JP4255474B2 - プログラムによる位相選択が可能な多相バック・コンバータ - Google Patents
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Description
(1) TSLEW={L×(IMAX−IMIN)}/VOUT
この場合、高圧側スイッチ205と低圧側スイッチ210は、FET整流器の役割を果たす。
(2) TSLEW={L×(IMAX−IMIN)}/(VOUT+VBODY DIODE)
105 位相制御回路
110a,110b,110c,...,110n 位相出力回路
115 位相制御バス
120a,120b,120c,...,120n 出力スイッチ回路
125 出力キャパシタ
130 入力バス
135 負荷
205 高圧側スイッチ
210 低圧側スイッチ
215 スイッチノード
220 出力インダクタ
310 PWM回路
510 周期波形発生器
605 デジタル・アナログ・コンバータ
620 高利得誤差増幅器
700 ドループ回路
705 電流信号バッファ
850 ステップダウン検出回路
1005 スタート時間回路
1010 チャージ・オン持続時間回路
1015 電流検知回路
1020 S−Rラッチ
1025 ANDゲート
1105 位相タイミング比較器
1110 1回パルス発生器
1255a,1255b ピン
1260 ノード
1265a,1265b 抵抗器
1310 傾斜波発生器
1315 ボディーブレーキ検出増幅器
1320 分数乗算器
1405 クランプ回路
1410 電流源
1450 位相誤差検出増幅器
1455 分数乗算器
1505 インダクタ電流検出回路
1515 電流検知増幅器
1520 電流比較器
1525 電流平均抵抗器
1605 合計回路
1805 過熱検知回路
1820 温度検知回路
1900 単相バック・コンバータ
1905 高圧側スイッチ
1910 低圧側スイッチ
1915 スイッチノード
1920 出力インダクタ
1925 出力キャパシタ
1930 制御回路
1935 負荷
2000 多相DC−DCバック・コンバータ
2010 制御回路
2105 コンバータ出力電流検知回路
2120,2125 抵抗器
2130 位相停止用比較器
2205 加算器ユニット
Claims (17)
- 入力電圧から所望の出力電圧を生成して、この出力電圧を負荷に与えるバック・コンバータであって、
出力電圧を与える出力キャパシタと、
前記出力キャパシタと接続された対応する出力インダクタを具備し、この対応する出力インダクタを介して、出力キャパシタに、対応する位相出力電流を与える複数の出力スイッチ回路と、
前記各出力スイッチ回路と接続され、かつこの出力スイッチ回路によって供給される、前記対応する位相出力電流を設定するよう制御可能な複数の位相出力回路であって、このバック・コンバータの出力電流を表わす信号が、対応するプログラム可能な閾値信号を下回るときには、それぞれが、対応する出力スイッチ回路の作動を停止するように作動する位相出力回路と、
出力電圧が所望の電圧に概ね等しくなるように、前記出力スイッチ回路によって供給される対応する位相出力信号を設定すべく、前記位相出力回路を制御する位相制御回路とを備えるバック・コンバータ。 - 前記各出力スイッチ回路は、高圧側スイッチと、前記各出力スイッチ回路の出力インダクタが接続されたスイッチノードを介して、前記高圧側スイッチに接続された低圧側スイッチを備えていることを特徴とする請求項1記載のバック・コンバータ。
- 前記位相制御回路が前記位相出力回路を制御する際に、位相タイミング信号と、パルス幅変調(PWM)制御信号と、平均インダクタ電流信号が経由する位相制御バスをさらに備え、前記各位相出力回路は、前記位相タイミング信号に従って、前記各出力スイッチ回路の高圧側スイッチをONに切り替えるスタート時間回路と、前記PWM制御信号に従って、前記高圧側スイッチをOFFに切り替えるチャージ・オン持続時間回路とを具備することを特徴とする請求項2記載のバック・コンバータ。
- 前記チャージ・オン持続時間回路は、電流差信号を受ける傾斜波発生器と、この傾斜波発生器と接続され、かつ前記PWM制御信号を受けるチャージ・オン持続時間増幅器とを具備し、前記傾斜波発生器は、前記電流差信号とデフォルト電圧に従って、傾斜波出力信号を生成し、前記チャージ・オン持続時間増幅器は、前記傾斜波出力信号とPWM制御信号に従って、高圧側スイッチをOFFに切り替えることを特徴とする請求項3記載のバック・コンバータ。
- 前記傾斜波発生器は、前記傾斜波出力信号を受ける傾斜波キャパシタと、傾斜波出力信号を受け、かつ前記デフォルト電圧を印加されるクランプ回路と、傾斜波出力信号源および前記接地電圧の間に設けられ、前記電流差信号に応じて制御しうる、プログラム可能な電流源とを具備することを特徴とする請求項4記載のバック・コンバータ。
- 前記位相制御バスは、所望電圧を表わす信号を通し、前記各位相出力回路は、この所望電圧を表わす信号を受け、前記デフォルト電圧は、この所望電圧を表わす信号に従って設定されることを特徴とする請求項5記載のバック・コンバータ。
- 前記傾斜波発生器は、前記位相出力回路が、前記平均インダクタ電流信号に合致する位相出力電流を与えることができないときに位相誤差信号を生成する位相誤差検知回路をさらに具備することを特徴とする請求項5記載のバック・コンバータ。
- 前記チャージ・オン持続時間回路は、より低い所望電圧の要求と、負荷電流の減少要求の少なくとも一方に従って、高圧側スイッチと低圧側スイッチをOFFに切り替えるボディーブレーキ検知増幅器をさらに具備することを特徴とする請求項4記載のバック・コンバータ。
- 前記各位相出力回路は、前記出力インダクタの第1のノードおよび第2のノードに接続されるとともに前記平均インダクタ電流信号を受ける電流検知回路さらに具備し、この電流検知回路は、対応する位相出力電流を検知し、平均インダクタ電流信号とこの位相出力電流に従って電流差信号を生成することを特徴とする請求項3記載のバック・コンバータ。
- 前記電流検知回路は、前記対応する出力インダクタの第1のノードおよび第2のノードに接続された電流検出回路と、この電流検出回路の出力側に接続され、かつ前記平均インダクタ電流信号を受ける電流比較器とを具備し、かつ前記電流検出回路の出力と平均インダクタ電流信号に従って電流差信号を生成することを特徴とする請求項9記載のバック・コンバータ。
- 前記位相制御回路は、前記位相タイミング信号を生成する位相タイミング回路と、前記PWM制御信号を生成するPWM回路とを具備することを特徴とする請求項3記載のバック・コンバータ。
- 前記位相タイミング回路は、プログラム可能なオシレータ回路と、このプログラム可能なオシレータ回路に接続された周期波形発生器とを具備し、前記プログラム可能なオシレータ回路の周波数は、周波数選択装置を介して選択することができ、前記周期波形発生器は、プログラム可能なオシレータ回路の周波数に従って、前記位相タイミング信号を生成することを特徴とする請求項11記載のバック・コンバータ。
- 前記PWM回路は、複数の電圧認識デジタル(VID)信号に応じて、前記所望電圧を表わす変数を生成するデジタル・アナログ・コンバータと、この所望電圧を表わす変数を入力され、かつ出力電圧を印加される高利得誤差増幅器とを具備し、前記高利得誤差増幅器は、前記所望電圧を表わす変数および出力電圧に従って、PWM制御信号を生成することを特徴とする請求項11記載のバック・コンバータ。
- 前記PWM回路は、前記出力電圧が、前記負荷を流れる電流の増加に比例して低下するように、前記PWM信号を修正するドループ部分を含むことを特徴とする請求項11記載のバック・コンバータ。
- 前記各位相制御回路と位相出力回路は、各集積回路の温度が、それぞれの温度閾値を上回ったときには、VRHOT信号を生成する過熱検出回路を具備することを特徴とする請求項3記載のバック・コンバータ。
- 入力電圧から生成される所望の出力電圧を、出力インダクタに接続された出力キャパシタを介して負荷に与えるバック・コンバータの位相出力回路であって、出力インダクタ、高圧側スイッチ、および低圧側スイッチを具備する出力スイッチ回路に接続可能であり、かつ前記バック・コンバータの出力電流を表わす信号が、プログラム制御可能な閾値信号を下回ったときには、前記出力スイッチの高圧側スイッチと低圧側スイッチを停止する回路を具備する位相出力回路。
- 前記バック・コンバータの出力電流を表わす信号が、プログラム可能な閾値信号を下回ったときに、前記出力スイッチの高圧側スイッチと低圧側スイッチを停止する位相出力回路は、前記バック・コンバータの出力電流を表わす信号を生成するコンバータ出力電流検出回路と、前記バック・コンバータの出力電流を表わす信号、および前記プログラム可能な閾値信号を入力され、かつ前記バック・コンバータの出力電流を表わす信号が、プログラム可能な閾値信号を下回ったときに、前記出力スイッチの高圧側スイッチと低圧側スイッチを停止する停止信号を生成する位相停止比較器とを具備することを特徴とする請求項16記載の位相出力回路。
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