JP5055982B2 - Soft start circuit and integrated circuit device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ソフトスタート起動を行うソフトスタート回路、及びこれを用いた集積回路装置に関する。 The present invention relates to a soft start circuit that performs soft start activation, and an integrated circuit device using the soft start circuit.
従来から、DC/DCコンバータやスイッチングレギュレータの駆動回路には、起動時のラッシュカレントによるスイッチングトランジスタの破壊、及び、出力電圧の立ち上がりのオーバーシュートを防ぐ等の目的で、ソフトスタート回路が利用されている。 Conventionally, drive circuits for DC / DC converters and switching regulators have used soft start circuits for the purpose of preventing destruction of switching transistors due to rush current at start-up and overshooting of rising of output voltage. Yes.
図7は、従来のソフトスタート回路50aを示す回路図である。図7において、基準電圧生成回路80から基準電圧が発生している。n個(nは自然数)のコンデンサC1〜Cnが並列に設けられ、各々の一方が接地されている。各々のコンデンサC1〜Cnに対応して各々電流源I1〜Inが設けられて電流が供給されるようになっており、n個の充電回路を構成している。また、開閉接点CL1〜CLnが充電回路に並列に接地されて接続されており、接点CL1〜CLnのいずれかの接点にオンのコントロール信号が来たときに、対応する接点CL1〜CLnが開になり、対応するコンデンサC1〜Cnの充電が開始されるように構成されている。n個の充電回路は、各々対応するオペアンプ91〜94の非反転入力端子に接続され、電流源I1〜InとコンデンサC1〜Cnの時定数により、コンデンサC1〜Cnが充電するにつれて、オペアンプの出力端子が接続されているFET(電界効果トランジスタ)M1〜Mnを緩やかにオンさせる。そして、FETM1〜Mnが完全にオンすると、抵抗R1〜Rnで分圧された基準電圧が各出力系の出力端子Vout1〜Voutnへ出力されるようになっている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional
図8は、図7に示した従来技術の各出力端子Vout1〜Voutnの出力電圧の時間変化特性を示す図である。図8の構成では、出力系毎に電流源I1〜In及びコンデンサC1〜Cnが設けられているため、目標電圧に達するまでのソフトスタート時間を電流源I1〜In及びコンデンサC1〜Cnにより設定することが可能である。従って、図8のように、同時にソフトスタートを起動した場合には、同じ時間で目標電圧を出力するように設定することができる。 FIG. 8 is a diagram showing the time change characteristics of the output voltages of the output terminals Vout1 to Voutn of the conventional technique shown in FIG. In the configuration of FIG. 8, since the current sources I1 to In and capacitors C1 to Cn are provided for each output system, the soft start time until the target voltage is reached is set by the current sources I1 to In and the capacitors C1 to Cn. It is possible. Therefore, as shown in FIG. 8, when the soft start is activated at the same time, the target voltage can be set to be output in the same time.
なお、複数のスイッチング電源を有し、スイッチング電源毎にソフトスタート回路が設けられたスイッチング電源の従来技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、図7に示した従来の技術では、出力端子Vout1〜Voutnと同じ数の電流源I1〜In及びコンデンサC1〜Cnが必要であるため、ソフトスタート時間を長く設定する程、大容量のコンデンサC1〜Cnを必要としてコンデンサC1〜Cnのサイズが大きくなり、ソフトスタート回路50aを搭載するチップ面積が増大するという問題があった。
However, since the conventional technique shown in FIG. 7 requires the same number of current sources I1 to In and capacitors C1 to Cn as the output terminals Vout1 to Voutn, the longer the soft start time is set, the larger the capacity of the capacitor. Since C1 to Cn are required, the sizes of the capacitors C1 to Cn are increased, and there is a problem that a chip area on which the
また、図8に示したように、従来技術では、目標電圧に達するまでのソフトスタート時間は電流源I1〜In及びコンデンサC1〜Cnにより容易に設定できるが、目標電圧に達するまでの電圧勾配を同じにして各出力系を立ち上げたい場合には、電流源I1〜In及びコンデンサC1〜Cnのばらつきを考慮して微調整する必要があり、設定が困難であるという問題があった。 Further, as shown in FIG. 8, in the conventional technique, the soft start time until the target voltage is reached can be easily set by the current sources I1 to In and the capacitors C1 to Cn, but the voltage gradient until the target voltage is reached is set. When it is desired to start up each output system in the same manner, it is necessary to make fine adjustments in consideration of variations in the current sources I1 to In and capacitors C1 to Cn, and there is a problem that setting is difficult.
そこで、本発明は、複数の出力電圧の立ち上がり勾配を一定とし、かつ充電回路のコンデンサの面積を小さくし、集積回路内に収容可能なソフトスタート起動回路及びこれを用いた集積回路装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a soft start activation circuit that can be accommodated in an integrated circuit, and an integrated circuit device using the same, in which rising slopes of a plurality of output voltages are made constant and the capacitor area of the charging circuit is reduced. For the purpose.
上記目的を達成するため、第1の発明に係るソフトスタート回路(50)は、n個(nは2以上の自然数)の出力端子(Vout1〜Voutn)を備え、該n個の出力端子(Vout1〜Voutn)からの出力電圧がそれぞれの所定の比較電圧に達するまでは一定の勾配の時間変化率で出力するソフトスタート回路(50)であって、
1つの容量素子(C1)に1つの電流源(I1)から電流を供給して前記n個の出力端子に共通の充電電圧を供給する充電電圧を得る充電回路(10)と、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路(80)と、
該基準電圧生成回路(80)で生成された電圧を、前記n個の出力端子のそれぞれに対応するようにn個の分圧電圧に分圧する分圧回路(20)と、
前記充電電圧が入力されるとともに、前記n個の分圧電圧の1つが前記比較電圧として入力され、前記充電電圧と前記比較電圧のいずれか一方を選択的に前記出力端子に出力するn個の比較切替手段(31、32、33、34)とを有し、
前記n個の比較切替手段(31、32、33、34)はそれぞれ、前記充電電圧が前記比較電圧よりも低いときには前記出力端子(Vout1〜Voutn)から前記充電電圧を出力し、前記充電電圧が前記比較電圧よりも高いときには前記出力端子(Vout1〜Voutn)から前記比較電圧を出力することを特徴とするソフトスタート回路(50)。これにより、複数の出力電圧の立ち上がり勾配を一定とし、かつ充電回路のコンデンサ及び電流源を1系統に削減でき、ソフトスタート時間を長く設定する場合でも、チップ面積を縮小することができる。
In order to achieve the above object, a soft start circuit (50) according to a first invention includes n (n is a natural number of 2 or more) output terminals (Vout1 to Voutn), and the n output terminals (Vout1) ~ Voutn) is a soft start circuit (50) that outputs at a constant time change rate until each output voltage reaches a predetermined comparison voltage ,
A charging circuit (10) for obtaining a charging voltage for supplying a common charging voltage to the n output terminals by supplying a current from one current source (I1) to one capacitive element (C1);
A reference voltage generation circuit (80) for generating a reference voltage;
The voltage generated by the reference voltage generating circuit (80), the voltage divider circuit that push min to n divided voltage so as to correspond to each of the n output terminals (20),
Together with the charging voltage is input, the n wherein one of the n divided voltage is inputted as the comparison voltage, for outputting selectively the output terminal of either one of the charging voltage and the comparison voltage Comparison switching means (31, 32, 33, 34),
Said n comparison switching means (31, 32, 33, 34) respectively, wherein when the charging voltage is lower than the comparison voltage to output the charging voltage from said output terminal (Vout1~Voutn), the charging voltage The soft start circuit (50), wherein the comparison voltage is output from the output terminals (Vout1 to Voutn) when higher than the comparison voltage. As a result, the rising gradients of the plurality of output voltages can be made constant, the capacitor and current source of the charging circuit can be reduced to one system, and the chip area can be reduced even when the soft start time is set long.
第2の発明は、第1の発明に係るソフトスタート回路(50)において、
前記容量素子(C1)は、集積回路内に設けられたことを特徴する。これにより、集積回路外に外付けコンデンサを設けることが不要となり、集積回路内にソフトスタート回路を総て収容することができるので、ソフトスタート回路の種々の集積回路装置への適用の便が高まる。
A second invention is the soft start circuit (50) according to the first invention, wherein
The capacitive element (C1) is provided in an integrated circuit. Accordingly, it is not necessary to provide an external capacitor outside the integrated circuit, and all the soft start circuits can be accommodated in the integrated circuit, so that the convenience of applying the soft start circuit to various integrated circuit devices is increased. .
第3の発明に係る集積回路装置は、第1又は第2の発明に係る前記ソフトスタート回路(50)の出力電圧を、多出力電源回路に供給し、該多出力電源回路の出力電圧を制御することを特徴とする。これにより、多出力電源集積回路装置の出力電圧の立ち上がり勾配を一定とし、かつ集積回路内のコンデンサの占める面積の小さい集積回路装置とすることができる。 An integrated circuit device according to a third invention supplies the output voltage of the soft start circuit (50) according to the first or second invention to a multi-output power supply circuit, and controls the output voltage of the multi-output power supply circuit. It is characterized by doing. Thereby, it is possible to obtain an integrated circuit device in which the rising slope of the output voltage of the multi-output power supply integrated circuit device is constant and the area occupied by the capacitor in the integrated circuit is small.
第4の発明は、第3の発明に係る集積回路装置において、
前記多出力電源回路は、多出力DC/DCコンバータ回路(70)であることを特徴とする。これにより、多出力DC/DCコンバータ集積回路装置の出力電圧の立ち上がり勾配を一定とし、かつコンデンサの外付けが不要な多出力DC/DCコンバータ集積回路装置とすることができる。
A fourth invention is an integrated circuit device according to the third invention, wherein:
The multi-output power supply circuit is a multi-output DC / DC converter circuit (70). As a result, it is possible to obtain a multi-output DC / DC converter integrated circuit device in which the rising slope of the output voltage of the multi-output DC / DC converter integrated circuit device is constant and no external capacitor is required.
なお、括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。 Reference numerals in parentheses are given for ease of understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated modes.
本発明によれば、複数の出力系を有するソフトスタート回路において、複数の出力電圧の時間変化の立ち上がり勾配を一定とし、かつ充電回路での容量素子の占める面積を縮小することができる。 According to the present invention, in a soft start circuit having a plurality of output systems, it is possible to make the rising gradients of the time variations of the plurality of output voltages constant and reduce the area occupied by the capacitive element in the charging circuit.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用したソフトスタート回路50の一例を示す回路図である。なお、図7と同様の機能を有する構成要素は、図7と同一の参照符号を付している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a
図1において、本実施例に係るソフトスタート回路50の主要構成要素は、充電回路10と、基準電圧生成回路80と、分圧回路20と、比較切替部30と、出力系を構成する出力端子Vout1〜Voutnとから構成される。出力端子Vout1〜Voutnは複数設けられ、図1においてはn個設けられている(nは自然数)。出力端子の各々に対応して、比較切替部30は比較切替手段31、32、33、34を備えている。従って、出力端子と同数の比較切替手段31、32、33、34が設けられてよい。また、比較切替手段31、32、33、34は、コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnと切替手段SW1、SW2、SW3、〜SWnとから構成されてよい。
In FIG. 1, the main components of the
充電回路10は、ソフトスタートを行うためのソフトスタートの電圧の時間変化の立ち上がり勾配を定める回路であり、容量素子であるコンデンサC1と、電流源I1とから構成される。電流源I1は、上流側は電源電圧供給ラインVDDに接続されており、下流側はコンデンサC1に接続されている。容量素子であるコンデンサC1は、上流側は電流源I1に接続されて電流の供給を受けるようになっており、下流側は接地されている。充電回路10は、比較切替部30の各々の比較切替手段31、32、33、34のコンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnの非反転入力端子に、その充電電圧を供給するように、各々接続されている。図1において、充電回路10の、コンパレータ31の非反転入力端子との接続点はV1で表されているが、接続点V1の電位は、他のコンパレータ32、33、34の非反転入力端子との接続点X、Y、Zと同電位である。また、充電回路10には、コンデンサC1の上流側のZ点を接続点として、充電回路10に並列に開閉接点CL1が接続されている。開閉接点CL1のもう一方は、接地されている。
The
この構成において、開閉接点CL1にコントロール信号のオン信号が入力されると、開閉接点CL1は開となり、電流源I1から電流がコンデンサC1に供給され、コンデンサC1が充電されるとともに、接続点V1の電位が上昇し、充電電圧が各比較切替手段31、32、33、34の各コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnに供給されるようになっている。従って、複数存在する各比較切替手段31、32、33、34に供給する充電電圧は、総て1つのコンデンサCL1及び1つの電流源I1の充電動作に基づいて供給されるので、同じ立ち上がり勾配の電圧が各比較切替手段31、32、33、34に供給されることになる。
In this configuration, when the ON signal of the control signal is input to the switching contact CL1, the switching contact CL1 is opened, current is supplied from the current source I1 to the capacitor C1, the capacitor C1 is charged, and at the connection point V1. The potential is increased, and the charging voltage is supplied to each of the comparators CM1, CM2, CM3, to CMn of each of the
基準電圧生成回路80は、各出力系を構成する出力端子Vout1〜Voutnから出力する電圧の基準となる電圧を生成する電圧生成源である。基準電圧生成回路80は、電圧供給源81、オペアンプ82、抵抗RA1、RA2とから構成される。図1においては、基準電圧生成回路80は、電圧供給源81から供給された電圧を、オペアンプ82の非反転入力端子に入力し、{(RA1+RA2)/RA2}倍して出力するようになっている。このように、基準電圧生成回路80は、オペアンプ82を用いて抵抗RA1、RA2を調整することにより、所望の基準電圧を得ることができるが、所望の基準電圧を得ることができれば、その手段は問わないので、他の回路構成でもよい。例えば、所望の基準電圧を直接得られる電圧供給源81があれば、それを利用してもよい。基準電圧生成回路80で生成されて出力された基準電圧は、分圧回路20に供給する。
The reference
分圧回路20は、基準電圧生成回路80から供給された基準電圧を、各々の比較切替手段31、32、33、34に対応させて複数に分圧し、複数電圧を各々のコンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnの反転入力端子に供給するための回路である。従って、供給された基準電圧を、所望の比率に分割して各比較切替手段31、32,33、34に供給するように、所定の抵抗比の抵抗R1、R2、R3、…Rnが直列接続された回路で構成される。
The voltage dividing circuit 20 divides the reference voltage supplied from the reference
各コンパレータCM1〜CMnの反転入力端子に供給される複数の分圧電圧は、各コンパレータCM1〜CMnの出力信号切替の閾値となる比較電圧となっている。また、分圧回路20の各比較切替部31、32、33、34との接続点の電位は、Rnの電位が一番低く、R3、R2、R1と段々高くなり、R1の上流の接続点の電位が最高電位である。従って、各々の比較切替部31、32、33、34の各コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnの反転入力端子には、分圧回路20の抵抗R1、R2、R3、…Rnの抵抗値で設定された閾値電圧となる比較電圧が、Rn…、R3、R2、R1の順で次第に高くなるように設定入力されることになる。
The plurality of divided voltages supplied to the inverting input terminals of the comparators CM1 to CMn are comparison voltages that serve as thresholds for switching the output signals of the comparators CM1 to CMn. In addition, the potential of the connection point of each of the voltage dividing circuit 20 with the
比較切替部30の各コンパレータCM1〜CMnは、反転入力端子に入力された閾値電圧となる比較電圧と、非反転入力端子に入力された充電回路10の出力電圧との比較を行う。また、コンパレータCM1〜CMnは、その非反転入力端子又は反転入力端子と、出力端子Vout1〜Voutnとが切り替え接続可能なように、切替手段SW1、SW2、SW3、…SWnに接続されている。そして、各比較切替部31、32、33、34は、各コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnによる分圧電圧と充電電圧との比較結果に基づき、切替手段SW1,SW2、SW3、〜SWnを制御し、出力端子Vout1〜Voutnが、コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnの非反転入力端子に接続されるか、又は反転入力端子に接続されるように、切替手段SW1,SW2、SW3、〜SWnを切り替える。
Each of the comparators CM1 to CMn of the
図1においては、充電回路10の充電電圧、即ち、コンパレータCM1〜CMnの非反転入力端子に供給される電圧が、分圧回路20から反転入力端子に供給される比較電圧よりも低いときには、非反転入力端子が、出力端子Vout1〜Voutnに接続されるように切替手段SW1〜SWnは切替制御され、充電電圧を出力する。
In FIG. 1, when the charging voltage of the charging
一方、コンパレータCM1〜CMnの非反転入力端子に供給される充電電圧が、反転入力端子に供給される比較電圧を超えたときには、反転入力端子が出力端子Vout1〜Voutnに接続されるように、切替手段SW1〜SWnは切替制御され、比較電圧を出力する。 On the other hand, when the charging voltage supplied to the non-inverting input terminals of the comparators CM1 to CMn exceeds the comparison voltage supplied to the inverting input terminal, the switching is performed so that the inverting input terminal is connected to the output terminals Vout1 to Voutn. The means SW1 to SWn are switched and output a comparison voltage.
このように、ソフトスタートによる充電電圧の上昇につれて、最初は各出力端子Vout1〜Voutnから充電電圧が出力されていたのが、最初にコンパレータCMnにおいて、比較電圧を充電電圧が上回ると、切替手段SW4が下側に切り替わり、基準電圧が抵抗Rnで分圧される比較電圧を出力するようになる。次にまた充電電圧が上昇するにつれ、切替手段SW3が下側に切り替わり、基準電圧が(R3+…Rn)で分圧される比較電圧が出力されるように切り替わる。そして最後には、基準電圧がVout1から出力されることになる。 As described above, as the charging voltage is increased by the soft start, the charging voltage is initially output from each of the output terminals Vout1 to Voutn. When the charging voltage first exceeds the comparison voltage in the comparator CMn, the switching unit SW4 Is switched to the lower side, and the reference voltage is output as a comparison voltage divided by the resistor Rn. Next, as the charging voltage rises again, the switching means SW3 is switched to the lower side, and the reference voltage is switched so as to output the comparison voltage divided by (R3 +... Rn). Finally, the reference voltage is output from Vout1.
なお、図1において、切替手段SW1、SW2、SW3、〜SWnは、スイッチ手段のように表示されているが、コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnの比較結果に応じた制御により、接続を切り替えることができる手段であればよく、その種類や形式は問わず、種々の手段により実現されてよい。 In FIG. 1, the switching means SW1, SW2, SW3,... SWn are displayed like switching means, but the connection is switched by control according to the comparison results of the comparators CM1, CM2, CM3, .about.CMn. Any means can be used as long as it is capable of being used, and any type or form may be used.
図2は、本実施例に係るソフトスタート回路50の各出力系の出力電圧の時間変化を示した図である。横軸は時間t(sec)、縦軸は出力電圧(V)を示している。
FIG. 2 is a diagram showing the time change of the output voltage of each output system of the
図2において、時間tが経過するにつれて、出力電圧が一定の勾配で増加してゆく。図1において説明したように、最初は充電回路10の充電電圧が出力される。やがて、出力n系の閾値電圧である比較電圧に達すると、コンパレータCMnの比較結果に基づいて切替手段SWnが切替制御され、出力端子Voutnからは、出力電圧が一定の比較電圧Vthnを出力するようになる。次いで、そのまま充電電圧が上昇しても、出力n系の出力端子Voutnからは一定の比較電圧Vthnが出力される。一方、他の出力系については、それぞれの出力端子Vout1〜Vout(n−1)から、一定の立ち上がり勾配の充電電圧が出力される。そして充電電圧は上昇し続け、出力(n−1)系(図示せず)の比較電圧に達したら、出力端子Voutnと同様に、Vout(n−1)は比較電圧を出力するように切り替わる。
In FIG. 2, the output voltage increases with a constant gradient as time t elapses. As described with reference to FIG. 1, the charging voltage of the charging
以下、同様に、一定の勾配で充電電圧及び閾値となる比較電圧に達していない出力系からは充電電圧が出力され、充電電圧が閾値となる比較電圧に達した出力系は、一定の比較電圧を出力するように切り替わってゆく。図2の例では、出力電圧が一定の勾配の時間変化率で出力されてゆき、出力3系の分圧電圧たる比較電圧に達したら、分圧抵抗値(R3+…+Rn)に対応する基準電圧の分圧電圧Vth3を、比較電圧としてVout3から出力する。出力2系も同様に、閾値電圧となる比較電圧に供給される充電電圧が達した段階で、Vout2から所定の分圧電圧Vth2を出力する。そして最後に、出力1系において目標電圧に達したら、Vout1から基準電圧と同電位の電圧Vth1を出力するように切り替わり、ソフトスタート用の傾斜した出力電圧の出力が終了する。 Hereinafter, similarly, a charging voltage is output from an output system that has not reached a charging voltage and a comparison voltage that is a threshold at a constant gradient, and an output system that has reached a comparison voltage at which the charging voltage becomes a threshold is a constant comparison voltage. Is switched to output. In the example of FIG. 2, when the output voltage is output at a constant rate of time change and reaches the comparison voltage, which is the divided voltage of the output 3 system, the reference voltage corresponding to the divided resistance value (R3 +... + Rn). The divided voltage Vth3 is output from Vout3 as a comparison voltage. Similarly, the output 2 system outputs a predetermined divided voltage Vth2 from Vout2 when the charging voltage supplied to the comparison voltage serving as the threshold voltage has reached. Finally, when the target voltage is reached in the output 1 system, the output is switched from Vout1 to output the voltage Vth1 having the same potential as the reference voltage, and the output of the inclined output voltage for soft start is completed.
このように、図2に示したように、本実施例によれば、各出力系の出力電圧は一定の立ち上がり勾配の時間変化で増加してゆき、閾値電圧となる比較電圧の低い順に、出力電圧が一定の比較電圧を出力するように切り替わってゆく。そして最後には、基準電圧が出力1系から出力されて、ソフトスタート起動を終了し、総ての出力系が通常の一定電圧出力状態となる。従って、本実施例によれば、出力系毎に目標電圧への到達時間は異なるが、ソフトスタートの出力電圧の立ち上がり勾配は総て同じにして出力電圧を出力することができる。 Thus, as shown in FIG. 2, according to the present embodiment, the output voltage of each output system increases with the time change of the constant rising slope, and the output is performed in the descending order of the comparison voltage serving as the threshold voltage. The voltage is switched to output a constant comparison voltage. Finally, the reference voltage is output from the output 1 system, the soft start activation is finished, and all the output systems are in a normal constant voltage output state. Therefore, according to the present embodiment, although the arrival time to the target voltage is different for each output system, it is possible to output the output voltage with the same rising slope of the output voltage of the soft start.
図3は、本実施例に係るソフトスタート回路50の出力電圧波形と従来のソフトスタート回路50aの出力電圧波形を示した図である。横軸は時間t、縦軸は出力電圧Vを示している。
FIG. 3 is a diagram showing an output voltage waveform of the
図3(b)は、従来のソフトスタート回路50aの出力電圧波形を示した図である。従来のソフトスタート回路50aは、図7の従来技術の回路図に示したように、オペアンプ91、92、93、94は単なるバッファとして機能しているに過ぎないため、各出力系において、充電電圧が徐々に上昇するにつれて、徐々にFETM1〜Mnも切り替わってゆく。従って、出力電圧が一定になるときの切り替わりが、目標電圧に達したときにすぐ切り替わるのではなく、徐々に切り替わる特性を示している。
FIG. 3B shows the output voltage waveform of the conventional
一方、図3(a)は、本実施例に係るソフトスタート回路50の出力電圧波形を示した図である。本実施例においては、ソフトスタート回路50の総ての出力系において、同一の立ち上がり勾配の出力電圧変化特性を示す。各出力系の比較切替部31、32、33、34において、コンパレータCM1、CM2、CM3、〜CMnにより比較を行い、充電電圧が閾値となる分圧電圧に達したらすぐに切替手段SW1、SW2、SW3、〜SWnを切り替える制御を行っているので、一定の分圧電圧に切り替わるのも、徐々に切り替わるのではなく、すぐに切り替わる出力電圧特性となっている。
On the other hand, FIG. 3A shows the output voltage waveform of the
従って、ソフトスタート起動の出力電圧時間変化特性を、図3(a)に示すように、鈍りが無くすぐに切り替わる変化特性としたい場合には、本実施例に係るソフトスタート回路50を適用することにより、所望のソフトスタート起動電圧切り替わり特性を得ることができる。
Therefore, when it is desired to change the output voltage time change characteristic of the soft start activation as shown in FIG. 3 (a) without changing the dullness, the
図4は、従来技術のソフトスタート回路50aにおいて、ソフトスタートを個別させた場合の例を示す図である。図4においては、出力電圧の大きい出力系から、ソフトスタートが起動している場合を表している。このような場合には、例えば図4では、最初に起動した出力系が目標電圧の90%まで立ち上がったら、次に起動すべき出力系を起動させるようにしている。このように、目標電圧の大きい出力系から順に出力電圧を出力するような場合には、図7に示すように、出力系毎に個別にコンデンサを備える必要がある。また、出力電圧とは関係無く、任意の設定順序でソフトスタートの起動順を設定したい場合も同様である。しかしながら、このような場合でも、図4に示すように、目標電圧の勾配を同一にするのは困難である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the soft start is individually performed in the conventional
一方、図5は、ある駆動対象となるセット内で接続された、電圧供給対象となる複数の回路を、所定の順序でソフトスタート起動により立ち上げる場合を説明するための図である。図5において、セット40内に、起動すべき回路41、42が互いに接続されて設けられ、回路41には電源電圧Vcc1が供給され、回路42にはVcc2が供給されることになっている。そして、回路41の電源電圧Vcc1よりも、回路42の電源電圧Vcc2が高く、電源電圧の低い回路41が先に立ち上がる必要がある場合を考える。
On the other hand, FIG. 5 is a diagram for explaining a case where a plurality of circuits to be supplied with voltage connected in a set to be driven are started up by a soft start in a predetermined order. In FIG. 5,
このような場合においては、本実施例に係るソフトスタート回路50を適用するのが極めて有効である。即ち、本実施例に係るソフトスタート回路50により、回路41の電源電圧Vcc1を先に供給し、次に回路42の電源電圧Vcc2を供給することができる。このような状況下で、従来技術の図7に示した個別設定のソフトスタート回路50aを適用し、回路41が先に電圧供給され、回路42が次に電圧供給するように設定しておいた場合には、何らかの誤動作があって、回路41の方に高い電圧が先に供給され、回路42の方に低い電圧が供給されるような事態が有り得る。このような場合に、セット40の回路41、42が、起動順が守られなかったために故障を起こすおそれがあるが、ソフトスタート回路50aの各電圧出力回路は別系統であるため、例えば片方の系統のみに異常が発生したような場合には、そのようなトラブルが起こり得るのである。
In such a case, it is extremely effective to apply the
しかしながら、本実施例に係るソフトスタート回路50を適用した場合には、ソフトスタートの充電電圧の供給は1系統で行われるため、回路自体に何かトラブルが発生しても、その場合には順序や電圧の高低が逆になって供給されることは起こり得ず、全体が同じ影響を受けるので、回路41と回路42の安全性は確保されることになる。即ち、例えば、電圧出力の目標電圧までの到達時間が変化すれば、全体も同じように変化するし、出力電圧が設定電圧よりも小さく出力されたら、出力系全体が同じように変化するので、回路41と回路42に対する順序や電圧の大きさの関係は、何らかの変化が起きても、保たれることになる。このように、電圧の低い順序で順番に回路を起動させるような装置の場合においては、本実施例に係るソフトスタート回路50は、1系統のコンデンサC1と電流源I1に基づいて、多出力のソフトスタート起動順番と供給電圧の大きさとの関係は常に一定となり、駆動対象のセットや装置の回路保護にも極めて有効である。
However, when the
次に、本実施例に係るソフトスタート回路50を、DC/DCコンバータ70に適用した場合について説明する。
Next, a case where the
図6は、本実施例に係るソフトスタート回路50を、DC/DCコンバータ70に適用した回路図である。図6において、本実施例に係るDC/DCコンバータ70は、DC/DCコンバータ駆動ブロック60が、図1において説明したソフトスタート回路50を適用したソフトスタートブロック51、エラーアンプ61、発振器62、PWMコンパレータ63、ドライブブロック64及びFET65とから構成される。そして更に、本実施例に係るDC/DCコンバータ70は、コイルL1、ダイオードD1、抵抗R4、R5及びコンデンサC4を含んでいる。なお、図6に示すDC/DCコンバータ70は、1出力系分を示している。本実施例に係るDC/DCコンバータ70は、多出力DC/DCコンバータ70であるので、図6に示す回路が出力系分存在し、ソフトスタートブロック51は、各々に対応する出力端子Vout1〜Voutnが割り当てられることになる。
FIG. 6 is a circuit diagram in which the
本実施例に係るDC/DCコンバータ70は、ソフトスタートブロック51で基準電圧を出力し、フィードバック端子の電圧を基準電圧に合わせるように帰還がかかり、DC/DCコンバータ70の出力電圧を制御する。そして、ソフトスタートブロック51から出力される基準電圧を、図1及び図2において説明したように、勾配を持たせて立ち上げ、DC/DCコンバータ70の出力電圧を、緩やかに立ち上げている。
The DC /
以下、本実施例に係るDC/DCコンバータ回路70を、詳説する。
Hereinafter, the DC /
ソフトスタートブロック51は、今まで説明したように、一定勾配で、出力系毎に割り当てられ、出力系に対応して、基準信号となる出力電圧を出力し、エラーアンプ61の反転入力端子に供給される。
As described above, the
エラーアンプ61は、フィードバック端子から非反転入力端子に供給されるフィードバック電圧と、ソフトスタートブロック51で生成された基準電圧との誤差電圧を増幅して、誤差電圧をPWMコンパレータ63の非反転端子に供給する。
The
発振器62は、スイッチング周期を定める所定周波数の三角波を発振して出力し、PWMコンパレータ63の反転入力端子に供給する。
The
PWMコンパレータ63は、エラーアンプ61から供給された誤差電圧と、発振器62から供給された三角波の電圧を比較し、誤差電圧の方が三角波の電圧より高いときはHレベル、誤差電圧が三角波の電圧よりも低いときはLレベルのパルス幅変調されたPWM信号を出力する。
The PWM comparator 63 compares the error voltage supplied from the
ドライブブロック64は、PWMコンパレータ63から供給されたPWM信号に基づいてオン・オフ信号を出力し、FET65のゲートに供給する。
The
FET65は、ドライブブロック64から供給されるオン・オフ信号のデューティ比に従ってオン・オフし、スイッチング駆動する。
The
コイルL1は、電源VDDから供給される電圧により、FET65がオンしたときにはエネルギーを蓄え、オフしたときにはダイオードD1を介してコンデンサC4に電荷を供給する。
The coil L1 stores energy when the
コンデンサC4には、コイルL1から流れる電流により電荷が蓄えられ、所望の一定変換電圧となるように、FET65によりスイッチング制御される。コンデンサC4で一定となるように制御されている変換出力電圧は、DC/DCコンバータ回路70の出力端子から出力される。
Electric charge is stored in the capacitor C4 by the current flowing from the coil L1, and switching control is performed by the
抵抗R4、R5により、DC/DCコンバータ回路70の出力電圧を検出して監視し、フィードバック端子に帰還し、フィードバック制御を行い、出力電圧が一定に保たれるようにする。
The resistors R4 and R5 detect and monitor the output voltage of the DC /
上述のように、図6に示すDC/DCコンバータ回路70は、出力系毎に複数設けられ、ソフトスタートブロック51から、エラーアンプ61の反転端子に供給される、一定勾配の立ち上がり特性を有するソフトスタート起動電圧に基づいて、一定勾配の立ち上がり電圧を出力する。
As described above, a plurality of DC /
なお、本実施例に係るDC/DCコンバータ70は、集積回路装置として同一チップ内に構成されてもよい。上述のように、ソフトスタートブロック51のコンデンサC1の占める面積が小さいため、DC/DCコンバータ70は、同一集積回路装置内に収容可能である。従って、本実施例に係る集積回路装置を使用するときには、集積回路装置外に、コンデンサC1の役割を果たす外付けコンデンサを改めて取り付ける必要がない。これにより、本実施例に係る集積回路装置を含む装置全体をコンパクトにでき、利用の便が高いDC/DCコンバータ集積回路装置とすることができる。
Note that the DC /
また、本実施例では、ソフトスタート回路50を、DC/DCコンバータ70に適用した例について説明したが、本実施例に係るソフトスタート回路50は、ソフトスタート起動信号制御回路として、ソフトスタート起動を行う総ての多出力電圧装置等に適用可能である。従って、本実施例に係るソフトスタート回路50は、レギュレータ回路や、それを用いた集積回路装置等、種々の多出力電源装置等に適用してよい。
In the present embodiment, the example in which the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
10 充電回路
20 分圧回路
30 比較切替部
31、32、33、34 比較切替手段
40 駆動対象装置
41、42 電圧供給対象回路
50、50a ソフトスタート回路
51 ソフトスタートブロック
60 DC/DCコンバータ駆動ブロック
61 エラーアンプ
62 発振器
63 PWMコンパレータ
64 ドライブブロック
65 FET
70 DC/DCコンバータ
80 基準電圧生成回路
81 電圧供給源
82、91、92、93、94 オペアンプ
DESCRIPTION OF
70 DC /
Claims (4)
1つの容量素子に1つの電流源から電流を供給して前記n個の出力端子に共通の充電電圧を供給する充電回路と、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
該基準電圧生成回路で生成された電圧を、前記n個の出力端子のそれぞれに対応するようにn個の分圧電圧に分圧する分圧回路と、
前記充電電圧が入力されるとともに、前記n個の分圧電圧の1つが前記比較電圧として入力され、前記充電電圧と前記比較電圧のいずれか一方を選択的に前記出力端子に出力するn個の比較切替手段とを有し、
前記n個の比較切替手段はそれぞれ、前記充電電圧が前記比較電圧よりも低いときには前記出力端子から前記充電電圧を出力し、前記充電電圧が前記比較電圧よりも高いときには前記出力端子から前記比較電圧を出力することを特徴とするソフトスタート回路。 Soft start circuit having n (n is a natural number of 2 or more) output terminals, and outputting at a constant rate of time change until the output voltages from the n output terminals reach their respective predetermined comparison voltages Because
A charging circuit that supplies current from one current source to one capacitor and supplies a common charging voltage to the n output terminals ;
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
A voltage dividing circuit that push min to n divided voltage to the voltage generated by the reference voltage generating circuit, corresponding to each of the n output terminals,
Together with the charging voltage is input, the n wherein one of the n divided voltage is inputted as the comparison voltage, for outputting selectively the output terminal of either one of the charging voltage and the comparison voltage Comparison switching means,
Each the n comparison switching means, said outputs the charging voltage from said output terminal when the charging voltage is lower than the comparison voltage, when the charging voltage is higher than the comparison voltage the comparison voltage from the output terminal Is a soft start circuit characterized by outputting.
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