JP2018523446A - スイッチングレギュレータ及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本方法は、少なくとも2つの基準信号の生成を含む。第1の基準信号は一定のDC電圧信号であり、第2の基準信号は所定の周波数での周期的なランプ波状の波形信号である。この方法はまた、スイッチングレギュレータの出力電圧を使用してフィードバック信号を生成することを含む。本発明の1つの方法では、キャパシタはバイアス電流によって充電されるか、またはスイッチによって放電される。第1の比較器は、第1の一定のDC基準電圧信号をフィードバック信号と比較するように構成される。第2の比較器は、周期的負のランプ波状の信号をコンデンサ上の電圧信号と比較するように構成される。他の代替方法では、フィードバック信号を周期的なノコギリ波波形基準信号と比較するか、フィードバック信号を一定のDC基準信号と比較するように比較器を構成する。この動作はスイッチングレギュレータのスイッチング動作に依存する。別の方法では、周期的なランプ波状の波形基準信号は、正または負のいずれかになり得る。この方法は降圧スイッチングレギュレータ向けに提供されており、昇圧、昇降圧、フライバック、フォワード、セピックなどにも利用できます。
【選択図】図1
Description
VRAMP信号の周期はTsであり、VRAMP信号の周波数は1/Tsである。正方向の斜面は非常に急峻です。VRAMPのピーク値からVRAMPの谷値までの下降時間は、VRAMPの谷値からVRAMPのピーク値までの上昇時間よりもはるかに大きい。
Claims (20)
- スイッチングレギュレータは、入力電圧を受けるように構成されている。また、安定した出力電圧を生成します。前記スイッチングレギュレータは、ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御する。この動作は、フィードバック制御方式に基づいており、スイッチング出力電圧を生成するためにスイッチング・ノードを駆動します。前記スイッチ出力ノードは、LCフィルタに結合され、出力コンデンサ上に実質的に一定の大きさを有する前記調整された出力電圧を生成し、前記スイッチングレギュレータは、備え:
定電圧基準信号と、
所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号と、
フィードバック生成回路であって、前記レギュレータ出力電圧を用いて第1のフィードバック信号を生成するように構成されている。 - 請求項1に記載のスイッチングレギュレータ、さらに備え:
レギュレータ出力電圧を受信し、第2のフィードバック信号を生成するように構成された分圧器と、
前記第2のフィードバック信号と前記定電圧基準信号とを受け取り、出力信号を生成するように構成された電圧増幅器と、
前記第1のフィードバック信号、前記周期的なランプ波の基準信号、および前記電圧増幅器の前記出力信号を受信するように構成されたコントローラと、
前記コントローラは、前記第1のフィードバック信号と、前記周期的なランプ波の基準信号または前記電圧増幅器の出力信号のいずれかからのいずれか1つの信号とを受信する第1の比較器と、
前記コントローラはさらに、論理およびドライバ回路を備え、前記第1のコンパレータ出力信号を受信し、前記パワースイッチの制御信号を生成するように構成され、
前記第1のフィードバック信号はインダクタ電流と同相であり、
前記周期的なノコギリ波の基準信号は、負または正のいずれかとすることができる。 - 請求項1に記載のスイッチングレギュレータ、さらに備え:
前記第1のフィードバック信号、前記周期的なランプ波状の基準電圧信号、および前記定電圧基準信号を受信するように構成されたコントローラと、
前記コントローラは、前記第1のフィードバック信号と、前記周期的なランプ波の基準信号または前記一定電圧基準信号のいずれかからのいずれか1つの信号とを受信する第1の比較器と、
前記コントローラはさらに、論理およびドライバ回路を備え、前記第1のコンパレータ出力信号を受信し、前記パワースイッチの制御信号を生成するように構成され、
前記第1のフィードバック信号はインダクタ電流と同相であり、
前記周期的なノコギリ波の基準信号は、負または正のいずれかとすることができる。 - 請求項2に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記コントローラは、キャパシタをさらに備える、前記コンデンサは、前記第1の比較器出力信号に基づいて充放電され、前記コンデンサに電圧信号を生成するように構成され、
前記第1の比較器は、前記電圧増幅器の前記出力信号と前記第1のフィードバック信号とを受け取るようにさらに構成されていることを特徴とする装置、前記第1のコンパレータ出力信号を生成することである、その出力レベルは、 前記電圧増幅器の前記出力信号と前記第1のフィードバック信号との間の電圧差を反映する。 - 請求項3に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記コントローラは、キャパシタをさらに備える、前記コンデンサは、前記第1の比較器出力信号に基づいて充放電され、前記コンデンサに電圧信号を生成するように構成され、
前記第1の比較器は、前記定電圧基準信号と前記第1のフィードバック信号とを受信するようにさらに構成され。こうしてコンパレータ出力信号を生成し、その出力レベルは、前記定電圧基準信号と前記第1のフィードバック信号との間の電圧差を反映する。 - 請求項4に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記周期的なノコギリ波基準信号は負であり、
前記コントローラは、第2の比較器をさらに備え、前記周期的な負のランプ波の基準信号および前記コンデンサ上の前記電圧信号を受信し、第2のコンパレータ出力信号を生成するために、その出力レベルは前記周期的な負のランプ波状の波形基準信号と前記コンデンサ上の前記電圧信号との間の電圧差を反映する。
前記第1のコンパレータ出力信号および前記第2のコンパレータ出力信号を受信し、前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するようにさらに構成された前記ロジックおよびドライバ回路。 - 請求項5に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記周期的なノコギリ波基準信号は負であり、
前記コントローラは、第2の比較器をさらに備え、前記周期的な負のランプ波の基準信号および前記コンデンサ上の前記電圧信号を受信し、第2のコンパレータ出力信号を生成するために、その出力レベルは前記周期的な負のランプ波状の波形基準信号と前記コンデンサ上の前記電圧信号との間の電圧差を反映する。
前記第1のコンパレータ出力信号および前記第2のコンパレータ出力信号を受信し、前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するようにさらに構成された前記ロジックおよびドライバ回路。 - 請求項2に記載のスイッチングレギュレータを複数備えた多相スイッチングレギュレータ。
- 請求項3に記載のスイッチングレギュレータを複数備えた多相スイッチングレギュレータ。
- スイッチングレギュレータの制御方法は、入力電圧を受けて、ハイサイドパワースイッチとローサイドパワースイッチを制御し、出力電圧を生成するスイッチングノードを駆動するステップと、前記スイッチングノードは、LCフィルタ回路に結合され、出力コンデンサに実質的に一定の電圧を有する調整された出力電圧を生成する。前記方法は、備え:
一定のDC基準信号を生成するステップと、
所与の周波数で周期的な負のランプ波状の波形基準信号を生成するステップと、
インダクタ電流と前記レギュレータ出力電圧とを組み合わせて第1のフィードバック信号を生成するステップと。 - 請求項10に記載の動作方法、さらに備え:
生成する前記スイッチングレギュレータ出力電圧に比例する第2のフィードバック信号を生成し、
電圧増幅器を使用して、前記一定DC基準信号と前記第2のフィードバック信号との間の電圧差を反映する大きさの出力信号を生成するステップと、
前記第1のフィードバック信号を前記増幅器出力信号と比較し、第1の比較信号を生成するステップと、
コンデンサを充電および放電することによってコンデンサ電圧信号を生成し、この動作は前記第1の比較信号に応答し、
前記コンデンサ電圧信号を前記周期的な負のランプ波状の波形信号と比較し、第2の比較信号を生成するステップと、
前記第1比較信号及び前記第2比較信号に応答して、前記レギュレータ出力電圧を調整する、前記ハイサイド電源スイッチ及び前記ローサイド電源スイッチを制御するステップとを含む方法。 - 請求項10に記載の動作方法、さらに備え:
前記第1のフィードバック信号を前記一定のDC基準信号と比較し、第1の比較信号を生成するステップと、
コンデンサを充電および放電することによってコンデンサ電圧信号を生成し、この動作は前記第1の比較信号に応答し、
前記コンデンサ電圧信号を前記周期的な負のランプ波状の波形信号と比較し、第2の比較信号を生成するステップと、
前記第1比較信号及び前記第2比較信号に応答して、前記レギュレータ出力電圧を調整する、前記ハイサイド電源スイッチ及び前記ローサイド電源スイッチを制御するステップとを含む方法。 - 多相スイッチングレギュレータは、複数の前記スイッチングレギュレータを含む、請求項11に記載の制御方法。
- 多相スイッチングレギュレータは、複数の前記スイッチングレギュレータを含む、請求項12に記載の制御方法。
- スイッチングレギュレータの制御方法は、入力電圧を受けて、ハイサイドパワースイッチとローサイドパワースイッチを制御し、出力電圧を生成するスイッチングノードを駆動するステップと、前記スイッチングノードは、LCフィルタ回路に結合され、出力コンデンサに実質的に一定の電圧を有する調整された出力電圧を生成する。前記方法は、備え:
一定のDC基準信号を生成するステップと、
所定の周波数を有する周期的なランプ波状の基準信号を生成するステップと、
インダクタ電流と前記レギュレータ出力電圧とを組み合わせて第1のフィードバック信号を生成するステップと、
前記第1のフィードバック信号を前記一定DC基準信号と比較し、第1の比較信号を生成するステップと、
前記第1のフィードバック信号を前記周期的なノコギリ波信号と比較して第2の比較信号を生成するステップと、
前記第1比較信号及び前記第2比較信号に応答して、前記レギュレータ出力電圧を調整する、前記ハイサイド電源スイッチ及び前記ローサイド電源スイッチを制御するステップとを含む方法。 - 請求項15に記載の制御方法であって、
レギュレータシステムによって導入されるオフセットを補償するために、電圧増幅器によって前記DC基準信号の前記電圧レベルを調整することをさらに含み、前記スイッチングレギュレータの前記出力電圧は、所望の電圧。 - 多相スイッチングレギュレータは、複数の前記スイッチングレギュレータを含む、請求項15に記載の制御方法。
- 多相スイッチングレギュレータは、複数の前記スイッチングレギュレータを含む、請求項16に記載の制御方法。
- 前記スイッチングレギュレータは、バック、ブースト、バックブースト、フライバック、フォワードおよびセピックスイッチングレギュレータを含むグループに属するスイッチングレギュレータである、請求項10に記載の方法。
- 前記スイッチングレギュレータは、バック、ブースト、バックブースト、フライバック、フォワードおよびセピックスイッチングレギュレータを含むグループに属するスイッチングレギュレータである、請求項15に記載の方法。
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