JP2019140752A - Switching circuit, dc/dc converter, and control circuit thereof - Google Patents

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Hiroki Niikura
浩樹 新倉
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Abstract

To reduce cost of a switching circuit.SOLUTION: A switching circuit 200 using an N channel transistor as a high side transistor Mcomprises a power supply circuit 300 for bootstrap. A reference voltage source 310 generates a reference voltage V. An output transistor 304 receives the reference voltage Vat a control electrode that is a gate or a base, and a source or an emitter is connected to an output node. A feedback circuit 320 (i) clamps a difference in a voltage between the control electrode of an output transistor 304 and an output node 302, and (ii), when a voltage Vof the output node 302 increases, increases a voltage Vof the control electrode of the output transistor 304 following the above.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、スイッチング回路に関する。   The present invention relates to a switching circuit.

DC/DCコンバータやインバータなどに、スイッチング回路が用いられる。図1は、スイッチング回路の回路図である。スイッチング回路100は、入力端子(VCC)とスイッチング端子(LX)の間に設けられたハイサイドトランジスタM、LX端子と接地端子(GND)の間に設けられたローサイドトランジスタMを備える。ハイサイドトランジスタMがオン、ローサイドトランジスタMがオフの状態では、LX端子はハイレベル(VCC端子の電圧VCCが発生)となり、ハイサイドトランジスタMがオフ、ローサイドトランジスタMがオンの状態では、LX端子には、ローレベル(GND端子の電圧VGND)が発生する。なお、ローサイドトランジスタMに代えて、ショットキーダイオードなどの整流素子を設けてもよい。 A switching circuit is used for a DC / DC converter, an inverter, or the like. FIG. 1 is a circuit diagram of a switching circuit. The switching circuit 100 includes a high side transistor M 1 provided between the input terminal (VCC) and the switching terminal (LX), and a low side transistor M 2 provided between the LX terminal and the ground terminal (GND). High-side transistor M 1 is turned on, the low side transistor M 2 is in the state of off, (voltage V CC is generated between the VCC pin) and the LX pin high, the high-side transistor M 1 is turned off, the low side transistor M 2 is turned on In the state, a low level (voltage V GND of the GND terminal) is generated at the LX terminal. Instead of the low-side transistor M 2, it may be provided rectifying element such as a Schottky diode.

ハイサイドトランジスタMとして、Nチャンネル(あるいはNPN型)のトランジスタを用いることがある。この場合、ハイサイドトランジスタMをターンオンするためには、そのゲートに、入力電圧VCCより高いゲート電圧VHGを与える必要がある。入力電圧VCCより高いゲート電圧VHGを生成するために、ブートストラップ回路が利用される。 As high-side transistor M 1, there is the use of the transistor of the N-channel (or NPN type). In this case, in order to turn on the high side transistor M 1 has, on its gate, it is necessary to apply a higher gate voltage V HG than the input voltage V CC. A bootstrap circuit is used to generate a gate voltage V HG that is higher than the input voltage VCC .

ブートストラップ端子(BST)と、LX端子の間には、ブートストラップキャパシタCBSTが接続される。ブートストラップ回路用の電源回路110は、定電圧VHREGを生成する。定電圧VHREGは、ハイサイドトランジスタM1のゲートソース間のしきい値電圧VGS(th)より高く定められる。定電圧VHREGは、ダイオードD1およびBST端子を介して、ブートストラップキャパシタCBSTに印加される。 A bootstrap capacitor C BST is connected between the bootstrap terminal (BST) and the LX terminal. The power supply circuit 110 for the bootstrap circuit generates a constant voltage V HREG . The constant voltage V HREG is determined to be higher than the threshold voltage V GS (th) between the gate and the source of the high side transistor M1. The constant voltage V HREG is applied to the bootstrap capacitor C BST via the diode D1 and the BST terminal.

LX端子がロー(0V)の状態では、ブートストラップキャパシタCBSTが、ΔV=VHREG−Vfで充電される。VfはダイオードDの順電圧である。BST端子の電圧VBSTは、VLX+ΔVとなる。BST端子の電圧VBSTは、ハイサイドドライバ102の上側の電源端子に供給される。ハイサイドドライバ102の下側電源端子は、LX端子と接続される。ハイサイドドライバ102は、制御信号Sがオンレベル(たとえばハイ)のときにVBSTを、オフレベル(たとえばロー)のときにVLXを出力する。 In a state where the LX terminal is low (0 V), the bootstrap capacitor C BST is charged with ΔV = V HREG −Vf. Vf is the forward voltage of the diode D 1. The voltage V BST at the BST terminal is V LX + ΔV. The voltage V BST at the BST terminal is supplied to the upper power supply terminal of the high side driver 102. The lower power supply terminal of the high side driver 102 is connected to the LX terminal. The high side driver 102 outputs V BST when the control signal SH is on level (eg, high), and outputs V LX when it is off level (eg, low).

特開2011−014738号公報JP 2011-014738 A

ハイサイドトランジスタMがオンとなり、LX=VCCであるとき、BST端子の電圧VBSTは、VCC+ΔVとなる。負荷の状態によってはLX端子の電圧、入力電圧VCCを超えてさらに跳ね上がる場合もある。 The high-side transistor M 1 is turned on, when it is LX = V CC, voltage V BST of BST terminal, the V CC + ΔV. Voltage of LX terminal depending on the state of the load, there is a case where jumping further beyond the input voltage V CC.

電源回路110の出力HREGは、ダイオードD1のアノードカソード間の寄生容量を介してBST端子と結合している。したがってBST端子の電圧VBSTの跳ね上がりは、電源回路110の出力HREGの電圧VHREGを上昇させる。電源回路110を5V程度の低耐圧の素子で構成しようとした場合、電圧VHREGの上昇は許容すべきでない。 The output HREG of the power supply circuit 110 is coupled to the BST terminal via a parasitic capacitance between the anode and cathode of the diode D1. Therefore, the jump of the voltage V BST at the BST terminal increases the voltage V HREG of the output HREG of the power supply circuit 110. When the power supply circuit 110 is configured with an element having a low breakdown voltage of about 5 V, the increase in the voltage V HREG should not be allowed.

図2(a)、(b)は、電圧VHREGの上昇を抑制するための対策を説明する図である。図2(a)では、電源回路110の出力HREGに、容量の大きな(数百pF〜nFオーダー)のキャパシタ104を接続し、電圧VHREGの上昇を抑制している。このキャパシタ104をICに内蔵しようとすれば、チップ面積が大きくなり、コストアップの要因となる。キャパシタ104を外付けする場合、チップ部品に加えて新たな追加の端子も必要となるため、やはりコストアップの要因となる。 FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining measures for suppressing an increase in voltage V HREG . In FIG. 2A, a capacitor 104 having a large capacitance (in the order of several hundreds pF to nF) is connected to the output HREG of the power supply circuit 110 to suppress an increase in the voltage V HREG . If the capacitor 104 is to be built in the IC, the chip area increases, which increases the cost. When the capacitor 104 is externally attached, a new additional terminal is required in addition to the chip component, which also increases the cost.

別のアプローチとして、図2(b)に示すように、電源回路110の出力HREGに、電圧クランプ回路106を設けることも考えられる。しかしながら電圧クランプ回路106を追加すると、やはりチップサイズが大きくなり、コストアップは避けられない。また電圧クランプ回路106は電流を捨てるため、消費電力の増大という別の問題を引き起こす。   As another approach, as shown in FIG. 2B, a voltage clamp circuit 106 may be provided on the output HREG of the power supply circuit 110. However, if the voltage clamp circuit 106 is added, the chip size also increases, and an increase in cost is inevitable. Further, since the voltage clamp circuit 106 discards current, it causes another problem of increased power consumption.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、スイッチング回路のコストを下げることにある。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it lowers the cost of a switching circuit.

本発明のある態様は、スイッチング回路に関する。スイッチング回路は、入力端子と、スイッチング端子と、ブートストラップ端子と、入力端子とスイッチング端子の間に設けられたハイサイドトランジスタと、スイッチング端子とブートストラップ端子の間に設けられるブートストラップキャパシタと、電源回路と、電源回路の出力ノードとブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、を備える。電源回路は、基準電圧を生成する基準電圧源と、ゲートまたはベースである制御電極に基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが出力ノードと接続される出力トランジスタと、(i)出力トランジスタの制御電極と出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、を含む。   One embodiment of the present invention relates to a switching circuit. The switching circuit includes an input terminal, a switching terminal, a bootstrap terminal, a high-side transistor provided between the input terminal and the switching terminal, a bootstrap capacitor provided between the switching terminal and the bootstrap terminal, a power supply A circuit, and a first rectifier element provided between the output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal. The power supply circuit includes: a reference voltage source that generates a reference voltage; an output transistor that receives a reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, a source or an emitter connected to an output node; and (i) a control electrode of the output transistor A feedback circuit that clamps the voltage difference of the output node and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the rise of the voltage of the output node.

本発明の別の態様は、DC/DCコンバータの制御回路に関する。制御回路は、スイッチング端子およびブートストラップ端子と、DC/DCコンバータもしくは負荷の状態に応じたフィードバック信号が目標値に近づくように、ハイサイドトランジスタのオンオフを指示するパルス信号を生成するパルス変調器と、電源回路と、電源回路の出力ノードとブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、上側電源端子にブートストラップ端子の電圧を受け、パルス信号にもとづきハイサイドトランジスタを駆動するドライバと、を備える。電源回路は、基準電圧を生成する基準電圧源と、ゲートまたはベースである制御電極に基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが出力ノードと接続される出力トランジスタと、(i)出力トランジスタの制御電極と出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、を含む。   Another aspect of the present invention relates to a control circuit for a DC / DC converter. The control circuit includes a switching terminal and a bootstrap terminal, and a pulse modulator that generates a pulse signal that instructs on / off of the high-side transistor so that a feedback signal according to the state of the DC / DC converter or the load approaches a target value; A power supply circuit; a first rectifying element provided between the output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal; a driver that receives the voltage of the bootstrap terminal at the upper power supply terminal and drives the high-side transistor based on the pulse signal; Is provided. The power supply circuit includes: a reference voltage source that generates a reference voltage; an output transistor that receives a reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, a source or an emitter connected to an output node; and (i) a control electrode of the output transistor A feedback circuit that clamps the voltage difference of the output node and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the increase of the voltage of the output node.

本発明の別の態様は、DC/DCコンバータに関する。DC/DCコンバータは上述の制御回路を備える。   Another aspect of the present invention relates to a DC / DC converter. The DC / DC converter includes the above-described control circuit.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、ブートストラップ用の電源回路の信頼性を向上できる。   According to an aspect of the present invention, the reliability of a bootstrap power supply circuit can be improved.

スイッチング回路の回路図である。It is a circuit diagram of a switching circuit. 図2(a)、(b)は、電圧VHREGの上昇を抑制するための対策を説明する図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining measures for suppressing an increase in voltage V HREG . 実施の形態に係るスイッチング回路の回路図である。It is a circuit diagram of the switching circuit concerning an embodiment. 電源回路の第1構成例の回路図である。It is a circuit diagram of the 1st example of composition of a power circuit. 図4の電源回路を備えるスイッチング回路の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of a switching circuit provided with the power supply circuit of FIG. 電源回路の第2構成例の回路図である。It is a circuit diagram of the 2nd example of composition of a power circuit. 図7(a)は、図6の電源回路を備えるスイッチング回路の動作波形図であり、図7(b)は、図4の電源回路を備えるスイッチング回路の動作波形図である。FIG. 7A is an operation waveform diagram of the switching circuit including the power supply circuit of FIG. 6, and FIG. 7B is an operation waveform diagram of the switching circuit including the power supply circuit of FIG. DC/DCコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of a DC / DC converter.

(実施の形態の概要)
本明細書に開示される一実施の形態は、スイッチング回路に関する。スイッチング回路は、入力端子と、スイッチング端子と、ブートストラップ端子と、入力端子とスイッチング端子の間に設けられたハイサイドトランジスタと、スイッチング端子とブートストラップ端子の間に設けられるブートストラップキャパシタと、電源回路と、電源回路の出力ノードとブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、を備える。電源回路は、基準電圧を生成する基準電圧源と、ゲートまたはベースである制御電極に基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが出力ノードと接続される出力トランジスタと、(i)出力トランジスタの制御電極と出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、を含む。
(Outline of the embodiment)
One embodiment disclosed herein relates to a switching circuit. The switching circuit includes an input terminal, a switching terminal, a bootstrap terminal, a high-side transistor provided between the input terminal and the switching terminal, a bootstrap capacitor provided between the switching terminal and the bootstrap terminal, a power supply A circuit, and a first rectifier element provided between the output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal. The power supply circuit includes: a reference voltage source that generates a reference voltage; an output transistor that receives a reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, a source or an emitter connected to an output node; and (i) a control electrode of the output transistor A feedback circuit that clamps the voltage difference of the output node and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the rise of the voltage of the output node.

この実施の形態では、出力ノードの電圧の跳ね上がりを許容することで、出力ノードの電圧上昇を抑制するためのクランプ回路や大容量のキャパシタが不要となり、コストを下げることができる。ただし、出力ノードの電圧のみ上昇すると、出力トランジスタのゲートソース間(ベースエミッタ間)に過電圧が発生することから、帰還回路を設けて、出力ノード(ソース・エミッタ)の電圧上昇に追従して、出力トランジスタの制御電極(ゲート、ベース)の電圧を上昇させることとした。これにより出力トランジスタを保護できる。   In this embodiment, by allowing the voltage jump at the output node, a clamp circuit and a large-capacitance capacitor for suppressing the voltage rise at the output node become unnecessary, and the cost can be reduced. However, if only the voltage at the output node rises, an overvoltage occurs between the gate and source of the output transistor (between the base and emitter), so a feedback circuit is provided to follow the voltage rise at the output node (source / emitter). The voltage of the control electrode (gate, base) of the output transistor was increased. As a result, the output transistor can be protected.

帰還回路は、出力トランジスタの制御電極と出力ノードとの間に設けられたツェナーダイオードを含んでもよい。これにより、出力トランジスタの制御電極の電圧の方が出力ノードの電圧より高い状態では、出力ノードのゲートソース間(ベースエミッタ間)の電位差を、ツェナー電圧Vを超えないようにクランプできる。スイッチング端子のハイへの遷移が発生して、出力ノードの電圧VHREGが上昇すると、それに追従して制御電極の電圧をVHREG−Vまで上昇させることができる。Vはツェナーダイオードの順電圧である。 The feedback circuit may include a Zener diode provided between the control electrode of the output transistor and the output node. Thus, in a higher than the voltage of it is the output node of the voltage of the control electrode of the output transistor, the potential difference between the gate and the source of the output node (base-emitter), can be clamped so as not to exceed the Zener voltage V Z. When the switching terminal transitions to high and the output node voltage V HREG rises, the voltage of the control electrode can be raised to V HREG -V F following that. V F is the forward voltage of the Zener diode.

帰還回路は、出力トランジスタの制御電極と出力ノードとの間に、逆直列接続された2個のツェナーダイオードを含んでもよい。この場合、出力トランジスタの制御電極の電圧の方が出力ノードの電圧より高い状態では、出力ノードのゲートソース間(ベースエミッタ間)の電位差をV+Vを超えないようにクランプできる。スイッチング端子のハイへの遷移が発生して、出力ノードの電圧VHREGが上昇したとき、制御電極の電圧はVHREG−(V+V)まで上昇する。つまり、制御電極の電圧のピークを抑制できる。これにより、スイッチング端子がローに遷移するときに、出力トランジスタがターンオンするのを防止できる。 The feedback circuit may include two Zener diodes connected in reverse series between the control electrode of the output transistor and the output node. In this case, in a state where the voltage of the control electrode of the output transistor is higher than the voltage of the output node, the potential difference between the gate and source (between the base and emitter) of the output node can be clamped so as not to exceed V Z + V F. When the switching terminal transitions to high and the output node voltage V HREG rises, the control electrode voltage rises to V HREG − (V F + V Z ). That is, the voltage peak of the control electrode can be suppressed. This prevents the output transistor from turning on when the switching terminal transitions to low.

電源回路は、基準電圧源と出力トランジスタの制御電極との間に設けられた第2整流素子をさらに含んでもよい。これにより、出力トランジスタの制御電極と基準電圧源を分離でき、制御電極の電圧の跳ね上がりが基準電圧源に印加されるのを防止できる。これは、基準電圧源を低電圧プロセスで構成できるという利点を生む。   The power supply circuit may further include a second rectifier element provided between the reference voltage source and the control electrode of the output transistor. As a result, the control electrode of the output transistor and the reference voltage source can be separated, and a jump in the voltage of the control electrode can be prevented from being applied to the reference voltage source. This produces the advantage that the reference voltage source can be configured with a low voltage process.

第2整流素子はダイオードを含んでもよい。第2整流素子は、ハイサイドトランジスタのスイッチングと同期して制御されるトランジスタを含んでもよい。   The second rectifying element may include a diode. The second rectifying element may include a transistor that is controlled in synchronization with the switching of the high-side transistor.

本発明の別の態様は、DC/DCコンバータの制御回路に関する。制御回路は、スイッチング端子およびブートストラップ端子と、DC/DCコンバータもしくは負荷の状態に応じたフィードバック信号が目標値に近づくように、ハイサイドトランジスタのオンオフを指示するパルス信号を生成するパルス変調器と、電源回路と、電源回路の出力ノードとブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、上側電源端子にブートストラップ端子の電圧を受け、パルス信号にもとづきハイサイドトランジスタを駆動するドライバと、を備える。電源回路は、基準電圧を生成する基準電圧源と、ゲートまたはベースである制御電極に基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが出力ノードと接続される出力トランジスタと、(i)出力トランジスタの制御電極と出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、を含む。   Another aspect of the present invention relates to a control circuit for a DC / DC converter. The control circuit includes a switching terminal and a bootstrap terminal, and a pulse modulator that generates a pulse signal that instructs on / off of the high-side transistor so that a feedback signal according to the state of the DC / DC converter or the load approaches a target value; A power supply circuit; a first rectifying element provided between the output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal; a driver that receives the voltage of the bootstrap terminal at the upper power supply terminal and drives the high-side transistor based on the pulse signal; Is provided. The power supply circuit includes: a reference voltage source that generates a reference voltage; an output transistor that receives a reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, a source or an emitter connected to an output node; and (i) a control electrode of the output transistor A feedback circuit that clamps the voltage difference of the output node and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the increase of the voltage of the output node.

制御回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を1つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。   The control circuit may be integrated on a single semiconductor substrate. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate. By integrating the circuit on one chip, the circuit area can be reduced and the characteristics of the circuit elements can be kept uniform.

(実施の形態)
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
(Embodiment)
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

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、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

また、「信号A(電圧、電流)が信号B(電圧、電流)に応じている」とは、信号Aが信号Bと相関を有することを意味し、具体的には、(i)信号Aが信号Bである場合、(ii)信号Aが信号Bに比例する場合、(iii)信号Aが信号Bをレベルシフトして得られる場合、(iv)信号Aが信号Bを増幅して得られる場合、(v)信号Aが信号Bを反転して得られる場合、(vi)あるいはそれらの任意の組み合わせ、等を意味する。「応じて」の範囲は、信号A、Bの種類、用途に応じて定まることが当業者には理解される。   “Signal A (voltage, current) is in response to signal B (voltage, current)” means that signal A has a correlation with signal B. Specifically, (i) signal A Is signal B, (ii) signal A is proportional to signal B, (iii) signal A is obtained by level shifting signal B, and (iv) signal A is obtained by amplifying signal B. If (v) signal A is obtained by inverting signal B, it means (vi) or any combination thereof. It will be understood by those skilled in the art that the “depending” range is determined depending on the type and application of the signals A and B.

図3は、実施の形態に係るスイッチング回路200の回路図である。スイッチング回路200は、ハイサイドトランジスタM、ローサイドトランジスタM、ハイサイドドライバ202、ローサイドドライバ204、ブートストラップキャパシタCBST、整流素子D、電源回路300を備える。 FIG. 3 is a circuit diagram of the switching circuit 200 according to the embodiment. The switching circuit 200 includes a high side transistor M 1 , a low side transistor M 2 , a high side driver 202, a low side driver 204, a bootstrap capacitor C BST , a rectifier element D 1 , and a power supply circuit 300.

スイッチング回路200の構成部品のうち、ブートストラップキャパシタCBSTは外付けされており、残りの部品は集積回路である制御回路400に集積化される。なお、ハイサイドトランジスタMやローサイドトランジスタMにディスクリート素子を採用して、制御回路400に外付けしてもよい。 Among the components of the switching circuit 200, the bootstrap capacitor C BST is externally attached, and the remaining components are integrated in the control circuit 400 which is an integrated circuit. Note that discrete elements may be employed for the high-side transistor M 1 and the low-side transistor M 2 and externally attached to the control circuit 400.

入力(VCC)端子には、外部からの直流電圧VCCが供給される。接地(GND)端子は接地される。スイッチング端子LXには、図示しない負荷やインダクタ、トランスが接続される。スイッチング回路200は、スイッチング端子LXに、ハイ(VCC)とロー(VGND)の間を遷移するスイッチング信号VLXを発生する。 The input (VCC) terminal, a DC voltage V CC from the outside is supplied. The ground (GND) terminal is grounded. A load, an inductor, and a transformer (not shown) are connected to the switching terminal LX. The switching circuit 200 generates a switching signal V LX that transitions between high (V CC ) and low (V GND ) at the switching terminal LX.

ブートストラップ(BST)端子とLX端子の間には、ブートストラップキャパシタCBSTが外付けされる。ハイサイドトランジスタMは、VCC端子とLX端子の間に設けられる。ローサイドトランジスタMは、LX端子とGND端子の間に設けられる。 A bootstrap capacitor C BST is externally connected between the bootstrap (BST) terminal and the LX terminal. High-side transistor M 1 is provided between VCC and LX terminal. Low-side transistor M 2 is provided between the LX terminal and the GND terminal.

この実施の形態では、ハイサイドトランジスタMおよびローサイドトランジスタMをMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)としたがトランジスタの種類は限定されず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やバイポーラトランジスタを用いることもできる。ハイサイドドライバ202は、ハイサイドパルスSにもとづいてハイサイドトランジスタMを駆動する。ハイサイドドライバ202の上側電源端子はBST端子と接続され、電圧VBSTを受ける。ハイサイドドライバ202の下側電源端子は、LX端子と接続され、スイッチング電圧VLXを受ける。ローサイドドライバ204はローサイドパルスSにもとづいてローサイドトランジスタMを駆動する。 In this embodiment, although the high-side transistor M 1 and the low-side transistor M 2 and MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) not the type of the transistor is limited, the use of the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a bipolar transistor You can also. High-side driver 202 drives the high-side transistor M 1 based on the high-side pulse S H. The upper power supply terminal of the high side driver 202 is connected to the BST terminal and receives the voltage V BST . The lower power supply terminal of the high side driver 202 is connected to the LX terminal and receives the switching voltage V LX . Low-side driver 204 drives the low-side transistor M 2 on the basis of the low-side pulse S L.

電源回路300は、ブートストラップ用の電源電圧VHREGを生成する。第1整流素子Dは、電源回路300の出力ノード302とBST端子の間に設けられる。電源回路300はソースフォロア(エミッタフォロア)型の出力を有する。 The power supply circuit 300 generates a power supply voltage V HREG for bootstrap. First rectifying element D 1 is provided between the output node 302 and BST terminal of the power supply circuit 300. The power supply circuit 300 has a source follower (emitter follower) type output.

電源回路300は、出力トランジスタ304、基準電圧源310、帰還回路320、第2整流素子330を備える。   The power supply circuit 300 includes an output transistor 304, a reference voltage source 310, a feedback circuit 320, and a second rectifier element 330.

基準電圧源310は、基準電圧VREFを生成する。出力トランジスタ304は、NチャンネルMOSFETでありゲート(またはベース)である制御電極に基準電圧VREFを受け、ソース(またはエミッタ)が出力ノード302と接続される。出力トランジスタ304としてバイポーラトランジスタを用いてもよい。 The reference voltage source 310 generates a reference voltage VREF . The output transistor 304 is an N-channel MOSFET and receives a reference voltage V REF at a control electrode which is a gate (or base), and a source (or emitter) is connected to the output node 302. A bipolar transistor may be used as the output transistor 304.

第2整流素子330は、帰還回路320の出力と出力トランジスタ304のゲートの間に設けられたダイオードである。第2整流素子330の順電圧をVfとする。抵抗332は、出力トランジスタ304のゲートと接地の間に設けられ、放電経路を形成する。   The second rectifying element 330 is a diode provided between the output of the feedback circuit 320 and the gate of the output transistor 304. The forward voltage of the second rectifying element 330 is set to Vf. The resistor 332 is provided between the gate of the output transistor 304 and the ground, and forms a discharge path.

定常状態では、出力トランジスタ304のゲートには、VREF−Vfが与えられ、出力トランジスタ304のソース(出力ノード)302の電圧VHREGは、以下の式で表される。
HREG=VREF−Vf−Vgs
gsは、出力トランジスタ304のゲートソース間電圧である。
In the steady state, V REF −Vf is given to the gate of the output transistor 304, and the voltage V HREG of the source (output node) 302 of the output transistor 304 is expressed by the following equation.
V HREG = V REF -Vf-V gs
V gs is a gate-source voltage of the output transistor 304.

帰還回路320は、(i)出力トランジスタ304の制御電極(ゲート)と出力ノード302の電圧差を、所定の電圧(クランプレベル)を超えないようにクランプする。所定の電圧は、出力トランジスタ304のゲートソース間(ベースエミッタ間)の耐圧を考慮して規定すればよい。具体的には、クランプレベルは、耐圧よりもマージンを考慮して小さく定めればよい。   The feedback circuit 320 (i) clamps the voltage difference between the control electrode (gate) of the output transistor 304 and the output node 302 so as not to exceed a predetermined voltage (clamp level). The predetermined voltage may be defined in consideration of the breakdown voltage between the gate and source (between the base and emitter) of the output transistor 304. Specifically, the clamp level may be set smaller than the breakdown voltage in consideration of a margin.

また帰還回路320は、(ii)出力ノード302の電圧VHREGが上昇したときに、それに追従して出力トランジスタ304のゲートの電圧Vを上昇させる。このとき、出力トランジスタ304がターンオンしないようにVHREG>Vの関係が維持される。 Further, the feedback circuit 320 (ii) raises the voltage V G of the gate of the output transistor 304 following the rise of the voltage V HREG of the output node 302. At this time, the relationship of V HREG > V G is maintained so that the output transistor 304 is not turned on.

以下、帰還回路320の具体的な構成を説明する。図4は、電源回路300の第1構成例(300Aを付す)の回路図である。帰還回路320Aは、出力トランジスタ304の制御電極(ゲート)と出力ノード302との間に設けられたツェナーダイオード322を含む。ツェナーダイオード322のツェナー電圧をVとする。またツェナーダイオード322の順電圧をVとして第2整流素子330の順電圧Vfと区別する。 Hereinafter, a specific configuration of the feedback circuit 320 will be described. FIG. 4 is a circuit diagram of a first configuration example (300A) of the power supply circuit 300. The feedback circuit 320 </ b> A includes a Zener diode 322 provided between the control electrode (gate) of the output transistor 304 and the output node 302. The Zener voltage of the Zener diode 322 and V Z. Further distinguishing the forward voltage of the zener diode 322 and the forward voltage Vf of the second rectifying element 330 as V F.

図5は、図4の電源回路300Aを備えるスイッチング回路200の動作波形図である。時刻tより前は、ハイサイドトランジスタMがオフ、ローサイドトランジスタMがオンであり、LX端子の電圧VLXはロー(0V)である。 FIG. 5 is an operation waveform diagram of the switching circuit 200 including the power supply circuit 300A of FIG. Prior to time t 0 , the high-side transistor M 1 is off and the low-side transistor M 2 is on, and the voltage V LX at the LX terminal is low (0 V).

出力トランジスタ304のゲート電圧VはVREF−Vfであり、出力ノードの電圧VHREGは、V−Vgsとなる。理解の容易化のため、整流素子Dの電圧降下は無視するものとすれば、BST端子の電圧VBSTと電源回路300の出力電圧VHREGは等しくなり、ブートストラップキャパシタCBSTの両端間は、ΔV≒VHREGで充電される。 The gate voltage V G of the output transistor 304 is V REF −Vf, and the voltage V HREG at the output node is V G −V gs . For ease of understanding, Assuming the voltage drop of the rectifying element D 1 is ignored, the output voltage V HREG voltage V BST and the power supply circuit 300 of BST terminals are equal, across bootstrap capacitor C BST is , ΔV≈V HREG is charged.

時刻tにハイサイドトランジスタMがターンオン、ローサイドトランジスタMがターンオフし、LX端子の電圧VLXがハイVCCに上昇する。BST端子の電圧VBSTは、VBST=VLX+ΔVの関係を維持しながら上昇する。整流素子Dの寄生容量の影響によって、電圧VBSTの上昇は、出力ノード302の電圧VHREGの上昇を引き起こす。電圧VHREGがゲート電圧Vを超えると、ゲート電圧Vは、V=VHREG−Vの関係を維持しながら上昇する。 The high-side transistor M 1 is turned on at time t 0, the low-side transistor M 2 is turned off, the voltage V LX of the LX terminal rises to high V CC. The voltage V BST at the BST terminal rises while maintaining the relationship of V BST = V LX + ΔV. Due to the influence of the parasitic capacitance of the rectifying element D 1 , the increase in the voltage V BST causes the voltage V HREG at the output node 302 to increase. When the voltage V HREG exceeds the gate voltage V G, the gate voltage V G rises while maintaining the relationship between V G = V HREG -V F.

時刻tに、ハイサイドトランジスタMがターンオフ、ローサイドトランジスタMがターンオンし、LX端子の電圧VLXがロー(0V)に向かって低下し始める。出力ノード302の電圧VHREGの傾きは、スイッチング電圧VLXの傾きとほぼ等しい。一方、ゲート電圧Vは、抵抗332と帰還回路320のインピーダンスに応じた傾きで低下していく。 At time t 1, the high-side transistor M 1 is turned off, the low side transistor M 2 is turned on, the voltage V LX of LX terminal begins to decrease toward the low (0V). The slope of voltage V HREG at output node 302 is substantially equal to the slope of switching voltage V LX . On the other hand, the gate voltage V G decreases with a slope corresponding to the impedance of the resistor 332 and the feedback circuit 320.

ゲート電圧Vは、もとの電圧レベルVREF−Vfまで低下する。一方、出力ノード302の電圧VHREGが、ゲート電圧Vにより規定される電圧レベルV−Vgs=VREF−Vf−Vgsまで低下する。 Gate voltage V G is decreased to the original voltage level V REF -Vf. On the other hand, the voltage V HREG at the output node 302 decreases to a voltage level V G −V gs = V REF −Vf−V gs defined by the gate voltage V G.

以上がスイッチング回路200の動作である。続いてその利点を説明する。
スイッチング回路200によれば、出力ノードVHREGの電圧の跳ね上がりを許容するため、出力ノード302の電圧上昇を抑制するためのクランプ回路や大容量のキャパシタが不要となり、コストを下げることができる。なお、出力ノード302には、顕著なコストアップとならない程度の小容量のキャパシタを接続してもよい。
The above is the operation of the switching circuit 200. Next, the advantages will be described.
According to the switching circuit 200, since the voltage jump of the output node V HREG is allowed, a clamp circuit and a large-capacitance capacitor for suppressing the voltage rise of the output node 302 are unnecessary, and the cost can be reduced. The output node 302 may be connected with a capacitor having a small capacity that does not significantly increase the cost.

一方で制御電極の電圧Vを維持したまま出力ノード302の電圧VHREGのみが上昇すると、出力トランジスタのゲートソース間(ベースエミッタ間)に過電圧が発生することとなる。そこで帰還回路320を設けて、出力ノード(ソース・エミッタ)の電圧上昇に追従して、出力トランジスタ304の制御電極(ゲート、ベース)の電圧Vを上昇させることとした。これにより、出力トランジスタ304を保護できる。 On the other hand if only the voltage V HREG remains output node 302 and maintains the voltage V G of the control electrode is increased, so that the overvoltage is generated between the gate and source of the output transistor (base-emitter). Therefore, the feedback circuit 320 is provided to increase the voltage V G of the control electrode (gate, base) of the output transistor 304 in accordance with the voltage increase of the output node (source / emitter). Thereby, the output transistor 304 can be protected.

続いて帰還回路320の別の構成を説明する。図6は、電源回路300の第2構成例(300Bを付す)の回路図である。帰還回路320Bは、帰還回路320Aのツェナーダイオード322に加えて、ツェナーダイオード322に対して逆直列接続されるツェナーダイオード324をさらに備える。その他は第1構成例と同様である。   Next, another configuration of the feedback circuit 320 will be described. FIG. 6 is a circuit diagram of a second configuration example (300B) of the power supply circuit 300. The feedback circuit 320B further includes a Zener diode 324 connected in reverse series to the Zener diode 322 in addition to the Zener diode 322 of the feedback circuit 320A. Others are the same as the first configuration example.

続いて、電源回路300Bを備えるスイッチング回路200の動作を説明する。図7(a)は、図6の電源回路300Bを備えるスイッチング回路200の動作波形図である。図7(b)は、図4の電源回路300Aを備えるスイッチング回路200の動作波形図である。   Subsequently, the operation of the switching circuit 200 including the power supply circuit 300B will be described. FIG. 7A is an operation waveform diagram of the switching circuit 200 including the power supply circuit 300B of FIG. FIG. 7B is an operation waveform diagram of the switching circuit 200 including the power supply circuit 300A of FIG.

はじめに図7(b)を参照して、スイッチング回路200において生じうる問題を説明する。LX端子のスイッチング電圧VLXがハイからローに遷移するときの傾きは、ローサイドトランジスタMのサイズや、ローサイドドライバ204の駆動能力に依存する。図7(b)と図5では、LX端子のスイッチング電圧VLXの傾きが異なっており、図7(b)では、スイッチング電圧VLXの傾きが急である。 First, a problem that may occur in the switching circuit 200 will be described with reference to FIG. The slope when the switching voltage V LX at the LX terminal transitions from high to low depends on the size of the low-side transistor M 2 and the driving capability of the low-side driver 204. The slope of the switching voltage V LX at the LX terminal is different between FIG. 7B and FIG. 5, and the slope of the switching voltage V LX is steep in FIG. 7B.

上述したように、ゲート電圧Vが低下する傾きは、抵抗332や帰還回路320のインピーダンスに依存する。図7(b)のように、スイッチング電圧VLXが急速に低下すると、ゲート電圧Vが基準電圧VREFより高い状態で、VとVLXの大小関係が反転する状況が生じうる。もし、ゲート電圧Vが高い状態で、V−VLX>Vgs(th)となると、出力トランジスタ304がターンオンし、本来、ΔV=VREF−Vf−Vgsまで低下すべき出力ノード302の電圧VHREGが、実線で示すようにΔV’=V−Vgsまでしか低下しない。その結果、ブートストラップキャパシタCBSTが、高い電圧ΔV’で充電されてしまう。次のスイッチングサイクルで、スイッチング電圧VLXがハイに遷移すると、ブートストラップ電圧VBSTは、VCC+ΔV’まで上昇し、過電圧状態を引き起こす。以上がスイッチング回路200において生じうる問題である。 As described above, the slope of the gate voltage V G is reduced is dependent on the impedance of the resistor 332 and the feedback circuit 320. As shown in FIG. 7B, when the switching voltage V LX decreases rapidly, there may occur a situation in which the magnitude relationship between V G and V LX is reversed while the gate voltage V G is higher than the reference voltage V REF . If V G −V LX > V gs (th) in a state where the gate voltage V G is high, the output transistor 304 is turned on, and the output node 302 which should be lowered to ΔV = V REF −Vf−V gs originally. voltage V HREG of, only drops to ΔV '= V G -V gs as shown by the solid line. As a result, the bootstrap capacitor C BST is charged with a high voltage ΔV ′. In the next switching cycle, when the switching voltage V LX transitions high, the bootstrap voltage V BST rises to V CC + ΔV ′, causing an overvoltage condition. The above is a problem that may occur in the switching circuit 200.

第2構成例に係る電源回路300Bを用いると、この問題が解決できる。これを図7(a)を参照して説明する。   This problem can be solved by using the power supply circuit 300B according to the second configuration example. This will be described with reference to FIG.

スイッチング電圧VLXがハイの間、ゲート電圧Vは、V=VHREG−(V+V)まで上昇する。これは図7(b)のVHREG−Vよりも低く、基準電圧VREFとの差は、小さくなっている。したがってスイッチング電圧VLXがローに遷移する際に、ゲート電圧Vが基準電圧VREFまで低下するのに要する時間を短縮することができる。したがって、V>VREFの状態で、VHREGがVより低くなるのを防止でき、図7(b)に示す問題を解決できる。 While the switching voltage V LX is high, the gate voltage V G rises to V G = V HREG − (V Z + V F ). This is lower than V HREG -V F of FIG. 7 (b), the difference between the reference voltage V REF is smaller. Therefore, when the switching voltage V LX transitions to low, the time required for the gate voltage V G to drop to the reference voltage V REF can be shortened. Therefore, in the state of V G > V REF , V HREG can be prevented from becoming lower than V G , and the problem shown in FIG. 7B can be solved.

当業者によれば、以上の説明から、帰還回路320の構成が図4や図6のそれらに限定されないことが理解される。帰還回路320は、出力ノード302の電圧VHREGが跳ね上がったときに、ゲート電圧Vとの間に適切な電位差VDIFFが生ずるように、帰還回路320を構成すればよいことがわかる。電位差VDIFFは、ダイオードやツェナーダイオードの段数で調節可能であり、あるいはその他の定電圧素子を用いて調節することができる。 Those skilled in the art can understand from the above description that the configuration of the feedback circuit 320 is not limited to those shown in FIGS. 4 and 6. Feedback circuit 320, when the voltage V HREG output node 302 is jumped, as appropriate potential difference V DIFF between the gate voltage V G is generated, it can be seen that it is sufficient in the feedback circuit 320. The potential difference V DIFF can be adjusted by the number of diodes and Zener diodes, or can be adjusted by using other constant voltage elements.

続いて、実施の形態に係るスイッチング回路を用いたDC/DCコンバータを説明する。図8は、DC/DCコンバータ500の回路図である。DC/DCコンバータ500は、制御回路400Cと、ブートストラップキャパシタCBST、インダクタL、出力キャパシタC、抵抗R11,R12を備える。制御回路400Cは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ICである。 Subsequently, a DC / DC converter using the switching circuit according to the embodiment will be described. FIG. 8 is a circuit diagram of the DC / DC converter 500. The DC / DC converter 500 includes a control circuit 400C, a bootstrap capacitor C BST , an inductor L 1 , an output capacitor C 1 , and resistors R 11 and R 12 . The control circuit 400C is a functional IC integrated on one semiconductor substrate.

このDC/DCコンバータ500は、定電圧出力であり、図示しない負荷に、所定のレベルに安定化された出力電圧VOUTを供給する。制御回路400Cのフィードバック(FB)端子には、DC/DCコンバータ500の出力電圧VOUTを、抵抗R11,R12によって分圧して得られるフィードバック信号VFBが入力される。定電流出力のコンバータでは、出力電流に応じたフィードバック信号VFBがフィードバックされる。 The DC / DC converter 500 is a constant voltage output and supplies an output voltage VOUT stabilized to a predetermined level to a load (not shown). A feedback signal V FB obtained by dividing the output voltage VOUT of the DC / DC converter 500 by the resistors R 11 and R 12 is input to the feedback (FB) terminal of the control circuit 400C. In a constant current output converter, a feedback signal VFB corresponding to the output current is fed back.

パルス変調器410は、フィードバック信号VFBが目標値VREFに近づくように、ハイサイドトランジスタMのオンオフを指示するパルス信号SPWMを生成する。ロジック回路420は、パルス信号SPWMに応じて、ハイサイドトランジスタM、ローサイドトランジスタMそれぞれを制御するためのパルス信号SPWMH,SPWMLを生成する。ハイサイドのパルス信号SPWMHは、レベルシフタ504によってハイサイドパルスSに変換され、ハイサイドドライバ202に供給される。ローサイドのパルス信号SPWMLは、ローサイドパルスSとしてローサイドドライバ204に供給される。 The pulse modulator 410 generates a pulse signal S PWM that instructs on / off of the high-side transistor M 1 so that the feedback signal V FB approaches the target value V REF . The logic circuit 420 generates pulse signals S PWMH and S PWML for controlling the high-side transistor M 1 and the low-side transistor M 2 in accordance with the pulse signal S PWM . Pulse signal S PWMH the high side is converted into a high-side pulse S H by the level shifter 504 is supplied to the high-side driver 202. Low-side pulse signal S PWML is supplied to the low-side driver 204 as a low-side pulse S L.

スイッチング回路200の用途はDC/DCコンバータに限定されず、インバータやコンバータなどの電力変換器などにも利用可能である。   The application of the switching circuit 200 is not limited to a DC / DC converter, and can be used for a power converter such as an inverter or a converter.

実施の形態において、ダイオードとして示される整流素子は、トランジスタに置換することができる。たとえば第2整流素子330は、ハイサイドトランジスタMのスイッチングと同期して制御されるトランジスタで構成することができる。同様に、第1整流素子Dも同様である。 In an embodiment, the rectifying element shown as a diode can be replaced by a transistor. For example, the second rectifying element 330 can be a transistor that is controlled in synchronism with the switching of the high side transistor M 1. Similarly, the same first be rectifying element D 1.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

ハイサイドトランジスタ
ローサイドトランジスタ
BST ブートストラップキャパシタ
200 スイッチング回路
202 ハイサイドドライバ
204 ローサイドドライバ
300 電源回路
302 出力ノード
304 出力トランジスタ
310 基準電圧源
320 帰還回路
322,324 ツェナーダイオード
330 第2整流素子
400 制御回路
410 パルス変調器
整流素子
500 DC/DCコンバータ
M 1 high side transistor M 2 low side transistor C BST bootstrap capacitor 200 switching circuit 202 high side driver 204 low side driver 300 power supply circuit 302 output node 304 output transistor 310 reference voltage source 320 feedback circuit 322, 324 Zener diode 330 second rectifier element 400 Control Circuit 410 Pulse Modulator D 1 Rectifier 500 DC / DC Converter

Claims (14)

入力端子と、
スイッチング端子と、
ブートストラップ端子と、
前記入力端子と前記スイッチング端子の間に設けられたハイサイドトランジスタと、
前記スイッチング端子と前記ブートストラップ端子の間に設けられるブートストラップキャパシタと、
電源回路と、
前記電源回路の出力ノードと前記ブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、
を備え、
前記電源回路は、
基準電圧を生成する基準電圧源と、
ゲートまたはベースである制御電極に前記基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが前記出力ノードと接続される出力トランジスタと、
(i)前記出力トランジスタの制御電極と前記出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)前記出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して前記出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、
を含むことを特徴とするスイッチング回路。
An input terminal;
A switching terminal;
A bootstrap terminal,
A high-side transistor provided between the input terminal and the switching terminal;
A bootstrap capacitor provided between the switching terminal and the bootstrap terminal;
A power circuit;
A first rectifying element provided between an output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal;
With
The power supply circuit is
A reference voltage source for generating a reference voltage;
An output transistor that receives the reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, and whose source or emitter is connected to the output node;
(I) Clamps the voltage difference between the control electrode of the output transistor and the output node, and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the increase in the voltage of the output node. A feedback circuit;
A switching circuit comprising:
前記帰還回路は、前記出力トランジスタの前記制御電極と前記出力ノードとの間に設けられたツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング回路。   The switching circuit according to claim 1, wherein the feedback circuit includes a Zener diode provided between the control electrode of the output transistor and the output node. 前記帰還回路は、前記出力トランジスタの前記制御電極と前記出力ノードとの間に、逆直列接続された2個のツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング回路。   2. The switching circuit according to claim 1, wherein the feedback circuit includes two Zener diodes connected in reverse series between the control electrode of the output transistor and the output node. 前記電源回路は、前記基準電圧源と前記出力トランジスタの前記制御電極との間に設けられた第2整流素子をさらに含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスイッチング回路。   4. The switching circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit further includes a second rectifier element provided between the reference voltage source and the control electrode of the output transistor. 5. 前記第2整流素子はダイオードを含むことを特徴とする請求項4に記載のスイッチング回路。   The switching circuit according to claim 4, wherein the second rectifying element includes a diode. 前記第2整流素子は、前記ハイサイドトランジスタのスイッチングと同期して制御されるトランジスタを含むことを特徴とする請求項4に記載のスイッチング回路。   The switching circuit according to claim 4, wherein the second rectifying element includes a transistor controlled in synchronization with switching of the high-side transistor. DC/DCコンバータの制御回路であって、
スイッチング端子およびブートストラップ端子と、
前記DC/DCコンバータもしくは負荷の状態に応じたフィードバック信号が目標値に近づくように、ハイサイドトランジスタのオンオフを指示するパルス信号を生成するパルス変調器と、
電源回路と、
前記電源回路の出力ノードと前記ブートストラップ端子の間に設けられる第1整流素子と、
上側電源端子に前記ブートストラップ端子の電圧を受け、前記パルス信号にもとづき前記ハイサイドトランジスタを駆動するドライバと、
を備え、
前記電源回路は、
基準電圧を生成する基準電圧源と、
ゲートまたはベースである制御電極に前記基準電圧を受け、ソースまたはエミッタが前記出力ノードと接続される出力トランジスタと、
(i)前記出力トランジスタの制御電極と前記出力ノードの電圧差をクランプするとともに、(ii)前記出力ノードの電圧が上昇したときに、それに追従して前記出力トランジスタの制御電極の電圧を上昇させる帰還回路と、
を含むことを特徴とする制御回路。
A control circuit for a DC / DC converter,
A switching terminal and a bootstrap terminal;
A pulse modulator that generates a pulse signal that instructs on / off of the high-side transistor so that a feedback signal according to a state of the DC / DC converter or the load approaches a target value;
A power circuit;
A first rectifying element provided between an output node of the power supply circuit and the bootstrap terminal;
A driver that receives the voltage of the bootstrap terminal at an upper power supply terminal and drives the high-side transistor based on the pulse signal;
With
The power supply circuit is
A reference voltage source for generating a reference voltage;
An output transistor that receives the reference voltage at a control electrode that is a gate or a base, and whose source or emitter is connected to the output node;
(I) Clamps the voltage difference between the control electrode of the output transistor and the output node, and (ii) increases the voltage of the control electrode of the output transistor following the increase in the voltage of the output node. A feedback circuit;
A control circuit comprising:
前記帰還回路は、前記出力トランジスタの前記制御電極と前記出力ノードとの間に設けられたツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項7に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 7, wherein the feedback circuit includes a Zener diode provided between the control electrode of the output transistor and the output node. 前記帰還回路は、前記出力トランジスタの前記制御電極と前記出力ノードとの間に、逆直列接続された2個のツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項7に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 7, wherein the feedback circuit includes two Zener diodes connected in reverse series between the control electrode of the output transistor and the output node. 前記電源回路は、前記基準電圧源と前記出力トランジスタの前記制御電極との間に設けられた第2整流素子をさらに含むことを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の制御回路。   The control circuit according to claim 7, wherein the power supply circuit further includes a second rectifying element provided between the reference voltage source and the control electrode of the output transistor. 前記第2整流素子はダイオードを含むことを特徴とする請求項10に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 10, wherein the second rectifying element includes a diode. 前記第2整流素子は、前記ハイサイドトランジスタのスイッチングと同期して制御されるトランジスタを含むことを特徴とする請求項10に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 10, wherein the second rectifier element includes a transistor controlled in synchronization with switching of the high-side transistor. 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7から12のいずれかに記載の制御回路。   The control circuit according to claim 7, wherein the control circuit is integrated on a single semiconductor substrate. 請求項7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。   A DC / DC converter comprising the control circuit according to claim 7.
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