JP2017169378A - Switching power source device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power source device capable of detecting a semi-collapsed state of an inductor.SOLUTION: A switching power source device includes a switching element and an output stage including an inductor and a capacitor. The switching power source device includes: a feedback control unit that performs switching control of the switching element using a feedback voltage based on the output voltage, and a comparison unit that compares the difference between the average voltage of the pulsed switching voltages in which the approximately input voltage and the approximately ground potential are repeated by the switching of the switching element, and the output voltage with a predetermined threshold, and outputs a detection signal in accordance with the comparison result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device.

従来より、様々なスイッチング電源装置が開発されており、その中には、降圧DC/DCコンバータなどのように出力段にインダクタ(コイル)とコンデンサを備えたものがある。   Conventionally, various switching power supply devices have been developed, and some of them include an inductor (coil) and a capacitor in an output stage such as a step-down DC / DC converter.

そして、従来、上記のようなスイッチング電源装置において、インダクタが完全に破壊されてオープンかショートとなった場合に、これを検出して保護を行うものがあった。   Conventionally, in the switching power supply as described above, when the inductor is completely destroyed and becomes open or short-circuited, this is detected and protected.

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。   As an example of the related art related to the above, Patent Document 1 can be cited.

特開2008−99518号公報JP 2008-99518 A

しかしながら、上記従来のスイッチング電源装置では、インダクタのESR(Equivalent Series Resistance;等価直列抵抗)が増大するようなインダクタの半壊状態を検出することは困難であった。   However, in the above conventional switching power supply device, it has been difficult to detect a half-destructed state of the inductor such that the ESR (Equivalent Series Resistance) of the inductor increases.

例えばスイッチング電源装置が車載用である場合、自動車の電気/電子に関する機能安全についての国際規格であるISO26262なども策定されている状況では、より安全性を重視するため、素子の完全な破壊のみならず、半壊状態をも検出できることが望ましい。   For example, when the switching power supply is for in-vehicle use, in a situation where ISO 26262, which is an international standard for functional safety related to electric / electronics of automobiles, has been established, in order to place more importance on safety, only complete destruction of elements can be achieved. In addition, it is desirable to be able to detect a semi-destructed state.

上記状況に鑑み、本発明は、インダクタの半壊状態を検出することが可能となるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a switching power supply device that can detect a half-broken state of an inductor.

上記目的を達成するために本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、スイッチング素子と、インダクタおよびコンデンサを含む出力段と、を備えるスイッチング電源装置であって、
出力電圧に基づく帰還電圧を用いて前記スイッチング素子をスイッチング制御する帰還制御部と、
前記スイッチング素子のスイッチングにより略入力電圧と略接地電位を繰り返すパルス状のスイッチング電圧の平均電圧と、出力電圧との差分を所定の閾値と比較し、比較結果に応じた検出信号を出力する比較部と、を備える構成としている(第1の構成)。
In order to achieve the above object, a switching power supply according to an aspect of the present invention is a switching power supply comprising a switching element and an output stage including an inductor and a capacitor,
A feedback control unit that performs switching control of the switching element using a feedback voltage based on an output voltage;
A comparison unit that compares a difference between an output voltage and an average voltage of a pulsed switching voltage that repeats a substantially input voltage and a substantially ground potential by switching of the switching element, and outputs a detection signal according to a comparison result (First configuration).

また、上記第1の構成において、前記スイッチング電圧をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタを更に備え、
前記比較部は、前記フィルタ出力電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することとしてもよい(第2の構成)。
The first configuration further includes a low-pass filter that filters the switching voltage and outputs a filter output voltage,
The comparison unit may generate the detection signal based on the filter output voltage and the feedback voltage (second configuration).

また、上記第2の構成において、前記比較部は、前記フィルタ出力電圧に基づく電圧が印加される比較対象入力電圧端と、前記帰還電圧が印加される下限電圧入力端と、前記帰還電圧を所定電圧だけ上昇させた電圧が印加される上限電圧入力端と、を含むウィンドウコンパレータを有することとしてもよい(第3の構成)。   Further, in the second configuration, the comparison unit has a comparison target input voltage terminal to which a voltage based on the filter output voltage is applied, a lower limit voltage input terminal to which the feedback voltage is applied, and the feedback voltage as a predetermined value. A window comparator including an upper limit voltage input terminal to which a voltage increased by a voltage is applied may be included (third configuration).

また、上記第1の構成において、前記帰還電圧制御部に含まれるフリップフロップから出力されるドライブ信号をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタと、
前記フィルタ出力電圧を所定の増幅率で増幅して増幅電圧を出力する増幅器と、を更に備え、
前記比較部は、前記増幅電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することとしてもよい(第4の構成)。
In the first configuration, the low-pass filter that filters the drive signal output from the flip-flop included in the feedback voltage control unit and outputs the filter output voltage;
An amplifier that amplifies the filter output voltage at a predetermined amplification factor and outputs an amplified voltage; and
The comparison unit may generate the detection signal based on the amplified voltage and the feedback voltage (fourth configuration).

また、前記帰還電圧制御部は、ドライブ信号を生成するフリップフロップと、前記ドライブ信号に基づいて前記スイッチング素子の制御端に印加する制御信号を生成するドライバと、を含む上記第1の構成のスイッチング電源装置であって、
前記制御信号のHighレベルとLowレベルを反転させた変換信号を生成するレベル変換部と、
前記変換信号をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタと、
前記フィルタ出力電圧を所定の増幅率で増幅して増幅電圧を出力する増幅器と、を更に備え、
前記比較部は、前記増幅電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することとしてもよい(第5の構成)。
The feedback voltage control unit includes a flip-flop that generates a drive signal and a driver that generates a control signal to be applied to a control terminal of the switching element based on the drive signal. A power supply unit,
A level conversion unit that generates a conversion signal obtained by inverting the High level and the Low level of the control signal;
A low-pass filter that filters the converted signal and outputs a filter output voltage;
An amplifier that amplifies the filter output voltage at a predetermined amplification factor and outputs an amplified voltage; and
The comparison unit may generate the detection signal based on the amplified voltage and the feedback voltage (fifth configuration).

