JP5034750B2 - Power control circuit - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチング素子をPWM制御してインダクタの通電時間を変化させることで、出力される電源の電圧を制御する電源制御回路に関する。   The present invention relates to a power supply control circuit that controls the voltage of an output power supply by changing the energization time of an inductor by PWM control of a switching element.

DC/DCコンバータのような電源回路は、降圧型の場合は電源とグランドとの間にパワーMOSFETのようなスイッチング素子とコイル及びコンデンサとの直列回路を配置し、出力する電源の電圧と基準電圧との差に応じて生成したPWM信号によりFETをスイッチングさせる。斯様な構成の電源回路では、電源が投入されて動作を開始した直後は出力電圧と基準電圧との差が極めて大きいため、コイルに大きな突入電流が流れるおそれがある。そこで、電源投入時に流れる電流を徐々に上昇させるよう、所謂ソフトスタート制御を行う必要がある。   In the case of a step-down type power supply circuit such as a DC / DC converter, a series circuit of a switching element such as a power MOSFET, a coil and a capacitor is arranged between the power supply and the ground, and the output power supply voltage and the reference voltage The FET is switched by a PWM signal generated according to the difference between the two. In the power supply circuit having such a configuration, the difference between the output voltage and the reference voltage is very large immediately after the power is turned on and the operation is started, and thus a large inrush current may flow through the coil. Therefore, it is necessary to perform so-called soft start control so as to gradually increase the current flowing when the power is turned on.

例えば、特許文献1には、ソフトスタート制御を行う電源制御回路として以下のような構成が開示されている。電源制御回路の出力電圧と、D/Aコンバータの出力検出電圧Vfbとをコンパレータで比較し、そのコンパレータの出力信号でカウンタをカウントアップさせ、そのカウントデータを前記D/AコンバータがD/A変換する。エラーアンプは、D/Aコンバータの出力電圧Vdacと、基準電圧Vrefとの何れか低い方を検出電圧Vfbと比較した結果をPWM指令としてPWM信号を生成し、FETのゲートに出力する。そして、電源が投入されると、D/Aコンバータの出力電圧Vdacを、基準電圧Vrefに達するまでの間、検出電圧Vfbと比較した結果に基づきカウンタにより順次上昇させて、ソフトスタート制御を行うようになっている。
特開2006−325339号公報
For example, Patent Document 1 discloses the following configuration as a power supply control circuit that performs soft start control. The output voltage of the power supply control circuit and the output detection voltage Vfb of the D / A converter are compared by a comparator, the counter is counted up by the output signal of the comparator, and the count data is D / A converted by the D / A converter. To do. The error amplifier generates a PWM signal using a result obtained by comparing the lower one of the output voltage Vdac of the D / A converter and the reference voltage Vref with the detection voltage Vfb, and outputs the PWM signal to the gate of the FET. When the power is turned on, the output voltage Vdac of the D / A converter is sequentially increased by the counter based on the result of comparison with the detection voltage Vfb until the reference voltage Vref is reached, and soft start control is performed. It has become.
JP 2006-325339 A

しかしながら、特許文献1に開示されている構成では、カウンタ及びD/Aコンバータが必要であり、回路規模が大きくなるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単な構成でソフトスタート制御を行うことができる電源制御回路を提供することにある。
However, the configuration disclosed in Patent Document 1 requires a counter and a D / A converter, which increases the circuit scale.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power supply control circuit capable of performing soft start control with a simpler configuration.

請求項1記載の電源制御回路によれば、入力電源が投入されて動作を開始した直後は出力電圧が低いため、PWM指令生成回路に設定される基準電圧との差が大きく、生成されるPWM制御指令のレベルは高くなり、PWM信号出力回路より出力されるPWM信号のデューティは100%になる。そして、過電流検出回路により検出される電流も過電流レベルに達しないため、スイッチング素子に対しては、論理回路を介してデューティ100%の連続通電信号が出力される。それによりインダクタが連続的に通電されて出力される電源の電圧は上昇する。
上記の状態が継続するとインダクタの通電電流が増大し、過電流検出回路により過電流検出信号が出力されるので、遅延回路により付与される第1遅延時間の経過後にスイッチング素子が遮断されてインダクタへの通電は停止し、過電流検出回路の検出電流はゼロになる。すると、第2遅延時間の経過後にスイッチング素子は再び導通し、インダクタへの通電が再開されて過電流検出回路の検出電流は上昇に転ずる。
According to the power supply control circuit of the first aspect, since the output voltage is low immediately after the input power supply is turned on and the operation is started, the difference from the reference voltage set in the PWM command generation circuit is large, and the generated PWM The level of the control command becomes high, and the duty of the PWM signal output from the PWM signal output circuit becomes 100%. Since the current detected by the overcurrent detection circuit does not reach the overcurrent level, a continuous energization signal with a duty of 100% is output to the switching element via the logic circuit. As a result, the voltage of the power supply that is output when the inductor is continuously energized rises.
When the above state continues, the energization current of the inductor increases, and the overcurrent detection signal is output by the overcurrent detection circuit. Therefore, after the first delay time given by the delay circuit has elapsed, the switching element is cut off and the inductor is supplied to the inductor. Is stopped and the detection current of the overcurrent detection circuit becomes zero. Then, after the second delay time elapses, the switching element is turned on again, energization of the inductor is resumed, and the detection current of the overcurrent detection circuit starts to increase.

従って、出力される電源の電圧が低く、PWM信号出力回路が実質的にPWM信号(デューティ100%未満)を出力しない期間は、過電流検出回路並びに論理回路の作用によりスイッチング素子は断続的に通電されるようになり、スロースタート制御が行われる。そして、出力電圧の上昇に伴いPWM制御指令が低下すると、PWM信号出力回路はデューティ100%未満のPWM信号を出力するようになり電源制御回路は定常的な動作状態に移行する。
その時点で、過電流検出回路は過電流を検出しなくなるので、論理回路はPWM信号をそのままスイッチング素子に通電信号として出力する。即ち、遅延回路と論理回路との作用により、従来よりも簡単な構成で電源投入時のスロースタート制御を実現することができる。
Therefore, during the period when the output power supply voltage is low and the PWM signal output circuit does not substantially output the PWM signal (less than 100% duty), the switching element is intermittently energized by the action of the overcurrent detection circuit and the logic circuit. Slow start control is performed. When the PWM control command decreases as the output voltage increases, the PWM signal output circuit outputs a PWM signal with a duty less than 100%, and the power supply control circuit shifts to a steady operation state.
At that time, since the overcurrent detection circuit does not detect the overcurrent, the logic circuit outputs the PWM signal as it is to the switching element as an energization signal. That is, by the action of the delay circuit and the logic circuit, it is possible to realize the slow start control when the power is turned on with a simpler configuration than the conventional one.

請求項2記載の電源制御回路によれば、基準電圧出力回路は、過電流検出回路に対し、基準値となる電圧信号を出力するとともに、PWM信号監視手段により、PWM信号が通常状態で出力されていないと判断されると前記電圧信号のレベルを低く設定し、PWM信号が通常状態で出力されていると判断されると前記電圧信号のレベルを高く設定する。即ち、電源投入直後は、上述したようにデューティ100%未満のPWM信号は出力されないため、過電流検出回路における基準値は低いレベルに設定され、過電流が検出されて初期動作時のスロースタート制御が実行される。一方、定常動作時は、デューティ100%未満のPWM信号が出力されるので、過電流検出回路における基準値は高いレベルに設定され、過電流が検出されることはなくPWM信号がそのまま出力される。したがって、スロースタート制御時における過電流検出レベルを、定常動作時よりも低く設定することができる。   According to the power supply control circuit of the second aspect, the reference voltage output circuit outputs a voltage signal serving as a reference value to the overcurrent detection circuit, and the PWM signal monitoring means outputs the PWM signal in a normal state. If it is determined that the voltage signal is not, the level of the voltage signal is set low, and if it is determined that the PWM signal is output in a normal state, the level of the voltage signal is set high. That is, immediately after the power is turned on, a PWM signal with a duty less than 100% is not output as described above. Therefore, the reference value in the overcurrent detection circuit is set to a low level, the overcurrent is detected, and the slow start control during the initial operation is performed. Is executed. On the other hand, during steady operation, a PWM signal with a duty less than 100% is output, so the reference value in the overcurrent detection circuit is set to a high level, and no overcurrent is detected and the PWM signal is output as it is. . Therefore, the overcurrent detection level during slow start control can be set lower than during steady operation.

(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図5を参照して説明する。図1は、降圧型のDC/DCコンバータである電源制御回路の全体構成を示すものである。電源+Bとグランドとの間には、PチャネルMOSFET(半導体スイッチング素子)1,コイル(インダクタ)2,コンデンサ3の直列回路が接続されており、FET1のドレインとグランドとの間には、フリーホイールダイオード4が接続されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration of a power supply control circuit which is a step-down DC / DC converter. A series circuit of a P-channel MOSFET (semiconductor switching element) 1, a coil (inductor) 2 and a capacitor 3 is connected between the power source + B and the ground, and a free wheel is connected between the drain of the FET 1 and the ground. A diode 4 is connected.

コイル2,コンデンサ3の共通接続点は、ゲイン抵抗5を介してエラーアンプ6の反転入力端子に接続されており、差動増幅回路であるエラーアンプ6の非反転入力端子には、バンドギャップ基準電圧回路(BG)7より1.22Vの基準電圧VBGが与えられている。そして、エラーアンプ6の出力端子は、PWM信号生成用のコンパレータ8の反転入力端子に接続されており、コンパレータ8の非反転入力端子には、搬送波出力回路9より三角波信号が搬送波として与えられている。
FET1のソース側には、電流検出部として抵抗素子10が配置されている。また、電流検出部は、図2に示すように、FET1に対して電流検出用のFET11を並列に接続し、そのFET11のソースに抵抗素子10を挿入して構成しても良い。
The common connection point of the coil 2 and the capacitor 3 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier 6 through the gain resistor 5, and the non-inverting input terminal of the error amplifier 6 which is a differential amplifier circuit has a band gap reference. A reference voltage VBG of 1.22 V is applied from the voltage circuit (BG) 7. The output terminal of the error amplifier 6 is connected to the inverting input terminal of the comparator 8 for generating the PWM signal, and the non-inverting input terminal of the comparator 8 is given a triangular wave signal from the carrier wave output circuit 9 as a carrier wave. Yes.
On the source side of the FET 1, a resistance element 10 is disposed as a current detection unit. As shown in FIG. 2, the current detection unit may be configured by connecting a current detection FET 11 in parallel to the FET 1 and inserting a resistance element 10 into the source of the FET 11.

FET1のソースは、電流比較用のコンパレータ13の非反転入力端子に接続されており、反転入力端子には、比較用の基準電圧VLIM(過電流ILIM相当の電圧)が与えられている。そして、コンパレータ13の出力端子は、アナログフィルタ(遅延回路)14を介してANDゲート(論理回路)15の一方の入力端子に接続されており、他方の入力端子には、コンパレータ8の出力端子が接続されている。ANDゲート15の出力端子は、プリドライバ16を介してFET1のゲートに接続されている。プリドライバ16は、ANDゲート15の出力レベルを反転してFET1のゲートに駆動信号を与える。   The source of the FET 1 is connected to a non-inverting input terminal of a comparator 13 for current comparison, and a reference voltage VLIM for comparison (a voltage corresponding to an overcurrent ILIM) is applied to the inverting input terminal. The output terminal of the comparator 13 is connected to one input terminal of an AND gate (logic circuit) 15 via an analog filter (delay circuit) 14, and the output terminal of the comparator 8 is connected to the other input terminal. It is connected. The output terminal of the AND gate 15 is connected to the gate of the FET 1 through the pre-driver 16. The pre-driver 16 inverts the output level of the AND gate 15 and gives a drive signal to the gate of the FET 1.

図3は、アナログフィルタ14の具体構成例を示すものである。アナログフィルタ14は、シュミットトリガバッファ17と、電源+Bとグランドとの間に接続される充電用電流源18及びコンデンサ19の直列回路と、両者の共通接続点とグランドとの間に接続されるスイッチ回路20及び放電用電流源21とで構成されている。上記共通接続点は、バッファ17の入力端子に接続されており、スイッチ回路20のON/OFFはコンパレータ13の出力信号Vcompによって行われる。
充電用電流源18が流す定電流Icと、放電用電流源21が流す定電流Idとの関係は、Ic<Idとなるように設定されており、スイッチ回路20がOFFの場合、コンデンサ19は電流源18により充電され、スイッチ回路20がONの場合、コンデンサ19は電流源21により放電されるようになっている。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the analog filter 14. The analog filter 14 includes a Schmitt trigger buffer 17, a series circuit of a charging current source 18 and a capacitor 19 connected between the power source + B and the ground, and a switch connected between a common connection point between the two and the ground. A circuit 20 and a discharge current source 21 are included. The common connection point is connected to the input terminal of the buffer 17, and the switch circuit 20 is turned on / off by the output signal Vcomp of the comparator 13.
The relationship between the constant current Ic flowing through the charging current source 18 and the constant current Id flowing through the discharging current source 21 is set so that Ic <Id, and when the switch circuit 20 is OFF, the capacitor 19 is When charged by the current source 18 and the switch circuit 20 is ON, the capacitor 19 is discharged by the current source 21.

以上の構成において、コイル2,コンデンサ3,ダイオード4を除いたものが電源制御回路22を構成している。また、抵抗素子10及びコンパレータ13が過電流検出回路23を構成し、エラーアンプ6及びバンドギャップ基準電圧回路7がPWM指令生成回路24を構成しており、コンパレータ8及び搬送波出力回路9がPWM信号出力回路25を構成している。   In the above configuration, the power supply control circuit 22 is configured except for the coil 2, the capacitor 3, and the diode 4. In addition, the resistor element 10 and the comparator 13 constitute an overcurrent detection circuit 23, the error amplifier 6 and the band gap reference voltage circuit 7 constitute a PWM command generation circuit 24, and the comparator 8 and the carrier wave output circuit 9 include a PWM signal. An output circuit 25 is configured.

次に、本実施例の作用について図4及び図5も参照して説明する。図5は、電源制御回路22に電源+Bが投入された場合の動作状態を示すタイミングチャートであり、図4は、図5(b)の波形の一部(初期変化部分)を拡大して示す図である。電源+Bが投入された直後は出力電圧Voutのレベルが低いため、エラーアンプ6の出力信号Verrのレベルは高く、PWM制御指令はPWM搬送波の最高レベル以上となっている。したがって、コンパレータ8の出力はロウベルとなる。またこの時、電流検出部10により検出される電流値も小さいので、電流比較用のコンパレータ13の出力信号Vcompはハイレベルとなっている。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing chart showing an operation state when the power supply + B is turned on to the power supply control circuit 22, and FIG. 4 is an enlarged view of a part of the waveform of FIG. 5B (initial change portion). FIG. Since the level of the output voltage Vout is low immediately after the power supply + B is turned on, the level of the output signal Verr of the error amplifier 6 is high, and the PWM control command is equal to or higher than the maximum level of the PWM carrier wave. Therefore, the output of the comparator 8 becomes a low level. At this time, since the current value detected by the current detector 10 is also small, the output signal Vcomp of the comparator 13 for current comparison is at a high level.

その状態で検出される電流値が上昇し、コンパレータ13における基準電圧VLIMを超えると、コンパレータ13の出力信号Vcompがロウレベルに変化する[図4(a),(b),(1)参照]。すると、アナログフィルタ14のスイッチ回路20がOFFからONに切り替わりコンデンサ19の放電が開始され、その端子電圧がバッファ17の入力しきい値を下回ると、アナログフィルタ14の出力信号Vfiltはロウレベルになる。すなわち、上記の作用により、アナログフィルタ14の入力信号がハイからロウに切り替わった時点から、遅延時間tdoffが経過すると出力信号Vfiltがロウレベルになる[図4(c),(2)参照]。それにより、ANDゲート15の出力レベルはロウからハイに変化し、FET1はOFFになる。   When the current value detected in this state rises and exceeds the reference voltage VLIM in the comparator 13, the output signal Vcomp of the comparator 13 changes to a low level [see FIGS. 4 (a), (b), (1)]. Then, the switch circuit 20 of the analog filter 14 is switched from OFF to ON, and the capacitor 19 starts discharging. When the terminal voltage falls below the input threshold value of the buffer 17, the output signal Vfilt of the analog filter 14 becomes low level. That is, the output signal Vfilt becomes low level when the delay time tdoff elapses from the time when the input signal of the analog filter 14 is switched from high to low by the above-described operation [see FIGS. 4 (c) and (2)]. As a result, the output level of the AND gate 15 changes from low to high, and the FET 1 is turned off.

FET1がOFFになると、抵抗素子10における電圧降下がなくなり、コンパレータ13の非反転入力端子のレベルは電源+Bレベルまで上昇するので、出力信号Vcompは直ちにハイレベルとなる。すると、アナログフィルタ14のスイッチ回路20はOFFになりコンデンサ19の充電が開始され、その端子電圧がバッファ17の入力しきい値を上回るとアナログフィルタ14の出力信号はハイレベルになる。すなわち、上記の作用により、アナログフィルタ14の入力信号がロウからハイに切り替わった時点から、遅延時間tdonが経過すると出力信号Vfiltがハイレベルになる[図4(c),(3)参照]。   When the FET 1 is turned off, the voltage drop in the resistance element 10 disappears, and the level of the non-inverting input terminal of the comparator 13 rises to the power supply + B level, so that the output signal Vcomp immediately becomes high level. Then, the switch circuit 20 of the analog filter 14 is turned off and charging of the capacitor 19 is started. When the terminal voltage exceeds the input threshold value of the buffer 17, the output signal of the analog filter 14 becomes high level. In other words, the output signal Vfilt becomes high level when the delay time tdon elapses from the time when the input signal of the analog filter 14 is switched from low to high by the above-described operation [see FIGS. 4 (c) and 4 (3)].

FET1がOFFになると、コイル2には遅れ電流が流れるため、電流ILは時点(2)をピークとして減少に転じる。そして、上述のようにアナログフィルタ14の出力信号Vfiltがハイレベルになると、ANDゲート15の出力レベルはハイからロウに変化し、FET1は再びONになる。すると、コイル電流ILは上昇に転じ[図4(a),(4)参照]、コンパレータ13における基準電圧VLIMを超えると、コンパレータ13の出力信号Vcompがロウレベルに変化し[図4(a),(5)参照]、(1)と同じ状態になる。   When the FET 1 is turned OFF, a delayed current flows through the coil 2, so that the current IL starts to decrease at the point (2) as a peak. When the output signal Vfilt of the analog filter 14 becomes high level as described above, the output level of the AND gate 15 changes from high to low, and the FET 1 is turned on again. Then, the coil current IL starts to rise [see FIGS. 4 (a) and 4 (4)]. When the reference voltage VLIM in the comparator 13 is exceeded, the output signal Vcomp of the comparator 13 changes to a low level [FIG. 4 (a), (Refer to (5)], the state becomes the same as (1).

ここで、図5を参照する。図5(a)はFET1のON/OFF状態を示し、図5(c)はPWM搬送波と出力電圧Voutの変化とを示す。図5(c)に示すように、電源+Bの投入直後から出力電圧Voutがある程度上昇するまでの期間は、デューティ100%未満のPWM信号は出力されないが、図4において説明したコンパレータ13並びにアナログフィルタ14の作用によりFET1は断続的にON/OFFされ、スロースタート制御が行われる。その結果として、図5(c)に示す出力電圧Voutの上昇変化は緩やかになっている。   Reference is now made to FIG. FIG. 5A shows the ON / OFF state of the FET 1, and FIG. 5C shows the change of the PWM carrier wave and the output voltage Vout. As shown in FIG. 5C, the PWM signal with a duty less than 100% is not output during the period from when the power source + B is turned on until the output voltage Vout rises to some extent, but the comparator 13 and the analog filter described in FIG. By the action of 14, the FET 1 is intermittently turned ON / OFF, and the slow start control is performed. As a result, the increase in the output voltage Vout shown in FIG. 5C is moderate.

そして、出力電圧Voutレベルが上昇し、エラーアンプ6における検出電圧が基準電圧VBG付近になると、PWM信号出力回路24によりデューティ100%未満のPWM信号が出力されてFET1がON/OFFされ、出力電圧Voutは目標とする電源電圧付近に制御される定常動作状態となる。その場合、正常な動作が継続すればコンパレータ13により検出される電流が基準値ILIMを上回ることはないので、アナログフィルタ14の出力信号Vfiltはハイレベルを維持し続ける。   When the output voltage Vout level rises and the detection voltage in the error amplifier 6 becomes near the reference voltage VBG, the PWM signal output circuit 24 outputs a PWM signal with a duty less than 100%, and the FET 1 is turned on / off, and the output voltage Vout becomes a steady operation state controlled near the target power supply voltage. In this case, if normal operation continues, the current detected by the comparator 13 does not exceed the reference value ILIM, so that the output signal Vfilt of the analog filter 14 continues to maintain a high level.

以上のように本実施例によれば、電源制御回路22に電源+Bが投入された直後において、出力電圧Voutが低く、PWM信号出力回路25がデューティ100%未満のPWM信号を出力しない期間は、過電流検出回路23並びにANDゲート15の作用によりFET1を断続的に通電してスロースタート制御を行い、出力電圧Voutの上昇に伴いPWM制御指令が低下し、PWM信号出力回路24がデューティ100%未満のPWM信号を出力するようになると定常的な動作状態に移行する。したがって、従来よりも簡単な構成で電源投入時のスロースタート制御を実現することができる。   As described above, according to this embodiment, immediately after the power supply + B is turned on to the power supply control circuit 22, the period during which the output voltage Vout is low and the PWM signal output circuit 25 does not output a PWM signal with a duty less than 100% is The slow start control is performed by intermittently energizing the FET 1 by the action of the overcurrent detection circuit 23 and the AND gate 15, the PWM control command decreases as the output voltage Vout increases, and the PWM signal output circuit 24 is less than 100% duty When the PWM signal is output, a steady operation state is entered. Therefore, it is possible to realize the slow start control when the power is turned on with a simpler configuration than the conventional one.

尚、特許文献1では、従来のスロースタート制御を実現するための構成は、コンデンサを用いることが問題であるとして、カウンタとD/Aコンバータとを用いる構成を採用しているが、上記のコンデンサは、時定数がmsオーダーの容量が大きなコンデンサである。本実施例において、アナログフィルタ14がコンデンサ19を備えているが、このコンデンサ19は、時定数が高々μsオーダーの容量が小さいもので、例えば電源制御回路22をIC化することを想定した場合でも、そのIC内部に形成することが容易なサイズのコンデンサである。したがって、特許文献1において問題としているコンデンサとは機能が相違している。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688, the configuration for realizing the conventional slow start control adopts a configuration using a counter and a D / A converter because it is a problem to use a capacitor. Is a capacitor having a large time constant in the order of ms. In this embodiment, the analog filter 14 is provided with a capacitor 19. However, the capacitor 19 has a time constant that has a capacity as small as μs at most. For example, even when the power control circuit 22 is assumed to be integrated into an IC. It is a capacitor of a size that can be easily formed inside the IC. Therefore, the function is different from the capacitor in question in Patent Document 1.

(第2実施例)
図6及び図7は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例の電源制御回路31は、第1実施例の電源制御回路22に対してカウンタ(PWM信号監視手段)32,可変基準電圧回路(基準電圧出力回路)33を加えたもので構成される。
(Second embodiment)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Hereinafter, different parts will be described. The power supply control circuit 31 of the second embodiment is configured by adding a counter (PWM signal monitoring means) 32 and a variable reference voltage circuit (reference voltage output circuit) 33 to the power supply control circuit 22 of the first embodiment. The

カウンタ32は、搬送波出力回路9により出力される搬送波の出力数をカウントすると共に、コンパレータ8の出力信号によってリセットされるようになっており、カウンタ32の出力信号Qは、可変基準電圧回路33に与えられている。その可変基準電圧回路33は、上記出力信号Qの状態に応じて、コンパレータ13の反転入力端子に与える基準電圧のレベルを2段階に変化させる。
例えば、カウンタ32は、リセット状態から搬送波の出力数を10カウントすると、出力信号Qをハイレベルに変化させるようになっており、可変基準電圧回路33は、出力信号Qがハイレベルの場合は基準電圧VLIMを低いレベルに設定し、出力信号Qがロウレベルの場合は基準電圧VLIMを高いレベルに設定する。
The counter 32 counts the number of carrier waves output from the carrier wave output circuit 9 and is reset by the output signal of the comparator 8. The output signal Q of the counter 32 is sent to the variable reference voltage circuit 33. Is given. The variable reference voltage circuit 33 changes the level of the reference voltage applied to the inverting input terminal of the comparator 13 in two steps according to the state of the output signal Q.
For example, the counter 32 changes the output signal Q to a high level when the number of carrier wave outputs is counted 10 from the reset state, and the variable reference voltage circuit 33 is a reference when the output signal Q is at a high level. The voltage VLIM is set to a low level, and when the output signal Q is at a low level, the reference voltage VLIM is set to a high level.

次に、第2実施例の作用について図7も参照して説明する。電源制御回路31に電源+Bが投入された直後は、カウンタ32はリセットされる。この場合、コンパレータ13はデューティ100%未満のPWM信号を出力しないため、搬送波出力回路9が搬送波を10周期分出力すると出力信号Qはハイレベルとなり、可変基準電圧回路33は、基準電圧VLIMを低いレベルに設定する[図7(b),(1)参照]。この状態で、第1実施例と同様にスロースタート制御が実行される。   Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. Immediately after the power supply + B is turned on to the power supply control circuit 31, the counter 32 is reset. In this case, since the comparator 13 does not output a PWM signal with a duty less than 100%, when the carrier wave output circuit 9 outputs the carrier wave for 10 cycles, the output signal Q becomes high level, and the variable reference voltage circuit 33 reduces the reference voltage VLIM. The level is set [see FIGS. 7 (b) and (1)]. In this state, the slow start control is executed as in the first embodiment.

そして、出力電圧Voutが上昇し、PWM信号回路24がデューティ100%未満のPWM信号を出力するようになると、カウンタ32はコンパレータ8の出力信号によりリセットされ、出力信号Qはロウレベルとなり、可変基準電圧回路33は、基準電圧VLIMをより高いレベルに設定する[図7(b),(2)参照]。   When the output voltage Vout rises and the PWM signal circuit 24 outputs a PWM signal with a duty less than 100%, the counter 32 is reset by the output signal of the comparator 8, the output signal Q becomes low level, and the variable reference voltage The circuit 33 sets the reference voltage VLIM to a higher level [see FIGS. 7B and 7].

以上のように第2実施例によれば、可変基準電圧回路33は、カウンタ32の出力信号Qの状態に応じて、コンパレータ13に与える基準電圧VLIMをスロースタート制御時には低く設定し、定常動作時にはより高く設定するようにした。したがって、PWM信号が定常的に出力されているか否かに応じて基準電圧VLIMのレベルを変更できるので、スロースタート制御時における過電流検出レベルを、定常動作時よりも低く設定することができる。   As described above, according to the second embodiment, the variable reference voltage circuit 33 sets the reference voltage VLIM applied to the comparator 13 to be low during the slow start control according to the state of the output signal Q of the counter 32, and during the steady operation. I set it higher. Therefore, since the level of the reference voltage VLIM can be changed according to whether the PWM signal is constantly output, the overcurrent detection level during the slow start control can be set lower than during the steady operation.

(第3実施例)
図8は本発明の第3実施例を示すものである。第3実施例は、遅延回路としてのアナログフィルタの別の構成例を示す。図8(a)に示すアナログフィルタ34は、抵抗素子35,コンデンサ19及びバッファ17による極めて一般的なCRフィルタであり、図8(b)に示すアナログフィルタ36は、図8(a)の抵抗素子35に対して並列に、ダイオード37及び抵抗素子38の直列回路を接続したものである。すなわち、アナログフィルタ36では、充電時は抵抗素子35に対して抵抗素子38が並列となるため時定数が小さく、放電時は抵抗素子35のみが寄与するので時定数が大きくなる。したがって、第1実施例等と同様に、遅延時間tdon,tdoffに時間差を設けることができる。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. The third embodiment shows another configuration example of an analog filter as a delay circuit. An analog filter 34 shown in FIG. 8A is a very general CR filter including a resistor element 35, a capacitor 19 and a buffer 17, and an analog filter 36 shown in FIG. 8B is a resistor of FIG. 8A. A series circuit of a diode 37 and a resistance element 38 is connected in parallel to the element 35. That is, in the analog filter 36, the time constant is small because the resistance element 38 is in parallel with the resistance element 35 during charging, and the time constant is large because only the resistance element 35 contributes during discharging. Therefore, a time difference can be provided between the delay times tdon and tdoff as in the first embodiment.

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
遅延回路は、その他、論理ゲート(正転,反転バッファ)を複数(反転の場合は偶数)段直列に接続して構成しても良い。
電流検出部は、例えば電流トランスを使用して、その検出出力をコンパレータ13の反転入力端子に与え、比較用の基準電圧を非反転入力端子に与えるようにしても良い。
アナログフィルタを構成するシュミットトリガバッファ17を、ヒステリシス特性を有しないバッファに置き換えても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
In addition, the delay circuit may be configured by connecting a plurality of (in the case of inversion, even number) stages of logic gates (forward and inversion buffers) in series.
The current detection unit may use a current transformer, for example, to supply the detection output to the inverting input terminal of the comparator 13 and supply the reference voltage for comparison to the non-inverting input terminal.
The Schmitt trigger buffer 17 constituting the analog filter may be replaced with a buffer having no hysteresis characteristic.

第2実施例において、カウンタ32に替えてフリップフロップを配置し、例えば電源投入後におけるフリップフロップの初期出力状態に対応して可変基準電圧回路33が基準電圧VLIMを低いレベルに設定し、コンパレータ8より最初のデューティ100%未満のPWM信号が最初に出力されると、上記の初期出力状態をクリアして、可変基準電圧回路33が基準電圧VLIMを高いレベルに設定するようにしても良い。   In the second embodiment, a flip-flop is arranged in place of the counter 32. For example, the variable reference voltage circuit 33 sets the reference voltage VLIM to a low level corresponding to the initial output state of the flip-flop after power-on, and the comparator 8 When the first PWM signal with a duty less than 100% is output first, the initial output state may be cleared and the variable reference voltage circuit 33 may set the reference voltage VLIM to a high level.

本発明の第1実施例であり、電源制御回路の全体構成を示す図1 is a diagram illustrating an overall configuration of a power supply control circuit according to a first embodiment of the present invention. 電流検出部の他の構成例を示す図The figure which shows the other structural example of an electric current detection part. アナログフィルタの具体構成例を示す図The figure which shows the specific structural example of an analog filter 図5の一部を拡大して示すタイミングチャートTiming chart showing a part of FIG. 電源制御回路に電源+Bが投入された場合の動作状態を示すタイミングチャートTiming chart showing the operating state when power supply + B is turned on to the power supply control circuit 本発明の第2実施例を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. 図5相当図Figure equivalent to FIG. 本発明の第3実施例を示す図2相当図FIG. 2 equivalent view showing a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はPチャネルMOSFET(半導体スイッチング素子)、2はコイル(インダクタ)、6はエラーアンプ、14はアナログフィルタ(遅延回路)、15はANDゲート(論理回路)、22は電源制御回路、23は過電流検出回路、24はPWM指令生成回路、25はPWM信号出力回路、31は電源制御回路、32はカウンタ(PWM信号監視手段)、33は可変基準電圧回路(基準電圧出力回路)、34,36はアナログフィルタ(遅延回路)を示す。   In the drawing, 1 is a P-channel MOSFET (semiconductor switching element), 2 is a coil (inductor), 6 is an error amplifier, 14 is an analog filter (delay circuit), 15 is an AND gate (logic circuit), 22 is a power supply control circuit, 23 is an overcurrent detection circuit, 24 is a PWM command generation circuit, 25 is a PWM signal output circuit, 31 is a power supply control circuit, 32 is a counter (PWM signal monitoring means), 33 is a variable reference voltage circuit (reference voltage output circuit), Reference numerals 34 and 36 denote analog filters (delay circuits).

Claims (2)

スイッチング素子をPWM制御してインダクタへの通電時間を変化させることで、出力される電源の電圧を制御する電源制御回路において、
前記電源電圧と基準電圧との電位差に応じてPWM制御指令を生成するPWM指令生成回路と、
前記PWM制御指令と、搬送波の振幅レベルとを比較してPWM信号を出力するPWM信号出力回路と、
前記スイッチング素子を介して流れる電流を検出し、基準値と比較して過電流を検出すると過電流検出信号を出力する過電流検出回路と、
前記過電流検出信号に、当該信号が出力された時点から前記スイッチング素子を遮断させるまでの時間である第1遅延時間を付与すると共に、前記スイッチング素子を遮断させてから再び導通させるまでの時間である第2遅延時間を付与する遅延回路と、
前記PWM信号と前記遅延回路より出力される信号とを論理合成することで、前記過電流検出信号が出力されていない場合に、前記PWM信号を前記スイッチング素子に対する導通制御信号として出力する論理回路とで構成されることを特徴とする電源制御回路。
In the power supply control circuit that controls the voltage of the output power by changing the energization time to the inductor by PWM controlling the switching element,
A PWM command generation circuit that generates a PWM control command in accordance with a potential difference between the power supply voltage and a reference voltage;
A PWM signal output circuit that compares the PWM control command with an amplitude level of a carrier wave and outputs a PWM signal;
An overcurrent detection circuit that detects the current flowing through the switching element and outputs an overcurrent detection signal when an overcurrent is detected in comparison with a reference value;
The overcurrent detection signal is provided with a first delay time that is a time from when the signal is output to when the switching element is shut off, and when the switching element is shut off and then turned on again. A delay circuit for providing a second delay time;
A logic circuit that synthesizes the PWM signal and a signal output from the delay circuit to output the PWM signal as a conduction control signal for the switching element when the overcurrent detection signal is not output; A power supply control circuit comprising:
前記過電流検出回路に対し、前記基準値となる電圧信号を出力する基準電圧出力回路と、
前記PWM信号が通常の状態で出力されているか否かを監視するPWM信号監視手段とを備え、
前記基準電圧出力回路は、前記PWM信号監視手段によって前記PWM信号が通常状態で出力されていないと判断されると、前記電圧信号のレベルを低く設定し、前記PWM信号が通常状態で出力されていると判断されると、前記電圧信号のレベルを高く設定するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。
A reference voltage output circuit that outputs a voltage signal serving as the reference value to the overcurrent detection circuit;
PWM signal monitoring means for monitoring whether the PWM signal is output in a normal state,
When the PWM signal monitoring means determines that the PWM signal is not output in a normal state, the reference voltage output circuit sets the level of the voltage signal to be low and the PWM signal is output in a normal state. 2. The power supply control circuit according to claim 1, wherein the power supply control circuit is configured to set a level of the voltage signal high when it is determined that the voltage signal is present.
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