JP4739901B2 - Switching power supply device and control circuit thereof, and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電圧を出力する昇圧型のスイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a step-up switching power supply device that outputs a plurality of voltages.
近年の携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)、等の小型情報端末においては、例えば液晶のバックライトに用いられるLED(Light Emitting Diode)などのように電池の出力電圧よりも高い電圧を必要とするデバイスが存在する。たとえば、これらの小型情報端末では、Liイオン電池が多く用いられ、その出力電圧は通常3.5V程度であり、満充電時においても4.2V程度であるが、LEDはその駆動電圧として電池電圧よりも高い電圧を必要とする。このように、電池電圧よりも高い電圧が必要とされる場合には、スイッチングレギュレータなどの昇圧回路を用いて電池電圧を昇圧し、LEDなどの負荷回路を駆動するために必要な電圧を得ている。 Small information terminals such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistance) in recent years require a voltage higher than the output voltage of a battery, such as an LED (Light Emitting Diode) used for a liquid crystal backlight. Device exists. For example, in these small information terminals, a Li-ion battery is often used, and its output voltage is usually about 3.5 V, and is about 4.2 V even when fully charged, but the LED has a battery voltage as its driving voltage. Requires a higher voltage. As described above, when a voltage higher than the battery voltage is required, the battery voltage is boosted using a booster circuit such as a switching regulator to obtain a voltage necessary for driving a load circuit such as an LED. Yes.
特許文献1には、複数の出力電圧を生成可能なスイッチング電源装置を、低コスト、省スペースで提供するための技術が記載されている。この技術では、複数の直流電圧を出力するためのスイッチングレギュレータを、インダクタおよびメインスイッチを複数の出力電圧で共有することにより部品点数の削減を図っている。
上記文献に記載の技術によれば、複数の昇圧された直流電圧を簡易な回路構成で得ることができるが、消費電力すなわち電源装置の効率の面に目を向けると、さらなる改善の余地がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記文献に記載の技術と同様に、複数の出力電圧を同時に出力する昇圧回路を提供するものであり、さらに消費電力を低減したスイッチング電源装置およびその制御回路の提供にある。
According to the technique described in the above document, a plurality of boosted DC voltages can be obtained with a simple circuit configuration, but there is room for further improvement when looking at the power consumption, that is, the efficiency of the power supply device. .
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a booster circuit that simultaneously outputs a plurality of output voltages, similar to the technique described in the above-mentioned document, and further, power consumption. Is to provide a switching power supply device and a control circuit thereof.
本発明のある態様は、入力電圧を昇圧して第1、第2出力電圧を出力するスイッチング電源装置の制御回路に関する。この制御回路は、第1出力電圧に応じた電圧と、所定の第1基準電圧の誤差を増幅する第1誤差増幅器と、第1誤差増幅器から出力される第1誤差電圧を、オシレータから出力される周期電圧と比較し、第1パルス幅変調信号を出力する第1パルス幅変調コンパレータと、第2出力電圧に応じた電圧と、所定の第2基準電圧の誤差を増幅する第2誤差増幅器と、第2誤差増幅器から出力される第2誤差電圧を、オシレータから出力される周期電圧と比較し、第2パルス幅変調信号を出力する第2パルス幅変調コンパレータと、第1パルス幅変調信号および第2パルス幅変調信号にもとづき、メインスイッチならびに2系統の同期整流スイッチを時分割してオンオフするロジック回路と、第1出力電圧に応じた電圧を、第1基準電圧と比較する第1コンパレータと、第2出力電圧に応じた電圧を、第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、を備える。この制御回路は、軽負荷時において、第1出力電圧が第1基準電圧より高く、かつ第2出力電圧が第2基準電圧より高いとき、オシレータならびに第1、第2パルス幅変調コンパレータの動作を停止する。 One embodiment of the present invention relates to a control circuit for a switching power supply apparatus that boosts an input voltage and outputs first and second output voltages. The control circuit outputs a voltage corresponding to the first output voltage, a first error amplifier for amplifying an error of a predetermined first reference voltage, and a first error voltage output from the first error amplifier from the oscillator. A first pulse width modulation comparator that outputs a first pulse width modulation signal, a voltage according to the second output voltage, and a second error amplifier that amplifies an error of a predetermined second reference voltage. A second error voltage output from the second error amplifier is compared with a periodic voltage output from the oscillator, and a second pulse width modulation comparator that outputs a second pulse width modulation signal; a first pulse width modulation signal; and Based on the second pulse width modulation signal, a logic circuit that turns on and off the main switch and the two synchronous rectification switches in a time-division manner is compared with a voltage corresponding to the first output voltage with the first reference voltage. Comprising a first comparator, a voltage corresponding to the second output voltage, a second comparator which compares a second reference voltage. The control circuit operates the oscillator and the first and second pulse width modulation comparators when the first output voltage is higher than the first reference voltage and the second output voltage is higher than the second reference voltage at light load. Stop.
この態様によると、負荷電流が減少する軽負荷時において、第1、第2出力電圧がそれぞれ第1、第2基準電圧よりも高いときに、不要な回路ブロックであるオシレータ、第1、第2パルス幅変調コンパレータの動作を停止することにより、低消費電力化を図ることができる。 According to this aspect, in the light load where the load current decreases, when the first and second output voltages are higher than the first and second reference voltages, respectively, the oscillator, which is an unnecessary circuit block, the first and second By stopping the operation of the pulse width modulation comparator, power consumption can be reduced.
第1、第2誤差増幅器はそれぞれ、第1、第2コンパレータと演算増幅器を共有して一体に構成してもよい。演算増幅器の第1入力端子に、出力電圧に応じた電圧を入力し、演算増幅器の出力端子と第2入力端子間に直列に、接続された帰還キャパシタおよび帰還スイッチを設けてもよい。通常負荷時においては、帰還スイッチをオンする一方、軽負荷時においては、帰還スイッチをオフしてもよい。 The first and second error amplifiers may be configured integrally by sharing the first and second comparators and the operational amplifier, respectively. A voltage according to the output voltage may be input to the first input terminal of the operational amplifier, and a feedback capacitor and a feedback switch connected in series between the output terminal and the second input terminal of the operational amplifier may be provided. The feedback switch may be turned on during normal load, while the feedback switch may be turned off during light load.
この場合、通常負荷時においては、帰還スイッチをオンすることにより、演算増幅器を誤差増幅器として機能させることができ、軽負荷時においては、帰還スイッチをオフすることにより、演算増幅器をコンパレータとして機能させることができる。その結果、誤差増幅器とコンパレータを一体に構成することができるため、回路面積を削減することができる。 In this case, the operational amplifier can function as an error amplifier by turning on the feedback switch at normal load, and the operational amplifier can function as a comparator by turning off the feedback switch at light load. be able to. As a result, the error amplifier and the comparator can be configured integrally, so that the circuit area can be reduced.
制御回路は、所定の設定電圧を、オシレータから出力される周期電圧と比較し、デューティ比の固定されたデューティ比固定信号を出力する最大デューティ比設定コンパレータをさらに備え、第1、第2パルス幅変調信号のデューティ比の上限を、デューティ比固定信号のデューティ比に制限してもよい。 The control circuit further includes a maximum duty ratio setting comparator that compares a predetermined set voltage with a periodic voltage output from the oscillator and outputs a duty ratio fixed signal with a fixed duty ratio, and includes first and second pulse widths. The upper limit of the duty ratio of the modulation signal may be limited to the duty ratio of the duty ratio fixed signal.
この場合、軽負荷時において、第1、第2パルス幅変調信号のデューティ比に上限を設定することにより、それらのデューティ比が100%となって、スイッチング動作が停止するのを防止することができる。 In this case, by setting an upper limit on the duty ratio of the first and second pulse width modulation signals at a light load, the duty ratio becomes 100% to prevent the switching operation from stopping. it can.
制御回路は、制御端子をさらに備え、当該制御端子に外部から入力される制御信号にもとづき、軽負荷時と通常負荷時とを切り替えてもよい。 The control circuit may further include a control terminal, and may switch between a light load time and a normal load based on a control signal input from the outside to the control terminal.
制御回路は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。制御回路を1つのLSIとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。 The control circuit may be integrated on a single semiconductor substrate. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate. By integrating the control circuit as one LSI, the circuit area can be reduced.
本発明の別の態様は、入力電圧を昇圧して第1、第2出力電圧を出力するスイッチング電源装置である。このスイッチング電源装置は、入力電圧が印加される入力端子と、第1、第2出力電圧をそれぞれ出力する第1、第2出力端子と、入力端子と固定電位端子間に直列に接続されたインダクタおよびメインスイッチと、インダクタとメインスイッチの接続点と第1、第2出力端子間にそれぞれ設けられた第1、第2同期整流スイッチと、第1、第2同期整流スイッチに並列に設けられた第1、第2ダイオードと、第1、第2出力端子と固定電位端子間に設けられた第1、第2出力キャパシタと、メインスイッチおよび第1、第2同期整流スイッチのオンオフを制御する制御回路と、を備える。制御回路は、通常動作時においては、メインスイッチおよび第1、第2スイッチを交互にオンオフする一方、軽負荷時においては、メインスイッチのみをオンオフする。 Another aspect of the present invention is a switching power supply device that boosts an input voltage and outputs first and second output voltages. This switching power supply device includes an input terminal to which an input voltage is applied, first and second output terminals for outputting first and second output voltages, and an inductor connected in series between the input terminal and a fixed potential terminal. And the main switch, the connection point of the inductor and the main switch, and the first and second synchronous rectification switches provided between the first and second output terminals, respectively, and the first and second synchronous rectification switches. Control for controlling on / off of the first and second diodes, the first and second output capacitors provided between the first and second output terminals and the fixed potential terminal, the main switch, and the first and second synchronous rectification switches A circuit. The control circuit alternately turns on and off the main switch and the first and second switches during normal operation, and turns on and off only the main switch during light loads.
この態様によると、メインスイッチおよび第1、第2同期整流スイッチをオンオフする頻度が低下する軽負荷時において、オシレータなどの不要なブロックの動作を停止することにより、回路の消費電流を低下させ、効率を改善することができる。 According to this aspect, the current consumption of the circuit is reduced by stopping the operation of an unnecessary block such as an oscillator at the time of a light load in which the frequency of turning on and off the main switch and the first and second synchronous rectification switches decreases. Efficiency can be improved.
本発明のさらに別の態様もまた、入力電圧を昇圧して第1、第2出力電圧を出力するスイッチング電源装置である。このスイッチング電源装置は、入力電圧が印加される入力端子と、第1、第2出力電圧をそれぞれ出力する第1、第2出力端子と、第1出力端子と固定電位端子間に設けられた第1出力キャパシタと、第2出力端子と固定電位端子間に設けられた第2出力キャパシタと、入力端子と固定電位端子間に直列に接続されたインダクタおよび第1スイッチと、インダクタと第1スイッチの接続点と、第1出力端子間に設けられた第2スイッチと、インダクタと第1スイッチの接続点と、第2出力端子間に直列に設けられた第3、第4スイッチと、第2スイッチに対して並列に、カソード端子が第2出力端子側となるように設けられた第1ダイオードと、第4スイッチに対して並列にカソード端子が第2出力端子側となるように設けられた第2ダイオードと、第1から第4スイッチのオンオフを制御する制御回路と、を備える。制御回路は、通常動作時においては、第1スイッチ、第2スイッチを順にオンする第1期間と、第1スイッチ、第3スイッチを順にオンし、かつ第3スイッチがオンの期間に第4スイッチをオンする第2期間と、を交互に繰り返す一方、軽負荷時においては、第1スイッチをオンする第3期間と、第1スイッチ、第3スイッチを順にオンする第4期間と、を交互に繰り返す。 Yet another embodiment of the present invention is also a switching power supply apparatus that boosts an input voltage and outputs first and second output voltages. The switching power supply device includes an input terminal to which an input voltage is applied, first and second output terminals for outputting first and second output voltages, and a first output terminal provided between the first output terminal and the fixed potential terminal. A first output capacitor, a second output capacitor provided between the second output terminal and the fixed potential terminal, an inductor and a first switch connected in series between the input terminal and the fixed potential terminal, and an inductor and a first switch A connection point, a second switch provided between the first output terminals, a connection point between the inductor and the first switch, a third switch and a fourth switch provided in series between the second output terminals, and a second switch In parallel with the first diode, the cathode terminal is provided on the second output terminal side, and in parallel with the fourth switch, the cathode terminal is provided on the second output terminal side. 2 Dio Comprising de and a control circuit for controlling on and off of the fourth switch from the first, a. In the normal operation, the control circuit turns on the first switch and the second switch in order, the first switch and the third switch in turn on, and the fourth switch in the period in which the third switch is on. The second period during which the first switch is turned on is alternately repeated, while at the time of light load, the third period during which the first switch is turned on and the fourth period during which the first switch and the third switch are turned on in turn are alternately performed. repeat.
この態様によると、第1スイッチから第4スイッチがオンオフする頻度が低下する軽負荷時において、オシレータなどの不要なブロックの動作を停止することにより、回路の消費電流を低下させ、効率を改善することができる。 According to this aspect, at a light load in which the frequency of turning on and off the first switch to the fourth switch decreases, the operation of unnecessary blocks such as an oscillator is stopped, thereby reducing the current consumption of the circuit and improving the efficiency. be able to.
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、電池と、電池の電圧を昇圧する上述のスイッチング電源装置と、このスイッチング電源装置から出力される第1、第2出力電圧により駆動される複数の負荷と、を備える。 Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. The electronic device includes a battery, the above-described switching power supply device that boosts the voltage of the battery, and a plurality of loads that are driven by first and second output voltages output from the switching power supply device.
この態様によると、負荷に流れる電流が低下した場合に、スイッチング電源装置内部の消費電流を低減することができるため、バッテリライフを延ばすことができる。 According to this aspect, when the current flowing through the load is reduced, the current consumption inside the switching power supply device can be reduced, so that the battery life can be extended.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明に係るスイッチング電源装置によれば、軽負荷時の消費電力を低減することができる。 According to the switching power supply device according to the present invention, power consumption at light load can be reduced.
図1は、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置100の全体構成を示す。また、図2は、図1のスイッチング電源装置100が搭載される電子機器の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 shows an overall configuration of a switching
図2の電子機器300は、たとえば携帯電話端末であり、電池310、電源装置320、アナログ回路330、デジタル回路340、液晶パネル(以下、LCDパネルという)350、LED360を含む。
電池310は、たとえばリチウムイオン電池であり、電池電圧Vbatとして3〜4V程度を出力する。アナログ回路330は、パワーアンプや、アンテナスイッチ、LNA(Low Noise Amplifier)、ミキサやPLL(Phase Locked Loop)などの高周波回路を含み、電源電圧Vcc=3.4V程度で安定動作する回路ブロックを含む。また、デジタル回路340は、各種DSP(Digital Signal Processor)などを含み、電源電圧Vdd=3.4V程度で安定動作する回路ブロックを含む。
2 is a mobile phone terminal, for example, and includes a
The
LCDパネル350は、ユーザに対して文字情報や画像情報を表示するものであって、その駆動には、電池電圧Vbatより高い電圧が要求される。LED360は、RGB3色のLED(Light Emitting Diode)を含み、LCDパネル350のバックライトや、照明として用いられ、その駆動には、4V以上の駆動電圧が要求される。
The
電源装置320は、多チャンネルのスイッチング電源であり、各チャンネルごとに、電池電圧Vbatを必要に応じて降圧、または昇圧するスイッチングレギュレータを備え、アナログ回路330、デジタル回路340、LCDパネル350、LED360に対して適切な電源電圧を供給する。
本実施形態に係るスイッチング電源装置100は、たとえばLCDパネル350や、LED360などのように電池電圧Vbatよりも高い電圧で動作する複数の負荷に対して電源電圧を供給する用途に用いることができる。以下、本実施の形態に係るスイッチング電源装置100の構成について詳細に説明する。
The
The switching
図1に戻る。スイッチング電源装置100は、入力端子102、第1出力端子104、第2出力端子106を備え、入力端子102に印加された入力電圧Vinを昇圧して、第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2をそれぞれ第1出力端子104、第2出力端子106から出力する。
Returning to FIG. The switching
このスイッチング電源装置100は、インダクタL、第1出力キャパシタCo1、第2出力キャパシタCo2、第1スイッチSW1〜第4スイッチSW4、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、制御部10を含む。
The switching
インダクタLおよび第1スイッチSW1に加えて、第2スイッチSW2、第1ダイオードD1および第1出力キャパシタCo1は、入力電圧Vinを昇圧する第1の昇圧回路を構成する。 In addition to the inductor L and the first switch SW1, the second switch SW2, the first diode D1, and the first output capacitor Co1 constitute a first boost circuit that boosts the input voltage Vin.
インダクタLは、一端が入力端子102に接続されている。第1スイッチSW1は、インダクタLと固定電位である接地端子間に接続されており、昇圧型スイッチングレギュレータのメインスイッチとして機能する。
第2スイッチSW2は、インダクタLと第1スイッチSW1の接続点と、第1出力端子104間に接続されている。第1ダイオードD1は、この第2スイッチSW2と並列に接続されている。第1ダイオードD1は、インダクタLから第1出力端子104に向かって電流が流れるように、カソード端子が第1出力端子104側に、アノード端子がインダクタL側に接続されている。
One end of the inductor L is connected to the
The second switch SW <b> 2 is connected between the connection point of the inductor L and the first switch SW <b> 1 and the
第1スイッチSW1、第2スイッチSW2のオンオフは制御部10によって制御される。第1スイッチSW1がオンし、第2スイッチSW2がオフのとき、入力端子102から接地端子に向かって、インダクタLおよび第1スイッチSW1を介してインダクタ電流が流れ、このときインダクタLには、電流の2乗に比例するエネルギが蓄えられる。
On / off of the first switch SW1 and the second switch SW2 is controlled by the
次に第1スイッチSW1がオフし、第2スイッチSW2がオンすると、第1スイッチSW1を介して接地端子に流れていたインダクタ電流は第2スイッチSW2側へと流れることになる。このとき、インダクタLに蓄えられていたエネルギは、第1出力キャパシタCo1へと転送される。インダクタLには電流を妨げる方向に逆起電力が発生するため、入力電圧Vinが昇圧された電圧によって第1出力キャパシタCo1が充電される。昇圧された電圧は第1出力キャパシタCo1によって平滑化され、第1出力電圧Vout1として出力される。 Next, when the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the inductor current flowing to the ground terminal via the first switch SW1 flows to the second switch SW2 side. At this time, the energy stored in the inductor L is transferred to the first output capacitor Co1. Since the back electromotive force is generated in the inductor L in the direction of preventing the current, the first output capacitor Co1 is charged by the voltage obtained by boosting the input voltage Vin. The boosted voltage is smoothed by the first output capacitor Co1 and output as the first output voltage Vout1.
第1出力電圧Vout1と入力電圧Vinの比、すなわち昇圧率は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2のオン時間の比に従って決められる。制御部10は、第1出力電圧Vout1を検出しながら、所望の昇圧率が得られるように第1スイッチSW1、第2スイッチSW2のオン期間をパルス幅変調(PWM)方式によって制御する。
The ratio between the first output voltage Vout1 and the input voltage Vin, that is, the step-up rate is determined according to the ratio of the ON time of the first switch SW1 and the second switch SW2. While detecting the first output voltage Vout1, the
同様に、第2の昇圧回路は、インダクタLおよび第1スイッチSW1に加えて、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4、第2ダイオードD2および第2出力キャパシタCo2によって構成される。 Similarly, the second booster circuit includes a third switch SW3, a fourth switch SW4, a second diode D2, and a second output capacitor Co2 in addition to the inductor L and the first switch SW1.
第2の昇圧回路を第1の昇圧回路と比べると、第3スイッチSW3が追加されている点を除き、その構成は同様である。この第2の昇圧回路においては、第1スイッチSW1をオンしてインダクタLに電流を流しエネルギを蓄える。次いで、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4をオンすることにより、そのエネルギを第2出力キャパシタCo2に転送し、第2出力端子106から平滑化された第2出力電圧Vout2を出力する。
When the second booster circuit is compared with the first booster circuit, the configuration is the same except that a third switch SW3 is added. In the second booster circuit, the first switch SW1 is turned on to pass current through the inductor L to store energy. Next, by turning on the third switch SW3 and the fourth switch SW4, the energy is transferred to the second output capacitor Co2, and the smoothed second output voltage Vout2 is output from the
本実施の形態においては、第1の昇圧回路の昇圧率は、第2の昇圧回路の昇圧率よりも高く設定されるものとし、第1出力電圧Vout1と第2出力電圧Vout2には、Vout1>Vout2が成り立つものとする。 In the present embodiment, it is assumed that the boosting rate of the first boosting circuit is set higher than the boosting rate of the second boosting circuit, and the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 include Vout1> Assume that Vout2 holds.
スイッチング電源装置100は、通常動作時と軽負荷時で動作モードが切り替えられる。それぞれの動作モードを以下、通常動作モードと軽負荷モードとよぶ。スイッチング電源装置100は、制御端子108を備えており、通常動作時と軽負荷時を指示するための制御信号Vcontが入力されている。制御信号Vcontは制御部10に入力されており、通常動作モードと軽負荷モードで第1スイッチSW1〜第4スイッチSW4のスイッチングシーケンスを切り替える。本実施の形態においては、制御信号Vcontがハイレベルのとき通常モード、ローレベルのとき軽負荷モードで動作するものとする。
The switching
図3は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置100をより詳細に示す回路図である。図中、破線で囲まれた領域は、スイッチング電源制御回路200を表しており、一体集積化されている。このスイッチング電源制御回路200に、インダクタL、第1出力キャパシタCo1、第2出力キャパシタCo2、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2が外付けされてスイッチング電源装置100が構成される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the switching
スイッチング電源制御回路200において、第1スイッチSW1から第4スイッチSW4はMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)により構成される。
第1スイッチSW1は、N型MOSトランジスタであり、そのバックゲート端子は接地されている。
第2スイッチSW2および第3スイッチSW3は、P型MOSトランジスタであり、それぞれのバックゲート端子は第1出力端子104に接続されている。
第4スイッチSW4も、P型MOSトランジスタであり、そのバックゲート端子は第2出力端子106に接続されている。
In the switching power
The first switch SW1 is an N-type MOS transistor, and its back gate terminal is grounded.
The second switch SW2 and the third switch SW3 are P-type MOS transistors, and their back gate terminals are connected to the
The fourth switch SW4 is also a P-type MOS transistor, and its back gate terminal is connected to the
第1スイッチSW1から第4スイッチSW4のゲート端子は制御部10に接続されており、スイッチング信号によってゲートソース間電圧が制御され、オンオフ状態が切り替えられる。
The gate terminals of the first switch SW1 to the fourth switch SW4 are connected to the
図4は、図1の制御部10の構成を示す回路図である。制御部10は、抵抗R11、R12、R21、R22、第1演算増幅器12、第1PWMコンパレータ14、第1ANDゲート16、第1帰還キャパシタCfb1、第1帰還スイッチSWfb1、第2演算増幅器22、第2PWMコンパレータ24、第2ANDゲート26、第2帰還キャパシタCfb2、第2帰還スイッチSWfb2、オシレータ30、最大デューティ比設定コンパレータ32、コンパレータ34、ロジック回路40を含む。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the
第1帰還端子110には、第1出力電圧Vout1が帰還される。抵抗R11、R12は、第1出力電圧Vout1を分圧し、第1帰還電圧Vout1’=R12/(R11+R12)を出力する。
第1演算増幅器12は、軽負荷時には、第1基準電圧Vref1と、第1帰還電圧Vout1’を比較するコンパレータとして機能し、通常動作時には、第1基準電圧Vref1と、第1帰還電圧Vout1’の電圧誤差を増幅する誤差増幅器として機能する。第1演算増幅器12の出力端子と反転入力端子間には、第1帰還キャパシタCfb1と第1帰還スイッチSWfb1が直列に設けられており、第1演算増幅器12は、第1帰還スイッチSWfb1がオンのとき誤差増幅器として機能し、オフのときコンパレータとして機能する。第1帰還スイッチSWfb1のオンオフは、制御信号Vcontにもとづいて制御される。
The first output voltage Vout1 is fed back to the
The first
第1演算増幅器12から出力される第1誤差電圧Verr1は、第1PWMコンパレータ14の反転入力端子に入力される。第1PWMコンパレータ14の非反転入力端子には、オシレータ30から出力される三角波もしくはのこぎり波状の周期電圧Voscが入力される。第1PWMコンパレータ14は、第1誤差電圧Verr1と周期電圧Voscを比較し、Vosc>Verr1のときハイレベル、Vosc<Verr1のときローレベルとなる第1パルス幅変調信号(以下、第1PWM信号Vpwm1という)を出力する。
The first error voltage Verr1 output from the first
同様に、抵抗R21、R22、第2演算増幅器22、第2帰還キャパシタCfb2、第2帰還スイッチSWfb2、第2PWMコンパレータ24は、第2PWM信号Vpwm2を生成する。
Similarly, the resistors R21, R22, the second
最大デューティ比設定コンパレータ32の非反転入力端子には、オシレータ30から出力される周期電圧Voscが入力され、反転入力端子には、所定の最大デューティ比設定電圧Vmaxが入力される。最大デューティ比設定コンパレータ32からは、たとえばデューティ比が80%程度に固定されたデューティ比固定信号Vfixが出力される。
The periodic voltage Vosc output from the
第1ANDゲート16は、第1PWM信号Vpwm1とデューティ比固定信号Vfixの論理積を第1信号Sig1として、後段のロジック回路40へと出力する。また、第2ANDゲート26は、第2PWM信号Vpwm2とデューティ比固定信号Vfixの論理積を第2信号Sig2としてロジック回路40へと出力する。第1信号Sig1および第2信号Sig2のデューティ比は、それぞれ第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2に応じて変化し、デューティ比の最大値は、デューティ比固定信号Vfixで制限される。
The first AND
ロジック回路40は、第1信号Sig1、第2信号Sig2にもとづいて第1スイッチSW1〜第4スイッチSW4のオンオフを制御する。
The
コンパレータ34は、第1誤差電圧Verr1および第2誤差電圧Verr2を、しきい値電圧Vthと比較し、イネーブル信号ENを生成する。イネーブル信号ENは、軽負荷時において、Verr1<VthかつVerr2<Vthのとき、すなわち第1誤差電圧Verr1および第2誤差電圧Verr2の両方がローレベルのとき、ハイレベルとなり、それ以外のときローレベルとなる。オシレータ30、第1PWMコンパレータ14、第2PWMコンパレータ24、最大デューティ比設定コンパレータ32は、イネーブル信号ENがハイレベルとなると、動作が停止され、回路の消費電流が低減される。
The
以上のように構成されたスイッチング電源装置100の動作について図5(a)、(b)をもとに説明する。図5(a)、(b)は、スイッチング電源装置100における各スイッチのオンオフ状態を示すタイムチャートである。図5(a)、(b)はそれぞれ、通常動作モードおよび軽負荷モードのタイムチャートを示す。このタイムチャートにおいて、ハイレベルおよびローレベルはそれぞれ、スイッチがオン、オフの状態に対応する。
The operation of the switching
はじめに、スイッチング電源装置100の通常動作モードにおける動作について説明する。スイッチング電源装置100は、制御端子108に制御信号Vcontとしてハイレベルが入力されると、通常モードで動作する。
First, the operation in the normal operation mode of the switching
通常モード時には、図5(a)に示すように第1期間T1と、第2期間T2とを交互に繰り返すことにより入力電圧Vinを昇圧し、第1出力端子104および第2出力端子106からそれぞれ第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2を出力する。
In the normal mode, as shown in FIG. 5A, the input voltage Vin is boosted by alternately repeating the first period T1 and the second period T2, respectively, from the
第1期間T1においては、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2を順にオンする。第1スイッチSW1をオンすることによってインダクタLには、入力端子102間から接地端子に向かって電流が流れる。インダクタLには電流の2乗に比例したエネルギが蓄えられる。
In the first period T1, the first switch SW1 and the second switch SW2 are sequentially turned on. By turning on the first switch SW1, a current flows through the inductor L from between the
次に第1スイッチSW1をオフし、第2スイッチSW2をオンすることにより、インダクタLに流れていた電流は第1出力端子104に接続された第1出力キャパシタCo1に流れ、蓄えられていたエネルギが第1出力キャパシタCo1に転送される。この結果、インダクタLには逆起電力が発生し、第1出力端子104には入力電圧Vinを昇圧した電圧が出力される。
Next, when the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the current flowing through the inductor L flows into the first output capacitor Co1 connected to the
次に、第2期間T2においては、第1スイッチSW1、第3スイッチSW3を順にオンする。第1スイッチSW1がオンすると再びインダクタLには、入力端子102間から接地端子に向かって電流が流れ、エネルギが蓄えられる。
次に第1スイッチをオフし、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4をオンする。インダクタLに流れていた電流は第2出力端子106に接続された第2出力キャパシタCo2に流れ、蓄えられていたエネルギが転送される。この結果、インダクタLには逆起電力が発生し、第2出力端子106には入力電圧Vinを昇圧した電圧が出力される。
第3スイッチSW3のオン期間Ton3は、第4スイッチSW4のオン期間Ton4の最大値よりも長く固定されており、第1スイッチSW1のオン期間Ton1と第4スイッチSW4のオン期間Ton4の比によって昇圧率が調節される。
Next, in the second period T2, the first switch SW1 and the third switch SW3 are sequentially turned on. When the first switch SW1 is turned on, current flows again from the
Next, the first switch is turned off, and the third switch SW3 and the fourth switch SW4 are turned on. The current flowing through the inductor L flows into the second output capacitor Co2 connected to the
The on period Ton3 of the third switch SW3 is fixed longer than the maximum value of the on period Ton4 of the fourth switch SW4, and is boosted by the ratio of the on period Ton1 of the first switch SW1 and the on period Ton4 of the fourth switch SW4. The rate is adjusted.
このように、インダクタLに蓄えられたエネルギを第1出力キャパシタCo1に転送する第1期間T1と、インダクタLに蓄えたエネルギを第2出力キャパシタCo2に転送する第2期間T2を交互に繰り返すことによって第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2が出力される。 In this way, the first period T1 in which the energy stored in the inductor L is transferred to the first output capacitor Co1 and the second period T2 in which the energy stored in the inductor L is transferred to the second output capacitor Co2 are alternately repeated. As a result, the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 are output.
次にスイッチング電源装置100の軽負荷モードにおける動作について説明する。スイッチング電源装置100は、制御端子108に制御信号Vcontとしてローレベルが入力されると、軽負荷モードに切り替えられる。
Next, the operation in the light load mode of the switching
軽負荷モード時には、図5(b)に示すように第3期間T3と、第4期間T4とを交互に繰り返すことにより入力電圧Vinを昇圧し、第1出力端子104および第2出力端子106からそれぞれ第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2を出力する。
In the light load mode, as shown in FIG. 5B, the input voltage Vin is boosted by alternately repeating the third period T3 and the fourth period T4, and from the
第3期間T3においては、第1スイッチSW1のみがオンする。第1スイッチSW1をオンすることによってインダクタLには、入力端子102間から接地端子に向かって電流が流れる。インダクタLには電流の2乗に比例したエネルギが蓄えられる。
In the third period T3, only the first switch SW1 is turned on. By turning on the first switch SW1, a current flows through the inductor L from between the
次に第1スイッチSW1をオフするが、軽負荷モードでは、第2スイッチSW2をオンしない。その結果、インダクタLに流れていた電流は、第1ダイオードD1を介して第1出力端子104に接続された第1出力キャパシタCo1に流れ、インダクタLに蓄えられていたエネルギが第1出力キャパシタCo1に転送される。インダクタLには逆起電力が発生するため、第1出力端子104には入力電圧Vinを昇圧した電圧が出力される。
Next, the first switch SW1 is turned off, but the second switch SW2 is not turned on in the light load mode. As a result, the current flowing in the inductor L flows to the first output capacitor Co1 connected to the
第4期間T4においては、第1スイッチSW1、第3スイッチSW3を順にオンする。第1スイッチSW1がオンすると再びインダクタLには、入力端子102間から接地端子に向かって電流が流れ、エネルギが蓄えられる。
次に第3スイッチSW3のみをオンし、第4スイッチSW4はオフのままとする。その結果、インダクタLに流れていた電流は、第3スイッチおよび第2ダイオードD2を介して第2出力キャパシタCo2に流れ込み、蓄えられていたエネルギが第2出力キャパシタCo2に転送される。
In the fourth period T4, the first switch SW1 and the third switch SW3 are sequentially turned on. When the first switch SW1 is turned on, current flows again from the
Next, only the third switch SW3 is turned on, and the fourth switch SW4 remains off. As a result, the current flowing through the inductor L flows into the second output capacitor Co2 via the third switch and the second diode D2, and the stored energy is transferred to the second output capacitor Co2.
スイッチを構成するMOSトランジスタのゲート電圧を変化させるためには、ゲート容量を充放電する必要があるため、スイッチのオンオフに際しては制御部10には電流消費が発生する。したがって、軽負荷時に第2スイッチSW2、第4スイッチSW4のオンオフのスイッチングを停止することにより、消費電流が減少し、軽負荷時の効率が改善されることになる。
In order to change the gate voltage of the MOS transistor constituting the switch, it is necessary to charge and discharge the gate capacitance, so that current is generated in the
また、第4スイッチSW4に対して第3スイッチSW3を直列に設けることにより次の効果がある。本実施の形態においては、第1出力電圧Vout1と第2出力電圧Vout2は、Vout1>Vout2が成り立つように第1スイッチSW1〜第4スイッチSW4が制御される。もし第3スイッチSW3を設けない場合、第2ダイオードD2には、順方向電圧Vfより大きな電圧が印加され、オンする可能性がある。第2ダイオードD2がオンすると、通常動作モード時の第1期間T1、あるいは軽負荷モード時の第3期間T3においては、インダクタLに蓄えられたエネルギは、第1出力キャパシタCo1に転送されるべきであるにもかかわらず、第2ダイオードD2を介して第2出力キャパシタCo2に電流が流れ込んでしまうという問題が生じる。
そこで、第3スイッチSW3を設け、第1期間T1および第3期間T3においてオフすることにより、Vout1>Vout2の場合においても、正常な昇圧動作を行うことができる。
Further, the following effect can be obtained by providing the third switch SW3 in series with the fourth switch SW4. In the present embodiment, the first switch SW1 to the fourth switch SW4 are controlled so that the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 satisfy Vout1> Vout2. If the third switch SW3 is not provided, there is a possibility that a voltage higher than the forward voltage Vf is applied to the second diode D2 and it is turned on. When the second diode D2 is turned on, the energy stored in the inductor L should be transferred to the first output capacitor Co1 in the first period T1 in the normal operation mode or the third period T3 in the light load mode. Nevertheless, there arises a problem that current flows into the second output capacitor Co2 via the second diode D2.
Therefore, by providing the third switch SW3 and turning it off in the first period T1 and the third period T3, a normal boosting operation can be performed even when Vout1> Vout2.
また、第3スイッチSW3のバックゲートを第1出力端子104に接続することによって次の効果がある。第3スイッチSW3のオンオフを正常にスイッチさせるためには、バックゲート端子は高い電位に固定されている必要がある。ところが、スイッチング電源装置100の起動時においては、第3スイッチSW3と第4スイッチSW4の接続点の電圧は不安定であるため、もしバックゲート端子をこの接続点に接続した場合、第2出力電圧Vout2が正常に立ち上がらないおそれがある。一方、第1出力端子104は、起動直後においても入力電圧Vinから第1ダイオードD1の順方向電圧Vf分だけ降下した電圧が出力されており、安定している。したがって、第3スイッチSW3のバックゲート端子を第1出力端子104に接続することによって、スイッチング電源装置100の安定性を高めることができる。
Further, connecting the back gate of the third switch SW3 to the
本実施の形態に係るスイッチング電源装置100は、さらに以下の動作によって低消費電力化を図っている。図6は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置100の動作状態を示すタイムチャートである。軽負荷モード時には、制御信号Vcontがローレベルとなり、図4の第1帰還スイッチSWfb1および第2帰還スイッチSWfb2がオフされる。その結果、第1演算増幅器12、第2演算増幅器22がコンパレータとして動作する。
Switching
軽負荷時においては、第1出力キャパシタCo1、第2出力キャパシタCo2は間欠的に充電され、その後の負荷への電流供給により、充電された電荷が放電されるという間欠動作を繰り返す。したがって、第1帰還電圧Vout1’(すなわち第1出力電圧Vout1)、第2帰還電圧Vout2’(すなわち第2出力電圧Vout2)は、図6に示すように、一度のスイッチング動作によって上昇した後、負荷電流によって緩やかに低下し、再び基準電圧まで低下すると再度スイッチング動作により上昇する。 When the load is light, the first output capacitor Co1 and the second output capacitor Co2 are intermittently charged, and the intermittent operation is repeated in which the charged charge is discharged by supplying current to the load thereafter. Accordingly, the first feedback voltage Vout1 ′ (that is, the first output voltage Vout1) and the second feedback voltage Vout2 ′ (that is, the second output voltage Vout2) are increased by a single switching operation as shown in FIG. When the voltage drops slowly to the reference voltage again due to the current, it rises again due to the switching operation.
第1演算増幅器12から出力される第1誤差電圧Verr1は、第1帰還電圧Vout1’が第1基準電圧Vref1より高いとき、ローレベルとなる。また、第2演算増幅器22から出力される第2誤差電圧Verr2は、第2帰還電圧Vout2’が第2基準電圧Vref2より高いとき、ローレベルとなる。コンパレータ34は、第1誤差電圧Verr1、第2誤差電圧Verr2の両方がローレベルのとき、イネーブル信号ENをハイレベルとする。イネーブル信号ENがハイレベルのとき、オシレータ30、第1PWMコンパレータ14、第2PWMコンパレータ24、最大デューティ比設定コンパレータ32は、その動作を停止する。図6に示すように、オシレータ30が停止すると、周期電圧Voscは一定値となる。
The first error voltage Verr1 output from the first
逆に、軽負荷時において、第1帰還電圧Vout1’が第1基準電圧Vref1より低く、あるいは第2帰還電圧Vout2’が第2基準電圧Vref2より低いとき、すなわち第1誤差電圧Verr1、第2誤差電圧Verr2の少なくとも一方がハイレベルのときには、第1出力電圧Vout1、あるいは第2出力電圧Vout2が低下しているため、次のスイッチング動作に備えて、オシレータ30等を動作させておく必要がある。したがって、この場合には、イネーブル信号ENをローレベルとして、オシレータ30等を動作させる。
Conversely, when the first feedback voltage Vout1 ′ is lower than the first reference voltage Vref1 or the second feedback voltage Vout2 ′ is lower than the second reference voltage Vref2 at the time of light load, that is, the first error voltage Verr1 and the second error. When at least one of the voltages Verr2 is at a high level, the first output voltage Vout1 or the second output voltage Vout2 is lowered. Therefore, it is necessary to operate the
このように、本実施の形態に係るスイッチング電源装置100によれば、軽負荷時において、第1出力電圧Vout1、第2出力電圧Vout2に応じた電圧をモニタし、その両方がそれぞれに対応付けられて規定された第1基準電圧Vref1、第2基準電圧Vref2よりも高いときには、オシレータ30等の不要な回路ブロックを停止することにより好適に低消費電力化を図ることができる。
As described above, according to the switching
また、通常動作時において誤差増幅器として機能する第1演算増幅器12、第2演算増幅器22の帰還経路にスイッチを設け、軽負荷時において帰還経路を遮断することにより、それぞれをコンパレータとして利用している。その結果、PWM信号を生成するための誤差増幅器とは別のコンパレータを設ける必要がなくなるため、回路面積を削減することができる。
In addition, a switch is provided in the feedback path of the first
さらに、軽負荷時において、第1演算増幅器12、第2演算増幅器22をコンパレータとして動作させると、第1PWM信号Vpwm1、第2PWM信号Vpwm2のデューティ比が100%となる場合があり、スイッチングレギュレータのスイッチング動作が停止してしまう。そこで、最大デューティ比設定コンパレータ32を設けて、第1PWM信号Vpwm1、第2PWM信号Vpwm2のデューティ比に上限を設定することにより、スイッチング動作が停止するのを防止することができる。
Further, when the first
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
第1ダイオードD1は、第2スイッチSW2を構成するMOSトランジスタの寄生ダイオードが十分なサイズで形成される場合には、その寄生ダイオードをもって代用してもよい。同様に、第2ダイオードD2も、第4スイッチSW4の寄生ダイオードで代用してもよい。 If the parasitic diode of the MOS transistor constituting the second switch SW2 is formed with a sufficient size, the first diode D1 may be substituted with the parasitic diode. Similarly, the second diode D2 may be replaced with a parasitic diode of the fourth switch SW4.
実施の形態においてMOSFETで構成された素子は、バイポーラトランジスタなど別のトランジスタに置換することも可能である。これらの選択は、半導体製造プロセスやコスト、回路に求められる使用に応じて決定すればよい。 In the embodiment, an element formed of a MOSFET can be replaced with another transistor such as a bipolar transistor. These selections may be determined according to the semiconductor manufacturing process, cost, and use required for the circuit.
イネーブル信号ENは、コンパレータ34によらずに、論理演算によって生成してもよい。たとえば、本実施の形態においては、イネーブル信号ENは、第1誤差電圧Verr1の反転信号と、第2誤差電圧Verr2の反転信号との論理積をとることにより生成することができる。
The enable signal EN may be generated not by the
実施の形態においては、スイッチング電源制御回路200が一体集積化される場合について説明したが、スイッチング電源装置100を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、または別の集積回路に分けて構成されていてもよく、さらにはその一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積、用途などに応じて決めればよい。
In the embodiment, the case where the switching power
10 制御部、 12 第1演算増幅器、 14 第1PWMコンパレータ、 16 第1ANDゲート、 22 第2演算増幅器、 24 第2PWMコンパレータ、 26 第2ANDゲート、 30 オシレータ、 32 最大デューティ比設定コンパレータ、 34 コンパレータ、 40 ロジック回路、 100 スイッチング電源装置、 102 入力端子、 104 第1出力端子、 106 第2出力端子、 108 制御端子、 110 第1帰還端子、 112 第2帰還端子、 200 スイッチング電源制御回路、 Co1 第1出力キャパシタ、 Co2 第2出力キャパシタ、 D1 第1ダイオード、 D2 第2ダイオード、 SW1 第1スイッチ、 SW2 第2スイッチ、 SW3 第3スイッチ、 SW4 第4スイッチ、 Vout1 第1出力電圧、 Vout2 第2出力電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1出力電圧に応じた電圧と、所定の第1基準電圧の誤差を増幅する第1誤差増幅器と、
前記第1誤差増幅器から出力される第1誤差電圧を、オシレータから出力される周期電圧と比較し、第1パルス幅変調信号を出力する第1パルス幅変調コンパレータと、
前記第2出力電圧に応じた電圧と、所定の第2基準電圧の誤差を増幅する第2誤差増幅器と、
前記第2誤差増幅器から出力される第2誤差電圧を、前記オシレータから出力される前記周期電圧と比較し、第2パルス幅変調信号を出力する第2パルス幅変調コンパレータと、
前記第1パルス幅変調信号および前記第2パルス幅変調信号にもとづき、メインスイッチならびに2系統の同期整流スイッチを時分割してオンオフするロジック回路と、
前記第1出力電圧に応じた電圧を、前記第1基準電圧と比較する第1コンパレータと、
前記第2出力電圧に応じた電圧を、前記第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、
を備え、
軽負荷時において、前記第1出力電圧が前記第1基準電圧より高く、かつ前記第2出力電圧が前記第2基準電圧より高いとき、前記オシレータならびに前記第1、第2パルス幅変調コンパレータの動作を停止し、
前記第1、第2誤差増幅器はそれぞれ、前記第1、第2コンパレータと演算増幅器を共有して一体に構成されており、
前記演算増幅器の第1入力端子に、出力電圧に応じた電圧を入力し、
前記演算増幅器の出力端子と第2入力端子間に直列に接続された帰還キャパシタおよび帰還スイッチを設け、
通常負荷時においては、前記帰還スイッチをオンする一方、軽負荷時においては、前記帰還スイッチをオフすることを特徴とする制御回路。 A switching power supply control circuit for boosting an input voltage and outputting first and second output voltages,
A voltage corresponding to the first output voltage and a first error amplifier for amplifying an error of a predetermined first reference voltage;
A first pulse width modulation comparator that compares a first error voltage output from the first error amplifier with a periodic voltage output from an oscillator and outputs a first pulse width modulation signal;
A voltage corresponding to the second output voltage and a second error amplifier for amplifying an error between a predetermined second reference voltage;
A second pulse width modulation comparator that compares a second error voltage output from the second error amplifier with the periodic voltage output from the oscillator and outputs a second pulse width modulation signal;
A logic circuit for time-dividing and turning on and off the main switch and the two synchronous rectification switches based on the first pulse width modulation signal and the second pulse width modulation signal;
A first comparator for comparing a voltage according to the first output voltage with the first reference voltage;
A second comparator for comparing a voltage according to the second output voltage with the second reference voltage;
With
When the first output voltage is higher than the first reference voltage and the second output voltage is higher than the second reference voltage at light load, the oscillator and the first and second pulse width modulation comparators operate. the stop,
The first and second error amplifiers are configured integrally by sharing the first and second comparators and the operational amplifier, respectively.
A voltage corresponding to the output voltage is input to the first input terminal of the operational amplifier,
A feedback capacitor and a feedback switch connected in series between the output terminal and the second input terminal of the operational amplifier;
A control circuit which turns on the feedback switch during a normal load and turns off the feedback switch during a light load .
前記入力電圧が印加される入力端子と、
前記第1、第2出力電圧をそれぞれ出力する第1、第2出力端子と、
前記入力端子と固定電位端子間に直列に接続されたインダクタおよびメインスイッチと、
前記インダクタと前記メインスイッチの接続点と前記第1、第2出力端子間にそれぞれ設けられた第1、第2同期整流スイッチと、
前記第1、第2同期整流スイッチに並列に設けられた第1、第2ダイオードと、
前記第1、第2出力端子と固定電位端子間に設けられた第1、第2出力キャパシタと、
前記メインスイッチおよび前記第1、第2同期整流スイッチのオンオフを制御する請求項1から4のいずれかに記載の制御回路と、
を備え、前記制御回路は、通常動作時においては、前記メインスイッチおよび前記第1、第2スイッチを交互にオンオフする一方、軽負荷時においては、前記メインスイッチのみをオンオフすることを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching power supply device that boosts an input voltage and outputs first and second output voltages,
An input terminal to which the input voltage is applied;
First and second output terminals for outputting the first and second output voltages, respectively;
An inductor and a main switch connected in series between the input terminal and the fixed potential terminal;
First and second synchronous rectification switches respectively provided between a connection point of the inductor and the main switch and the first and second output terminals;
First and second diodes provided in parallel to the first and second synchronous rectifier switches;
First and second output capacitors provided between the first and second output terminals and a fixed potential terminal;
The control circuit according to any one of claims 1 to 4, which controls on / off of the main switch and the first and second synchronous rectification switches;
The control circuit alternately turns on and off the main switch and the first and second switches during normal operation, and turns on and off only the main switch during light loads. Switching power supply.
前記入力電圧が印加される入力端子と、
前記第1、第2出力電圧をそれぞれ出力する第1、第2出力端子と、
前記第1出力端子と固定電位端子間に設けられた第1出力キャパシタと、
前記第2出力端子と固定電位端子間に設けられた第2出力キャパシタと、
前記入力端子と固定電位端子間に直列に接続されたインダクタおよび第1スイッチと、
前記インダクタと前記第1スイッチの接続点と、前記第1出力端子間に設けられた第2スイッチと、
前記インダクタと前記第1スイッチの接続点と、前記第2出力端子間に直列に設けられた第3、第4スイッチと、
前記第2スイッチに対して並列に、カソード端子が前記第2出力端子側となるように設けられた第1ダイオードと、
前記第4スイッチに対して並列にカソード端子が前記第2出力端子側となるように設けられた第2ダイオードと、
前記第1から第4スイッチのオンオフを制御する請求項1から4のいずれかに記載の制御回路と、
を備え、前記制御回路は、通常動作時においては、
前記第1スイッチ、第2スイッチを順にオンする第1期間と、前記第1スイッチ、第3スイッチを順にオンし、かつ前記第3スイッチがオンの期間に前記第4スイッチをオンする第2期間と、を交互に繰り返す一方、軽負荷時においては、
前記第1スイッチをオンする第3期間と、前記第1スイッチ、第3スイッチを順にオンする第4期間と、を交互に繰り返すことを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching power supply device that boosts an input voltage and outputs first and second output voltages,
An input terminal to which the input voltage is applied;
First and second output terminals for outputting the first and second output voltages, respectively;
A first output capacitor provided between the first output terminal and a fixed potential terminal;
A second output capacitor provided between the second output terminal and a fixed potential terminal;
An inductor and a first switch connected in series between the input terminal and a fixed potential terminal;
A connection point between the inductor and the first switch; a second switch provided between the first output terminals;
A connection point between the inductor and the first switch, and third and fourth switches provided in series between the second output terminals;
A first diode provided in parallel with the second switch so that a cathode terminal is on the second output terminal side;
A second diode provided in parallel with the fourth switch so that a cathode terminal is on the second output terminal side;
The control circuit according to any one of claims 1 to 4, which controls on / off of the first to fourth switches;
And the control circuit, during normal operation,
A first period for sequentially turning on the first switch and the second switch; and a second period for sequentially turning on the first switch and the third switch and turning on the fourth switch while the third switch is on. And alternately, while at light load,
A switching power supply device characterized by alternately repeating a third period for turning on the first switch and a fourth period for sequentially turning on the first switch and the third switch.
前記電池の電圧を昇圧する請求項5または6に記載のスイッチング電源装置と、
前記スイッチング電源装置から出力される前記第1、第2出力電圧により駆動される複数の負荷と、
を備えることを特徴とする電子機器。 Battery,
The switching power supply device according to claim 5 or 6 , which boosts the voltage of the battery;
A plurality of loads driven by the first and second output voltages output from the switching power supply device;
An electronic device comprising:
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