また、上記第4または第5の構成において、前記比較部は、前記増幅電圧に基づく電圧が印加される比較対象入力電圧端と、前記帰還電圧が印加される下限電圧入力端と、前記帰還電圧を所定電圧だけ上昇させた電圧が印加される上限電圧入力端と、を含むウィンドウコンパレータを有することとしてもよい(第6の構成)。   In the fourth or fifth configuration, the comparison unit includes a comparison target input voltage terminal to which a voltage based on the amplified voltage is applied, a lower limit voltage input terminal to which the feedback voltage is applied, and the feedback voltage. It is also possible to have a window comparator including an upper limit voltage input terminal to which a voltage obtained by increasing the voltage by a predetermined voltage is applied (sixth configuration).

また、上記第4〜第6のいずれかの構成において、前記増幅率は、前記入力電圧に応じて可変であることとしてもよい。(第7の構成)   In any of the fourth to sixth configurations, the amplification factor may be variable according to the input voltage. (Seventh configuration)

また、上記第1〜第7のいずれかの構成において、前記比較部は、前記検出信号を外部のホストコンピュータへ出力することとしてもよい(第8の構成)。   In any one of the first to seventh configurations, the comparison unit may output the detection signal to an external host computer (eighth configuration).

また、上記第1〜第8のいずれかの構成において、前記帰還制御部は、PWM制御による帰還制御を行うこととしてもよい(第9の構成)。   In any one of the first to eighth configurations, the feedback control unit may perform feedback control by PWM control (9th configuration).

また、上記第1〜第9のいずれかの構成において、前記帰還制御部と前記比較部とを集積化して構成される半導体装置を更に備えることとしてもよい(第10の構成)。   In any one of the first to ninth configurations, a semiconductor device configured by integrating the feedback control unit and the comparison unit may be further provided (tenth configuration).

また、本発明の別態様に係る車載用電子機器は、上記第1〜第10のいずれかの構成のスイッチング電源装置を備えることとしている。   Moreover, the vehicle-mounted electronic device which concerns on another aspect of this invention is supposed to be provided with the switching power supply device of the structure in any one of the said 1st-10th.

本発明によると、インダクタの半壊状態を検出することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to detect a half-broken state of the inductor.

本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. 比較部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of a comparison part. コイルが半壊した場合のスイッチング電圧の挙動を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the behavior of the switching voltage when a coil is half-broken. 上側スイッチング素子が半壊した場合のスイッチング電圧の挙動を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the behavior of the switching voltage when an upper side switching element is half-broken. 本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 車載用電子機器が搭載される車両の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of the vehicle by which a vehicle-mounted electronic device is mounted.

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成を示す図である。図1に示すスイッチング電源装置15は、入力電圧Vinを降圧して出力電圧Voutを生成し、負荷Z1へ供給する降圧DC/DCコンバータである。スイッチング電源装置15は、半導体装置10と、コイル(インダクタ)L1と、コンデンサC1と、抵抗R1と、抵抗R2と、を備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a switching power supply apparatus according to the first embodiment of the present invention. A switching power supply device 15 shown in FIG. 1 is a step-down DC / DC converter that steps down an input voltage Vin to generate an output voltage Vout and supplies the output voltage Vout to a load Z1. The switching power supply device 15 includes a semiconductor device 10, a coil (inductor) L1, a capacitor C1, a resistor R1, and a resistor R2.

半導体装置10は、エラーアンプ1と、スロープ電圧生成部2と、コンパレータ3と、発振器4と、RSフリップフロップ5と、ドライバ6と、フィルタ7と、比較部8と、上側スイッチング素子Q1と、下側スイッチング素子Q2と、を集積化して成るICである。ディスクリートな素子であるコイルL1、コンデンサC1、抵抗R1、および抵抗R2から出力段が構成される。   The semiconductor device 10 includes an error amplifier 1, a slope voltage generation unit 2, a comparator 3, an oscillator 4, an RS flip-flop 5, a driver 6, a filter 7, a comparison unit 8, an upper switching element Q1, This is an IC in which the lower switching element Q2 is integrated. An output stage is constituted by the coil L1, the capacitor C1, the resistor R1, and the resistor R2, which are discrete elements.

PチャネルMOSFET(MOS電界効果トランジスタ)で構成される上側スイッチング素子Q1のソースには、入力電圧Vinが印加される。上側スイッチング素子Q1のドレインは、NチャネルMOSFETで構成される下側スイッチング素子Q2のドレインに接続され、下側スイッチング素子Q2のソースは接地端に接続される。   An input voltage Vin is applied to the source of the upper switching element Q1 formed of a P-channel MOSFET (MOS field effect transistor). The drain of the upper switching element Q1 is connected to the drain of the lower switching element Q2 formed of an N-channel MOSFET, and the source of the lower switching element Q2 is connected to the ground terminal.

上側スイッチング素子Q1と下側スイッチング素子Q2との接続点Pは、コイルL1の一端に接続される。コイルL1の他端は、コンデンサC1の一端と共に出力端子Toに接続される。コンデンサC1の他端は、接地端に接続される。   A connection point P between the upper switching element Q1 and the lower switching element Q2 is connected to one end of the coil L1. The other end of the coil L1 is connected to the output terminal To together with one end of the capacitor C1. The other end of the capacitor C1 is connected to the ground terminal.

出力電圧Voutが生じる出力端子Toと接地端との間で、抵抗R1と抵抗R2は直列に接続される。出力電圧Voutを抵抗R1、R2によって分圧して生成される帰還電圧FBがエラーアンプ1の反転入力端(−)に印加される。エラーアンプ1の非反転入力端(+)には、参照電圧Vref1が印加される。   The resistor R1 and the resistor R2 are connected in series between the output terminal To where the output voltage Vout is generated and the ground terminal. A feedback voltage FB generated by dividing the output voltage Vout by the resistors R 1 and R 2 is applied to the inverting input terminal (−) of the error amplifier 1. A reference voltage Vref1 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 1.

エラーアンプ1は、帰還電圧FBと基準電圧Vref1との差分を増幅して誤差電圧SEを生成する。エラーアンプ1の出力端は、コンパレータ3の反転入力端に接続される。   The error amplifier 1 amplifies the difference between the feedback voltage FB and the reference voltage Vref1, and generates an error voltage SE. The output terminal of the error amplifier 1 is connected to the inverting input terminal of the comparator 3.

