JP4366422B2 - Dc−dcコンバータ用垂下増幅器回路 - Google Patents

Dc−dcコンバータ用垂下増幅器回路 Download PDF

Info

Publication number
JP4366422B2
JP4366422B2 JP2007502925A JP2007502925A JP4366422B2 JP 4366422 B2 JP4366422 B2 JP 4366422B2 JP 2007502925 A JP2007502925 A JP 2007502925A JP 2007502925 A JP2007502925 A JP 2007502925A JP 4366422 B2 JP4366422 B2 JP 4366422B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
amplifier
coupled
inverting input
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007502925A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007528689A (ja
Inventor
ヨッフム,トーマス,エイ
クライネ,ジョン,エス
Original Assignee
インターシル アメリカズ インク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by インターシル アメリカズ インク filed Critical インターシル アメリカズ インク
Publication of JP2007528689A publication Critical patent/JP2007528689A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4366422B2 publication Critical patent/JP4366422B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は垂下増幅器に関し、より詳細には比較的低性能な、単純な増幅器素子を使用できる垂下増幅器回路に関する。
いくつかの様式のDC−DCレギュレータでは、出力電圧が負荷電流に比例して降下(或いは「垂下」)するのが望ましい。垂下回路は通常、負荷電流に関係する出力パラメーターを感知して対応する垂下電圧を提供することにより垂下量を制御するように設け構成される。垂下量は、DC−DCレギュレータから電力を受信する負荷の製造業者によって規定され得る。マイクロプロセッサーの製造業者は通常、低負荷或いは負荷なしの状態と全負荷の状態との間の様々な負荷レベルに対して電圧源レベルを規定する。例えば、電圧源は、マイクロプロセッサーが所定の高負荷レベルに達するとき、所定の電圧レベルに減少(して、普通中間の比例量だけ垂下)するように規定される。
従来の垂下増幅器回路は、いくつかの欠点を有する演算増幅器などを含んだ。この増幅器は、高速電流出力(di/dt)及び高速出力電圧応答(dv/dt)を生成できる高速素子である必要があった。多相DC−DCコンバータの各位相ノードでは、対応する抵抗器を通って垂下増幅器の反転入力へ反射される大きくかつ高速な電圧遷移が生じる。各位相ノードのすべてのそのような遷移に応じて、垂下増幅器の出力によりフィードバックキャパシタを通る大量の電流を非常に迅速に送出してフィードバックを維持するようにしなければならなかった。よって、増幅器はその出力で非常に高いdi/dtを送出することができなければならなかった。また、出力電圧は負荷状態に応じて高速電圧遷移を示す。例えば、出力電圧は負荷電流レベルの大きくかつ突然の増加に応じてほとんど瞬間的に降下する。従来の垂下増幅器の出力は、そのような出力電圧遷移にできるだけ迅速に応答しなければならなかった。よって、増幅器の出力により高速電圧遷移(dv/dt)を生成して垂下電圧を維持するようにしなければならなかった。
垂下増幅器の要件を著しく緩和する垂下増幅器回路を提供することが望ましい。
本発明の実施の形態による垂下増幅器回路はDC−DCレギュレータ用に提供される。ここで、垂下増幅器回路は増幅器、少なくとも1つの第1の抵抗素子、第2の抵抗素子、3の抵抗素子、及び第1の容量素子を含む。DC−DCレギュレータは、対応する位相ノードと出力との間に結合された少なくとも1つの出力誘導子を含む。各第1の抵抗素子は、対応する出力誘導子と増幅器の非反転入力との間の結合用である。第1の容量素子は、DC−DCレギュレータ出力と増幅器の出力との間の結合用である。第2の抵抗素子は、DC−DCレギュレータ出力と増幅器の反転入力との間の結合用である。第3の抵抗素子は、増幅器の反転入力と出力との間に結合される。
例示した垂下増幅器回路は、増幅器の緩和された要件を可能にする。増幅器は低電力増幅器でよい。それはその出力で比較的低いdi/dt及びdv/dt応答を示し得る。それは高周波数で高出力インピーダンスを有するトランスコンダクタンス増幅器でよい。一般に、比較的小さく、単純かつ低性能な増幅器は所望の結果を達成するのに十分である。回路面積及び電力はこのように減少される。増幅器の低入力オフセット電圧は、従来の垂下増幅器回路に必要な増幅器と比較して、より容易に達成される。
一実施の形態では、第1の抵抗素子の各々は、DC−DCコンバータの対応する位相ノードへの結合用である。この場合、第2の容量素子は、DC−DCレギュレータ出力と増幅器の非反転入力との間の結合用に設けられる。第4の抵抗素子は第2の容量素子と並列に結合し得る。
他の実施の形態では、DC−DCレギュレータは、各出力誘導子とDC−DCレギュレータ出力の間に結合された電流センス抵抗器を含む。この場合、各第1の抵抗素子は、対応する電流センスノードへの結合用である。また、第4の抵抗素子は、DC−DCレギュレータ出力と増幅器の非反転入力との結合用に設けられる。
本発明の実施の形態による多相DC−DCコンバータは、多数のスイッチング回路、制御ロジック及び垂下回路を含む。各スイッチング回路は、入力電圧を、対応するPWM信号に基づいて対応する位相ノードを介して対応する出力誘導子に通すように切り替えて出力ノードで出力電圧を発生する。制御ロジックは、出力電圧及び垂下電圧をモニターしてPWM信号を発生する。垂下回路は、出力ノードに対する垂下電圧を発生する増幅器、多数の第1の抵抗器、第2及び第3の抵抗器及び第1のキャパシタを含む。各第1の抵抗器は、対応する出力誘導子と増幅器の非反転入力との間に結合される。第1のキャパシタは、出力ノードと増幅器の出力との間に結合される。第2の抵抗器は、出力ノードと増幅器の反転入力との間に結合される。第3の抵抗器は、増幅器の反転入力と出力の間に結合される。
一実施の形態では、第1の抵抗器の各々は対応する位相ノードに結合し得る。この場合、第2のキャパシタは、出力ノードと増幅器の非反転入力との間に結合される。第4の抵抗器は第2のキャパシタと並列に含まれて結合され得る。
代替実施の形態では、多相DC−DCコンバータは、各々が対応する出力誘導子と出力ノードとの間に結合された多数の電流センス抵抗器を含む。この場合、各第1の抵抗器は、位相ノードにではなく対応する電流センスノードに結合し得る。再び、第4の抵抗器は、出力ノードと増幅器の非反転入力との間に設けられ結合され得る。
出力電圧垂下要件を有する負荷は、出力ノードに結合し得る。特定の構成では、負荷はマイクロプロセッサーである。
以下の記述は、当業者が本発明を特定用途とその要件との関係内で提供されるように作って使用できるように提示される。しかしながら、好ましい実施の形態に対する様々な修正が当業者には明白であろう。ここに定義された一般的な原理は、他の実施の形態に適用し得る。したがって、本発明は、ここに示し記述した特定の実施の形態に限定されることなく、ここに開示した原理と新規の特徴とに一貫した最も広い範囲を与えられるべきである。
図1は、本発明の実施の形態に従って実行される多相降圧モードパルス幅変調(PWM)DC−DCレギュレータ100の単純化された概略ブロック図である。レギュレータ100は、N個のPWM信号PWM1, PWM2, . . . , PWMNを、レギュレータ100用のN個のチャネルを形成するそれぞれのN個のゲートドライバーGD1, GD2, . . . , GDNに提供するPWMコントローラー或いは制御ロジック101を含む。Nは1よい大きい任意の正の整数である。第1のチャネルでは、PWM1信号は、一対の電子電力スイッチング素子或いはスイッチQ11及びQ12のターンオン及びターンオフを制御する第1のゲートドライバーGD1に提供される。特に、ゲートドライバーGD1は、上部(或いは高側)スイッチQ11の制御端末(例えばゲート)に提供される上部ゲートスイッチング信号UG1を発生すると共に、低部(或いは低側)スイッチQ12の制御端末に提供される低部ゲートスイッチング信号LG1を発生する。
図示した特定の構成では、スイッチQ11及びQ12を、一対の電源レール(例えばVIN及び接地(GND))間に直列に結合されたドレインソース電流路を有するNチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスター(MOSFET)として図示する。他のタイプの電子スイッチング素子が考えられる。スイッチQ11のドレインはVINに結合され、そのソースは位相ノードPH1でスイッチQ12のソースに結合される。Q12のソースはGNDに結合される。位相ノードPH1は出力誘導子L1の一端に結合され、出力誘導子L1の他端は出力信号VOUTを発生する共通の出力ノードVOUTに結合される。ノード及びノードで発生する信号は、別に示さない限り、ここでは同じ名前で呼ぶ。
レギュレータ100の残りのチャネル2〜Nは、第1のチャネルと略同様に構成される。PWM2(或いはPWMN)信号は、ゲートドライバーGD2(或いはGDN)に提供され、ゲートドライバーGD2(或いはGDN)は、信号UG2及びLG2(或いはUGN及びLGN)を提供して、位相ノードPH2(或いはPHN)で一緒に結合されたスイッチQ21及びQ22(或いはQN1及びQN2)を駆動する。位相ノードPH2(或いはPHN)は、出力誘導子L2(或いはLN)を介してVOUTに結合される。VOUTノードは、負荷貯蔵キャパシタ105と負荷107とに結合される。負荷貯蔵キャパシタ105と負荷107は両方とも電源レール(例えばGND)に接続される。負荷107は、マイクロプロセッサー(μP)などのような任意のタイプの回路或いはロジックである。VOUT信号は、制御回路101と垂下回路109とにフィードバックされる。垂下回路109は垂下電圧VDROOPを発生し、垂下電圧VDROOPは制御ロジック101にフィードバックされる。レギュレータ100の多数の位相或いはチャネルは、並列に結合されVOUT信号を発生する。各チャネルのスイッチは、択一的に作動されVOUTを発生する。各位相ノードPH1〜PHNは大きくかつ高速な遷移を示す。多相レギュレータ100では、各チャネルは別個の位相ノード及び出力誘導子を含む。
DC−DCのレギュレータ100を含むいくつかの様式のDC−DCレギュレータでは、出力電圧VOUTが負荷電流に比例して降下(或いは「垂下」)するのが望ましい。
垂下回路109は、負荷電流に関係する出力パラメーターを感知して、VOUTの垂下量を制御するように構成される。この場合、垂下回路100は、CSN信号としてまとめて示した、各チャネルの電流センス(CS)ノードに結合され、負荷状態に応じた出力電圧VOUTの「垂下」或いは減少の量を制御するようにVDROOPを発生する。いくつかの実施の形態では、以下に更に述べるように、特定の構成に依存して他のセンス場所が考えられるが、CSN信号はPH1〜PHN信号となる。垂下量は、レギュレータ100から電力を受信する1つ以上の負荷部品の製造業者によって規定され得る。例として、レギュレータ100は、所定の電圧レベル、例えば1ボルト(V)でVOUT信号を発生して、負荷なし或いは低い負荷の状態下、例えば10アンペア(A)以下の引出電流でマイクロプロセッサーに電源電圧を提供する。VOUT信号は、マイクロプロセッサーが所定の高負荷レベルに達するとき、所定の電圧レベルに減少 (して普通中間の比例量だけ垂下)するべくマイクロプロセッサーの製造業者によって規定される。例として、VOUTは、マイクロプロセッサーが50Aの高負荷電流レベルを引出すとき、0.9Vに降下するように規定され得る。垂下回路109は、様々な負荷状態下で所定の垂下量を制御するように意図される。
図2は、従来技術に基づいて実行された従来の垂下増幅器回路200の概略図である。図示した従来の垂下増幅器回路200は、N個の位相ノードPH1〜PHNを有するNチャネルの場合に対して実行され、そうでなければ従来の垂下方法を実行すべく垂下回路109として使用されるだろう。位相ノードPH1〜PHNは、対応する抵抗器R1, R2, . . . , RNをそれぞれ介して増幅器A1の反転入力に結合される。増幅器A1は通常、演算増幅器などである。フィードバックキャパシタCは増幅器A1の反転入力と出力との間に結合され、VOUTは増幅器A1の非反転入力に結合される。この単純化された例では、増幅器A1の出力によりVDROOP信号の正極(+)を提供し、VOUTによりVDROOPの負極(−)を提供する。
従来の垂下増幅器回路200は、特に増幅器A1に関係した、いくつかの欠点を有する。増幅器A1は、高速電流出力(di/dt)及び高速出力電圧応答(dv/dt)を生成することができる高速素子でなければならない。位相ノードPH1〜PHNの各々は、対応する抵抗器R1〜RNを介して増幅器A1の反転入力へ反射される大きくかつ高速の電圧遷移を有する。位相ノードのすべてのそのような遷移に応じて、増幅器A1の出力により、フィードバックキャパシタCを通る大量の電流を非常に迅速に送出してフィードバックを維持するようにしなければならない。よって、増幅器A1は、その出力で非常に高いdi/dtを送出することができなければならない。また、VOUTは負荷状態に応じて高速電圧遷移を示す。例えば、VOUTは、負荷の電力消費量の大きくかつ突然の増加に応じて、例えば負荷電流レベルの付随する即時のステップに1Vから0.9Vへほとんど瞬間的に降下する。増幅器A1の出力は、VOUT遷移にできるだけ迅速に応答しなければならない。よって、増幅器A1の出力により高速電圧遷移(dv/dt)を生成してフィードバックを維持する、例えばVDROOPを略同一レベルに維持するようにしなければならない。
図3は、本発明の例示する実施の形態に従って実行された垂下増幅器回路300の概略図である。1つの例示する実施の形態では、垂下増幅器回路300は垂下回路109として使用される。この場合、位相ノードPH1〜PHNは、対応する抵抗器R1, R2, . . . , RNをそれぞれ介して増幅器A2の非反転入力に結合される。増幅器A2は通常、高周波数で高出力インピーダンスを有するトランスコンダクタンス増幅器などである。VOUTは、抵抗器RAを介して増幅器A2の反転入力に結合される。或いは、以下に更に述べるように、ノードVOUT´が出力ノードへの結合用に使用される。キャパシタCAは、増幅器A2の非反転入力とVOUTとの間に結合される。フィードバック抵抗器RBは、増幅器A2の反転入力と出力との間に結合される。キャパシタCBは、VOUTと増幅器A2の出力との間に結合される。増幅器A2の出力によりVDROOP信号の正極(+)を提供し、VOUTによりVDROOPの負極(−)を提供する。
