JP5474684B2 - Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method - Google Patents
Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5474684B2 JP5474684B2 JP2010154904A JP2010154904A JP5474684B2 JP 5474684 B2 JP5474684 B2 JP 5474684B2 JP 2010154904 A JP2010154904 A JP 2010154904A JP 2010154904 A JP2010154904 A JP 2010154904A JP 5474684 B2 JP5474684 B2 JP 5474684B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch element
- mos transistor
- signal
- side switch
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、直列に接続されたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子を、交互にオン/オフ制御するためのドライブ制御回路、制御装置、スイッチング電源装置、および、制御方法に関する。 The present invention relates to a drive control circuit, a control device, a switching power supply device, and a control method for alternately turning on / off a high-side switch element and a low-side switch element connected in series.
高耐圧パワー素子のドライブ制御回路においては、例えば、ハイサイドスイッチ素子(出力素子)のゲート制御部に低電圧ロジック信号を伝達する回路が必要になる。 In a drive control circuit for a high voltage power element, for example, a circuit for transmitting a low voltage logic signal to a gate control unit of a high side switch element (output element) is required.
従来、このようなドライブ制御回路は、高耐圧のMOSトランジスタを用いて信号を伝達する方式が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in such a drive control circuit, a method of transmitting a signal using a high-breakdown-voltage MOS transistor is used (for example, see Patent Document 1).
そして、従来のドライブ制御回路は、例えば、ハイサイドドライブ信号SDHとローサイドドライブ信号SDLが交互に入力され、高耐圧パワー素子であるハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子を交互にオン/オフ制御する。 In the conventional drive control circuit, for example, the high-side drive signal SDH and the low-side drive signal SDL are alternately input, and the high-side switch element and the low-side switch element that are high breakdown voltage power elements are alternately turned on / off.
これにより、ハイサイドドライブ信号SDHとローサイドドライブ信号SDLに応じて、ハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子との間の中間電位VSが変化する。 Thereby, the intermediate potential VS between the high-side switch element and the low-side switch element changes according to the high-side drive signal SDH and the low-side drive signal SDL.
ところで、上記従来のドライブ制御回路では、例えば、入力電圧の急変や負荷短絡時等における共振回路の共振外れ等により、ハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子との間の中間電位VSが急変した場合、ライズ信号Riseが出力される端子の電位がMOSトランジスタM1の寄生容量の影響により高くなる。 By the way, in the conventional drive control circuit, for example, when the intermediate potential VS between the high-side switch element and the low-side switch element suddenly changes due to a sudden change in the input voltage or loss of resonance of the resonance circuit when the load is short-circuited. The potential of the terminal from which the rise signal Rise is output becomes higher due to the influence of the parasitic capacitance of the MOS transistor M1.
このとき、ハイサイドドライブ信号SDHの立ち上がりに応じたエッジ検出信号V1によりMOSトランジスタM1がオンし電流Iriseが流れても、ライズ信号Riseのピークレベルが規定値よりも低下しない。 At this time, even if the MOS transistor M1 is turned on by the edge detection signal V1 corresponding to the rising edge of the high side drive signal SDH and the current Irise flows, the peak level of the rise signal Rise does not decrease below the specified value.
したがって、このライズ信号Riseでドライブ用SRラッチ回路がセットされず、ハイサイドドライバが“High”レベルの制御信号VGHを出力しない。 Therefore, the drive SR latch circuit is not set by the rise signal Rise, and the high side driver does not output the control signal VGH at the “High” level.
すなわち、上記従来のドライブ制御回路では、例えば、入力電圧の急変や負荷短絡時等における共振外れにより、中間電位VSが急変した場合に、ハイサイドドライブ信号SDHとローサイドドライブ信号SDLに応じて、所定の動作をすることができない問題がある。 That is, in the conventional drive control circuit described above, when the intermediate potential VS changes suddenly due to, for example, sudden change in input voltage or loss of resonance when the load is short-circuited, a predetermined value is determined according to the high side drive signal SDH and the low side drive signal SDL. There is a problem that can not work.
本発明の一態様に係る実施例に従ったドライブ制御回路は、
2つの異なる電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子を、交互にオン/オフ制御するためのドライブ制御回路であって、
前記ハイサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号のエッジを検出し、前記ハイサイドスイッチ素子をオンするための前記ハイサイドドライブ信号の第1のエッジに応じて第1のエッジ検出信号を出力し、また、前記ハイサイドスイッチ素子をオフするための前記ハイサイドドライブ信号の第2のエッジに応じて第2のエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路と、
第1の電位の第1の電位線に一端が接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の他端に一端が接続され、前記第1のエッジ検出信号に応じてオンする第1のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタの他端と、前記第1の電位よりも低い第2の電位の第2の電位線と、の間に接続された第1の電流制限素子と、
前記第1の電位線に一端が接続された第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に一端が接続され、前記第2のエッジ検出信号に応じてオンする第2のMOSトランジスタと、
前記第2のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間に接続された第2の電流制限素子と、
前記第1の抵抗の他端と前記第1のMOSトランジスタの一端との間の電位であるライズ信号がセット端子に入力され、前記第2の抵抗の他端と前記第2のMOSトランジスタの一端との間の電位であるフォール信号がリセット端子に入力されるドライブ用SRラッチ回路と、
前記ドライブ用SRラッチ回路の出力に応じて、前記ハイサイドスイッチ素子を制御する第1の制御信号を出力するハイサイドドライバと、
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた状態検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げる抵抗制御回路と、を備えることを特徴とする。
A drive control circuit according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A drive control circuit for alternately turning on and off a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials,
An edge of a high side drive signal for on / off control of the high side switch element is detected, and a first edge according to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element An edge detection circuit that outputs a detection signal and outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the high-side switch element;
A first resistor having one end connected to a first potential line of a first potential;
A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal;
A first current limiting element connected between the other end of the first MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential;
A second resistor having one end connected to the first potential line;
A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal;
A second current limiting element connected between the other end of the second MOS transistor and the second potential line;
A rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor is input to a set terminal, and the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor are input. An SR latch circuit for driving, in which a fall signal, which is a potential between the two, is input to the reset terminal;
A high-side driver that outputs a first control signal for controlling the high-side switch element in accordance with an output of the driving SR latch circuit;
In response to a state detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the And a resistance control circuit for reducing a resistance value between the second potential line and the second potential line.
前記ドライブ制御回路において、
前記状態検出信号は、前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号であるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The state detection signal may be a signal obtained by detecting an out-of-resonance state of the resonance circuit.
前記ドライブ制御回路において、
前記抵抗制御回路は、
前記状態検出信号が入力されてから前記第2のエッジ検出信号が入力されるまでの間、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The resistance control circuit includes:
The resistance value between the other end of the first MOS transistor and the second potential line is lowered from the input of the state detection signal to the input of the second edge detection signal. May be.
前記ドライブ制御回路において、
前記抵抗制御回路は、
前記状態検出信号がセット端子に入力され、前記第2のエッジ検出信号がリセット端子に入力される抵抗用SRラッチ回路と、
前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間で前記第1の電流制限素子と並列に接続され、前記抵抗用SRラッチ回路の出力に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間を導通させるスイッチ素子と、を有するようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The resistance control circuit is:
An SR latch circuit for resistance in which the state detection signal is input to a set terminal and the second edge detection signal is input to a reset terminal;
The first MOS transistor is connected in parallel with the first current limiting element between the other end of the first MOS transistor and the second potential line, and according to the output of the resistance SR latch circuit, the first MOS transistor You may make it have a switch element which conducts between the other end of a transistor, and the said 2nd potential line.
前記ドライブ制御回路において、
前記スイッチ素子は、
前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位との間で前記第1の電流制限素子と並列に接続され、前記抵抗用SRラッチ回路の出力がゲートに入力される抵抗用MOSトランジスタであるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The switch element is
A resistance MOS transistor connected in parallel with the first current limiting element between the other end of the first MOS transistor and the second potential, and an output of the resistance SR latch circuit being input to a gate You may make it be.
前記ドライブ制御回路において、
前記ローサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのローサイドドライブ信号に応じて、前記ローサイドスイッチ素子を制御するための第2の制御信号を出力するローサイドドライバを、さらに備えるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
You may make it further provide the low side driver which outputs the 2nd control signal for controlling the said low side switch element according to the low side drive signal for carrying out on / off control of the said low side switch element.
前記ドライブ制御回路において、
前記第1の電位線と前記中間端子との間にブートストラップ用のコンデンサが接続されているようにしてもよい。
In the drive control circuit,
A bootstrap capacitor may be connected between the first potential line and the intermediate terminal.
前記ドライブ制御回路において、
前記第1のMOSトランジスタは、前記第1のエッジ検出信号がゲートに入力されるnMOSトランジスタであり、
前記第2のMOSトランジスタは、前記第2のエッジ検出信号がゲートに入力されるnMOSトランジスタであるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The first MOS transistor is an nMOS transistor in which the first edge detection signal is input to a gate;
The second MOS transistor may be an nMOS transistor in which the second edge detection signal is input to the gate.
前記ドライブ制御回路において、
前記第1のMOSトランジスタは、前記第1のエッジ検出信号に応じて一定期間だけオンし、
前記第2のMOSトランジスタは、前記第2のエッジ検出信号に応じて一定期間だけオンするようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The first MOS transistor is turned on for a certain period according to the first edge detection signal,
The second MOS transistor may be turned on for a certain period in accordance with the second edge detection signal.
前記ドライブ制御回路において、
前記第1の電流制限素子および前記第2の電流制限素子は、抵抗であるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The first current limiting element and the second current limiting element may be resistors.
前記ドライブ制御回路において、
前記ハイサイドドライバは、バッファであるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The high side driver may be a buffer.
前記ドライブ制御回路において、
前記ローサイドドライバは、バッファであるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The low side driver may be a buffer.
本発明の一態様に係る実施例に従ったドライブ制御回路は、
2つの異なる電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子を、交互にオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号およびローサイドドライブ信号を出力するドライブ信号生成回路と、
前記ハイサイドドライブ信号に応じて第1の制御信号を生成するとともに前記ローサイドドライブ信号に応じて第2の制御信号を生成し、前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子を、前記第1、第2の制御信号により交互にオン/オフ制御するドライブ制御回路と、を備え、
前記ドライブ制御回路は、
前記ハイサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号のエッジを検出し、前記ハイサイドスイッチ素子をオンするための前記ハイサイドドライブ信号の第1のエッジに応じて第1のエッジ検出信号を出力し、また、前記ハイサイドスイッチ素子をオフするための前記ハイサイドドライブ信号の第2のエッジに応じて第2のエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路と、
第1の電位の第1の電位線に一端が接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の他端に一端が接続され、前記第1のエッジ検出信号に応じてオンする第1のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタの他端と、前記第1の電位よりも低い第2の電位の第2の電位線と、の間に接続された第1の電流制限素子と、
前記第1の電位線に一端が接続された第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に一端が接続され、前記第2のエッジ検出信号に応じてオンする第2のMOSトランジスタと、
前記第2のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間に接続された第2の電流制限素子と、
前記第1の抵抗の他端と前記第1のMOSトランジスタの一端との間の電位であるライズ信号がセット端子に入力され、前記第2の抵抗の他端と前記第2のMOSトランジスタの一端との間の電位であるフォール信号がリセット端子に入力されるドライブ用SRラッチ回路と、
前記ドライブ用SRラッチ回路の出力に応じて、前記ハイサイドスイッチ素子を制御する第1の制御信号を出力するハイサイドドライバと、
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げる抵抗制御回路と、有する
ことを特徴とする制御装置。
A drive control circuit according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A drive signal generation circuit for outputting a high-side drive signal and a low-side drive signal for alternately controlling on / off of a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials;
A first control signal is generated according to the high-side drive signal and a second control signal is generated according to the low-side drive signal. The high-side switch element and the low-side switch element are connected to the first and second A drive control circuit that alternately performs on / off control according to two control signals,
The drive control circuit includes:
An edge of a high side drive signal for on / off control of the high side switch element is detected, and a first edge according to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element An edge detection circuit that outputs a detection signal and outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the high-side switch element;
A first resistor having one end connected to a first potential line of a first potential;
A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal;
A first current limiting element connected between the other end of the first MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential;
A second resistor having one end connected to the first potential line;
A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal;
A second current limiting element connected between the other end of the second MOS transistor and the second potential line;
A rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor is input to a set terminal, and the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor are input. An SR latch circuit for driving, in which a fall signal, which is a potential between the two, is input to the reset terminal;
A high-side driver that outputs a first control signal for controlling the high-side switch element in accordance with an output of the driving SR latch circuit;
In response to a detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the first And a resistance control circuit for reducing a resistance value between the two potential lines.
本発明の一態様に係る実施例に従ったスイッチング電源装置は、
前記制御装置と、
直流電源と、
前記直流電源の第1の端子に一端が接続され、前記第1の制御信号により制御されるハイサイドスイッチ素子と、
前記ハイサイドスイッチ素子の他端に一端が接続され、前記直流電源の第2の端子に他端が接続され、前記第2の制御信号により制御されるローサイドスイッチ素子と、
一次側巻線と、二次側巻線と、を含み、出力電圧を生成するためのトランスと、
前記ローサイドスイッチ素子の一端と他端との間で前記一次側巻線と直列に接続され、前記一次側巻線と共振回路を構成するコンデンサと、
前記コンデンサに流れる電流を監視ことにより前記共振回路の状態を検出して得られた前記状態検出信号を出力する検出回路と、を備えることを特徴とする。
A switching power supply device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
The control device;
DC power supply,
A high-side switch element having one end connected to the first terminal of the DC power supply and controlled by the first control signal;
One end is connected to the other end of the high-side switch element, the other end is connected to a second terminal of the DC power supply, and the low-side switch element is controlled by the second control signal;
A transformer including a primary side winding and a secondary side winding for generating an output voltage;
A capacitor connected in series with the primary winding between one end and the other end of the low-side switch element, and constituting a resonance circuit with the primary winding;
And a detection circuit that outputs the state detection signal obtained by detecting the state of the resonance circuit by monitoring a current flowing through the capacitor.
前記ドライブ制御回路において、
前記状態検出信号は、
前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号であるようにしてもよい。
In the drive control circuit,
The state detection signal is
The signal may be obtained by detecting a state of resonance resonance of the resonance circuit.
