JP2022154921A - switching power supply circuit - Google Patents

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Daiki Wakayama
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Abstract

To provide a switching power supply circuit capable of suppressing a peak current.SOLUTION: A switching power supply circuit comprises: a controller that outputs a plurality of PWM signals; and a plurality of converters connected in parallel with an output path, each performing switching according to a corresponding PWM signal among the plurality of PWM signals. Each of the plurality of converters has: a high-side arm; a low-side arm connected in series with the high-side arm; and an inductor connected between a connection point between the high-side arm and the low-side arm, and the output path. The controller stops outputting any one PWM signal among the plurality of PWM signals when a voltage drop amount of the output path becomes equal to or more than a predetermined value. Each of the plurality of converters, when the outputting of the corresponding PWM signal is stopped, stops PWM outputting to a gate of the high-side arm and stops outputting to the output path.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

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

出力経路に並列に接続された複数のコンバータ部を駆動するマルチフェーズDC-DCコンバータが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A multiphase DC-DC converter that drives a plurality of converter units connected in parallel to an output path is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2006-204002号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-204002

出力経路に並列に接続される複数のコンバータを備えるスイッチング電源回路では、複数のコンバータのそれぞれから出力される電流の総和が、出力経路に接続される負荷に供給される。そのため、負荷の電流が急峻に変化すると、一時的に過大なピーク電流が一部のコンバータに流れる場合がある。 In a switching power supply circuit including a plurality of converters connected in parallel to an output path, the sum of currents output from each of the plurality of converters is supplied to a load connected to the output path. Therefore, when the load current changes abruptly, an excessive peak current may temporarily flow through some converters.

本開示は、ピーク電流を抑制可能なスイッチング電源回路を提供する。 The present disclosure provides a switching power supply circuit capable of suppressing peak current.

本開示は、
複数のPWM信号を出力するコントローラと、
出力経路に並列に接続され、前記複数のPWM信号のうち対応するPWM信号に従ってスイッチングする複数のコンバータと、を備え、
前記複数のコンバータは、それぞれ、ハイサイドアームと、前記ハイサイドアームに直列に接続されたローサイドアームと、前記ハイサイドアームと前記ローサイドアームとの間の接続点と前記出力経路との間に接続されたインダクタとを有し、
前記コントローラは、前記出力経路の電圧の降下量が所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうちいずれかのPWM信号の出力を停止し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ハイサイドアームのゲートへのPWM出力を停止し、前記出力経路への出力を停止する、スイッチング電源回路を提供する。
This disclosure is
a controller that outputs a plurality of PWM signals;
a plurality of converters connected in parallel to an output path and switching according to corresponding PWM signals among the plurality of PWM signals;
Each of the plurality of converters is connected between a high side arm, a low side arm connected in series with the high side arm, a connection point between the high side arm and the low side arm, and the output path. and an inductor
the controller stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of voltage drop in the output path reaches or exceeds a predetermined value;
Each of the plurality of converters provides a switching power supply circuit that stops PWM output to the gate of the high side arm and stops output to the output path when the output of the corresponding PWM signal stops.

本開示によれば、ピーク電流を抑制できる。 According to the present disclosure, peak current can be suppressed.

一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to an embodiment; FIG. 一実施形態に係るスイッチング電源回路の動作例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an operation example of the switching power supply circuit according to one embodiment; コンバータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a converter. ドループ特性の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of droop characteristics; 一実施形態に係るスイッチング電源回路の具体例を示す図である。1 is a diagram showing a specific example of a switching power supply circuit according to one embodiment; FIG. コントローラ内の各信号の状態を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the state of each signal within the controller; コンバータ内の各信号の状態を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the state of each signal within the converter; 一実施形態に係るスイッチング電源回路の具体例を示す図である。1 is a diagram showing a specific example of a switching power supply circuit according to one embodiment; FIG. 一比較例によるピーク電流を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing peak currents according to a comparative example; 一実施例によるピーク電流を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing peak current according to one embodiment;

以下、実施形態を説明する。 Embodiments will be described below.

図1は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成例を示す図である。図1に示すスイッチング電源回路101は、出力電圧Voutの直流電力を生成し、負荷60に供給する。スイッチング電源回路101は、例えば、負荷60を備える電子装置201に設けられる。スイッチング電源回路101は、電子装置201に内蔵されても外付けされてもよい。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to one embodiment. The switching power supply circuit 101 shown in FIG. 1 generates DC power with an output voltage Vout and supplies it to the load 60 . The switching power supply circuit 101 is provided, for example, in an electronic device 201 having a load 60 . The switching power supply circuit 101 may be built in the electronic device 201 or may be externally attached.

電子装置201は、負荷60と、スイッチング電源回路101とを備える。電子装置201の具体例として、スーパーコンピュータ、サーバ、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置などが挙げられるが、電子装置201は、これらの装置に限られない。 Electronic device 201 includes load 60 and switching power supply circuit 101 . Specific examples of the electronic device 201 include supercomputers, servers, personal computers, mobile terminal devices, and the like, but the electronic device 201 is not limited to these devices.

負荷60は、スイッチング電源回路101により生成される直流の出力電圧Voutを電源電圧として動作する。負荷60は、単一の素子でもよいし、複数の素子を含む回路ブロックでもよい。図1は、負荷60がCPU(Central Processing Unit)の場合を例示する。 The load 60 operates using the DC output voltage Vout generated by the switching power supply circuit 101 as a power supply voltage. Load 60 may be a single device or a circuit block containing multiple devices. FIG. 1 illustrates a case where the load 60 is a CPU (Central Processing Unit).

スイッチング電源回路101は、複数のPWM(Pulse Width Modulation)信号を出力するコントローラ70と、負荷60に出力電圧Voutの電力を供給する複数のコンバータ51~54とを備える。複数のコンバータ51~54は、それぞれ、複数のPWM信号のうち対応するPWM信号に従ってスイッチングするスイッチング回路と、そのスイッチング回路の出力が入力されるインダクタと、そのインダクタの出力側に一端が接続されるコンデンサとを有する。 The switching power supply circuit 101 includes a controller 70 that outputs a plurality of PWM (Pulse Width Modulation) signals, and a plurality of converters 51 to 54 that supply power of an output voltage Vout to a load 60 . Each of the plurality of converters 51 to 54 has a switching circuit that performs switching according to a corresponding PWM signal out of a plurality of PWM signals, an inductor to which the output of the switching circuit is input, and one end connected to the output side of the inductor. and a capacitor.

コンバータ51は、複数のPWM信号のうち対応するPWM信号(PWM1)に従ってスイッチングするスイッチング回路11と、スイッチング回路11の出力が入力されるインダクタ21と、インダクタ21の出力側に一端が接続されたコンデンサ61とを有する。コンバータ52は、複数のPWM信号のうち対応するPWM信号(PWM2)に従ってスイッチングするスイッチング回路12と、スイッチング回路12の出力が入力されるインダクタ22と、インダクタ22の出力側に一端が接続されたコンデンサ62とを有する。コンバータ53は、複数のPWM信号のうち対応するPWM信号(PWM3)に従ってスイッチングするスイッチング回路13と、スイッチング回路13の出力が入力されるインダクタ23と、インダクタ23の出力側に一端が接続されたコンデンサ63とを有する。コンバータ54は、複数のPWM信号のうち対応するPWM信号(PWM4)に従ってスイッチングするスイッチング回路14と、スイッチング回路14の出力が入力されるインダクタ24と、インダクタ24の出力側に一端が接続されたコンデンサ64とを有する。 The converter 51 includes a switching circuit 11 that performs switching according to a PWM signal (PWM1) corresponding to a plurality of PWM signals, an inductor 21 to which the output of the switching circuit 11 is input, and a capacitor whose one end is connected to the output side of the inductor 21. 61. The converter 52 includes a switching circuit 12 that switches according to a corresponding PWM signal (PWM2) among a plurality of PWM signals, an inductor 22 to which the output of the switching circuit 12 is input, and a capacitor whose one end is connected to the output side of the inductor 22. 62. The converter 53 includes a switching circuit 13 that performs switching according to a corresponding PWM signal (PWM3) among a plurality of PWM signals, an inductor 23 to which the output of the switching circuit 13 is input, and a capacitor whose one end is connected to the output side of the inductor 23. 63. The converter 54 includes a switching circuit 14 that performs switching according to a PWM signal (PWM4) corresponding to a plurality of PWM signals, an inductor 24 to which the output of the switching circuit 14 is input, and a capacitor whose one end is connected to the output side of the inductor 24. 64.

コンデンサ61~64は、それぞれ、インダクタ21~24のうち対応するインダクタの出力側に接続される一端と、グランド等の低電源電位部GNDに接続される他端とを有する容量素子である。 Capacitors 61-64 are capacitive elements each having one end connected to the output side of the corresponding inductor among inductors 21-24 and the other end connected to low power supply potential GND such as ground.

コンバータ51~54は、共通の出力経路31に並列に接続される。インダクタ21~24の各出力端が互いに接続される出力経路31に、出力電圧Voutが発生する。出力電圧Voutは、コンデンサ30により平滑化される。コンデンサ30は、一端が出力経路31に接続され、他端が低電源電位部GNDに接続されている。コンデンサ61~64は、コンデンサ30が存在する場合、省略されてもよい。 Converters 51 - 54 are connected in parallel to common output path 31 . An output voltage Vout is generated in an output path 31 in which the output ends of inductors 21-24 are connected to each other. Output voltage Vout is smoothed by capacitor 30 . The capacitor 30 has one end connected to the output path 31 and the other end connected to the low power supply potential GND. Capacitors 61-64 may be omitted if capacitor 30 is present.

スイッチング電源回路101は、出力経路31に並列に接続された複数のコンバータ51~54を備える。スイッチング電源回路101は、例えば、複数のコンバータ51~54の各出力位相を互いにずらす制御を行うことによって、出力電圧Voutのリップルを抑制可能なマルチフェーズコンバータである。複数のコンバータ51~54の各々のスイッチング回路11~14は、例えば、出力電流、出力電圧、温度、異常有無等の各フェーズの動作情報を、コントローラ70にフィードバックする。 Switching power supply circuit 101 includes a plurality of converters 51 to 54 connected in parallel to output path 31 . The switching power supply circuit 101 is, for example, a multiphase converter capable of suppressing ripples in the output voltage Vout by performing control to shift the output phases of the plurality of converters 51 to 54 with respect to each other. The switching circuits 11 to 14 of the plurality of converters 51 to 54 feed back operation information of each phase such as output current, output voltage, temperature, presence/absence of abnormality, etc. to the controller 70 .

コントローラ70は、例えば、PMBUS(Power Management Bus)及びSVID(Serial Voltage Identification)に接続されるデジタル電源コントローラである。コントローラ70は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ及びメモリを備えた制御装置でもよい。コントローラ70の機能は、メモリに読み出し可能に記憶されたプログラムによって、プロセッサが動作することにより実現されてもよい。コントローラ70の機能は、FPGA(Field Programmable Gate Array)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)によって実現されてもよい。 The controller 70 is, for example, a digital power supply controller connected to PMBUS (Power Management Bus) and SVID (Serial Voltage Identification). The controller 70 may be, for example, a control device including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory. The functions of the controller 70 may be implemented by the processor operating according to a program readable and stored in the memory. The functions of the controller 70 may be realized by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

図2は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の動作例を示すタイミングチャートである。図2に示すように、コントローラ70は、コンバータ51~54の各出力位相が互いにずれるように、一動作周期(=1/Fsw)でスイッチング回路11~14を順番に動作させる(マルチフェーズ動作)。Fswは、コンバータ51(スイッチング回路11)の動作からコンバータ54(スイッチング回路14)の動作までを1サイクルとするスイッチング周波数を表す。出力電圧Voutのリップル周期は、4フェーズの場合、1/(Fsw×4)となる。 FIG. 2 is a timing chart showing an operation example of the switching power supply circuit according to one embodiment. As shown in FIG. 2, the controller 70 sequentially operates the switching circuits 11 to 14 in one operation cycle (=1/Fsw) so that the output phases of the converters 51 to 54 are shifted from each other (multiphase operation). . Fsw represents a switching frequency in which one cycle is from the operation of converter 51 (switching circuit 11) to the operation of converter 54 (switching circuit 14). The ripple period of the output voltage Vout is 1/(Fsw×4) in the case of four phases.

図1に示すスイッチング電源回路101は、複数のコンバータ51~54のそれぞれから出力される電流の総和である出力電流Ioutを、出力経路31に接続される負荷60に供給する。しかしながら、出力経路31に並列に接続された複数のコンバータ51~55が動作する場合(特に、マルチフェーズ動作で制御される場合)、負荷60の電流が急峻に変化すると、一時的に過大なピーク電流が一部のコンバータに流れる場合がある。負荷60の電流が急峻に変化するタイミングや各コンバータの個体差などによって、その急峻な変化に一部のコンバータがフィードバック制御により追従し、急峻なピーク電流が瞬間的に当該一部のコンバータに流れるからである。過大なピーク電流は、コンバータの劣化や故障を引き起こす要因の一つとなり得るので、ピーク電流の大きさを抑制することが好ましい。 Switching power supply circuit 101 shown in FIG. 1 supplies load 60 connected to output path 31 with output current Iout, which is the sum of the currents output from each of a plurality of converters 51-54. However, when a plurality of converters 51 to 55 connected in parallel to output path 31 operate (especially when controlled by multiphase operation), if the current of load 60 changes sharply, a temporary excessive peak Current may flow in some converters. Depending on the timing at which the current of the load 60 abruptly changes and the individual difference of each converter, some converters follow the abrupt change by feedback control, and a steep peak current instantaneously flows through the part of the converters. It is from. An excessive peak current can be one of the factors that cause deterioration and failure of the converter, so it is preferable to suppress the magnitude of the peak current.

本開示の一実施形態に係るスイッチング電源回路101は、このピーク電流を抑制するための構成を備える。次に、スイッチング電源回路101の構成例について、より詳細に説明する。 A switching power supply circuit 101 according to an embodiment of the present disclosure has a configuration for suppressing this peak current. Next, a configuration example of the switching power supply circuit 101 will be described in more detail.

図3は、コンバータの構成例を示す図である。図3に示すコンバータ51は、複数のコンバータのうち第1フェーズのコンバータである。他のフェーズのコンバータ52,53,54は、コンバータ51と同じ構成であるので、コンバータ52,53,54についての説明は、コンバータ51についての説明を援用することで、省略する。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a converter. The converter 51 shown in FIG. 3 is the first phase converter among the plurality of converters. The converters 52 , 53 , 54 of other phases have the same configuration as the converter 51 , so the description of the converters 52 , 53 , 54 is omitted by citing the description of the converter 51 .

コンバータ51は、入力電圧Vinを出力電圧Voutに降圧するDC-DCコンバータである(DC:Direct Current)。入力電圧Vinは、高電源電位部84と低電源電位部GNDとの間に入力される直流電圧であり、高電源電位部84と低電源電位部GNDとの間の電位差に相当する。 The converter 51 is a DC-DC converter (DC: Direct Current) that steps down the input voltage Vin to the output voltage Vout. The input voltage Vin is a DC voltage input between the high power supply potential section 84 and the low power supply potential section GND, and corresponds to the potential difference between the high power supply potential section 84 and the low power supply potential section GND.

コントローラ70は、出力経路31の電圧(出力電圧Vout)を検出し、その検出した出力電圧Voutを検出電圧Vsとして取得する。コントローラ70は、出力電圧Voutの検出精度を確保するため、出力電圧Voutをリモートセンスにより検出することが好ましい。コントローラ70は、複数のPWM信号(図3は、PWM1のみを明示)を生成する信号生成部71を有する。信号生成部71は、PWM信号生成部の一例である。 The controller 70 detects the voltage (output voltage Vout) of the output path 31 and obtains the detected output voltage Vout as the detection voltage Vs. The controller 70 preferably detects the output voltage Vout by remote sensing in order to ensure detection accuracy of the output voltage Vout. The controller 70 has a signal generator 71 that generates a plurality of PWM signals (only PWM1 is explicitly shown in FIG. 3). The signal generator 71 is an example of a PWM signal generator.

信号生成部71は、検出電圧Vsと基準電圧Vcmとの偏差Dに応じて、偏差Dを零に収束させる複数のPWM信号(PWM1~PWM4)の各々のパルス幅又はデューティ比を決定する。デューティ比は、PWM信号の一周期に対するハイレベルの時間(パルス幅)の比率を表す。信号生成部71は、決定したパルス幅又はデューティ比で複数のPWM信号を出力する。 The signal generator 71 determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals (PWM1 to PWM4) that converges the deviation D to zero according to the deviation D between the detected voltage Vs and the reference voltage Vcm. The duty ratio represents the ratio of high level time (pulse width) to one cycle of the PWM signal. The signal generator 71 outputs a plurality of PWM signals with the determined pulse width or duty ratio.

スイッチング回路11は、ハイサイドのトランジスタ15とローサイドのトランジスタ16とが直列に接続される構成(レグとも称する)と、トランジスタ15,16をスイッチングさせるドライバ17,18とを有する。 The switching circuit 11 has a structure (also referred to as a leg) in which a high-side transistor 15 and a low-side transistor 16 are connected in series, and drivers 17 and 18 for switching the transistors 15 and 16 .

トランジスタ15は、高電源電位部84に接続されたドレインと、トランジスタ16のドレインに接続されたソースと、ハイサイドドライバ17に接続されたゲートとを有する。トランジスタ15は、ハイサイドアームの一例であり、接続点19に対して高電源電位部84側に設けられた半導体スイッチング素子である。トランジスタ16は、低電源電位部GNDに接続されたソースと、トランジスタ15のソースに接続されたドレインと、ローサイドドライバ18に接続されたゲートとを有する。トランジスタ16は、ローサイドアームの一例であり、接続点19に対して低電源電位部GND側に設けられた半導体スイッチング素子である。トランジスタ15,16は、例えば、Nチャネル型のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。 Transistor 15 has a drain connected to high power supply potential section 84 , a source connected to the drain of transistor 16 , and a gate connected to high side driver 17 . The transistor 15 is an example of a high side arm, and is a semiconductor switching element provided on the high power supply potential section 84 side with respect to the connection point 19 . Transistor 16 has a source connected to low power supply potential GND, a drain connected to the source of transistor 15 , and a gate connected to low side driver 18 . The transistor 16 is an example of a low side arm, and is a semiconductor switching element provided on the low power supply potential GND side with respect to the connection point 19 . The transistors 15 and 16 are, for example, N-channel MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors).

トランジスタ15のソースとトランジスタ16のドレインとが接続される接続点19は、トランジスタ15とトランジスタ16との間の中間点である。接続点19は、インダクタ21の一端に接続されている。インダクタ21の他端には、コンデンサ61の一端と負荷60の電源入力部が接続される。 A junction 19 where the source of transistor 15 and the drain of transistor 16 are connected is an intermediate point between transistors 15 and 16 . The connection point 19 is connected to one end of the inductor 21 . The other end of the inductor 21 is connected to one end of the capacitor 61 and the power input portion of the load 60 .

ドライバ17,18は、コントローラ70から出力されるPWM信号(PWM1)に従って、ハイサイドのトランジスタ15とローサイドのトランジスタ16を相補的にオン又はオフさせる。ハイサイドドライバ17は、PWM信号(PWM1)に従って、トランジスタ15のゲートにPWM駆動信号を出力する駆動回路であり、トランジスタ15のゲート電圧HSGをハイレベル又はローレベルに切り替える。ローサイドドライバ18は、PWM信号(PWM1)に従って、トランジスタ16のゲートにPWM駆動信号を出力する駆動回路であり、トランジスタ16のゲート電圧LSGをローレベル又はハイレベルに切り替える。 The drivers 17 and 18 complementarily turn on or off the high-side transistor 15 and the low-side transistor 16 according to the PWM signal (PWM1) output from the controller 70 . The high side driver 17 is a drive circuit that outputs a PWM drive signal to the gate of the transistor 15 according to the PWM signal (PWM1), and switches the gate voltage HSG of the transistor 15 between high level and low level. The low-side driver 18 is a drive circuit that outputs a PWM drive signal to the gate of the transistor 16 according to the PWM signal (PWM1), and switches the gate voltage LSG of the transistor 16 between low level and high level.

コンバータ51は、ハイサイドのトランジスタ15(具体的には、Nチャネル型のMOSFET)をオンにするゲート電圧HSGを確保するため、ブートストラップ回路80を備える。ブートストラップ回路80は、トランジスタ15のゲート電圧HSGを入力電圧Vinよりも高くする回路である。ブートストラップ回路80は、例えば、ブートストラップコンデンサ81及びブートストラップダイオード82を有する。ブートストラップコンデンサ81は、一端が接続点19に接続され他端がハイサイドドライバ17の駆動電源部に接続された容量素子である。ブートストラップダイオード82は、アノードが電源83に接続され、カソードがブートストラップコンデンサ81の他端及びハイサイドドライバ17の駆動電源部に接続された整流素子である。電源83は、入力電圧Vinよりも低い直流電圧Vccを生成する。 The converter 51 includes a bootstrap circuit 80 to secure a gate voltage HSG that turns on the high-side transistor 15 (specifically, an N-channel MOSFET). The bootstrap circuit 80 is a circuit that makes the gate voltage HSG of the transistor 15 higher than the input voltage Vin. The bootstrap circuit 80 has, for example, a bootstrap capacitor 81 and a bootstrap diode 82 . The bootstrap capacitor 81 is a capacitive element having one end connected to the connection point 19 and the other end connected to the driving power supply section of the high side driver 17 . The bootstrap diode 82 is a rectifying element whose anode is connected to the power supply 83 and whose cathode is connected to the other end of the bootstrap capacitor 81 and the drive power supply section of the high side driver 17 . A power supply 83 generates a DC voltage Vcc that is lower than the input voltage Vin.

トランジスタ16がPWM1に従ってローサイドドライバ18によりオンし、かつ、トランジスタ15がPWM1に従ってハイサイドドライバ17によりオンする。これにより、接続点19の電位は、GNDになる(接続点19の電圧Vswは、略ゼロボルトになる)。ブートストラップコンデンサ81は、電源83の電圧Vccによりブートストラップダイオード82を介して充電され、ブートストラップダイオード82の電圧(ブートストラップ電圧Vbst)は、直流電圧Vccを上限に充電される。次に、トランジスタ16がPWM1に従ってローサイドドライバ18によりオフし、かつ、トランジスタ15がPWM1に従ってハイサイドドライバ17によりオンする。これにより、ブートストラップコンデンサ81は放電され、ゲート電圧HSGは、(Vin+Vbst)に昇圧される。したがって、トランジスタ15の閾値電圧以上のゲート電圧HSGを確保できる。 Transistor 16 is turned on by low side driver 18 according to PWM1, and transistor 15 is turned on by high side driver 17 according to PWM1. As a result, the potential of the connection point 19 becomes GND (the voltage Vsw of the connection point 19 becomes substantially zero volts). The bootstrap capacitor 81 is charged by the voltage Vcc of the power supply 83 through the bootstrap diode 82, and the voltage of the bootstrap diode 82 (bootstrap voltage Vbst) is charged up to the DC voltage Vcc. Next, transistor 16 is turned off by low side driver 18 according to PWM1, and transistor 15 is turned on by high side driver 17 according to PWM1. As a result, the bootstrap capacitor 81 is discharged and the gate voltage HSG is boosted to (Vin+Vbst). Therefore, a gate voltage HSG equal to or higher than the threshold voltage of the transistor 15 can be secured.

なお、ブートストラップコンデンサ81を充電するための電圧は、トランジスタ15のゲート耐圧などの条件をクリアすれば、直流電圧Vccではなく、直流電圧Vccよりも高い入力電圧Vinでもよい。 The voltage for charging the bootstrap capacitor 81 may be the input voltage Vin higher than the DC voltage Vcc, instead of the DC voltage Vcc, as long as the conditions such as the gate withstand voltage of the transistor 15 are satisfied.

本開示の一実施形態に係るスイッチング電源回路101は、このブートストラップ回路80を利用して、上記の一時的に過大なピーク電流を抑制する。スイッチング電源回路101は、出力経路31を経由して負荷60に向けて出力する電流(出力電流Iout)が所定の限界値を超える前にブートストラップ回路80の動作を、動作周期(1/Fsw)単位でオフ(スキップ)する。ブートストラップ回路80の動作をオフ(スキップ)することで、そのスキップ期間では、ハイサイドのトランジスタ15は、オン不能になる。これにより、トランジスタ15から負荷60への電流の流れを一時的にストップできる。スキップする期間は、一動作周期の期間でもよいし、一動作周期の整数倍の連続する期間でもよい。このように、スイッチング電源回路101は、ブートストラップ回路80の動作を動作周期(1/Fsw)単位でスキップすることで、コンバータ51~54のうち一部のコンバータに流れる一時的に過大な電流のピークを抑制できる。 The switching power supply circuit 101 according to an embodiment of the present disclosure uses the bootstrap circuit 80 to suppress the temporarily excessive peak current. The switching power supply circuit 101 operates the bootstrap circuit 80 before the current (output current Iout) output to the load 60 via the output path 31 exceeds a predetermined limit value, at an operation cycle (1/Fsw). Turn off (skip) by unit. By turning off (skipping) the operation of the bootstrap circuit 80, the high-side transistor 15 cannot be turned on during the skip period. This can temporarily stop the flow of current from the transistor 15 to the load 60 . The period to be skipped may be a period of one operating cycle, or may be a continuous period of integer multiples of one operating cycle. In this manner, switching power supply circuit 101 skips the operation of bootstrap circuit 80 in units of operation cycles (1/Fsw), thereby temporarily reducing excessive current flowing through some of converters 51 to 54. Peak can be suppressed.

スイッチング電源回路101は、例えば、ブートストラップ回路80をスキップするトリガーとして、出力経路31に流れる出力電流Ioutの増加に伴って出力経路31の電圧(出力電圧Vout)が低下するドループ(Droop)特性を利用する。 The switching power supply circuit 101 has, for example, a droop characteristic in which the voltage of the output path 31 (output voltage Vout) decreases as the output current Iout flowing in the output path 31 increases, as a trigger for skipping the bootstrap circuit 80. use.

図4は、ドループ特性の一例を示す図である。ドループ特性とは、出力経路31に流れる出力電流Ioutの増加に伴って、出力電圧Voutの降下量も比例して増える特性をいう。このような特性が現れるのは、出力経路31が抵抗分("ドループ抵抗"とも称する)を有するからである。例えば、ドループ抵抗Rdが1.8[mΩ]、複数のコンバータ51~54のそれぞれから出力される電流が最終的に合流する出力点での基準電圧Vcmの電圧値V0が1[V]、当該出力点から出力経路31に流れる出力電流Ioutの電流値I1が60[A]とする。このとき、ドループ抵抗Rdに発生するドループ電圧(出力経路31の電圧の降下量ΔV)は、108[mV]であり、出力電圧Voutの電圧値は、0.892[V]まで低下する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of droop characteristics. The droop characteristic is a characteristic in which as the output current Iout flowing through the output path 31 increases, the amount of drop in the output voltage Vout also increases proportionally. This characteristic appears because the output path 31 has a resistance (also called "droop resistance"). For example, the droop resistance Rd is 1.8 [mΩ], the voltage value V0 of the reference voltage Vcm at the output point where the currents output from the plurality of converters 51 to 54 finally join is 1 [V], and the Assume that the current value I1 of the output current Iout flowing from the output point to the output path 31 is 60 [A]. At this time, the droop voltage generated in the droop resistor Rd (the amount of voltage drop ΔV in the output path 31) is 108 [mV], and the voltage value of the output voltage Vout drops to 0.892 [V].

ドループ電圧は、流れる電流に比例する。この特性を利用し、コントローラ70は、所定値Va以上のドループ電圧(降下量ΔV)を検出すると、複数のPWM信号(PWM1~PWM4)のうちいずれかのPWM信号の出力を停止する。所定値Vaは、図4の場合、出力電流Ioutの電流値I1に対応する。出力を停止するPWM信号は、複数のPWM信号のうち、一部のPWM信号でも全部のPWM信号でもよい。複数のコンバータ51~54は、それぞれ、自身に供給されるPWM信号の出力の停止を検知すると、ハイサイドのトランジスタ15のゲート電圧HSGがブートストラップ回路80により入力電圧Vinよりも高くなることを禁止する。これにより、複数のコンバータ51~54のうちいずれかのコンバータ内のトランジスタ15がオンしないので、出力電流Ioutのピークを抑制できる。 The droop voltage is proportional to the current flowing. Utilizing this characteristic, the controller 70 stops outputting any one of the plurality of PWM signals (PWM1 to PWM4) when a droop voltage (amount of drop ΔV) equal to or higher than a predetermined value Va is detected. The predetermined value Va corresponds to the current value I1 of the output current Iout in the case of FIG. The PWM signal whose output is stopped may be a part of the PWM signals or all of the PWM signals. When each of the plurality of converters 51 to 54 detects that the output of the PWM signal supplied thereto has stopped, the bootstrap circuit 80 prevents the gate voltage HSG of the high-side transistor 15 from becoming higher than the input voltage Vin. do. As a result, the transistor 15 in any one of the converters 51 to 54 is not turned on, so that the peak of the output current Iout can be suppressed.

このように、複数のコンバータ51~54は、それぞれ、自身に対応するPWM信号の出力が停止すると、自身のブートストラップ回路80の動作を停止することで、ハイサイドのトランジスタ15のゲートへのPWM出力(具体的には、PWM駆動信号)を停止する。これにより、出力経路31への電流出力が停止するので、一時的な過大なピーク電流を抑制できる。 In this way, each of the plurality of converters 51 to 54 stops the operation of its own bootstrap circuit 80 when the output of the PWM signal corresponding to itself stops. Output (specifically, PWM drive signal) is stopped. As a result, the current output to the output path 31 is stopped, so that a temporary excessive peak current can be suppressed.

例えば、コントローラ70は、出力経路31の電圧の降下量ΔVが所定値Va以上になると、複数のPWM信号のうちいずれかのPWM信号(例えば、PWM1)の出力を停止する。そして、コントローラ70は、降下量ΔVが所定値Va未満になると、出力停止したPWM信号の出力を再開する。複数のコンバータ51~54は、それぞれ、自身に対応するPWM信号の出力が再開すると、自身のトランジスタ15のゲートへのPWM出力を再開する。これにより、出力経路31への電流出力が再開するので、出力停止したコンバータは、一時的な出力停止状態から速やかに復帰できる。 For example, when the amount of voltage drop ΔV in the output path 31 reaches or exceeds a predetermined value Va, the controller 70 stops outputting one of the PWM signals (for example, PWM1). Then, when the amount of descent ΔV becomes less than the predetermined value Va, the controller 70 resumes the output of the PWM signal that has been stopped. Each of the plurality of converters 51 to 54 resumes PWM output to the gate of its own transistor 15 when the output of the PWM signal corresponding thereto resumes. As a result, the current output to the output path 31 is resumed, so that the converter whose output has been stopped can quickly recover from the temporary output stop state.

図5は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の具体例を示す図である。コントローラ70は、基準電圧Vcmと検出電圧Vsとの偏差Dを零に収束させるパルス幅及びデューティ比をそれぞれ有する複数のPWM信号を生成する信号生成部71を有する。信号生成部71は、電圧検出回路72、積分回路73、PWM変調器74及び過電流保護設定部75を有する。 FIG. 5 is a diagram showing a specific example of a switching power supply circuit according to one embodiment. The controller 70 has a signal generator 71 that generates a plurality of PWM signals each having a pulse width and a duty ratio that converge the deviation D between the reference voltage Vcm and the detected voltage Vs to zero. The signal generation section 71 has a voltage detection circuit 72 , an integration circuit 73 , a PWM modulator 74 and an overcurrent protection setting section 75 .

電圧検出回路72は、出力電圧Voutのモニタ値を増幅して検出電圧Vsを生成する。積分回路73は、ドループ特性を決める設定値を調整する。PWM変調器74は、基準電圧Vcmと検出電圧Vsとの偏差Dに応じて、偏差Dをゼロに収束させるパルス幅及びデューティ比をそれぞれ有する複数のPWM信号を生成する。 The voltage detection circuit 72 amplifies the monitored value of the output voltage Vout to generate the detection voltage Vs. The integration circuit 73 adjusts the set value that determines the droop characteristic. The PWM modulator 74 generates a plurality of PWM signals each having a pulse width and a duty ratio that converge the deviation D to zero according to the deviation D between the reference voltage Vcm and the detected voltage Vs.

コントローラ70は、過電流保護設定部75を複数のコンバータ51~54のそれぞれに対して有する。図5は、コンバータ51用の過電流保護設定部75を示す。過電流保護設定部75は、基準電圧Vcmから検出電圧Vsを減じた電圧差(降下量ΔVに対応)が所定値Va以上になると、自身に対応するPWM信号(図5の場合、PWM1)の出力を停止する。一方、過電流保護設定部75は、降下量ΔVが所定値Va未満になると、自身に対応するPWM信号の出力を再開する。 Controller 70 has an overcurrent protection setting unit 75 for each of converters 51-54. FIG. 5 shows overcurrent protection setting 75 for converter 51 . When the voltage difference obtained by subtracting the detection voltage Vs from the reference voltage Vcm (corresponding to the amount of drop ΔV) reaches or exceeds a predetermined value Va, the overcurrent protection setting unit 75 outputs a PWM signal (PWM1 in the case of FIG. 5) corresponding to itself. Stop output. On the other hand, when the drop amount ΔV becomes less than the predetermined value Va, the overcurrent protection setting unit 75 resumes outputting the PWM signal corresponding to itself.

例えば、過電流保護設定部75は、論理積を演算する論理回路75aを有する。PWM変調器74により生成されたPWM信号が論理回路75aに入力される。図6に示すように、過電流保護設定部75は、降下量ΔVが所定値Va以上と検出されると、PWM信号のレベルを論理回路75aによりローレベル(この例では、GND)にする。一方、過電流保護設定部75は、降下量ΔVが所定値Va未満と検出されると、PWM信号のレベルを論理回路75aによりハイレベル(この場合、ブートストラップ電圧Vbstと同じ電圧)にする。 For example, the overcurrent protection setting unit 75 has a logic circuit 75a that calculates a logical product. A PWM signal generated by the PWM modulator 74 is input to the logic circuit 75a. As shown in FIG. 6, when the overcurrent protection setting unit 75 detects that the amount of drop ΔV is equal to or greater than a predetermined value Va, the logic circuit 75a sets the level of the PWM signal to low level (GND in this example). On the other hand, when the overcurrent protection setting unit 75 detects that the drop amount ΔV is less than the predetermined value Va, the logic circuit 75a sets the level of the PWM signal to high level (in this case, the same voltage as the bootstrap voltage Vbst).

図5において、例えば、ハイサイドドライバ17は、論理積を演算する論理回路17aを有し、ローサイドドライバ18は、PWM1のレベルを反転させるインバータ18aを有する。論理回路17aは、PWM1のレベルとブートストラップコンデンサ81の電圧Vbstのレベルとを比較する。 In FIG. 5, for example, the high-side driver 17 has a logic circuit 17a for calculating AND, and the low-side driver 18 has an inverter 18a for inverting the level of PWM1. Logic circuit 17 a compares the level of PWM 1 with the level of voltage Vbst of bootstrap capacitor 81 .

図7に示すように、PWM1のレベルがハイレベル(この場合、ブートストラップ電圧Vbstと同じ電圧)のとき、論理回路17aの出力レベルは、ハイレベル(ブートストラップ電圧Vbstと同じ電圧)となる。これにより、ハイサイドドライバ17は、ゲート電圧HSGを、(Vin+Vbst)に昇圧し、トランジスタ15をオンにする。一方、PWM1のレベルがハイレベルのとき、インバータ18aの出力レベルは、ローレベル(GND)となる。これにより、ローサイドドライバ18は、ゲート電圧LSGを、ローレベルに設定し、トランジスタ16をオフにする。 As shown in FIG. 7, when the level of PWM1 is high (in this case, the same voltage as bootstrap voltage Vbst), the output level of logic circuit 17a is high (same voltage as bootstrap voltage Vbst). As a result, the high-side driver 17 boosts the gate voltage HSG to (Vin+Vbst) and turns on the transistor 15 . On the other hand, when PWM1 is at high level, the output level of inverter 18a is at low level (GND). As a result, the low-side driver 18 sets the gate voltage LSG to low level to turn off the transistor 16 .

一方、図7に示すように、PWM1のレベルがローレベル(この場合、GND)のとき、論理回路17aの出力レベルは、ローレベルとなる。これにより、ハイサイドドライバ17は、ゲート電圧HSGを、ローレベルに設定し、トランジスタ15をオフにする。一方、PWM1のレベルがローレベルのとき、インバータ18aの出力レベルは、ハイレベルとなる。これにより、ローサイドドライバ18は、ゲート電圧LSGを、ハイレベルに設定し、トランジスタ16をオンにする。 On the other hand, as shown in FIG. 7, when the level of PWM1 is low level (GND in this case), the output level of logic circuit 17a is low level. As a result, the high-side driver 17 sets the gate voltage HSG to low level to turn off the transistor 15 . On the other hand, when PWM1 is at low level, the output level of inverter 18a is at high level. This causes the low-side driver 18 to set the gate voltage LSG to high level and turn on the transistor 16 .

図8は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の具体例を示す図であり、図5に示す回路を4つ組み合わせた構成を示す。コントローラ70は、図5に示す過電流保護設定部75を複数のコンバータ51~54のそれぞれに対して有する。図8において、PWM変調器74は、基準電圧Vcmと検出電圧Vsとの偏差Dに応じて、偏差Dをゼロに収束させるパルス幅及びデューティ比をそれぞれ有する複数のPWM信号を生成する。PWM変調器74により生成された複数のPWM信号は、それぞれに対応する過電流保護設定部75に供給される。この構成によって、信号生成部71は、降下量ΔVが所定値Va以上になると、複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を変更せずに当該残りのPWM信号を出力できる。これにより、一部のコンバータの出力を停止しても、残りのコンバータは、PWM変調器74により決定されたパルス幅とデューティ比を有するPWM信号に従って、出力経路31への出力を継続できる。 FIG. 8 is a diagram showing a specific example of a switching power supply circuit according to one embodiment, showing a configuration in which four circuits shown in FIG. 5 are combined. Controller 70 has overcurrent protection setting unit 75 shown in FIG. 5 for each of converters 51-54. In FIG. 8, the PWM modulator 74 generates a plurality of PWM signals each having a pulse width and a duty ratio that converge the deviation D to zero according to the deviation D between the reference voltage Vcm and the detected voltage Vs. A plurality of PWM signals generated by the PWM modulator 74 are supplied to corresponding overcurrent protection setting units 75 . With this configuration, when the amount of descent ΔV becomes equal to or greater than the predetermined value Va, the signal generation unit 71 stops outputting one of the PWM signals and adjusts the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals. The remaining PWM signal can be output without modification. This allows the remaining converters to continue outputting to the output path 31 according to the PWM signal having the pulse width and duty ratio determined by the PWM modulator 74 even if the output of some converters is stopped.

図9は、図8に示す構成において、一比較例によるピーク電流を示す図である。図10は、図8に示す構成において、一実施例によるピーク電流を示す図である。図9及び図10は、コントローラ70が、複数のコンバータ51~54の各出力位相を90度ずらし、複数のコンバータ51~54が同時にオンしないように制御する場合を例示する。 FIG. 9 is a diagram showing peak currents according to a comparative example in the configuration shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing peak current according to one embodiment in the configuration shown in FIG. 9 and 10 illustrate a case where the controller 70 shifts the output phases of the plurality of converters 51-54 by 90 degrees and controls the plurality of converters 51-54 so that they are not turned on at the same time.

図9では、コントローラ70は、所定の閾値I2以上の出力電流Ioutを検出すると、一部のコンバータのハイサイドのトランジスタをオンからオフに切り替える制御を行う。通電中のトランジスタをオンからオフに切り替えるオフタイミングを制御する方法では、トランジスタのオフの遅延により、一時的に過度なピーク電流が流れてしまう。 In FIG. 9, when the controller 70 detects an output current Iout equal to or greater than a predetermined threshold value I2, the controller 70 performs control to switch the high-side transistors of some converters from on to off. In the method of controlling the off-timing of switching a transistor that is conducting electricity from on to off, an excessive peak current temporarily flows due to a delay in turning off the transistor.

一方、図10では、コントローラ70は、所定の閾値I1以上の出力電流Ioutを検出すると、一部のコンバータのハイサイドのトランジスタがオフからオンに切り替わらないように、当該ハイサイドのトランジスタのゲートへのPWM出力を停止する制御を行う。トランジスタのオンタイミングを制御することで、トランジスタのオフからオンへの切り替わりを禁止できるので、ピーク電流を抑制できる。 On the other hand, in FIG. 10, when the controller 70 detects an output current Iout equal to or greater than the predetermined threshold value I1, the controller 70 controls the gates of the high-side transistors of some converters so that the high-side transistors do not switch from off to on. control to stop the PWM output of By controlling the on-timing of the transistor, it is possible to prohibit switching from off to on of the transistor, so that peak current can be suppressed.

図10に示す例では、信号生成部71は、複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を動作周期ごとに決定する。信号生成部71は、降下量ΔVが所定値Va以上になると、複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を次の動作周期まで変更せずに当該残りのPWM信号を出力する。これにより、出力停止のコンバータ以外の他のコンバータに対するPWM指令値の変更がないので、当該他のコンバータは、出力停止のコンバータの電流減少分を補わない。よって、当該他のコンバータの電流負担の増加を抑制できる。 In the example shown in FIG. 10, the signal generator 71 determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals for each operating cycle. When the amount of descent ΔV becomes equal to or greater than a predetermined value Va, the signal generator 71 stops outputting one of the PWM signals, and sets the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals to the next operation cycle. , the remaining PWM signal is output without change. As a result, there is no change in the PWM command value for converters other than the converter whose output is stopped, so the other converters do not compensate for the decrease in the current of the converter whose output is stopped. Therefore, it is possible to suppress an increase in the current burden of the other converter.

以上、電源回路及び電子装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。 Although the power supply circuit and the electronic device have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications and improvements such as combination or replacement with part or all of other embodiments are possible within the scope of the present invention.

例えば、コンバータの個数は、4以外の数でもよい。例えば、図3の構成において、並列接続されたコンバータの個数は、2以上の数でもよい。また、コンバータの個数は、1でもよい。 For example, the number of converters may be other than four. For example, in the configuration of FIG. 3, the number of converters connected in parallel may be two or more. Also, the number of converters may be one.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
複数のPWM信号を出力するコントローラと、
出力経路に並列に接続され、前記複数のPWM信号のうち対応するPWM信号に従ってスイッチングする複数のコンバータと、を備え、
前記複数のコンバータは、それぞれ、ハイサイドアームと、前記ハイサイドアームに直列に接続されたローサイドアームと、前記ハイサイドアームと前記ローサイドアームとの間の接続点と前記出力経路との間に接続されたインダクタとを有し、
前記コントローラは、前記出力経路の電圧の降下量が所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうちいずれかのPWM信号の出力を停止し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ハイサイドアームのゲートへのPWM出力を停止し、前記出力経路への出力を停止する、スイッチング電源回路。
(付記2)
前記コントローラは、前記降下量が前記所定値未満になると、前記いずれかのPWM信号の出力を再開し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が再開すると、前記ゲートへのPWM出力を再開し、前記出力経路への出力を再開する、付記1に記載のスイッチング電源回路。
(付記3)
前記コントローラは、基準電圧と前記出力経路の電圧との差に応じて、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を決定するPWM信号生成部を有し、
前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止する、付記1又は2に記載のスイッチング電源回路。
(付記4)
前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、付記3に記載のスイッチング電源回路。
(付記5)
前記PWM信号生成部は、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を動作周期ごとに決定し、前記残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を次の動作周期まで変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、付記4に記載のスイッチング電源回路。
(付記6)
前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値未満になると、前記いずれかのPWM信号の出力を再開する、付記3から5のいずれか一項に記載のスイッチング電源回路。
(付記7)
前記コントローラは、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を動作周期ごとに決定するPWM信号生成部を有し、
前記PWM信号生成部は、前記降下量が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を次の動作周期まで変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、付記1又は2に記載のスイッチング電源回路。
(付記8)
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記ハイサイドアームのゲート電圧を前記ハイサイドアームの入力電圧よりも高くするブートストラップ回路を有し、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ゲート電圧が前記入力電圧よりも高くなることを禁止する、付記1から7のいずれか一項に記載のスイッチング電源回路。
(付記9)
負荷と、
複数のPWM信号を出力するコントローラと、
前記負荷が接続された出力経路に並列に接続され、前記複数のPWM信号のうち対応するPWM信号に従ってスイッチングする複数のコンバータと、を備え、
前記複数のコンバータは、それぞれ、ハイサイドアームと、前記ハイサイドアームに直列に接続されたローサイドアームと、前記ハイサイドアームと前記ローサイドアームとの間の接続点と前記出力経路との間に接続されたインダクタとを有し、
前記コントローラは、前記出力経路の電圧の降下量が所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうちいずれかのPWM信号の出力を停止し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ハイサイドアームのゲートへのPWM出力を停止し、前記出力経路への出力を停止する、電子装置。
The following additional remarks are disclosed regarding the above embodiments.
(Appendix 1)
a controller that outputs a plurality of PWM signals;
a plurality of converters connected in parallel to an output path and switching according to corresponding PWM signals among the plurality of PWM signals;
Each of the plurality of converters is connected between a high side arm, a low side arm connected in series with the high side arm, a connection point between the high side arm and the low side arm, and the output path. and an inductor
the controller stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of voltage drop in the output path reaches or exceeds a predetermined value;
The switching power supply circuit, wherein each of the plurality of converters stops PWM output to the gate of the high side arm and stops output to the output path when output of the corresponding PWM signal is stopped.
(Appendix 2)
The controller resumes outputting one of the PWM signals when the amount of descent becomes less than the predetermined value,
2. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein each of the plurality of converters resumes PWM output to the gate and resumes output to the output path when output of the corresponding PWM signal resumes.
(Appendix 3)
The controller has a PWM signal generator that determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals according to the difference between the reference voltage and the voltage of the output path,
3. The switching power supply circuit according to appendix 1 or 2, wherein the PWM signal generator stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the difference becomes equal to or greater than the predetermined value.
(Appendix 4)
The PWM signal generation unit stops outputting one of the plurality of PWM signals when the difference becomes equal to or greater than the predetermined value, and does not change the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals. 3. The switching power supply circuit according to claim 3, wherein the remaining PWM signal is output to .
(Appendix 5)
The PWM signal generation unit determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals for each operation cycle, and determines the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals without changing the pulse width or duty ratio until the next operation cycle. 5. The switching power supply circuit of claim 4, which outputs a remaining PWM signal.
(Appendix 6)
6. The switching power supply circuit according to any one of appendices 3 to 5, wherein the PWM signal generator resumes outputting any of the PWM signals when the difference becomes less than the predetermined value.
(Appendix 7)
The controller has a PWM signal generator that determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals for each operation cycle,
The PWM signal generator stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of descent reaches or exceeds the predetermined value, and sets the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals as follows. 3. The switching power supply circuit according to appendix 1 or 2, wherein the remaining PWM signal is output without changing up to the operation period.
(Appendix 8)
Each of the plurality of converters has a bootstrap circuit that makes the gate voltage of the high side arm higher than the input voltage of the high side arm, and when the output of the corresponding PWM signal stops, the gate voltage 8. The switching power supply circuit according to any one of appendices 1 to 7, wherein the switching power supply circuit is prohibited from becoming higher than the input voltage.
(Appendix 9)
a load;
a controller that outputs a plurality of PWM signals;
a plurality of converters connected in parallel to an output path to which the load is connected and switching according to corresponding PWM signals among the plurality of PWM signals;
Each of the plurality of converters is connected between a high side arm, a low side arm connected in series with the high side arm, a connection point between the high side arm and the low side arm, and the output path. and an inductor
the controller stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of voltage drop in the output path reaches or exceeds a predetermined value;
The electronic device, wherein each of the plurality of converters stops PWM output to the gate of the high side arm and stops output to the output path when output of the corresponding PWM signal stops.

11~14 スイッチング回路
15,16 トランジスタ
17 ハイサイドドライバ
18 ローサイドドライバ
19 接続点
21,22,23,24 インダクタ
51,52,53,54 コンバータ
60 負荷
70 コントローラ
71 信号生成部
72 電圧検出回路
73 積分回路
74 PWM変調器
75 過電流保護設定部
80 ブートストラップ回路
81 ブートストラップコンデンサ
82 ブートストラップダイオード
83 電源
84 高電源電位部
101 スイッチング電源回路
201 電子装置
11 to 14 switching circuit 15, 16 transistor 17 high side driver 18 low side driver 19 connection point 21, 22, 23, 24 inductor 51, 52, 53, 54 converter 60 load 70 controller 71 signal generator 72 voltage detection circuit 73 integration circuit 74 PWM modulator 75 overcurrent protection setting section 80 bootstrap circuit 81 bootstrap capacitor 82 bootstrap diode 83 power supply 84 high power supply potential section 101 switching power supply circuit 201 electronic device

Claims (8)

複数のPWM信号を出力するコントローラと、
出力経路に並列に接続され、前記複数のPWM信号のうち対応するPWM信号に従ってスイッチングする複数のコンバータと、を備え、
前記複数のコンバータは、それぞれ、ハイサイドアームと、前記ハイサイドアームに直列に接続されたローサイドアームと、前記ハイサイドアームと前記ローサイドアームとの間の接続点と前記出力経路との間に接続されたインダクタとを有し、
前記コントローラは、前記出力経路の電圧の降下量が所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうちいずれかのPWM信号の出力を停止し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ハイサイドアームのゲートへのPWM出力を停止し、前記出力経路への出力を停止する、スイッチング電源回路。
a controller that outputs a plurality of PWM signals;
a plurality of converters connected in parallel to an output path and switching according to corresponding PWM signals among the plurality of PWM signals;
Each of the plurality of converters is connected between a high side arm, a low side arm connected in series with the high side arm, a connection point between the high side arm and the low side arm, and the output path. and an inductor
the controller stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of voltage drop in the output path reaches or exceeds a predetermined value;
The switching power supply circuit, wherein each of the plurality of converters stops PWM output to the gate of the high side arm and stops output to the output path when output of the corresponding PWM signal is stopped.
前記コントローラは、前記降下量が前記所定値未満になると、前記いずれかのPWM信号の出力を再開し、
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記対応するPWM信号の出力が再開すると、前記ゲートへのPWM出力を再開し、前記出力経路への出力を再開する、請求項1に記載のスイッチング電源回路。
The controller resumes outputting one of the PWM signals when the amount of descent becomes less than the predetermined value,
2. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein each of said plurality of converters resumes PWM output to said gate and resumes output to said output path when output of said corresponding PWM signal resumes.
前記コントローラは、基準電圧と前記出力経路の電圧との差に応じて、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を決定するPWM信号生成部を有し、
前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止する、請求項1又は2に記載のスイッチング電源回路。
The controller has a PWM signal generator that determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals according to the difference between the reference voltage and the voltage of the output path,
3. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein said PWM signal generator stops outputting any one of said plurality of PWM signals when said difference reaches said predetermined value or more.
前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、請求項3に記載のスイッチング電源回路。 The PWM signal generation unit stops outputting one of the plurality of PWM signals when the difference becomes equal to or greater than the predetermined value, and does not change the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals. 4. The switching power supply circuit according to claim 3, outputting said remaining PWM signal to . 前記PWM信号生成部は、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を動作周期ごとに決定し、前記残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を次の動作周期まで変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、請求項4に記載のスイッチング電源回路。 The PWM signal generation unit determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals for each operation cycle, and determines the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals without changing the pulse width or duty ratio until the next operation cycle. 5. The switching power supply circuit of claim 4, which outputs a remaining PWM signal. 前記PWM信号生成部は、前記差が前記所定値未満になると、前記いずれかのPWM信号の出力を再開する、請求項3から5のいずれか一項に記載のスイッチング電源回路。 6. The switching power supply circuit according to claim 3, wherein said PWM signal generator resumes outputting said one of said PWM signals when said difference becomes less than said predetermined value. 前記コントローラは、前記複数のPWM信号の各々のパルス幅又はデューティ比を動作周期ごとに決定するPWM信号生成部を有し、
前記PWM信号生成部は、前記降下量が前記所定値以上になると、前記複数のPWM信号のうち、いずれかのPWM信号の出力を停止し、残りのPWM信号のパルス幅又はデューティ比を次の動作周期まで変更せずに前記残りのPWM信号を出力する、請求項1又は2に記載のスイッチング電源回路。
The controller has a PWM signal generator that determines the pulse width or duty ratio of each of the plurality of PWM signals for each operation cycle,
The PWM signal generator stops outputting any one of the plurality of PWM signals when the amount of descent reaches or exceeds the predetermined value, and sets the pulse width or duty ratio of the remaining PWM signals as follows. 3. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein said remaining PWM signal is output without changing up to an operation period.
前記複数のコンバータは、それぞれ、前記ハイサイドアームのゲート電圧を前記ハイサイドアームの入力電圧よりも高くするブートストラップ回路を有し、前記対応するPWM信号の出力が停止すると、前記ゲート電圧が前記入力電圧よりも高くなることを禁止する、請求項1から7のいずれか一項に記載のスイッチング電源回路。 Each of the plurality of converters has a bootstrap circuit that makes the gate voltage of the high side arm higher than the input voltage of the high side arm, and when the output of the corresponding PWM signal stops, the gate voltage 8. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the switching power supply circuit is prohibited from becoming higher than the input voltage.
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