JP2020202677A - Switching power supply - Google Patents

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Abstract

To provide a switching power supply that can detect reverse currents of different magnitudes during a predetermined period from the start-up and a period after the predetermined period, and can suppress voltage vibration at the start-up of the switching power supply.SOLUTION: A switching power supply 1 that converts a voltage according to a synchronous rectification method includes a first transistor MP, a second transistor MN that is connected in series with the first transistor and is located on the lower voltage side than the first transistor, a control circuit 10 that controls the on/off of the first transistor and the second transistor, and a detection circuit 30 that controls the second transistor to turn off when the magnitude of a reverse current flowing through the second transistor is greater than or equal to a threshold value. The detection circuit adjust such that a first threshold which is a threshold in a first period after the switching power supply is turned on is smaller than a second threshold which is a threshold in a second period following the first period.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、スイッチング電源に関する。 The present disclosure relates to a switching power supply.

従来、同期整流型のDC−DCコンバータが知られている。このDC−DCコンバータは、第1のトランジスタと、第1のトランジスタよりも低電圧側に配置された第2のトランジスタと、を有する。このDC−DCコンバータでは、出力電圧があまり上がっていない状態(例えば起動時)において、第1のトランジスタがオンして、第2のトランジスタがオフするタイミングでは、出力側の平滑用コイルに電流が流れて出力側の平滑用コンデンサに充電され、出力電圧が上がる。そして、第1のトランジスタがオフして、第2のトランジスタがオンするタイミングでは、平滑用コイルに電流が流れるが、電流が止まり、平滑用コンデンサから平滑用コイルを介して第2のトランジスタに電流が流れ始めることがある。つまり、平滑用コンデンサからの第2のトランジスタへの放電が発生し、逆電流が発生し得る。この場合、平滑用コイルの電圧が下がるため、充電電圧が下がり、出力電圧が下がる。これを繰り返すと、DC−DCコンバータの起動時には、上下に電圧が揺れながら(振動して)上がっていくことになり、起動時の電圧変換効率が不十分となる。 Conventionally, a synchronous rectification type DC-DC converter is known. This DC-DC converter has a first transistor and a second transistor arranged on a lower voltage side than the first transistor. In this DC-DC converter, when the output voltage is not so high (for example, at startup), when the first transistor is turned on and the second transistor is turned off, a current is applied to the smoothing coil on the output side. It flows and is charged to the smoothing capacitor on the output side, and the output voltage rises. Then, at the timing when the first transistor is turned off and the second transistor is turned on, a current flows through the smoothing coil, but the current stops, and a current flows from the smoothing capacitor to the second transistor via the smoothing coil. May start to flow. That is, a discharge from the smoothing capacitor to the second transistor may occur, and a reverse current may occur. In this case, since the voltage of the smoothing coil is lowered, the charging voltage is lowered and the output voltage is lowered. If this is repeated, when the DC-DC converter is started up, the voltage fluctuates (vibrates) up and down, and the voltage conversion efficiency at the time of starting up becomes insufficient.

特許文献1の図1,図10,図13では、同期整流のローサイド側のトランジスタT2(転流用MOSトランジスタ、上記の第2のトランジスタに相当)の逆電流を検出する方法が記載されている。トランジスタT2のドレイン−ソース間にコンパレータを接続して、トランジスタT2に逆電流が流れると、トランジスタT2のソース電圧よりドレイン電圧が高くなるので、コンパレータの出力が反転して逆電流が検出される。逆電流が検出されると、トランジスタT2がオフされる。 In FIGS. 1, 10, and 13 of Patent Document 1, a method of detecting the reverse current of the low-side transistor T2 (commutation MOS transistor, corresponding to the above-mentioned second transistor) of synchronous rectification is described. When a comparator is connected between the drain and the source of the transistor T2 and a reverse current flows through the transistor T2, the drain voltage becomes higher than the source voltage of the transistor T2, so that the output of the comparator is inverted and the reverse current is detected. When the reverse current is detected, the transistor T2 is turned off.

特許文献2では、起動時に、ローサイド側の同期整流用トランジスタをオフさせている。そのため、同期整流用トランジスタをオフにし、メイントランジスタがオフした場合に対応して、平滑用コイルの経路を作るために、転流用のダイオード(フライホイールダイオード)が挿入されている。 In Patent Document 2, the synchronous rectification transistor on the low side is turned off at the time of startup. Therefore, a diode for commutation (flywheel diode) is inserted in order to make a path of the smoothing coil in response to the case where the synchronous rectification transistor is turned off and the main transistor is turned off.

特開2008−125223号公報JP-A-2008-125223 特開平11−220874号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-22874

特許文献1では、逆電流検出に比較器を用いるので回路規模が大きくなる。また、比較器の反転閾値電圧を設定できず、逆電流の大きさが検出不可能となり、起動後の各タイミングにおいて逆電流を判断するための基準が同じとなり、いずれかのタイミングの閾値としては適切ではない可能性がある。 In Patent Document 1, since a comparator is used for reverse current detection, the circuit scale becomes large. In addition, the reverse threshold voltage of the comparator cannot be set, the magnitude of the reverse current cannot be detected, and the criteria for determining the reverse current are the same at each timing after startup. It may not be appropriate.

特許文献2では、転流用のダイオードとしてのパワートランジスタの耐電圧性、耐電流性が不十分である場合、大電流が流れると、転流用のダイオードが破壊される可能性がある。また、転流用のダイオードは起動時に専用に用いられるため、部品点数が増大する。 In Patent Document 2, when the withstand voltage and current withstand of a power transistor as a diode for commutation is insufficient, the diode for commutation may be destroyed when a large current flows. Moreover, since the diode for commutation is used exclusively at the time of starting, the number of parts increases.

本開示は、部品点数の増大を抑制でき、起動時から所定期間と所定期間後の期間とで異なる大きさの逆電流を検出でき、スイッチング電源の起動時の電圧の振動を抑制できるスイッチング電源を提供する。 The present disclosure provides a switching power supply capable of suppressing an increase in the number of parts, detecting a reverse current having a different magnitude between a predetermined period and a period after a predetermined period from the start-up, and suppressing voltage vibration at the start-up of the switching power supply. provide.

本開示の一態様は、同期整流方式に従って電圧を変換するスイッチング電源であって、第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに直列に接続され、前記第1のトランジスタよりも低電圧側に配置された第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタのオンオフを制御する制御回路と、前記第2のトランジスタに流れる逆電流の大きさが閾値以上である場合、前記第2のトランジスタをオフに制御する検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記スイッチング電源の電源投入後の第1の期間における前記閾値である第1の閾値が、前記第1の期間に後続する第2の期間における前記閾値である第2の閾値よりも小さくなるよう調整する、スイッチング電源である。 One aspect of the present disclosure is a switching power supply that converts voltage according to a synchronous rectification method, which is connected in series with a first transistor and the first transistor and is arranged on a lower voltage side than the first transistor. When the magnitude of the reverse current flowing through the second transistor, the control circuit for controlling the on / off of the first transistor and the second transistor, and the reverse current flowing through the second transistor is equal to or larger than the threshold value, the second transistor is used. The detection circuit includes a detection circuit that controls off the transistor of the switching power supply, and the first threshold value, which is the threshold value in the first period after the switching power supply is turned on, follows the first period. It is a switching power supply that is adjusted to be smaller than the second threshold value, which is the threshold value in the second period.

本開示によれば、起動時から所定期間と所定期間後の期間とで異なる大きさの逆電流に対応でき、スイッチング電源の起動時の電圧の振動を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to cope with a reverse current having a different magnitude between a predetermined period from the start-up and a period after the predetermined period, and it is possible to suppress voltage vibration at the start-up of a switching power supply.

実施形態におけるスイッチング電源の一例を示す構成図Configuration diagram showing an example of a switching power supply in the embodiment スイッチング電源の逆電流検出回路の第1構成例を示す回路図Circuit diagram showing the first configuration example of the reverse current detection circuit of the switching power supply スイッチング電源のソフトスタート回路の構成例を示す回路図Circuit diagram showing a configuration example of a soft start circuit for a switching power supply スイッチング電源の逆電流検出回路の第2構成例を示す回路図Circuit diagram showing a second configuration example of a reverse current detection circuit for a switching power supply 過電流検出回路が閾値調整回路を備えない場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際のスイッチング電源の出力電圧の変化例を示す図The figure which shows the change example of the output voltage of the switching power supply at the time of transition from a soft start period to a normal period in the case where an overcurrent detection circuit does not provide a threshold adjustment circuit. 過電流検出回路が閾値調整回路を備えない場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の比較器の反転入力電圧の変化例を示す図The figure which shows the change example of the inverting input voltage of a comparator at the time of transition from a soft start period to a normal period in the case where an overcurrent detection circuit does not provide a threshold adjustment circuit. 過電流検出回路が閾値調整回路を備える場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の出力電圧の変化例を示す図The figure which shows the change example of the output voltage at the time of transition from a soft start period to a normal period in the case where an overcurrent detection circuit includes a threshold adjustment circuit. 過電流検出回路が閾値調整回路を備える場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の比較器の反転入力電圧の変化例を示す図The figure which shows the change example of the inverting input voltage of a comparator at the time of transition from a soft start period to a normal period when an overcurrent detection circuit includes a threshold adjustment circuit.

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るスイッチング電源を具体的に開示した実施形態(以下、「本実施形態」という)を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 Hereinafter, an embodiment in which the switching power supply according to the present disclosure is specifically disclosed (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art. It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

図1は、本開示の実施形態におけるスイッチング電源の一例を示す構成図である。図2は、スイッチング電源の逆電流検出回路の第1構成例を示す回路図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a switching power supply according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a circuit diagram showing a first configuration example of a reverse current detection circuit for a switching power supply.

