JP4387172B2 - 電源回路及びその電源回路の出力電圧変更方法 - Google Patents
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Description
一方、スイッチングレギュレータは、回路構成上、出力電圧を上昇させるときにオーバーシュート電圧が発生する。特に、スイッチングレギュレータの電源投入時には大きなオーバーシュートが発生するため、従来のスイッチングレギュレータは、図4で示すようにソフトスタート回路が設けられ、出力電圧を徐々に上昇させる方式が採用されていた。なお、図4では、入力電圧を降圧するタイプのスイッチングレギュレータを示しているが、入力電圧を昇圧するタイプのスイッチングレギュレータでもよい。
スイッチSW1は、電源投入と同時にオンし、コンデンサCbが抵抗Rcを介して基準電圧Vrefで充電される。このため、コンパレータCMPaの非反転入力端の電圧Vaは、図5で示すように徐々に上昇する。スイッチングレギュレータ100の出力電圧Voutは基準電圧Vrefに比例するため、出力電圧Voutも図5で示すように徐々に上昇する。これらのことから、オーバーシュート電圧を防止することができる。また、電源制御用ICを使用した電源装置において、オーバーシュートを発生させることなく出力電圧の緩やかな立ち上がりを制御できる電源装置があった(例えば、特許文献1参照。)。
入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、前記入力電圧Vinの出力端子OUTへの出力制御を行うスイッチングトランジスタと、
設定された電圧の基準電圧Vrefを生成して出力する基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vdを生成して出力する出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vdが前記基準電圧Vrefになるように前記スイッチングトランジスタのスイッチング制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記基準電圧発生回路部は、起動時に出力電圧Voutが所定値まで上昇して安定した後、該出力電圧Voutを更に上昇させる場合は、基準電圧Vrefを所望の値まで段階的に上昇させて出力し、該出力電圧Voutを低下させる場合は、所望の値に基準電圧Vrefを低下させて出力するものである。
入力されたデジタルデータに応じた電圧の基準電圧Vrefを生成して出力するD/Aコンバータと、
該D/Aコンバータにデジタルデータを出力して、出力される基準電圧Vrefの電圧値を制御するDAC制御回路と、
を備え、
前記DAC制御回路は、D/Aコンバータに対して、前記出力電圧Voutを上昇させる場合、所望の値まで基準電圧Vrefを段階的に上昇させるようにデジタルデータを段階的に変えて生成し、前記出力電圧Voutを低下させる場合、所望の値に基準電圧Vrefを低下させるようにデジタルデータを変えて生成するようにした。
前記出力電圧Voutを検出し該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vdを生成し、
設定された電圧の基準電圧Vrefを生成し、
前記比例電圧Vdが前記基準電圧Vrefになるように前記入力電圧Vinの出力端子OUTへの出力制御を行い、
起動時に出力電圧Voutが所定値まで上昇して安定した後、
該出力電圧Voutを更に上昇させる場合は、所望の値まで基準電圧Vrefを段階的に上昇させ、
前記出力電圧Voutを低下させる場合は、所望の値に基準電圧Vrefを低下させるようにした。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における電源回路の構成例を示した図である。なお、図1では、降圧タイプのスイッチングレギュレータに応用した場合を例にして示している。
図1におけるスイッチングレギュレータ1は、入力電圧Vinの出力制御を行うPMOSトランジスタからなるスイッチングトランジスタM1と、エネルギー変換用のインダクタL1及びコンデンサC1と、フライホイールダイオード(転流ダイオードともいう)D1と、出力端子OUTから出力される電圧Voutを分圧して分圧電圧Vdを生成して出力する出力電圧検出用の抵抗R1,R2とを備えている。
Vout=Vin×Ton/(Ton+Toff)………………(1)
Vout1=Vref×(R1+R2)/R2………………(2)
なお、前記(2)式では、R1は抵抗R1の抵抗値を、R2は抵抗R2の抵抗値をそれぞれ示している。
