JP5486222B2 - Semiconductor integrated circuit and power supply device - Google Patents

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Description

この出願で言及する実施例は、半導体集積回路および電源装置に関する。   The embodiments mentioned in this application relate to a semiconductor integrated circuit and a power supply device.

近年、携帯端末を始めとして様々な電気機器において、一定の電源電圧を所望の電源電圧に変換して出力するDC/DCコンバータ(電源装置)が幅広く利用されている。   2. Description of the Related Art In recent years, DC / DC converters (power supply devices) that convert a constant power supply voltage into a desired power supply voltage and output it have been widely used in various electric devices including portable terminals.

ところで、例えば、オン時間固定ボトム検出コンパレータ方式の非同期型DC−DCコンバータは負荷により周波数が変動し、その負荷が非常に軽くなると、スイッチング周波数が0Hz近くまで低下する。   By the way, for example, the on-time fixed bottom detection comparator type asynchronous DC-DC converter varies in frequency depending on the load, and when the load becomes very light, the switching frequency decreases to near 0 Hz.

従来、DC/DCコンバータ(スイッチングレギュレータ)としては、様々なものが提案されている。   Conventionally, various DC / DC converters (switching regulators) have been proposed.

特開2005−218166号公報JP 2005-218166 A

上述したように、例えば、オン時間固定ボトム検出コンパレータ方式の非同期型DC−DCコンバータは、軽負荷時にスイッチング周波数が低くなり、そのスイッチング周波数が可聴域(例えば、20Hz〜20KHz程度)に掛かることになる。   As described above, for example, an on-time fixed bottom detection comparator type asynchronous DC-DC converter has a low switching frequency at a light load, and the switching frequency is in an audible range (for example, about 20 Hz to 20 KHz). Become.

すなわち、DC−DCコンバータのスイッチングにより可聴域のノイズが生じ、そのため、このようなDC−DCコンバータは、オーディオ機器の電源装置として採用することが困難であった。   That is, audible noise occurs due to the switching of the DC-DC converter, and it is therefore difficult to employ such a DC-DC converter as a power supply device for audio equipment.

なお、DC−DCコンバータのスイッチング周波数と、そのDC−DCコンバータを適用する電気機器におけるノイズとの問題は、スイッチング周波数がオーディオ機器の可聴域に掛かる場合に限定されるものではない。   In addition, the problem of the switching frequency of a DC-DC converter and the noise in the electric equipment to which the DC-DC converter is applied is not limited to the case where the switching frequency is applied to the audible range of the audio equipment.

すなわち、DC−DCコンバータのスイッチング周波数が、そのDC−DCコンバータを適用する電気機器においてノイズとなり得る周波数域に掛かる場合にも同様の問題がある。   That is, there is a similar problem when the switching frequency of the DC-DC converter is in a frequency range that can be a noise in an electrical device to which the DC-DC converter is applied.

この出願は、スイッチング周波数がノイズとなり得る周波数域に掛かることのない半導体集積回路および電源装置の提供を目的とする。   An object of this application is to provide a semiconductor integrated circuit and a power supply device that do not fall within a frequency range in which the switching frequency may become noise.

一実施形態によれば、第1電源線および第1ノード間に設けられた第1スイッチング素子と、前記第1ノードおよび第2電源線間に設けられたダイオード素子と、を有する電源装置のスイッチングを制御する半導体集積回路が提供される。   According to one embodiment, switching of a power supply device comprising: a first switching element provided between a first power supply line and a first node; and a diode element provided between the first node and a second power supply line. A semiconductor integrated circuit for controlling the above is provided.

前記半導体集積回路は、前記電源装置のスイッチングを、出力端子に接続された負荷の大きさにより規定されるスイッチング周波数で制御するようになっている。   The semiconductor integrated circuit controls switching of the power supply device at a switching frequency defined by the size of a load connected to the output terminal.

前記半導体集積回路は、出力端子および第2電源線間に設けられ、第1スイッチング素子を制御する第1信号に応じて、スイッチング周波数の最低周波数を第1周波数よりも高くなるように制御する最低周波数クランプ回路を有する。   The semiconductor integrated circuit is provided between the output terminal and the second power supply line, and controls the lowest switching frequency to be higher than the first frequency in accordance with a first signal for controlling the first switching element. A frequency clamp circuit is included.

開示の半導体集積回路および電源装置は、スイッチング周波数がノイズとなり得る周波数域に掛かることがないという効果を奏する。   The disclosed semiconductor integrated circuit and power supply device have an effect that the switching frequency does not fall in a frequency range where noise can occur.

電源装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a power supply device. 図1の電源装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply device of FIG. 第1実施例の電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply device of 1st Example. 図3の電源装置における遅延回路の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a delay circuit in the power supply device of FIG. 3. 図3の電源装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply device of FIG. 図3の電源装置の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the power supply device of FIG. 比較例としての電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply device as a comparative example. 第1実施例の電源装置の効率を図7の電源装置と比較して説明するための図である。It is a figure for demonstrating the efficiency of the power supply device of 1st Example compared with the power supply device of FIG. 第2実施例の電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply device of 2nd Example. 図9の電源装置における周波数検出回路の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a frequency detection circuit in the power supply device of FIG. 9. 図10の周波数検出回路の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the frequency detection circuit of FIG. 図9の電源装置の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the power supply device of FIG. 第3実施例の電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply device of 3rd Example. 電流モードの電源装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply apparatus of a current mode. 図13の電源装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply device of FIG. 第4実施例の電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply device of 4th Example.

まず、実施例を詳述する前に、電源装置の一例およびその電源装置が有する問題点を図1および図2を参照して説明する。   First, before describing the embodiment in detail, an example of a power supply device and problems of the power supply device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は電源装置の一例を示すブロック図であり、オン時間固定ボトム検出コンパレータ方式の非同期型DC−DCコンバータの例を示すものである。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power supply device, and shows an example of an asynchronous DC-DC converter of a fixed on-time bottom detection comparator system.

図1において、参照符号100はDC−DCコンバータ(電源装置)、10はDC−DCコンバータ用IC(半導体集積回路)、1はコンパレータ、そして、2はワンショット回路を示している。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a DC-DC converter (power supply device), 10 denotes a DC-DC converter IC (semiconductor integrated circuit), 1 denotes a comparator, and 2 denotes a one-shot circuit.

また、参照符号3はRSフリップフロップ、51はスイッチングトランジスタ(メイン側トランジスタ:pMOSトランジスタ)、52はダイオード素子(ダイオード)、6はコイル、7は平滑用コンデンサ、そして、8は負荷を示している。   Reference numeral 3 is an RS flip-flop, 51 is a switching transistor (main-side transistor: pMOS transistor), 52 is a diode element (diode), 6 is a coil, 7 is a smoothing capacitor, and 8 is a load. .

図1に示されるように、電源装置100は、半導体集積回路10、スイッチングトランジスタ51、ダイオード52、コイル6、および、平滑用コンデンサ7を有する。   As shown in FIG. 1, the power supply device 100 includes a semiconductor integrated circuit 10, a switching transistor 51, a diode 52, a coil 6, and a smoothing capacitor 7.

トランジスタ51およびダイオード52は、電源電圧Vinが印加された高電位電源線と接地電位GNDが印加された接地線との間に直列に接続される。   Transistor 51 and diode 52 are connected in series between a high-potential power supply line to which power supply voltage Vin is applied and a ground line to which ground potential GND is applied.

ここで、図1の電源装置100において、トランジスタ51およびダイオード52は、半導体集積回路10の外部に設けるようになっているが、半導体集積回路10の内部に設けることもできる。   Here, in the power supply device 100 of FIG. 1, the transistor 51 and the diode 52 are provided outside the semiconductor integrated circuit 10, but may be provided inside the semiconductor integrated circuit 10.

トランジスタ51のゲートには、フリップフロップ3の反転出力端子/Qの信号Saが供給され、これによりトランジスタ51はオン/オフ制御される。   The gate of the transistor 51 is supplied with the signal Sa of the inverting output terminal / Q of the flip-flop 3, whereby the transistor 51 is on / off controlled.

トランジスタ51およびダイオード52の接続ノードLX(LX端子)は、コイル6を介して電源装置100の出力端子OUTに接続され、また、出力端子OUTと接地線GNDとの間には平滑用コンデンサ7が設けられている。   A connection node LX (LX terminal) of the transistor 51 and the diode 52 is connected to the output terminal OUT of the power supply device 100 via the coil 6, and a smoothing capacitor 7 is provided between the output terminal OUT and the ground line GND. Is provided.

半導体集積回路10は、コンパレータ1、ワンショット回路2、RSフリップフロップ3、および、抵抗R1,R2を有する。   The semiconductor integrated circuit 10 includes a comparator 1, a one-shot circuit 2, an RS flip-flop 3, and resistors R1 and R2.

コンパレータ1は、出力電圧Voを抵抗R1,R2で分圧した電圧FBと基準電圧Vrとを比較し、電圧FBが基準電圧Vrまで低下すると出力信号をフリップフロップ3のセット端子Sに供給する。   The comparator 1 compares the voltage FB obtained by dividing the output voltage Vo with the resistors R1 and R2 with the reference voltage Vr, and supplies the output signal to the set terminal S of the flip-flop 3 when the voltage FB decreases to the reference voltage Vr.

フリップフロップ3のリセット端子Rには、ワンショット回路2の出力信号が供給され、そのワンショット回路2の入力には、フリップフロップ3からの信号Saが供給されている。これにより、信号Saに固定のオン時間(低レベル『L』の期間)を持たせるようになっている。   The output signal of the one-shot circuit 2 is supplied to the reset terminal R of the flip-flop 3, and the signal Sa from the flip-flop 3 is supplied to the input of the one-shot circuit 2. As a result, the signal Sa has a fixed on-time (period of low level “L”).

図2は図1の電源装置の動作を説明するための波形図である。
図2に示されるように、DC−DCコンバータ100の出力電圧Voが所定のボトム電圧Vbまで低下すると、コンパレータ1により電圧FBが基準電圧Vrまでの低下が検出され、高レベル『H』の信号がフリップフロップ3のセット端子Sに供給される。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply device of FIG.
As shown in FIG. 2, when the output voltage Vo of the DC-DC converter 100 drops to a predetermined bottom voltage Vb, the comparator 1 detects that the voltage FB drops to the reference voltage Vr, and a high level “H” signal is detected. Is supplied to the set terminal S of the flip-flop 3.

これにより、フリップフロップ3の反転出力端子/Qの信号Saは低レベル『L』になる。ここで、ワンショット回路2は、信号Saが『L』に変化してから固定のオン時間の後、フリップフロップ3のリセット入力Rに『H』の信号を出力する。   As a result, the signal Sa at the inverting output terminal / Q of the flip-flop 3 becomes low level “L”. Here, the one-shot circuit 2 outputs a signal “H” to the reset input R of the flip-flop 3 after a fixed on-time after the signal Sa changes to “L”.

その結果、信号Saは固定のオン時間だけ『L』になり、スイッチングトランジスタ51は、その信号Saの『L』期間だけオンする。   As a result, the signal Sa becomes “L” for a fixed on-time, and the switching transistor 51 is turned on only for the “L” period of the signal Sa.

これにより、LX端子の電位は電源電圧Vinに向けてプルアップされ、コイル電流ILは増加し、そして、出力電圧Voは所定のピーク電圧Vpになる。   As a result, the potential of the LX terminal is pulled up toward the power supply voltage Vin, the coil current IL increases, and the output voltage Vo becomes the predetermined peak voltage Vp.

その後、信号Saが『L』から『H』に変化してトランジスタ51がオフすると、出力電圧Voは、負荷8の大きさに応じた傾き(時間)で所定のボトム電圧Vbまで低下し、同様の処理を繰り返す。   Thereafter, when the signal Sa changes from “L” to “H” and the transistor 51 is turned off, the output voltage Vo decreases to a predetermined bottom voltage Vb with a slope (time) according to the magnitude of the load 8. Repeat the process.

ここで、信号Saが『L』から『H』になってトランジスタ51がオフした後、信号Saが『H』から『L』になってトランジスタ51がオンするまでの期間(オフ期間T0off)は、負荷8が軽くなると長くなる。   Here, the period from when the signal Sa changes from “L” to “H” and the transistor 51 turns off until the signal Sa changes from “H” to “L” and the transistor 51 turns on (off period T0off). As the load 8 becomes lighter, it becomes longer.

すなわち、スイッチング周期T0は、負荷8が軽くなると長くなり、従って、DC−DCコンバータ100のスイッチング周波数fは、負荷8が軽くなると低くなる。   That is, the switching period T0 becomes longer when the load 8 becomes lighter, and therefore the switching frequency f of the DC-DC converter 100 becomes lower when the load 8 becomes lighter.

その結果、例えば、DC−DCコンバータ100のスイッチング周波数fが可聴域(例えば、20Hz〜20KHz程度)に掛かると、その電源装置が適用される機器のノイズになる虞がある。   As a result, for example, when the switching frequency f of the DC-DC converter 100 is applied to an audible range (for example, about 20 Hz to 20 KHz), there is a possibility that noise of a device to which the power supply device is applied.

なお、図1では、スイッチングトランジスタ51がpMOSトランジスタとされているが、nMOSトランジスタでもよく、この場合には、信号Saとしてはフリップフロップ3の非反転論理端子(正論理端子Q)の信号を使用することになる。   In FIG. 1, the switching transistor 51 is a pMOS transistor, but it may be an nMOS transistor. In this case, the signal Sa uses the signal of the non-inverting logic terminal (positive logic terminal Q) of the flip-flop 3. Will do.

以下、半導体集積回路および電源装置の各実施例を、添付図面を参照して詳述する。
図3は第1実施例の電源装置を示すブロック図であり、オン時間固定ボトム検出コンパレータ方式の非同期型DC−DCコンバータの例を示すものである。
Hereinafter, embodiments of the semiconductor integrated circuit and the power supply device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is a block diagram showing the power supply device of the first embodiment, and shows an example of an asynchronous DC-DC converter of a fixed on-time bottom detection comparator system.

図3と上述した図1と比較から明らかなように、本第1実施例のDC−DCコンバータ100a(半導体集積回路10a)は、図1のDC−DCコンバータ100に対して最低周波数クランプ回路4を設けるようになっている。   As is clear from comparison between FIG. 3 and FIG. 1 described above, the DC-DC converter 100a (semiconductor integrated circuit 10a) of the first embodiment is the lowest frequency clamp circuit 4 with respect to the DC-DC converter 100 of FIG. Is to be provided.

すなわち、最低周波数クランプ回路4は、遅延回路41、ディスチャージ用トランジスタ(第2スイッチング素子:nMOSトランジスタ)42および抵抗43を有する。   That is, the lowest frequency clamp circuit 4 includes a delay circuit 41, a discharge transistor (second switching element: nMOS transistor) 42 and a resistor 43.

抵抗43およびトランジスタ42は、出力端子OUTと接地線GNDとの間に直列に接続されている。ここで、トランジスタ42のゲートには、遅延回路41の出力信号Sbが供給されている。   The resistor 43 and the transistor 42 are connected in series between the output terminal OUT and the ground line GND. Here, the output signal Sb of the delay circuit 41 is supplied to the gate of the transistor 42.

図4は図3の電源装置における遅延回路の一例を示す回路図であり、また、図5は図3の電源装置の動作を説明するための波形図である。   4 is a circuit diagram showing an example of a delay circuit in the power supply device of FIG. 3, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply device of FIG.

図4に示されるように、遅延回路41は、電流源411、インバータ412、nMOSトランジスタ413、コンデンサ414、コンパレータ415およびアンドゲート416を有する。   As shown in FIG. 4, the delay circuit 41 includes a current source 411, an inverter 412, an nMOS transistor 413, a capacitor 414, a comparator 415, and an AND gate 416.

まず、図4および図5に示されるように、信号Saが『H』から『L』に変化すると、インバータ412で反転した信号によりトランジスタ413がオンする。これにより、電圧V1が『L』になってコンパレータ415の出力が『L』になり、アンドゲート416の出力も『L』になる。   First, as shown in FIGS. 4 and 5, when the signal Sa changes from “H” to “L”, the transistor 413 is turned on by the signal inverted by the inverter 412. As a result, the voltage V1 becomes “L”, the output of the comparator 415 becomes “L”, and the output of the AND gate 416 also becomes “L”.

さらに、信号Saの固定のオン時間の後、信号Saが『L』から『H』に変化すると、トランジスタ413がオフし、コンデンサ414には、回路の電源電圧VCCが印加された電流源411の電流I1により電荷が蓄積される。   Further, when the signal Sa changes from “L” to “H” after the fixed on time of the signal Sa, the transistor 413 is turned off, and the capacitor 414 has the current source 411 to which the circuit power supply voltage VCC is applied. Charge is accumulated by the current I1.

そして、コンデンサ414に蓄積された電荷により電圧V1が遅延回路用の基準電圧Vcになると、コンパレータ415の出力信号が『L』から『H』に変化してアンドゲート416から『H』の信号Sbが出力される。   When the voltage V1 becomes the reference voltage Vc for the delay circuit due to the charge accumulated in the capacitor 414, the output signal of the comparator 415 changes from “L” to “H” and the signal Sb from the AND gate 416 to “H”. Is output.

すなわち、遅延回路41の出力信号Sbは、信号Saの『H』から『L』への変化に応じて『H』から『L』に変化し、その後、信号Saの『L』から『H』への変化を遅延したタイミングで『L』から『H』に変化することになる。   That is, the output signal Sb of the delay circuit 41 changes from “H” to “L” in accordance with the change of the signal Sa from “H” to “L”, and then from “L” to “H” of the signal Sa. It changes from “L” to “H” at the timing when the change to is delayed.

ここで、図3および図5に示されるように、信号Sbはトランジスタ42のゲートに供給され、信号Saが『L』から『H』に変化してから所定時間遅延させた後に、トランジスタ42をオンして出力電圧Voを接地電位GNDに向けてプルダウンする。   Here, as shown in FIGS. 3 and 5, the signal Sb is supplied to the gate of the transistor 42. After the signal Sa has changed from “L” to “H” and delayed for a predetermined time, the transistor 42 is turned on. Turns on and pulls down the output voltage Vo toward the ground potential GND.

これにより、コンパレータ1の出力が『L』から『H』に変化して、固定のオン時間だけトランジスタ(第1スイッチング素子)51がオンする次のスイッチングサイクルが開始される。   As a result, the output of the comparator 1 changes from “L” to “H”, and the next switching cycle in which the transistor (first switching element) 51 is turned on for a fixed on-time is started.

ここで、信号Saが『L』から『H』に変化してから信号Sbが『L』から『H』に変化するまでの遅延時間は、例えば、軽負荷時において、スイッチング周波数fの最小値fminがノイズとなり得る周波数域の上限よりも高い周波数となるように設定する。   Here, the delay time from when the signal Sa changes from “L” to “H” to when the signal Sb changes from “L” to “H” is, for example, the minimum value of the switching frequency f at light load. The frequency is set so that fmin is higher than the upper limit of the frequency range where noise can be generated.

具体的には、例えば、コンデンサ414の容量や遅延回路用の基準電圧Vcの値により、信号Saが『L』から『H』に変化してから信号Sbが『L』から『H』に変化するまでの遅延時間を設定する。   Specifically, for example, the signal Sa changes from “L” to “H” after the signal Sa changes from “L” to “H” depending on the capacitance of the capacitor 414 and the value of the reference voltage Vc for the delay circuit. Set the delay time until

これにより、DC−DCコンバータ100aのスイッチング周波数fの最低周波数fminを、それを使用する回路のノイズとなり得る周波数域(例えば、オーディオ機器の可聴域:20Hz〜20KHz程度)に掛かることがないように設定することができる。   Thereby, the minimum frequency fmin of the switching frequency f of the DC-DC converter 100a is not applied to a frequency range (for example, an audible range of audio equipment: about 20 Hz to 20 KHz) that may be noise of a circuit that uses the switching frequency f. Can be set.

図6は図3の電源装置の特性を説明するための図である。ここで、曲線L10は、図1のDC−DCコンバータ100による負荷電流Ioとスイッチング周波数fとの関係を示し、また、曲線L11は、図3のDC−DCコンバータ100aによる負荷電流Ioとスイッチング周波数fとの関係を示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining the characteristics of the power supply device of FIG. Here, the curve L10 shows the relationship between the load current Io and the switching frequency f by the DC-DC converter 100 of FIG. 1, and the curve L11 shows the load current Io and the switching frequency by the DC-DC converter 100a of FIG. The relationship with f is shown.

まず、曲線L10に示されるように、図1のDC−DCコンバータ100は、負荷8が軽くなって負荷電流Ioが小さくなると、スイッチング周波数fが0Hzに向かって低くなる。   First, as shown by a curve L10, in the DC-DC converter 100 of FIG. 1, when the load 8 becomes light and the load current Io decreases, the switching frequency f decreases toward 0 Hz.

すなわち、負荷8が軽くなって負荷電流Ioが小さくなると、スイッチング周波数fが低くなって、例えば、可聴域(20Hz〜20KHz程度)に掛かることにもなる。   That is, when the load 8 becomes lighter and the load current Io becomes smaller, the switching frequency f becomes lower, for example, in the audible range (about 20 Hz to 20 KHz).

これに対して、曲線L11に示されるように、図3のDC−DCコンバータ100aは、負荷8が軽くなって負荷電流Ioが小さくなっても、スイッチング周波数fminを下限として、それよりも低くなることがない。   On the other hand, as indicated by the curve L11, the DC-DC converter 100a of FIG. 3 is lower than the lower limit of the switching frequency fmin even when the load 8 becomes light and the load current Io becomes small. There is nothing.

すなわち、負荷8が軽くなって負荷電流Ioが小さくなると、スイッチング周波数fが低くなるが、このようなとき、トランジスタ42が強制的にオンされて最低周波数fminを可聴域よりも高く(例えば、20KHz)維持されることになる。   That is, when the load 8 becomes light and the load current Io decreases, the switching frequency f decreases. At this time, the transistor 42 is forcibly turned on and the minimum frequency fmin is set higher than the audible range (for example, 20 KHz). ) Will be maintained.

なお、本実施例がオーディオ機器に適用される場合、最低周波数fminは、例えば、可聴域の上限である20KHzに設定されるが、本実施例の適用はオーディオ機器に限定されるものではなく、また、最低周波数fminも20KHzに限定されるものではない。   When the present embodiment is applied to an audio device, the minimum frequency fmin is set to, for example, 20 KHz, which is the upper limit of the audible range, but the application of the present embodiment is not limited to the audio device. Further, the minimum frequency fmin is not limited to 20 KHz.

すなわち、DC−DCコンバータのスイッチング周波数が、そのDC−DCコンバータを適用する電気機器においてノイズとなり得る周波数域に掛かる場合、最低周波数fminは、そのノイズとなり得る周波数の上限よりも高い周波数に設定されることになる。   That is, when the switching frequency of the DC-DC converter is in a frequency range that can be noise in an electric device to which the DC-DC converter is applied, the minimum frequency fmin is set to a frequency higher than the upper limit of the frequency that can be noise. Will be.

図7は比較例としての電源装置を示すブロック図であり、同期整流方式のDC−DCコンバータを示すものである。   FIG. 7 is a block diagram showing a power supply device as a comparative example, and shows a synchronous rectification type DC-DC converter.

図7と図1の比較から明らかなように、本比較例の同期整流方式DC−DCコンバータ100’は、図1の電源装置におけるダイオード52と並列に、ゲートに信号Saが供給された同期側トランジスタ(nMOSトランジスタ)50を設けるようになっている。   As is clear from the comparison between FIG. 7 and FIG. 1, the synchronous rectification DC-DC converter 100 ′ of this comparative example is the synchronous side in which the signal Sa is supplied to the gate in parallel with the diode 52 in the power supply device of FIG. A transistor (nMOS transistor) 50 is provided.

なお、図7では、ダイオード52と並列に、ゲートに信号Saが供給されたnMOSトランジスタを設けているが、同期側トランジスタ50をnMOSトランジスタではなくpMOSトランジスタとし、そのゲートに信号Saを論理反転した信号を供給してもよい。   In FIG. 7, an nMOS transistor having a gate supplied with the signal Sa is provided in parallel with the diode 52. However, the synchronization transistor 50 is not an nMOS transistor but a pMOS transistor, and the signal Sa is logically inverted at the gate. A signal may be supplied.

図7に示されるように、本比較例のDC−DCコンバータ100’において、信号Saが『L』の期間は、pMOSトランジスタ51がオンしてnMOSトランジスタ50がオフし、LX端子の電位を電源電圧Vinに向けてプルアップする。   As shown in FIG. 7, in the DC-DC converter 100 ′ of this comparative example, during the period when the signal Sa is “L”, the pMOS transistor 51 is turned on and the nMOS transistor 50 is turned off. Pull up toward voltage Vin.

一方、信号Saが『H』の期間は、トランジスタ51がオフしてトランジスタ50がオンし、LX端子の電位を接地電位GNDに向けてプルダウンする。   On the other hand, during the period when the signal Sa is “H”, the transistor 51 is turned off and the transistor 50 is turned on to pull down the potential of the LX terminal toward the ground potential GND.

ここで、実際に使用する場合、図示しないが、トランジスタ50および51が両方ともオンして貫通電流が流れることがないように、例えば、AST(Anti Shoot Through)回路を利用してスイッチング時に両方ともオフする短い期間を挿入することができる。   Here, in actual use, although not shown, both transistors 50 and 51 are turned on so that no through current flows, for example, both at the time of switching using an AST (Anti Shoot Through) circuit. A short period of off can be inserted.

これにより、図7に示すDC−DCコンバータ100’は、ほぼ一定のスイッチング周波数(固定周波数)で処理を繰り返すことになる。   As a result, the DC-DC converter 100 ′ shown in FIG. 7 repeats the process at a substantially constant switching frequency (fixed frequency).

図8は、第1実施例の電源装置の効率を図7の電源装置と比較して説明するための図である。ここで、図8(a)は、図7の同期整流方式DC−DCコンバータのものを示し、また、図8(b)は、図3の最低周波数クランプ回路4を有する第1実施例のコンパレータ方式の非同期型DC−DCコンバータのものを示している。   FIG. 8 is a diagram for explaining the efficiency of the power supply device of the first embodiment in comparison with the power supply device of FIG. 8A shows the synchronous rectification type DC-DC converter of FIG. 7, and FIG. 8B shows the comparator of the first embodiment having the lowest frequency clamp circuit 4 of FIG. 1 shows an asynchronous DC-DC converter of the type.

まず、図8(a)に示されるように、図7のDC−DCコンバータ100’では、スイッチング周波数fがほぼ一定になる。しかしながら、負荷電流Ioが不連続モード以下となる電流においては、同期側のトランジスタ50により損失が発生するため効率が大きく下がる。   First, as shown in FIG. 8A, in the DC-DC converter 100 'shown in FIG. 7, the switching frequency f is substantially constant. However, in the current where the load current Io is equal to or lower than the discontinuous mode, the loss is generated by the transistor 50 on the synchronization side, and the efficiency is greatly reduced.

これに対して、図8(b)に示されるように、第1実施例のDC−DCコンバータ100aでは、最低周波数クランプ回路4におけるトランジスタ42および抵抗43による損失が発生し、若干であるが効率が低下する。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the DC-DC converter 100a of the first embodiment, the loss due to the transistor 42 and the resistor 43 in the lowest frequency clamp circuit 4 is generated, which is slightly efficient. Decreases.

しかしながら、第1実施例のDC−DCコンバータ100aにおいて、効率が低下するのは、スイッチング周波数fが最低周波数fmin以下の領域であり、ほとんど問題にはならない。   However, in the DC-DC converter 100a of the first embodiment, the efficiency is lowered in the region where the switching frequency f is equal to or lower than the minimum frequency fmin.

すなわち、図8(b)に示されるように、fminを20kHz(可聴域の上限)に設定すると、通常の負荷電流におけるスイッチング周波数は500kHz程度であるため、充分負荷電流の小さな領域での効率になり、実質的な効率低下の問題とはならない。   That is, as shown in FIG. 8B, when fmin is set to 20 kHz (the upper limit of the audible range), the switching frequency at a normal load current is about 500 kHz, so that the efficiency in a region with a sufficiently small load current is improved. Therefore, it is not a problem of substantial efficiency reduction.

そして、図8(a)と図8(b)との比較から明らかなように、第1実施例のDC−DCコンバータ100aは、比較例における負荷電流Ioが不連続モード以下となる負荷が比較的軽い領域RRにおいて、効率を大幅に高くすることが可能なのが分かる。   As is apparent from the comparison between FIG. 8A and FIG. 8B, the DC-DC converter 100a of the first embodiment compares the load in which the load current Io in the comparative example is equal to or less than the discontinuous mode. It can be seen that the efficiency can be significantly increased in the light region RR.

図9は第2実施例の電源装置を示すブロック図、図10は図9の電源装置における周波数検出回路の一例を示すブロック図、そして、図11は図10の周波数検出回路の特性を説明するための図である。   FIG. 9 is a block diagram showing a power supply device of the second embodiment, FIG. 10 is a block diagram showing an example of a frequency detection circuit in the power supply device of FIG. 9, and FIG. 11 explains the characteristics of the frequency detection circuit of FIG. FIG.

図9と図3と比較から明らかなように、本第2実施例では、最低周波数クランプ回路4’は、周波数検出回路44、ディスチャージ用トランジスタ(第2スイッチング素子:nMOSトランジスタ)42および抵抗43を有する。   As is clear from comparison between FIG. 9 and FIG. 3, in the second embodiment, the lowest frequency clamp circuit 4 ′ includes a frequency detection circuit 44, a discharge transistor (second switching element: nMOS transistor) 42 and a resistor 43. Have.

すなわち、本第2実施例のDC−DCコンバータ100bは、第1実施例における遅延回路41の代わりに周波数検出回路44を設け、その周波数検出回路44の出力信号Scによりトランジスタ42を制御するようになっている。   That is, in the DC-DC converter 100b of the second embodiment, a frequency detection circuit 44 is provided instead of the delay circuit 41 in the first embodiment, and the transistor 42 is controlled by the output signal Sc of the frequency detection circuit 44. It has become.

なお、図9に示す第2実施例のDC−DCコンバータ100bでは、トランジスタ51およびダイオード52を半導体集積回路10bに内蔵するようになっているが、前述した第1実施例のように、半導体集積回路の外部に設けてもよい。   In the DC-DC converter 100b of the second embodiment shown in FIG. 9, the transistor 51 and the diode 52 are built in the semiconductor integrated circuit 10b. However, as in the first embodiment described above, the semiconductor integrated circuit is provided. It may be provided outside the circuit.

図10に示されるように、周波数検出回路44は、フリップフロップ3からの信号Saを受け取ってその周波数を電圧に変換するF/Vコンバータ441、および、ヒステリシス特性を有するヒステリシスコンパレータ(シュミットトリガ)442を有する。   As shown in FIG. 10, the frequency detection circuit 44 receives the signal Sa from the flip-flop 3 and converts the frequency into a voltage, and a hysteresis comparator (Schmitt trigger) 442 having hysteresis characteristics. Have

図11の曲線L21に示されるように、F/Vコンバータ441は、信号Saの周波数に対応した電圧Vcを出力し、曲線L22に示されるように、ヒステリシスコンパレータ442は、ヒステリシス特性(fh)を持って電圧Vcと基準電圧Vrcとを比較する。   As shown by the curve L21 in FIG. 11, the F / V converter 441 outputs a voltage Vc corresponding to the frequency of the signal Sa, and as shown by the curve L22, the hysteresis comparator 442 has a hysteresis characteristic (fh). Then, the voltage Vc is compared with the reference voltage Vrc.

すなわち、ヒステリシスコンパレータ442は、電圧Vcと基準電圧Vrcとを比較し、電圧Vcが低い方に変化するとき、すなわち、周波数fが低い方に変化するとき、周波数fminを最低周波数として『L』から『H』に変化する信号Scを出力する。   That is, the hysteresis comparator 442 compares the voltage Vc with the reference voltage Vrc, and when the voltage Vc changes to the lower side, that is, when the frequency f changes to the lower side, the frequency fmin is set to the lowest frequency from “L”. The signal Sc changing to “H” is output.

これにより、DC−DCコンバータ100bのスイッチング周波数が最低周波数fminになると、トランジスタ42がオンして出力電圧Voが接地電位GNDに向けてプルダウンされ、次のスイッチングサイクルが開始される。   Thereby, when the switching frequency of the DC-DC converter 100b becomes the minimum frequency fmin, the transistor 42 is turned on, the output voltage Vo is pulled down toward the ground potential GND, and the next switching cycle is started.

図12は図9の電源装置の特性を説明するための図であり、図11に示す特性図を、前述した図6に対応させて書き直したものに相当する。   FIG. 12 is a diagram for explaining the characteristics of the power supply device of FIG. 9 and corresponds to the characteristic diagram shown in FIG. 11 rewritten in correspondence with FIG. 6 described above.

ここで、曲線L10は、図1のDC−DCコンバータ100による負荷電流Ioとスイッチング周波数fとの関係を示し、また、曲線L31は、図9のDC−DCコンバータ100bによる負荷電流Ioとスイッチング周波数fとの関係を示している。   Here, the curve L10 shows the relationship between the load current Io and the switching frequency f by the DC-DC converter 100 of FIG. 1, and the curve L31 shows the load current Io and the switching frequency by the DC-DC converter 100b of FIG. The relationship with f is shown.

曲線L31に示されるように、図9のDC−DCコンバータ100bにおいて、負荷8が軽くなって負荷電流Ioが小さくなっても、スイッチング周波数fは、所定のヒステリシス特性(fh)を持って周波数fminを下限とし、それよりも低くなることがない。   As shown by the curve L31, in the DC-DC converter 100b of FIG. 9, even if the load 8 becomes light and the load current Io decreases, the switching frequency f has a predetermined hysteresis characteristic (fh) and the frequency fmin. Is the lower limit, and it does not become lower than that.

なお、本第2実施例の適用もオーディオ機器に限定されないのはもちろんであり、さらに、後述する実施例でも同様である。   Of course, the application of the second embodiment is not limited to audio equipment, and the same applies to the embodiments described later.

図13は第3実施例の電源装置を示すブロック図であり、電流モード(C-mode)のDC−DCコンバータを示すものである。   FIG. 13 is a block diagram showing a power supply device of a third embodiment, and shows a current mode (C-mode) DC-DC converter.

上述した第1および第2実施例では、出力電圧Voをフィードバックして生成した電圧FBをエラーコンパレータ1により基準電圧Vrと比較し、そのコンパレータ1の出力信号をRSフリップフロップ3のセット端子Sに入力している。   In the first and second embodiments described above, the voltage FB generated by feeding back the output voltage Vo is compared with the reference voltage Vr by the error comparator 1, and the output signal of the comparator 1 is applied to the set terminal S of the RS flip-flop 3. You are typing.

これに対して、図13に示す第3実施例(および、図16に示す第4実施例)では、RSフリップフロップ3のセット端子Sには、クロックCLKが供給されている。さらに、エラーアンプ11により電圧FBと基準電圧Vr1との電位差を直流電圧の信号COMPに変換する。   On the other hand, in the third embodiment shown in FIG. 13 (and the fourth embodiment shown in FIG. 16), the clock CLK is supplied to the set terminal S of the RS flip-flop 3. Further, the error amplifier 11 converts the potential difference between the voltage FB and the reference voltage Vr1 into a DC voltage signal COMP.

そして、コンパレータ12によりその信号COMPを基準電圧Vr2と比較すると共に、コンパレータ13により信号COMPを電流検出回路9の出力信号と比較する。   Then, the comparator 12 compares the signal COMP with the reference voltage Vr2, and the comparator 13 compares the signal COMP with the output signal of the current detection circuit 9.

図13に示されるように、本第3実施例のDC−DCコンバータ100cにおいて、コンパレータ12および13の出力信号は、オアゲート16を介してRSフリップフロップ3のリセット端子Rに供給されている。   As shown in FIG. 13, in the DC-DC converter 100 c of the third embodiment, the output signals of the comparators 12 and 13 are supplied to the reset terminal R of the RS flip-flop 3 via the OR gate 16.

なお、エラーアンプ11の電圧FBが供給される入力と出力との間には、直列接続されたコンデンサ14および抵抗15が接続されている。   Note that a capacitor 14 and a resistor 15 connected in series are connected between an input to which the voltage FB of the error amplifier 11 is supplied and an output.

電流検出回路9は、トランジスタ51とLX端子との間に設けられ、トランジスタ51のオン期間中に高電位電源線からコイル6に流れるコイル電流ILを検出し、それに対応して上昇する電圧Vsを出力する。   The current detection circuit 9 is provided between the transistor 51 and the LX terminal, detects the coil current IL flowing from the high potential power line to the coil 6 during the ON period of the transistor 51, and generates a voltage Vs that rises correspondingly. Output.

そして、図13と図3との比較から明らかなように、本第3実施例のDC−DCコンバータ100cは、前述した第1実施例のDC−DCコンバータ100aにおける最低周波数クランプ回路4と同様のものが設けられている。   As apparent from the comparison between FIG. 13 and FIG. 3, the DC-DC converter 100c of the third embodiment is the same as the minimum frequency clamp circuit 4 in the DC-DC converter 100a of the first embodiment described above. Things are provided.

なお、図13に示す第3実施例のDC−DCコンバータ100cでは、トランジスタ51,ダイオード52および電流検出器9を半導体集積回路10cに内蔵するようになっているが、半導体集積回路の外部に設けることもできる。   In the DC-DC converter 100c of the third embodiment shown in FIG. 13, the transistor 51, the diode 52 and the current detector 9 are built in the semiconductor integrated circuit 10c, but are provided outside the semiconductor integrated circuit. You can also.

図14は電流モードの電源装置の動作を説明するための波形図であり、図15は図13の電源装置の動作を説明するための波形図である。ここで、図14に示す波形図は、図13に示すDC−DCコンバータ100cにおいて、最低周波数クランプ回路4を除いたものの動作を示している。   FIG. 14 is a waveform diagram for explaining the operation of the current mode power supply device, and FIG. 15 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply device of FIG. Here, the waveform diagram shown in FIG. 14 shows the operation of the DC-DC converter 100c shown in FIG. 13 excluding the lowest frequency clamp circuit 4.

図14に示されるように、エラーアンプ11の出力信号COMPの電位が基準電圧Vr2以上になると、信号SdがクロックCLKに従って『L』になってトランジスタ51はスイッチング動作を繰り返し、出力電圧Voは鋸波状に上昇する。   As shown in FIG. 14, when the potential of the output signal COMP of the error amplifier 11 becomes equal to or higher than the reference voltage Vr2, the signal Sd becomes “L” according to the clock CLK, the transistor 51 repeats the switching operation, and the output voltage Vo is sawtooth. It rises in a wave shape.

そして、図14に示されるように、信号COMPの電位が基準電圧Vr2よりも低くなると、信号Sdが『H』に保持され、負荷8の大きさに従って負荷電流Ioが流れ、出力電圧Voは次第に低くなる。   Then, as shown in FIG. 14, when the potential of the signal COMP becomes lower than the reference voltage Vr2, the signal Sd is held at “H”, the load current Io flows according to the magnitude of the load 8, and the output voltage Vo gradually increases. Lower.

このとき、図2を参照して説明したのと同様に、軽負荷時には、DC−DCコンバータの動作周期T10が長くなり、そのDC−DCコンバータが適用された電気機器のノイズになる虞がある。   At this time, similarly to the case described with reference to FIG. 2, at the time of a light load, the operation cycle T10 of the DC-DC converter becomes long, and there is a possibility that it becomes noise of an electric device to which the DC-DC converter is applied. .

このような場合、図15に示されるように、本第3実施例のDC−DCコンバータ100cでは、信号Sdを遅延回路41で遅延した信号Seによりトランジスタ42を強制的にオンして出力電圧Voを接地電位GNDに向けてプルダウンする。   In such a case, as shown in FIG. 15, in the DC-DC converter 100c of the third embodiment, the transistor 42 is forcibly turned on by the signal Se obtained by delaying the signal Sd by the delay circuit 41, and the output voltage Vo Is pulled down toward the ground potential GND.

これにより、負荷8が軽くて負荷電流Ioがほとんど流れない場合でも、DC−DCコンバータ100cの動作周期T11を制限して、そのDC−DCコンバータ100cが適用された電気機器のノイズになるのを防ぐことができる。   As a result, even when the load 8 is light and the load current Io hardly flows, the operation cycle T11 of the DC-DC converter 100c is limited to become noise of an electric device to which the DC-DC converter 100c is applied. Can be prevented.

図16は第4実施例の電源装置を示すブロック図である。
図16および図13と、図9および図3と比較から明らかなように、図16に示す第4実施例では、上述した第3実施例における遅延回路41の代わりに周波数検出回路44を設け、その周波数検出回路44の出力信号Sfによりトランジスタ42を制御する。
FIG. 16 is a block diagram showing the power supply device of the fourth embodiment.
As is clear from comparison between FIGS. 16 and 13 and FIGS. 9 and 3, in the fourth embodiment shown in FIG. 16, a frequency detection circuit 44 is provided instead of the delay circuit 41 in the third embodiment described above. The transistor 42 is controlled by the output signal Sf of the frequency detection circuit 44.

なお、図16に示す第4実施例のDC−DCコンバータ100dでは、トランジスタ51,ダイオード52および電流検出器9を半導体集積回路10dの外部に設けるようになっているが、半導体集積回路の内部に設けることもできる。   In the DC-DC converter 100d of the fourth embodiment shown in FIG. 16, the transistor 51, the diode 52 and the current detector 9 are provided outside the semiconductor integrated circuit 10d. It can also be provided.

上述した各実施例において、例えば、トランジスタ51および42は、pMOSおよびnMOSトランジスタに限定されるものではなく、様々なスイッチング素子を適用することができるのはもちろんである。   In each of the embodiments described above, for example, the transistors 51 and 42 are not limited to pMOS and nMOS transistors, and various switching elements can be applied.

さらに、各実施例において、最低周波数クランプ回路4および4’は単なる例であり、様々に変形することができるのはいうまでもない。   Furthermore, in each embodiment, the lowest frequency clamp circuits 4 and 4 'are merely examples, and it goes without saying that various modifications can be made.

以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
第1電源線および第1ノード間に設けられた第1スイッチング素子と、前記第1ノードおよび第2電源線間に設けられたダイオード素子と、を有する電源装置のスイッチングを、出力端子に接続された負荷の大きさにより規定されるスイッチング周波数で制御する半導体集積回路であって、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられ、前記第1スイッチング素子を制御する第1信号に応じて、前記スイッチング周波数の最低周波数を第1周波数よりも高くなるように制御する最低周波数クランプ回路を有することを特徴とする半導体集積回路。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
Switching of a power supply device having a first switching element provided between the first power supply line and the first node and a diode element provided between the first node and the second power supply line is connected to an output terminal. A semiconductor integrated circuit controlled at a switching frequency defined by the size of the load,
A minimum frequency clamp that is provided between the output terminal and the second power supply line and controls the minimum frequency of the switching frequency to be higher than the first frequency in response to a first signal that controls the first switching element. A semiconductor integrated circuit comprising a circuit.

(付記2)
付記1に記載の半導体集積回路において、
前記第1周波数は、前記電源装置が適用される電気機器においてノイズとなり得る最大の周波数であることを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 2)
In the semiconductor integrated circuit according to attachment 1,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first frequency is a maximum frequency that may cause noise in an electrical device to which the power supply device is applied.

(付記3)
付記1または2に記載の半導体集積回路において、
前記最低周波数クランプ回路は、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられた第2スイッチング素子と、
前記第1信号により前記第1スイッチング素子のオフタイミングを検出して第2信号を出力する遅延回路と、を有し、前記遅延回路からの前記第2信号により前記第2スイッチング素子をオンすることを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 3)
In the semiconductor integrated circuit according to appendix 1 or 2,
The minimum frequency clamp circuit is:
A second switching element provided between the output terminal and the second power supply line;
A delay circuit that detects an off timing of the first switching element based on the first signal and outputs a second signal, and turns on the second switching element based on the second signal from the delay circuit. A semiconductor integrated circuit.

(付記4)
付記3に記載の半導体集積回路において、
前記遅延回路は、前記第1信号により前記第1スイッチング素子がオフしたタイミングから、前記スイッチング周波数を前記第1周波数よりも高く維持する時間だけ遅延して前記第2信号を出力することを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 4)
In the semiconductor integrated circuit according to attachment 3,
The delay circuit outputs the second signal with a delay from a timing when the first switching element is turned off by the first signal by a time for maintaining the switching frequency higher than the first frequency. A semiconductor integrated circuit.

(付記5)
付記1または2に記載の半導体集積回路において、
前記最低周波数クランプ回路は、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられた第2スイッチング素子と、
前記第1信号により前記スイッチング周波数を検出して第3信号を出力する周波数検出回路と、を有し、前記周波数検出回路からの前記第3信号により前記第2スイッチング素子をオンすることを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 5)
In the semiconductor integrated circuit according to appendix 1 or 2,
The minimum frequency clamp circuit is:
A second switching element provided between the output terminal and the second power supply line;
A frequency detection circuit that detects the switching frequency by the first signal and outputs a third signal, and turns on the second switching element by the third signal from the frequency detection circuit. A semiconductor integrated circuit.

(付記6)
付記5に記載の半導体集積回路において、
前記周波数検出回路は、前記第1信号により検出した前記スイッチング周波数と前記第1周波数とを所定のヒステリシス特性を持って比較し、前記スイッチング周波数を前記第1周波数よりも高く維持する前記第3信号を出力することを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 6)
In the semiconductor integrated circuit according to attachment 5,
The frequency detection circuit compares the switching frequency detected by the first signal with the first frequency with a predetermined hysteresis characteristic, and maintains the switching frequency higher than the first frequency. A semiconductor integrated circuit characterized in that

(付記7)
付記1〜6のいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
前記第1ノードおよび前記出力端子間に設けられたコイルと、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられた平滑用コンデンサと、を有することを特徴とする電源装置。
(Appendix 7)
The semiconductor integrated circuit according to any one of appendices 1 to 6,
A coil provided between the first node and the output terminal;
And a smoothing capacitor provided between the output terminal and the second power supply line.

(付記8)
付記7に記載の電源装置において、該電源装置は、コンパレータ方式DC/DCコンバータであることを特徴とする電源装置。
(Appendix 8)
The power supply apparatus according to appendix 7, wherein the power supply apparatus is a comparator type DC / DC converter.

(付記9)
付記7に記載の電源装置において、該電源装置は、電流モードDC/DCコンバータであることを特徴とする電源装置。
(Appendix 9)
The power supply apparatus according to appendix 7, wherein the power supply apparatus is a current mode DC / DC converter.

1 コンパレータ
2 ワンショット回路
3 RSフリップフロップ
4,4’ 最低周波数クランプ回路
6 コイル
7 平滑用コンデンサ
8 負荷
9 電流検出回路
10,10’;10a〜10d 半導体集積回路(DC−DCコンバータ用IC)
41 遅延回路
42 第2スイッチング素子(ディスチャージ用トランジスタ:nMOSトランジスタ)
43 抵抗
44 周波数検出回路
50 同期側トランジスタ(nMOSトランジスタ)
51 第1スイッチング素子(メイン側トランジスタ:pMOSトランジスタ)
52 ダイオード素子(ダイオード)
100,100’;100a〜100d 電源装置(DC−DCコンバータ)
441 F/Vコンバータ
442 ヒステリシスコンパレータ(シュミットトリガ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Comparator 2 One shot circuit 3 RS flip-flop 4, 4 'Minimum frequency clamp circuit 6 Coil 7 Smoothing capacitor 8 Load 9 Current detection circuit 10, 10'; 10a-10d Semiconductor integrated circuit (IC for DC-DC converter)
41 delay circuit 42 second switching element (discharge transistor: nMOS transistor)
43 Resistor 44 Frequency detection circuit 50 Synchronous transistor (nMOS transistor)
51 1st switching element (main side transistor: pMOS transistor)
52 Diode element (diode)
100, 100 '; 100a to 100d Power supply (DC-DC converter)
441 F / V converter 442 Hysteresis comparator (Schmitt trigger)

Claims (7)

第1電源線および第1ノード間に設けられた第1スイッチング素子と
前記第1ノードおよび第2電源線間に設けられたダイオード素子と
出力端子および前記第2電源線間に設けられた最低周波数クランプ回路と、
を備え、
前記最低周波数クランプ回路は、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられた第2スイッチング素子と、
第1信号により前記第1スイッチング素子のオフタイミングを検出して第2信号を出力する遅延回路、又は、第1信号によりスイッチング周波数を検出して第3信号を出力する周波数検出回路と、を備え、
前記最低周波数クランプ回路は、前記遅延回路からの前記第2信号により又は前記周波数検出回路からの前記第3信号により、前記第2スイッチング素子をオンする、回路。
A first switching element provided between the first power supply line and the first node ;
A diode element provided between the first node and the second power supply line ;
A minimum frequency clamp circuit provided between an output terminal and the second power supply line;
With
The minimum frequency clamp circuit is:
A second switching element provided between the output terminal and the second power supply line;
A delay circuit that detects the off timing of the first switching element based on the first signal and outputs the second signal; or a frequency detection circuit that detects the switching frequency based on the first signal and outputs the third signal. ,
The lowest frequency clamp circuit turns on the second switching element by the second signal from the delay circuit or by the third signal from the frequency detection circuit.
前記最低周波数クランプ回路は、前記第1信号に基づいて、スイッチング周波数の最低周波数を第1周波数よりも高く維持する、請求項1に記載の回路。The circuit according to claim 1, wherein the lowest frequency clamp circuit maintains a lowest switching frequency higher than the first frequency based on the first signal. 記遅延回路は、前記第1信号により前記第1スイッチング素子がオフしたときから遅延して前記第2信号を出力し、この遅延時間は、前記スイッチング周波数の前記最低周波数が前記第1周波数よりも高くなるように設定されている、請求項2に記載の回路。 Before SL delay circuit, the first switching element is delayed from the time of OFF to output the second signal by the first signal, the delay time, the said minimum frequency of the switching frequency from the first frequency The circuit according to claim 2, wherein the circuit is set to be higher . 記周波数検出回路は、前記スイッチング周波数と前記第1周波数とを所定のヒステリシス特性を持って比較し、前記スイッチング周波数の前記最低周波数を前記第1周波数よりも高く維持する前記第3信号を出力する、請求項2に記載の回路。 Before Symbol frequency detection circuit, and a pre-Symbol switching frequency and the first frequency compared with a predetermined hysteresis characteristic, said third signal to said lowest frequency of the switching frequency is maintained higher than the first frequency you output circuit according to claim 2. 前記第1信号は、前記第1スイッチング素子を制御する信号である、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の回路。The circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the first signal is a signal for controlling the first switching element. 前記スイッチング周波数は、出力端子に接続された負荷の大きさにより規定される、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の回路。The circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the switching frequency is defined by a size of a load connected to an output terminal. 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の回路と、
前記第1ノードおよび前記出力端子間に設けられたコイルと、
前記出力端子および前記第2電源線間に設けられた平滑用コンデンサと、
を有する電源装置。
And circuitry according to any one of claims 1 to 6,
A coil provided between the first node and the output terminal;
A smoothing capacitor provided between the output terminal and the second power supply line;
A power supply unit having
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