位相ノードPH1〜PHNの大きく高速な遷移は、増幅器A2の非反転入力での入力抵抗器R1〜RNとキャパシタCAとの結合によって減速される。よって、増幅器A2は、di/dt要件が大幅に減少されるように高速電流遷移で応答する必要はない。増幅器A2は、高周波数で高出力インピーダンスを有する。キャパシタCBは、増幅器A2の出力にVOUTの高速エッジを結合するので、増幅器A2はその出力で高速電圧遷移を生成する必要はない。よって、増幅器A2の出力でのdv/dt要件が大幅に減少される。このように、垂下増幅器回路300は高速増幅器を必要としないので、比較的小さく、単純で低性能な増幅器は所望の結果を達成するのに十分である。回路面積及び電力はよって減少される。増幅器A2の低入力オフセット電圧は、従来の垂下増幅器回路100の増幅器A1に比較して、より容易に達成される。
図4は、本発明の他の例示する実施の形態に従って実行された垂下増幅器回路400の概略図である。垂下増幅器回路400も垂下回路109として使用され得る。垂下増幅器回路400は垂下増幅器回路300にほぼ似ており、同様の部品は同一参照番号で表す。追加の抵抗器RCが、VOUT(或いはVOUT´)と増幅器A2の非反転入力との間に結合される。
図5は、本発明の他の例示する実施の形態に従って実行された垂下増幅器回路500の概略図である。垂下増幅器回路500も垂下回路109として使用され得る。垂下増幅器回路500は垂下増幅器回路300にほぼ似ており、同様の部品は同一参照番号で表す。キャパシタCAは除去される。この場合、レギュレータ100は、図示するようなそれぞれの出力誘導子L1〜LNとVOUTとの間に結合された追加のセンス抵抗器RS1〜RSNを含む。センス抵抗器RS1〜RSNは、非常に小さな値、例えば10ミリオーム(mΩ)程度の抵抗器である。抵抗器R1〜RNは、出力誘導子L1〜LNと対応するセンス抵抗器RS1〜RSNとの間の接合に結合される。この接合はCSNノード或いは信号を形成する。抵抗器R1〜RNは、比較的高い値、例えば10キロオーム(kΩ)程度の抵抗器である。垂下増幅器回路500は、誘導子L1〜LNを通る負荷電流を感知するためにセンス抵抗器RS1〜RSNを含めるいくつかの製造業者に好適である。これにより、抵抗器R1〜RNを出力誘導子とセンス抵抗器との間の中間の接合に結合できる。VOUT(或いはVOUT´)信号の遷移は位相ノード遷移より著しく小さいので、キャパシタCAを省略し得るが、キャパシタCBは増幅器A2の出力で設けられたままである。
図6は、垂下増幅器300と400とを、代替VOUT´ノードを形成する出力ノードに抵抗的に結合する代替実施の形態を示す概略図である。出力誘導子L1〜LNは各々、対応するノード601と603との間に結合して示す。各対は、それぞれの出力誘導子が下のプリント回路基板(PCB)に半田付けされる物理的な位置或いは点を表す。各ノード601は位相ノードPH1〜PHNのそれぞれの1つに結合され、ノード603はVOUTにまとめて結合される。前述したように、位相ノードPH1〜PHNは、それぞれの抵抗器R1〜RNを介して増幅器A2の非反転入力に結合される。図示するように、抵抗器R1〜RNは各々、対応する出力誘導子に結合するノード601の対応する1つに結合される。各位相ノードとその対応する出力誘導子との間を流れる電流は比較的高い、例えば数十アンペア程度であるので、対応する出力誘導子がPCBに半田付けされる特定の位置への抵抗器R1〜RNの接続によりエラーが減少される。抵抗器R1〜RNは、前述したように、比較的高い値、例えば10キロオーム(kΩ)程度の抵抗器である。
抵抗器RV1〜RVNの他のセットは各々、その一端が出力誘導子L1〜LNの対応する1つの対応するノード603に結合され、他端がVOUT´ノードを形成すべく結合される。この代替実施の形態では、VOUT´ノードは、キャパシタCAと抵抗器RAとの間の接合に代わりに結合されて、VOUTではなくVDROOPの負の電圧基準を形成する。抵抗器RV1〜RVNは、出力誘導子L1〜LNと負荷107との間のPCBトレース抵抗によって発生するVDROOPの如何なるエラーをも減少或いは除去する。抵抗器RV1〜RVNは、より大きな抵抗器R1〜RNに比較して、比較的小さな値、例えば10Ω程度の抵抗器である。
図7は、垂下増幅器500を、代替VOUT´ノードを形成する出力ノードに抵抗的に結合する代替実施の形態を示す概略図である。この場合、センス抵抗器RS1〜RSNは各々、多数のノード701の対応する1つに結合される。各ノード701は、それぞれのセンス抵抗器が下のPCBに半田付けされる物理的な位置或いは点を表す。抵抗器RV1〜RVNの各々は、その一端がノード701のそれぞれの1つにあるセンス抵抗器RS1〜RSNの対応する1つに結合されると共に、他端が代替VOUT´ノードを形成する。VOUT´ノードは、代わりに抵抗器RAに結合され、VOUTではなくVDROOPの負の電圧基準を形成する。抵抗器RV1〜RVNは、センス抵抗器と負荷107との間のPCBトレース抵抗によって発生するVDROOPの如何なるエラーをも減少或いは除去する。前述したように、センス抵抗器RS1〜RSNは一層小さい、例えば10mΩ程度であるが、抵抗器RV1〜RVNは再び比較的小さな値、例えば10Ω程度の抵抗器である。
本発明をそのある好ましいバージョンについてかなり詳細に記述したが、他のバージョン及び変更は可能でありかつ考えられる。例えば、本発明を多相DC−DCレギュレータに対して図示したが、それはまた単一位相DC−DCレギュレータを含む他のタイプのレギュレータに適用され得る。当業者は、請求の範囲によって定義したような発明の精神及び範囲から逸脱せずに本発明の同一目的を提供するように他の構造を設計或いは修正する基礎として開示概念及び特定の実施の形態を容易に使用できることを理解するべきである。
図1は、本発明の実施の形態に基づいて実施された多相降圧モードパルス幅変調(PWM)DC−DCレギュレータ100の単純化した概略ブロック図である。 図2は、従来技術に基づいて実施された従来の垂下増幅器回路の概略図である。 図3は、図1の垂下回路として使用され得る、本発明の例示した実施の形態に基づいて実施された垂下増幅器回路の概略図である。 図4は、図1の垂下回路としてまた使用され得る、本発明の他の例示した実施の形態に基づいて実施された垂下増幅器回路の概略図である。 図5は、図1の垂下回路としてまた使用され得る、本発明の他の例示した実施の形態に基づいて実施された垂下増幅器回路の概略図である。 図6は、図3及び図4の垂下増幅器を出力ノードに抵抗的に結合する代替実施の形態を示す概略図である。 図7は、図5の垂下増幅器を出力ノードに抵抗的に結合する代替実施の形態を示す概略図である。

Claims (20)

  1. 少なくとも1つの位相ノードの対応する1つと出力との間に結合された少なくとも1つの出力誘導子を備えたDC−DCレギュレータ用垂下増幅器回路であって、
    反転入力、非反転入力及び出力を有する増幅器、
    各々が対応する出力誘導子と前記増幅器の前記非反転入力との間を結合する少なくとも1つの第1の抵抗素子、
    DC−DCレギュレータ出力と前記増幅器の前記出力との間を結合する第1の容量素子
    前記DC−DCレギュレータ出力と前記増幅器の前記反転入力との間を結合する第2の抵抗素子、及び
    前記増幅器の前記反転入力と前記出力との間に結合された第3の抵抗素子を含むことを特徴とする垂下増幅器回路。
  2. 前記少なくとも1つの第1の抵抗素子の各々が前記DC−DCレギュレータの対応する位相ノードに結合され、前記DC−DCレギュレータ出力と前記増幅器の前記非反転入力との間に結合された第2の容量素子を更に含むことを特徴とする請求項1記載の垂下増幅器回路。
  3. 前記第2の容量素子と並列に結合された第4の抵抗素子を更に含むことを特徴とする請求項2記載の垂下増幅器回路。
  4. 各々が前記少なくとも1つの出力誘導子の対応する1つの出力端子に結合された第1の端と、前記DC−DCレギュレータ出力の代わりに前記第1及び第2の容量素子と前記第2の抵抗素子とに結合される代替出力ノードを形成する第2の端とを有する少なくとも1つの第4の抵抗素子を更に含むことを特徴とする請求項2記載の垂下増幅器回路。
  5. 前記DC−DCレギュレータが対応する出力誘導子と前記DC−DCレギュレータ出力との間に結合された少なくとも1つの電流センス抵抗器を含み、前記少なくとも1つの第1の抵抗素子の各々が対応する電流センスノードに結合されることを特徴とする請求項1記載の垂下増幅器回路。
  6. 前記DC−DCレギュレータ出力と前記増幅器の前記非反転入力との間に結合された第4の抵抗素子を更に含むことを特徴とする請求項5記載の垂下増幅器回路。
  7. 各々が前記少なくとも1つの電流センス抵抗器の対応する1つの出力端子に結合された第1の端と、前記DC−DCレギュレータ出力の代わりに前記第1の容量素子と前記第2の抵抗素子とに結合される代替出力ノードを形成する第2の端とを有する少なくとも1つの第4の抵抗素子を更に含むことを特徴とする請求項5記載の垂下増幅器回路。
  8. 前記増幅器は、電力増幅器を含むことを特徴とする請求項1記載の垂下増幅器回路。
  9. 前記増幅器は、減少したdi/dt及びdv/dt応答を示すことを特徴とする請求項1記載の垂下増幅器回路。
  10. 前記増幅器は、高周波数で高出力インピーダンスを有するトランスコンダクタンス増幅器を含むことを特徴とする請求項1記載の垂下増幅器回路。
  11. 各々が入力電圧を、複数のパルス幅変調(PWM)信号の対応する1つに基づいて複数の位相ノードの対応する1つを介して複数の出力誘導子の対応する1つに通すように切り替えて出力ノードで出力電圧を発生する複数のスイッチング回路、
    前記出力電圧と垂下電圧とをモニターして前記複数のPWM信号を発生する制御ロジック、及び
    前記垂下電圧を提供する垂下回路であって、
    反転入力、非反転入力、及び前記出力ノードに対する前記垂下電圧を発生する出力を有する増幅器、
    各々が対応する出力誘導子と前記増幅器の前記非反転入力との間に結合された複数の第1の抵抗器、
    前記出力ノードと前記増幅器の前記出力との間に結合された第1のキャパシタ、
    前記出力ノードと前記増幅器の前記反転入力との間に結合された第2の抵抗素子、及び
    前記増幅器の前記反転入力と前記出力との間に結合された第3の抵抗素子を含む前記垂下回路を含むことを特徴とする多相DC−DCコンバータ。
  12. 前記複数の第1の抵抗器の各々が対応する位相ノードに結合され、前記出力ノードと前記増幅器の前記非反転入力との間に結合された第2のキャパシタを更に含むことを特徴とする請求項11記載の多相DC−DCコンバータ。
  13. 前記第2のキャパシタと並列に結合された第4の抵抗器を更に含むことを特徴とする請求項12記載の多相DC−DCコンバータ、
  14. 各々が前記複数の出力誘導子の対応する1つの出力端子に結合された第1の端と、前記出力ノードの代わりに前記第1及び第2のキャパシタと前記第2の抵抗器とに結合される代替出力ノードを形成する第2の端とを有する複数の第4の抵抗器を更に含むことを特徴とする請求項12記載の多相DC−DCコンバータ。
  15. 各々が対応する出力誘導子と前記出力ノードとの間に結合された複数の電流センス抵抗器であって、複数の電流センスノードが対応する電流センス抵抗器と対応する出力誘導子との間に各々形成され、前記複数の第1の抵抗器の各々が前記複数の電流センスノードの対応する1つに結合される前記電流センス抵抗器を更に含むことを特徴とする請求項11記載の多相DC−DCコンバータ。
  16. 前記出力ノードと前記増幅器の前記非反転入力との間に結合された第4の抵抗器を更に含むことを特徴とする請求項15記載の多相DC−DCコンバータ。
  17. 各々が前記複数の電流センス抵抗器の対応する1つの出力端子に結合された第1の端と、前記出力ノードの代わりに前記第1のキャパシタと前記第2の抵抗器とに結合される代替出力ノードを形成する第2の端とを有する複数の第4の抵抗器を更に含むことを特徴とする請求項15記載の多相DC−DCコンバータ。
  18. 前記増幅器は、電力増幅器を含むことを特徴とする請求項11記載の多相DC−DCコンバータ。
  19. 前記増幅器は、減少したdi/dt及びdv/dt応答を示すことを特徴とする請求項11記載の多相DC−DCコンバータ。
  20. 前記増幅器は、高周波数で高出力インピーダンスを有するトランスコンダクタンス増幅器を含むことを特徴とする請求項11記載の多相DC−DCコンバータ。
JP2007502925A 2004-03-11 2005-03-08 Dc−dcコンバータ用垂下増幅器回路 Expired - Fee Related JP4366422B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55265904P 2004-03-11 2004-03-11
US10/854,357 US7064528B2 (en) 2004-03-11 2004-05-26 Droop amplifier circuit
PCT/US2005/007561 WO2005091111A1 (en) 2004-03-11 2005-03-08 Droop amplifier circuit for a dc-dc converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007528689A JP2007528689A (ja) 2007-10-11
JP4366422B2 true JP4366422B2 (ja) 2009-11-18

Family

ID=34922779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007502925A Expired - Fee Related JP4366422B2 (ja) 2004-03-11 2005-03-08 Dc−dcコンバータ用垂下増幅器回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7064528B2 (ja)
JP (1) JP4366422B2 (ja)
KR (1) KR100881537B1 (ja)
TW (1) TWI348809B (ja)
WO (1) WO2005091111A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101204002B (zh) * 2005-04-12 2011-07-06 意法半导体股份有限公司 多相电压调节器
US7774808B2 (en) 2006-08-01 2010-08-10 Att Knowledge Ventures, L.P. Method and apparatus for distributing geographically restricted video data in an internet protocol television (IPTV) system
US8213426B2 (en) 2007-01-30 2012-07-03 At&T Ip I, Lp Method and system for multicasting targeted advertising data
US7928704B2 (en) * 2007-08-24 2011-04-19 Upi Semiconductor Corporation Droop circuits and multi-phase DC-DC converters
US8030908B2 (en) 2007-12-13 2011-10-04 Upi Semiconductor Corporation Control method for multi-phase DC-DC controller and multi-phase DC-DC controller
US7710084B1 (en) 2008-03-19 2010-05-04 Fairchild Semiconductor Corporation Sample and hold technique for generating an average of sensed inductor current in voltage regulators
US7863875B1 (en) 2008-04-23 2011-01-04 Fairchild Semiconductor Corporation Non-linear control techniques for improving transient response to load current step change
US7764054B1 (en) 2008-05-21 2010-07-27 Fairchild Semiconductor Corporation Voltage regulator with current-mode dual-edge width modulation and non-linear control
CN103219885B (zh) * 2012-01-20 2015-08-12 百富(澳门离岸商业服务)有限公司 Dc至dc转换器
TWM435632U (en) 2012-04-16 2012-08-11 Richtek Technology Corp Multiphase dc-dc converter and control device thereof
US9300202B2 (en) * 2012-05-10 2016-03-29 Intersil Americas LLC System and method of dynamic droop for switched mode regulators
TWM443878U (en) * 2012-07-23 2012-12-21 Richtek Technology Corp Multi-phase switching regulator and droop circuit therefor
WO2014166537A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Voltage droop control in a voltage-regulated switched mode power supply
US9178433B2 (en) 2013-05-15 2015-11-03 Bel Fuse (Macao Commercial Offshore) Limited Droop current sharing power converter with controlled transitions between regulation set points
US10432093B2 (en) * 2017-03-06 2019-10-01 Texas Instruments Incorporated Multiphase DC-DC converter with configurable current sharing and phase management
US10345834B2 (en) * 2017-08-09 2019-07-09 Qualcomm Incorporated Sensing total current of distributed load circuits independent of current distribution using distributed voltage averaging