スロープ電圧生成部2は、鋸歯状波または三角波のスロープ電圧SLPを生成・出力する。スロープ電圧SLPは、コンパレータ3の非反転入力端に印加される。   The slope voltage generator 2 generates and outputs a sawtooth wave or triangular wave slope voltage SLP. The slope voltage SLP is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 3.

コンパレータ3は、誤差電圧SEとスロープ電圧SLPとを比較し、比較結果である比較信号SC1をRSフリップフロップ5のリセット端子に出力する。発振器4は、所定周波数のパルス状のクロック信号CLKを生成する。クロック信号CLKは、RSフリップフロップ5のセット端子に入力される。   The comparator 3 compares the error voltage SE with the slope voltage SLP, and outputs a comparison signal SC1 as a comparison result to the reset terminal of the RS flip-flop 5. The oscillator 4 generates a pulsed clock signal CLK having a predetermined frequency. The clock signal CLK is input to the set terminal of the RS flip-flop 5.

RSフリップフロップ5は、クロック信号CLKと比較信号SC1とに基づいてパルス状のドライブ信号DRV_LGCを生成し、ドライバ6に出力する。ドライバ6は、ドライブ信号DRV_LGCに基づいてゲート信号G1およびゲート信号G2を生成し、ゲート信号G1を上側スイッチング素子Q1のゲートに印加すると共に、ゲート信号G2を下側スイッチング素子Q2のゲートに印加する。ゲート信号G1およびG2は、いずれもパルス状の信号となる。   The RS flip-flop 5 generates a pulse-like drive signal DRV_LGC based on the clock signal CLK and the comparison signal SC1 and outputs it to the driver 6. The driver 6 generates a gate signal G1 and a gate signal G2 based on the drive signal DRV_LGC, applies the gate signal G1 to the gate of the upper switching element Q1, and applies the gate signal G2 to the gate of the lower switching element Q2. . The gate signals G1 and G2 are both pulse signals.

以上のようなエラーアンプ1、スロープ電圧生成部2、コンパレータ3、RSフリップフロップ5、およびドライバ6から成る帰還制御部により、帰還電圧FBおよびクロック信号CLKを用いて上側スイッチング素子Q1および下側スイッチング素子Q2をスイッチング制御する帰還制御を行い、出力電圧Voutは一定に制御される。即ち、ドライブ信号DRV_LGCは、PWM(pulse width modulation)制御によりオンデューティを調整される。   By the feedback control unit including the error amplifier 1, the slope voltage generation unit 2, the comparator 3, the RS flip-flop 5, and the driver 6 as described above, the upper switching element Q1 and the lower switching are performed using the feedback voltage FB and the clock signal CLK. Feedback control for switching the element Q2 is performed, and the output voltage Vout is controlled to be constant. That is, the on-duty of the drive signal DRV_LGC is adjusted by PWM (pulse width modulation) control.

ここで、上側スイッチング素子Q1と下側スイッチング素子Q2との接続点Pに発生するスイッチング電圧SWは、上側スイッチング素子Q1と下側スイッチング素子Q2が相補的にスイッチングされるため、ほぼ入力電圧VinであるHighレベルとほぼ接地電位であるLowレベルが繰り返されるパルス状の波形となる。   Here, the switching voltage SW generated at the connection point P between the upper switching element Q1 and the lower switching element Q2 is substantially equal to the input voltage Vin because the upper switching element Q1 and the lower switching element Q2 are switched complementarily. It has a pulse-like waveform in which a certain high level and a low level that is substantially the ground potential are repeated.

スイッチング電圧SWと出力電圧Voutとの関係は、コイルL1のESRによる電圧降下に基づき下記の(1)式のようになる。
Vav−ESR×Iout=Vout (1)
但し、Vav:スイッチング電圧SWの平均電圧、ESR:コイルL1のESR、Iout:負荷Z1に流れる出力電流
The relationship between the switching voltage SW and the output voltage Vout is expressed by the following equation (1) based on the voltage drop due to the ESR of the coil L1.
Vav−ESR × Iout = Vout (1)
Where Vav: average voltage of switching voltage SW, ESR: ESR of coil L1, Iout: output current flowing through load Z1

ここで、Vav=Vin×Duty(Duty:PWMのオンデューティ)となる。コイルL1が正常である場合のスイッチング電圧SWの波形例を図3の上段に示す。この場合、ESRは小さい値であるので、Duty(即ちスイッチング電圧SWのパルス幅)は小さくなる。このとき、VavとVoutとの差分であるΔV、即ちESR×Ioutの値は小さくなる。例えば、ESRが5mΩで、Ioutが1Aであるとすると、ΔV=5mVとなる。   Here, Vav = Vin × Duty (Duty: PWM on-duty). An example of the waveform of the switching voltage SW when the coil L1 is normal is shown in the upper part of FIG. In this case, since ESR is a small value, the duty (that is, the pulse width of the switching voltage SW) becomes small. At this time, ΔV which is the difference between Vav and Vout, that is, the value of ESR × Iout becomes small. For example, if ESR is 5 mΩ and Iout is 1 A, ΔV = 5 mV.

これに対し、コイルL1が半壊した場合のスイッチング電圧SWの波形例を図3の下段に示す。コイルL1がオープンの状態へ向けて半壊すると、ESRが増大する。すると、帰還制御により出力電圧Voutを一定に維持する正常なレギュレーションにより、Duty(即ちスイッチング電圧SWのパルス幅)は大きくなる。このとき、ESR×Ioutの値、即ちΔVが大きくなり、VavとVoutとの乖離が大きくなる。例えば、ESRが増大して5Ωとなり、Ioutが1Aであれば、ΔV=5Vとなる。   In contrast, a waveform example of the switching voltage SW when the coil L1 is partially broken is shown in the lower part of FIG. When the coil L1 is partially broken toward the open state, the ESR increases. Then, the duty (that is, the pulse width of the switching voltage SW) increases due to normal regulation that maintains the output voltage Vout constant by feedback control. At this time, the value of ESR × Iout, that is, ΔV increases, and the difference between Vav and Vout increases. For example, if ESR increases to 5Ω and Iout is 1A, ΔV = 5V.

従って、スイッチング電圧SWの平均電圧Vavと出力電圧Voutとの差分であるΔVの大きさに基づいてコイルL1の半壊状態を検出することが可能となる。このような原理に基づきコイルL1の半壊を検出するために、スイッチング電源装置15にはフィルタ7および比較部8を設けている。   Therefore, it is possible to detect the half-broken state of the coil L1 based on the magnitude of ΔV that is the difference between the average voltage Vav of the switching voltage SW and the output voltage Vout. In order to detect the half-break of the coil L1 based on such a principle, the switching power supply device 15 is provided with a filter 7 and a comparison unit 8.

フィルタ7は、例えばRC回路で構成されるローパスフィルタであり、入力されるスイッチング電圧SWに対してフィルタリングを行ってフィルタ出力電圧Vfを比較部8へ出力する。フィルタ出力電圧Vfは、スイッチング電圧SWの平均電圧Vavに相当する。   The filter 7 is a low-pass filter configured by, for example, an RC circuit, and filters the input switching voltage SW to output the filter output voltage Vf to the comparison unit 8. The filter output voltage Vf corresponds to the average voltage Vav of the switching voltage SW.

比較部8には、フィルタ出力電圧Vfと帰還電圧FBとが入力される。図2は、比較部8の一構成例を示す図である。図2に示す比較部8は、定電圧源801と、ウィンドウコンパレータ802と、インバータ803と、分圧用の抵抗R81、R82と、を有している。   The comparator 8 receives the filter output voltage Vf and the feedback voltage FB. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the comparison unit 8. The comparison unit 8 illustrated in FIG. 2 includes a constant voltage source 801, a window comparator 802, an inverter 803, and voltage dividing resistors R81 and R82.

フィルタ出力電圧Vfは、抵抗R81およびR82によって分圧され、分圧後の電圧Vfrがウィンドウコンパレータ802の比較対象電圧入力端vinに印加される。帰還電圧FBは、ウィンドウコンパレータ802の下限電圧入力端vlに印加される。帰還電圧FBを定電圧源801に生じる電圧分だけレベルを高くした電圧FBUは、ウィンドウコンパレータ802の上限電圧入力端vuに印加される。   The filter output voltage Vf is divided by resistors R81 and R82, and the divided voltage Vfr is applied to the comparison target voltage input terminal vin of the window comparator 802. The feedback voltage FB is applied to the lower limit voltage input terminal vl of the window comparator 802. A voltage FBU whose level is increased by the amount of voltage generated in the constant voltage source 801 by the feedback voltage FB is applied to the upper limit voltage input terminal vu of the window comparator 802.

ウィンドウコンパレータ802は、比較対象電圧入力端vinに印加される電圧と、上限電圧および下限電圧を比較する回路であり、電圧VfrがFB<Vfr<FBUの関係である場合にHighレベルである比較信号Cpを出力し、そうでない場合はLowレベルである比較信号Cpを出力する。インバータ803は、比較信号Cpを反転し、検出信号DETとして出力する。検出信号DETは、スイッチング電源装置15外部に配されるホストコンピュータ20に出力される(図1)。   The window comparator 802 is a circuit that compares the voltage applied to the comparison target voltage input terminal vin with the upper limit voltage and the lower limit voltage. When the voltage Vfr has a relationship of FB <Vfr <FBU, the comparison signal is at a high level. Cp is output, otherwise, the comparison signal Cp at the low level is output. The inverter 803 inverts the comparison signal Cp and outputs it as the detection signal DET. The detection signal DET is output to the host computer 20 disposed outside the switching power supply device 15 (FIG. 1).

ここで、コイルL1が正常である場合は、ΔV=Vav−Voutは下記の(2)式を満たす。
0<Vav−Vout<ΔVth (2)
但し、ΔVthは所定の閾値
Here, when the coil L1 is normal, ΔV = Vav−Vout satisfies the following expression (2).
0 <Vav−Vout <ΔVth (2)
However, ΔVth is a predetermined threshold value.

抵抗R1およびR2による分圧率と、抵抗R81およびR82による分圧率を同じ分圧率αであるとすると、(2)式は下記(3)式に書き換えられる。
0<Vav・α−Vout・α<ΔVth・α (3)
Assuming that the voltage dividing ratio by the resistors R1 and R2 and the voltage dividing ratio by the resistors R81 and R82 are the same voltage dividing ratio α, the expression (2) is rewritten as the following expression (3).
0 <Vav · α−Vout · α <ΔVth · α (3)

上記(3)式は、即ち、Vav・α>Vout・α、且つVav・α<Vout・α+ΔVth・αであることを示す。   The above equation (3) indicates that Vav · α> Vout · α and Vav · α <Vout · α + ΔVth · α.

フィルタ出力電圧VfはVavに相当し、Vout・αは帰還電圧FBのことである。従って、コイルL1が正常である場合、Vfr>FB、且つVfr<FB+ΔVth・αを満たすこととなり、定電圧源801に生じる電圧にΔVth・αを設定すれば、Vfr>FB、且つVfr<FBUとなる。このとき、ウィンドウコンパレータ802からはHighレベルである比較信号Cpが出力されることとなる。   The filter output voltage Vf corresponds to Vav, and Vout · α is the feedback voltage FB. Therefore, when the coil L1 is normal, Vfr> FB and Vfr <FB + ΔVth · α are satisfied. If ΔVth · α is set to the voltage generated in the constant voltage source 801, Vfr> FB and Vfr <FBU are satisfied. Become. At this time, the window comparator 802 outputs a comparison signal Cp having a high level.

一方、コイルL1が半壊してESRが増大した場合、ΔV=Vav−Voutは下記の(4)式を満たす。
Vav−Vout≧ΔVth (4)
On the other hand, when coil L1 is partially broken and ESR increases, ΔV = Vav−Vout satisfies the following expression (4).
Vav−Vout ≧ ΔVth (4)

(4)式は、下記(5)式に書き換えられる。
Vav・α−Vout・α≧ΔVth・α (5)
Equation (4) can be rewritten as the following equation (5).
Vav · α−Vout · α ≧ ΔVth · α (5)

従って、コイルL1が半壊した場合、Vfr≧FBUを満たすこととなり、ウィンドウコンパレータ802からはLowレベルである比較信号Cpが出力されることとなる。   Therefore, when the coil L1 is partially broken, Vfr ≧ FBU is satisfied, and the window comparator 802 outputs the comparison signal Cp at the low level.

以上から、コイルL1が正常である場合に検出信号DETはLowレベルとなり、コイルL1が半壊状態である場合に検出信号DETはHighレベルとなる。このように、検出信号DETによってコイルL1が正常であるか半壊したかを検出できる。   From the above, when the coil L1 is normal, the detection signal DET is at a low level, and when the coil L1 is in a half-broken state, the detection signal DET is at a high level. In this way, it is possible to detect whether the coil L1 is normal or partially broken by the detection signal DET.

コイルL1が半壊した場合、検出信号DETによってホストコンピュータ20にその旨を報知することができる。このとき、ホストコンピュータ20は、例えばスイッチング電源装置15のイネーブル信号を無効とする制御を行うことで、上側スイッチング素子Q1と下側スイッチング素子Q2のスイッチングを停止させることが可能である。これにより、コイルL1の半壊によりESRが増大したことによってコイルL1での異常発熱が生じることを抑止できる。なお、スイッチングを停止させる制御は、ホストコンピュータ20を介さずに半導体装置10内部にて行うようにしてもよい。   When the coil L1 is partially broken, it can be notified to the host computer 20 by the detection signal DET. At this time, the host computer 20 can stop the switching of the upper switching element Q1 and the lower switching element Q2 by performing control to invalidate the enable signal of the switching power supply device 15, for example. As a result, it is possible to prevent abnormal heat generation in the coil L1 due to an increase in ESR due to the partial destruction of the coil L1. The control for stopping the switching may be performed inside the semiconductor device 10 without using the host computer 20.

また、本実施形態によれば、フィルタ7および比較部8を半導体装置10内部に設けることでコイルL1の半壊を検出することが可能となり、半導体装置10外部に部品を追加する必要が無い。   Further, according to the present embodiment, the filter 7 and the comparison unit 8 are provided inside the semiconductor device 10, so that it is possible to detect the half-break of the coil L <b> 1, and there is no need to add components outside the semiconductor device 10.

また、本実施形態によれば、コンデンサC1が破壊によりショートとなった場合に、出力電圧Voutが低下し、スイッチング電圧SWの平均電圧Vavと出力電圧Voutとの乖離が大きくなるので、コイルL1の半壊と同様にコンデンサC1の破壊を検出信号DETにより検出することができる。   Further, according to the present embodiment, when the capacitor C1 is short-circuited due to destruction, the output voltage Vout decreases and the difference between the average voltage Vav of the switching voltage SW and the output voltage Vout increases. Like the half destruction, the destruction of the capacitor C1 can be detected by the detection signal DET.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源装置152の全体構成を示す図である。スイッチング電源装置152の第1実施形態(図1)との構成の相違点としては、スイッチング電圧SWではなくRSフリップフロップ5の出力であるドライブ信号DRV_LGCが入力されるフィルタ72と、増幅器92と、比較部82と、を半導体装置102に設けたことである。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a switching power supply apparatus 152 according to the second embodiment of the present invention. The difference of the configuration of the switching power supply device 152 from the first embodiment (FIG. 1) is that a filter 72 to which the drive signal DRV_LGC that is an output of the RS flip-flop 5 is input instead of the switching voltage SW, an amplifier 92, The comparison unit 82 is provided in the semiconductor device 102.

フィルタ72は、入力されるドライブ信号DRV_LGCに対してフィルタリングを行うことによりフィルタ出力電圧Vfを出力するローパスフィルタである。増幅器92は、フィルタ出力電圧Vfを所定の増幅率で増幅し、増幅後の増幅電圧Vfaを比較部82へ出力する。   The filter 72 is a low-pass filter that outputs a filter output voltage Vf by filtering the input drive signal DRV_LGC. The amplifier 92 amplifies the filter output voltage Vf with a predetermined amplification factor, and outputs the amplified voltage Vfa after amplification to the comparison unit 82.

比較部82には、増幅電圧Vfaと帰還電圧FBとが入力される。比較部82の構成自体は図2に示した構成と同様であり、比較部82ではフィルタ出力電圧Vfではなく、増幅電圧Vfaが抵抗R81およびR82によって分圧される。   The comparison unit 82 receives the amplified voltage Vfa and the feedback voltage FB. The configuration of the comparison unit 82 is the same as that shown in FIG. 2. In the comparison unit 82, not the filter output voltage Vf but the amplified voltage Vfa is divided by the resistors R 81 and R 82.

ここで、パルス状のドライブ信号DRV_LGCと、スイッチング電圧SWの平均電圧Vavとの関係は次式となる。
Vav=Adrv×Duty×(Vin/Adrv) (6)
但し、Adrv:ドライブ信号DRV_LGCの振幅
Here, the relationship between the pulsed drive signal DRV_LGC and the average voltage Vav of the switching voltage SW is expressed by the following equation.
Vav = Adrv × Duty × (Vin / Adrv) (6)
Where Adrv: amplitude of drive signal DRV_LGC

上記(6)式のうちAdrv×Dutyは、フィルタ72の出力であるフィルタ出力電圧Vfに相当する。そして、増幅器92の増幅率を上記(6)式における(Vin/Adrv)の値に設定すれば、増幅器92の出力である増幅電圧Vfa=Vavとなり、Vavが比較部82に入力されることになるので、結果的に第1実施形態と同等の構成となる。従って、本実施形態によっても、第1実施形態と同様にコイルL1の半壊を検出信号DETにより検出することが可能となる。また、第1実施形態と同様に、コイルL1の半壊のみならず、コンデンサC1のショートも検出信号DETにより検出できる。   In the above equation (6), Adrv × Duty corresponds to the filter output voltage Vf that is the output of the filter 72. When the amplification factor of the amplifier 92 is set to the value of (Vin / Adrv) in the above equation (6), the amplified voltage Vfa = Vav which is the output of the amplifier 92 is obtained, and Vav is input to the comparison unit 82. As a result, the configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect the half-breakage of the coil L1 by the detection signal DET as in the first embodiment. As in the first embodiment, not only the coil L1 is partially destroyed but also a short circuit of the capacitor C1 can be detected by the detection signal DET.

また、本実施形態において、上側スイッチング素子Q1が半壊した場合、スイッチング電圧SWのHighレベル側が入力電圧Vinよりも小さくなることが生じる。その状態の一例を図4の下段に示す(上段は正常状態)。この場合、帰還制御により出力電圧Voutを一定に維持しようとしてPWMのオンデューティDutyが正常時よりも大きくなるよう制御される。   In the present embodiment, when the upper switching element Q1 is partially destroyed, the High level side of the switching voltage SW may be smaller than the input voltage Vin. An example of this state is shown in the lower part of FIG. 4 (the upper part is a normal state). In this case, the PWM on-duty duty is controlled to be larger than that in the normal state so as to maintain the output voltage Vout constant by feedback control.

従って、上側スイッチング素子Q1が半壊した場合に、増幅器92の出力である増幅電圧Vfaが正常時よりも高くなるので、ウィンドウコンパレータ802から出力される比較信号CpがLowレベルとなって、検出信号DETはHighレベルとなる。これにより、本実施形態であれば、コイルL1の半壊のみならず、上側スイッチング素子Q1の半壊をも検出可能となる。   Therefore, when the upper switching element Q1 is partially destroyed, the amplified voltage Vfa that is the output of the amplifier 92 becomes higher than that in the normal state, so that the comparison signal Cp output from the window comparator 802 becomes the Low level, and the detection signal DET Becomes High level. Thus, according to the present embodiment, not only the coil L1 is partially broken but also the upper switching element Q1 is partially broken.

なお、増幅器92における増幅率は固定値、即ち(Vin/Adrv)の値は固定値としてもよいし、入力電圧Vinは変動する場合があるので、増幅率を入力電圧Vinに応じて可変としてもよい。   The amplification factor in the amplifier 92 may be a fixed value, that is, the value of (Vin / Adrv) may be a fixed value, and the input voltage Vin may fluctuate, so that the amplification factor may be variable according to the input voltage Vin. Good.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図6は、本発明の第3実施形態に係るスイッチング電源装置153の全体構成を示す図である。スイッチング電源装置153の第2実施形態(図5)との構成の相違点としては、上側スイッチング素子Q1のゲートに印加されるゲート信号G1が入力されるレベル変換部13と、フィルタ73と、増幅器93と、比較部83を半導体装置103に設けていることである。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of a switching power supply device 153 according to the third embodiment of the present invention. The difference of the configuration of the switching power supply device 153 from the second embodiment (FIG. 5) is that the level converter 13 to which the gate signal G1 applied to the gate of the upper switching element Q1 is input, the filter 73, and the amplifier 93 and the comparison unit 83 are provided in the semiconductor device 103.

ゲート信号G1は、上側スイッチング素子Q1がオンのときにLowレベルとなり、上側スイッチング素子Q1がオフのときにHighレベルとなるパルス状の信号である。レベル変換部13は、ゲート信号G1のHighレベルとLowレベルを反転させたパルス状の変換信号Gltを生成・出力する。   The gate signal G1 is a pulse-like signal that is at a low level when the upper switching element Q1 is on and is at a high level when the upper switching element Q1 is off. The level converter 13 generates and outputs a pulsed conversion signal Glt obtained by inverting the High level and Low level of the gate signal G1.

フィルタ73は、入力される変換信号Gltに対してフィルタリングを行うことによりフィルタ出力電圧Vfを出力するローパスフィルタである。増幅器93は、フィルタ出力電圧Vfを所定の増幅率で増幅し、増幅後の増幅電圧Vfaを比較部83へ出力する。   The filter 73 is a low-pass filter that outputs a filter output voltage Vf by filtering the input conversion signal Glt. The amplifier 93 amplifies the filter output voltage Vf with a predetermined amplification factor, and outputs the amplified voltage Vfa after amplification to the comparison unit 83.

比較部83には、増幅電圧Vfaと帰還電圧FBとが入力される。比較部83の構成自体は図2に示した構成と同様であり、比較部83ではフィルタ出力電圧Vfではなく、増幅電圧Vfaが抵抗R81およびR82によって分圧される。   The comparison unit 83 receives the amplified voltage Vfa and the feedback voltage FB. The configuration of the comparison unit 83 is the same as the configuration shown in FIG. 2. In the comparison unit 83, not the filter output voltage Vf but the amplified voltage Vfa is divided by the resistors R 81 and R 82.

増幅器93の増幅率を入力電圧Vinと変換信号Gltの振幅との比に設定すれば、増幅器93の出力である増幅電圧Vfaは次式となる。
Vfa=Aglt×Duty×(Vin/Aglt) (7)
但し、Aglt:変換信号Gltの振幅
When the amplification factor of the amplifier 93 is set to a ratio between the input voltage Vin and the amplitude of the conversion signal Glt, the amplified voltage Vfa that is the output of the amplifier 93 is expressed by the following equation.
Vfa = Aglt × Duty × (Vin / Aglt) (7)
Where Aglt: amplitude of the conversion signal Glt

従って、増幅電圧Vfaはスイッチング電圧SWの平均電圧Vavに相当するので、結果的に本実施形態は第1実施形態と同等の構成となる。よって、本実施形態によっても、第1実施形態と同様にコイルL1の半壊を検出信号DETにより検出することが可能となる。また、本実施形態であれば、第2実施形態と同様に、コイルL1の半壊のみならず、コンデンサC1のショートおよび上側スイッチング素子Q1の半壊をも検出可能である。   Therefore, the amplified voltage Vfa corresponds to the average voltage Vav of the switching voltage SW, and as a result, the present embodiment has a configuration equivalent to that of the first embodiment. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect the half-break of the coil L1 by the detection signal DET as in the first embodiment. Further, according to the present embodiment, as in the second embodiment, it is possible to detect not only the half destruction of the coil L1 but also the short circuit of the capacitor C1 and the half destruction of the upper switching element Q1.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図7は、本発明の第4実施形態に係るスイッチング電源装置154の全体構成を示す図である。スイッチング電源装置154では、レベル変換部14、フィルタ74、増幅器94、および比較部84を半導体装置104に設ける構成としている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of a switching power supply device 154 according to the fourth embodiment of the present invention. In the switching power supply device 154, the level conversion unit 14, the filter 74, the amplifier 94, and the comparison unit 84 are provided in the semiconductor device 104.

レベル変換部14には、下側スイッチング素子Q2のゲートに印加されるゲート信号G2が入力される。ゲート信号G2は、上側スイッチング素子Q1がオンのときにLowレベルとなり、上側スイッチング素子Q1がオフのときにHighレベルとなるパルス状の信号である。レベル変換部14は、ゲート信号G2のHighレベルとLowレベルを反転させたパルス状の変換信号Gltを生成・出力する。   The level conversion unit 14 receives a gate signal G2 applied to the gate of the lower switching element Q2. The gate signal G2 is a pulse-like signal that is at a low level when the upper switching element Q1 is on and is at a high level when the upper switching element Q1 is off. The level conversion unit 14 generates and outputs a pulsed conversion signal Glt obtained by inverting the High level and Low level of the gate signal G2.

本実施形態では、第3実施形態と同様の原理により、増幅器94の出力である増幅電圧Vfaがスイッチング電圧SWの平均電圧Vavに相当することとなり、結果的に第1実施形態と同等の構成となる。従って、本実施形態によっても、第1実施形態と同様にコイルL1の半壊を検出信号DETにより検出することが可能となる。また、本実施形態であれば、第2実施形態と同様に、コイルL1の半壊のみならず、コンデンサC1のショートおよび上側スイッチング素子Q1の半壊をも検出可能である。   In the present embodiment, based on the same principle as in the third embodiment, the amplified voltage Vfa that is the output of the amplifier 94 corresponds to the average voltage Vav of the switching voltage SW. As a result, the configuration is the same as that in the first embodiment. Become. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect the half-breakage of the coil L1 by the detection signal DET as in the first embodiment. Further, according to the present embodiment, as in the second embodiment, it is possible to detect not only the half destruction of the coil L1 but also the short circuit of the capacitor C1 and the half destruction of the upper switching element Q1.

<車両への適用>
図8は、スイッチング電源装置を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、バッテリX10と、バッテリX10から入力電圧Vinの供給を受けて動作する種々の電子機器X11〜X18と、を搭載している。なお、図8におけるバッテリX10および電子機器X11〜X18の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。
<Application to vehicles>
FIG. 8 is an external view showing a configuration example of a vehicle equipped with a switching power supply device. The vehicle X of this configuration example includes a battery X10 and various electronic devices X11 to X18 that operate by receiving the input voltage Vin from the battery X10. In addition, about the mounting position of the battery X10 in FIG. 8, and the electronic devices X11-X18, it may differ from the actual for convenience of illustration.

電子機器X11は、エンジンに関連する制御(インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、および、オートクルーズ制御など)を行うエンジンコントロールユニットである。   The electronic device X11 is an engine control unit that performs control related to the engine (such as injection control, electronic throttle control, idling control, oxygen sensor heater control, and auto cruise control).

電子機器X12は、HID[high intensity discharged lamp]やDRL[daytime running lamp]などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。   The electronic device X12 is a lamp control unit that performs on / off control such as HID [high intensity discharged lamp] and DRL [daytime running lamp].

電子機器X13は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。   The electronic device X13 is a transmission control unit that performs control related to the transmission.

電子機器X14は、車両Xの運動に関連する制御(ABS[anti-lock brake system]制御、EPS[electric power steering]制御、電子サスペンション制御など)を行うボディコントロールユニットである。   The electronic device X14 is a body control unit that performs control (ABS [anti-lock brake system] control, EPS [electric power steering] control, electronic suspension control, etc.) related to the motion of the vehicle X.

電子機器X15は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。   The electronic device X15 is a security control unit that performs drive control such as a door lock and a security alarm.

電子機器X16は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー(ショックアブソーバー)、電動サンルーフ、および、電動シートなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Xに組み込まれている電子機器である。   The electronic device X16 is an electronic device incorporated in the vehicle X at the factory shipment stage as a standard equipment item or manufacturer's option product such as a wiper, an electric door mirror, a power window, a damper (shock absorber), an electric sunroof, and an electric seat. It is.

電子機器X17は、車載A/V[audio/visual]機器、カーナビゲーションシステム、および、ETC[electronic toll collection system]など、ユーザオプション品として任意で車両Xに装着される電子機器である。   The electronic device X17 is an electronic device that is optionally mounted on the vehicle X as a user option product such as an in-vehicle A / V [audio / visual] device, a car navigation system, and an ETC [electronic toll collection system].

電子機器X18は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。   The electronic device X18 is an electronic device that includes a high-voltage motor such as an in-vehicle blower, an oil pump, a water pump, and a battery cooling fan.

なお、先に説明したスイッチング装置15、152〜154は、負荷Z1への電力供給手段として、電子機器X11〜X18のいずれにも組み込むことが可能である。特に車載に関するISO26262などの規定を満たすには、本実施形態のような素子の半壊状態を検出する機能が重要となる。   The switching devices 15 and 152 to 154 described above can be incorporated in any of the electronic devices X11 to X18 as power supply means for the load Z1. In particular, in order to satisfy the regulations such as ISO26262 relating to in-vehicle use, the function of detecting the half-destructed state of the element as in this embodiment is important.

<その他>
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Others>
The configuration of the present invention can be variously modified in addition to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-described embodiment, but the claims. It should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are included.

例えば、上記実施形態ではPWM制御によるスイッチング電源装置について説明したが、これに限らず、本発明は、PFM(Pulse Frequency Modulation)制御などによるスイッチング電源装置に適用してもよい。   For example, although the switching power supply device by PWM control has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a switching power supply device by PFM (Pulse Frequency Modulation) control or the like.

また、本発明は、下側スイッチング素子Q2をダイオードとした非同期整流型の降圧コンバータに適用することも可能である。   The present invention can also be applied to an asynchronous rectification step-down converter using the lower switching element Q2 as a diode.

本発明は、例えば車載用のスイッチング電源装置に利用することができる。   The present invention can be used, for example, in an in-vehicle switching power supply device.

1 エラーアンプ
2 スロープ電圧生成部
3 コンパレータ
4 発振器
5 RSフリップフロップ
6 ドライバ
7、72、73、74 フィルタ
8 比較部
801 定電圧源
802 ウィンドウコンパレータ
82、83、84 比較部
803 インバータ
92、93、94 増幅器
10、102、103、104 半導体装置
13、14 レベル変換部
15、152、153、154 スイッチング電源装置
20 ホストコンピュータ
L1 コイル
C1 コンデンサ
R1、R2、R81、R82 抵抗
Z1 負荷
X 車両
X10 バッテリ
X11〜X18 電子機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Error amplifier 2 Slope voltage generation part 3 Comparator 4 Oscillator 5 RS flip-flop 6 Driver 7, 72, 73, 74 Filter 8 Comparison part 801 Constant voltage source 802 Window comparator 82, 83, 84 Comparison part 803 Inverter 92, 93, 94 Amplifier 10, 102, 103, 104 Semiconductor device 13, 14 Level converter 15, 152, 153, 154 Switching power supply device 20 Host computer L1 Coil C1 Capacitor R1, R2, R81, R82 Resistance Z1 Load X Vehicle X10 Battery X11-X18 Electronics

Claims (11)

スイッチング素子と、インダクタおよびコンデンサを含む出力段と、を備えるスイッチング電源装置であって、
出力電圧に基づく帰還電圧を用いて前記スイッチング素子をスイッチング制御する帰還制御部と、
前記スイッチング素子のスイッチングにより略入力電圧と略接地電位を繰り返すパルス状のスイッチング電圧の平均電圧と、出力電圧との差分を所定の閾値と比較し、比較結果に応じた検出信号を出力する比較部と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching power supply device comprising a switching element and an output stage including an inductor and a capacitor,
A feedback control unit that performs switching control of the switching element using a feedback voltage based on an output voltage;
A comparison unit that compares a difference between an output voltage and an average voltage of a pulsed switching voltage that repeats a substantially input voltage and a substantially ground potential by switching of the switching element, and outputs a detection signal according to a comparison result When,
A switching power supply device comprising:
前記スイッチング電圧をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタを更に備え、
前記比較部は、前記フィルタ出力電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
A low-pass filter that filters the switching voltage and outputs a filter output voltage;
The switching power supply apparatus according to claim 1, wherein the comparison unit generates the detection signal based on the filter output voltage and the feedback voltage.
前記比較部は、前記フィルタ出力電圧に基づく電圧が印加される比較対象入力電圧端と、前記帰還電圧が印加される下限電圧入力端と、前記帰還電圧を所定電圧だけ上昇させた電圧が印加される上限電圧入力端と、を含むウィンドウコンパレータを有することを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。   The comparison unit is applied with a comparison target input voltage terminal to which a voltage based on the filter output voltage is applied, a lower limit voltage input terminal to which the feedback voltage is applied, and a voltage obtained by increasing the feedback voltage by a predetermined voltage. The switching power supply according to claim 2, further comprising a window comparator including an upper limit voltage input terminal. 前記帰還電圧制御部に含まれるフリップフロップから出力されるドライブ信号をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタと、
前記フィルタ出力電圧を所定の増幅率で増幅して増幅電圧を出力する増幅器と、を更に備え、
前記比較部は、前記増幅電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
A low-pass filter that outputs a filter output voltage by filtering a drive signal output from a flip-flop included in the feedback voltage control unit;
An amplifier that amplifies the filter output voltage at a predetermined amplification factor and outputs an amplified voltage; and
The switching power supply device according to claim 1, wherein the comparison unit generates the detection signal based on the amplified voltage and the feedback voltage.
前記帰還電圧制御部は、ドライブ信号を生成するフリップフロップと、前記ドライブ信号に基づいて前記スイッチング素子の制御端に印加する制御信号を生成するドライバと、を含む請求項1に記載のスイッチング電源装置であって、
前記制御信号のHighレベルとLowレベルを反転させた変換信号を生成するレベル変換部と、
前記変換信号をフィルタリングしてフィルタ出力電圧を出力するローパスフィルタと、
前記フィルタ出力電圧を所定の増幅率で増幅して増幅電圧を出力する増幅器と、を更に備え、
前記比較部は、前記増幅電圧と前記帰還電圧に基づいて前記検出信号を生成することを特徴とするスイッチング電源装置。
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the feedback voltage control unit includes a flip-flop that generates a drive signal, and a driver that generates a control signal to be applied to a control terminal of the switching element based on the drive signal. Because
A level conversion unit that generates a conversion signal obtained by inverting the High level and the Low level of the control signal;
A low-pass filter that filters the converted signal and outputs a filter output voltage;
An amplifier that amplifies the filter output voltage at a predetermined amplification factor and outputs an amplified voltage; and
The switching power supply apparatus according to claim 1, wherein the comparison unit generates the detection signal based on the amplified voltage and the feedback voltage.
前記比較部は、前記増幅電圧に基づく電圧が印加される比較対象入力電圧端と、前記帰還電圧が印加される下限電圧入力端と、前記帰還電圧を所定電圧だけ上昇させた電圧が印加される上限電圧入力端と、を含むウィンドウコンパレータを有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載のスイッチング電源装置。   The comparison unit receives a comparison target input voltage terminal to which a voltage based on the amplified voltage is applied, a lower limit voltage input terminal to which the feedback voltage is applied, and a voltage obtained by increasing the feedback voltage by a predetermined voltage. 6. The switching power supply device according to claim 4, further comprising a window comparator including an upper limit voltage input terminal. 前記増幅率は、前記入力電圧に応じて可変であることを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。   The switching power supply according to any one of claims 4 to 6, wherein the amplification factor is variable according to the input voltage. 前記比較部は、前記検出信号を外部のホストコンピュータへ出力することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。   The switching power supply according to any one of claims 1 to 7, wherein the comparison unit outputs the detection signal to an external host computer. 前記帰還制御部は、PWM制御による帰還制御を行うことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。   The switching power supply according to any one of claims 1 to 8, wherein the feedback control unit performs feedback control by PWM control. 前記帰還制御部と前記比較部とを集積化して構成される半導体装置を更に備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。   The switching power supply device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a semiconductor device configured by integrating the feedback control unit and the comparison unit. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置を備えることを特徴とする車載用電子機器。   An in-vehicle electronic device comprising the switching power supply device according to any one of claims 1 to 10.
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