JP3130443B2 - スイッチングレギュレータ - Google Patents

スイッチングレギュレータ

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JP3130443B2
JP3130443B2 JP07056142A JP5614295A JP3130443B2 JP 3130443 B2 JP3130443 B2 JP 3130443B2 JP 07056142 A JP07056142 A JP 07056142A JP 5614295 A JP5614295 A JP 5614295A JP 3130443 B2 JP3130443 B2 JP 3130443B2
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switch
switching regulator
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貞之 下田
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セイコーインスツルメンツ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、モノリシックＩＣ化
されたチョッパ方式の昇圧型スイッチングレギュレータ
回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のチョッパ方式の昇圧型スイッチン
グレギュレータ回路を図２に示す。電源１からの電流は
コイル２とトランジスタ３を介して接地電位に流れる。
この時コイル２にエネルギー蓄積される。次にトランジ
スタ３がＯＦＦし、コイル２に蓄積されたエネルギー
は、ダイオード４を介してコンデンサ５に蓄積される。
出力端子６の電圧は、抵抗を介して制御回路に伝達さ
れ、電源１の電圧より高い一定の電圧に制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例では次
のような欠点がある。すなわち、チョッパ方式の昇圧型
スイッチングレギュレータにおいて、該スイッチングレ
ギュレータに外部信号を用いてパワーオフをかけ該スイ
ッチングレギュレータの動作を停止させるためには、制
御回路７を介してトランジスタ３のゲート電圧を接地電
位にする。この動作を制御端子８を用いて行わせる。す
なわち、端子８を高電位にすればトランジスタ３のゲー
ト電位は接地電位に固定され、端子８を低電位にすれば
トランジスタ３のゲート電位は低電位と高電位の間を交
互にスイッチングされ昇圧動作をする。
【０００４】ここで、制御端子８に高電位を与えて昇圧
動作を停止させると、出力端子６の電位は下降し最終的
に電源１の電圧Ｖ1 からダイオード４の順方向電圧ＶF
を引いた値（Ｖ1 −ＶF ）になる。すなわち、出力端子
６に接続された負荷に電流を供給してしまい電源１の電
力を消費させてしまう。この結果、携帯機器に該スイッ
チイングレギュレータを用いた場合に、該携帯機器の電
池寿命を著しく短くしてしまうという課題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はダイオード４の代わりにＭＯＳトランジス
タを用いて、かつ該ＭＯＳトランジスタの基板電位を２
つのトランジスタにより、一方はコイル２の一端の電位
に、他方は出力端子６の電位に切り換えることによっ
て、パワーオフ時でも出力端子６に電圧が出力されない
チョッパ方式の昇圧型スイッチングレギュレータを構成
することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明のチョッパ方式の昇圧型スイッチングレ
ギュレータはダイオード６の代わりにＭＯＳトランジス
タを用いた為に該ＭＯＳトランジスタのゲート電位を制
御することにより非導通状態にすることができる。すな
わち電源２の入力と出力端子６との間に挿入することに
より両者を電位的に切り離すことが出来る。また、ＭＯ
Ｓトランジスタ特有の寄生ダイオードによる不都合を排
除するために、スイッチングレギュレータの昇圧動作時
とパワーオフをかけた時の昇圧動作停止時に、該ＭＯＳ
トランジスタの基板電位を２つのトランジスタを用いて
切り換える。具体的には、昇圧動作時には該ＭＯＳトラ
ンジスタの基板電位を出力端子６の電位に等しくするよ
うに該２つのトランジスタを使用して切り換える。この
様にする事によって該ＭＯＳトランジスタの寄生ダイオ
ードの向きを昇圧動作時にはアノードをコイル２の他端
とし、カソードを出力端子６になる様に形成する。逆に
昇圧動作停止時には該寄生ダイードの向きをアノードを
出力端子６、カソードをコイル２の他端になる様に形成
する。したがって昇圧動作停止時には該ＭＯＳトランジ
スタは非導通状態であり、かつ該ＭＯＳトランジスタの
寄生ダイオードは電源１から出力端子６に向かって逆方
向に形成されているため出力端子６に電源１の電圧が出
現することはない。
【０００７】
【実施例】本発明のチョッパ方式の昇圧型スイッチング
レギュレータの回路を図１に示す。電源１の正電位はコ
イル２の一端に、コイル２の他端はトランジスタ３のド
レイン端に接続されている。この接続点をＡとする。該
Ａ点にはＰチャンネルトランジスタ９の一端も接続され
ている。さらに、トランジスタ９の他端は出力端子６に
接続されている。またトランジスタ１０のソース端はＡ
点に、トランジスタ１１のソース端は出力端子６に接続
されている。トランジスタ１０と１１のドレイン端が接
続されかつトランジスタ９の基板１３に接続されてい
る。トランジスタ１０と１１のゲート端にはＯＮ／ＯＦ
Ｆ端子８からの信号が入力されるが、トランジスタのそ
れはトランジスタ１１とはインバータにより逆相の信号
が印加される。出力端子６にはコンデンサ５と抵抗群１
２が接続されている。この抵抗群１２の接続点から制御
回路７の出力端子６の電圧情報が入力され制御回路によ
りトランジスタ３をＯＮ，ＯＦＦさせて出力端子６の電
圧を一定になるように制御している。さらに該制御回路
７からはトランジスタ３へ入力される信号と同相の信号
がトランジスタ９のゲートに入力される。この構成によ
りトランジスタ３がＯＮした時にはトランジスタ９がＯ
ＦＦし、トランジスタ３がＯＦＦした時にはトランジス
タ９がＯＮするように動作する。
【０００８】また制御回路は制御端子８から入力される
外部信号により制御される。具体的には制御端子８が高
電位の時には昇圧動作停止となり制御回路７を介してト
ランジスタ３のゲートへは接地電位が、一方トランジス
タ９のゲートへは高電位が出力され２つのトランジスタ
が共にＯＦＦする。また制御端子８が低電位の時には昇
圧動作となり、制御回路７を介してトランジスタ３と９
のゲートへは高電位と低電位が交互に繰り返される方形
波が入力される。
【０００９】さらに、トランジスタ１０と１１のゲート
にも制御端子８からの外部信号が入力される。制御端子
８が昇圧動作停止である高電位となった時、トランジス
タ１０はＯＮしトランジスタ１１はＯＦＦする。この結
果トランジスタ９の基板１３の電位はＡ点の電圧と等し
くなる。この時寄生ダイオードはＡ点をカソードとし、
出力端子６をアノードとする方向に形成される。すなわ
ち電源１から出力端子６へは逆方向に接続された寄生ダ
イオードが存在することになり、かつトランジスタ９が
ＯＦＦすなわち非導通状態であるため電源１から出力端
子６には電流が流れず、出力端子６にはでんあつが発生
しない。図３はトランジスタ９をモノリシックＩＣ化し
た時の断面図である。トランジスタ９の基板とは図中Ｎ
−のウェルのことを意味する。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、チョッパ方式の昇圧型スイッチングレギュレータに
おいて、ダイオードをＭＯＳトランジスタに置換し、か
つ該ＭＯＳトランジスタの基本電位を２つのトランジス
タにより昇圧動作時と停止時で切り換えることによっ
て、昇圧停止時に出力端子に電圧を出力させないように
することができ、携帯機器の電池寿命を延ばすことが出
来る。さらには、ダイオードの代わりにＭＯＳトランジ
スタを用いるとこの間での電圧降下を小さくする事が出
来るため高効率なスイッチングレギュレータが実現で
き、さらに電池寿命を延ばすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチョッパ方式の昇圧型スイッチングレ
ギュレータの回路図である。
【図２】従来のチョッパ方式の昇圧型スイッチングレギ
ュレータの回路図である。
【図３】トランジスタ９の断面図である。
【符号の説明】
１ 電源 ２ コイル ３、９、１０、１１ トランジスタ ６ 出力端子

