JP5165344B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
Vin(L)>〔Vo+Io・(2・Ron+Rd)〕/Dmax …… (1)
Vin(L)は、入力電圧Vinの動作下限電圧を示している。
Vin(H1)<Vo・(1−Dmin)/Don …… (2)
Vin(H1)は、入力電圧Vinの動作上限電圧を示している。
Vin(H2)<Vo・(1−Dmin) …… (3)
Vin(H2)は、入力電圧Vinの動作上限電圧を示している。
上記(1)〜(3)において、DmaxはPWMパルス(Dctl)の最大デューティ、DminはPWMパルス(Dctl)の最小デューティ、Don(Dfix)は、固定PWMデューティをそれぞれ表している。
Claims (13)
- 第1入力信号に対応して相補的にスイッチ動作を行う第1出力MOSFET及び第2出力MOSFETを有する第1出力回路と、
第2入力信号に対応して相補的にスイッチ動作を行う第3出力MOSFET及び第4出力MOSFETを有する第2出力回路と、
上記第1出力回路の第1出力端子と上記第2出力回路の第2出力端子との間に設けられたインダクタンス手段と、
上記第1入力信号及び第2入力信号を形成する制御回路と、
入力電圧が供給される入力端子と、
出力電圧が出力される出力端子とを備え、
上記出力電圧と接地電位間に平滑用のキャパシタ手段が接続され、
上記第1出力MOSFETは、上記入力電圧を上記第1出力端子に伝え、
上記第2出力MOSFETは、回路の接地電位を上記第1出力端子に伝え、
上記第3出力MOSFETは、上記第2出力端子の電圧を上記出力電圧端子に伝え、
上記第4出力MOSFETは、回路の接地電位を上記第2出力端子に伝え、
上記制御回路は、
上記入力電圧が所望の出力電圧よりも大きな第1電圧範囲のときには、上記出力電圧が所望電圧となるようなPWMパルスにされた上記第1入力信号を形成し、上記第3MOSFETをオン状態に上記第4MOSFETをオフ状態にする上記第2入力信号を形成する第1モードで動作し、
上記入力電圧が、上記第1電圧範囲よりも小さく、上記所望の出力電圧とほぼ同じ第2電圧範囲のときには、固定デューティのPWMパルスにされた上記第1入力信号を形成し、上記出力電圧が所望電圧となるようなPWMパルスにされた上記第2入力信号を形成する第2モードで動作し、
上記入力電圧が上記第2電圧範囲よりも小さく、上記所望の出力電圧よりも小さな第3電圧範囲のときには、上記第1MOSFETをオン状態に上記第2MOSFETをオフ状態にする上記第1入力信号を形成し、上記出力電圧が所望の電圧となるようなPWMパルスにされた上記第2入力信号を形成する第3モードで動作し、
上記PWMパルスは、上記出力電圧の分圧電圧と基準電圧とを受けるエラーアンプの出力電圧と、上記インダクタンス手段に流れる電流検出信号で形成された電流帰還信号とをコンパレータで比較して形成される昇降圧スイッチング電源装置。 - 請求項1において、
上記制御回路は、
上記第2モードで動作するとき、上記固定デューティのPWMパルスのデューティよりも上記所望の出力電圧を得るための上記インダクタンスへの電流供給動作に必要なデューティが大きくなったときには、かかるデューティに対応して上記第1入力信号のデューティを増加させる論理機能を有するスイッチング電源装置。 - 請求項1において、
上記第1電圧範囲、第2電圧範囲及び第3電圧範囲を設定するモード切替検出回路を有し、
上記モード切替検出回路は、
上記入力電圧と上記出力電圧との差電圧を形成する第1電圧比較回路と、
上記第1電圧比較回路で形成された差電圧と第1基準電圧とを受けて、上記差電圧が上記第1基準電圧よりも大きい第1検出信号を形成する第2電圧比較回路と、
上記第1電圧比較回路で形成された差電圧と第2基準電圧とを受けて、上記差電圧が上記第2基準電圧よりも大きい第2検出信号を形成する第3電圧比較回路とを有し、
上記制御回路は、
上記第1検出信号と第2検出信号を受けて、上記第1から第3モードに対応した上記第1入力信号及び第2入力信号を選択的に形成するスイッチング電源装置。 - 請求項1において、
上記制御回路は、
上記出力電圧を分圧する分圧回路と、
上記分圧電圧と所定の基準電圧とを受けるエラーアンプと、
上記インダクタンス手段に並列形態に設けられ電流検出を行うCR回路と、
上記CR回路の電流検出信号をセンスするセンスアンプと、
上記エラーアンプの出力信号と上記センスアンプの出力信号に基づいて上記PWMパルスを形成するPWM制御回路を有するスイッチング電源装置。 - 請求項4において、
上記制御回路は、上記センスアンプの出力側にオフセット電圧を付加するオフセット調整回路を更に有し、
上記第1モードから上記第2モードへの切替の際の出力電圧変動を上記オフセット調整の動作によって抑制するスイッチング電源装置。 - 請求項4において、
上記CR回路は、
インダクタンスの両端に一端が接続され、同等の抵抗値に設定された第1及び第2抵抗手段と、
上記第1及び第2抵抗手段の他端に両電極がそれぞれ接続されたキャパシタとを有し、
上記キャパシタの両電極間の差電圧を以って上記電流検出信号の検出値とするスイッチング電源装置。 - 請求項4において、
上記センスアンプは、上記インダクタンスへの電流供給期間以外がリセット状態にされるスイッチング電源装置。 - 請求項6において、
上記第1及び第2抵抗手段の両端には、それぞれ第1及び第2スイッチMOSFETが設けられ、
上記第1モードのとき、上記第1スイッチMOSFETをオフ状態にし、上記第2スイッチMOSFETをオン状態にし、
上記第2及び第3モードのとき、上記第1スイッチMOSFETをオン状態にし、上記第2スイッチMOSFETをオフ状態にするスイッチング電源装置。 - 請求項6において、
上記キャパシタは、
並列接続された第1と第2MOS容量からなり、
上記第1MO容量のゲート側は、第2MOS容量の拡散層側と接続され、
上記第2MO容量のゲート側は、第1MOS容量の拡散層側と接続される上記CR電流検出回路を有するスイッチング電源装置。 - 請求項6において、
上記キャパシタは、
第1MOS容量からなり、
上記第1MOS容量のゲート側が上記第1出力端子側に対応した第1抵抗手段の他端側に接続され、
上記第1MOS容量の拡散層側が上記第2出力端子側に対応した第2抵抗手段の他端側に接続され、
上記第1抵抗手段の両端には、第1スイッチMOSFETが設けられ、
上記第2抵抗手段の両端には、第2スイッチMOSFETが設けられ、
更に上記第1MOS容量と上記第1抵抗手段の接続ノードに第2のMOS容量が接続され、
上記第2MOS容量の拡散層側と回路の接地電位に第3スイッチMOSFETが設けられ、
上記第1モードのときには、上記第1と第3スイッチMOSFETがオフ状態に、第2スイッチMOSFETがオン状態にされ、
上記第2及び第3モードのときには、上記第1と第3スイッチMOSFETがオン状態に、第2スイッチMOSFETがオフ状態にされるスイッチング電源装置。 - 請求項4において、
上記センスアンプの利得切替回路を更に有し、
上記第2モードから上記第3モードへの切替の際の出力電圧変動を上記利得切替の動作によって抑制するスイッチング電源装置 - 入力信号に対応して相補的にスイッチ動作を行う第1出力MOSFET及び第2出力MOSFETを有する第1出力回路と
上記第1出力回路の出力端子にインダクタンス手段の一方が接続され、
上記インダクタンス手段の他方と接地電圧の間に平滑用のキャパシタ手段が接続され、 上記第1入力信号を形成する制御回路と、
入力電圧が供給される入力端子と、
出力電圧が出力される出力端子とを備え、
上記第1出力MOSFETは、上記入力電圧を上記第1出力回路の出力端子に伝え、
上記第2出力MOSFETは、回路の接地電位を上記第1出力回路の出力端子に伝え、 上記制御回路は、
上記出力電圧を分圧する分圧回路と、
上記分圧電圧と所定の基準電圧とを受けるエラーアンプと、
上記インダクタンス手段に並列形態に設けられ電流検出を行うCR回路と、
上記CR回路の電流検出信号をセンスするセンスアンプと、
上記エラーアンプの出力信号と上記センスアンプの出力信号に基づいて上記PWMパルスを形成するPWM制御回路とを有し、
上記出力電圧が所望電圧となるようなPWMパルスにされた第1入力信号を形成し、
上記CR回路は、
上記第1出力回路の出力端子に抵抗手段が接続され、
上記抵抗手段の他方にMOS容量のゲート側が接続され、
上記MOS容量の拡散側が上記出力端子に接続され、
上記MOS容量の両電極間の差電圧を以って上記電流検出信号の検出値とし、
上記センスアンプは、上記インダクタンスへの電流供給期間以外がリセット状態にされるスイッチング電源装置。 - 入力信号に対応して相補的にスイッチ動作を行う第1出力MOSFET及び第2出力MOSFETを有する第1出力回路と
上記第1出力回路の出力端子にインダクタンス手段の一方が接続され、
上記インダクタンス手段の他方を入力電圧が供給される入力端子とし、
上記第2出力MOSFETのドレイン端子と接地電圧の間に平滑用のキャパシタ手段が 接続され、
上記キャパシタンス手段と上記第2出力MOSFETのドレイン端子との接続ノードを 出力電圧が出力される出力端子とし、
上記第1入力信号を形成する制御回路と、
上記第1出力MOSFETは、回路の接地電位を上記第1出力回路の出力端子に伝え、 上記第2出力MOSFETは、上記出力電圧を上記第1出力回路の出力端子に伝え、
上記制御回路は、
上記出力電圧を分圧する分圧回路と、
上記分圧電圧と所定の基準電圧とを受けるエラーアンプと、
上記インダクタンス手段に並列形態に設けられ電流検出を行うCR回路と、
上記CR回路の電流検出信号をセンスするセンスアンプと、
上記エラーアンプの出力信号と上記センスアンプの出力信号に基づいて上記PWMパルスを形成するPWM制御回路とを有し、
上記出力電圧が所望電圧となるようなPWMパルスにされた第1入力信号を形成し、
上記CR回路は、
上記第1出力回路の出力端子に抵抗手段が接続され、
上記抵抗手段の他方にMOS容量のゲート側が接続され、
上記MOS容量の拡散側が上記入力端子に接続され、
上記MOS容量の両電極間の差電圧を以って上記電流検出信号の検出値とし、
上記センスアンプは、上記インダクタンスへの電流供給期間以外がリセット状態にされるスイッチング電源装置。
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