図2(a)において、時間t1で、D/AコンバータDAC1からの基準電圧VrefをVref1からVref2に変更すると、スイッチングレギュレータ1の出力電圧VoutはVout1からVout2に上昇するが、このとき、出力電圧VoutがVout2を大きく超えてオーバーシュート電圧が発生する。
図3は、本発明の第1の実施の形態における電源回路の他の構成例を示した図であり、図3では、昇圧タイプのスイッチングレギュレータに応用した場合を例にして示している。なお、図3では、図1と同じもの又は同様のものは図1と同じ符号で示している。
図3におけるスイッチングレギュレータ1は、NMOSトランジスタからなるスイッチングトランジスタM2と、インダクタL2と、コンデンサC2と、転流ダイオードD2と、出力端子OUTから出力される電圧Voutを分圧して分圧電圧Vdを生成し出力する出力電圧検出用の抵抗R3,R4とを備えている。
2,12 DAC制御回路
3,13 PWM制御回路
10 負荷
DAC1,DAC2 D/Aコンバータ
CMP1,CMP2 コンパレータ
M1,M2 スイッチングトランジスタ
L1,L2 インダクタ
C1,C2 コンデンサ
D1,D2 ダイオード
R1〜R4 抵抗
Claims (5)
- 入力端子INと出力端子OUTとの間に設けられたインダクタにエネルギーを蓄え、そのエネルギーを放出することで入力電圧Vinを所定の電圧に変換して前記出力端子OUTから出力する、出力電圧Voutが変更可能な非絶縁型のスイッチングレギュレータをなす電源回路において、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、前記入力電圧Vinの出力端子OUTへの出力制御を行うスイッチングトランジスタと、
設定された電圧の基準電圧Vrefを生成して出力する基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vdを生成して出力する出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vdが前記基準電圧Vrefになるように前記スイッチングトランジスタのスイッチング制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記基準電圧発生回路部は、起動時に出力電圧Voutが所定値まで上昇して安定した後、該出力電圧Voutを更に上昇させる場合は、基準電圧Vrefを所望の値まで段階的に上昇させて出力し、該出力電圧Voutを低下させる場合は、所望の値に基準電圧Vrefを低下させて出力することを特徴とする電源回路。 - 前記基準電圧発生回路部は、
入力されたデジタルデータに応じた電圧の基準電圧Vrefを生成して出力するD/Aコンバータと、
該D/Aコンバータにデジタルデータを出力して、出力される基準電圧Vrefの電圧値を制御するDAC制御回路と、
を備え、
前記DAC制御回路は、D/Aコンバータに対して、前記出力電圧Voutを上昇させる場合、所望の値まで基準電圧Vrefを段階的に上昇させるようにデジタルデータを段階的に変えて生成し、前記出力電圧Voutを低下させる場合、所望の値に基準電圧Vrefを低下させるようにデジタルデータを変えて生成することを特徴とする請求項1記載の電源回路。 - 前記DAC制御回路は、前記出力電圧Voutを上昇させる場合、D/Aコンバータに出力するデジタルデータを1ビットずつ変化させることを特徴とする請求項2記載の電源回路。
- 入力端子INと出力端子OUTとの間に設けられたインダクタにエネルギーを蓄え、そのエネルギーを放出することで入力電圧Vinを所定の電圧に変換して前記出力端子OUTから出力する、出力電圧Voutが変更可能な非絶縁型のスイッチングレギュレータをなす電源回路の出力電圧変更方法において、
前記出力電圧Voutを検出し該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vdを生成し、
設定された電圧の基準電圧Vrefを生成し、
前記比例電圧Vdが前記基準電圧Vrefになるように前記入力電圧Vinの出力端子OUTへの出力制御を行い、
起動時に出力電圧Voutが所定値まで上昇して安定した後、
該出力電圧Voutを更に上昇させる場合は、所望の値まで基準電圧Vrefを段階的に上昇させ、
前記出力電圧Voutを低下させる場合は、所望の値に基準電圧Vrefを低下させることを特徴とする電源回路の出力電圧変更方法。 - 前記基準電圧Vrefは、デジタルデータをD/A変換して生成され、前記出力電圧Voutを上昇させる場合、該デジタルデータを1ビットずつ変化させて所望の値まで基準電圧Vrefを段階的に上昇させることを特徴とする請求項4記載の電源回路の出力電圧変更方法。
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