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電源に接続されたコイルと、前記 コイルに一端を接続されたＭＯＳトランジスタと、前記 ＭＯＳトランジスタの他端が接続された出力端子
    と、前記 出力端子の電圧が一定になるように制御する制御回
    路からなるチョッパ方式の昇圧型スイッチングレギュレ
    ータにおいて、前記ＭＯＳトランジスタの基板と前記コイルの間に接続
    する第１のスイッチ手段と、 前記ＭＯＳトランジスタの基板と前記出力端子の間に接
    続する第２のスイッチ手段を設け、 前記ＭＯＳトランジスタの基板を、前記第１のスイッチ
    手段により前記コイルか、あるいは第２のスイッチ手段
    により前記出力端子かのどちらかに接続するスイッチン
    グレギュレータ。
  2. 【請求項２】 前記スイッチングレギュレータの動作時
    に前記ＭＯＳトランジスタの基板の電位を前記第２のス
    イッチ手段により前記出力端子側に接続し、 前記スイッチングレギュレータの動作停止時に前記ＭＯ
    Ｓトランジスタの基板の電位を前記第１のスイッチ手段
    により前記コイル側に接続する請求項１記載のスイッチ
    ングレギュレータ。
  3. 【請求項３】 前記第１のスイッチ手段と第２のスイッ
    チ手段は、前記スイッチングレギュレータの動作と動作
    停止を制御する信号に対応した外部信号を入力し、 前記外部信号により前記スイッチングレギュレータの動
    作時に前記ＭＯＳトランジスタの基板の電位を前記第２
    のスイッチ手段により前記出力端子側に接続し、 前記スイッチングレギュレータの動作停止時に前記ＭＯ
    Ｓトランジスタの基板の電位を前記第１のスイッチ手段
    により前記コイル側に接続する請求項１記載のスイッチ
    ングレギュレータ。
  4. 【請求項４】 前記第１のスイッチ手段と第２のスイッ
    チ手段は、ＭＯ Ｓトランジスタにより構成される請求項
    １、請求項２および請求項３記載のスイッチングレギュ
    レータ。
  5. 【請求項５】 前記第１のスイッチ手段と第２のスイッ
    チ手段は、前記コイルの一端と前記出力端子に各々ソー
    スを接続すると共にドレインを前記ＭＯＳトランジスタ
    の基板に接続する第１、第２のＭＯＳトランジスタによ
    り構成され、 前記第１、第２のＭＯＳトランジスタの
    ゲートに前記スイッチングレギュレータの動作と動作停
    止を制御する信号に対応した外部信号を入力し、 前記外部信号により前記スイッチングレギュレータの動
    作時に前記ＭＯＳトランジスタの基板の電位を前記第２
    のスイッチ手段である第２のＭＯＳトランジスタにより
    前記出力端子側に接続し、 前記スイッチングレギュレータの動作停止時に前記ＭＯ
    Ｓトランジスタの基板の電位を前記第１のスイッチ手段
    である第１のＭＯＳトランジスタにより前記コイル側に
    接続する請求項１記載のスイッチングレギュレータ。
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