WO2020112207A2 (en) * 2019-09-11 2020-06-04 Futurewei Technologies, Inc. Switched-capacitor power conversion system and control method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US102849A (en) * 1870-05-10 James montgomery
US3824450A (en) * 1973-05-14 1974-07-16 Rca Corp Power supply keep alive system
US6683441B2 (en) 2001-11-26 2004-01-27 Analog Devices, Inc. Multi-phase switching regulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007528689A (ja) 2007-10-11
US20050200340A1 (en) 2005-09-15
TW200531415A (en) 2005-09-16
WO2005091111A1 (en) 2005-09-29
US7064528B2 (en) 2006-06-20
TWI348809B (en) 2011-09-11
KR20070010000A (ko) 2007-01-19
KR100881537B1 (ko) 2009-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4366422B2 (ja) Dc−dcコンバータ用垂下増幅器回路
US7138786B2 (en) Power supply driver circuit
US10256727B2 (en) Multi-phase power supply with DC-DC converter integrated circuits having current sharing function
TWI385902B (zh) 下降電路以及多相位直流對直流轉換器
JP4585454B2 (ja) スイッチング電源装置
US20200169170A1 (en) Cot controlled multi-phase converter and control circuit thereof
US8779628B2 (en) Configurable power supply integrated circuit
JP2005304210A (ja) 電源ドライバ装置及びスイッチング電源装置
KR20170120605A (ko) 유한 상태 기계 제어를 사용하는 다중-레벨 스위칭 조절기 회로들 및 방법들
JP2004516458A (ja) 電流センシングのためのシステムおよび方法
JP2009044831A (ja) 電源装置
TWI603174B (zh) 關於等效串聯電感消除之電路、電子裝置與方法
TW200301611A (en) Programmable current-sensing circuit providing discrete step temperature compensation for DC-DC converter
US20180375434A1 (en) Buck voltage converter
US7151361B2 (en) Current sensing circuitry for DC-DC converters
CN114746829A (zh) 电流感测电路拓扑
JP2021191079A (ja) 直流電源装置およびそれに用いる電流安定化回路並びに電源ラインのノイズ抑制方法
US8013582B2 (en) Voltage control circuit
US20230318442A1 (en) Battery surge reduction based on early warning signal
JP6071205B2 (ja) Dc/dcコンバータ
US20120187931A1 (en) Power Supply Control Circuit and Power Supply Circuit
CN100403226C (zh) 用于直流至直流转换器的衰减放大器电路
JP2004297965A (ja) 電源制御用半導体集積回路
JP2023013702A (ja) 昇降圧コンバータ、そのコントローラ回路、それを用いた電子機器
JP3542022B2 (ja) レギュレータ

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090811

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090824

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees