voltage.
[S1] The oscillator circuit 12 outputs a clock signal ck having a fixed period.

〔S1a〕クロック信号ckでセットされたRSフリップフロップ22の出力端子Qからの信号は、駆動信号VOUTとしてバッファ23を介して出力端子OUTから出力される。   [S1a] The signal from the output terminal Q of the RS flip-flop 22 set by the clock signal ck is output from the output terminal OUT through the buffer 23 as the drive signal VOUT.

〔S2〕駆動信号VOUTによってスイッチング素子PT1がオンすると(VOUT=H)、トランスT1の1次側巻線Tn1に電流が流れ、電流検出端子CSに印加される電流検出信号電圧VCSは増加する。   [S2] When the switching element PT1 is turned on by the drive signal VOUT (VOUT = H), a current flows through the primary winding Tn1 of the transformer T1, and the current detection signal voltage VCS applied to the current detection terminal CS increases.

〔S3〕スロープ生成回路13は、クロック信号ckに同期して、フィードバック端子FBに印加されるフィードバック端子電圧VFBから、スロープ電圧V_slopeを生成する。なお、スロープ電圧V_slopeは、フィードバック端子電圧VFBから生成される電圧Vrから徐々に低下する電圧となる。   [S3] The slope generation circuit 13 generates a slope voltage V_slope from the feedback terminal voltage VFB applied to the feedback terminal FB in synchronization with the clock signal ck. The slope voltage V_slope is a voltage that gradually decreases from the voltage Vr generated from the feedback terminal voltage VFB.

〔S4〕PWMコンパレータ21は、スロープ電圧V_slopeと、電流検出信号電圧VCSとを比較し、電流検出信号電圧VCSがスロープ電圧V_slopeに達するとHレベルの信号を出力する。   [S4] The PWM comparator 21 compares the slope voltage V_slope with the current detection signal voltage VCS, and outputs an H level signal when the current detection signal voltage VCS reaches the slope voltage V_slope.

〔S5〕PWMコンパレータ21から出力されたHレベル信号でRSフリップフロップ22をリセットし、出力端子OUTからの駆動信号VOUTがLレベルになると、スイッチング素子PT1はオフする(VOUT=L)。このとき電流検出信号電圧VCSは0Vになり、PWMコンパレータ21の出力もLレベルになる。   [S5] When the RS flip-flop 22 is reset by the H level signal output from the PWM comparator 21, and the drive signal VOUT from the output terminal OUT becomes L level, the switching element PT1 is turned off (VOUT = L). At this time, the current detection signal voltage VCS becomes 0 V, and the output of the PWM comparator 21 also becomes L level.

以降、一定周期のクロック信号ckでこの動作を繰り返し、負荷2に応じてフィードバック端子電圧VFBが変わることで、駆動信号VOUTのデューティを変化させてスイッチング素子PT1のスイッチングを制御する。これにより、スイッチング電源装置の出力電圧が設定値になるように制御される。   Thereafter, this operation is repeated with a clock signal ck having a fixed period, and the feedback terminal voltage VFB changes according to the load 2, whereby the duty of the drive signal VOUT is changed to control the switching of the switching element PT1. Thereby, it controls so that the output voltage of a switching power supply device may become a setting value.

次にスロープ生成回路にオペアンプを使う従来の制御回路について説明する。図11、図12はその制御回路の構成例を示す図である。制御回路10は、フィードバック回路11、発振器回路12およびスロープ生成回路13を備える。図11に、フィードバック回路11および発振器回路12を示し、図12に、スロープ生成回路13を示す。なお、以下、抵抗を表す符号は、当該抵抗の抵抗値としても適用される。   Next, a conventional control circuit using an operational amplifier for the slope generation circuit will be described. 11 and 12 are diagrams showing a configuration example of the control circuit. The control circuit 10 includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12, and a slope generation circuit 13. FIG. 11 shows the feedback circuit 11 and the oscillator circuit 12, and FIG. 12 shows the slope generation circuit 13. In the following, the symbol representing resistance is also applied as the resistance value of the resistor.

フィードバック回路11は、抵抗R0、R1、R2、R10、R31〜R34、トランジスタTr0、Tr1、Tr10、NMOSトランジスタN1、PMOSトランジスタP1、P2および電流源I1を含む。   The feedback circuit 11 includes resistors R0, R1, R2, R10, R31 to R34, transistors Tr0, Tr1, Tr10, NMOS transistor N1, PMOS transistors P1, P2, and a current source I1.

なお、トランジスタTr0、Tr1、Tr10には、NPNトランジスタが使用されている。また、電流源I1は、例えば、1μAの定電流源である。
発振器回路12は、抵抗R3、コンデンサC1、C2、トランジスタTr2〜Tr4、NMOSトランジスタN2、N3、PMOSトランジスタP3〜P7、電流源I2、コンパレータcomp1、comp2およびRSフリップフロップIC1を含む。
Note that NPN transistors are used as the transistors Tr0, Tr1, and Tr10. The current source I1 is a constant current source of 1 μA, for example.
The oscillator circuit 12 includes a resistor R3, capacitors C1 and C2, transistors Tr2 to Tr4, NMOS transistors N2 and N3, PMOS transistors P3 to P7, a current source I2, comparators comp1 and comp2, and an RS flip-flop IC1.

なお、トランジスタTr2、Tr4には、PNPトランジスタが使用され、トランジスタTr3には、NPNトランジスタが使用されている。また、電流源I2は、例えば、1μAの定電流源である。   Note that PNP transistors are used for the transistors Tr2 and Tr4, and NPN transistors are used for the transistor Tr3. The current source I2 is a constant current source of 1 μA, for example.

スロープ生成回路13は、抵抗R4、R5、コンデンサC3、トランジスタTr5〜Tr8、NMOSトランジスタN4、N5、PMOSトランジスタP8、電流源I3〜I6および電圧減算回路13aを含む。また、電圧減算回路13aは、抵抗R11〜R14およびオペアンプOP1を含む。   The slope generation circuit 13 includes resistors R4 and R5, a capacitor C3, transistors Tr5 to Tr8, NMOS transistors N4 and N5, a PMOS transistor P8, current sources I3 to I6, and a voltage subtraction circuit 13a. The voltage subtraction circuit 13a includes resistors R11 to R14 and an operational amplifier OP1.

なお、トランジスタTr6には、NPNトランジスタが使用され、トランジスタTr5、Tr7、Tr8には、PNPトランジスタが使用されている。また、電流源I3は、例えば、5μAの定電流源であり、電流源I4〜I6は、例えば、20μAの定電流源である。   Note that an NPN transistor is used as the transistor Tr6, and a PNP transistor is used as the transistors Tr5, Tr7, and Tr8. The current source I3 is, for example, a constant current source of 5 μA, and the current sources I4 to I6 are, for example, constant current sources of 20 μA.

次に制御回路10の回路素子の接続関係について説明する。トランジスタTr10のコレクタは、電源端子VCCに接続し、トランジスタTr10のエミッタは、抵抗R10の一端に接続する。   Next, the connection relationship of the circuit elements of the control circuit 10 will be described. The collector of the transistor Tr10 is connected to the power supply terminal VCC, and the emitter of the transistor Tr10 is connected to one end of the resistor R10.

制御回路10の内部電源VDD(5V)につながる電源ラインL1は、トランジスタTr10のベース、電流源I1〜I6の入力端、PMOSトランジスタP1〜P4、P6のソースおよびトランジスタTr6のコレクタに接続する。   A power supply line L1 connected to the internal power supply VDD (5 V) of the control circuit 10 is connected to the base of the transistor Tr10, the input ends of the current sources I1 to I6, the sources of the PMOS transistors P1 to P4 and P6, and the collector of the transistor Tr6.

抵抗R10の他端は、フィードバック端子FB、トランジスタTr0のベース、トランジスタTr0のコレクタおよび抵抗R0の一端に接続し、抵抗R0の他端は、NMOSトランジスタN1のドレインに接続する。   The other end of the resistor R10 is connected to the feedback terminal FB, the base of the transistor Tr0, the collector of the transistor Tr0, and one end of the resistor R0, and the other end of the resistor R0 is connected to the drain of the NMOS transistor N1.

トランジスタTr0のエミッタは、抵抗R31の一端に接続し、抵抗R31の他端は、抵抗R32の一端に接続する。抵抗R32の他端は、抵抗R33の一端に接続し、抵抗R33の他端は、抵抗R34の一端と、トランジスタTr8のベースと接続する。   The emitter of the transistor Tr0 is connected to one end of the resistor R31, and the other end of the resistor R31 is connected to one end of the resistor R32. The other end of the resistor R32 is connected to one end of the resistor R33, and the other end of the resistor R33 is connected to one end of the resistor R34 and the base of the transistor Tr8.

NMOSトランジスタN1のゲートは、電流源I1の出力端、PMOSトランジスタP1のドレイン、PMOSトランジスタP1、P2のゲートおよびトランジスタTr1のコレクタに接続する。NMOSトランジスタN1のバックゲートはGNDに接続する。   The gate of the NMOS transistor N1 is connected to the output terminal of the current source I1, the drain of the PMOS transistor P1, the gates of the PMOS transistors P1 and P2, and the collector of the transistor Tr1. The back gate of the NMOS transistor N1 is connected to GND.

NMOSトランジスタN1のソースは、トランジスタTr1のベースに接続し、トランジスタTr1のエミッタは、抵抗R1、R2の一端に接続する。PMOSトランジスタP2のドレインは、抵抗R2の他端と、トランジスタTr2のベースと接続する。   The source of the NMOS transistor N1 is connected to the base of the transistor Tr1, and the emitter of the transistor Tr1 is connected to one end of the resistors R1 and R2. The drain of the PMOS transistor P2 is connected to the other end of the resistor R2 and the base of the transistor Tr2.

電流源I2の出力端は、トランジスタTr2、Tr4のエミッタおよびトランジスタTr3のベースに接続する。トランジスタTr4のベースには、電圧Va(例えば、2.5V)が印加される。トランジスタTr3のコレクタは、PMOSトランジスタP3のドレインと、PMOSトランジスタP3、P4、P6のゲートと接続する。   The output terminal of the current source I2 is connected to the emitters of the transistors Tr2 and Tr4 and the base of the transistor Tr3. A voltage Va (for example, 2.5 V) is applied to the base of the transistor Tr4. The collector of the transistor Tr3 is connected to the drain of the PMOS transistor P3 and the gates of the PMOS transistors P3, P4, and P6.

トランジスタTr3のエミッタは、抵抗R3の一端に接続し、PMOSトランジスタP4のドレインは、PMOSトランジスタP5のソースに接続し、PMOSトランジスタP6のドレインは、PMOSトランジスタP7のソースに接続する。   The emitter of the transistor Tr3 is connected to one end of the resistor R3, the drain of the PMOS transistor P4 is connected to the source of the PMOS transistor P5, and the drain of the PMOS transistor P6 is connected to the source of the PMOS transistor P7.

PMOSトランジスタP5のドレインは、コンパレータcomp1の正側入力端子、コンデンサC1の一端およびNMOSトランジスタN2のドレインに接続する。
コンパレータcomp1の負側入力端子は、電圧Vb(例えば、2.5V)が印加され、コンパレータcomp1の出力端子は、RSフリップフロップIC1のセット端子Sに接続する。
The drain of the PMOS transistor P5 is connected to the positive side input terminal of the comparator comp1, one end of the capacitor C1, and the drain of the NMOS transistor N2.
A voltage Vb (for example, 2.5 V) is applied to the negative input terminal of the comparator comp1, and the output terminal of the comparator comp1 is connected to the set terminal S of the RS flip-flop IC1.

PMOSトランジスタP7のドレインは、コンパレータcomp2の正側入力端子、コンデンサC2の一端およびNMOSトランジスタN3のドレインに接続する。
コンパレータcomp2の負側入力端子は、電圧Vc(例えば、0.6V)が印加され、コンパレータcomp2の出力端子は、RSフリップフロップIC1のリセット端子Rに接続する。
The drain of the PMOS transistor P7 is connected to the positive side input terminal of the comparator comp2, one end of the capacitor C2, and the drain of the NMOS transistor N3.
A voltage Vc (for example, 0.6 V) is applied to the negative input terminal of the comparator comp2, and the output terminal of the comparator comp2 is connected to the reset terminal R of the RS flip-flop IC1.

RSフリップフロップIC1の出力端子Qは、PMOSトランジスタP5、P8のゲートと、NMOSトランジスタN2、N4、N5のゲートと接続する。RSフリップフロップIC1の出力端子(反転出力端子)Qnは、PMOSトランジスタP7のゲートと、NMOSトランジスタN3のゲートと接続する。   The output terminal Q of the RS flip-flop IC1 is connected to the gates of the PMOS transistors P5 and P8 and the gates of the NMOS transistors N2, N4 and N5. The output terminal (inverted output terminal) Qn of the RS flip-flop IC1 is connected to the gate of the PMOS transistor P7 and the gate of the NMOS transistor N3.

PMOSトランジスタP8のソースは、電流源I3の出力端に接続し、PMOSトランジスタP8のドレインは、NMOSトランジスタN4のドレイン、コンデンサC3の一端およびトランジスタTr5のベースに接続する。NMOSトランジスタN4のソースは、コンデンサC3の他端と、GNDと接続する。   The source of the PMOS transistor P8 is connected to the output terminal of the current source I3, and the drain of the PMOS transistor P8 is connected to the drain of the NMOS transistor N4, one end of the capacitor C3, and the base of the transistor Tr5. The source of the NMOS transistor N4 is connected to the other end of the capacitor C3 and GND.

トランジスタTr5のエミッタは、電流源I4の出力端と、トランジスタTr6のベースと接続する。トランジスタTr6のエミッタは、抵抗R4の一端に接続し、抵抗R4の他端は、NMOSトランジスタN5のドレイン、トランジスタTr7のベースおよび抵抗R5の一端に接続する。   The emitter of the transistor Tr5 is connected to the output terminal of the current source I4 and the base of the transistor Tr6. The emitter of the transistor Tr6 is connected to one end of the resistor R4, and the other end of the resistor R4 is connected to the drain of the NMOS transistor N5, the base of the transistor Tr7, and one end of the resistor R5.

トランジスタTr7のエミッタは、電流源I5の出力端と、抵抗R11の一端と接続し、トランジスタTr8のエミッタは、電流源I6の出力端と、抵抗R12の一端と接続する。   The emitter of the transistor Tr7 is connected to the output end of the current source I5 and one end of the resistor R11, and the emitter of the transistor Tr8 is connected to the output end of the current source I6 and one end of the resistor R12.

抵抗R11の他端は、オペアンプOP1の負側入力端子と、抵抗R13の一端と接続し、抵抗R12の他端は、抵抗R14の一端と、オペアンプOP1の正側入力端子と接続し、抵抗R13の他端は、オペアンプOP1の出力端に接続する。   The other end of the resistor R11 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier OP1 and one end of the resistor R13, and the other end of the resistor R12 is connected to one end of the resistor R14 and the positive input terminal of the operational amplifier OP1. Is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1.

制御回路10のGNDにつながる接地ラインL2は、抵抗R34、R1、R3、R5、R14の他端、トランジスタTr2、Tr4、Tr5、Tr7、Tr8のコレクタ、コンデンサC1、C2の他端およびNMOSトランジスタN2、N3、N5のソースに接続する。   The ground line L2 connected to the GND of the control circuit 10 includes the other ends of the resistors R34, R1, R3, R5, and R14, the collectors of the transistors Tr2, Tr4, Tr5, Tr7, and Tr8, the other ends of the capacitors C1 and C2, and the NMOS transistor N2. , N3, N5.

ここで、制御回路10のフィードバック端子FBに印加されるフィードバック端子電圧VFBと、発振器回路12で生成されるクロック信号ckの周波数との関係について説明する。フィードバック端子電圧VFBが0Vから増加していく際、フィードバック端子電圧VFBが0.7Vからクロック信号ckの周波数が上昇し始め、フィードバック端子電圧VFBが1.15Vに達すると、クロック信号ckの周波数が60kHzになる。クロック信号ckの周波数が上昇する傾きは、132kHz/Vである。また、フィードバック端子電圧VFBが1.15V以上になると、周波数の上昇は停止し、クロック信号ckの周波数は、60kHzで一定になる。   Here, the relationship between the feedback terminal voltage VFB applied to the feedback terminal FB of the control circuit 10 and the frequency of the clock signal ck generated by the oscillator circuit 12 will be described. When the feedback terminal voltage VFB increases from 0V, the frequency of the clock signal ck begins to increase from 0.7V of the feedback terminal voltage VFB, and when the feedback terminal voltage VFB reaches 1.15V, the frequency of the clock signal ck is increased. 60 kHz. The slope at which the frequency of the clock signal ck increases is 132 kHz / V. When the feedback terminal voltage VFB is 1.15 V or higher, the increase in frequency stops, and the frequency of the clock signal ck becomes constant at 60 kHz.

次にフィードバック回路11の動作について説明する。フィードバック回路11では、トランジスタTr1のベースに電流を入力して、トランジスタTr1をオンさせ、トランジスタTr1のエミッタに接続される抵抗R1、R2を通じて電圧を出力するようにする。   Next, the operation of the feedback circuit 11 will be described. In the feedback circuit 11, a current is input to the base of the transistor Tr1, the transistor Tr1 is turned on, and a voltage is output through resistors R1 and R2 connected to the emitter of the transistor Tr1.

なお、フィードバック端子FBからトランジスタTr1のベースに電流を引き込みすぎないように、フィードバック端子FBと、トランジスタTr1のベースとの間に、抵抗R0およびNMOSトランジスタN1が挿入されている。   Note that a resistor R0 and an NMOS transistor N1 are inserted between the feedback terminal FB and the base of the transistor Tr1 so as not to draw too much current from the feedback terminal FB to the base of the transistor Tr1.

抵抗R0およびNMOSトランジスタN1は、トランジスタTr1のベースに流れ込むベース電流を制限する役目を果たす。また、トランジスタTr1は、ベース電流が小さくても、hFE(電流増幅率)が十分高ければ、エミッタから電流を出力できる。ベース電流が小さいので、フィードバック端子FBから電流を引き込むことによるフィードバック端子FBの電圧への影響は無視できるものとなる。また、フィードバック端子FBの電圧からトランジスタTr1のベース電圧までの電圧ドロップも無視できるものとなる。   The resistor R0 and the NMOS transistor N1 serve to limit the base current flowing into the base of the transistor Tr1. Further, the transistor Tr1 can output a current from the emitter as long as the hFE (current amplification factor) is sufficiently high even if the base current is small. Since the base current is small, the influence on the voltage of the feedback terminal FB by drawing the current from the feedback terminal FB can be ignored. Further, the voltage drop from the voltage at the feedback terminal FB to the base voltage of the transistor Tr1 can be ignored.

ここで、抵抗R0とNMOSトランジスタN1でベース電流が制限されたトランジスタTr1がオンした場合、トランジスタTr1がエミッタフォロワ回路を構成しているので、トランジスタTr1のエミッタ電圧、すなわち、抵抗R1、R2の分圧点であるノードn0の電位は(VFB−Vbe)になる。VFBは、フィードバック端子FBに印加される入力電圧、Vbeは、トランジスタのベースエミッタ間電圧である。   Here, when the transistor Tr1 whose base current is limited by the resistor R0 and the NMOS transistor N1 is turned on, the transistor Tr1 forms an emitter follower circuit. Therefore, the emitter voltage of the transistor Tr1, that is, the resistance R1, R2 is divided. The potential of the node n0 that is the pressure point is (VFB-Vbe). VFB is an input voltage applied to the feedback terminal FB, and Vbe is a base-emitter voltage of the transistor.

そして、ノードn0の電位が(VFB−Vbe)になると同時に、PMOSトランジスタP1に電流が流れる。また、PMOSトランジスタP1、P2は、カレントミラー回路を形成しているから、PMOSトランジスタP1に電流が流れると、PMOSトランジスタP2にも電流が流れる。   Then, at the same time as the potential of the node n0 becomes (VFB−Vbe), a current flows through the PMOS transistor P1. Since the PMOS transistors P1 and P2 form a current mirror circuit, when a current flows through the PMOS transistor P1, a current also flows through the PMOS transistor P2.

これによって、電圧(VFB−Vbe)が抵抗比((R1+R2)/R1)に応じて増幅し、フィードバック回路11からは、電圧信号((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)が出力され、発振器回路12のトランジスタTr2のベースに印加されることになる。   As a result, the voltage (VFB−Vbe) is amplified according to the resistance ratio ((R1 + R2) / R1), and the voltage signal ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) is output from the feedback circuit 11. This is applied to the base of the transistor Tr2 of the oscillator circuit 12.

なお、厳密には、抵抗R1に流れる電流は、PMOSトランジスタP1に流れる電流と、PMOSトランジスタP2に流れる電流との和になり、また抵抗R2に流れる電流は、PMOSトランジスタP2に流れる電流となるため、抵抗R1、R2それぞれに流れる電流には差が生じる。この差を無視できる程度にPMOSトランジスタP1に流れる電流よりPMOSトランジスタP2に流れる電流を充分大きくしておく必要があり、PMOSトランジスタP1とPMOSトランジスタP2のミラー比を大きくしている。例えば、(PMOSトランジスタP1に流れる電流):(PMOSトランジスタP2に流れる電流)=1:12のミラー比とする。   Strictly speaking, the current flowing through the resistor R1 is the sum of the current flowing through the PMOS transistor P1 and the current flowing through the PMOS transistor P2, and the current flowing through the resistor R2 is the current flowing through the PMOS transistor P2. There is a difference between the currents flowing through the resistors R1 and R2. The current flowing through the PMOS transistor P2 needs to be sufficiently larger than the current flowing through the PMOS transistor P1 to such an extent that this difference can be ignored, and the mirror ratio between the PMOS transistor P1 and the PMOS transistor P2 is increased. For example, the mirror ratio is (current flowing in the PMOS transistor P1) :( current flowing in the PMOS transistor P2) = 1: 1.

なお、電流源I1は、例えば、1μAを流す定電流源であって、トランジスタTr1がオンしたときに、PMOSトランジスタP1に電流が流れ始めるためのドライブ電流源となる。   The current source I1 is, for example, a constant current source for supplying 1 μA, and serves as a drive current source for starting a current to flow through the PMOS transistor P1 when the transistor Tr1 is turned on.

上記のような構成によって、フィードバック回路11は、フィードバック端子電圧VFBに応じた、倍率が((R1+R2)/R1)の電圧、すなわち、((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)を出力する。   With the configuration described above, the feedback circuit 11 outputs a voltage with a magnification of ((R1 + R2) / R1) corresponding to the feedback terminal voltage VFB, that is, ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe). .

次に発振器回路12の動作について説明する。発振器回路12において、まず、トランジスタTr2と、トランジスタTr3との関連を見ると、トランジスタTr2がエミッタフォロワ回路を構成しているため、バイアスされたトランジスタTr2のエミッタ電圧((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)+Vbeが、トランジスタTr3のベースに印加される。   Next, the operation of the oscillator circuit 12 will be described. In the oscillator circuit 12, first, looking at the relationship between the transistor Tr2 and the transistor Tr3, the transistor Tr2 constitutes an emitter follower circuit, so that the emitter voltage ((R1 + R2) / R1) · ( VFB−Vbe) + Vbe is applied to the base of the transistor Tr3.

トランジスタTr3もエミッタフォロワ回路を構成しているため、これにより、トランジスタTr3のエミッタ電圧は、{((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)+Vbe}−Vbeとなる。すなわち、トランジスタTr3のエミッタ電圧は、((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)となり、フィードバック回路11の出力と同じ電圧となる(トランジスタTr2、Tr3は、Vbeを相殺させるためのバッファの役目を果たしている)。   Since the transistor Tr3 also constitutes an emitter follower circuit, the emitter voltage of the transistor Tr3 is {((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) + Vbe} −Vbe. That is, the emitter voltage of the transistor Tr3 is ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe), which is the same voltage as the output of the feedback circuit 11 (the transistors Tr2 and Tr3 function as a buffer for canceling Vbe. Play).

一方、トランジスタTr4は、トランジスタTr3のエミッタ電圧の上限を電圧Vaに制限する役目を果たすものである。トランジスタTr3もエミッタフォロワ回路を構成していて、トランジスタTr4が、トランジスタTr2と、トランジスタTr3との間に接続されているため、トランジスタTr3のベース電圧は、トランジスタTr4のベース電圧Vaと、ベースエミッタ間電圧Vbeとの和(Va+Vbe)によってクランプされる。   On the other hand, the transistor Tr4 serves to limit the upper limit of the emitter voltage of the transistor Tr3 to the voltage Va. Since the transistor Tr3 also constitutes an emitter follower circuit, and the transistor Tr4 is connected between the transistor Tr2 and the transistor Tr3, the base voltage of the transistor Tr3 is the base voltage Va between the transistor Tr4 and the base-emitter. Clamped by the sum (Va + Vbe) with the voltage Vbe.

したがって、トランジスタTr3のエミッタ電圧Veは、トランジスタTr2のベース電圧、またはトランジスタTr4のベース電圧の小さい方となる。すなわち、トランジスタTr2のベース電圧は、上述のフィードバック回路11の出力電圧であり、トランジスタTr4のベース電圧Vaを2.5Vとすれば、トランジスタTr3のエミッタ電圧Veは、以下の式(1)のように表せる。なお、min{a,b}は、aまたはbの内、いずれか小さい値が選択されることを示す。   Therefore, the emitter voltage Ve of the transistor Tr3 is the smaller of the base voltage of the transistor Tr2 or the base voltage of the transistor Tr4. That is, the base voltage of the transistor Tr2 is the output voltage of the feedback circuit 11 described above. If the base voltage Va of the transistor Tr4 is 2.5 V, the emitter voltage Ve of the transistor Tr3 is expressed by the following equation (1). It can be expressed as Note that min {a, b} indicates that a smaller value of a or b is selected.

Figure 2017169340
Figure 2017169340

これより、抵抗R3に流れる電流IR3は、式(2)となる。なお、トランジスタTr3のエミッタ電流とコレクタ電流とが同じとすると、電流IR3は、PMOSトランジスタP3にも流れる。   As a result, the current IR3 flowing through the resistor R3 is expressed by Equation (2). If the emitter current and collector current of the transistor Tr3 are the same, the current IR3 also flows through the PMOS transistor P3.

Figure 2017169340
Figure 2017169340

一方、発振器回路12では、V−I変換(電圧−電流変換)を行って得られた電流IR3を、PMOSトランジスタP3、P4、P6のカレントミラー回路で1/M倍(M=1、2、・・・)にした電流(充電電流)を用いて、コンデンサC1、C2を充電することで、クロック信号ckを生成する。   On the other hand, in the oscillator circuit 12, the current IR3 obtained by performing the VI conversion (voltage-current conversion) is 1 / M times (M = 1, 2,...) By the current mirror circuit of the PMOS transistors P3, P4 and P6. The clock signal ck is generated by charging the capacitors C1 and C2 using the current (charging current).

例えば、電流IR3を、PMOSトランジスタP3、P4、P6のカレントミラー回路で1/4にした電流を用いてコンデンサを充電するためには、PMOSトランジスタP3、P4、P6のミラー比は、4:1:1になる。   For example, in order to charge the capacitor using the current IR3 made 1/4 by the current mirror circuit of the PMOS transistors P3, P4 and P6, the mirror ratio of the PMOS transistors P3, P4 and P6 is 4: 1. : 1.

図13は発振器回路の動作波形を示す図である。横軸は時間、縦軸は電圧である。なお、コンパレータcomp1の負側入力端子(−)に印加される電圧Vbを2.5V、コンパレータcomp2の負側入力端子(−)に印加される電圧Vcを0.6V、VDD電圧を5Vとして以下説明する。   FIG. 13 is a diagram showing operation waveforms of the oscillator circuit. The horizontal axis is time, and the vertical axis is voltage. The voltage Vb applied to the negative input terminal (−) of the comparator comp1 is 2.5V, the voltage Vc applied to the negative input terminal (−) of the comparator comp2 is 0.6V, and the VDD voltage is 5V. explain.

電圧Vosc1は、図11に示す発振器回路12内のノードn1における電圧であり、コンデンサC1の充電電圧になる。なお、ノードn1は、PMOSトランジスタP5のドレイン、コンパレータcomp1の正側入力端子(+)、コンデンサC1の一端およびNMOSトランジスタN2のドレインに接続している箇所である。   The voltage Vosc1 is a voltage at the node n1 in the oscillator circuit 12 shown in FIG. 11, and becomes the charging voltage of the capacitor C1. The node n1 is a portion connected to the drain of the PMOS transistor P5, the positive input terminal (+) of the comparator comp1, one end of the capacitor C1, and the drain of the NMOS transistor N2.

コンデンサC1が一定電流で充電される場合、時間dt1を、コンデンサC1を初期値0Vで充電を開始してから、その充電電圧Vosc1が電圧2.5Vになるまでの時間とする。   When the capacitor C1 is charged with a constant current, the time dt1 is a time from when the capacitor C1 starts to be charged with an initial value of 0V until the charging voltage Vosc1 becomes 2.5V.

また、コンパレータcomp1の正側入力端子(+)には、電圧Vosc1が入力し、負側入力端子(−)には、2.5Vが入力しているので、コンパレータcomp1は、電圧Vosc1が2.5Vになったときだけ、Hレベルの信号を出力する。   Since the voltage Vosc1 is input to the positive input terminal (+) of the comparator comp1 and 2.5V is input to the negative input terminal (−), the voltage Vosc1 of the comparator comp1 is 2. An H level signal is output only when the voltage reaches 5V.

このように、コンパレータcomp1の出力端子からは、LレベルとHレベルを繰り返す、図13に示すようなパルス状の波形の電圧comp1outが出力される。
一方、電圧Vosc2は、図11に示す発振器回路12内のノードn2における電圧であり、コンデンサC2の充電電圧になる。なお、ノードn2は、PMOSトランジスタP7のドレイン、コンパレータcomp2の正側入力端子(+)、コンデンサC2の一端およびNMOSトランジスタN3のドレインに接続している箇所である。
As described above, the voltage comp1out having a pulse-like waveform as shown in FIG. 13 is output from the output terminal of the comparator comp1 which repeats the L level and the H level.
On the other hand, the voltage Vosc2 is a voltage at the node n2 in the oscillator circuit 12 shown in FIG. 11, and becomes the charging voltage of the capacitor C2. Note that the node n2 is a portion connected to the drain of the PMOS transistor P7, the positive input terminal (+) of the comparator comp2, one end of the capacitor C2, and the drain of the NMOS transistor N3.

コンデンサC2が一定電流で充電される場合、時間dt2を、コンデンサC2を初期値0Vで充電を開始してから、その充電電圧Vosc2が電圧0.6Vになるまでの時間とする。   When the capacitor C2 is charged with a constant current, the time dt2 is a time from when the capacitor C2 starts to be charged with an initial value of 0 V until the charging voltage Vosc2 reaches a voltage of 0.6V.

また、コンパレータcomp2の正側入力端子(+)には、電圧Vosc2が入力し、負側入力端子(−)には、0.6Vが入力しているので、コンパレータcomp2は、電圧Vosc2が0.6Vになったときだけ、Hレベルの信号を出力する。   Further, since the voltage Vosc2 is input to the positive input terminal (+) of the comparator comp2 and 0.6V is input to the negative input terminal (−), the voltage Comp of the comparator comp2 is 0. Only when the voltage reaches 6V, the H level signal is output.

このように、コンパレータcomp2の出力端子からは、LレベルとHレベルを繰り返す、図13に示すようなパルス状の波形の電圧comp2outが出力される。
一方、コンパレータcomp1の出力信号comp1outは、RSフリップフロップIC1のセット端子Sに入力し、コンパレータcomp2の出力信号comp2outは、RSフリップフロップIC1のリセット端子Rに入力している。
As described above, the voltage comp2out having a pulse-like waveform as shown in FIG. 13 is output from the output terminal of the comparator comp2.
On the other hand, the output signal comp1out of the comparator comp1 is input to the set terminal S of the RS flip-flop IC1, and the output signal comp2out of the comparator comp2 is input to the reset terminal R of the RS flip-flop IC1.

そして、RSフリップフロップIC1の出力信号を用い、下述の制御をすることで、コンパレータcomp1の出力信号comp1outと、コンパレータcomp2の出力信号comp2outとは、同時にHレベルにならないようにして発振動作させている。以下その発振動作を説明する。   By using the output signal of the RS flip-flop IC1 and performing the following control, the output signal comp1out of the comparator comp1 and the output signal comp2out of the comparator comp2 are oscillated so as not to simultaneously become H level. Yes. The oscillation operation will be described below.

コンデンサC1の充電時間dt1では、RSフリップフロップIC1の出力端子QからLレベルが出力し、RSフリップフロップIC1の出力端子QnからHレベルが出力する。   During the charging time dt1 of the capacitor C1, the L level is output from the output terminal Q of the RS flip-flop IC1, and the H level is output from the output terminal Qn of the RS flip-flop IC1.

この場合、RSフリップフロップIC1の出力端子QがLレベルであるから、PMOSトランジスタP5はオン、NMOSトランジスタN2はオフし、コンデンサC1は、PMOSトランジスタP5を流れてきた充電電流で充電される。   In this case, since the output terminal Q of the RS flip-flop IC1 is at the L level, the PMOS transistor P5 is turned on, the NMOS transistor N2 is turned off, and the capacitor C1 is charged with the charging current flowing through the PMOS transistor P5.

また、RSフリップフロップIC1の出力端子QnがHレベルであるから、PMOSトランジスタP7はオフ、NMOSトランジスタN3はオンし、コンデンサC2は、放電される。   Since the output terminal Qn of the RS flip-flop IC1 is at the H level, the PMOS transistor P7 is turned off, the NMOS transistor N3 is turned on, and the capacitor C2 is discharged.

一方、コンデンサC2の充電時間dt2では、RSフリップフロップIC1の出力端子QからHレベルが出力し、RSフリップフロップIC1の出力端子QnからLレベルが出力する。   On the other hand, during the charging time dt2 of the capacitor C2, the H level is output from the output terminal Q of the RS flip-flop IC1, and the L level is output from the output terminal Qn of the RS flip-flop IC1.

この場合、RSフリップフロップIC1の出力端子QがHレベルであるから、PMOSトランジスタP5はオフ、NMOSトランジスタN2はオンし、コンデンサC1は、放電される。   In this case, since the output terminal Q of the RS flip-flop IC1 is at the H level, the PMOS transistor P5 is turned off, the NMOS transistor N2 is turned on, and the capacitor C1 is discharged.

また、RSフリップフロップIC1の出力端子QnがLレベルであるから、PMOSトランジスタP7はオン、NMOSトランジスタN3はオフし、コンデンサC2は、PMOSトランジスタP7を流れてきた充電電流で充電される。   Since the output terminal Qn of the RS flip-flop IC1 is at the L level, the PMOS transistor P7 is turned on, the NMOS transistor N3 is turned off, and the capacitor C2 is charged with the charging current flowing through the PMOS transistor P7.

このように、時間帯dt1では、コンデンサC1が充電され、コンデンサC2が放電される。また、時間帯dt2では、コンデンサC1が放電され、コンデンサC2が充電される。このような充放電が繰り返されることにより、図13に示すような周波数のクロック信号ckが生成される。   Thus, in the time zone dt1, the capacitor C1 is charged and the capacitor C2 is discharged. In the time zone dt2, the capacitor C1 is discharged and the capacitor C2 is charged. By repeating such charge and discharge, a clock signal ck having a frequency as shown in FIG. 13 is generated.

以下、上記の発振周波数の生成動作について数式を用いて説明する。コンデンサC1、C2を共に充電する充電電流を、電流Ichとすれば、電流Ichは、カレントミラー回路のミラー比にもとづき、電流IR3の1/4であり、式(3)となる。   Hereinafter, the generation operation of the oscillation frequency will be described using mathematical expressions. If the charging current for charging both the capacitors C1 and C2 is the current Ich, the current Ich is ¼ of the current IR3 based on the mirror ratio of the current mirror circuit, and is given by Equation (3).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

また、コンデンサの電荷をQ、容量値をC、充電電流をi、充電時間をt、コンデンサの充電電圧をVとすれば、i=dQ/dt=d(CV)/dt=C・dV/dtである。
よって、コンデンサC1の充電に対して、以下の式(4a)が成り立ち、コンデンサC2の充電に対して、以下の式(4b)が成り立つ。
Further, if the charge of the capacitor is Q, the capacitance value is C, the charging current is i, the charging time is t, and the charging voltage of the capacitor is V, i = dQ / dt = d (CV) / dt = C · dV / dt.
Therefore, the following equation (4a) is established for charging the capacitor C1, and the following equation (4b) is established for charging the capacitor C2.

Figure 2017169340
Figure 2017169340

発振器回路12の出力であるクロック信号ckは、コンパレータcomp1の出力でセット、コンパレータcomp2の出力でリセットされるRSフリップフロップIC1の出力であり、クロック信号ckの周期dtは、dt=dt1+dt2である。   The clock signal ck that is the output of the oscillator circuit 12 is the output of the RS flip-flop IC1 that is set by the output of the comparator comp1 and reset by the output of the comparator comp2, and the cycle dt of the clock signal ck is dt = dt1 + dt2.

したがって、クロック信号ckの周波数foscは、式(4a)、(4b)にもとづいて、以下の式(5)で算出される。   Therefore, the frequency fosc of the clock signal ck is calculated by the following expression (5) based on the expressions (4a) and (4b).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

次にスロープ生成回路13の動作について説明する。スロープ生成回路13内の電圧減算回路13aに含まれるオペアンプOP1は、フィードバック回路11内のノードnCにおける電圧から、スロープ生成回路13内のノードnBにおける電圧を減算して、スロープ電圧V_slopeを生成する。   Next, the operation of the slope generation circuit 13 will be described. The operational amplifier OP1 included in the voltage subtracting circuit 13a in the slope generating circuit 13 subtracts the voltage at the node nB in the slope generating circuit 13 from the voltage at the node nC in the feedback circuit 11 to generate the slope voltage V_slope.

また、ノードnBにおける電圧は、充電時間dt1の期間にコンデンサC3を充電していく過程のノードnAの電圧を抵抗R4、R5で分圧した電圧である。
なお、ノードnAは、PMOSトランジスタP8のドレイン、トランジスタTr5のベース、NMOSトランジスタN4のドレインおよびコンデンサC3の一端に接続している箇所である。
The voltage at the node nB is a voltage obtained by dividing the voltage at the node nA by the resistors R4 and R5 in the process of charging the capacitor C3 during the charging time dt1.
Note that the node nA is a portion connected to the drain of the PMOS transistor P8, the base of the transistor Tr5, the drain of the NMOS transistor N4, and one end of the capacitor C3.

ノードnBは、抵抗R4、R5の一端、NMOSトランジスタN5のドレインおよびトランジスタTr7のベースに接続している箇所であり、ノードnCは、抵抗R33、R34の一端に接続している箇所である。   The node nB is a location connected to one end of the resistors R4 and R5, the drain of the NMOS transistor N5 and the base of the transistor Tr7, and the node nC is a location connected to one end of the resistors R33 and R34.

ここで、ノードnAにおける電圧は、電流源I3の出力電流を5μA、コンデンサC3の充電を開始してからの時間をtとすれば、(5μA×t)/C3である。したがって、ノードnBにおける電圧は、((5μA×t)/C3)×(R5/(R4+R5))となる。なぜならば、トランジスタTr2、Tr3と同様に、トランジスタTr5、Tr6はそれぞれエミッタフォロワ回路を構成して、互いのVbeをキャンセルしあうので、ノードnAにおける電圧とトランジスタTr6のエミッタ電圧は等しいからである。   Here, the voltage at the node nA is (5 μA × t) / C3, where the output current of the current source I3 is 5 μA and the time from the start of charging the capacitor C3 is t. Therefore, the voltage at the node nB is ((5 μA × t) / C3) × (R5 / (R4 + R5)). This is because, similarly to the transistors Tr2 and Tr3, the transistors Tr5 and Tr6 constitute an emitter follower circuit and cancel each other's Vbe, so that the voltage at the node nA and the emitter voltage of the transistor Tr6 are equal.

また、ノードnCにおける電圧は、フィードバック端子電圧VFBを、トランジスタTr0のベースエミッタ間電圧Vbeだけ降下させた電圧に対して、抵抗R31〜R34で分圧した電圧である。   The voltage at the node nC is a voltage obtained by dividing the feedback terminal voltage VFB by the resistors R31 to R34 with respect to the voltage obtained by dropping the feedback terminal voltage VFB by the base-emitter voltage Vbe of the transistor Tr0.

すなわち、ノードnCにおける電圧は、(VFB−Vbe)×R34/(R31+R32+R33+R34)であり、抵抗R31〜R34すべてを20kΩとすれば、(VFB−Vbe)/4となる。   That is, the voltage at the node nC is (VFB−Vbe) × R34 / (R31 + R32 + R33 + R34). If all the resistors R31 to R34 are 20 kΩ, the voltage is (VFB−Vbe) / 4.

図14はスロープ生成回路の動作波形を示す図である。横軸は時間、縦軸は電圧である。コンデンサC3が0Vから一定電流で充電される場合、充電時間dt1が終了すると、ノードnAにおけるA電圧は(5μA×dt1)/C3になる。   FIG. 14 is a diagram illustrating operation waveforms of the slope generation circuit. The horizontal axis is time, and the vertical axis is voltage. When the capacitor C3 is charged with a constant current from 0V, when the charging time dt1 ends, the A voltage at the node nA becomes (5 μA × dt1) / C3.

また、ノードnAにおけるA電圧が0Vから最終値の(5μA×dt1)/C3に向かって上昇するに伴い、ノードnBにおけるB電圧は、0Vから最終値((5μA×dt1)/C3)×(R5/(R4+R5))に向かって上昇する。   Further, as the A voltage at the node nA increases from 0V toward the final value (5 μA × dt1) / C3, the B voltage at the node nB increases from 0 V to the final value ((5 μA × dt1) / C3) × ( It rises towards R5 / (R4 + R5)).

ここで、スロープ電圧V_slopeの最大値をmax1(V_slope)とし、スロープ電圧V_slopeの最小値をmin1(V_slope)とする。
コンデンサC3の充電に伴ってB電圧が0Vから((5μA×dt1)/C3)×(R5/(R4+R5))に向かって上昇するにつれて、スロープ電圧V_slopeは、max1(V_slope)からmin1(V_slope)に向かって徐々に低下していく。
Here, the maximum value of the slope voltage V_slope is max1 (V_slope), and the minimum value of the slope voltage V_slope is min1 (V_slope).
As the B voltage increases from 0 V toward ((5 μA × dt1) / C3) × (R5 / (R4 + R5)) as the capacitor C3 is charged, the slope voltage V_slope is changed from max1 (V_slope) to min1 (V_slope). It gradually decreases toward

この場合、スロープ電圧V_slopeの最大値max1(V_slope)は、以下の式(6a)であり、スロープ電圧V_slopeの最小値min1(V_slope)は、以下の式(6b)である。なお、抵抗R11〜R14の抵抗値については、R11=R12=R13=R14としている。   In this case, the maximum value max1 (V_slope) of the slope voltage V_slope is the following equation (6a), and the minimum value min1 (V_slope) of the slope voltage V_slope is the following equation (6b). The resistance values of the resistors R11 to R14 are R11 = R12 = R13 = R14.

Figure 2017169340
Figure 2017169340

したがって、時間当たりのスロープ電圧V_slopeの変化量Varは、以下の式(7)で算出される。   Therefore, the change amount Var of the slope voltage V_slope per time is calculated by the following equation (7).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

なお、フィードバック回路11の抵抗R34に対して、スロープ生成回路13のトランジスタTr8のベース電流が流れ込むことによる、ノードnCの電圧の増加は、トランジスタTr8のベース電流が小さいため影響がないものとして無視している。   Note that the increase in the voltage at the node nC due to the base current of the transistor Tr8 of the slope generation circuit 13 flowing into the resistance R34 of the feedback circuit 11 is ignored because the base current of the transistor Tr8 is small. ing.

以下、具体的な数値を用いて算出する。R1=60kΩ、R2=270kΩ、R3=224kΩ、R4=475kΩ、R5=25kΩ、C1=C2=15pF、C3=20pFとする。   Hereinafter, calculation is performed using specific numerical values. R1 = 60 kΩ, R2 = 270 kΩ, R3 = 224 kΩ, R4 = 475 kΩ, R5 = 25 kΩ, C1 = C2 = 15 pF, C3 = 20 pF.

フィードバック回路11から発振器回路12への出力電圧((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)が2.5V以上になるときのVFBの範囲を求めるために、((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)≧2.5Vに対して上記の数値を代入すると、VFB≧1.15Vとなる。   In order to obtain the VFB range when the output voltage ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) from the feedback circuit 11 to the oscillator circuit 12 becomes 2.5V or more, ((R1 + R2) / R1) · ( Substituting the above numerical values for VFB−Vbe) ≧ 2.5V, VFB ≧ 1.15V.

したがって、VFB≧1.15Vのとき、式(5)に対して、上記の数値を代入すると、式(8)のようになって、クロック信号ckの周波数fosc=60kHzと算出される。   Therefore, when VFB ≧ 1.15V, if the above numerical value is substituted into the equation (5), the frequency fosc of the clock signal ck = 60 kHz is calculated as in the equation (8).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

また、このときの時間当たりのスロープ電圧V_slopeの変化量Varは、上記の数値を式(7)に代入すると、式(9)のようになって、Var=−10mV/μsと算出される。   Further, the change amount Var of the slope voltage V_slope per time at this time is calculated as Var = −10 mV / μs as shown in equation (9) when the above numerical value is substituted into equation (7).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

一方、フィードバック回路11の出力電圧((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)が2.5V以下となるときのVFBの範囲を求めるために、((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)≦2.5Vに上記の数値を代入すると、VFB≦1.15Vとなる。   On the other hand, in order to obtain the VFB range when the output voltage ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) of the feedback circuit 11 is 2.5V or less, ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) ) Substituting the above numerical value into ≦ 2.5V, VFB ≦ 1.15V is obtained.

ここで、微小変化区間のクロック信号ckの周波数foscの変化幅をΔfosc、微小変化区間のフィードバック端子電圧VFBの変化幅をΔVFBとすると、VFB≦1.15Vのときのクロック信号ckの周波数foscとフィードバック端子電圧VFBとの変化率は、Δfosc/ΔVFBとなる。   Here, assuming that the change width of the frequency fosc of the clock signal ck in the minute change section is Δfosc and the change width of the feedback terminal voltage VFB in the minute change section is ΔVFB, the frequency fosc of the clock signal ck when VFB ≦ 1.15V The rate of change from the feedback terminal voltage VFB is Δfosc / ΔVFB.

したがって、VFB≦1.15Vのとき、式(5)に対して、上記の数値を代入すると、変化率Δfosc/ΔVFBは、式(10)のように計算されて、Δfosc/ΔVFB=132kHz/Vと算出される。   Therefore, when VFB ≦ 1.15V, if the above numerical value is substituted into Expression (5), the change rate Δfosc / ΔVFB is calculated as shown in Expression (10), and Δfosc / ΔVFB = 132 kHz / V Is calculated.

Figure 2017169340
Figure 2017169340

なお、式(10)から、クロック信号ckの周波数の変化率は、2.5Vで決まる上限周波数60kHzを2.5Vで除した値に、フィードバック回路11で設定した倍率である抵抗比((R1+R2)/R1)=5.5を乗算した値になることが示される。   From the equation (10), the rate of change of the frequency of the clock signal ck is a resistance ratio ((R1 + R2) which is a magnification set by the feedback circuit 11 to a value obtained by dividing the upper limit frequency 60 kHz determined by 2.5V by 2.5V. ) / R1) = 5.5.

特開2007−336742号公報JP 2007-336742 A

上記のような従来技術の制御回路10では、図12に示すオペアンプOP1を用いた減算回路によりスロープ電圧V_slopeを生成するスロープ生成回路が構成されている。しかし、オペアンプを用いて回路を構成すると、回路規模およびコストが増大することになる。   In the conventional control circuit 10 as described above, a slope generation circuit that generates the slope voltage V_slope is configured by a subtraction circuit using the operational amplifier OP1 shown in FIG. However, when a circuit is configured using an operational amplifier, the circuit scale and cost increase.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オペアンプを用いずに簡素な回路構成によって、従来の制御回路10と同じ機能を実現して、回路規模の縮小化を図ったスイッチング電源装置の制御回路およびスロープ生成回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is a switching power supply that realizes the same function as the conventional control circuit 10 by a simple circuit configuration without using an operational amplifier and reduces the circuit scale. An object of the present invention is to provide a control circuit and a slope generation circuit of an apparatus.

上記課題を解決するために、トランスのインダクタ電流をフィードバックして定電圧化を図る電流モード制御のスイッチング電源装置の制御回路が提供される。このスイッチング電源装置の制御回路は、フィードバック回路、発振器回路およびスロープ生成回路を備える。   In order to solve the above-described problem, a control circuit for a current mode control switching power supply device that provides a constant voltage by feeding back an inductor current of a transformer is provided. The control circuit of the switching power supply device includes a feedback circuit, an oscillator circuit, and a slope generation circuit.

フィードバック回路は、トランスの2次側出力からフィードバックされたフィードバック電圧に応じた電圧信号を出力する。発振器回路は、電圧信号を電流信号に変換し、電流信号に比例する充電電流でコンデンサを充電して所定の発振周波数のクロック信号およびクロック信号に同期した三角波電圧を生成する。スロープ生成回路は、三角波電圧を第1の抵抗で変換した電流から、カレントミラー回路によりスロープ補償電流を生成し、第2の抵抗によりスロープ補償電流から電圧への変換および該電圧のフィードバック電圧が分圧された分圧電圧からの減算を行って、スロープ電圧を生成する。   The feedback circuit outputs a voltage signal corresponding to the feedback voltage fed back from the secondary side output of the transformer. The oscillator circuit converts a voltage signal into a current signal, charges a capacitor with a charging current proportional to the current signal, and generates a clock signal having a predetermined oscillation frequency and a triangular wave voltage synchronized with the clock signal. The slope generation circuit generates a slope compensation current using a current mirror circuit from a current obtained by converting a triangular wave voltage using a first resistor, and converts the slope compensation current into a voltage and a feedback voltage of the voltage using a second resistor. A slope voltage is generated by subtracting from the divided voltage.

また、スロープ生成回路が提供される。スロープ生成回路は、スロープ補償原電流生成回路と、電圧減算回路を備える。スロープ補償原電流生成回路は、トランスの2次側出力からフィードバックされたフィードバック電圧に応じた電圧信号から生成された電流信号に比例する充電電流でコンデンサが充電され、コンデンサが充電されることにより生成される所定の発振周波数のクロック信号に同期した三角波電圧を受信して、三角波電圧を第1の抵抗で変換した電流から、カレントミラー回路によりスロープ補償原電流を生成する。電圧減算回路は、別のカレントミラー回路によりスロープ補償原電流を複写してスロープ補償電流を生成し、第2の抵抗によりスロープ補償電流から電圧への変換および該電圧のフィードバック電圧が分圧された分圧電圧からの減算を行ってスロープ電圧を生成する。   A slope generation circuit is also provided. The slope generation circuit includes a slope compensation source current generation circuit and a voltage subtraction circuit. The slope compensation original current generation circuit is generated by charging the capacitor with a charging current proportional to the current signal generated from the voltage signal according to the feedback voltage fed back from the secondary output of the transformer, and charging the capacitor. A triangular wave voltage synchronized with a clock signal having a predetermined oscillation frequency is received, and a slope compensation original current is generated by a current mirror circuit from a current obtained by converting the triangular wave voltage using a first resistor. The voltage subtraction circuit generates a slope compensation current by copying the slope compensation original current by another current mirror circuit, and the second resistance converts the slope compensation current into a voltage and the feedback voltage of the voltage is divided. A slope voltage is generated by subtracting from the divided voltage.

回路規模の縮小化が可能になる。   The circuit scale can be reduced.

スイッチング電源装置で、本発明の技術の制御回路の一部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a part of control circuit of the technique of this invention in a switching power supply device. 本発明の制御回路の概略全体構成例を示す図である。It is a figure which shows the schematic whole structure example of the control circuit of this invention. 本発明の技術の制御回路における出力電圧の安定化制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating stabilization control of the output voltage in the control circuit of the technique of this invention. 本発明の技術の制御回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control circuit of the technique of this invention. 本発明の技術の制御回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control circuit of the technique of this invention. 本発明の技術の制御回路の、発振器回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of an oscillator circuit of the control circuit of the technique of this invention. スロープ生成回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of a slope generation circuit. 電流モード制御のスイッチング電源装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the switching power supply device of current mode control. 図8に示す制御回路の概略全体構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic overall configuration example of a control circuit illustrated in FIG. 8. スイッチング電源装置における出力電圧の安定化制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating stabilization control of the output voltage in a switching power supply device. スロープ生成回路にオペアンプを使う従来の制御回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional control circuit which uses an operational amplifier for a slope generation circuit. スロープ生成回路にオペアンプを使う従来の制御回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional control circuit which uses an operational amplifier for a slope generation circuit. スロープ生成回路にオペアンプを使う従来の制御回路の発振器回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of the oscillator circuit of the conventional control circuit which uses an operational amplifier for a slope generation circuit. スロープ生成回路にオペアンプを使う従来の制御回路の、スロープ生成回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of the slope generation circuit of the conventional control circuit which uses an operational amplifier for a slope generation circuit.

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はスイッチング電源装置に好適な、本発明に係る制御回路の一部の構成例を示す図である。この制御回路は、出力電圧とともに、トランスのインダクタ電流をフィードバックして出力電圧の定電圧化を図る電流モード制御のスイッチング電源装置の制御を行う回路であり、フィードバック回路11、発振器回路12−1およびスロープ生成回路13−1を備える。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a part of a control circuit according to the present invention suitable for a switching power supply device. This control circuit is a circuit that controls the switching power supply device of current mode control that feeds back the inductor current of the transformer together with the output voltage to make the output voltage constant, and includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12-1, and A slope generation circuit 13-1 is provided.

フィードバック回路11は、トランスの2次側出力からフィードバックされたフィードバック電圧VFBに応じた電圧信号を出力する。発振器回路12−1は、電圧信号を電流信号に変換し、電流信号に比例する充電電流でコンデンサを充電して所定の発振周波数のクロック信号を生成し、クロック信号に同期した三角波電圧Vosc0を出力する。   The feedback circuit 11 outputs a voltage signal corresponding to the feedback voltage VFB fed back from the secondary side output of the transformer. The oscillator circuit 12-1 converts a voltage signal into a current signal, charges a capacitor with a charging current proportional to the current signal, generates a clock signal having a predetermined oscillation frequency, and outputs a triangular wave voltage Vosc0 synchronized with the clock signal. To do.

スロープ生成回路13−1は、スロープ補償原電流生成回路13a−1および電圧減算回路13b−1を備える。スロープ補償原電流生成回路13a−1は、抵抗R41(第1の抵抗)、トランジスタTr11、Tr12、PMOS(P−Channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタP11、P12および電流源I7を含む。   The slope generation circuit 13-1 includes a slope compensation original current generation circuit 13a-1 and a voltage subtraction circuit 13b-1. The slope compensation original current generation circuit 13a-1 includes a resistor R41 (first resistor), transistors Tr11 and Tr12, PMOS (P-Channel Metal Oxide Semiconductor) transistors P11 and P12, and a current source I7.

電圧減算回路13b−1は、抵抗R42(第2の抵抗)およびNMOS(N−Channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタN11、N12を含む。なお、トランジスタTr11にはPNPトランジスタが使用され、トランジスタTr12にはNPNトランジスタが使用されている。   The voltage subtracting circuit 13b-1 includes a resistor R42 (second resistor) and NMOS (N-Channel Metal Oxide Semiconductor) transistors N11 and N12. Note that a PNP transistor is used for the transistor Tr11, and an NPN transistor is used for the transistor Tr12.

トランジスタTr11のベースは、スロープ生成回路13−1の入力端であり、三角波電圧Vosc0が印加される。電流源I7の入力端は、電源VDDと、PMOSトランジスタP11、P12のソースと接続し、電流源I7の出力端は、トランジスタTr11のエミッタと、トランジスタTr12のベースと接続する。   The base of the transistor Tr11 is an input terminal of the slope generation circuit 13-1, and the triangular wave voltage Vosc0 is applied thereto. The input terminal of the current source I7 is connected to the power supply VDD and the sources of the PMOS transistors P11 and P12, and the output terminal of the current source I7 is connected to the emitter of the transistor Tr11 and the base of the transistor Tr12.

トランジスタTr12のコレクタは、PMOSトランジスタP11のドレインと、PMOSトランジスタP11、P12のゲートと接続する。トランジスタTr12のエミッタは、抵抗R41の一端に接続し、PMOSトランジスタP12のドレインは、NMOSトランジスタN12のドレインと、NMOSトランジスタN11、N12のゲートと接続する。   The collector of the transistor Tr12 is connected to the drain of the PMOS transistor P11 and the gates of the PMOS transistors P11 and P12. The emitter of the transistor Tr12 is connected to one end of the resistor R41, and the drain of the PMOS transistor P12 is connected to the drain of the NMOS transistor N12 and the gates of the NMOS transistors N11 and N12.

抵抗R42の一端には、分圧電圧Vdが印加され、NMOSトランジスタN11のドレインは、抵抗R42の他端に接続される。トランジスタTr11のコレクタと、抵抗R41の他端と、NMOSトランジスタN11、N12のソースとは、GND(グランド)に接続する。   The divided voltage Vd is applied to one end of the resistor R42, and the drain of the NMOS transistor N11 is connected to the other end of the resistor R42. The collector of the transistor Tr11, the other end of the resistor R41, and the sources of the NMOS transistors N11 and N12 are connected to GND (ground).

ここで、スロープ補償原電流生成回路13a−1は、三角波電圧Vosc0を抵抗R41で変換した電流(トランジスタTr11、Tr12はそれぞれエミッタフォロワ回路を構成していて、互いにVbeをキャンセルするので、抵抗R41に印加される電圧は三角波電圧Vosc0に等しい。)を基に、カレントミラー回路によりスロープ補償原電流Is0を生成する。   Here, the slope compensation original current generation circuit 13a-1 is a current obtained by converting the triangular wave voltage Vosc0 by the resistor R41 (the transistors Tr11 and Tr12 each constitute an emitter follower circuit and cancels Vbe each other. The applied voltage is equal to the triangular wave voltage Vosc0), and the slope compensation original current Is0 is generated by the current mirror circuit.

また、電圧減算回路13b−1は、抵抗R42によりスロープ補償電流Isの電圧への変換およびフィードバック電圧VFBが分圧された分圧電圧Vdに対する当該変換された電圧の減算を行い、スロープ電圧V_slopeを生成する。このような構成により、制御回路10−1では、回路規模の縮小化が可能になる。   The voltage subtracting circuit 13b-1 converts the slope compensation current Is into a voltage by the resistor R42 and subtracts the converted voltage from the divided voltage Vd obtained by dividing the feedback voltage VFB to obtain the slope voltage V_slope. Generate. With this configuration, the control circuit 10-1 can reduce the circuit scale.

次に本発明の技術を適用したスイッチング電源装置の制御回路について以降詳しく説明する。図2は本発明の制御回路の概略全体構成例を示す図である。フィードバック端子FB、電流検出端子CSおよび出力端子OUT周辺の内部構成の一例を示している。   Next, the control circuit of the switching power supply device to which the technology of the present invention is applied will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a schematic overall configuration example of the control circuit of the present invention. An example of the internal configuration around the feedback terminal FB, the current detection terminal CS, and the output terminal OUT is shown.

制御回路10−1は、フィードバック回路11、発振器回路12−1、スロープ生成回路13−1、PWMコンパレータ21、RSフリップフロップ22およびバッファ23を備える。フィードバック回路11は、図11で示した回路と同じである。   The control circuit 10-1 includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12-1, a slope generation circuit 13-1, a PWM comparator 21, an RS flip-flop 22, and a buffer 23. The feedback circuit 11 is the same as the circuit shown in FIG.

ここで、PWMコンパレータ21の正側入力端子は電流検出端子CSに接続されて、電流検出信号電圧VCSが入力され、PWMコンパレータ21の負側入力端子には、スロープ電圧V_slopeが入力される。   Here, the positive input terminal of the PWM comparator 21 is connected to the current detection terminal CS, and the current detection signal voltage VCS is input. The negative input terminal of the PWM comparator 21 is input with the slope voltage V_slope.

RSフリップフロップ22のリセット端子Rは、PWMコンパレータ21の出力端子に接続され、RSフリップフロップ22のセット端子Sには、発振器回路12−1からのクロック信号ck1が入力される。   The reset terminal R of the RS flip-flop 22 is connected to the output terminal of the PWM comparator 21, and the clock signal ck1 from the oscillator circuit 12-1 is input to the set terminal S of the RS flip-flop 22.

RSフリップフロップ22の正側出力端子Qは、バッファ23の入力端子に接続され、バッファ23の出力端子は、出力端子OUTに接続される。出力端子OUTからは、スイッチング素子PT1をスイッチングするための駆動信号VOUTが出力される。   The positive output terminal Q of the RS flip-flop 22 is connected to the input terminal of the buffer 23, and the output terminal of the buffer 23 is connected to the output terminal OUT. A drive signal VOUT for switching the switching element PT1 is output from the output terminal OUT.

図3は本発明の技術の制御回路における出力電圧の安定化制御を説明するための図である。横軸は時間、縦軸は電圧である。
〔S11〕発振器回路12−1は、一定周期のクロック信号ck1を出力する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the stabilization control of the output voltage in the control circuit of the technique of the present invention. The horizontal axis is time, and the vertical axis is voltage.
[S11] The oscillator circuit 12-1 outputs a clock signal ck1 having a constant period.

〔S11a〕クロック信号ck1でセットされたRSフリップフロップ22からの駆動信号VOUTは、バッファ23を介して出力端子OUTから出力される。
〔S12〕駆動信号VOUTによってスイッチング素子PT1がオンすると(VOUT=H)、トランスT1の1次側巻線Tn1に電流が流れ、電流検出端子CSに印加される電流検出信号電圧VCSは増加する。
[S11a] The drive signal VOUT from the RS flip-flop 22 set by the clock signal ck1 is output from the output terminal OUT via the buffer 23.
[S12] When the switching element PT1 is turned on by the drive signal VOUT (VOUT = H), a current flows through the primary winding Tn1 of the transformer T1, and the current detection signal voltage VCS applied to the current detection terminal CS increases.

〔S13〕スロープ生成回路13−1は、クロック信号ck1に同期して、フィードバック端子FBに印加されるフィードバック端子電圧(フィードバック電圧)VFBから、スロープ電圧V_slopeを生成する。なお、スロープ電圧V_slopeは、後述のようにフィードバック端子電圧VFBの分圧電圧(VFB−Vbe)/4から徐々に低下する電圧となる。なお、抵抗R31〜R34からなる分圧回路の分圧比を1/4としている。   [S13] The slope generation circuit 13-1 generates a slope voltage V_slope from the feedback terminal voltage (feedback voltage) VFB applied to the feedback terminal FB in synchronization with the clock signal ck1. Note that the slope voltage V_slope is a voltage that gradually decreases from the divided voltage (VFB−Vbe) / 4 of the feedback terminal voltage VFB, as will be described later. Note that the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit including the resistors R31 to R34 is 1/4.

〔S14〕PWMコンパレータ21は、スロープ電圧V_slopeと、電流検出信号電圧VCSとを比較し、電流検出信号電圧VCSがスロープ電圧V_slopeに達するとHレベルの信号を出力する。   [S14] The PWM comparator 21 compares the slope voltage V_slope with the current detection signal voltage VCS, and outputs an H level signal when the current detection signal voltage VCS reaches the slope voltage V_slope.

〔S15〕PWMコンパレータ21から出力されたHレベル信号でRSフリップフロップ22をリセットし、出力端子OUTからの駆動信号VOUTがLレベルになると、スイッチング素子PT1はオフする(VOUT=L)。このとき電流検出信号電圧VCSは0Vになり、PWMコンパレータ21の出力もLレベルになる。   [S15] When the RS flip-flop 22 is reset by the H level signal output from the PWM comparator 21, and the drive signal VOUT from the output terminal OUT becomes L level, the switching element PT1 is turned off (VOUT = L). At this time, the current detection signal voltage VCS becomes 0 V, and the output of the PWM comparator 21 also becomes L level.

以降、一定周期のクロック信号ck1でこの動作を繰り返し、負荷2に応じてフィードバック端子電圧VFBが変わることで、駆動信号VOUTのデューティ(時比率)を変化させてスイッチング素子PT1のスイッチングを制御する。これにより、スイッチング電源装置の出力電圧が設定値になるように制御される。   Thereafter, this operation is repeated with the clock signal ck1 having a fixed period, and the feedback terminal voltage VFB changes according to the load 2, whereby the duty (time ratio) of the drive signal VOUT is changed to control the switching of the switching element PT1. Thereby, it controls so that the output voltage of a switching power supply device may become a setting value.

図4、図5は本発明の技術の制御回路の構成例を示す図である。制御回路10−1は、フィードバック回路11、発振器回路12−1およびスロープ生成回路13−1を備える。図4に、フィードバック回路11および発振器回路12−1を示し、図5に、スロープ生成回路13−1を示す。   4 and 5 are diagrams showing examples of the configuration of the control circuit according to the technique of the present invention. The control circuit 10-1 includes a feedback circuit 11, an oscillator circuit 12-1, and a slope generation circuit 13-1. 4 shows the feedback circuit 11 and the oscillator circuit 12-1, and FIG. 5 shows the slope generation circuit 13-1.

フィードバック回路11は、図11に示すフィードバック回路11と同じものであるので、詳細な説明を省略する。
発振器回路12−1は、抵抗R3a、コンデンサC0、トランジスタTr2〜Tr4、NMOSトランジスタN2、PMOSトランジスタP3、P4、電流源I2およびコンパレータcomp1を含む。
The feedback circuit 11 is the same as the feedback circuit 11 shown in FIG.
The oscillator circuit 12-1 includes a resistor R3a, a capacitor C0, transistors Tr2 to Tr4, an NMOS transistor N2, PMOS transistors P3 and P4, a current source I2, and a comparator comp1.

トランジスタTr2、Tr4には、PNPトランジスタが使用され、トランジスタTr3には、NPNトランジスタが使用されている。また、電流源I2は、例えば、1μAの定電流源である。   PNP transistors are used for the transistors Tr2 and Tr4, and NPN transistors are used for the transistor Tr3. The current source I2 is a constant current source of 1 μA, for example.

ここで、発振器回路12−1において、トランジスタTr2(第1のトランジスタ)は、フィードバック回路11から出力された電圧信号をベースで受ける。電流源I2(第1の電流源)は、トランジスタTr2に流れる電流を供給する。   Here, in the oscillator circuit 12-1, the transistor Tr2 (first transistor) receives the voltage signal output from the feedback circuit 11 as a base. The current source I2 (first current source) supplies a current flowing through the transistor Tr2.

トランジスタTr3(第2のトランジスタ)は、トランジスタTr2のエミッタ電圧をベースで受ける。トランジスタTr4(第3のトランジスタ)は、トランジスタTr3のエミッタ電圧の上限を決める。なぜならば、トランジスタTr2、Tr4がエミッタフォロワ回路を構成しているため、トランジスタTr3のベース電圧は(トランジスタTr2、Tr4のベースのうちの小さい方の電圧+ベースエミッタ間電圧Vbe)となり、トランジスタTr3もエミッタフォロワ回路を構成しているため、トランジスタTr3のエミッタ電圧は(トランジスタTr3のベース電圧−Vbe)となるからである(トランジスタTr2、Tr3、Tr4は同じ半導体内に集積されているため、それぞれのベースエミッタ間電圧Vbeは等しいとしている)。   The transistor Tr3 (second transistor) receives the emitter voltage of the transistor Tr2 at the base. The transistor Tr4 (third transistor) determines the upper limit of the emitter voltage of the transistor Tr3. This is because the transistors Tr2 and Tr4 constitute an emitter follower circuit, so that the base voltage of the transistor Tr3 is (the smaller one of the bases of the transistors Tr2 and Tr4 + the base-emitter voltage Vbe). This is because the emitter voltage of the transistor Tr3 becomes (base voltage of the transistor Tr3 -Vbe) because the emitter follower circuit is configured (the transistors Tr2, Tr3, Tr4 are integrated in the same semiconductor). The base-emitter voltage Vbe is assumed to be equal).

抵抗R3aには、トランジスタTr3のエミッタ電圧が印加されて電流信号IR3aが流れる。PMOSトランジスタP3(第1のPMOSトランジスタ)と、PMOSトランジスタP4(第2のPMOSトランジスタ)とは、第1のカレントミラー回路を形成し、第1のカレントミラー回路は、ミラー比に応じて抵抗R3aに流れる電流信号IR3aを複製(コピー)してコンデンサC0に対する充電電流Ich1を出力する。   The emitter voltage of the transistor Tr3 is applied to the resistor R3a, and the current signal IR3a flows. The PMOS transistor P3 (first PMOS transistor) and the PMOS transistor P4 (second PMOS transistor) form a first current mirror circuit, and the first current mirror circuit has a resistor R3a according to the mirror ratio. Is copied (copied) to output a charging current Ich1 for the capacitor C0.

コンパレータcomp1は、三角波電圧Vosc0となるコンデンサC0の充電電圧と、閾値電圧Vbとの比較結果に応じてクロック信号ck1を生成して出力する。NMOSトランジスタN2(スイッチ、第1のNMOSトランジスタ)は、クロック信号ck1にもとづきオンして、コンデンサC0の電荷を放電する。   The comparator comp1 generates and outputs the clock signal ck1 according to the comparison result between the charging voltage of the capacitor C0 that becomes the triangular wave voltage Vosc0 and the threshold voltage Vb. The NMOS transistor N2 (switch, first NMOS transistor) is turned on based on the clock signal ck1, and discharges the capacitor C0.

一方、スロープ生成回路13−1は、スロープ補償原電流生成回路13a−1と、電圧減算回路13b−1を備える。スロープ補償原電流生成回路13a−1は、抵抗R41、トランジスタTr11、Tr12、PMOSトランジスタP11、P12、電流源I7を含む。電圧減算回路13b−1は、抵抗R42およびNMOSトランジスタN11、N12を含む。   On the other hand, the slope generation circuit 13-1 includes a slope compensation original current generation circuit 13a-1 and a voltage subtraction circuit 13b-1. The slope compensation original current generation circuit 13a-1 includes a resistor R41, transistors Tr11 and Tr12, PMOS transistors P11 and P12, and a current source I7. Voltage subtraction circuit 13b-1 includes a resistor R42 and NMOS transistors N11 and N12.

トランジスタTr11には、PNPトランジスタが使用され、トランジスタTr12には、NPNトランジスタが使用されている。また、電流源I7は、例えば、1μAの定電流源である。   A PNP transistor is used for the transistor Tr11, and an NPN transistor is used for the transistor Tr12. The current source I7 is a constant current source of 1 μA, for example.

ここで、トランジスタTr11(第4のトランジスタ)は、三角波電圧Vosc0をベースで受ける。電流源I7(第2の電流源)は、トランジスタTr11に流れる電流を供給する。トランジスタTr12(第5のトランジスタ)は、トランジスタTr11のエミッタ電圧をベースで受ける。   Here, the transistor Tr11 (fourth transistor) receives the triangular wave voltage Vosc0 as a base. The current source I7 (second current source) supplies a current flowing through the transistor Tr11. The transistor Tr12 (fifth transistor) receives the emitter voltage of the transistor Tr11 at the base.

抵抗R41(第1の抵抗)は、トランジスタTr12のエミッタ電圧が印加されることで電流IR41が流れる。PMOSトランジスタP11(第3のPMOSトランジスタ)と、PMOSトランジスタP12(第4のPMOSトランジスタ)とは、第2のカレントミラー回路を形成し、第2のカレントミラー回路は、抵抗R41に流れる電流IR41をミラー比に応じて複製したスロープ補償原電流Is0を出力する。   A current R41 flows through the resistor R41 (first resistor) when the emitter voltage of the transistor Tr12 is applied. The PMOS transistor P11 (third PMOS transistor) and the PMOS transistor P12 (fourth PMOS transistor) form a second current mirror circuit, and the second current mirror circuit generates a current IR41 flowing through the resistor R41. The replicated slope compensation original current Is0 is output according to the mirror ratio.

抵抗R42(第2の抵抗)は、一端には分圧電圧Vdが印加され、他端からはスロープ電圧V_slopeが出力される。NMOSトランジスタN11(第2のNMOSトランジスタ)とNMOSトランジスタN12(第3のNMOSトランジスタ)とは、第3のカレントミラー回路を形成し、第3のカレントミラー回路は、第2のカレントミラー回路から出力されたスロープ補償原電流Is0を(ミラー比1:1で)複製してスロープ補償電流Isを生成し、これを抵抗R42の他端から流す。   The resistor R42 (second resistor) is applied with a divided voltage Vd at one end and a slope voltage V_slope from the other end. The NMOS transistor N11 (second NMOS transistor) and the NMOS transistor N12 (third NMOS transistor) form a third current mirror circuit, and the third current mirror circuit outputs from the second current mirror circuit. The slope compensation original current Is0 is duplicated (at a mirror ratio of 1: 1) to generate the slope compensation current Is, which is supplied from the other end of the resistor R42.

次に制御回路10−1の回路素子の接続関係について説明する。トランジスタTr10のコレクタは、電源端子VCCに接続し、トランジスタTr10のエミッタは、抵抗R10の一端に接続する。   Next, the connection relationship of the circuit elements of the control circuit 10-1 will be described. The collector of the transistor Tr10 is connected to the power supply terminal VCC, and the emitter of the transistor Tr10 is connected to one end of the resistor R10.

制御回路10−1の内部電源VDD(5V)につながる電源ラインL1−1は、トランジスタTr10のベース、電流源I1、I2、I7の入力端、PMOSトランジスタP1〜P4、P11、P12のソースに接続する。   The power supply line L1-1 connected to the internal power supply VDD (5V) of the control circuit 10-1 is connected to the base of the transistor Tr10, the input ends of the current sources I1, I2, and I7, and the sources of the PMOS transistors P1 to P4, P11, and P12. To do.

抵抗R10の他端は、フィードバック端子FB、トランジスタTr0のベース、トランジスタTr0のコレクタおよび抵抗R0の一端に接続し、抵抗R0の他端は、NMOSトランジスタN1のドレインに接続する。なお、トランジスタTr0はベースとコレクタが接続されているため、ダイオードと同じものになっている。この場合、コレクタがアノードに相当し、エミッタがカソードに相当している。   The other end of the resistor R10 is connected to the feedback terminal FB, the base of the transistor Tr0, the collector of the transistor Tr0, and one end of the resistor R0, and the other end of the resistor R0 is connected to the drain of the NMOS transistor N1. The transistor Tr0 is the same as a diode because the base and collector are connected. In this case, the collector corresponds to the anode and the emitter corresponds to the cathode.

トランジスタTr0のエミッタは、抵抗R31の一端に接続し、抵抗R31の他端は、抵抗R32の一端に接続する。抵抗R32の他端は、抵抗R33の一端に接続し、抵抗R33の他端は、抵抗R34の一端と、抵抗R42の一端と接続する。   The emitter of the transistor Tr0 is connected to one end of the resistor R31, and the other end of the resistor R31 is connected to one end of the resistor R32. The other end of the resistor R32 is connected to one end of the resistor R33, and the other end of the resistor R33 is connected to one end of the resistor R34 and one end of the resistor R42.

NMOSトランジスタN1のゲートは、電流源I1の出力端、PMOSトランジスタP1のドレイン、PMOSトランジスタP1、P2のゲートおよびトランジスタTr1のコレクタに接続する。NMOSトランジスタN1のバックゲートはGNDに接続する。   The gate of the NMOS transistor N1 is connected to the output terminal of the current source I1, the drain of the PMOS transistor P1, the gates of the PMOS transistors P1 and P2, and the collector of the transistor Tr1. The back gate of the NMOS transistor N1 is connected to GND.

NMOSトランジスタN1のソースは、トランジスタTr1のベースに接続し、トランジスタTr1のエミッタは、抵抗R1、R2の一端に接続する。PMOSトランジスタP2のドレインは、抵抗R2の他端と、トランジスタTr2のベースと接続する。   The source of the NMOS transistor N1 is connected to the base of the transistor Tr1, and the emitter of the transistor Tr1 is connected to one end of the resistors R1 and R2. The drain of the PMOS transistor P2 is connected to the other end of the resistor R2 and the base of the transistor Tr2.

電流源I2の出力端は、トランジスタTr2、Tr4のエミッタおよびトランジスタTr3のベースに接続する。トランジスタTr4のベースには、電圧Va(例えば、2.5V)が印加される。トランジスタTr3のコレクタは、PMOSトランジスタP3のドレインと、PMOSトランジスタP3、P4のゲートと接続する。   The output terminal of the current source I2 is connected to the emitters of the transistors Tr2 and Tr4 and the base of the transistor Tr3. A voltage Va (for example, 2.5 V) is applied to the base of the transistor Tr4. The collector of the transistor Tr3 is connected to the drain of the PMOS transistor P3 and the gates of the PMOS transistors P3 and P4.

トランジスタTr3のエミッタは、抵抗R3aの一端に接続し、PMOSトランジスタP4のドレインは、トランジスタTr11のベース、コンパレータcomp1の正側入力端子、コンデンサC0の一端およびNMOSトランジスタN2のドレインに接続する。   The emitter of the transistor Tr3 is connected to one end of the resistor R3a, and the drain of the PMOS transistor P4 is connected to the base of the transistor Tr11, the positive input terminal of the comparator comp1, one end of the capacitor C0, and the drain of the NMOS transistor N2.

コンパレータcomp1の負側入力端子は、電圧Vb(例えば、2.5V)が印加され、コンパレータcomp1の出力端子は、NMOSトランジスタN2のゲートに接続する。   A voltage Vb (for example, 2.5 V) is applied to the negative input terminal of the comparator comp1, and the output terminal of the comparator comp1 is connected to the gate of the NMOS transistor N2.

トランジスタTr11のエミッタは、電流源I7の出力端と、トランジスタTr12のベースと接続する。トランジスタTr12のコレクタは、PMOSトランジスタP11のドレインおよびPMOSトランジスタP11、P12のゲートに接続し、トランジスタTr12のエミッタは、抵抗R41の一端に接続する。   The emitter of the transistor Tr11 is connected to the output terminal of the current source I7 and the base of the transistor Tr12. The collector of the transistor Tr12 is connected to the drain of the PMOS transistor P11 and the gates of the PMOS transistors P11 and P12, and the emitter of the transistor Tr12 is connected to one end of the resistor R41.

抵抗R42の他端は、NMOSトランジスタN11のドレインに接続し、PMOSトランジスタP12のドレインは、NMOSトランジスタN12のドレインと、NMOSトランジスタN11、N12のゲートと接続する。   The other end of the resistor R42 is connected to the drain of the NMOS transistor N11, and the drain of the PMOS transistor P12 is connected to the drain of the NMOS transistor N12 and the gates of the NMOS transistors N11 and N12.

制御回路10−1のGNDにつながる接地ラインL2−1は、抵抗R34、R1、R3a、R41の他端、トランジスタTr2、Tr4、Tr11のコレクタ、コンデンサC0の他端およびNMOSトランジスタN2、N11、N12のソースに接続する。   The ground line L2-1 connected to the GND of the control circuit 10-1 includes the other ends of the resistors R34, R1, R3a, and R41, the collectors of the transistors Tr2, Tr4, and Tr11, the other end of the capacitor C0, and the NMOS transistors N2, N11, and N12. Connect to the source.

次に制御回路10−1の動作について説明する。なお、フィードバック回路11については、図11と同じ回路であり、上述したので動作説明は省略する。
最初に発振器回路12−1について説明する。PMOSトランジスタP3、P4のカレントミラー回路において、PMOSトランジスタP3、P4のミラー比は、4:1であるから、抵抗R3aを流れる電流IR3aを1/4にした電流でコンデンサC0が充電される。
Next, the operation of the control circuit 10-1 will be described. Note that the feedback circuit 11 is the same circuit as that in FIG.
First, the oscillator circuit 12-1 will be described. In the current mirror circuit of the PMOS transistors P3 and P4, since the mirror ratio of the PMOS transistors P3 and P4 is 4: 1, the capacitor C0 is charged with a current obtained by reducing the current IR3a flowing through the resistor R3a to ¼.

すなわち、コンデンサC0の充電電流は、PMOSトランジスタP3のドレイン電流の1/4であり、以下の式(11)となる。   That is, the charging current of the capacitor C0 is 1/4 of the drain current of the PMOS transistor P3, and is expressed by the following equation (11).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

また、コンデンサC0の充電時間をdtとすると、上記の式(4a)、(4b)と同様にして、コンデンサC0に対して以下の式(12)が成り立つ。   If the charging time of the capacitor C0 is dt, the following equation (12) is established for the capacitor C0 in the same manner as the above equations (4a) and (4b).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

そして、発振器回路12−1の出力であるクロック信号ck1は、コンパレータcomp1の出力になっているから、クロック信号ck1の周波数fosc1は、式(12)にもとづき、以下の式(13)で算出される。   Since the clock signal ck1 that is the output of the oscillator circuit 12-1 is the output of the comparator comp1, the frequency fosc1 of the clock signal ck1 is calculated by the following equation (13) based on the equation (12). The

Figure 2017169340
Figure 2017169340

図6は発振器回路の動作波形を示す図である。横軸は時間、縦軸は電圧である。なお、コンパレータcomp1の負側入力端子(−)に印加される電圧Vbは2.5V、VDD電圧を5Vとする。   FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of the oscillator circuit. The horizontal axis is time, and the vertical axis is voltage. The voltage Vb applied to the negative input terminal (−) of the comparator comp1 is 2.5V, and the VDD voltage is 5V.

三角波電圧Vosc0は、図4に示す発振器回路12−1内のノードn11における電圧であり、コンデンサC0の充電電圧になる。なお、ノードn11は、PMOSトランジスタP4のドレイン、トランジスタTr11のベース、コンパレータcomp1の正側入力端子(+)、コンデンサC0の一端およびNMOSトランジスタN2のドレインに接続している箇所である。   The triangular wave voltage Vosc0 is a voltage at the node n11 in the oscillator circuit 12-1 shown in FIG. 4, and becomes a charging voltage of the capacitor C0. The node n11 is a portion connected to the drain of the PMOS transistor P4, the base of the transistor Tr11, the positive input terminal (+) of the comparator comp1, one end of the capacitor C0, and the drain of the NMOS transistor N2.

コンデンサC0が一定電流で充電される場合、時間dtを、コンデンサC0を0Vから充電を開始して、その充電電圧Vosc0が電圧2.5Vになるまでの1サイクルの充電時間とする。   When the capacitor C0 is charged with a constant current, the time dt is set as one cycle charging time from when the capacitor C0 starts to be charged from 0V until the charging voltage Vosc0 becomes 2.5V.

また、コンパレータcomp1の正側入力端子(+)には、三角波電圧Vosc0が入力し、負側入力端子(−)には、2.5Vが入力しているので、コンパレータcomp1は、三角波電圧Vosc0が2.5Vになったときだけ、Hレベルの信号を出力する。   Further, since the triangular wave voltage Vosc0 is input to the positive side input terminal (+) of the comparator comp1 and 2.5 V is input to the negative side input terminal (−), the triangular wave voltage Vosc0 is input to the comparator comp1. Only when the voltage reaches 2.5 V, the H level signal is output.

このように、コンパレータcomp1の出力端子からは、LレベルとHレベルを繰り返す、図6に示すようなパルス状の波形の電圧が出力され、このパルス波形が発振器回路12−1で生成されるクロック信号ck1となる。   As described above, the voltage of the pulse waveform as shown in FIG. 6 is output from the output terminal of the comparator comp1, and the clock waveform is generated by the oscillator circuit 12-1. Signal ck1 is obtained.

次にスロープ生成回路13−1の動作について説明する。トランジスタTr12のエミッタ電圧は、抵抗R41により電流に変換され、この電流は、PMOSトランジスタP11のドレイン電流となる。なお、上述のように、トランジスタTr12のエミッタ電圧はVosc0に等しくなるので、PMOSトランジスタP11のドレイン電流は、(Vosc0/R41)となる。   Next, the operation of the slope generation circuit 13-1 will be described. The emitter voltage of the transistor Tr12 is converted into a current by the resistor R41, and this current becomes the drain current of the PMOS transistor P11. As described above, since the emitter voltage of the transistor Tr12 is equal to Vosc0, the drain current of the PMOS transistor P11 is (Vosc0 / R41).

また、PMOSトランジスタP11、P12のカレントミラー回路において、PMOSトランジスタP11、P12のミラー比は、5:1になっている。さらに、NMOSトランジスタN11、N12のカレントミラー回路において、NMOSトランジスタN11、N12のミラー比は1:1になっている。   In the current mirror circuit of the PMOS transistors P11 and P12, the mirror ratio of the PMOS transistors P11 and P12 is 5: 1. Further, in the current mirror circuit of the NMOS transistors N11 and N12, the mirror ratio of the NMOS transistors N11 and N12 is 1: 1.

よって、PMOSトランジスタP11のドレイン電流を1/5にした電流Isが、NMOSトランジスタN11にも流れる。すなわち、PMOSトランジスタP12のドレイン電流と同じ値の電流がNMOSトランジスタN11にも流れることになる。NMOSトランジスタN11を流れる電流I_N11は、スロープ補償電流Isであり、Is=I_N11=(Vosc0/R41)×(1/5)となる。   Therefore, the current Is obtained by reducing the drain current of the PMOS transistor P11 to 1/5 also flows through the NMOS transistor N11. That is, a current having the same value as the drain current of the PMOS transistor P12 also flows through the NMOS transistor N11. A current I_N11 flowing through the NMOS transistor N11 is a slope compensation current Is, and is Is = I_N11 = (Vosc0 / R41) × (1/5).

そして、NMOSトランジスタN11に流れる電流I_N11(スロープ補償電流Is)を抵抗R42により電圧に変換し、フィードバック回路11のノードnCにおける分圧電圧Vd(=((VFB−Vbe)/4))から抵抗R42を介してスロープ補償電流Isを変換した電圧を減算することで、スロープ電圧V_slopeを生成する。   The current I_N11 (slope compensation current Is) flowing through the NMOS transistor N11 is converted into a voltage by the resistor R42, and the divided voltage Vd (= ((VFB−Vbe) / 4)) at the node nC of the feedback circuit 11 is converted into the resistor R42. The slope voltage V_slope is generated by subtracting the voltage obtained by converting the slope compensation current Is via

図7はスロープ生成回路の動作波形を示す図である。クロック信号ck1およびスロープ電圧V_slopeのグラフの横軸は時間、縦軸は電圧であり、電流I_N11のグラフの横軸は時間、縦軸は電流である。なお、次節の説明はトランジスタTr3のエミッタ電圧が上限の2.5Vの場合についての説明となるが、これ以外の場合でも、以下の2.5Vを((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)に置き換えれば同様に考えることができる。   FIG. 7 is a diagram illustrating operation waveforms of the slope generation circuit. The horizontal axis of the graph of the clock signal ck1 and the slope voltage V_slope is time, the vertical axis is voltage, the horizontal axis of the current I_N11 graph is time, and the vertical axis is current. The description in the next section is for the case where the emitter voltage of the transistor Tr3 is the upper limit of 2.5V. However, in other cases, the following 2.5V is set to ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe). ) Can be considered similarly.

NMOSトランジスタN11を流れる電流I_N11は、クロック信号ck1の1周期において(コンデンサC0の充電時間dtにおいて)、0μAから(2.5V/R41)×(1/5)へと上昇する。ここで、スロープ電圧V_slopeの最大値をmax2(V_slope)とし、スロープ電圧V_slopeの最小値をmin2(V_slope)とする。   The current I_N11 flowing through the NMOS transistor N11 increases from 0 μA to (2.5 V / R41) × (1/5) in one cycle of the clock signal ck1 (in the charging time dt of the capacitor C0). Here, the maximum value of the slope voltage V_slope is set to max2 (V_slope), and the minimum value of the slope voltage V_slope is set to min2 (V_slope).

電流I_N11が、0μAから(2.5V/R41)×(1/5)に上昇するにつれて、スロープ電圧V_slopeは、max2(V_slope)からmin2(V_slope)へと徐々に低下していく。   As the current I_N11 increases from 0 μA to (2.5 V / R41) × (1/5), the slope voltage V_slope gradually decreases from max2 (V_slope) to min2 (V_slope).

スロープ電圧V_slopeの最大値max2(V_slope)は、以下の式(14a)となり、スロープ電圧V_slopeの最小値min2(V_slope)は、以下の式(14b)となる。   The maximum value max2 (V_slope) of the slope voltage V_slope is represented by the following formula (14a), and the minimum value min2 (V_slope) of the slope voltage V_slope is represented by the following formula (14b).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

したがって、時間当たりのスロープ電圧V_slopeの変化量Var1は、以下の式(15)のように算出される。   Therefore, the change amount Var1 of the slope voltage V_slope per time is calculated as in the following equation (15).

Figure 2017169340
Figure 2017169340

式(15)から時間当たりのスロープ電圧V_slopeの変化量Var1は、抵抗R41、R42の抵抗比で決まる。なお、フィードバック回路11の抵抗R31〜R33の20kΩ×3に対して、電流I_N11が流れることによる分圧電圧Vdの低下は、電流I_N11が小さいため影響がないものとして無視している。   From the equation (15), the change amount Var1 of the slope voltage V_slope per time is determined by the resistance ratio of the resistors R41 and R42. Note that a decrease in the divided voltage Vd due to the current I_N11 flowing with respect to 20 kΩ × 3 of the resistors R31 to R33 of the feedback circuit 11 is ignored because the current I_N11 is small.

ここで、具体的な数値を用いて算出する。R1=60kΩ、R2=270kΩ、R3a=278kΩ、R41=240kΩ、R42=80kΩ、C0=15pFとする。
フィードバック回路11から発振器回路12−1への出力電圧((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)が2.5V以上のとき、すなわち((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)≧2.5Vに対して上記の数値を代入すると、VFB≧1.15Vとなる。
Here, it calculates using a specific numerical value. R1 = 60 kΩ, R2 = 270 kΩ, R3a = 278 kΩ, R41 = 240 kΩ, R42 = 80 kΩ, and C0 = 15 pF.
When the output voltage ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) from the feedback circuit 11 to the oscillator circuit 12-1 is 2.5 V or more, that is, ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) ≧ 2. Substituting the above numerical value for .5V results in VFB ≧ 1.15V.

したがって、VFB≧1.15Vのとき、式(13)に対して、上記の数値を代入すると、式(16)のようになって、クロック信号ck1の周波数fosc1=60kHzと算出される。   Therefore, when VFB ≧ 1.15V, if the above numerical value is substituted into the equation (13), the frequency fosc1 of the clock signal ck1 is calculated as 60 kHz as in the equation (16).

Figure 2017169340
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また、このときの時間当たりのスロープ電圧V_slopeの変化量Var1は、上記の数値を式(15)に代入すると、式(17)のようになって、Var1=−10mV/μsと算出される。   Further, the change amount Var1 of the slope voltage V_slope per time at this time is calculated as Var1 = −10 mV / μs as shown in Expression (17) when the above numerical value is substituted into Expression (15).

Figure 2017169340
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一方、フィードバック回路11の出力電圧((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)が2.5V以下のとき、すなわち((R1+R2)/R1)・(VFB−Vbe)≦2.5Vに上記の数値を代入すると、VFB≦1.15Vとなる。   On the other hand, when the output voltage ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) of the feedback circuit 11 is 2.5V or less, that is, ((R1 + R2) / R1) · (VFB−Vbe) ≦ 2.5V Substituting a numerical value results in VFB ≦ 1.15V.

ここで、クロック信号ck1の周波数fosc1とフィードバック端子電圧VFBとの変化率は、Δfosc1/ΔVFBである。よって、VFB≦1.15Vのとき、式(13)に対して、上記の数値を代入すると、変化率は式(18)のように計算されて、Δfosc1/ΔVFB=132kHz/Vと算出される。   Here, the rate of change between the frequency fosc1 of the clock signal ck1 and the feedback terminal voltage VFB is Δfosc1 / ΔVFB. Therefore, when VFB ≦ 1.15V, if the above numerical value is substituted into equation (13), the rate of change is calculated as in equation (18) and Δfosc1 / ΔVFB = 132 kHz / V. .

Figure 2017169340
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このように、発明の簡素化した回路構成を持つ制御回路10−1においても、オペアンプを含んでいる制御回路10と同様な機能が実現される。
以上説明したように、本発明によれば、カレントミラー回路を利用してスロープ補償電流を生成し、フィードバック端子電圧VFBから抵抗値を介してスロープ補償電流を減算してスロープ電圧を生成する構成とした。これにより、オペアンプを用いずに、素子数の少ない簡素な回路でスロープ補償機能を実現することが可能になる。
As described above, also in the control circuit 10-1 having the simplified circuit configuration of the invention, the same function as that of the control circuit 10 including the operational amplifier is realized.
As described above, according to the present invention, the slope compensation current is generated using the current mirror circuit, and the slope voltage is generated by subtracting the slope compensation current from the feedback terminal voltage VFB via the resistance value. did. As a result, the slope compensation function can be realized with a simple circuit having a small number of elements without using an operational amplifier.

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。   As mentioned above, although embodiment was illustrated, the structure of each part shown by embodiment can be substituted by the other thing which has the same function. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added.

2 負荷
10、10−1 制御回路
11 フィードバック回路
12、12−1 発振器回路
13、13−1 スロープ生成回路
13a−1 スロープ補償原電流生成回路
13a、13b−1 電圧減算回路
100 スイッチング電源装置
R41 第1の抵抗
R42 第2の抵抗
T1 トランス
Tr11 PNPトランジスタ
Tr12 NPNトランジスタ
P11、P12 PMOSトランジスタ
PC1 フォトカプラ
PT1 スイッチング素子
N11、N12 NMOSトランジスタ
I7 電流源
VDD 内部電源
VFB フィードバック端子電圧(フィードバック電圧)
Vosc0 三角波電圧
Vd 分圧電圧
Is スロープ補償電流
V_slope スロープ電圧
2 Load 10, 10-1 Control circuit 11 Feedback circuit 12, 12-1 Oscillator circuit 13, 13-1 Slope generation circuit 13a-1 Slope compensation original current generation circuit 13a, 13b-1 Voltage subtraction circuit 100 Switching power supply device R41 1st 1 resistor R42 2nd resistor T1 transformer Tr11 PNP transistor Tr12 NPN transistor P11, P12 PMOS transistor PC1 photocoupler PT1 switching element N11, N12 NMOS transistor I7 current source VDD internal power supply VFB feedback terminal voltage (feedback voltage)
Vosc0 Triangular wave voltage Vd Divided voltage Is Slope compensation current V_slope Slope voltage

Claims (6)

トランスのインダクタ電流をフィードバックして定電圧化を図る電流モード制御のスイッチング電源装置の制御回路において、
前記トランスの2次側出力からフィードバックされたフィードバック電圧に応じた電圧信号を出力するフィードバック回路と、
前記電圧信号を電流信号に変換し、前記電流信号に比例する充電電流でコンデンサを充電して所定の発振周波数のクロック信号および前記クロック信号に同期した三角波電圧を生成する発振器回路と、
前記三角波電圧を第1の抵抗で変換した電流から、カレントミラー回路によりスロープ補償電流を生成し、第2の抵抗により前記スロープ補償電流から電圧への変換および該電圧の前記フィードバック電圧が分圧された分圧電圧からの減算を行って、スロープ電圧を生成するスロープ生成回路と、
を有することを特徴とするスイッチング電源装置の制御回路。
In the control circuit of the switching power supply device of current mode control that feeds back the inductor current of the transformer to achieve constant voltage,
A feedback circuit that outputs a voltage signal corresponding to a feedback voltage fed back from the secondary side output of the transformer;
An oscillator circuit that converts the voltage signal into a current signal, charges a capacitor with a charging current proportional to the current signal, and generates a clock signal of a predetermined oscillation frequency and a triangular wave voltage synchronized with the clock signal;
A slope compensation current is generated by a current mirror circuit from a current obtained by converting the triangular wave voltage with a first resistor, and a conversion from the slope compensation current to a voltage and the feedback voltage of the voltage are divided by a second resistor. A slope generation circuit that generates a slope voltage by subtracting from the divided voltage.
A control circuit for a switching power supply device, comprising:
前記発振器回路は、
前記電圧信号をベースで受ける第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタに流れる電流を供給するための第1の電流源と、
前記第1のトランジスタのエミッタ電圧をベースで受ける第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタのエミッタ電圧の上限を決める第3のトランジスタと、
前記第2のトランジスタのエミッタ電圧が印加されて前記電流信号が流れる第3の抵抗と、
ミラー比に応じて前記電流信号を複製した前記充電電流を出力する第1のカレントミラー回路と、
前記三角波電圧となる前記コンデンサの充電電圧と、閾値電圧との比較結果に応じて前記クロック信号を生成して出力するコンパレータと、
前記クロック信号にもとづきオンして、前記コンデンサの電荷を放電するスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置の制御回路。
The oscillator circuit is:
A first transistor that receives the voltage signal at a base;
A first current source for supplying a current flowing through the first transistor;
A second transistor receiving the emitter voltage of the first transistor at a base;
A third transistor for determining an upper limit of the emitter voltage of the second transistor;
A third resistor through which the current signal flows when the emitter voltage of the second transistor is applied;
A first current mirror circuit that outputs the charging current copied from the current signal according to a mirror ratio;
A comparator that generates and outputs the clock signal according to a comparison result between a charging voltage of the capacitor that becomes the triangular wave voltage and a threshold voltage;
A switch that is turned on based on the clock signal to discharge the capacitor;
The control circuit of the switching power supply device according to claim 1, comprising:
前記第1のトランジスタは、第1のPNPトランジスタであり、前記第2のトランジスタは、第1のNPNトランジスタであり、前記第3のトランジスタは、第2のPNPトランジスタであり、前記第1のカレントミラー回路は、第1のPMOSトランジスタと、第2のPMOSトランジスタとで形成され、前記スイッチが第1のNMOSトランジスタであり、
前記第1のPNPトランジスタのベースには、前記電圧信号が印加され、
前記第1の電流源の入力端は、電源と、前記第1のPMOSトランジスタのソースと、前記第2のPMOSトランジスタのソースと接続し、
前記第1の電流源の出力端は、前記第1のPNPトランジスタのエミッタ、前記第2のPNPトランジスタのエミッタと、前記第1のNPNトランジスタのベースと接続し、
前記第1のNPNトランジスタのコレクタは、前記第1のPMOSトランジスタのドレインと、前記第1のPMOSトランジスタのゲートと、前記第2のPMOSトランジスタのゲートと接続し、
前記第2のPNPトランジスタのベースには、前記第1のNPNトランジスタの前記第2のエミッタ電圧の上限を決める電圧が印加され、前記第1のNPNトランジスタのエミッタは、前記第3の抵抗の一端と接続し、
前記第2のPMOSトランジスタのドレインは、前記コンパレータの正側入力端子と、前記コンデンサの一端と、前記第1のNMOSトランジスタのドレインと、前記スロープ生成回路の入力端と接続し、前記コンパレータの負側入力端子には前記閾値電圧が印加し、
前記第1、第2のPNPトランジスタのコレクタと、前記第3の抵抗の他端と、前記コンデンサの他端と、前記第1のNMOSトランジスタのソースとは、グランドに接続する、
ことを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置の制御回路。
The first transistor is a first PNP transistor, the second transistor is a first NPN transistor, the third transistor is a second PNP transistor, and the first current is The mirror circuit is formed of a first PMOS transistor and a second PMOS transistor, and the switch is a first NMOS transistor,
The voltage signal is applied to a base of the first PNP transistor,
An input terminal of the first current source is connected to a power source, a source of the first PMOS transistor, and a source of the second PMOS transistor;
An output terminal of the first current source is connected to an emitter of the first PNP transistor, an emitter of the second PNP transistor, and a base of the first NPN transistor;
The collector of the first NPN transistor is connected to the drain of the first PMOS transistor, the gate of the first PMOS transistor, and the gate of the second PMOS transistor;
A voltage that determines the upper limit of the second emitter voltage of the first NPN transistor is applied to the base of the second PNP transistor, and the emitter of the first NPN transistor is one end of the third resistor. Connect with
The drain of the second PMOS transistor is connected to the positive side input terminal of the comparator, one end of the capacitor, the drain of the first NMOS transistor, and the input end of the slope generation circuit, and the negative side of the comparator. The threshold voltage is applied to the side input terminal,
The collectors of the first and second PNP transistors, the other end of the third resistor, the other end of the capacitor, and the source of the first NMOS transistor are connected to ground.
The control circuit for the switching power supply device according to claim 2.
前記スロープ生成回路は、
前記三角波電圧をベースで受ける第4のトランジスタと、
前記第4のトランジスタに流れる電流を供給するための第2の電流源と、
前記第4のトランジスタのエミッタ電圧をベースで受ける第5のトランジスタと、
前記第5のトランジスタのエミッタ電圧が印加されて電流が流れる前記第1の抵抗と、
ミラー比に応じて該電流を複製した電流を出力する第2のカレントミラー回路と、
一端には前記分圧電圧が印加され、他端から前記スロープ電圧が出力される前記第2の抵抗と、
前記第2のカレントミラー回路から出力された前記複製した電流をさらに複製した前記スロープ補償電流を前記第2の抵抗の他端から流す第3のカレントミラー回路と、
を有することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置の制御回路。
The slope generation circuit includes:
A fourth transistor receiving the triangular wave voltage at a base;
A second current source for supplying a current flowing through the fourth transistor;
A fifth transistor receiving the emitter voltage of the fourth transistor at a base;
The first resistor through which a current flows when an emitter voltage of the fifth transistor is applied;
A second current mirror circuit that outputs a current copied from the current according to a mirror ratio;
The second resistance to which the divided voltage is applied to one end and the slope voltage is output from the other end;
A third current mirror circuit that causes the slope compensation current obtained by further duplicating the duplicated current output from the second current mirror circuit to flow from the other end of the second resistor;
The control circuit for a switching power supply device according to claim 1, comprising:
前記第4のトランジスタは、第3のPNPトランジスタであり、前記第5のトランジスタは、第2のNPNトランジスタであり、前記第2のカレントミラー回路は、第3のPMOSトランジスタと、第4のPMOSトランジスタとで形成され、前記第3のカレントミラー回路は、第2のNMOSトランジスタと、第3のNMOSトランジスタとで形成され、
前記第3のPNPトランジスタのベースには、前記三角波電圧が印加され、
前記第2の電流源の入力端は、電源と、前記第3のPMOSトランジスタのソースと、前記第4のPMOSトランジスタのソースと接続し、
前記第2の電流源の出力端は、前記第3のPNPトランジスタのエミッタと、前記第2のNPNトランジスタのベースに接続し、
前記第2のNPNトランジスタのコレクタは、前記第3のPMOSトランジスタのドレインと、前記第3のPMOSトランジスタのゲートと、前記第4のPMOSトランジスタのゲートと接続し、
前記第2のNPNトランジスタのエミッタは、前記第1の抵抗の一端に接続し、
前記第4のPMOSトランジスタのドレインは、前記第3のNMOSトランジスタのドレインと、前記第2のNMOSトランジスタのゲートと、前記第3のNMOSトランジスタのゲートと接続し、
前記第2の抵抗の一端には、前記分圧電圧が印加され、前記第2のNMOSトランジスタのドレインは、前記第2の抵抗の他端に接続し、
前記第3のPNPトランジスタのコレクタと、前記第1の抵抗の他端と、前記第2のNMOSトランジスタのソースと、前記第3のNMOSトランジスタのソースと、はグランドに接続する、
ことを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置の制御回路。
The fourth transistor is a third PNP transistor, the fifth transistor is a second NPN transistor, and the second current mirror circuit includes a third PMOS transistor and a fourth PMOS transistor. The third current mirror circuit is formed of a second NMOS transistor and a third NMOS transistor, and
The triangular wave voltage is applied to the base of the third PNP transistor,
The input terminal of the second current source is connected to the power source, the source of the third PMOS transistor, and the source of the fourth PMOS transistor,
The output terminal of the second current source is connected to the emitter of the third PNP transistor and the base of the second NPN transistor,
The collector of the second NPN transistor is connected to the drain of the third PMOS transistor, the gate of the third PMOS transistor, and the gate of the fourth PMOS transistor;
An emitter of the second NPN transistor is connected to one end of the first resistor;
The drain of the fourth PMOS transistor is connected to the drain of the third NMOS transistor, the gate of the second NMOS transistor, and the gate of the third NMOS transistor,
The divided voltage is applied to one end of the second resistor, the drain of the second NMOS transistor is connected to the other end of the second resistor,
The collector of the third PNP transistor, the other end of the first resistor, the source of the second NMOS transistor, and the source of the third NMOS transistor are connected to ground.
The control circuit for the switching power supply according to claim 4.
トランスのインダクタ電流をフィードバックして定電圧化を図る電流モード制御のスイッチング電源装置のスロープ補償を行うスロープ生成回路において、
前記トランスの2次側出力からフィードバックされたフィードバック電圧に応じた電圧信号から生成された電流信号に比例する充電電流でコンデンサが充電され、前記コンデンサが充電されることにより生成される所定の発振周波数のクロック信号に同期した三角波電圧を受信して、前記三角波電圧を第1の抵抗で変換した電流から、カレントミラー回路によりスロープ補償原電流を生成するスロープ補償原電流生成回路と、
前記カレントミラー回路とは別のカレントミラー回路により前記スロープ補償原電流を複写してスロープ補償電流を生成し、第2の抵抗により前記スロープ補償電流から電圧への変換および該電圧の前記フィードバック電圧が分圧された分圧電圧からの減算を行ってスロープ電圧を生成する電圧減算回路と、
を有することを特徴とするスロープ生成回路。
In the slope generation circuit that compensates the slope of the switching power supply of the current mode control that feeds back the inductor current of the transformer to achieve a constant voltage,
A capacitor is charged with a charging current proportional to a current signal generated from a voltage signal corresponding to a feedback voltage fed back from the secondary side output of the transformer, and a predetermined oscillation frequency generated by charging the capacitor A slope compensation original current generation circuit that receives a triangular wave voltage synchronized with the clock signal of the current and generates a slope compensation original current by a current mirror circuit from a current obtained by converting the triangular wave voltage using a first resistor;
The slope compensation original current is copied by a current mirror circuit different from the current mirror circuit to generate a slope compensation current, and the second resistor converts the slope compensation current into a voltage and the feedback voltage of the voltage is A voltage subtracting circuit that generates a slope voltage by performing subtraction from the divided divided voltage;
A slope generation circuit comprising:
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