本発明の一態様に係る実施例に従った制御方法は、
2つの異なる電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子を、交互にオン/オフ制御するためのドライブ制御回路であって、前記ハイサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号のエッジを検出し、前記ハイサイドスイッチ素子をオンするための前記ハイサイドドライブ信号の第1のエッジに応じて第1のエッジ検出信号を出力し、また、前記ハイサイドスイッチ素子をオフするための前記ハイサイドドライブ信号の第2のエッジに応じて第2のエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路と、第1の電位の第1の電位線に一端が接続された第1の抵抗と、前記第1の抵抗の他端に一端が接続され、前記第1のエッジ検出信号に応じてオンする第1のMOSトランジスタと、前記第1のMOSトランジスタの他端と、前記第1の電位よりも低い第2の電位の第2の電位線と、の間に接続された第1の電流制限素子と、前記第1の電位線に一端が接続された第2の抵抗と、前記第2の抵抗の他端に一端が接続され、前記第2のエッジ検出信号に応じてオンする第2のMOSトランジスタと、前記第2のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間に接続された第2の電流制限素子と、前記第1の抵抗の他端と前記第1のMOSトランジスタの一端との間の電位であるライズ信号がセット端子に入力され、前記第2の抵抗の他端と前記第2のMOSトランジスタの一端との間の電位であるフォール信号がリセット端子に入力されるドライブ用SRラッチ回路と、前記ドライブ用SRラッチ回路の出力に応じて、前記ハイサイドスイッチ素子を制御する第1の制御信号を出力するハイサイドドライバと、を備えるドライブ制御回路の、制御方法において、
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた状態検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げることを特徴とする。
A control method according to an embodiment according to an aspect of the present invention includes:
A drive control circuit for alternately turning on / off a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials for controlling the on / off of the high-side switch element An edge of a high side drive signal is detected, a first edge detection signal is output in response to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element, and the high side switch element An edge detection circuit that outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the first side, and a first terminal having one end connected to the first potential line of the first potential A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal; and A first current limiting element connected between the other end of the MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential, and one end of the first potential line. , A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal, and a second MOS transistor A second current limiting element connected between the other end and the second potential line, and a rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor Is input to the set terminal, and a drive SR latch circuit in which a fall signal, which is a potential between the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor, is input to the reset terminal, and the drive Depending on the output of the SR latch circuit, Drive control circuit comprising a high side driver for outputting a first control signal for controlling the side switch element, a control method,
In response to a state detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the The resistance value between the second potential line is lowered.
前記制御方法において、
前記状態検出信号は、
前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号であるようにしてもよい。
In the control method,
The state detection signal is
The signal may be obtained by detecting a state of resonance resonance of the resonance circuit.
本発明の一態様に係るドライブ制御回路によれば、抵抗制御回路が、ハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の共振外れが検出されることにより得られた状態検出信号Desに応じて、第1のMOSトランジスタの他端と第2の電位線との間の抵抗値を下げる。 According to the drive control circuit of one aspect of the present invention, the resistance control circuit is obtained by detecting the resonance loss of the resonance circuit connected to the intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element. In response to the state detection signal Des, the resistance value between the other end of the first MOS transistor and the second potential line is lowered.
すなわち、共振回路の共振外れが検出されたときには、抵抗用SRラッチ回路の出力Lasが“High”レベルになり、抵抗用MOSトランジスタがオンする。 That is, when the resonance out of the resonance circuit is detected, the output Las of the resistance SR latch circuit becomes “High” level, and the resistance MOS transistor is turned on.
このとき、ハイサイドドライブ信号SDHに応じて第1のMOSトランジスタがオンすると、ライズ信号Riseのピークレベルがより低下する(所定のレベルまで低下する)。 At this time, when the first MOS transistor is turned on in response to the high side drive signal SDH, the peak level of the rise signal Rise is further lowered (lowered to a predetermined level).
したがって、このライズ信号Riseに反応して、ドライブ用SRラッチ回路がセットされ、ハイサイドドライバが所望の“High”レベルの第1の制御信号VGHを出力することとなる。 Accordingly, in response to the rise signal Rise, the driving SR latch circuit is set, and the high-side driver outputs the first control signal VGH having a desired “High” level.
すなわち、本発明の一態様に係るドライブ制御回路、制御装置、および制御方法によれば、入力電圧の急変や負荷短絡時等における共振外れにより、中間電位VSが急変した場合にも、ハイサイドドライブ信号SDHとローサイドドライブ信号SDLに応じて、所定の動作をすることができる。 That is, according to the drive control circuit, the control device, and the control method according to one aspect of the present invention, even when the intermediate potential VS is suddenly changed due to sudden change of input voltage or loss of resonance at the time of load short-circuiting, etc. A predetermined operation can be performed according to the signal SDH and the low-side drive signal SDL.
さらに、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置によれば、中間電位VSが急変した場合にも、ハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子とを規定通りに相互に動作させ、所定の出力電圧を出力することができる。 Furthermore, according to the switching power supply device according to one aspect of the present invention, even when the intermediate potential VS suddenly changes, the high-side switch element and the low-side switch element are operated in a prescribed manner to output a predetermined output voltage. can do.
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一態様である実施例1に係るスイッチング電源装置1000の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a switching
図1に示すように、スイッチング電源装置1000は、制御装置100と、直流電源Vinと、ハイサイドスイッチ素子(nMOSトランジスタ)Q1と、ローサイドスイッチ素子(nMOSトランジスタ)Q2と、トランスTと、ダイオードD3、D4と、コンデンサC3、C4と、出力端子out1、out2と、検出回路1001と、を備える。
As shown in FIG. 1, the switching
制御装置100は、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2を、交互にオン/オフ制御するための第1の制御信号VGHおよび第2の制御信号VGLを出力するようになっている。
The
直流電源Vinは、直流電圧を出力するようになっている。 The direct current power source Vin outputs a direct current voltage.
ハイサイドスイッチ素子Q1は、直流電源Vinの第1の端子(正極)に一端(ドレイン)が接続され、第1の制御信号VGHがゲートに入力される。すなわち、ハイサイドスイッチ素子Q1は、第1の制御信号VGHにより制御される。 The high-side switch element Q1 has one end (drain) connected to the first terminal (positive electrode) of the DC power supply Vin, and the first control signal VGH is input to the gate. That is, the high side switch element Q1 is controlled by the first control signal VGH.
ローサイドスイッチ素子Q2は、ハイサイドスイッチ素子Q1の他端(ソース)に一端(ドレイン)が接続され、直流電源Vinの第2の端子(負極)に他端(ソース)が接続され、第2の制御信号VGLがゲートに入力される。すなわち、ローサイドスイッチ素子Q2は、第2の制御信号VGLにより制御される。 The low-side switch element Q2 has one end (drain) connected to the other end (source) of the high-side switch element Q1, and the other end (source) connected to the second terminal (negative electrode) of the DC power source Vin. A control signal VGL is input to the gate. That is, the low side switch element Q2 is controlled by the second control signal VGL.
このように、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2とは、2つの異なる電位間に直列に接続されている。なお、ローサイドスイッチ素子Q2の他端((ソース)は、さらに接地に接続されていてもよい。 Thus, the high side switch element Q1 and the low side switch element Q2 are connected in series between two different potentials. Note that the other end (source) of the low-side switch element Q2 may be further connected to ground.