スイッチング電源1は、電源IC5に、コイルL1及びコンデンサCOUTが外付けで接続された降圧型のスイッチング電源である。降圧型のスイッチング電源1では、コイルL1及びコンデンサCOUTが端子LXに直列に接続される。コイルL1及びコンデンサCOUTの間には、抵抗RESRが接続される。コイルL1には、負荷3が接続される。コイルL1には、負荷3と並列に、抵抗RB1,RB2が直列接続される。抵抗RB1と抵抗RB2との接続点は、電源IC5のフィードバック端子FBを介して、PWM回路10に接続される。 The switching power supply 1 is a step-down switching power supply in which the coil L1 and the capacitor C OUT are externally connected to the power supply IC5. In the step-down switching power supply 1, the coil L1 and the capacitor C OUT are connected in series with the terminal LX. A resistor R ESR is connected between the coil L1 and the capacitor C OUT . A load 3 is connected to the coil L1. Resistors R B1 and R B2 are connected in series to the coil L1 in parallel with the load 3. The connection point between the resistor R B1 and the resistor R B2 is connected to the PWM circuit 10 via the feedback terminal FB of the power supply IC 5.

スイッチング電源1では、直流電源2から入力電圧VINが電力ラインLNを介して電源IC5の電源端子V,VPWに供給される。電力ラインLNには、バイパスコンデンサCINが電源IC5と並列に接続される。電源端子Vpは、レギュレータに接続され、レギュレータにより電源電圧Vregが生成される。 In the switching power supply 1, the input voltage V IN from the DC power supply 2 is a power supply terminal V P of power IC5 via a power line LN, are supplied to the V PW. A bypass capacitor C IN is connected to the power line LN in parallel with the power supply IC 5. The power supply terminal Vp is connected to a regulator, and the regulator generates a power supply voltage Vreg.

スイッチング電源1は、同期整流方式に従って電圧を変換する。スイッチング電源1の電源IC5は、例えば、トランジスタMPと、トランジスタMNと、トランジスタMSNSと、抵抗RSNSと、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)回路10と、ロジック回路11と、Pchドライバ12と、Nchドライバ13と、ソフトスタート回路20と、逆電流検出回路30と、を備える。電源IC5は、集積回路の一例である。なお、トランジスタMSNSと、抵抗RSNSとは、逆電流検出回路30に含まれてもよい。 The switching power supply 1 converts a voltage according to a synchronous rectification method. The power supply IC 5 of the switching power supply 1 includes, for example, a transistor MP, a transistor MN, a transistor M SNS , a resistor R SNS , a PWM (Pulse Width Modulation) circuit 10, a logic circuit 11, and a Pch driver 12. The Nch driver 13, the soft start circuit 20, and the reverse current detection circuit 30 are provided. The power supply IC 5 is an example of an integrated circuit. The transistor M SNS and the resistor R SNS may be included in the reverse current detection circuit 30.

トランジスタMPは、例えばPチャネル型MOSFET(PMOS)であり、高電圧側(ハイサイド側)に配置される。トランジスタMNは、例えばNチャネル型MOSFET(NMOS)であり、トランジスタMPに直列に接続され、トランジスタMPよりも低電圧側(ローサイド側)に配置される。 The transistor MP is, for example, a P-channel MOSFET (NMR) and is arranged on the high voltage side (high side side). The transistor MN is, for example, an N-channel MOSFET (NMOS), is connected in series with the transistor MP, and is arranged on the lower voltage side (low side side) than the transistor MP.

PWM回路10は、電圧を変換するためのデューティ比を取得し、デューティ比に基づいてパルス信号を生成し、パルス信号をロジック回路11に出力する。PWM回路10で生成されるパルス信号のデューティ比が大きい程、スイッチング電源1の出力電圧VOUTが大きくなり、デューティ比が小さい程、出力電圧VOUTが小さくなる。 The PWM circuit 10 acquires a duty ratio for converting a voltage, generates a pulse signal based on the duty ratio, and outputs the pulse signal to the logic circuit 11. The larger the duty ratio of the pulse signal generated by the PWM circuit 10, the larger the output voltage V OUT of the switching power supply 1, and the smaller the duty ratio, the smaller the output voltage V OUT .

ロジック回路11は、レベルシフト動作、保護動作、停止動作、等を行う。ロジック回路11は、レベルシフト動作では、PWM回路10から出力されるパルス信号を、トランジスタMP及びトランジスタMNを駆動するレベルの信号に変換する。ロジック回路11は、保護動作では、デバイス(例えばトランジスタMP及びトランジスタMN)への加熱等を抑制して、デバイスを保護する。ロジック回路11は、停止動作では、ロジック回路11に入力される電圧が低い場合に、Pchドライバ12及びNchドライバ13を停止させる。 The logic circuit 11 performs a level shift operation, a protection operation, a stop operation, and the like. In the level shift operation, the logic circuit 11 converts the pulse signal output from the PWM circuit 10 into a level signal for driving the transistor MP and the transistor MN. In the protection operation, the logic circuit 11 protects the device by suppressing heating of the device (for example, transistor MP and transistor MN). In the stop operation, the logic circuit 11 stops the Pch driver 12 and the Nch driver 13 when the voltage input to the logic circuit 11 is low.

Pchドライバ12は、トランジスタMPのゲートに接続され、ロジック回路11から出力されるロジック信号に従い、トランジスタMPを駆動する電圧を出力する。また、Nchドライバ13は、トランジスタMNのゲート及びトランジスタMSNSのゲートに接続され、ロジック回路11から出力されるロジック信号に従い、トランジスタMP及びトランジスタMSNSを駆動する電圧を出力する。 The Pch driver 12 is connected to the gate of the transistor MP and outputs a voltage for driving the transistor MP according to a logic signal output from the logic circuit 11. Further, the Nch driver 13 is connected to the gate of the transistor MN and the gate of the transistor M SNS , and outputs a voltage for driving the transistor MP and the transistor M SNS according to the logic signal output from the logic circuit 11.

Pchドライバ12によってトランジスタMPがオンした場合(トランジスタMNがオフ)、直流電源2からの電流がトランジスタMP、コイルL1、コンデンサCOUTに流れて、コンデンサCOUTが充電される。また、Nchドライバ13によってトランジスタMNがオンした場合(トランジスタMPがオフ)、コイルL1に蓄積されたエネルギーにより、電流が、トランジスタMNからコイルL1、コンデンサCOUTに流れて、コンデンサCOUTが充電される。 When the transistor MP is turned on by the Pch driver 12 (transistor MN is turned off), the current from the DC power supply 2 flows through the transistor MP, the coil L1, and the capacitor C OUT , and the capacitor C OUT is charged. When the transistor MN is turned on by the Nch driver 13 (transistor MP is turned off), the energy stored in the coil L1 causes a current to flow from the transistor MN to the coil L1 and the capacitor C OUT to charge the capacitor C OUT. To.

ソフトスタート回路20は、スイッチング電源1の電源投入後、PWM回路10の制御により徐々に出力電圧VOUTを上げるよう制御する。ソフトスタート回路20の出力に応じて、ソフトスタート期間と、ソフトスタート期間終了後に継続する通常期間と、に区分される。通常期間では、定常のPWM制御が実施される。ソフトスタート回路20は、ソフトスタート期間において、PWM回路10における電圧を変換するためのデューティ比を制限する。ソフトスタート回路20は、PWM回路10と一端で接続され、他端が逆電流検出回路30と接続される。 The soft start circuit 20 is controlled so that the output voltage V OUT is gradually increased by the control of the PWM circuit 10 after the power of the switching power supply 1 is turned on. According to the output of the soft start circuit 20, it is divided into a soft start period and a normal period that continues after the soft start period ends. In the normal period, steady PWM control is performed. The soft start circuit 20 limits the duty ratio for converting the voltage in the PWM circuit 10 during the soft start period. The soft start circuit 20 is connected to the PWM circuit 10 at one end and the reverse current detection circuit 30 at the other end.

逆電流検出回路30は、トランジスタMNに流れる逆方向の電流(逆電流)を検出する回路である。逆方向とは、出力側(例えばコンデンサCOUTやコイルL1側)からトランジスタMNに流入する方向である。逆電流検出回路30は、例えば、抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6と、比較器31と、トランジスタM1,M2,M3,M4と、定電流源32と、を備える。 The reverse current detection circuit 30 is a circuit that detects a reverse current (reverse current) flowing through the transistor MN. The reverse direction is a direction in which the transistor MN flows from the output side (for example, the capacitor C OUT or the coil L1 side). The reverse current detection circuit 30 includes, for example, resistors R1, R2, R3, R4, R5, R6, a comparator 31, transistors M1, M2, M3, M4, and a constant current source 32.

抵抗R1の一端には、電源電圧Vregが印加される。抵抗R1には、一定の電流Ibias1が流れる。抵抗R1の他端には、抵抗R2が接続される。抵抗R2は、一端が抵抗R1及びトランジスタM1のドレインに接続され、他端がトランジスタM3のドレイン及び比較器31の負極入力端子(−端子)に接続される。抵抗R3は、一端に電源電圧Vregが印加され、他端が比較器31の正極入力端子(+端子)及びトランジスタM4のドレインに接続される。抵抗R3には、トランジスタMNに生じる逆電流に応じた電流が流れる。 A power supply voltage Vreg is applied to one end of the resistor R1. A constant current Ibias1 flows through the resistor R1. A resistor R2 is connected to the other end of the resistor R1. One end of the resistor R2 is connected to the resistor R1 and the drain of the transistor M1, and the other end is connected to the drain of the transistor M3 and the negative electrode input terminal (− terminal) of the comparator 31. A power supply voltage Vreg is applied to one end of the resistor R3, and the other end is connected to the positive electrode input terminal (+ terminal) of the comparator 31 and the drain of the transistor M4. A current corresponding to the reverse current generated in the transistor MN flows through the resistor R3.

定電流源32は、負荷の大きさが変動しても一定の電流Ibias1を発生させる電源であり、一端に電源電圧Vregが印加され、他端がトランジスタM2のドレインに接続される。 The constant current source 32 is a power source that generates a constant current Ibias 1 even if the magnitude of the load fluctuates. A power supply voltage Vreg is applied to one end thereof, and the other end is connected to the drain of the transistor M2.

トランジスタM1は、PMOSであり、ゲートにソフトスタート回路20の出力信号を入力し、ソースに電源電圧Vregが印加され、ドレインに抵抗R1,R2の接続点が接続される。トランジスタM2は、NMOSであり、ゲートが定電流源32に接続され、ドレインが定電流源32に接続され、ソースが抵抗R4に接続される。トランジスタM3は、NMOSであり、ゲートが定電流源32に接続され、ドレインが抵抗R2及び比較器31の負極入力端子に接続され、ソースが抵抗R5に接続される。トランジスタM4は、NMOSであり、ゲートが定電流源32に接続され、ドレインが抵抗R3及び比較器31の正極入力端子に接続され、ソースに抵抗R6並びにトランジスタMSNSと抵抗RSNSとの接続点が接続される。トランジスタM2,M3,M4は、カレントミラー回路を形成する。 The transistor M1 is a MOSFET, and the output signal of the soft start circuit 20 is input to the gate, the power supply voltage Vreg is applied to the source, and the connection points of the resistors R1 and R2 are connected to the drain. The transistor M2 is an NMOS, the gate is connected to the constant current source 32, the drain is connected to the constant current source 32, and the source is connected to the resistor R4. The transistor M3 is an NMOS, the gate is connected to the constant current source 32, the drain is connected to the resistor R2 and the negative electrode input terminal of the comparator 31, and the source is connected to the resistor R5. The transistor M4 is an NMOS, the gate is connected to the constant current source 32, the drain is connected to the resistor R3 and the positive electrode input terminal of the comparator 31, and the source is the resistor R6 and the connection point between the transistor M SNS and the resistor R SNS. Is connected. The transistors M2, M3, and M4 form a current mirror circuit.

また、トランジスタMSNSは、NMOSであり、ゲートがNchドライバ13に接続され、ドレインが電源IC5の端子LXに接続され、ソースが抵抗RSNS並びにトランジスタM4及び抵抗R6の接続点に接続される。トランジスタMSNSは、トランジスタMNとカレントミラー回路を形成する。よって、トランジスタMNのドレイン−ソース間とトランジスタMSNSのドレイン−ソース間とには、トランジスタサイズに比例した電流が流れる。よって、抵抗RSNSの電圧を検出することで、トランジスタMSNSの電流を検出できるので、その結果トランジスタMNの電流を検出できる。 Further, the transistor M SNS is an NMOS, the gate is connected to the Nch driver 13, the drain is connected to the terminal LX of the power supply IC 5, and the source is connected to the resistor R SNS and the connection point of the transistor M4 and the resistor R6. The transistor M SNS forms a current mirror circuit with the transistor MN. Therefore, a current proportional to the transistor size flows between the drain-source of the transistor MN and the drain-source of the transistor M SNS . Therefore, by detecting the voltage of the resistor R SNS , the current of the transistor M SNS can be detected, and as a result, the current of the transistor MN can be detected.

比較器31は、正極入力端子が抵抗R3の他端及びトランジスタM4のドレインに接続され、負極入力端子が抵抗R2の他端及びトランジスタM3のドレインに接続され、出力端子がNchドライバ13に接続される。比較器31の負極入力端子の電圧は、比較器31の基準電圧Vrefとなる。基準電圧Vrefは、トランジスタMNの逆電流を検出するための閾値th1に対応する値となる。 In the comparator 31, the positive electrode input terminal is connected to the other end of the resistor R3 and the drain of the transistor M4, the negative electrode input terminal is connected to the other end of the resistor R2 and the drain of the transistor M3, and the output terminal is connected to the Nch driver 13. To. The voltage of the negative electrode input terminal of the comparator 31 becomes the reference voltage Vref of the comparator 31. The reference voltage Vref is a value corresponding to the threshold value th1 for detecting the reverse current of the transistor MN.

逆電流検出回路30は、第1の系列、第2の系列、及び第3の系列を含む。第1の系列は、定電流源32、トランジスタM2、及び抵抗R4を含む。第2の系列は、抵抗R1、抵抗R2、トランジスタM3、及び抵抗R5を含む。第3の系列は、抵抗R3、トランジスタM4、及び抵抗R6を含む。トランジスタM2、M3、M4がカレントミラー回路を形成するので、第1の系列、第2の系列、及び第3の系列では、それぞれの素子に流れる電流値が等しくなる(電流値=Ibias1)か、または比例関係になるように調整される。 The reverse current detection circuit 30 includes a first series, a second series, and a third series. The first series includes a constant current source 32, a transistor M2, and a resistor R4. The second series includes resistor R1, resistor R2, transistor M3, and resistor R5. The third series includes resistor R3, transistor M4, and resistor R6. Since the transistors M2, M3, and M4 form a current mirror circuit, in the first series, the second series, and the third series, the current values flowing through the respective elements are equal (current value = Ibias1). Or it is adjusted to be proportional.

図3は、ソフトスタート回路20の構成例を示す回路図である。ソフトスタート回路20は、比較器21、コンデンサCss、及び定電流源22を含む構成である。定電流源22は、一端に電源電圧Vregが印加され、他端がコンデンサCss、PWM回路10、及び比較器21の負極入力端子に接続される。コンデンサCssは、一端が定電流源22、PWM回路10、及び比較器21の負極入力端子に接続され、他端が接地される。比較器21は、負極入力端子が定電流源22、コンデンサCss、及びPWM回路10に接続され、正極入力端子に基準電圧Vref1が印加され、出力端子が逆電流検出回路30に接続される。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the soft start circuit 20. The soft start circuit 20 includes a comparator 21, a capacitor Css, and a constant current source 22. A power supply voltage Vreg is applied to one end of the constant current source 22, and the other end is connected to the capacitor Css, the PWM circuit 10, and the negative electrode input terminal of the comparator 21. One end of the capacitor Css is connected to the constant current source 22, the PWM circuit 10, and the negative electrode input terminal of the comparator 21, and the other end is grounded. In the comparator 21, the negative electrode input terminal is connected to the constant current source 22, the capacitor Css, and the PWM circuit 10, the reference voltage Vref1 is applied to the positive electrode input terminal, and the output terminal is connected to the reverse current detection circuit 30.

ソフトスタート期間が開始すると、定電流源22からの一定の電流IbssによってコンデンサCssが充電され、電荷が蓄積され、コンデンサCssの電圧が上昇していく。基準電圧Vref1にコンデンサCssの電圧が達しない場合、比較器21の出力がHighであり、基準電圧Vref1にコンデンサCssの電圧が達した場合、比較器21の出力がLowとなり、Lowとなるとソフトスタート期間が終了する。比較器21の出力信号が、ソフトスタート回路20の出力信号となる。 When the soft start period starts, the capacitor Css is charged by the constant current Ibss from the constant current source 22, the electric charge is accumulated, and the voltage of the capacitor Css rises. When the voltage of the capacitor Css does not reach the reference voltage Vref1, the output of the comparator 21 is High, and when the voltage of the capacitor Css reaches the reference voltage Vref1, the output of the comparator 21 becomes Low, and when it becomes Low, the soft start. The period ends. The output signal of the comparator 21 becomes the output signal of the soft start circuit 20.

また、ソフトスタート回路20の出力信号は、逆電流検出回路30のトランジスタM1のゲートに入力される。トランジスタM1は、ソフトスタート期間の開始時には比較器21からのHigh信号が入力され、トランジスタM1がオフとなる。一方、ソフトスタート期間の開始から所定時間経過し、通常期間となると、比較器21からのLow信号が入力され、トランジスタM1がオンとなる。なお、ソフトスタート回路20の出力としてのHigh信号は、トランジスタM1のゲートの閾値電圧以上の電圧となり、Low信号はトランジスタM1のゲートの閾値電圧未満の電圧となる。 Further, the output signal of the soft start circuit 20 is input to the gate of the transistor M1 of the reverse current detection circuit 30. At the start of the soft start period, the high signal from the comparator 21 is input to the transistor M1, and the transistor M1 is turned off. On the other hand, when a predetermined time elapses from the start of the soft start period and the normal period is reached, the Low signal from the comparator 21 is input and the transistor M1 is turned on. The High signal as the output of the soft start circuit 20 has a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the gate of the transistor M1, and the Low signal has a voltage lower than the threshold voltage of the gate of the transistor M1.

逆電流検出回路30の動作について説明する。 The operation of the reverse current detection circuit 30 will be described.

まず、逆電流検出回路30による逆電流検出は、例えば以下のように行われる。 First, the reverse current detection by the reverse current detection circuit 30 is performed, for example, as follows.

トランジスタMPがオフしてトランジスタMNがオンしてトランジスタMNのソースからドレインに電流が流れ、さらにコイルL1へ電流が流れる。そして、トランジスタMNのソースからドレインの電流が減ってゆき、逆電流が発生すると、トランジスタMNのドレインからソースへ電流が流れて、トランジスタMSNSでは、トランジスタMNに対してトランジスタサイズに比例した電流が流れる。そして、抵抗RSNSには、トランジスタMSNSからの電流とトランジスタM4のソースからの電流が流れる。そのため、逆電流検出時の抵抗RSNSに印加される電圧は、逆電流非検出時の抵抗RSNSに印加される電圧よりも大きくなる。当該電圧は、トランジスタM4のソース電圧と等しいので、トランジスタM4のソース電圧も大きくなる。この結果、トランジスタM4と直列に接続された抵抗R3に印加される電圧が小さくなり、抵抗R3での電圧降下が小さくなり、比較器31の正極入力端子の電圧は大きくなる。 The transistor MP is turned off, the transistor MN is turned on, a current flows from the source of the transistor MN to the drain, and a current flows to the coil L1. Then, when the current of the drain from the source of the transistor MN decreases and a reverse current is generated, a current flows from the drain of the transistor MN to the source, and in the transistor M SNS , a current proportional to the transistor size with respect to the transistor MN is generated. It flows. Then, a current from the transistor M SNS and a current from the source of the transistor M4 flow through the resistor R SNS . Therefore, the voltage applied to the resistor R SNS when the reverse current is detected becomes larger than the voltage applied to the resistor R SNS when the reverse current is not detected. Since the voltage is equal to the source voltage of the transistor M4, the source voltage of the transistor M4 also becomes large. As a result, the voltage applied to the resistor R3 connected in series with the transistor M4 becomes small, the voltage drop at the resistor R3 becomes small, and the voltage at the positive electrode input terminal of the comparator 31 becomes large.

比較器31は、比較器31の正極入力端子の電圧が基準電圧Vref以上となると、トランジスタMNを流れる逆電流を検出し、High信号(所定電圧以上の電圧の信号)を出力する。一方、比較器31は、比較器31の正極入力端子の電圧が基準電圧Vref未満の場合、トランジスタMNを流れる逆電流を検出し、Low信号(所定電圧未満の電圧の信号)を出力する。 When the voltage of the positive input terminal of the comparator 31 becomes equal to or higher than the reference voltage Vref, the comparator 31 detects the reverse current flowing through the transistor MN and outputs a High signal (a signal having a voltage equal to or higher than a predetermined voltage). On the other hand, when the voltage of the positive input terminal of the comparator 31 is less than the reference voltage Vref, the comparator 31 detects the reverse current flowing through the transistor MN and outputs a Low signal (a signal having a voltage less than a predetermined voltage).

Nchドライバ13は、比較器31からHigh信号を入力すると、トランジスタMN,MSNSのゲートに所定電圧を出力する。この所定電圧は、トランジスタMN,MSNSのゲートの閾値電圧未満の電圧であり、トランジスタMN,MSNSをオフにする。一方、Nchドライバ13は、比較器31からLow信号を入力すると、トランジスタMN,MSNSのゲートに所定電圧を出力しない。よって、トランジスタMN,MSNSは、オフにされない。 When the High signal is input from the comparator 31, the Nch driver 13 outputs a predetermined voltage to the gates of the transistors MN and M SNS . The predetermined voltage is, the transistor MN, a gate voltage lower than the threshold voltage of M SNS, to the transistor MN, off M SNS. On the other hand, when the Low signal is input from the comparator 31, the Nch driver 13 does not output a predetermined voltage to the gates of the transistors MN and M SNS . Therefore, the transistors MN and M SNS are not turned off.

また、閾値th1の調整、つまり基準電圧Vrefの調整は、例えば以下のように行われてよい。 Further, the adjustment of the threshold value th1, that is, the adjustment of the reference voltage Vref may be performed as follows, for example.

逆電流検出回路30は、トランジスタMNに流れる逆電流の大きさが閾値th1以上である場合、比較器31の正極入力端子の電圧が基準電圧Vref以上となるので、トランジスタMNをオフに制御する。 When the magnitude of the reverse current flowing through the transistor MN is equal to or greater than the threshold th1, the reverse current detection circuit 30 controls the transistor MN to be turned off because the voltage of the positive input terminal of the comparator 31 is equal to or greater than the reference voltage Vref.

比較器31の負極入力端子の電圧(基準電圧Vref)は、逆電流検出回路30が備える抵抗R1と抵抗R2により調整可能である。例えば抵抗R1,R2の抵抗値が大きい程、抵抗R1,R2での電圧降下が大きくなり、基準電圧Vrefが小さくなり、閾値th1が小さくなり、正極入力端子に小さな値の電圧が入力された場合でも、逆電流を検出できる。つまり、逆電流の検出感度が高くなる。一方、例えば抵抗R1,R2の抵抗値が小さい程、抵抗R1,R2での電圧降下が小さくなり、基準電圧Vrefが大きくなり、閾値th1が大きくなり、正極入力端子にある程度大きな値の電圧が入力された場合に、逆電流を検出できる。つまり、逆電流の検出感度が低くなる。 The voltage (reference voltage Vref) of the negative electrode input terminal of the comparator 31 can be adjusted by the resistors R1 and R2 included in the reverse current detection circuit 30. For example, when the resistance value of the resistors R1 and R2 is larger, the voltage drop at the resistors R1 and R2 is larger, the reference voltage Vref is smaller, the threshold value th1 is smaller, and a small voltage is input to the positive electrode input terminal. However, the reverse current can be detected. That is, the reverse current detection sensitivity is increased. On the other hand, for example, the smaller the resistance value of the resistors R1 and R2, the smaller the voltage drop in the resistors R1 and R2, the larger the reference voltage Vref, the larger the threshold th1, and the voltage of a certain large value is input to the positive electrode input terminal. If so, the reverse current can be detected. That is, the reverse current detection sensitivity is lowered.

抵抗R1,R2は、例えばスイッチに接続されてよい。この場合、逆電流検出回路30の外部から当該スイッチのオンオフを調整することで、抵抗R1、R2の有効、無効を変更できる。これにより、抵抗R1,R2による電圧降下量を調整して、比較器31の負極入力端子の電圧を調整し、閾値th1を変更可能としてもよい。 The resistors R1 and R2 may be connected to, for example, a switch. In this case, the enable / disable of the resistors R1 and R2 can be changed by adjusting the on / off of the switch from the outside of the reverse current detection circuit 30. As a result, the voltage drop amount due to the resistors R1 and R2 may be adjusted to adjust the voltage of the negative electrode input terminal of the comparator 31, and the threshold th1 may be changed.

また、ソフトスタート回路20の出力信号は、前述したように、ソフトスタート期間ではHigh信号が出力されるので、トランジスタM1がオフとなる。一方、通常期間ではLow信号が入力されるので、トランジスタM1がオンとなる。トランジスタM1がオフの場合、抵抗R1が短絡されず、電源電圧Vregから抵抗R1,R2で電圧降下した電圧が、比較器31の基準電圧Vrefとなる。トランジスタM1がオンの場合、抵抗R1が短絡され、電源電圧Vregから抵抗R1で電圧降下せず抵抗R2で電圧降下した電圧が、比較器31の基準電圧Vrefとなる。よって、通常期間よりもソフトスタート期間の方が、比較器31の基準電圧Vrefが小さくなり、逆電流を検出し易くなる。ソフトスタート期間における基準電圧Vrefは、ソフトスタート期間における閾値th1としての閾値th11に対応する。通常期間における基準電圧Vrefは、通常期間における閾値th1としての閾値th12に対応する。 Further, as the output signal of the soft start circuit 20, as described above, the high signal is output during the soft start period, so that the transistor M1 is turned off. On the other hand, since the Low signal is input in the normal period, the transistor M1 is turned on. When the transistor M1 is off, the resistor R1 is not short-circuited, and the voltage dropped from the power supply voltage Vreg by the resistors R1 and R2 becomes the reference voltage Vref of the comparator 31. When the transistor M1 is on, the resistor R1 is short-circuited, and the voltage dropped by the resistor R2 without dropping by the resistor R1 from the power supply voltage Vreg becomes the reference voltage Vref of the comparator 31. Therefore, the reference voltage Vref of the comparator 31 becomes smaller in the soft start period than in the normal period, and it becomes easier to detect the reverse current. The reference voltage Vref in the soft start period corresponds to the threshold th11 as the threshold th1 in the soft start period. The reference voltage Vref in the normal period corresponds to the threshold th12 as the threshold th1 in the normal period.

よって、逆電流検出回路30は、トランジスタM1のオンオフにより、ソフトスタート期間における基準電圧Vrefに対応する閾値th11が、通常期間における基準電圧Vrefに対応する閾値th12よりも小さくなるよう調整できる。よって、ソフトスタート期間及び通常期間ともに、同一の逆電流検出回路30を用いて、トランジスタMNに生じる逆電流を検出できる。 Therefore, the reverse current detection circuit 30 can be adjusted so that the threshold value th11 corresponding to the reference voltage Vref in the soft start period becomes smaller than the threshold value th12 corresponding to the reference voltage Vref in the normal period by turning on / off the transistor M1. Therefore, the reverse current generated in the transistor MN can be detected by using the same reverse current detection circuit 30 in both the soft start period and the normal period.

図4は、逆電流検出回路30の第2構成例を示す回路図である。図4は、逆電流検出回路30内に閾値調整回路40を含む。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a second configuration example of the reverse current detection circuit 30. FIG. 4 includes a threshold value adjusting circuit 40 in the reverse current detection circuit 30.

閾値調整回路40は、ソフトスタート期間における比較器31の基準電圧Vref及び閾値th11を徐々に大きくする回路である。閾値調整回路40は、インバータ41と、トランジスタM5と、トランジスタM6と、コンデンサC1と、定電流源42と、を備えている。 The threshold value adjustment circuit 40 is a circuit that gradually increases the reference voltage Vref and the threshold value th11 of the comparator 31 during the soft start period. The threshold value adjusting circuit 40 includes an inverter 41, a transistor M5, a transistor M6, a capacitor C1, and a constant current source 42.

インバータ41は、入力された電圧の論理レベルを反転して出力し、入力端がソフトスタート回路20に接続され、出力端がトランジスタM5のゲート及びトランジスタM6のゲートに接続される。トランジスタM5は、PMOSであり、ゲートがインバータ41の出力端に接続され、ソースに電源電圧Vregが印加され、ドレインがトランジスタM6のドレイン、コンデンサC1、及びトランジスタM1に接続される。トランジスタM6は、NMOSであり、ゲートがインバータ41の出力端に接続され、ソースが定電流源42に接続され、ドレインがトランジスタM5のドレイン、コンデンサC1、及びトランジスタM1に接続される。コンデンサC1は、一端がトランジスタM5及びトランジスタM6の接続点並びにトランジスタM1のゲートに接続され、他端が定電流源42に接続され、接地される。定電流源42は、一定の電流Ibias2を供給し、一端がトランジスタM6のソースに接続され、他端が接地される。 The inverter 41 inverts the logical level of the input voltage and outputs it, the input end is connected to the soft start circuit 20, and the output end is connected to the gate of the transistor M5 and the gate of the transistor M6. The transistor M5 is a MOSFET, the gate is connected to the output end of the inverter 41, the power supply voltage Vreg is applied to the source, and the drain is connected to the drain of the transistor M6, the capacitor C1, and the transistor M1. The transistor M6 is an NMOS, the gate is connected to the output end of the inverter 41, the source is connected to the constant current source 42, and the drain is connected to the drain of the transistor M5, the capacitor C1 and the transistor M1. One end of the capacitor C1 is connected to the connection point of the transistor M5 and the transistor M6 and the gate of the transistor M1, and the other end is connected to the constant current source 42 and is grounded. The constant current source 42 supplies a constant current Ibias2, one end of which is connected to the source of the transistor M6, and the other end of which is grounded.

閾値調整回路40の動作例について説明する。 An operation example of the threshold value adjusting circuit 40 will be described.

トランジスタM5はPMOSであるので、トランジスタM5,M6のゲートノードが閾値電圧未満の電圧の場合にオンになり、閾値電圧以上の電圧の場合にオフになる。トランジスタM6はNMOSであるので、トランジスタM5,M6のゲートノードが閾値電圧未満の電圧の場合にオフになり、閾値電圧以上の電圧の場合にオンになる。 Since the transistor M5 is a MOSFET, it is turned on when the gate node of the transistors M5 and M6 is below the threshold voltage, and turned off when the voltage is above the threshold voltage. Since the transistor M6 is an NMOS, it is turned off when the gate node of the transistors M5 and M6 is below the threshold voltage, and turned on when the voltage is above the threshold voltage.

ソフトスタート回路20の出力としてのHigh信号は、インバータ41によりLow信号となり、閾値調整回路40のトランジスタM5,M6のゲートノードが閾値電圧未満の電圧となる。ソフトスタート回路20の出力としてのLow信号は、インバータ41によりHigh信号となり、トランジスタM5,M6のゲートノードが閾値電圧以上の電圧となる。 The High signal as the output of the soft start circuit 20 becomes a Low signal by the inverter 41, and the gate node of the transistors M5 and M6 of the threshold adjustment circuit 40 becomes a voltage lower than the threshold voltage. The Low signal as the output of the soft start circuit 20 becomes a High signal by the inverter 41, and the gate node of the transistors M5 and M6 becomes a voltage equal to or higher than the threshold voltage.

よって、スイッチング電源1の電源起動時としてのソフトスタート期間では、ソフトスタート回路20の出力信号がHigh信号であるので、インバータ41を介すると、トランジスタM5がオンになり、トランジスタM6がオフになる。よって、コンデンサC1に瞬間的にチャージされ、電源電圧Vregに達する。 Therefore, in the soft start period when the power supply of the switching power supply 1 is started, the output signal of the soft start circuit 20 is a high signal, so that the transistor M5 is turned on and the transistor M6 is turned off via the inverter 41. Therefore, the capacitor C1 is momentarily charged and reaches the power supply voltage Vreg.

ソフトスタート期間が終了すると、ソフトスタート回路20の出力信号がLow信号となるので、インバータ41を介すると、トランジスタM5,M6のゲートノードが閾値電圧以上の電圧になり、トランジスタM5がオフして、トランジスタM6がオンとなる。そして、コンデンサC1にチャージされた電荷が、オンであるトランジスタM6を介して放電される。この場合、トランジスタM6のソース側の定電流源42の存在により、トランジスタM6の電流が所定の電流Ibias2以上とならないので、瞬間的に放電されるのではなく、徐々に放電される。 When the soft start period ends, the output signal of the soft start circuit 20 becomes a Low signal. Therefore, the gate nodes of the transistors M5 and M6 become a voltage equal to or higher than the threshold voltage via the inverter 41, and the transistor M5 is turned off. Transistor M6 is turned on. Then, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged through the transistor M6 which is on. In this case, due to the presence of the constant current source 42 on the source side of the transistor M6, the current of the transistor M6 does not exceed the predetermined current Ibias2, so that the current is not discharged instantaneously but gradually.

逆電流検出回路30のトランジスタM1は、PMOSであるので、ゲート電圧が閾値電圧未満になると、オンとなる。トランジスタM1のゲートの閾値電圧付近の変化では、トランジスタM1には電流が徐々に流れるので、基準電圧Vref及び閾値th1は、瞬間的にではなく、徐々に変化することになる。このように、閾値調整回路40は、ソフトスタート期間から通常期間に切り替わるときに、トランジスタM1をゆっくりとオンさせることができる。 Since the transistor M1 of the reverse current detection circuit 30 is a MOSFET, it is turned on when the gate voltage becomes less than the threshold voltage. When the change in the vicinity of the threshold voltage of the gate of the transistor M1 causes a current to gradually flow through the transistor M1, the reference voltage Vref and the threshold value th1 change gradually, not instantaneously. In this way, the threshold adjustment circuit 40 can slowly turn on the transistor M1 when switching from the soft start period to the normal period.

次に、ソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の出力電圧VOUT及び比較器31の基準電圧Vref(反転入力電圧)の変化について説明する。 Next, changes in the output voltage V OUT and the reference voltage Vref (inverting input voltage) of the comparator 31 when shifting from the soft start period to the normal period will be described.

図5Aは、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備えない場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際のスイッチング電源の出力電圧の変化例を示す図である。図5Bは、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備えない場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の比較器31の基準電圧Vrefの変化例を示す図である。 FIG. 5A is a diagram showing an example of a change in the output voltage of the switching power supply when shifting from the soft start period to the normal period when the reverse current detection circuit 30 does not include the threshold value adjustment circuit 40. FIG. 5B is a diagram showing an example of a change in the reference voltage Vref of the comparator 31 when shifting from the soft start period to the normal period when the reverse current detection circuit 30 does not include the threshold adjustment circuit 40.

図5A及び図5Bに示すように、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備えない場合、ソフトスタート期間から通常期間に移行する際に、トランジスタM1がオンからオフに変化し、比較器31の基準電圧Vrefが時刻t1において電圧v1から電圧v2に急激に変化する。そのため、図5Bに示すように、基準電圧Vrefの変化分の電流がコンデンサCOUTから引き抜かれて、出力電圧VOUTが大きく低下する。 As shown in FIGS. 5A and 5B, when the reverse current detection circuit 30 does not include the threshold adjustment circuit 40, the transistor M1 changes from on to off during the transition from the soft start period to the normal period, and the comparator 31 The reference voltage Vref of is rapidly changed from the voltage v1 to the voltage v2 at time t1. Therefore, as shown in FIG. 5B, the current corresponding to the change in the reference voltage Vref is drawn from the capacitor C OUT , and the output voltage V OUT drops significantly.

図6Aは、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備える場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の出力電圧VOUTの変化例を示す図である。図6Bは、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備える場合におけるソフトスタート期間から通常期間へ移行する際の比較器31の基準電圧Vrefの変化例を示す図である。 FIG. 6A is a diagram showing an example of a change in the output voltage V OUT when shifting from the soft start period to the normal period when the reverse current detection circuit 30 includes the threshold value adjustment circuit 40. FIG. 6B is a diagram showing an example of a change in the reference voltage Vref of the comparator 31 when shifting from the soft start period to the normal period when the reverse current detection circuit 30 includes the threshold value adjustment circuit 40.

図6A及び図6Bに示すように、逆電流検出回路30が閾値調整回路40を備える場合、ソフトスタート期間から通常期間に移行する際に、トランジスタM1のゲート電圧を緩やかに変化させることで、トランジスタM1がオンからオフに徐々に変化する。そのため、比較器31の基準電圧Vrefが時刻t1からt2にかけて電圧v1から電圧v2に緩やかに変化する。これにより、ソフトスタート期間から通常期間に移行する際において、図6Aに示すように、基準電圧Vrefの変化分の電流がコンデンサCOUTから引き抜かれる瞬間的な出力電圧の低下を小さくできる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, when the reverse current detection circuit 30 includes the threshold value adjustment circuit 40, the gate voltage of the transistor M1 is gradually changed when shifting from the soft start period to the normal period. M1 gradually changes from on to off. Therefore, the reference voltage Vref of the comparator 31 gradually changes from the voltage v1 to the voltage v2 from time t1 to t2. As a result, when shifting from the soft start period to the normal period, as shown in FIG. 6A, it is possible to reduce the momentary decrease in the output voltage when the current corresponding to the change in the reference voltage Vref is drawn from the capacitor C OUT .

次に、数式を用いて逆電流検出処理を補足する。なお、以下では一例を示しており、他の数式を用いて逆電流検出処理が行われてもよい。 Next, the reverse current detection process is supplemented using a mathematical formula. An example is shown below, and the reverse current detection process may be performed using another mathematical formula.

逆電流検出回路30は、同期整流の低電圧側のトランジスタMNの電流がコイルL1からグランド側に流れる逆電流を検出する。逆電流が流れる時のトランジスタMNのドレイン−ソース間電圧VDS_MNと同じ電圧が抵抗RSNSに生じる。トランジスタM4のソース電圧はVDS_MNになり、トランジスタM4とトランジスタM2とはカレントミラー回路が形成されているため、以下の式(1)で示されてよい。 The reverse current detection circuit 30 detects the reverse current in which the current of the transistor MN on the low voltage side of the synchronous rectification flows from the coil L1 to the ground side. The same voltage as the drain-source voltage V DS_MN of the transistor MN when the reverse current flows is generated in the resistor R SNS . Since the source voltage of the transistor M4 is V DS_MN and a current mirror circuit is formed between the transistor M4 and the transistor M2, it may be represented by the following equation (1).

Figure 2020202677
なお、VGS2は、トランジスタM2のゲート−ソース間電圧である。VGS4は、トランジスタM4のゲート−ソース間電圧である。R4は、抵抗R4の抵抗値である。
Figure 2020202677
Note that VGS2 is the gate-source voltage of the transistor M2. VGS4 is the gate-source voltage of the transistor M4. R4 is the resistance value of the resistor R4.

トランジスタMSNSのゲート−ソース間電圧は式(2)で示されてよく、トランジスタM2とトランジスタM4のトランジスタサイズが同じであるとすると、式(1)は、式(3)で示されてよい。 The gate-source voltage of the transistor M SNS may be expressed by the equation (2), and if the transistor sizes of the transistor M2 and the transistor M4 are the same, the equation (1) may be expressed by the equation (3). ..

Figure 2020202677
なお、Iはドレイン電流である。μはチャネル表面移動度である。Coxは単位面積当たりゲート酸化膜容量である。Wはチャネル幅である。Lはチャネル長である。VthはトランジスタM2,M4のゲートの閾値電圧である。βは、トランスコンダクタンスパラメータである。
Figure 2020202677
Note that ID is the drain current. μ 0 is the channel surface mobility. Cox is the gate oxide film capacity per unit area. W is the channel width. L is the channel length. Vth is the threshold voltage of the gate of the transistors M2 and M4. β is a transconductance parameter.

Figure 2020202677
Figure 2020202677

式(3)から、トランジスタMNのドレイン−ソース間電圧VDS_MNに対して、トランジスタM4のドレイン電流ID4は、式(4)で示されてよい。

Figure 2020202677
From equation (3), the drain of the transistor MN - the source voltage V DS_MN, the drain current I D4 of the transistor M4 may be represented by the formula (4).
Figure 2020202677

トランジスタMNのオン抵抗をRON_N、トランジスタMNのドレインからソースへの逆電流をID_MNとすると、トランジスタM4のドレイン電流ID4は、式(5)で示されてよい。

Figure 2020202677
Transistor MN of on-resistance R ON_N, when a reverse current from the drain of the transistor MN to the source and I D_MN, drain current I D4 of the transistor M4 may be represented by the formula (5).
Figure 2020202677

式(5)から、トランジスタMNに逆電流が大きくなるにつれて、トランジスタM4のドレイン電流ID4は小さくなってゆく。比較器31は、抵抗R3による電圧降下と抵抗R1,R2による電圧降下とを比較する。電源電圧Vregから抵抗R1と抵抗R2により降下した電圧は、トランジスタM2とトランジスタM3のトランジスタのサイズが同じであり抵抗R4と抵抗R5の値が等しいならば、一定の電流Ibias1と抵抗R4の積で決定でき、比較器31の基準電圧となる。比較器31の基準電圧は、閾値th1に対応する。 From equation (5), as the reverse current increases in transistor MN, the drain current I D4 of transistor M4 day become smaller. The comparator 31 compares the voltage drop due to the resistors R3 with the voltage drop due to the resistors R1 and R2. The voltage dropped from the power supply voltage Vreg by the resistors R1 and R2 is the product of the constant currents Ibias1 and R4 if the transistor sizes of the transistors M2 and M3 are the same and the values of the resistors R4 and R5 are equal. It can be determined and becomes the reference voltage of the comparator 31. The reference voltage of the comparator 31 corresponds to the threshold th1.

比較器31の正極入力端子の電圧及び負極入力端子の電圧は、以下の式(6)及び(7)で示される。
正極電圧(V+)=Vreg−ID4×R3 ・・・(6)
負極電圧(V−)=Vreg−Ibias1×(R1+R2) ・・・(7)
なお、R1は抵抗R1の抵抗値、R2は抵抗R2の抵抗値、R3は抵抗R3の抵抗値である。
The voltage of the positive electrode input terminal and the voltage of the negative electrode input terminal of the comparator 31 are represented by the following equations (6) and (7).
Positive electrode voltage (V +) = Vreg-I D4 x R3 ... (6)
Negative electrode voltage (V-) = Vreg-Ibias1 × (R1 + R2) ... (7)
R1 is the resistance value of the resistor R1, R2 is the resistance value of the resistor R2, and R3 is the resistance value of the resistor R3.

トランジスタM1がオフである場合、抵抗R1と抵抗R2の電圧降下は、トランジスタM1がオンである場合より大きくなり、より小さい逆電流を検出可能である。例えば、トランジスタMNのドレイン電流ID_MNを0Aで検出するように、抵抗R1,R2の値を設定しておくことで、トランジスタMNが逆流し始めた時に逆電流を検出できる。よって、スイッチング電源1は、逆電流を検出した時点でトランジスタMNをオフにすることで、コンデンサCOUTから電流を引き抜くことを防止できる。 When the transistor M1 is off, the voltage drop between the resistors R1 and R2 is larger than when the transistor M1 is on, and a smaller reverse current can be detected. For example, by setting the values of the resistors R1 and R2 so that the drain current ID_MN of the transistor MN is detected at 0A, the reverse current can be detected when the transistor MN starts to flow backward. Therefore, the switching power supply 1 can prevent the current from being drawn from the capacitor C OUT by turning off the transistor MN when the reverse current is detected.

このように、スイッチング電源1は、ソフトスタート期間では、トランジスタMNに対して逆電流検出回路30の機能を働かせておき、トランジスタMNのスイッチング毎に逆電流の有無を監視する。逆電流検出回路30は、逆電流に対応する電圧が閾値th1以上になると、トランジスタMNをオフにする。そして、ソフトスタート期間と通常期間とおいて、閾値th1は、異なるように設定可能である。 In this way, the switching power supply 1 activates the function of the reverse current detection circuit 30 for the transistor MN during the soft start period, and monitors the presence or absence of the reverse current for each switching of the transistor MN. The reverse current detection circuit 30 turns off the transistor MN when the voltage corresponding to the reverse current becomes the threshold value th1 or more. Then, the threshold value th1 can be set differently between the soft start period and the normal period.

スイッチング電源1は、ソフトスタート期間にトランジスタM1をオフすることで、出力電圧VOUTが低い状態においてトランジスタMNの逆電流によるコンデンサCOUTから電流の引き抜きの発生を抑制できる。また、出力電圧VOUTが上下する振動現象も抑制してスムーズに電圧を上昇させることができる。そして、スイッチング電源1は、ソフトスタート期間の終了後にトランジスタM1をオンにして逆電流を検出するための閾値th1を閾値th11よりも大きい閾値th12とし、通常期間における出力電圧VOUTの生成を可能にできる。 By turning off the transistor M1 during the soft start period, the switching power supply 1 can suppress the occurrence of current withdrawal from the capacitor C OUT due to the reverse current of the transistor MN when the output voltage V OUT is low. In addition, the vibration phenomenon in which the output voltage V OUT fluctuates can be suppressed and the voltage can be raised smoothly. Then, the switching power supply 1 sets the threshold value th1 for turning on the transistor M1 to detect the reverse current after the end of the soft start period to a threshold value th12 larger than the threshold value th11, and enables the generation of the output voltage V OUT in the normal period. it can.

以上のように、本実施形態のスイッチング電源1は、同期整流方式に従って電圧を変換するスイッチング電源であって、トランジスタMP(第1のトランジスタの一例)と、トランジスタMPに直列に接続され、トランジスタMPよりも低電圧側に配置されたトランジスタMN(第2のトランジスタの一例)と、トランジスタMPとトランジスタMNのオンオフを制御するPWM回路10(制御回路の一例)と、トランジスタMNに流れる逆電流の大きさが閾値th1以上である場合、トランジスタMNをオフに制御する逆電流検出回路30(検出回路の一例)と、を備えてよい。逆電流検出回路30は、スイッチング電源1の電源投入後のソフトスタート期間(第1の期間の一例)における閾値th11(第1の閾値の一例)が、ソフトスタート期間に後続する通常期間(第2の期間の一例)における閾値th12(第2の閾値の一例)よりも小さくなるよう調整してよい。 As described above, the switching power supply 1 of the present embodiment is a switching power supply that converts the voltage according to the synchronous rectification method, and is connected in series with the transistor MP (an example of the first transistor) and the transistor MP. Transistor MN (an example of a second transistor) arranged on the lower voltage side, PWM circuit 10 (an example of a control circuit) that controls on / off of transistor MP and transistor MN, and the magnitude of reverse current flowing through transistor MN. When the value is equal to or higher than the threshold value th1, a reverse current detection circuit 30 (an example of the detection circuit) that controls the transistor MN to be turned off may be provided. In the reverse current detection circuit 30, the threshold value th11 (an example of the first threshold value) in the soft start period (an example of the first period) after the switching power supply 1 is turned on is a normal period (second example) following the soft start period. It may be adjusted to be smaller than the threshold value th12 (an example of the second threshold value) in (an example of the period).

これにより、スイッチング電源1は、ソフトスタート期間と通常期間とで同じ逆電流検出回路30を用いて逆電流検出を実施できるので、それぞれの期間専用の逆電流用の検出回路を設ける必要がなく、部品点数の増大を抑制できる。また、逆電流検出回路30において逆電流を検出するための閾値th1を変更することで、ソフトスタート期間と通常期間とで異なる大きさの逆電流に対応できる。例えば、スイッチング電源1は、電圧が十分に大きくなっていないソフトスタート期間においても、逆電流を高精度に検出でき、スイッチング電源1の出力電圧の振動を抑制できる。 As a result, the switching power supply 1 can perform reverse current detection using the same reverse current detection circuit 30 during the soft start period and the normal period, so that it is not necessary to provide a reverse current detection circuit dedicated to each period. It is possible to suppress an increase in the number of parts. Further, by changing the threshold value th1 for detecting the reverse current in the reverse current detection circuit 30, it is possible to deal with the reverse current having different magnitudes in the soft start period and the normal period. For example, the switching power supply 1 can detect the reverse current with high accuracy even in the soft start period when the voltage is not sufficiently large, and can suppress the vibration of the output voltage of the switching power supply 1.

また、逆電流検出回路30は、一端に電源電圧Vreg(第1の電圧の一例)が印加され、一定の電流Ibias1が流れる抵抗R1(第1の抵抗の一例)と、一端が抵抗R1に直列に接続される抵抗R2(第2の抵抗の一例)と、を備えてよい。抵抗R2の他端の電圧が、閾値th1の電圧に対応し、通常期間において抵抗R1が短絡されてよい。 Further, the reverse current detection circuit 30 has a resistor R1 (an example of a first resistor) in which a power supply voltage Vreg (an example of a first voltage) is applied to one end and a constant current Ibias1 flows, and one end is in series with the resistor R1. A resistor R2 (an example of a second resistor) connected to the resistor R2 may be provided. The voltage at the other end of the resistor R2 corresponds to the voltage of the threshold value th1, and the resistor R1 may be short-circuited in a normal period.

これにより、ソフトスタート期間では、抵抗R1及び抵抗R2に電源電圧Vregが印加されるので、電源電圧Vregからの電圧降下が大きくなり、基準電圧Vrefが小さくなり、閾値th1が小さくなる。通常期間では、抵抗R1が短絡され、抵抗R2に電源電圧Vregが印加されるので、電源電圧Vregからの電圧降下が小さくなり、基準電圧Vrefが大きくなり、閾値th1が大きくなる。よって、スイッチング電源1は、通常期間よりも、ソフトスタート期間の方が閾値th1以上の電圧が検出され易くなり、逆電流検出の検出感度を高くできる。 As a result, in the soft start period, the power supply voltage Vreg is applied to the resistors R1 and R2, so that the voltage drop from the power supply voltage Vreg becomes large, the reference voltage Vref becomes small, and the threshold th1 becomes small. In the normal period, the resistor R1 is short-circuited and the power supply voltage Vreg is applied to the resistor R2, so that the voltage drop from the power supply voltage Vreg becomes small, the reference voltage Vref becomes large, and the threshold th1 becomes large. Therefore, in the switching power supply 1, the voltage of the threshold value th1 or more is more likely to be detected in the soft start period than in the normal period, and the detection sensitivity of reverse current detection can be increased.

また、逆電流検出回路30は、ソースに電源電圧Vregが印加され、ドレインに抵抗R2が接続されたトランジスタM1(第3のトランジスタの一例)を備えてよい。ソフトスタート期間では、トランジスタM1がオフとなり、通常期間では、トランジスタM1がオンとなってよい。 Further, the reverse current detection circuit 30 may include a transistor M1 (an example of a third transistor) in which a power supply voltage Vreg is applied to the source and a resistor R2 is connected to the drain. In the soft start period, the transistor M1 may be turned off, and in the normal period, the transistor M1 may be turned on.

これにより、スイッチング電源1は、トランジスタM3のスイッチングにより、電源電圧Vregを印加する抵抗を選択でき、閾値th1を変更できる。 As a result, the switching power supply 1 can select a resistor to which the power supply voltage Vreg is applied by switching the transistor M3, and can change the threshold value th1.

また、逆電流検出回路30は、一端に電源電圧Vregが印加され、逆電流の大きさに応じた電流が流れる抵抗R3(第3の抵抗の一例)と、抵抗R2の他端が負極入力端子に接続され、抵抗R3の他端が正極入力端子に接続された比較器31と、を備えてよい。 Further, in the reverse current detection circuit 30, a resistor R3 (an example of a third resistor) in which a power supply voltage Vreg is applied to one end and a current flows according to the magnitude of the reverse current, and the other end of the resistor R2 is a negative electrode input terminal. 31 may be provided, and the other end of the resistor R3 is connected to the positive electrode input terminal.

これにより、スイッチング電源1は、比較器31の負極入力端子に印加される電圧(基準電圧Vref)がソフトスタート期間と通常期間とで変更されることで、逆電流を検出するための閾値th1の電圧を変更できる。また、スイッチング電源1は、逆電流の大きさに応じた電流に対応する電圧が比較器21の正極入力端子に印加されることで、ソフトスタート期間と通常期間とで好適に逆電流を検出できる。 As a result, the switching power supply 1 has a threshold th1 for detecting the reverse current by changing the voltage (reference voltage Vref) applied to the negative electrode input terminal of the comparator 31 between the soft start period and the normal period. The voltage can be changed. Further, the switching power supply 1 can suitably detect the reverse current in the soft start period and the normal period by applying a voltage corresponding to the current corresponding to the magnitude of the reverse current to the positive electrode input terminal of the comparator 21. ..

また、スイッチング電源1は、トランジスタMNとカレントミラー回路を形成するトランジスタMSNS(第4のトランジスタの一例)と、一端がトランジスタMSNSに接続され、他端が接地される抵抗RSNS(第4の抵抗の一例)と、を備えてよい。逆電流検出回路30は、一定の電流Ibias1を発生させる定電流源32(第1の定電流源の一例)にドレインが接続されたトランジスタM2(第5のトランジスタの一例)と、トランジスタM2との間でカレントミラー回路を形成し、ドレインが抵抗R3に接続され、ソース側が抵抗RSNSに接続されたトランジスタM4(第6のトランジスタの一例)と、を備えてよい。 Further, the switching power supply 1 includes a transistor M SNS (an example of a fourth transistor) forming a current mirror circuit with a transistor MN, and a resistor R SNS (fourth) in which one end is connected to the transistor M SNS and the other end is grounded. An example of resistance) and may be provided. The reverse current detection circuit 30 comprises a transistor M2 (an example of a fifth transistor) in which a drain is connected to a constant current source 32 (an example of a first constant current source) that generates a constant current Ibias 1, and a transistor M2. A current mirror circuit may be formed between the transistors, and a transistor M4 (an example of a sixth transistor) in which the drain is connected to the resistor R3 and the source side is connected to the resistor R SNS may be provided.

トランジスタMNがオンしているときに逆電流が発生した場合、トランジスタMNのドレインからソースへ電流が流れ、トランジスタMSNSでは、トランジスタMNと同じ電流が流れる。抵抗RSNSには、トランジスタMSNSとトランジスタM4からの電流とが流れ、抵抗RSNSにかかる電圧は高くなる。当該電圧は、トランジスタM4のソース電圧と等しいので、トランジスタM4のソース電圧も上がる。その結果、トランジスタM4と直列に接続された抵抗R3に印加される電圧が小さくなり、抵抗R3での電圧降下が小さくなるため、比較器31の正極電圧(正極入力端子の電圧)は高くなる。このようにして、逆電流検出回路30は、比較器31によって逆電流を検出できる。 When a reverse current is generated while the transistor MN is on, a current flows from the drain of the transistor MN to the source, and the same current as that of the transistor MN flows in the transistor M SNS . The resistor R SNS, flows a current from the transistor M SNS and the transistor M4, the voltage across the resistor R SNS is increased. Since the voltage is equal to the source voltage of the transistor M4, the source voltage of the transistor M4 also increases. As a result, the voltage applied to the resistor R3 connected in series with the transistor M4 becomes small, and the voltage drop at the resistor R3 becomes small, so that the positive electrode voltage (voltage of the positive electrode input terminal) of the comparator 31 becomes high. In this way, the reverse current detection circuit 30 can detect the reverse current by the comparator 31.

また、スイッチング電源1は、閾値th1を徐々に大きくする閾値調整回路40、を備えてよい。 Further, the switching power supply 1 may include a threshold value adjusting circuit 40 that gradually increases the threshold value th1.

これにより、スイッチング電源1は、閾値th1を徐々に変えることで、瞬間的に閾値th1を変更した場合と比較すると、瞬間的に閾値th1を変えたことによる急激な出力電圧の変化を抑制できる。 As a result, the switching power supply 1 can suppress a sudden change in the output voltage due to the momentary change of the threshold value th1 as compared with the case where the threshold value th1 is changed momentarily by gradually changing the threshold value th1.

また、閾値調整回路40は、トランジスタM5(第7のトランジスタの一例)と、トランジスタM6(第8のトランジスタの一例)と、コンデンサC1と、定電流源42(第2の定電流源の一例)と、を備えてよい。トランジスタM5は、ソースに電源電圧Vregが印加されてよい。トランジスタM6は、ドレインがトランジスタM5のドレインと接続されてよい。コンデンサC1は、一端がトランジスタM5のドレインと接続され、一端がトランジスタM6のドレインと接続され、他端が接地されてよい。定電流源42は、一端がトランジスタM6のソースに接続され、他端が接地されてよい。 The threshold adjustment circuit 40 includes a transistor M5 (an example of a seventh transistor), a transistor M6 (an example of an eighth transistor), a capacitor C1, and a constant current source 42 (an example of a second constant current source). And may be provided. A power supply voltage Vreg may be applied to the source of the transistor M5. The drain of the transistor M6 may be connected to the drain of the transistor M5. One end of the capacitor C1 may be connected to the drain of the transistor M5, one end may be connected to the drain of the transistor M6, and the other end may be grounded. One end of the constant current source 42 may be connected to the source of the transistor M6, and the other end may be grounded.

これにより、コンデンサC1にチャージされた電荷が、オンであるトランジスタM6を介して放電される。この場合、トランジスタM6のソースに接続された定電流源42の存在により、トランジスタM6の電流が所定の電流Ibias2以上とならないので、コンデンサC1の放電は瞬間的ではなく、徐々に放電される。逆電流検出回路30のトランジスタM1は、例えばゲート電圧が閾値電圧以下となったらオンし、閾値付近の値の変化ではトランジスタM1には電流が徐々に流れる。よって、閾値調整回路40は、逆電流検出回路30の逆電流を検出するための閾値th1を、瞬間的にではなく、徐々に変化させることができる。 As a result, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged through the transistor M6 which is on. In this case, due to the presence of the constant current source 42 connected to the source of the transistor M6, the current of the transistor M6 does not exceed the predetermined current Ibias2, so that the capacitor C1 is discharged gradually rather than instantaneously. For example, the transistor M1 of the reverse current detection circuit 30 is turned on when the gate voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage, and a current gradually flows through the transistor M1 when the value near the threshold changes. Therefore, the threshold value adjusting circuit 40 can gradually change the threshold value th1 for detecting the reverse current of the reverse current detection circuit 30 rather than instantaneously.

また、閾値調整回路40は、ソフトスタート期間においてPWM回路10における電圧を変換するためのデューティ比を制限するソフトスタート回路20(制限回路の一例)からの信号を入力してよい。 Further, the threshold adjustment circuit 40 may input a signal from the soft start circuit 20 (an example of the limiting circuit) that limits the duty ratio for converting the voltage in the PWM circuit 10 during the soft start period.

これにより、閾値調整回路40は、ソフトスタート回路20の出力信号を基に、閾値th1を変更可能である。 As a result, the threshold value adjusting circuit 40 can change the threshold value th1 based on the output signal of the soft start circuit 20.

以上、図面を参照して本開示に係るスイッチッグ電源の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiment of the switchg power supply according to the present disclosure has been described above with reference to the drawings, the present disclosure is not limited to such an example. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications, modifications, substitutions, additions, deletions, and equality examples within the scope of the claims. It is understood that it naturally belongs to the technical scope of the present disclosure.

上記実施形態では、各トランジスタがPMOS又はNMOSにて生成されることを例示したが、これに限られない。実施形態の機能を実現できれば、PMOSがNMOSでもよく、NMOSがPMOSでもよく、その他のトランジスタで構成されてもよい。 In the above embodiment, it has been illustrated that each transistor is generated by MOSFET or NMOS, but the present invention is not limited to this. If the function of the embodiment can be realized, the MPa may be an NMOS, the NMOS may be a MPa, or may be composed of other transistors.

本開示は、起動時から所定期間と所定期間後の期間とで異なる大きさの逆電流を検出でき、スイッチング電源の起動時の電圧の振動を抑制できるスイッチング電源等に有用である。 The present disclosure is useful for a switching power supply or the like that can detect a reverse current having a different magnitude between a predetermined period and a period after the predetermined period from the start-up and can suppress voltage vibration at the start-up of the switching power supply.

1 スイッチング電源
2 直流電源
3 負荷
10 PWM回路
20 ソフトスタート回路
30 逆電流検出回路
31 比較器
32 定電流源
40 閾値調整回路
41 インバータ
42 定電流源
C1,Css,COUT コンデンサ
M1,M2,M3,M4,M5,M6,MP,MN,MSNS トランジスタ
R1,R2,R3,R4,R5,R6,RSNS 抵抗
1 Switching power supply 2 DC power supply 3 Load 10 PWM circuit 20 Soft start circuit 30 Reverse current detection circuit 31 Comparator 32 Constant current source 40 Threshold adjustment circuit 41 Inverter 42 Constant current source C1, Css, C OUT capacitor M1, M2, M3 M4, M5, M6, MP, MN, M SNS transistor R1, R2, R3, R4, R5, R6, R SNS resistor

Claims (8)

同期整流方式に従って電圧を変換するスイッチング電源であって、
第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタに直列に接続され、前記第1のトランジスタよりも低電圧側に配置された第2のトランジスタと、
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタのオンオフを制御する制御回路と、
前記第2のトランジスタに流れる逆電流の大きさが閾値以上である場合、前記第2のトランジスタをオフに制御する検出回路と、
を備え、
前記検出回路は、前記スイッチング電源の電源投入後の第1の期間における前記閾値である第1の閾値が、前記第1の期間に後続する第2の期間における前記閾値である第2の閾値よりも小さくなるよう調整する、
スイッチング電源。
A switching power supply that converts voltage according to the synchronous rectification method.
The first transistor and
A second transistor connected in series with the first transistor and arranged on a lower voltage side than the first transistor,
A control circuit that controls the on / off of the first transistor and the second transistor,
When the magnitude of the reverse current flowing through the second transistor is equal to or greater than the threshold value, the detection circuit that controls the second transistor to be turned off and the detection circuit.
With
In the detection circuit, the first threshold value, which is the threshold value in the first period after the switching power supply is turned on, is larger than the second threshold value, which is the threshold value in the second period following the first period. Adjust to be smaller,
Switching power supply.
前記検出回路は、
一端に第1の電圧が印加され、一定の電流が流れる第1の抵抗と、
一端が前記第1の抵抗に直列に接続される第2の抵抗と、
を備え、
前記第2の抵抗の他端の電圧が、前記閾値の電圧に対応し、
前記第2の期間において前記第1の抵抗が短絡される、
請求項1に記載のスイッチング電源。
The detection circuit
A first resistor to which a first voltage is applied to one end and a constant current flows,
A second resistor whose end is connected in series with the first resistor,
With
The voltage at the other end of the second resistor corresponds to the threshold voltage.
The first resistor is short-circuited during the second period.
The switching power supply according to claim 1.
前記検出回路は、
ソースに前記第1の電圧が印加され、ドレインに前記第2の抵抗が接続された第3のトランジスタを備え、
前記第1の期間では、前記第3のトランジスタがオフとなり、
前記第2の期間では、前記第3のトランジスタがオンとなる、
請求項2に記載のスイッチング電源。
The detection circuit
A third transistor is provided in which the first voltage is applied to the source and the second resistor is connected to the drain.
In the first period, the third transistor is turned off and
In the second period, the third transistor is turned on.
The switching power supply according to claim 2.
前記検出回路は、
一端が前記第1の電圧が印加され、前記逆電流の大きさに応じた電流が流れる第3の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端が負極入力端子に接続され、前記第3の抵抗の他端が正極入力端子に接続された比較器と、を備える
請求項3に記載のスイッチング電源。
The detection circuit
A third resistor to which the first voltage is applied at one end and a current flows according to the magnitude of the reverse current, and
The switching power supply according to claim 3, further comprising a comparator in which the other end of the second resistor is connected to the negative electrode input terminal and the other end of the third resistor is connected to the positive electrode input terminal.
前記第2のトランジスタとカレントミラー回路を形成する第4のトランジスタと、
一端が前記第4のトランジスタに接続され、他端が接地される第4の抵抗と、を更に備え、
前記検出回路は、
前記一定の電流を発生させる第1の定電流源にドレインが接続された第5のトランジスタと、
前記第5のトランジスタとの間でカレントミラー回路を形成し、ドレインが前記第3の抵抗に接続され、ソースが前記第4の抵抗に接続された第6のトランジスタと、を備える、
請求項4に記載のスイッチング電源。
The second transistor and the fourth transistor forming the current mirror circuit,
It further comprises a fourth resistor, one end connected to the fourth transistor and the other end grounded.
The detection circuit
A fifth transistor having a drain connected to the first constant current source that generates a constant current, and a fifth transistor.
A current mirror circuit is formed with the fifth transistor, and a sixth transistor having a drain connected to the third resistor and a source connected to the fourth resistor is provided.
The switching power supply according to claim 4.
前記第1の閾値を徐々に大きくする閾値調整回路、を更に備える、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のスイッチング電源。
A threshold adjustment circuit for gradually increasing the first threshold value is further provided.
The switching power supply according to any one of claims 1 to 5.
前記閾値調整回路は、
第7のトランジスタと、第8のトランジスタと、コンデンサと、第2の定電流源と、を備え、
前記第7のトランジスタは、ソースに第1の電圧が印加され、
前記第8のトランジスタは、ドレインが前記第7のトランジスタのドレインと接続され、
前記コンデンサは、一端が前記第7のトランジスタのドレインと接続され、前記一端が前記第8のトランジスタのドレインと接続され、他端が接地され、
前記第2の定電流源は、一端が前記第8のトランジスタのソースに接続され、他端が接地された、
請求項6に記載のスイッチング電源。
The threshold adjustment circuit
It comprises a seventh transistor, an eighth transistor, a capacitor, and a second constant current source.
In the seventh transistor, a first voltage is applied to the source.
The drain of the eighth transistor is connected to the drain of the seventh transistor.
One end of the capacitor is connected to the drain of the seventh transistor, one end is connected to the drain of the eighth transistor, and the other end is grounded.
One end of the second constant current source is connected to the source of the eighth transistor, and the other end is grounded.
The switching power supply according to claim 6.
前記閾値調整回路は、前記第1の期間において前記制御回路における電圧を変換するためのデューティ比を制限する制限回路からの信号を入力する、
請求項6または7に記載のスイッチング電源。
The threshold adjustment circuit inputs a signal from a limiting circuit that limits the duty ratio for converting a voltage in the control circuit during the first period.
The switching power supply according to claim 6 or 7.
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