JP4226122B2 - 断続伝導モードにおいて動作するステップダウンスイッチングレギュレータを制御するためのコントローラ回路 - Google Patents
断続伝導モードにおいて動作するステップダウンスイッチングレギュレータを制御するためのコントローラ回路 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に調整ステップダウン或いはバックパワーコンバータに関連し、詳細には、そのようなパワーコンバータにおいて用いられるステップダウンコントローラに関連するものである。
【0002】
【従来の技術】
ステップダウンパワーコンバージョン及び調整パワーコンバージョンの両方を実行するための種々の方法が当技術分野において知られている。スイッチトモードオペレーションは通常用いられるパワーコンバージョン技術である。パワーコンバータにおいて、パワースイッチングデバイスのスイッチングを制御するために調整情報を用いるデバイスは、パワーコントローラとして知られている。
【0003】
ステップダウンコンバータの主な目的は、比較的高い入力電圧源から低い電圧出力源まで効率的にエネルギーを変換することである。調整ステップダウンコンバータの場合、出力電圧を概ね一定に保持し、入力電圧及び負荷変動に対して影響を受けにくいように動作しなければならない。一般にステップダウンコンバータを実現するための2つの通常の技術は、当技術分野の線形コンバータ及びスイッチングコンバータにおいて用いられている。
【0004】
線形ステップダウンコンバータは入力源と出力源との間に一定の電流を供給する。入力と出力との間の電圧差は、パスエレメント(例えばトランジスタ)間で解消される。線形ステップダウンレギュレータの主な問題点は、パスエレメントにおけて電力損失が生じ、入力電圧源と出力との間のエネルギー変換を比較的非効率にしてしまう傾向があるという点である。線形ステップダウンレギュレータの主な利点は、出力源においてリプル電圧が小さいことである。
【0005】
典型的なスイッチングステップダウンコンバータは、誘導性パスエレメント(例えばコイル)及び1つ或いはそれ以上のスイッチングデバイスからなる。ステップダウンコントローラの目的は、定出力電圧を保持すると共に、入力源と出力源との間を流れる平均電流が、負荷の平均電流要件を満足するようにスイッチングデバイスを選択的にオン/オフするということである。誘導性素子及びスイッチングデバイスはほとんど電力を損失しないため、スイッチングコンバータは非常に効率的に入力から出力へのエネルギー変換をすることができる。スイッチングレギュレータの主な問題点は線形レギュレータに比べて比較的出力リプル電圧が大きくなるということである。
【0006】
一般に誘導性パスエレメントを用いるステップダウンコンバータは2つの異なるモードにおいて動作することができる。連続伝導モード(CCM)において動作するコンバータでは、誘導性パスエレメント内を流れる電流は連続的に変化し、平均DC電流はその電流のピーク−ピーク変動に比べて比較的大きくなる。そのようなCCMコンバータでは、誘導性素子を流れる瞬時電流は一般に0より大きい値に保持される。このタイプのコンバータの利点は、比較的小さなピーク−ピーク電流を保持すると共に、高平均電流を達成できるという点である。この結果、典型的には出力リプル電圧は低くなるであろう。CCMコンバータの主な問題点は、比較的複雑で、安定させるのが難しい傾向があるという点である。
【0007】
断続伝導モード(DCM)において動作するコンバータでは、誘導性パスエレメント内を流れる電流は、典型的にはゼロ電流で開始し、あるピーク値まで上昇し、周期的に0に戻る。従って電流は離散的な電流パケットの状態で入力源と出力源との間を伝達され、電流パケットの平均電流は比較的予想可能である。断続的な性質のエネルギーが入力と出力との間を伝達されることにより、ステップダウンコンバータ制御構成は非常に簡単になる。このタイプのコンバータの問題点は、CCMモードにおいて動作するステップダウンコンバータに比べて出力リプル電圧が比較的高くなる傾向があるという点である。
【0008】
図1Bは、DCMステップダウン技術を利用する図1Aの従来のコントローラにおいて観測される典型的な瞬時コイル電流波形を示す。最大負荷条件下では、誘導性パスエレメントを流れる電流はゼロ電流と固定ピーク電流との間を連続的に往復する。中間の及び軽い負荷条件下では、電流はゼロ電流から同じ固定ピーク電流まで上昇し、ゼロ電流に戻され、その後一定期間コイル電流を0に保持する。中間の及び軽い負荷条件下では、平均コイル電流は減少するが、ピークコイル電流は一定のままである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
連続伝導モード(CCM)において動作するコンバータに比べて、リプル電圧が大きくなる従来の断続伝導モード(DCM)コンバータに対して、リプル電圧を低減すると共に、変換効率を改善する新規の断続伝導モード(CDM)コンバータを提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
図2Bは、図2AのDCMバックコンバータにおけるコイル電流波形を示す。最大負荷電流時には、本発明のバックコンバータにより観測される動作は従来の動作と同様である。しかしながら、中間的及び軽い負荷条件下では、動作は著しく異なる。中間負荷条件下では、コイル電流は、0とあるピーク値との間で電流の連続的な往復動作を保持する。しかしながら、従来のコントローラとは異なり、ピークコイル電流の値は、最大負荷時より小さい負荷条件下では、連続的に減少する。そのような制御方法を実現することにより、出力リプル電圧を低減し、コンバータ効率を改善することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図3において、本発明に従ったステップダウンコントローラ300を用いる典型的な応用回路を示す。ステップダウンコントローラ300は、入力電圧Vin及び電流負荷Ioutの変動に影響されずに、出力電圧Voutを概ね一定に保持するように、周期的にスイッチ101を切り替えなければならない。ステップダウンコントローラ300は、Voutで与えられる瞬時電圧と、誘導性パスエレメント102を流れる瞬時電流とを入力として与えられる時、スイッチ101のための駆動信号を生成しなければならない。抵抗性素子103は、電流検出デバイスとして機能し、瞬時コイル電流に比例する差動電圧を生成する。コイル102を流れる所望の電流は、0の最小電流値と約2×Ioutの最大電流との間を変動なければならない。その結果生じるコイル102を流れる平均電流は電流負荷Ioutに等しくなるであろう。
【0012】
ステップダウンコントローラ300は3つの動作状態を有する。その状態はON状態、OFF状態並びにNULL状態であり、それぞれ信号ON、OFF並びにNULLの送出に対応する。ON状態の間、トランジスタスイッチ101はONし、コイル102を流れる電流は(Vin−Vout)に比例する割合で増加するであろう。OFF状態の間、トランジスタ101はOFFするであろう。コイル102を流れる電流は、0ではなく、(−Vout)に比例する割合で減少するであろう。NULL状態の間、トランジスタ101はオフし、コイル102を流れる電流は概ね0になるであろう。
【0013】
ステップダウンコントローラ300がNULL状態にあり、かつつVoutが初めに内部基準電圧410より大きい場合を仮定すると、出力電圧Voutが内部基準電圧410より小さい値に降下するとすぐに、コンパレータ401の出力は送出状態から非送出状態に入れ替わるであろう。NULL信号が送出され、コンパレータ401の出力が非送出状態場合、フリップフロップ406はセットされ、それによりON信号を送出するであろう。ON信号の送出により、NULL信号は強制的に非送出状態になり、NULL状態からON状態への状態が変化をする。ON状態の間、トランジスタ101はオンされ、コイル102を流れる電流は増加するであろう。トランジスタ101は、スイッチングコンバータ300により検出される条件が、ON状態の終了を指示するまで、オンしたままである。
【0014】
上記のように、ON信号は、Voutが基準電圧410より小さい電圧に降下した時点で、即座に送出される。ON信号の開始時には、コイル102を流れる電流は0である。出力電流Ioutが0より大きい場合を仮定すると、出力電圧Voutは徐々に降下するであろう。ON状態の持続時間全体を通して、コイル電流ILは連続的に増加するであろう。ある点では、電流ILは出力電流Ioutより大きくなるであろう。この点において、出力電圧Voutは増加し始めることになる。コイル電流ILが増加し続ける時、Voutも増加し続けるであろう。所定の時間間隔に渡るコンデンサ間の電圧変化はコンデンサ電流の時間積分値をコンデンサ値で割った値に等しくなるため、Voutが上昇し、基準電圧410により生成される電圧に等しくなる時、ON状態の持続時間を通してコンデンサ104を流れる平均電流は0に等しくなければならないということが理解されよう。コンデンサ104を流れる平均電流が0であるため、コイル102を流れる平均電流は平均出力電流Ioutに等しくなければならないということも理解されよう。この点において、ON状態が終了されなければならない。出力電圧Voutが基準電圧410により生成される電圧より大きい値まで上昇する時、コンパレータ401の出力が送出されることになる。コンパレータ401の出力を送出することにより、フリップフロップ405がセットされ、それによりOFF信号が送出され、ON状態が終了するであろう。
【0015】
ステップダウンコントローラ300のコンパレータ402は、コイル102を流れる電流パルスの最小値を制御するためのものである。ON状態が開始された後、コイル電流がコンパレータ402及び基準値Vaにより設定される最小閾値を超えるまでは終了されないであろう。電流パルスの最小サイズを制限することにより、軽い負荷条件下での効率が改善されるであろう。
【0016】
ステップダウンコントローラ300のコンパレータ403は、コイル102を流れる電流パルスの最大値を制御するためのものである。もしコイル102を流れる電流がコンパレータ403の状態を入れ替えるだけの十分な大きさになるなら、ON状態が終了され、出力電圧Voutのレベルに関係なくOFF状態が開始されるであろう。
【0017】
OFF状態が開始され、ON状態は終了された後、スイッチ101はオフし、コイル102を流れる電流は減少し始めるであろう。コンパレータ404は、スイッチングコンバータが断続伝導モード(DCM)において動作することを確保するために備えられる。コイル102を流れる電流が0に非常に近い閾値より大きい限り、OFF状態が保持され、コイル102を流れる電流は減少し続けるであろう。コイル電流が0に非常に近い値まで降下した後、コンパレータ404は入れ替わり、それによりフリップフロップ405がリセットされ、OFF状態が終了するであろう。ON信号及びOFF信号の何れもが送出されない場合、NULL状態が送出され、上記の全プロセスが繰り返されるであろう。
【0018】
図4においては、同期調整を用いる本発明の第2の実施例が示される。上記のように、本発明のステップダウンコントローラは3つの動作状態ON、OFF並びにNULLを用いる。OFF動作状態の間、トランジスタ101はオフし、コイル102を流れる電流は0より大きくなる。上記の第1の実施例では、コイル電流ILはコイル102及び整流素子105を流れた。第2の実施例はOFF信号を用いて同期スイッチ106を駆動するという利点を有する。ステップダウンコントローラ301に駆動バッファ408が加わるという点は別にして、図3のコントローラ300と違いはない。駆動バッファ408は十分に大きなターンオン及びターンオフ遅延を有し、トランジスタ101及び106が同時に導通するのを避けるようにしなければならない。
【0019】
図5においては、本発明の第3の実施例が示されており、その中で図1Aの外部電流検出抵抗103が削除されている。上記のように、ON状態の間、コイル102を流れる電流は入力電圧と出力電圧との間の差(Vin−Vout)に比例する割合で増加するであろう。OFF状態の間、コイル102を流れる電流は(−Vout)に比例する割合で減少するであろう。NULL状態の間、コイル102を流れる電流は概ね0になるであろう。
【0020】
図1Aの外部電流検出抵抗103を削除するのに加えて、図1Aのスイッチングコントローラ300の内部にある相互コンダクタンス増幅器400及びゲイン抵抗器407も図5の実施例においては削除されている。積分増幅器411がスイッチングコントローラ300内に設けられ、差動アナログ入力Vdを積分し、アナログ出力VILを生成する。スイッチ412の状態に依存して、積分増幅器411はON信号が送出されているときには、VinとVoutとの間の差を積分し、ON信号が送出されていないときには、グランドとVoutとの間の差を積分するであろう。積分増幅器411に対するデジタル入力NULLは、積分増幅器をゼロ出力状態に初期化する。積分増幅器411の積分機能は、比較的簡単な線形或いはスイッチ技術を用いて容易に実現することができる。積分増幅器411の多くの実現可能な実施形態は、十分に当業者の技術範囲内にある。積分増幅器411は例えば、クロック付き積分器でもあり得る。
【0021】
積分増幅器411は、特に外部電流検出抵抗を必要とすることなく、スイッチ412と共に、コイル102を流れる瞬時電流をミラー電流化するためのおよその方法を実現する。NULL状態にあるとき、NULL信号が送出され、コイル102を流れる電流は0になるであろう。NULL信号が送出される場合、積分増幅器411の出力も0に初期化されるであろう。ON状態にスイッチングされるとき、ON信号が送出され、NULL信号は非送出状態になるであろう。コイル102を流れる電流は、入力電圧Vinで出力電圧Voutとの間の差に比例する割合で増加するであろう。またON状態の間、積分増幅器411の出力VILはVinとVoutとの間の差に比例する割合で増加するであろう。ON状態からOFF状態にスイッチングされるとき、ON信号は送出をやめ、OFF信号が送出されるであろう。コイル102を流れる電流は−Voutに比例する割合で増加するであろう。またOFF状態の間、スイッチ412はグランドに入れ替えられ、積分増幅器411の出力は−Voutに比例する割合で降下するであろう。NULL状態に戻されるとき、積分増幅器411は初期化され、コイル102を流れる電流も0に戻されるであろう。
【0022】
いくつかの実施例が、断続伝導モードにおいて動作するスイッチモードスッテップダウンコントローラ用のコントローラを実現するために上に記載されている。本発明は特定の実施例を参照にして記載されているが、その記載は例示しているに過ぎず、限定するものと見なされるべきではない。本発明の制御構成は、そこに記載される実施例に対する種々の変更例を用いても実現することができるということは、当業者には理解されよう。
【0023】
【発明の効果】
上記のように本コントローラの新規のアプローチを用いることにより、従来のDCMコンバータに比べて、効率及び出力リプル電圧が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】A及びBからなり、Aは断続伝導モードにおいて動作する典型的な従来のステップダウンレギュレータの概略的なブロック図であり、Bは重い、中間並びに軽い負荷条件下における図1Aのコイル102を流れる電流の典型的な波形を示す。
【図2】A及びBからなり、Aは断続伝導モードにおいて動作し、本発明のステップダウンコントローラにより制御されるステップダウンレギュレータの概略的なブロック図であり、Bは重い、中間並びに軽い負荷条件下における図2Aのコイル102を流れる電流の典型的な波形を示す。
【図3】本発明の第1の実施例に従ったステップダウンレギュレータ及びそれを制御するためのステップダウンコントローラの詳細な回路図を示す。
【図4】本発明の第2の実施例に従ったステップダウンレギュレータ及びそれを制御するためのステップダウンコントローラの詳細な回路図を示す。
【図5】本発明の第3の実施例に従ったステップダウンレギュレータ及びそれを制御するためのステップダウンコントローラの詳細な回路図を示す。
【符号の説明】
100 従来のコントローラ
101 トランジスタスイッチ
102 誘導性パスエレメント(コイル)
103 抵抗性素子
104 コンデンサ
105 整流素子
106 同期スイッチ
200 コントローラ
300 ステップダウンコントローラ
301 ステップダウンコントローラ
302 ステップダウンコントローラ
400 相互コンダクタンス増幅器
401 コンパレータ
402 コンパレータ
403 コンパレータ
404 コンパレータ
405 フリップフロップ
406 フリップフロップ
407 ゲイン抵抗器
408 駆動バッファ
410 内部基準電圧
411 積分増幅器
412 スイッチ
Claims (37)
- コントローラ回路により制御される第1のスイッチングデバイスに接続される入力電圧源と、前記入力電圧源により供給される入力電圧より低い概ね一定の出力電圧を供給するための出力端子と、前記出力端子に接続されるコンデンサと、前記第1のスイッチングデバイスと前記出力端子との間に接続される誘導性エネルギーストレージ素子と、前記誘導性エネルギーストレージ素子に直列に接続される電流検出抵抗器と、グランドと前記第1のスイッチングデバイスとの間に接続される整流用デバイスとを有するタイプのステップダウンスイッチングレギュレータを制御するためのコントローラ回路であって、
第1のフィードバック信号を生成するために前記スイッチングレギュレータの出力電圧をモニタするための第1の回路手段と、
第2のフィードバック信号を生成するために前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流をモニタするための第2の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第1の動作状態を開始するための第3の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第2の動作状態を開始するための第4の回路手段と、
前記第2のフィードバック信号に応じて第3の動作状態とするための第5の回路手段とを有し、
前記第1の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が連続的に増加し、また前記第2の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が連続的に減少し、さらに前記第3の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が概ね0に等しくなり、前記第1の動作状態への変化が可能となることを特徴とするコントローラ回路。 - 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定され、また前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の前記最小持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最小ピーク電流を制限し、前記第1の動作状態の前記最大持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最大ピーク電流を制限することを特徴とする請求項4に記載のコントローラ回路。
- 前記第1のフィードバック信号に対して応答することにより、前記最大ピーク電流と前記最小ピーク電流との間にある前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる通常のピーク電流を連続的に変化させるために機能することを特徴とする請求項5に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項1に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項2に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項3に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項4に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項5に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項6に記載のコントローラ回路。
- コントローラ回路により制御される第1のスイッチングデバイスに接続される入力電圧源と、前記入力電圧源により供給される入力電圧より低い概ね一定の出力電圧を供給するための出力端子と、前記出力端子に接続されるコンデンサと、前記第1のスイッチングデバイスと前記出力端子との間に接続される誘導性エネルギーストレージ素子と、グランドと前記第1のスイッチングデバイスとの間に接続される整流用デバイスとを有するタイプのステップダウンスイッチングレギュレータを制御するためのコントローラ回路であって、
第1のフィードバック信号を生成するために前記スイッチングレギュレータの出力電圧をモニタするための第1の回路手段と、
第2のフィードバック信号を生成するために前記誘導性エネルギーストレージ素子間の差動電圧を積分するための第2の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第1の動作状態を開始するための第3の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第2の動作状態を開始するための第4の回路手段と、
前記第2のフィードバック信号に応じて第3の動作状態とするための第5の回路手段とを有し、
前記第1の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる電流が連続的に増加し、前記第2の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が連続的に減少し、また前記第3の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が概ね0に等しくなり、前記第1の動作状態への変化が可能となり、さらに前記第2の回路手段は、前期誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が概ね0に等しくなったとき初期化されることを特徴とするコントローラ回路。 - 前記第2の回路手段がクロック付き積分器からなることを特徴とする請求項13に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項13に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項13に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定され、また前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項13に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の前記最小持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最小ピーク電流を制限し、また前記第1の動作状態の前記最大持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最大ピーク電流を制限することを特徴とする請求項17に記載のコントローラ回路。
- 前記第1のフィードバック信号に対して応答することにより、前記最小ピーク電流と前記最大ピーク電流との間にある前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる通常のピーク電流を連続的に変化させるために機能することを特徴とする請求項18に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項13に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項15に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項16に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項17に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項18に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項19に記載のコントローラ回路。
- コントローラ回路により制御される第1のスイッチングデバイスに接続される入力電圧源と、前記入力電圧源により供給される入力電圧より小さい概ね一定の出力電圧を供給するための出力端子と、前記出力端子に接続されるコンデンサと、前記第1のスイッチングデバイスと前記出力端子との間に接続される誘導性エネルギーストレージ素子間と、グランドと前記第1のスイッチングデバイスとの間に接続される整流用デバイスとを有するタイプのステップダウンスイッチングレギュレータを制御するためのコントローラ回路であって、
第1のフィードバック信号を生成するために前記スイッチングレギュレータの出力電圧をモニタするための第1の回路手段と、
第2のフィードバック信号を生成するために前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流を検出するための第2の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第1の動作状態を開始するための第3の回路手段と、
前記第1のフィードバック信号に応じて第2の動作状態を開始するための第4の回路手段と、
前記第2のフィードバック信号に応じて第3の動作状態とするための第5の回路手段とを有し、
前記第1の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が連続的に増加し、前記第2の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が連続的に減少し、また前記第3の動作状態では、前記誘導性エネルギーストレージ素子内を流れる電流が概ね0に等しくなり、前記第1の動作状態への変化が可能となることを特徴とするコントローラ回路。 - 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項26に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバッ ク信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項26に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の最小持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第1の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定され、また前記第1の動作状態の最大持続時間は、前記第2のフィードバック信号が第2の基準信号より大きくなるまでの時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項26に記載のコントローラ回路。
- 前記第1の動作状態の前記最小持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最小ピーク電流を制限し、また前記第1の動作状態の前記最大持続時間が、前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる最大ピーク電流を制限することを特徴とする請求項29に記載のコントローラ回路。
- 前記第1のフィードバック信号に対して応答することにより、前記最大ピーク電流と前記最小ピーク電流との間にある前記誘導性エネルギーストレージ素子を流れる通常のピーク電流を連続的に変化させるために機能することを特徴とする請求項30に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項26に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項27に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項28に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項29に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項30に記載のコントローラ回路。
- 前記整流用デバイスが第2のスイッチングデバイスを備え、前記第4の回路手段が、前記第2の動作状態の間、前記第2のスイッチングデバイスをターンオンするために動作することを特徴とする請求項31に記載コントローラ回路。
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