出力電圧を生成するためのトランスTは、一次側巻線T1と、二次側巻線T2、T3と、を含む。 The transformer T for generating the output voltage includes a primary side winding T1 and secondary side windings T2 and T3.
コンデンサC3は、ローサイドスイッチ素子Q2の一端(ドレイン)と他端(ソース)との間で一次側巻線T1と直列に接続されている。このコンデンサC3は、一次側巻線T1と共振回路を構成する。 The capacitor C3 is connected in series with the primary winding T1 between one end (drain) and the other end (source) of the low-side switch element Q2. This capacitor C3 forms a resonance circuit with the primary winding T1.
二次側巻線T2、T3は、直列に接続されている。二次側巻線T2の一端は、ダイオードD3を介して出力端子out1に接続され、二次側巻線T2の他端は、出力端子out2に接続されている。また、二次側巻線T3の一端は、出力端子out2に接続され、二次側巻線T3の他端は、ダイオードD4を介して出力端子out1に接続されている。 Secondary windings T2 and T3 are connected in series. One end of the secondary winding T2 is connected to the output terminal out1 via the diode D3, and the other end of the secondary winding T2 is connected to the output terminal out2. One end of the secondary winding T3 is connected to the output terminal out2, and the other end of the secondary winding T3 is connected to the output terminal out1 via the diode D4.
コンデンサC4は、出力端子out1と出力端子out2との間に接続されている。 The capacitor C4 is connected between the output terminal out1 and the output terminal out2.
制御装置100は、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2を、交互にオン/オフ制御するための第1の制御信号VGHおよび第2の制御信号VGLを出力するようになっている。
The
検出回路1001は、コンデンサC3に流れる電流を監視ことにより該共振回路の状態(ここでは、例えば、共振外れ)を検出して得られた状態検出信号Desを制御装置100に出力するようになっている。例えば、検出回路1001は、コンデンサC3に流れる電流の変化に基づいて、該共振回路の状態が共振外れであると判断した場合には、“High”レベルの状態検出信号Desを出力する。
The
以上のような構成を有するスイッチング電源装置1000は、制御装置100がハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2を、交互にオン/オフ制御することにより、ハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子との間の中間電位が変化する。これにより、該共振回路が電流共振し、トランスTから出力端子out1、out2に接続された負荷Loadに電圧が供給されるようになっている。
In the switching
ここで、制御装置100の構成の一例について説明する。図2は、図1に示すスイッチング電源装置1000の制御装置100の構成の一例を示す図である。
Here, an example of the configuration of the
図2に示すように、制御装置100は、ドライブ制御回路101と、ドライブ信号生成回路102と、を有する。
As illustrated in FIG. 2, the
ドライブ信号生成回路102は、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2を、交互にオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号SDHおよびローサイドドライブ信号SDLを出力するようになっている。 The drive signal generation circuit 102 outputs a high side drive signal SDH and a low side drive signal SDL for alternately turning on / off the high side switch element Q1 and the low side switch element Q2.
また、ドライブ制御回路101は、ハイサイドドライブ信号SDHに応じて第1の制御信号VGHを生成するとともに、ローサイドドライブ信号SDLに応じて第2の制御信号VGLを生成するようになっている。すなわち、ドライブ制御回路101は、このハイサイドドライブ信号、ローサイドドライブ信号SDH、SDLにより、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2を、交互にオン/オフ制御する。
The
ここで、ドライブ制御回路101の構成の一例について説明する。図3は、図2に示す制御装置100のドライブ制御回路101の構成の一例を示す図である。
Here, an example of the configuration of the
図3に示すように、ドライブ制御回路101は、エッジ検出回路1と、抵抗制御回路2と、第1の電流制限素子3と、第2の電流制限素子4と、ドライブ用SRラッチ回路5と、ハイサイドドライバ6と、ローサイドドライバ7と、第1の電位線8と、第2の電位線9と、第3の電位線10と、第1の抵抗R1と、第2の抵抗R2と、第1のMOSトランジスタM1と、第2のMOSトランジスタM2と、ブートストラップ用コンデンサCbsと、を有する。
As shown in FIG. 3, the
エッジ検出回路1は、ハイサイドスイッチ素子Q1をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号SDHのエッジを検出するようになっている。 The edge detection circuit 1 detects the edge of the high side drive signal SDH for on / off control of the high side switch element Q1.
そして、このエッジ検出回路1は、ハイサイドスイッチ素子Q1をオンするためのハイサイドドライブ信号SDHの第1のエッジ(例えば、パルス信号の立ち上がりのエッジ)に応じて、例えば“High”レベルの第1のエッジ検出信号V1を出力する。 The edge detection circuit 1 is, for example, in response to the first edge of the high-side drive signal SDH for turning on the high-side switch element Q1 (for example, the rising edge of the pulse signal). 1 edge detection signal V1 is output.
一方、エッジ検出回路1は、ハイサイドスイッチ素子Q1をオフするためのハイサイドドライブ信号SDHの第2のエッジ(例えば、パルス信号の立ち下がりのエッジ)に応じて第2のエッジ検出信号V2を出力する。 On the other hand, the edge detection circuit 1 outputs the second edge detection signal V2 in accordance with the second edge (for example, the falling edge of the pulse signal) of the high side drive signal SDH for turning off the high side switch element Q1. Output.
また、第1の抵抗R1は、第1の電位(例えば、電源電位)VBの第1の電位線8に一端が接続されている。 One end of the first resistor R1 is connected to the first potential line 8 of the first potential (for example, power supply potential) VB.
第1のMOSトランジスタM1は、第1の抵抗R1の他端に一端(ドレイン)が接続されている。この第1のMOSトランジスタM1は、第1のエッジ検出信号V1がゲートに入力され、この第1のエッジ検出信号V1に応じて、オンするようになっている。なお、この第1のMOSトランジスタM1の寄生容量Cp1が、第1のMOSトランジスタM1のドレインと第2の電位線9との間に接続されるように存在している。
The first MOS transistor M1 has one end (drain) connected to the other end of the first resistor R1. In the first MOS transistor M1, the first edge detection signal V1 is input to the gate, and the first MOS transistor M1 is turned on in response to the first edge detection signal V1. The parasitic capacitance Cp1 of the first MOS transistor M1 exists so as to be connected between the drain of the first MOS transistor M1 and the second
ここで、例えば、第1のMOSトランジスタM1がオンすると、電流Iriseが第1のMOSトランジスタM1に流れることにより、第1の抵抗R1の他端と第1のMOSトランジスタM1の一端(ドレイン)との間の電位であるライズ信号Riseのレベルが低下する。 Here, for example, when the first MOS transistor M1 is turned on, the current Irise flows through the first MOS transistor M1, thereby causing the other end of the first resistor R1 and one end (drain) of the first MOS transistor M1 to The level of the rise signal Rise, which is the potential between the two, decreases.
また、第1の電流制限素子3は、第1のMOSトランジスタM1の他端(ソース)と、第1の電位VBよりも低い第2の電位(例えば、接地電位)PGの第2の電位線9と、の間に接続されている。この第1の電流制限素子3は、例えば、抵抗R3で構成されている。 The first current limiting element 3 includes the other end (source) of the first MOS transistor M1 and a second potential line having a second potential (for example, ground potential) PG lower than the first potential VB. 9 is connected. The first current limiting element 3 is constituted by a resistor R3, for example.
第2の抵抗R2は、第1の電位線8に一端が接続されている。
One end of the
第2のMOSトランジスタM2は、第2の抵抗R2の他端に一端(ドレイン)が接続されている。この第2のMOSトランジスタM2は、第2のエッジ検出信号V2がゲートに入力され、この第2のエッジ検出信号V2に応じて、オンするようになっている。なお、この第2のMOSトランジスタM2の寄生容量Cp2が、第2のMOSトランジスタM2のドレインと第2の電位線9との間に接続されるように存在している。
The second MOS transistor M2 has one end (drain) connected to the other end of the second resistor R2. The second MOS transistor M2 is turned on in response to the second edge detection signal V2 when the second edge detection signal V2 is input to the gate. The parasitic capacitance Cp2 of the second MOS transistor M2 exists so as to be connected between the drain of the second MOS transistor M2 and the second
ここで、例えば、第2のMOSトランジスタM2がオンすると、電流Ifallが第2のMOSトランジスタM2に流れることにより、第2の抵抗R2の他端と第2のMOSトランジスタM2の一端(ドレイン)との間の電位であるフォール信号Fallのレベルが低下する。 Here, for example, when the second MOS transistor M2 is turned on, the current Ifall flows to the second MOS transistor M2, thereby causing the other end of the second resistor R2 and one end (drain) of the second MOS transistor M2 to The level of the fall signal Fall, which is a potential between the two, decreases.
また、第2の電流制限素子4は、第2のMOSトランジスタM2の他端(ソース)と第2の電位線9との間に接続されている。この第2の電流制限素子4は、例えば、抵抗R4で構成されている。
The second current limiting element 4 is connected between the other end (source) of the second
ドライブ用SRラッチ回路5は、第1の抵抗R1の他端と第1のMOSトランジスタM1の一端(ドレイン)との間の電位であるライズ信号Riseがセット端子Sに入力され、第2の抵抗R2の他端と第2のMOSトランジスタM2の一端(ドレイン)との間の電位であるフォール信号Fallがリセット端子Rに入力されている。
In the driving
ハイサイドドライバ6は、ドライブ用SRラッチ回路5の出力に応じて、ハイサイドスイッチ素子Q1を制御する第1の制御信号VGHを出力するようになっている。このハイサイドドライバ6は、例えば、ドライブ用SRラッチ回路5の出力を増幅して第1の制御信号VGHを出力するバッファである。
The
また、ドライブ用SRラッチ回路5およびハイサイドドライバ6は、第1の電位線8と第3の電位線10との間に接続され、動作電圧が供給されるようになっている。
The driving
この第3の電位線10は、中間端子Xに接続されている。この第3の電位線10と第1の電位線8との間には、第1の電位線8と第3の電位線10との間の電位差を保つためのブートストラップ用コンデンサCbsが接続されている。これにより、中間電位VSが変動すると、第1の電位線8の第1の電位も変動するようになっている。
The third
したがって、例えば、該共振回路の共振外れにより中間端子Xの中間電位VSが変化すると、この中間電位VSの変化に応じて第1の電位VBが変化する。そして、例えば、中間電位VSが上昇して第1の電位VBも上昇すると、寄生容量Cp1、Cp2の影響により、ライズ信号Riseおよびフォール信号Fallのレベルが低下する。一方、中間電位VSが下降して第1の電位VBも下降すると、寄生容量Cp1、Cp2の影響により、ライズ信号Riseおよびフォール信号Fallのレベルが上昇する。 Therefore, for example, when the intermediate potential VS of the intermediate terminal X changes due to the resonance of the resonance circuit, the first potential VB changes according to the change of the intermediate potential VS. For example, when the intermediate potential VS rises and the first potential VB also rises, the levels of the rise signal Rise and the fall signal Fall are lowered due to the influence of the parasitic capacitances Cp1 and Cp2. On the other hand, when the intermediate potential VS decreases and the first potential VB also decreases, the levels of the rise signal Rise and the fall signal Fall increase due to the influence of the parasitic capacitances Cp1 and Cp2.
また、抵抗制御回路2は、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2との間の中間端子Xに接続された共振回路(T1、C3)の状態を検出することにより得られた状態検出信号Desに応じて、第1のMOSトランジスタM1の他端(ドレイン)と第2の電位線9との間の抵抗値を下げるようになっている。
In addition, the
例えば、この抵抗制御回路2は、状態検出信号Desが入力されてから第2のエッジ検出信号V2が入力されるまでの間、第1のMOSトランジスタM1の他端(ドレイン)と第2の電位線9との間の抵抗値を下げる。
For example, the
この抵抗制御回路2は、図3に示すように、例えば、抵抗用SRラッチ回路2aと、スイッチ素子MRと、を有する。
As shown in FIG. 3, the
抵抗用SRラッチ回路2aは、状態検出信号Desがセット端子Sに入力され、第2のエッジ検出信号V2がリセット端子Rに入力される。
In the resistance
スイッチ素子MRは、第1のMOSトランジスタM1の他端(ソース)と第2の電位線9との間で、第1の電流制限素子3と並列に接続され、抵抗用SRラッチ回路2aの出力信号Lasに応じて、第1のMOSトランジスタMの他端(ソース)と第2の電位線9との間を導通させる。これにより、第1のMOSトランジスタM1の他端(ソース)と第2の電位線9との間の抵抗値が低下する。
The switch element MR is connected in parallel with the first current limiting element 3 between the other end (source) of the first MOS transistor M1 and the second
このスイッチ素子MRは、例えば、図3に示すように、第1のMOSトランジスタM1の他端(ソース)と第2の電位線9との間で第1の電流制限素子3と並列に接続された抵抗用MOSトランジスタである。この抵抗用MOSトランジスタは、抵抗用SRラッチ回路2aの出力がゲートに接続され、抵抗用SRラッチ回路2aの出力信号Lasによりオン/オフが制御される。
For example, as shown in FIG. 3, the switch element MR is connected in parallel with the first current limiting element 3 between the other end (source) of the first MOS transistor M1 and the second
ローサイドドライバ7は、ローサイドスイッチ素子Q2をオン/オフ制御するためのローサイドドライブ信号SDLに応じて、ローサイドスイッチ素子Q2を制御するための第2の制御信号VGLを出力するようになっている。このローサイドドライバ7は、例えば、ローサイドドライブ信号SDLを増幅して第2の制御信号VGLを出力するバッファである。 The low-side driver 7 outputs a second control signal VGL for controlling the low-side switch element Q2 in response to a low-side drive signal SDL for controlling on / off of the low-side switch element Q2. The low side driver 7 is, for example, a buffer that amplifies the low side drive signal SDL and outputs the second control signal VGL.
次に、以上のような構成を有するドライブ制御回路101の動作の一例について説明する。
Next, an example of the operation of the
ここで、図4は、図3に示すドライブ制御回路101の各波形の一例を示す波形図である。なお、この図4において、説明のため、時間t1〜t5の期間は、状態検出信号Desがドライブ制御回路101に入力されない場合を表し、一方、時間t6〜t12の期間は、状態検出信号Desがドライブ制御回路101に入力される場合を表している。
図4に示すように、例えば、中間電位VSが急変(下降)することにより、第1の電位VBも下降すると、既述のように、ライズ信号Riseが通常のレベルよりも上昇する(時間t1〜t4)。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of each waveform of the
As shown in FIG. 4, for example, when the first potential VB also decreases due to the sudden change (decrease) in the intermediate potential VS, as described above, the rise signal Rise increases from the normal level (time t1). ~ T4).
そして、時間t2において、ハイサイドドライブ信号SDHが“High”レベルになると、エッジ検出回路1は、ハイサイドドライブ信号SDHの立ち上がりのエッジに応じて、“High”レベルの第1のエッジ検出信号V1を出力する。 When the high-side drive signal SDH becomes “High” level at time t2, the edge detection circuit 1 causes the first edge detection signal V1 of “High” level according to the rising edge of the high-side drive signal SDH. Is output.
これにより、第1のMOSトランジスタM1が一定期間(時間t2〜t3)だけオンし電流Iriseが流れるが、ライズ信号Riseのピークレベルが規定値よりも低下しない(時間t2〜t3)。 As a result, the first MOS transistor M1 is turned on for a certain period (time t2 to t3) and the current Irise flows, but the peak level of the rise signal Rise does not fall below the specified value (time t2 to t3).
したがって、このライズ信号Riseでドライブ用SRラッチ回路5がセットされず、ハイサイドドライバ6が“High”レベルの第1の制御信号VGHを出力しない(時間t2〜t5)。
Therefore, the drive
なお、時間t4において、中間電位VSが所定のレベルに戻ることにより、ライズ信号Riseのレベルも通常のレベルに戻る。 At time t4, the intermediate potential VS returns to a predetermined level, so that the level of the rise signal Rise also returns to the normal level.
また、時間t5において、エッジ検出回路1は、ハイサイドドライブ信号SDHの立ち下がりのエッジに応じて、第2のエッジ検出信号V2を出力する。 At time t5, the edge detection circuit 1 outputs the second edge detection signal V2 according to the falling edge of the high side drive signal SDH.
これにより、第2のMOSトランジスタM2が一定期間だけオンし電流Ifallが流れるが、フォール信号Fallのピークレベルが低下する。 As a result, the second MOS transistor M2 is turned on for a certain period and the current Ifall flows, but the peak level of the fall signal Fall is lowered.
このように、中間電位VSが急変したとき、状態検出信号Desが入力されなければ(言い換えれば、抵抗制御回路2が無い場合(従来技術))、ドライブ制御回路101は、所定のレベルの第1の制御信号VGHを出力することがでない。
As described above, when the intermediate potential VS is suddenly changed, if the state detection signal Des is not input (in other words, when there is no resistance control circuit 2 (prior art)), the
次に、時間t6〜t8において、例えば、中間電位VSが急変(下降)することにより、第1の電位VBも下降すると、既述のように、ライズ信号Riseが通常のレベルよりも上昇する。 Next, at time t6 to t8, for example, when the first potential VB also decreases due to a sudden change (decrease) in the intermediate potential VS, the rise signal Rise increases from the normal level as described above.
一方、時間t7において、抵抗制御回路2の抵抗用SRラッチ回路2aが、状態検出信号Desに応じて、“High”レベルの信号Lasを出力する。これにより、スイッチ素子MRがオンし、第1のMOSトランジスタMの他端(ソース)と第2の電位線9との間を導通させる。したがって、第1のMOSトランジスタM1の他端(ソース)と第2の電位線9との間の抵抗値が低下する。
On the other hand, at time t7, the resistance
すなわち、抵抗制御回路2は、状態検出信号Desが入力されてから第2のエッジ検出信号V2が入力されるまでの間(時間t7〜t12)、第1のMOSトランジスタM1の他端(ドレイン)と第2の電位線9との間の抵抗値を下げる。
In other words, the
そして、時間t9において、ハイサイドドライブ信号SDHが“High”レベルになると、エッジ検出回路1は、ハイサイドドライブ信号SDHの立ち上がりのエッジに応じて、“High”レベルの第1のエッジ検出信号V1を出力する。 When the high side drive signal SDH becomes “High” level at time t9, the edge detection circuit 1 causes the first edge detection signal V1 of “High” level according to the rising edge of the high side drive signal SDH. Is output.
これにより、第1のMOSトランジスタM1が一定期間(時間t9〜t10)だけオンし、電流Iriseが流れる。ここで、第1のMOSトランジスタMの他端(ソース)と第2の電位線9との間を導通しているため、電流Iriseが時間t2〜t3の期間よりも増大するため、ライズ信号Riseのピークレベルが該規定値よりも低下することとなる(時間t9〜t10)。
As a result, the first MOS transistor M1 is turned on for a certain period (time t9 to t10), and the current Irise flows. Here, since the other end (source) of the first MOS transistor M and the second
したがって、このライズ信号Riseでドライブ用SRラッチ回路5がセットされ、ハイサイドドライバ6が“High”レベルの第1の制御信号VGHを出力することとなる(時間t9〜t12)。
Accordingly, the drive
なお、時間t11において、中間電位VSが所定のレベルに戻ることにより、ライズ信号Riseのレベルも通常のレベルに戻る。 At time t11, the intermediate potential VS returns to a predetermined level, so that the level of the rise signal Rise also returns to the normal level.
また、時間t12において、エッジ検出回路1は、ハイサイドドライブ信号SDHの立ち下がりのエッジに応じて、第2のエッジ検出信号V2を出力する。 At time t12, the edge detection circuit 1 outputs the second edge detection signal V2 in accordance with the falling edge of the high side drive signal SDH.
これにより、第2のMOSトランジスタM2が一定期間だけオンし電流Ifallが流れ、フォール信号Fallのピークレベルが低下する。このフォール信号Fallでドライブ用SRラッチ回路5がリセットされ、ハイサイドドライバ6が“Low”レベルレベルを出力する。
As a result, the second MOS transistor M2 is turned on for a certain period, the current Ifall flows, and the peak level of the fall signal Fall is lowered. The drive
このように、中間電位VSが急変したとき、状態検出信号Desが入力されることにより、ドライブ制御回路101は、所定のレベルの第1の制御信号VGHを出力することができる。
Thus, when the intermediate potential VS changes suddenly, the state detection signal Des is input, whereby the
以上のように、本実施例に係るドライブ制御回路101、制御装置100、および制御方法によれば、入力電圧の急変や負荷短絡時等における共振外れにより、中間電位VSが急変した場合にも、ハイサイドドライブ信号SDHとローサイドドライブ信号SDLに応じて、所定の動作をすることができる。
As described above, according to the
さらに、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置1000によれば、中間電位VSが急変した場合にも、ハイサイドスイッチ素子Q1とローサイドスイッチ素子Q2とを規定通りに相互に動作させ、所定の出力電圧を出力することができる。
Furthermore, according to the switching
1 エッジ検出回路
2 抵抗制御回路
2a 抵抗用SRラッチ回路
3 第1の電流制限素子
4 第2の電流制限素子
5 ドライブ用SRラッチ回路
6 ハイサイドドライバ
7 ローサイドドライバ
8 第1の電位線
9 第2の電位線
10 第3の電位線
100 制御装置
101 ドライブ制御回路
102 ドライブ信号生成回路
1000 スイッチング電源装置
1001 検出回路
Vin 直流電源
Q1 ハイサイドスイッチ素子
Q2 ローサイドスイッチ素子
T トランス
T1 一次側巻線
T2、T3 二次側巻線
D3、D4 ダイオード
C3、C4 コンデンサ
Cbs ブートストラップ用コンデンサ
out1、out2 出力端子
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
M1 第1のMOSトランジスタ
M2 第2のMOSトランジスタ
MR スイッチ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記ハイサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号のエッジを検出し、前記ハイサイドスイッチ素子をオンするための前記ハイサイドドライブ信号の第1のエッジに応じて第1のエッジ検出信号を出力し、また、前記ハイサイドスイッチ素子をオフするための前記ハイサイドドライブ信号の第2のエッジに応じて第2のエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路と、
第1の電位の第1の電位線に一端が接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の他端に一端が接続され、前記第1のエッジ検出信号に応じてオンする第1のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタの他端と、前記第1の電位よりも低い第2の電位の第2の電位線と、の間に接続された第1の電流制限素子と、
前記第1の電位線に一端が接続された第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に一端が接続され、前記第2のエッジ検出信号に応じてオンする第2のMOSトランジスタと、
前記第2のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間に接続された第2の電流制限素子と、
前記第1の抵抗の他端と前記第1のMOSトランジスタの一端との間の電位であるライズ信号がセット端子に入力され、前記第2の抵抗の他端と前記第2のMOSトランジスタの一端との間の電位であるフォール信号がリセット端子に入力されるドライブ用SRラッチ回路と、
前記ドライブ用SRラッチ回路の出力に応じて、前記ハイサイドスイッチ素子を制御する第1の制御信号を出力するハイサイドドライバと、
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた状態検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げる抵抗制御回路と、を備え、
前記状態検出信号は、前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号である
ことを特徴とするドライブ制御回路。 A drive control circuit for alternately turning on and off a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials,
An edge of a high side drive signal for on / off control of the high side switch element is detected, and a first edge according to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element An edge detection circuit that outputs a detection signal and outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the high-side switch element;
A first resistor having one end connected to a first potential line of a first potential;
A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal;
A first current limiting element connected between the other end of the first MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential;
A second resistor having one end connected to the first potential line;
A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal;
A second current limiting element connected between the other end of the second MOS transistor and the second potential line;
A rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor is input to a set terminal, and the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor are input. An SR latch circuit for driving, in which a fall signal, which is a potential between the two, is input to the reset terminal;
A high-side driver that outputs a first control signal for controlling the high-side switch element in accordance with an output of the driving SR latch circuit;
In response to a state detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the and a resistance control circuit to reduce the resistance value between the second potential line,
The drive control circuit according to claim 1, wherein the state detection signal is a signal obtained by detecting an out-of-resonance state of the resonance circuit.
前記状態検出信号が入力されてから前記第2のエッジ検出信号が入力されるまでの間、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げる
ことを特徴とする請求項1に記載のドライブ制御回路。 The resistance control circuit includes:
The resistance value between the other end of the first MOS transistor and the second potential line is lowered from when the state detection signal is input to when the second edge detection signal is input. The drive control circuit according to claim 1 , wherein:
前記状態検出信号がセット端子に入力され、前記第2のエッジ検出信号がリセット端子に入力される抵抗用SRラッチ回路と、
前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間で前記第1の電流制限素子と並列に接続され、前記抵抗用SRラッチ回路の出力に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間を導通させるスイッチ素子と、を有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のドライブ制御回路。 The resistance control circuit is:
An SR latch circuit for resistance in which the state detection signal is input to a set terminal and the second edge detection signal is input to a reset terminal;
The first MOS transistor is connected in parallel with the first current limiting element between the other end of the first MOS transistor and the second potential line, and according to the output of the resistance SR latch circuit, the first MOS transistor the drive control circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a switching element for electrically connecting between the other end and said second potential line of the transistor, a.
前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位との間で前記第1の電流制限素子と並列に接続され、前記抵抗用SRラッチ回路の出力がゲートに入力される抵抗用MOSトランジスタである
ことを特徴とする請求項3に記載のドライブ制御回路。 The switch element is
A resistance MOS transistor connected in parallel with the first current limiting element between the other end of the first MOS transistor and the second potential, and an output of the resistance SR latch circuit being input to a gate The drive control circuit according to claim 3 , wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のドライブ制御回路。 The low side driver which outputs the 2nd control signal for controlling the low side switch element according to the low side drive signal for on / off control of the low side switch element is further provided. The drive control circuit as described in any one of thru | or 4 .
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のドライブ制御回路。 The drive control circuit according to any one of claims 1 to 5 , wherein a bootstrap capacitor is connected between the first potential line and the intermediate terminal.
前記第2のMOSトランジスタは、前記第2のエッジ検出信号がゲートに入力されるnMOSトランジスタである
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のドライブ制御回路。 The first MOS transistor is an nMOS transistor in which the first edge detection signal is input to a gate;
The drive control circuit according to any one of claims 1 to 6 , wherein the second MOS transistor is an nMOS transistor to which the second edge detection signal is input to a gate.
前記第2のMOSトランジスタは、前記第2のエッジ検出信号に応じて一定期間だけオンする
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のドライブ制御回路。 The first MOS transistor is turned on for a certain period according to the first edge detection signal,
The drive control circuit according to any one of claims 1 to 7 , wherein the second MOS transistor is turned on for a certain period in accordance with the second edge detection signal.
前記ハイサイドドライブ信号に応じて第1の制御信号を生成するとともに前記ローサイドドライブ信号に応じて第2の制御信号を生成し、前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子を、前記第1、第2の制御信号により交互にオン/オフ制御するドライブ制御回路と、を備え、
前記ドライブ制御回路は、
前記ハイサイドスイッチ素子をオン/オフ制御するためのハイサイドドライブ信号のエッジを検出し、前記ハイサイドスイッチ素子をオンするための前記ハイサイドドライブ信号の第1のエッジに応じて第1のエッジ検出信号を出力し、また、前記ハイサイドスイッチ素子をオフするための前記ハイサイドドライブ信号の第2のエッジに応じて第2のエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路と、
第1の電位の第1の電位線に一端が接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の他端に一端が接続され、前記第1のエッジ検出信号に応じてオンする第1のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタの他端と、前記第1の電位よりも低い第2の電位の第2の電位線と、の間に接続された第1の電流制限素子と、
前記第1の電位線に一端が接続された第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に一端が接続され、前記第2のエッジ検出信号に応じてオンする第2のMOSトランジスタと、
前記第2のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間に接続された第2の電流制限素子と、
前記第1の抵抗の他端と前記第1のMOSトランジスタの一端との間の電位であるライズ信号がセット端子に入力され、前記第2の抵抗の他端と前記第2のMOSトランジスタの一端との間の電位であるフォール信号がリセット端子に入力されるドライブ用SRラッチ回路と、
前記ドライブ用SRラッチ回路の出力に応じて、前記ハイサイドスイッチ素子を制御する第1の制御信号を出力するハイサイドドライバと、
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた状態検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げる抵抗制御回路と、有し、
前記状態検出信号は、前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号である
ことを特徴とする制御装置。 A drive signal generation circuit for outputting a high-side drive signal and a low-side drive signal for alternately controlling on / off of a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials;
A first control signal is generated according to the high-side drive signal and a second control signal is generated according to the low-side drive signal. The high-side switch element and the low-side switch element are connected to the first and second A drive control circuit that alternately performs on / off control according to two control signals,
The drive control circuit includes:
An edge of a high side drive signal for on / off control of the high side switch element is detected, and a first edge according to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element An edge detection circuit that outputs a detection signal and outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the high-side switch element;
A first resistor having one end connected to a first potential line of a first potential;
A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal;
A first current limiting element connected between the other end of the first MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential;
A second resistor having one end connected to the first potential line;
A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal;
A second current limiting element connected between the other end of the second MOS transistor and the second potential line;
A rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor is input to a set terminal, and the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor are input. An SR latch circuit for driving, in which a fall signal, which is a potential between the two, is input to the reset terminal;
A high-side driver that outputs a first control signal for controlling the high-side switch element in accordance with an output of the driving SR latch circuit;
In response to a state detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the a resistance control circuit to reduce the resistance value between the second potential line, possess,
The control device according to claim 1, wherein the state detection signal is a signal obtained by detecting an out-of-resonance state of the resonance circuit .
直流電源と、
前記直流電源の第1の端子に一端が接続され、前記第1の制御信号により制御されるハイサイドスイッチ素子と、
前記ハイサイドスイッチ素子の他端に一端が接続され、前記直流電源の第2の端子に他端が接続され、前記第2の制御信号により制御されるローサイドスイッチ素子と、
一次側巻線と、二次側巻線と、を含み、出力電圧を生成するためのトランスと、
前記ローサイドスイッチ素子の一端と他端との間で前記一次側巻線と直列に接続され、前記一次側巻線と共振回路を構成するコンデンサと、
前記コンデンサに流れる電流を監視ことにより前記共振回路の状態を検出して得られた前記状態検出信号を出力する検出回路と、を備える
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 The control device according to claim 12 ,
DC power supply,
A high-side switch element having one end connected to the first terminal of the DC power supply and controlled by the first control signal;
One end is connected to the other end of the high-side switch element, the other end is connected to a second terminal of the DC power supply, and the low-side switch element is controlled by the second control signal;
A transformer including a primary side winding and a secondary side winding for generating an output voltage;
A capacitor connected in series with the primary winding between one end and the other end of the low-side switch element, and constituting a resonance circuit with the primary winding;
A switching power supply comprising: a detection circuit that outputs the state detection signal obtained by detecting a state of the resonance circuit by monitoring a current flowing through the capacitor.
前記ハイサイドスイッチ素子と前記ローサイドスイッチ素子との間の中間端子に接続された共振回路の状態を検出することにより得られた状態検出信号に応じて、前記第1のMOSトランジスタの他端と前記第2の電位線との間の抵抗値を下げ、
前記状態検出信号は、前記共振回路の共振外れの状態を検出することにより得られた信号である
ことを特徴とする制御方法。 A drive control circuit for alternately turning on / off a high-side switch element and a low-side switch element connected in series between two different potentials for controlling the on / off of the high-side switch element An edge of a high side drive signal is detected, a first edge detection signal is output in response to a first edge of the high side drive signal for turning on the high side switch element, and the high side switch element An edge detection circuit that outputs a second edge detection signal in response to a second edge of the high-side drive signal for turning off the first side, and a first terminal having one end connected to the first potential line of the first potential A first MOS transistor having one end connected to the other end of the first resistor and turned on in response to the first edge detection signal; and A first current limiting element connected between the other end of the MOS transistor and a second potential line having a second potential lower than the first potential, and one end of the first potential line. , A second MOS transistor having one end connected to the other end of the second resistor and turned on in response to the second edge detection signal, and a second MOS transistor A second current limiting element connected between the other end and the second potential line, and a rise signal that is a potential between the other end of the first resistor and one end of the first MOS transistor Is input to the set terminal, and a drive SR latch circuit in which a fall signal, which is a potential between the other end of the second resistor and one end of the second MOS transistor, is input to the reset terminal, and the drive Depending on the output of the SR latch circuit, Drive control circuit comprising a high side driver for outputting a first control signal for controlling the side switch element, a control method,
In response to a state detection signal obtained by detecting a state of a resonance circuit connected to an intermediate terminal between the high-side switch element and the low-side switch element, the other end of the first MOS transistor and the Decrease the resistance value between the second potential line ,
The control method according to claim 1, wherein the state detection signal is a signal obtained by detecting an out-of-resonance state of the resonance circuit .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010154904A JP5474684B2 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010154904A JP5474684B2 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012019335A JP2012019335A (en) | 2012-01-26 |
JP5474684B2 true JP5474684B2 (en) | 2014-04-16 |
Family
ID=45604253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010154904A Active JP5474684B2 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5474684B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6836207B2 (en) * | 2018-08-06 | 2021-02-24 | 株式会社デンソー | Drive circuit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3487347B2 (en) * | 2001-04-18 | 2004-01-19 | サンケン電気株式会社 | Electronic circuit device and switching circuit device using the same |
JP3915815B2 (en) * | 2005-03-23 | 2007-05-16 | サンケン電気株式会社 | Level shift circuit and power supply device |
JP5018866B2 (en) * | 2009-11-19 | 2012-09-05 | サンケン電気株式会社 | Level shift circuit and switching power supply device |
JP5599663B2 (en) * | 2010-07-07 | 2014-10-01 | 新電元工業株式会社 | Drive signal generation circuit, control device, switching power supply device, and control method |
-
2010
- 2010-07-07 JP JP2010154904A patent/JP5474684B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012019335A (en) | 2012-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4810283B2 (en) | Switching control circuit | |
JP6403973B2 (en) | Switching regulator | |
JP5590115B2 (en) | Power supply device drive circuit, power supply device drive integrated circuit, and power supply device | |
US8723552B2 (en) | Configuration and method for improving noise immunity of a floating gate driver circuit | |
JP5287916B2 (en) | Load drive device | |
JP2006158067A (en) | Power supply driver circuit | |
JP6477442B2 (en) | Switching circuit and power conversion circuit | |
US8400185B2 (en) | Driving circuit with zero current shutdown and a driving method thereof | |
US7710098B2 (en) | Power supply driver circuit | |
CN104135237A (en) | Gate driver circuit | |
JP6245375B2 (en) | Level shift circuit | |
JP5533313B2 (en) | Level shift circuit and switching power supply device | |
JP5474684B2 (en) | Drive control circuit, control device, switching power supply device, and control method | |
JP5447575B2 (en) | Drive device | |
JP6719242B2 (en) | Level shift circuit | |
JP2014175816A (en) | Pulse generation circuit | |
JP2017195535A (en) | Switching circuit, drive circuit of d-class amplifier, electronic apparatus, and switching power supply | |
US20140375285A1 (en) | Dc-dc boost converter | |
JP5599663B2 (en) | Drive signal generation circuit, control device, switching power supply device, and control method | |
JP2019036818A (en) | Output circuit | |
EP3734839A1 (en) | A driving circuit and a desaturation circuit of a power circuit | |
JP2020136694A (en) | Output circuit | |
JP3881337B2 (en) | Signal output circuit and power supply voltage monitoring apparatus having the same | |
JP2014209815A (en) | Motor driver device and control method therefor | |
JP2013090276A (en) | Switch control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131018 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131030 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5474684 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |