JP2018129910A - Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 - Google Patents
Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018129910A JP2018129910A JP2017020271A JP2017020271A JP2018129910A JP 2018129910 A JP2018129910 A JP 2018129910A JP 2017020271 A JP2017020271 A JP 2017020271A JP 2017020271 A JP2017020271 A JP 2017020271A JP 2018129910 A JP2018129910 A JP 2018129910A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- converter
- transistor
- soft start
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 69
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 38
- 101000806846 Homo sapiens DNA-(apurinic or apyrimidinic site) endonuclease Proteins 0.000 description 26
- 101000835083 Homo sapiens Tissue factor pathway inhibitor 2 Proteins 0.000 description 26
- 102100026134 Tissue factor pathway inhibitor 2 Human genes 0.000 description 26
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 21
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 16
- 101100219315 Arabidopsis thaliana CYP83A1 gene Proteins 0.000 description 9
- 101100269674 Mus musculus Alyref2 gene Proteins 0.000 description 9
- 101100140580 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) REF2 gene Proteins 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 208000032365 Electromagnetic interference Diseases 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ソフトスタート期間において、スイッチング周波数が緩やかに増大し、その逆数であるスイッチング周期は短くなっていく。つまり、起動直後のデューティ比が小さい状態では、スイッチング周期が長くなるため、デューティ比とスイッチング周期の積に応じたパルス幅を最小パルス幅より大きい状態に維持することができる。これによりパルススキップを抑制でき、出力信号のリップルやオーバーシュートを抑制できる。
この構成によれば、第1基準電圧とスペクトラム拡散電圧のうち、低い方を、周波数設定電圧とすることができる。
この構成によれば、第1基準電圧とスペクトラム拡散電圧のうち、低い方を、周波数設定電圧とすることができる。
パルス信号のデューティ比は、出力ソフトスタート電圧に応じて増大する。一方、パルス信号の周波数は周波数ソフトスタート電圧に比例して増大し、その周期は周波数ソフトスタート電圧に反比例して減少する。したがって周波数ソフトスタート電圧と出力ソフトスタート電圧が実質的に比例関係を有するとき、パルス信号のデューティ比とパルス周期の積、すなわちパルス幅の変動を小さくすることができる。また2つのソフトスタート電圧を生成するハードウェアの一部あるいは全部を共通化できるため、回路面積の増大を抑制できる。
この構成によれば、第1基準電圧、周波数ソフトスタート電圧およびスペクトラム拡散電圧のうち最も低いひとつを周波数設定電圧とすることができる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
第1の実施の形態に関連する課題を説明する。DC/DCコンバータ900ではその起動直後に、出力キャパシタC1への突入電流を防止するため、出力電圧VOUTを緩やかに上昇させるソフトスタート制御が行われる。図2(a)は、ソフトスタート制御を説明する図である。
周波数設定回路220Aは、ソフトスタート回路240と電圧選択回路250を含む。ソフトスタート回路240は、DC/DCコンバータ100Aの起動時に、時間とともに緩やかに上昇する周波数ソフトスタート電圧VSS1および出力ソフトスタート電圧VSS2を生成する。周波数ソフトスタート電圧VSS1と出力ソフトスタート電圧VSS2は、比例関係を有することが好ましく、一方(たとえばVSS1)は、他方(たとえばVSS2)を分圧して生成してもよい。
IOSC=VRT/RT
ソフトスタート期間TSSにおいて、スイッチング周波数fSWが緩やかに増大し、その逆数であるスイッチング周期TSWは短くなっていく。つまり、起動直後において、入出力電圧の比が大きくパルス信号SPWMのデューティ比が小さい状態では、スイッチング周期TSWが長くなる。これによりデューティ比とスイッチング周期TPの積に応じたパルス幅(スイッチングトランジスタM1のオン時間)TONを、最小パルス幅TMINより大きい状態に維持することができる。これによりパルススキップを抑制でき、出力電圧VOUTのリップルやオーバーシュートを抑制できる。
周波数ソフトスタート電圧VSS1を生成するソフトスタート回路240と、出力ソフトスタート電圧VSS2を生成するソフトスタート回路240は、独立した別個の回路であってもよい。
図9は、第2の実施の形態に係るDC/DCコンバータ100Bの回路図である。この実施の形態において周波数設定回路220Bは、時間とともに周期的に変動する周波数設定電圧VRTをRT端子に印加する。
図15は、第3の実施の形態に係るDC/DCコンバータ100Cの回路図である。DC/DCコンバータ100Cは、第1の実施の形態と第2の実施の形態の組み合わせと把握できる。
図18は、DC/DCコンバータ100を備える車載電装機器300のブロック図である。車載電装機器300は、DC/DCコンバータ100に加えて、バッテリ302、マイコン304、負荷306を備える。バッテリ302は、たとえば12V(あるいは24V)のバッテリ電圧VBATを生成する。DC/DCコンバータ100はバッテリ電圧VBATを入力電圧VINとして受け、負荷306に最適な電圧レベルを有する出力電圧VOUTを生成する。負荷306は特に限定されず、各種ECU(Electronic Control Unit)、オーディオ回路、カーナビゲーションシステムなどが例示される。マイコン304は、車載電装機器300を統合的に制御するホストプロセッサであり、制御回路200に対してEN信号を出力する。また制御回路200のFLG端子を監視し、制御回路200において発生する異常を検知すると、適切な保護処理を実行する。
Claims (16)
- DC/DCコンバータの制御回路であって、
スイッチング周波数を規定するための外部抵抗を接続すべき周波数設定端子と、
時間とともに周期的に変動するスペクトラム拡散電圧を生成するスペクトラム拡散回路と、
第1基準電圧と前記スペクトラム拡散電圧のうち低い方に応じた周波数設定電圧を、前記周波数設定端子に印加する電圧選択回路と、
前記外部抵抗に流れる電流に応じた周波数で発振するオシレータと、
前記オシレータが生成する発振信号に応じた周波数を有し、前記DC/DCコンバータの出力信号が目標電圧に近づくようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 前記スペクトラム拡散電圧のピーク電圧は、前記第1基準電圧より低いことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 前記DC/DCコンバータの起動時に、時間とともに緩やかに上昇する周波数ソフトスタート電圧を生成するソフトスタート回路をさらに備え、
前記電圧選択回路は、前記第1基準電圧および前記スペクトラム拡散電圧に加えて、前記周波数ソフトスタート電圧を受け、それらのうち最も低いひとつに応じた前記周波数設定電圧を、前記周波数設定端子に印加することを特徴とする請求項1または2に記載の制御回路。 - 前記スペクトラム拡散電圧は、前記周波数ソフトスタート電圧が前記第1基準電圧に到達した後に有効となることを特徴とする請求項3に記載の制御回路。
- 前記スペクトラム拡散回路は有効、無効が切りかえ可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御回路。
- 前記電圧選択回路は、
一端が前記周波数設定端子と接続される第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタの制御端子と接続され、他端が接地され、制御端子に前記第1基準電圧が印加される第2トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタの制御端子と接続され、他端が接地され、制御端子に前記スペクトラム拡散電圧が印加される第3トランジスタと、
を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の制御回路。 - 前記電圧選択回路は、
一端が前記周波数設定端子と接続される第1トランジスタと、
第1の非反転入力に前記スペクトラム拡散電圧を受け、第2の非反転入力に前記第1基準電圧を受け、反転入力が前記周波数設定端子と接続され、出力が前記第1トランジスタの制御端子と接続される第1エラーアンプと、
を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の制御回路。 - 前記DC/DCコンバータの起動時に、前記目標電圧は、時間とともに緩やかに上昇する出力ソフトスタート電圧と第2基準電圧のうち低い方に応じており、
前記周波数ソフトスタート電圧と前記出力ソフトスタート電圧は比例関係にあることを特徴とする請求項3に記載の制御回路。 - 前記パルス変調器は、第1の非反転入力に前記出力ソフトスタート電圧を受け、第2の非反転入力に前記第2基準電圧を受け、反転入力に前記DC/DCコンバータの前記出力信号に応じたフィードバック電圧を受ける第2エラーアンプを含むことを特徴とする請求項8に記載の制御回路。
- 前記電圧選択回路は、
一端が前記周波数設定端子と接続される第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタの制御端子と接続され、他端が接地され、制御端子に前記第1基準電圧が印加される第2トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタの制御端子と接続され、他端が接地され、制御端子に前記スペクトラム拡散電圧が印加される第3トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタの制御端子と接続され、他端が接地され、制御端子に前記周波数ソフトスタート電圧が印加される第4トランジスタと、
を含むことを特徴とする請求項8または9に記載の制御回路。 - DC/DCコンバータの制御回路であって、
スイッチング周波数を規定する外部抵抗を接続すべき周波数設定端子と、
前記DC/DCコンバータの起動時に、時間とともに緩やかに上昇し、その後、時間とともに周期的に変動する周波数設定電圧を前記周波数設定端子に印加する周波数設定回路と、
前記外部抵抗に流れる電流に応じた周波数で発振するオシレータと、
前記オシレータが生成する発振信号に応じた周波数を有し、前記DC/DCコンバータの出力信号が目標電圧に近づくようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 前記パルス変調器は、ピーク電流モードの変調器であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の制御回路。
- ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の制御回路。
- 請求項1から13のいずれかに記載の制御回路を備えることを特徴とするDC/DCコンバータ。
- 請求項14に記載のDC/DCコンバータを備えることを特徴とする車載電装機器。
- DC/DCコンバータの制御方法であって、
スイッチング周波数を規定する抵抗に、第1基準電圧と時間とともに周期的に変動するスペクトラム拡散電圧のうち低い方に応じた周波数設定電圧を印加するステップと、
前記抵抗に流れる電流に応じた周波数の発振信号を生成するステップと、
前記発振信号に応じた周波数を有し、前記DC/DCコンバータの出力信号が目標電圧に近づくようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するステップと、
前記パルス信号に応じて前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを駆動するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017020271A JP6837344B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017020271A JP6837344B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018129910A true JP2018129910A (ja) | 2018-08-16 |
JP6837344B2 JP6837344B2 (ja) | 2021-03-03 |
Family
ID=63174533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017020271A Active JP6837344B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6837344B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020099110A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
JP2020188670A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | ローム株式会社 | 電源制御装置、昇圧型dc/dcコンバータ、および降圧型dc/dcコンバータ |
JP2020202669A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 富士電機株式会社 | 集積回路、電源回路 |
WO2022202304A1 (ja) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | ファナック株式会社 | モータ制御装置 |
US20220376598A1 (en) * | 2021-05-18 | 2022-11-24 | Infineon Technologies Austria Ag | Power supply monitoring and switching control |
JP7288799B2 (ja) | 2019-05-20 | 2023-06-08 | ローム株式会社 | 電源制御装置、降圧型dc/dcコンバータ、および昇圧型dc/dcコンバータ |
EP4262071A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-18 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Direct current power supply apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007028732A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Rohm Co Ltd | スイッチング回路およびスイッチング電源装置 |
JP2007043861A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Rohm Co Ltd | 電源装置及びこれを用いた電気機器 |
JP2014143235A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Rohm Co Ltd | 発振回路 |
-
2017
- 2017-02-07 JP JP2017020271A patent/JP6837344B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007028732A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Rohm Co Ltd | スイッチング回路およびスイッチング電源装置 |
JP2007043861A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Rohm Co Ltd | 電源装置及びこれを用いた電気機器 |
JP2014143235A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Rohm Co Ltd | 発振回路 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020099110A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
JP2020188670A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | ローム株式会社 | 電源制御装置、昇圧型dc/dcコンバータ、および降圧型dc/dcコンバータ |
JP7288799B2 (ja) | 2019-05-20 | 2023-06-08 | ローム株式会社 | 電源制御装置、降圧型dc/dcコンバータ、および昇圧型dc/dcコンバータ |
JP2020202669A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 富士電機株式会社 | 集積回路、電源回路 |
JP7404666B2 (ja) | 2019-06-11 | 2023-12-26 | 富士電機株式会社 | 集積回路、電源回路 |
WO2022202304A1 (ja) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | ファナック株式会社 | モータ制御装置 |
US20220376598A1 (en) * | 2021-05-18 | 2022-11-24 | Infineon Technologies Austria Ag | Power supply monitoring and switching control |
US11757343B2 (en) * | 2021-05-18 | 2023-09-12 | Infineon Technologies Austria Ag | Power supply monitoring and switching control |
EP4262071A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-18 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Direct current power supply apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6837344B2 (ja) | 2021-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6837344B2 (ja) | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載電装機器 | |
US10075073B2 (en) | DC/DC converter and switching power supply having overcurrent protection | |
US8970194B2 (en) | Switch mode power supply system with dual ramp compensation associated controller and method | |
US7242168B2 (en) | Wide input range buck/boost switching regulator | |
US9030177B2 (en) | Switched-mode power supply having an adaptive on-time function and controlling output with a ripple control method | |
US7965070B2 (en) | Switching power supply with slope compensation circuit and added slope circuit | |
US20080024099A1 (en) | Power Supply Apparatus | |
JP5407548B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2017093158A (ja) | 降圧dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、ならびに車載用電源装置 | |
JP6875873B2 (ja) | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、車載電装機器 | |
US20100283440A1 (en) | Power supply device, control circuit and method for controlling power supply device | |
KR20150131116A (ko) | 스위칭 레귤레이터들에서 100 퍼센트 듀티 사이클을 위한 시스템들 및 방법 | |
CN111033999B (zh) | 功率因数改善电路及半导体装置 | |
CN106558979B (zh) | 半导体装置 | |
JP4487649B2 (ja) | 昇降圧型dc−dcコンバータの制御装置 | |
CN114981747A (zh) | 电流模式dc-dc转换器 | |
US10892684B2 (en) | Circuit for a switching power supply | |
JP2017093159A (ja) | 降圧dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法、車載用電源装置 | |
JP6951198B2 (ja) | 非絶縁型のdc/dcコンバータおよびそのコントローラ、電子機器 | |
US10230301B2 (en) | Non-isolated DC/DC converter | |
US10348189B2 (en) | Oscillation circuit | |
TWI327408B (ja) | ||
JP2018129908A (ja) | Dc/dcコンバータおよびその制御回路、制御方法および車載電装機器 | |
JP2006174630A (ja) | スイッチング電源の制御方法、制御回路および電源装置 | |
US20220407421A1 (en) | Control circuit for dc/dc converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200109 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6837344 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |