JP5648519B2 - Switching power supply - Google Patents

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Description

本発明は、電流モード制御によって入力電圧を所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device that converts an input voltage into an output voltage of a predetermined magnitude by current mode control.

従来、複数のスイッチをスイッチングさせることによって入力電圧から所望の電圧を取得する昇降圧スイッチング電源回路が知られている。この昇降圧スイッチング電源回路は４つのスイッチをスイッチングさせるため、効率が悪化するという問題が存在していた。   Conventionally, a step-up / step-down switching power supply circuit that acquires a desired voltage from an input voltage by switching a plurality of switches is known. Since this step-up / step-down switching power supply circuit switches four switches, there is a problem that the efficiency deteriorates.

スイッチング電源回路には高効率・高レギュレーション特性が要求されているため、昇降圧スイッチング電源回路で高効率を実現させる方法が考えられている。その一つとして、入力電圧が高いときに昇降圧動作から降圧動作に切替を行う方法がある。この方法により、スイッチングするスイッチを２つにすることができ、高効率を実現している。しかしながら、降圧／昇降圧切替時に出力電圧が変動してしまうという問題が生じるため、高レギュレーションが実現できていなかった。   Since the switching power supply circuit is required to have high efficiency and high regulation characteristics, a method of realizing high efficiency with the step-up / step-down switching power supply circuit has been considered. One of them is a method of switching from a step-up / step-down operation to a step-down operation when the input voltage is high. With this method, two switches can be switched to achieve high efficiency. However, there is a problem that the output voltage fluctuates at the time of step-down / step-up / step-down switching, so that high regulation cannot be realized.

そこで、この出力電圧変動低減を目的としたスイッチング電源装置が特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、誤差増幅器の過渡特性に起因して出力電圧変動が発生していることに着目して、降圧／昇降圧に応じて誤差増幅器の入力極性の切替を行うことにより、誤差増幅器の出力変動を抑える構成としている。これにより、誤差増幅器の過渡特性に影響されることなく切替を行い、切替時の出力電圧変動を低減させている。   Therefore, Patent Document 1 proposes a switching power supply device aimed at reducing the output voltage fluctuation. Specifically, in Patent Document 1, focusing on the fact that the output voltage fluctuates due to the transient characteristics of the error amplifier, by switching the input polarity of the error amplifier according to the step-down / step-up / step-down. Thus, the output variation of the error amplifier is suppressed. Thereby, the switching is performed without being affected by the transient characteristics of the error amplifier, and the output voltage fluctuation at the time of switching is reduced.

ここで、スイッチング電源回路の動作として、電圧モード制御と電流モード制御とが一般的に知られている。   Here, voltage mode control and current mode control are generally known as operations of the switching power supply circuit.

電圧モード制御では、出力電圧と基準電圧との誤差を誤差増幅器によって増幅した後、誤差増幅器の出力と三角波とを比較することによってＰＷＭ信号を生成して出力電圧を制御する。誤差増幅器の出力と三角波とを比較するだけの単純な動作であるため、制御回路の規模が小さいという利点がある。しかし、フィードバックのループ周波数特性においてＬＣ共振による２次の極が存在するため、位相余裕の確保が困難という欠点がある。そのため、部品が大型化したり、レギュレーションが低下するといった問題を抱えている。   In voltage mode control, an error between an output voltage and a reference voltage is amplified by an error amplifier, and then an output from the error amplifier and a triangular wave are compared to generate a PWM signal to control the output voltage. Since the operation is simply a comparison between the output of the error amplifier and the triangular wave, there is an advantage that the scale of the control circuit is small. However, since there is a secondary pole due to LC resonance in the loop frequency characteristics of the feedback, there is a drawback that it is difficult to ensure a phase margin. For this reason, there are problems such as an increase in size of components and a decrease in regulation.

一方、電流モード制御ではインダクタ電流でフィードバック制御を行うために、ループ周波数特性にＬＣ共振による２次の極が発生しない。そのため、位相余裕の確保が容易になり、部品の小型化やレギュレーションの向上が容易になる。   On the other hand, in current mode control, feedback control is performed with the inductor current, so that a secondary pole due to LC resonance does not occur in the loop frequency characteristics. Therefore, it becomes easy to ensure the phase margin, and it is easy to reduce the size of the component and improve the regulation.

上記特許文献１で提案されているスイッチング電源装置では、出力電圧と基準電圧との誤差を誤差増幅器によって増幅する構成であるので、電圧モード制御に対応する。   Since the switching power supply device proposed in Patent Document 1 is configured to amplify an error between the output voltage and the reference voltage by an error amplifier, it corresponds to voltage mode control.

特開２００５−３１８６６２号公報JP 2005-318862 A

近年、高レギュレーション特性で電圧モード制御より優れている電流モード制御が採用される傾向にあるが、特許文献１では電圧モード制御においてのみ有効であるため、電流モード制御における降圧／昇降圧切替時の出力電圧変動を抑えることができないという問題がある。   In recent years, there is a tendency that current mode control that is superior to voltage mode control due to its high regulation characteristics has been adopted. However, since Patent Document 1 is effective only in voltage mode control, it is effective for step-down / step-up / down switching in current mode control. There is a problem that output voltage fluctuation cannot be suppressed.

なお、上記では、降圧／昇降圧切替時の出力電圧変動について述べたが、電流モード制御における昇圧／昇降圧切替時の出力電圧変動の低減についても同様に解決が望まれている。   In the above description, the output voltage fluctuation at the time of step-down / step-up / step-down switching has been described. However, a solution is also desired for the reduction of the output voltage fluctuation at the time of step-up / step-down / step-down switching in current mode control.

本発明は上記点に鑑み、電流モード制御において、降圧／昇降圧切替時または昇圧／昇降圧切替時の出力電圧変動を低減することができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a switching power supply apparatus that can reduce output voltage fluctuations during step-down / step-up / step-down switching or step-up / step-up / step-down switching in current mode control.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、入力側のスイッチング素子（１０、１１）と出力側のスイッチング素子（１２、１３）とをそれぞれスイッチングすると共に、当該スイッチングによって流れる電流をフィードバックする電流モード制御を行うことにより、入力電圧を降圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、複数のスイッチング素子（１０〜１３）のスイッチングによって流れる電流の大きさを検出する電流検出部（３０）と、入力電圧に対応する電圧と、入力電圧を降圧または昇降圧させる切り替えの基準となる第１基準電圧と、を比較することにより、入力電圧を降圧するのか、または、入力電圧を昇降圧するのかを示す切替信号（ＳＥＬ）を出力する補償値切替部（４０）と、を備えている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the switching elements (10, 11) on the input side and the switching elements (12, 13) on the output side are respectively switched, and the current flowing by the switching is changed. A switching power supply device that converts an input voltage into an output voltage having a predetermined magnitude by performing step-down or step-up / step-down by performing feedback current mode control, and a current that flows by switching of a plurality of switching elements (10 to 13) By comparing the current detection unit (30) that detects the magnitude of the input voltage, the voltage corresponding to the input voltage, and the first reference voltage that is a switching reference for stepping down or stepping up or down the input voltage, the input voltage is Compensation value off that outputs a switching signal (SEL) indicating whether to step down or step up or down the input voltage Parts (40), and a.

また、出力電圧に対応する電圧と第２基準電圧とが等しくなるように変化する誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を生成する電圧制御部（５０）と、電流検出部（３０）の検出結果に基づいて誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に交差する電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を生成し、当該電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と電圧制御部（５０）の誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）との比較結果をセット信号として出力する電圧制御指令合算部（６０）と、を備えている。   Further, based on the detection result of the voltage control unit (50) that generates the error amplifier output signal (Ve) that changes so that the voltage corresponding to the output voltage and the second reference voltage become equal, and the current detection unit (30). A current sense signal (Vsens) crossing the error amplifier output signal (Ve), and a set signal indicating a comparison result between the current sense signal (Vsens) and the error amplifier output signal (Ve) of the voltage controller (50). And a voltage control command summing unit (60) that outputs as

さらに、電圧制御指令合算部（６０）のセット信号を入力し、このセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号に基づいて、入力側のスイッチング素子（１０、１１）をスイッチングするＰＷＭ指令算出部（７０）と、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）とＰＷＭ指令算出部（７０）のＰＷＭ信号とを入力し、切替信号（ＳＥＬ）およびＰＷＭ信号に基づいて出力側のスイッチング素子（１２、１３）をスイッチングする切替制御部（８０）と、を備えている。   Further, a set signal of the voltage control command summing unit (60) is input, a PWM signal having a duty ratio according to the output timing of the comparison result included in the set signal is generated, and on the input side based on the PWM signal The PWM command calculation unit (70) for switching the switching elements (10, 11), the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40), and the PWM signal of the PWM command calculation unit (70) are input, and the switching signal (SEL) and a switching control unit (80) for switching the switching elements (12, 13) on the output side based on the PWM signal.

そして、電圧制御指令合算部（６０）は、補償値切替部（４０）から切替信号（ＳＥＬ）を入力し、切替信号（ＳＥＬ）が示す降圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）とのうちのいずれか一方を他方に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせることにより、電圧制御指令合算部（６０）から出力されるセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングをシフトさせる切替回路部（６２）を備えていることを特徴とする。   The voltage control command summing unit (60) receives the switching signal (SEL) from the compensation value switching unit (40), and outputs the error amplifier output signal at the switching timing of the step-down / step-up / step-down indicated by the switching signal (SEL). A set output from the voltage control command summing unit (60) by shifting either one of (Ve) and the current sense signal (Vsens) relative to the other by the compensation value (Vos). A switching circuit unit (62) for shifting the output timing of the comparison result included in the signal is provided.

請求項２に記載の発明では、入力電圧を昇圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、電圧制御指令合算部（６０）のセット信号を入力し、このセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号に基づいて、出力側のスイッチング素子（１２、１３）をスイッチングするＰＷＭ指令算出部（７０）と、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）とＰＷＭ指令算出部（７０）のＰＷＭ信号とを入力し、切替信号（ＳＥＬ）およびＰＷＭ信号に基づいて入力側のスイッチング素子（１０、１１）をスイッチングする切替制御部（８０）と、を備えている点が請求項１と異なり、請求項１に記載のスイッチング電源装置と同様に切替回路部（６２）を備えていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is a switching power supply device that converts the input voltage into an output voltage of a predetermined magnitude by stepping up or down the input voltage, and inputs the set signal of the voltage control command summing unit (60), A PWM command calculation unit (70) that generates a PWM signal having a duty ratio according to the output timing of the comparison result included in the set signal, and switches the switching elements (12, 13) on the output side based on the PWM signal. The switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40) and the PWM signal of the PWM command calculation unit (70) are input, and based on the switching signal (SEL) and the PWM signal, the switching elements (10, 11), and a switching control unit (80) for switching, unlike the switching power supply device according to claim 1, the switching control unit (80) is provided. Characterized in that it comprises a unit (62).

これによると、降圧／昇降圧の切り替えのタイミングもしくは昇圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、切替回路部（６２）が電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に対して相対的に補償値（Ｖｏｓ）分だけ電圧シフトしているので、電圧制御指令合算部（６０）からセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングすなわちＰＷＭ指令算出部（７０）が生成するＰＷＭ信号のデューティー比を瞬時に切り替えることができる。このように、降圧／昇降圧もしくは昇圧／昇降圧の切り替え直後ではＰＷＭ信号のデューティー比は既に一定になっているので、降圧／昇降圧切替時もしくは昇圧／昇降圧切替時の出力電圧変動を低減することができる。   According to this, the switching circuit section (62) makes the current sense signal (Vsens) relatively to the error amplifier output signal (Ve) at the switching timing of the step-down / step-up / step-down or the switching timing of the step-up / step-down / step-down. Since the voltage is shifted by the compensation value (Vos), the output timing of the comparison result included in the set signal from the voltage control command summing unit (60), that is, the duty ratio of the PWM signal generated by the PWM command calculating unit (70) is set. Switch instantly. As described above, since the duty ratio of the PWM signal is already constant immediately after switching between step-down / step-up / step-down or step-up / step-down / step-down, output voltage fluctuation at the time of step-down / step-up / step-down switching or step-up / step-down / step switching is reduced. can do.

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のスイッチング電源装置において、切替回路部（６２）を、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）に従って、補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせるか否かを切り替える切替部（６４）と、切替部（６４）の切り替え結果を電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に加算することにより、電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる加算回路部（６５）と、を備えた構成とすることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first or second aspect, the switching circuit unit (62) is changed to a compensation value (Vos) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40). The switching unit (64) that switches whether or not to shift by the amount, and the switching result of the switching unit (64) is added to the current sense signal (Vsens), whereby the current sense signal (Vsens) is converted into the error amplifier output signal (Ve). ) With respect to the compensation value (Vos).

請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載のスイッチング電源装置において、切替回路部（６２）を、補償値（Ｖｏｓ）を電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に加算することにより、電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせる加算回路部（６５）と、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）に従って、加算回路部（６５）によって補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせた電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と、加算回路部（６５）によって補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせていない電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と、を切り替えることにより、電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる切替部（６４）と、を備えた構成とすることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first or second aspect, the switching circuit unit (62) adds the compensation value (Vos) to the current sense signal (Vsens) to thereby detect the current sense. The addition circuit unit (65) that shifts the signal (Vsens) by the compensation value (Vos) and the addition circuit unit (65) according to the compensation value (Vos) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40). The current sense signal (Vsens) is switched by switching the current sense signal (Vsens) shifted by only the compensation value (Vos) by the addition circuit unit (65). And a switching unit (64) that shifts relative to the error amplifier output signal (Ve) by the compensation value (Vos). It can be.

請求項５に記載の発明では、請求項１または２に記載のスイッチング電源装置において、切替回路部（６２）を、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）に従って、補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせるか否かを切り替える切替部（６４）と、切替部（６４）の切り替え結果を誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に加算することにより、誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる加算回路部（６５）と、を備えた構成とすることができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first or second aspect, the switching circuit unit (62) is changed to a compensation value (Vos) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40). A switching unit (64) that switches whether or not to shift by the amount, and a switching result of the switching unit (64) is added to the error amplifier output signal (Ve), whereby the error amplifier output signal (Ve) is converted into the current sense signal ( An addition circuit unit (65) that shifts relative to Vsens by the compensation value (Vos) can be provided.

請求項６に記載の発明では、請求項１または２に記載のスイッチング電源装置において、切替回路部（６２）を、補償値（Ｖｏｓ）を誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に加算することにより、誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせる加算回路部（６５）と、補償値切替部（４０）の切替信号（ＳＥＬ）に従って、加算回路部（６５）によって補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせた誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と、加算回路部（６５）によって補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせていない誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と、を切り替えることにより、誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる切替部（６４）と、を備えた構成とすることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first or second aspect, the switching circuit unit (62) adds the compensation value (Vos) to the error amplifier output signal (Ve), thereby generating an error. An addition circuit unit (65) that shifts the amplifier output signal (Ve) by the compensation value (Vos), and a compensation value (Vos) by the addition circuit unit (65) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40). ) And the error amplifier output signal (Ve) not shifted by the compensation value (Vos) by the addition circuit unit (65) by switching the error amplifier output signal (Ve). And a switching unit (64) that shifts the signal (Ve) relative to the current sense signal (Vsens) by a compensation value (Vos).

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示される切替部および加算回路部の一例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a switching unit and an addition circuit unit illustrated in FIG. 1. 図１に示されるスイッチング電源装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the action | operation of the switching power supply device shown by FIG. 降圧／昇降圧切替時のデューティー値（Ｄｕｔｙ値）の変化を示した図である。It is the figure which showed the change of the duty value (Duty value) at the time of pressure | voltage fall / boost pressure switching. 本発明の第２実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図５に示される切替部および加算回路部の一例を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of a switching unit and an addition circuit unit illustrated in FIG. 5. 本発明の第３実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図７に示されるスイッチング電源装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the action | operation of the switching power supply device shown by FIG. 本発明の第４実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device which concerns on 7th Embodiment of this invention. 他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。スイッチング電源装置は、図１に示される入力側のスイッチング素子１０、１１と出力側のスイッチング素子１２、１３とをそれぞれスイッチングすることにより、入力電圧を降圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置である。以下では、入力電圧をＶｉｎとし、出力電圧をＶｏｕｔとする。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a switching power supply device according to the present embodiment. The switching power supply device switches the input side switching elements 10 and 11 and the output side switching elements 12 and 13 shown in FIG. It is a switching power supply device that converts voltage. In the following, it is assumed that the input voltage is Vin and the output voltage is Vout.

入力電圧Ｖｉｎは例えば車載バッテリ等のバッテリ電圧であり、正極側の入力側端子１４と負極側の入力側端子１５とからスイッチング電源装置に取り込まれる。また、出力電圧Ｖｏｕｔは正極側の出力側端子１６と負極側の出力側端子１７とからスイッチング電源装置の外部に取り出される。入力側端子１５と出力側端子１７とはグランド等の共通の基準電位とされる。   The input voltage Vin is a battery voltage such as an in-vehicle battery, for example, and is taken into the switching power supply device from the input terminal 14 on the positive electrode side and the input terminal 15 on the negative electrode side. The output voltage Vout is taken out of the switching power supply device from the positive output side terminal 16 and the negative output side terminal 17. The input side terminal 15 and the output side terminal 17 are set to a common reference potential such as ground.

入力側のスイッチング素子１０、１１は入力側端子１４、１５の間に直列に接続され、出力側のスイッチング素子１２、１３は出力側端子１６、１７の間に直列に接続されている。そして、入力側のスイッチング素子１０、１１の接続点と出力側のスイッチング素子１２、１３の接続点との間にインダクタンス１８が介在されたＨブリッジのスイッチング回路が構成されている。各スイッチング素子１０〜１３は、半導体スイッチング素子であり、例えばＭＯＳトランジスタ等が採用される。   The input side switching elements 10 and 11 are connected in series between the input side terminals 14 and 15, and the output side switching elements 12 and 13 are connected in series between the output side terminals 16 and 17. An H-bridge switching circuit in which an inductance 18 is interposed between a connection point between the input-side switching elements 10 and 11 and a connection point between the output-side switching elements 12 and 13 is configured. Each switching element 10-13 is a semiconductor switching element, for example, a MOS transistor or the like is employed.

また、入力側のスイッチング素子１０のゲートにはバッファ１９が接続され、入力側のスイッチング素子１１のゲートにはインバータ２０が接続されている。そして、バッファ１９およびインバータ２０には同一の信号が入力される。このため、各スイッチング素子１０、１１は一方がオンすると他方がオフするように動作する。すなわち、各スイッチング素子１０、１１は相補的に動作する。   Further, a buffer 19 is connected to the gate of the switching element 10 on the input side, and an inverter 20 is connected to the gate of the switching element 11 on the input side. The same signal is input to the buffer 19 and the inverter 20. For this reason, each switching element 10 and 11 operates so that when one is turned on, the other is turned off. That is, the switching elements 10 and 11 operate in a complementary manner.

同様に、出力側のスイッチング素子１２のゲートにはインバータ２１が接続され、出力側のスイッチング素子１３のゲートにはバッファ２２が接続されている。そして、インバータ２１およびバッファ２２に同一の信号が入力されると、各スイッチング素子１２、１３は一方がオンすると共に他方がオフするように相補的に動作する。   Similarly, an inverter 21 is connected to the gate of the output side switching element 12, and a buffer 22 is connected to the gate of the output side switching element 13. When the same signal is input to the inverter 21 and the buffer 22, the switching elements 12 and 13 operate complementarily so that one is turned on and the other is turned off.

入力側に設けられたコンデンサ２３は、入力側のスイッチング素子１０がオンしたときにスイッチング素子１０に流れる電流の変動を吸収する役割を果たすものであり、入力側端子１４、１５の間に接続されている。入力電圧Ｖｉｎが安定している場合はコンデンサ２３は必須ではない。また、出力側に設けられたコンデンサ２４は出力側のスイッチング素子１２がオンしたときに出力される電流の変動を吸収する役割を果たすものであり、出力側端子１６、１７の間に接続されている。   The capacitor 23 provided on the input side serves to absorb fluctuations in the current flowing through the switching element 10 when the input side switching element 10 is turned on, and is connected between the input side terminals 14 and 15. ing. The capacitor 23 is not essential when the input voltage Vin is stable. The capacitor 24 provided on the output side serves to absorb fluctuations in the current output when the switching element 12 on the output side is turned on, and is connected between the output side terminals 16 and 17. Yes.

さらに、スイッチング電源装置は、電流検出部３０と、補償値切替部４０と、電圧制御部５０と、電圧制御指令合算部６０と、ＰＷＭ指令算出部７０と、切替制御部８０と、を備えて構成されている。   Furthermore, the switching power supply device includes a current detection unit 30, a compensation value switching unit 40, a voltage control unit 50, a voltage control command summing unit 60, a PWM command calculation unit 70, and a switching control unit 80. It is configured.

電流検出部３０は、複数のスイッチング素子１０〜１３のスイッチングによって流れる電流をフィードバックする電流モード制御を行うための検出部であり、当該電流の大きさを検出するものである。電流検出部３０は電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓとして構成されている。本実施形態では、電流検出部３０は入力側のスイッチング素子１１と入力側端子１５との間に接続されている。スイッチング素子１１と電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓとの接続点の電圧が電流検出部３０の検出結果として電圧制御指令合算部６０に出力される。   The current detection unit 30 is a detection unit for performing current mode control that feeds back a current flowing through switching of the plurality of switching elements 10 to 13 and detects the magnitude of the current. The current detection unit 30 is configured as a current sense resistor Rsens. In the present embodiment, the current detection unit 30 is connected between the input side switching element 11 and the input side terminal 15. The voltage at the connection point between the switching element 11 and the current sense resistor Rsens is output to the voltage control command summing unit 60 as the detection result of the current detection unit 30.

補償値切替部４０は、入力電圧Ｖｉｎをモニタすることにより、入力電圧Ｖｉｎを降圧または昇降圧させる切り替えの指令を行うものである。このような補償値切替部４０は、抵抗４１、抵抗４２、第１基準電源４３、およびコンパレータ４４を備えている。   The compensation value switching unit 40 instructs to switch the input voltage Vin to step down or step up / down by monitoring the input voltage Vin. Such a compensation value switching unit 40 includes a resistor 41, a resistor 42, a first reference power supply 43, and a comparator 44.

抵抗４１および抵抗４２は入力側端子１４、１５の間に直列に接続されている。これら抵抗４１と抵抗４２との接続点がコンパレータ４４の反転入力端子に接続されている。第１基準電源４３は、入力電圧Ｖｉｎの降圧／昇降圧の切り替えの基準となる切替閾値電圧として第１基準電圧を発生させる電圧源であり、コンパレータ４４の非反転入力端子に接続されている。本実施形態では、第１基準電圧をＶｔｈとする。   The resistor 41 and the resistor 42 are connected in series between the input side terminals 14 and 15. A connection point between the resistors 41 and 42 is connected to an inverting input terminal of the comparator 44. The first reference power supply 43 is a voltage source that generates a first reference voltage as a switching threshold voltage serving as a reference for switching between step-down / step-up / step-down of the input voltage Vin, and is connected to a non-inverting input terminal of the comparator 44. In the present embodiment, the first reference voltage is Vth.

コンパレータ４４は、入力電圧Ｖｉｎに対応する電圧すなわち抵抗４１および抵抗４２の分圧と、第１基準電圧Ｖｔｈと、を比較することにより、入力電圧Ｖｉｎの降圧／昇降圧の切り替えを示す切替信号（フラグ）を出力するものである。本実施形態では、切替信号をＳＥＬとする。コンパレータ４４は、分圧が第１基準電圧Ｖｔｈを超えない場合、入力電圧Ｖｉｎを昇降圧するため、切替信号ＳＥＬとしてＨｉの電圧レベルの信号を出力する。一方、コンパレータ４４は、分圧が第１基準電圧Ｖｔｈを超える場合、入力電圧Ｖｉｎを降圧するため、切替信号ＳＥＬとしてＬｏｗの電圧レベルの信号を出力する。切替信号ＳＥＬは、電圧制御指令合算部６０と、ＰＷＭ指令算出部７０と、に出力される。   The comparator 44 compares the voltage corresponding to the input voltage Vin, that is, the divided voltage of the resistor 41 and the resistor 42, with the first reference voltage Vth, thereby indicating a switching signal (step-down / step-up / step-down switching of the input voltage Vin). Flag). In the present embodiment, the switching signal is SEL. When the divided voltage does not exceed the first reference voltage Vth, the comparator 44 outputs a signal having a voltage level of Hi as the switching signal SEL in order to step up and down the input voltage Vin. On the other hand, when the divided voltage exceeds the first reference voltage Vth, the comparator 44 outputs a low voltage level signal as the switching signal SEL in order to step down the input voltage Vin. The switching signal SEL is output to the voltage control command summation unit 60 and the PWM command calculation unit 70.

なお、本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎに対応する電圧を抵抗４１および抵抗４２による分圧としたが、入力電圧Ｖｉｎそのものをモニタする場合は入力電圧Ｖｉｎに対応する電圧は入力電圧そのものである。   In the present embodiment, the voltage corresponding to the input voltage Vin is divided by the resistors 41 and 42. However, when the input voltage Vin itself is monitored, the voltage corresponding to the input voltage Vin is the input voltage itself.

電圧制御部５０は、出力電圧Ｖｏｕｔをモニタすることにより、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧となるように制御を行うための電圧制御指令を出力するものである。このような電圧制御部５０は、抵抗５１、抵抗５２、第２基準電源５３、および誤差増幅器５４を備えている。   The voltage control unit 50 outputs a voltage control command for performing control so that the output voltage Vout becomes a target voltage by monitoring the output voltage Vout. Such a voltage control unit 50 includes a resistor 51, a resistor 52, a second reference power supply 53, and an error amplifier 54.

抵抗５１および抵抗５２は出力側端子１６、１７の間に直列に接続されている。これら抵抗５１と抵抗５２との接続点が誤差増幅器５４の反転入力端子に接続されている。第２基準電源５３は、第２基準電圧を発生させる電圧源であり、誤差増幅器５４の非反転入力端子に接続されている。本実施形態では、第２基準電圧をＶｒｅｆとする。   The resistor 51 and the resistor 52 are connected in series between the output side terminals 16 and 17. A connection point between the resistors 51 and 52 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier 54. The second reference power supply 53 is a voltage source that generates a second reference voltage, and is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier 54. In the present embodiment, the second reference voltage is Vref.

誤差増幅器５４は、上記の電圧制御指令として、出力電圧に対応する電圧すなわち抵抗５１および抵抗５２の分圧と第２基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように変化する誤差増幅器出力信号を生成し、この信号を出力するものである。本実施形態では、誤差増幅器出力信号をＶｅとする。誤差増幅器出力信号Ｖｅは電圧制御指令合算部６０に出力される。   As the voltage control command, the error amplifier 54 generates an error amplifier output signal that changes so that the voltage corresponding to the output voltage, that is, the divided voltage of the resistors 51 and 52, and the second reference voltage Vref are equal. A signal is output. In the present embodiment, the error amplifier output signal is Ve. The error amplifier output signal Ve is output to the voltage control command summing unit 60.

電圧制御指令合算部６０は、各スイッチング素子１０〜１３をＰＷＭ制御する際のデューティー比を制御するものである。このような電圧制御指令合算部６０は、加算回路部６１と、切替回路部６２と、コンパレータ６３と、を備えている。   The voltage control command summing unit 60 controls the duty ratio when the switching elements 10 to 13 are subjected to PWM control. Such a voltage control command summing unit 60 includes an adding circuit unit 61, a switching circuit unit 62, and a comparator 63.

加算回路部６１は、図示しないスロープ補償回路で生成された三角波等の周期的な補償信号と、電流検出部３０の検出結果の反転信号と、を加算することにより、誤差増幅器出力信号Ｖｅに交差する周期的な電流センス信号Ｖｓｅｎｓを生成する。   The addition circuit unit 61 crosses the error amplifier output signal Ve by adding a periodic compensation signal such as a triangular wave generated by a slope compensation circuit (not shown) and an inverted signal of the detection result of the current detection unit 30. A periodic current sense signal Vsens is generated.

切替回路部６２は、補償値切替部４０から切替信号ＳＥＬを入力し、この切替信号ＳＥＬが示す降圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、誤差増幅器出力信号Ｖｅと電流センス信号Ｖｓｅｎｓとのうちのいずれか一方を他方に対して補償値分だけ相対的にシフトさせることにより、電圧制御指令合算部６０から出力されるセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングをシフトさせる回路部である。補償値はいわゆるオフセット値であり、本実施形態では補償値をＶｏｓとする。   The switching circuit unit 62 receives the switching signal SEL from the compensation value switching unit 40, and at any one of the error amplifier output signal Ve and the current sense signal Vsens at the switching timing of the step-down / step-up / step-down indicated by the switching signal SEL. This is a circuit unit that shifts the output timing of the comparison result included in the set signal output from the voltage control command summation unit 60 by shifting one of them relative to the other by the compensation value. The compensation value is a so-called offset value, and in this embodiment, the compensation value is Vos.

本実施形態では、切替回路部６２は、誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して電流センス信号Ｖｓｅｎｓを相対的にシフトさせる。このため、切替回路部６２は、切替部６４と、加算回路部６５と、を備えている。   In the present embodiment, the switching circuit unit 62 shifts the current sense signal Vsens relative to the error amplifier output signal Ve. Therefore, the switching circuit unit 62 includes a switching unit 64 and an addition circuit unit 65.

切替部６４は、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬに従って、補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせるか否かを切り替えるものである。すなわち、切替部６４は加算回路部６１の出力に補償値Ｖｏｓを加算するのか、０Ｖを加算するのかを選択するスイッチである。また、加算回路部６５は、切替部６４の切り替え結果を電流センス信号Ｖｓｅｎｓに加算することにより、電流センス信号Ｖｓｅｎｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせる回路部である。   The switching unit 64 switches whether to shift by the compensation value Vos according to the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40. That is, the switching unit 64 is a switch that selects whether to add the compensation value Vos or 0 V to the output of the adding circuit unit 61. Further, the adding circuit unit 65 adds the switching result of the switching unit 64 to the current sense signal Vsens, thereby shifting the current sense signal Vsens relative to the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos. It is.

図２は、切替部６４と加算回路部６５の一例を示した回路図である。この図に示されるように、切替部６４には２つのトランスミッションゲート６４ａ、６４ｂが備えられており、これらのトランスミッションゲート６４ａ、６４ｂに入力される切替信号ＳＥＬに従って加算回路部６５に補償値Ｖｏｓの出力が切り替えられるようになっている。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of the switching unit 64 and the addition circuit unit 65. As shown in this figure, the switching unit 64 is provided with two transmission gates 64a and 64b, and the adder circuit unit 65 receives the compensation value Vos according to the switching signal SEL input to these transmission gates 64a and 64b. The output can be switched.

また、加算回路部６５は、構成要素として、電流源６５ａ、６５ｂ、切替部６４の出力に従って駆動するＰｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｃ、加算回路部６１の出力（図２の「入力」）に従って駆動するＰｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｄを備えている。さらに、切替部６４側にＰｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｅ、６５ｆ、Ｎｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｇ、および抵抗６５ｈが設けられ、加算回路部６１側にＰｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｉ、６５ｊ、Ｎｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｋ、および抵抗６５ｌが設けられている。そして、ＭＯＳＦＥＴ６５ｆ、６５ｊに抵抗６５ｍが接続されており、ＭＯＳＦＥＴ６５ｆ、６５ｊと抵抗６５ｍとの接続点の電位が切替回路部６２の出力（電流センス信号Ｖｓｅｎｓ）となる。この回路が動作することにより、加算回路部６１が生成した電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して補償値Ｖｏｓが加算されたりされなかったりする。   The addition circuit unit 65 includes, as components, current sources 65a and 65b, a Pch type MOSFET 65c that is driven according to the output of the switching unit 64, and a Pch type that is driven according to the output of the addition circuit unit 61 ("input" in FIG. 2). MOSFET 65d. Further, Pch type MOSFETs 65e and 65f, Nch type MOSFET 65g and resistor 65h are provided on the switching unit 64 side, and Pch type MOSFETs 65i and 65j, Nch type MOSFET 65k and resistor 65l are provided on the adder circuit unit 61 side. ing. A resistor 65m is connected to the MOSFETs 65f and 65j, and the potential at the connection point between the MOSFETs 65f and 65j and the resistor 65m becomes the output (current sense signal Vsens) of the switching circuit unit 62. When this circuit operates, the compensation value Vos may or may not be added to the current sense signal Vsens generated by the adder circuit unit 61.

コンパレータ６３は、切替回路部６２で取得された電流センス信号Ｖｓｅｎｓと電圧制御部５０の誤差増幅器出力信号Ｖｅとの比較結果をセット信号としてＰＷＭ指令算出部７０に出力する。   The comparator 63 outputs a comparison result between the current sense signal Vsens acquired by the switching circuit unit 62 and the error amplifier output signal Ve of the voltage control unit 50 to the PWM command calculation unit 70 as a set signal.

ＰＷＭ指令算出部７０は、電圧制御指令合算部６０から入力したセット信号に基づいて、各スイッチング素子１０〜１３をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号を生成するものである。このようなＰＷＭ指令算出部７０は、所定の周期でＨｉ／Ｌｏｗを繰り返すクロック信号を生成するクロック７１と、ＲＳラッチ７２と、を備えている。   The PWM command calculation unit 70 generates a PWM signal for PWM control of the switching elements 10 to 13 based on the set signal input from the voltage control command summation unit 60. Such a PWM command calculation unit 70 includes a clock 71 that generates a clock signal that repeats Hi / Low at a predetermined cycle, and an RS latch 72.

ＲＳラッチ７２は、このセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成するＲＳラッチ回路である。本実施形態では、ＲＳラッチ７２は、入力Ｓに電圧制御指令合算部６０のセット信号を入力し、入力Ｒにクロック信号を入力し、これらの信号のＨｉの電圧レベルの入力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成し、出力Ｑから出力する。   The RS latch 72 is an RS latch circuit that generates a PWM signal having a duty ratio according to the output timing of the comparison result included in the set signal. In the present embodiment, the RS latch 72 inputs the set signal of the voltage control command summing unit 60 to the input S, inputs the clock signal to the input R, and duty according to the input timing of the Hi voltage level of these signals. A ratio PWM signal is generated and output from the output Q.

そして、ＰＷＭ指令算出部７０は、生成したＰＷＭ信号を出力することにより、ＰＷＭ信号に基づいて、入力側のスイッチング素子１０、１１をスイッチングする。   Then, the PWM command calculation unit 70 switches the input side switching elements 10 and 11 based on the PWM signal by outputting the generated PWM signal.

切替制御部８０は、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬとＰＷＭ指令算出部７０のＰＷＭ信号とを入力し、切替信号ＳＥＬおよびＰＷＭ信号に基づいて出力側のスイッチング素子１２、１３をスイッチングするスイッチング手段である。本実施形態では、切替制御部８０は、例えばＡＮＤ回路として構成されている。   The switching control unit 80 receives the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40 and the PWM signal of the PWM command calculation unit 70, and performs switching for switching the switching elements 12 and 13 on the output side based on the switching signal SEL and the PWM signal. Means. In the present embodiment, the switching control unit 80 is configured as, for example, an AND circuit.

以上が、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成である。上述のように、車載バッテリのバッテリ電圧を入力電圧Ｖｉｎとして用いており、出力電圧Ｖｏｕｔは車両に搭載された電子機器で用いられる。なお、これは一例であって入力電圧、出力電圧に用いられる機器はこれに限定されない。   The above is the overall configuration of the switching power supply according to the present embodiment. As described above, the battery voltage of the in-vehicle battery is used as the input voltage Vin, and the output voltage Vout is used in an electronic device mounted on the vehicle. Note that this is an example, and devices used for the input voltage and the output voltage are not limited thereto.

次に、上記のスイッチング電源装置の作動について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。図３（ａ）は昇降圧から降圧への切替タイミングを含んだタイミングチャートであり、図３（ｂ）は降圧から昇降圧への切替タイミングを含んだタイミングチャートである。なお、図３において、上述のように入力電圧は抵抗４１および抵抗４２による分圧値であるが、図３では「入力電圧（Ｖｉｎ）」と記してある。以下では「入力電圧Ｖｉｎ」と言うが、実際は分圧値である。   Next, the operation of the switching power supply device will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 3A is a timing chart including a switching timing from step-up / step-down to step-down, and FIG. 3B is a timing chart including a switching timing from step-down to step-up / down. In FIG. 3, as described above, the input voltage is a divided value by the resistor 41 and the resistor 42, but in FIG. 3, it is indicated as “input voltage (Vin)”. Hereinafter, although referred to as “input voltage Vin”, it is actually a divided voltage value.

まず、入力電圧Ｖｉｎが切替閾値電圧Ｖｔｈ（第１基準電圧）より低い場合、電圧制御指令合算部６０のコンパレータ６３によって切替信号ＳＥＬはＨｉの電圧レベルを保持する。この切替信号ＳＥＬは切替回路部６２の切替部６４および切替制御部８０に入力される。   First, when the input voltage Vin is lower than the switching threshold voltage Vth (first reference voltage), the switching signal SEL is held at the Hi voltage level by the comparator 63 of the voltage control command summing unit 60. This switching signal SEL is input to the switching unit 64 and the switching control unit 80 of the switching circuit unit 62.

切替信号ＳＥＬがＨｉの電圧レベルのときは、切替部６４では接続先がグランドに切り替えられるので、電流センス信号Ｖｓｅｎｓは加算回路部６１の出力、すなわちスロープ補償回路によって生成された補償信号から電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓに発生する電圧が減算された信号となる。   When the switching signal SEL is at a Hi voltage level, the switching unit 64 switches the connection destination to the ground, so that the current sense signal Vsens is sensed from the output of the adder circuit unit 61, that is, from the compensation signal generated by the slope compensation circuit. This is a signal obtained by subtracting the voltage generated in the resistor Rsens.

一方、誤差増幅器出力信号Ｖｅは出力電圧Ｖｏｕｔを抵抗５１および抵抗５２で分圧された電圧と第２基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように変化する。そして、コンパレータ６３によって電流センス信号Ｖｓｅｎｓと誤差増幅器出力信号Ｖｅとが電圧比較されることによってセット信号が決定される。なお、電流センス信号Ｖｓｅｎｓが誤差増幅器出力信号Ｖｅを下回る度にコンパレータ６３からＨｉの電圧レベルのセット信号が出力される。   On the other hand, the error amplifier output signal Ve changes so that the voltage obtained by dividing the output voltage Vout by the resistors 51 and 52 becomes equal to the second reference voltage Vref. Then, the comparator 63 compares the voltage of the current sense signal Vsens and the error amplifier output signal Ve to determine the set signal. Note that every time the current sense signal Vsens falls below the error amplifier output signal Ve, the comparator 63 outputs a set signal having a voltage level of Hi.

ＰＷＭ信号はＰＷＭ指令算出部７０のＲＳラッチ７２によって生成される。ＲＳラッチ７２の入力Ｒはクロック信号によって一定周期でリセットされ、入力ＳにＨｉの電圧レベルのセット信号が入力されるタイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号が生成される。   The PWM signal is generated by the RS latch 72 of the PWM command calculation unit 70. The input R of the RS latch 72 is reset at a constant cycle by a clock signal, and a PWM signal having a duty ratio according to the timing at which a set signal having a Hi voltage level is input to the input S is generated.

ＰＷＭ指令算出部７０で生成されたＰＷＭ信号により入力側のスイッチング素子１０、１１がスイッチングされる。また、切替制御部８０にはＨｉの電圧レベルの切替信号ＳＥＬが入力されているので、切替制御部８０にＰＷＭ信号が入力されることで、出力側のスイッチング素子１２、１３がスイッチングされる。このように、スイッチング電源装置は、スイッチング素子１０とスイッチング素子１１、スイッチング素子１２とスイッチング素子１３はＰＷＭ信号によって相補的にスイッチングを行い、昇降圧動作を行っている。   The switching elements 10 and 11 on the input side are switched by the PWM signal generated by the PWM command calculation unit 70. Further, since the switching signal SEL having the Hi voltage level is input to the switching control unit 80, the switching elements 12 and 13 on the output side are switched by inputting the PWM signal to the switching control unit 80. As described above, in the switching power supply device, the switching element 10 and the switching element 11, the switching element 12 and the switching element 13 are complementarily switched by the PWM signal, and perform the step-up / step-down operation.

そして、誤差増幅器出力信号Ｖｅと電流センス信号Ｖｓｅｎｓの電圧比較によってＰＷＭ信号のデューティー比が調整されるため、出力電圧Ｖｏｕｔが所望の電圧になるようにフィードバック制御されることになる。   Since the duty ratio of the PWM signal is adjusted by comparing the voltage between the error amplifier output signal Ve and the current sense signal Vsens, feedback control is performed so that the output voltage Vout becomes a desired voltage.

上記のような昇降圧の動作では、図３（ａ）に示されるように、クロック信号がＨｉの電圧レベルとなる時点Ｔ１０から、セット信号がＨｉの電圧レベルとなる時点Ｔ１１までが昇降圧動作におけるオンデューティーとなり、降圧／昇降圧の切替前の時点Ｔ１２まで繰り返される。   In the step-up / step-down operation as described above, as shown in FIG. 3A, the step-up / step-down operation is performed from time T10 when the clock signal is at the Hi voltage level to time T11 when the set signal is at the Hi voltage level. Is repeated until time T12 before switching between step-down / step-up / step-down.

続いて、図３（ａ）の時点Ｔ１３において、入力電圧Ｖｉｎが切替閾値電圧Ｖｔｈより高くなると、切替信号ＳＥＬはＬｏｗの電圧レベルに切り替わる。これにより、切替制御部８０に入力される切替信号ＳＥＬはＬｏｗの電圧レベルとなるので、スイッチング素子１２は常時オン、スイッチング素子１３は常時オフとなり、降圧動作となる。   Subsequently, at time T13 in FIG. 3A, when the input voltage Vin becomes higher than the switching threshold voltage Vth, the switching signal SEL is switched to the Low voltage level. As a result, the switching signal SEL input to the switching control unit 80 is at a low voltage level, so that the switching element 12 is always on, the switching element 13 is always off, and a step-down operation is performed.

また、切替信号ＳＥＬがＬｏｗの電圧レベルに切り替わったことにより、切替回路部６２の切替部６４では接続先がグランドから補償値Ｖｏｓに切り替えられる。それにより、切替回路部６２から出力される電流センス信号Ｖｓｅｎｓは補償値Ｖｏｓ分の電圧が上昇する。   Further, when the switching signal SEL is switched to the low voltage level, the connection destination is switched from the ground to the compensation value Vos in the switching unit 64 of the switching circuit unit 62. Thereby, the current sense signal Vsens output from the switching circuit unit 62 is increased in voltage by the compensation value Vos.

このように、降圧／昇降圧が切り替えられた時点Ｔ１３で瞬時に電流センス信号Ｖｓｅｎｓが補償値Ｖｏｓ分だけ増加するようにシフトするので、時点Ｔ１３後は電流センス信号Ｖｓｅｎｓが誤差増幅器出力信号Ｖｅを下回るタイミングが昇降圧動作のときよりも遅れる。このため、時点Ｔ１４でセット信号がＨｉの電圧レベルとなり、直後の時点Ｔ１５で次のクロック信号がＨｉの電圧レベルとなる。そして、時点Ｔ１５から時点Ｔ１６までが降圧動作におけるオンデューティーとなり、ＰＷＭ信号のデューティー比が大きくなる。このように、誤差増幅器出力信号Ｖｅが電圧変動すること無しに降圧動作として所望の出力電圧Ｖｏｕｔを得られるようなデューティーに瞬時に切り替わる。   As described above, since the current sense signal Vsens is instantaneously shifted by the compensation value Vos at the time T13 when the step-down / step-up / step-down is switched, the current sense signal Vsens changes the error amplifier output signal Ve after the time T13. The timing of falling is later than that in the step-up / step-down operation. For this reason, the set signal becomes the Hi voltage level at time T14, and the next clock signal becomes the Hi voltage level immediately after time T15. From time T15 to time T16 is the on-duty in the step-down operation, and the duty ratio of the PWM signal is increased. In this way, the duty amplifier output signal Ve is instantaneously switched to a duty that can obtain a desired output voltage Vout as a step-down operation without voltage fluctuation.

上記では、昇降圧から降圧への切替について説明したが、降圧から昇降圧への切替についても同様である。この場合は、図３（ｂ）に示されるように、時点Ｔ２０から時点Ｔ２１までが降圧動作におけるオンデューティーとなり、時点Ｔ２２でＨｉの電圧レベルのＰＷＭ信号が生成された後、時点Ｔ２３で入力電圧Ｖｉｎが切替閾値電圧Ｖｔｈより低くなると、切替信号ＳＥＬはＨｉの電圧レベルに切り替わる。   In the above, switching from step-up / step-down to step-down has been described, but the same applies to switching from step-down to step-up / down. In this case, as shown in FIG. 3B, from time T20 to time T21 becomes the on-duty in the step-down operation, and after the PWM signal having the voltage level of Hi is generated at time T22, the input voltage at time T23. When Vin becomes lower than the switching threshold voltage Vth, the switching signal SEL switches to the Hi voltage level.

これにより、切替回路部６２の切替部６４では接続先が補償値Ｖｏｓからグランドに切り替えられる。このため、時点Ｔ２３で瞬時に電流センス信号Ｖｓｅｎｓが補償値Ｖｏｓ分だけ減少するようにシフトするので、時点Ｔ２３後は電流センス信号Ｖｓｅｎｓが誤差増幅器出力信号Ｖｅを下回るタイミングが昇降圧動作のときよりも早くなる。したがって、ＰＷＭ信号のオンデューティーは時点Ｔ２４から時点Ｔ２５までとなり、これは図３（ａ）に示された時点Ｔ１０から時点Ｔ１１までと同じになる。   Thereby, in the switching unit 64 of the switching circuit unit 62, the connection destination is switched from the compensation value Vos to the ground. For this reason, since the current sense signal Vsens is shifted so as to decrease by the compensation value Vos instantaneously at time T23, the timing at which the current sense signal Vsens falls below the error amplifier output signal Ve after time T23 is higher than that in the step-up / step-down operation. Will also be faster. Therefore, the on-duty of the PWM signal is from time T24 to time T25, which is the same from time T10 to time T11 shown in FIG.

ここで、降圧のデューティー値をＤＢＵＣＫとし、昇降圧のデューティー値をＤＢＵＣＫＢＯＯＳＴとすると、スイッチング電源装置の昇降圧スイッチング時の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、 Here, if the step-down duty value is D BUCK and the step-up / step-down duty value is D BUCKBOOST , the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout at the time of step-up / step-down switching of the switching power supply device is

Figure 0005648519
で表される。
Figure 0005648519
 It is represented by

また、降圧スイッチング時の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、   The relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout at the time of step-down switching is

Figure 0005648519
で表される。
Figure 0005648519
 It is represented by

このように、降圧時と昇降圧時とでデューティー値が異なるが、降圧／昇降圧切替時にこのデューティー値が瞬時に切り替わることになる。   Thus, although the duty value is different between the step-down and the step-up / step-down, this duty value is instantaneously switched at the time of step-down / step-up / step-down switching.

そして、Ｖｉｎ＝Ｖｔｈのとき、ΔＤ＝ＤＢＵＣＫ−ＤＢＵＣＫＢＯＯＳＴとすると、ΔＤは、 And when Vin = Vth, if ΔD = D BUCK −D BUCKBOOST , ΔD is

Figure 0005648519
となる。また、電流センス信号Ｖｓｅｎｓの振幅をΔＶｓｅｎｓとする。なお、図３に示される周期的な電流センス信号Ｖｓｅｎｓの最大値と最小値との差が電流センス信号Ｖｓｅｎｓの振幅ΔＶｓｅｎｓに相当する。これにより、補償値Ｖｏｓ（オフセット電圧）は、
Figure 0005648519
 It becomes. Further, the amplitude of the current sense signal Vsens is assumed to be ΔVsens. The difference between the maximum value and the minimum value of the periodic current sense signal Vsens shown in FIG. 3 corresponds to the amplitude ΔVsens of the current sense signal Vsens. Thereby, the compensation value Vos (offset voltage) is

Figure 0005648519
となる。例えば、Ｖｏｕｔ＝６．０Ｖ、Ｖｔｈ＝１０．０Ｖ、ΔＶｓｅｎｓ＝２００ｍＶの場合、Ｖｏｓ＝４５ｍＶに設定すれば良い。
Figure 0005648519
 It becomes. For example, when Vout = 6.0V, Vth = 10.0V, and ΔVsens = 200 mV, Vos = 45 mV may be set.

上記のように、降圧／昇降圧の切り替えによってＰＷＭ信号のデューティー値が変化するが、このことについて、図４を参照して説明する。図４は、降圧／昇降圧切替時のデューティー値（Ｄｕｔｙ値）の変化を示した図である。図４の左欄は昇降圧から降圧への切替時、図４の中欄は降圧から昇降圧への切替時、図４の右欄は降圧から昇降圧への切替および昇降圧から降圧への切替時のデューティー値の変化を示している。   As described above, the duty value of the PWM signal changes by switching between step-down / step-up / step-down, and this will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a change in duty value (Duty value) during step-down / step-up / step-down switching. The left column of FIG. 4 is when switching from step-up / step-down to step-down, the middle column of FIG. 4 is when switching from step-down to step-up / step-down, and the right column of FIG. The change of the duty value at the time of switching is shown.

図４の左欄に示されるように、昇降圧から降圧への切替時では、降圧時は誤差増幅器出力信号Ｖｅに基づくデューティーがＰＷＭ信号のデューティー値（図４の左欄の「ＰＷＭ」）となる。また、昇降圧から降圧への切替後は、誤差増幅器出力信号Ｖｅに基づくデューティーに補償値の分が足されたものがＰＷＭ信号のデューティー値となる。   As shown in the left column of FIG. 4, when switching from step-up / step-down to step-down, the duty based on the error amplifier output signal Ve at the time of step-down is the duty value of the PWM signal (“PWM” in the left column of FIG. 4). Become. Further, after switching from step-up / step-down to step-down, the duty value of the PWM signal is obtained by adding the compensation value to the duty based on the error amplifier output signal Ve.

また、図４の中欄に示されるように、昇降圧から降圧への切替時では、ＰＷＭ信号のデューティー値から補償値の分が差し引かれた分、すなわち誤差増幅器出力信号Ｖｅに基づくデューティーがＰＷＭ信号のデューティー値となる。このように、デューティー値（Ｄｕｔｙ値）は降圧／昇降圧の切り替えにより増えたり減ったりする。   Further, as shown in the middle column of FIG. 4, when switching from step-up / step-down to step-down, the amount obtained by subtracting the compensation value from the duty value of the PWM signal, that is, the duty based on the error amplifier output signal Ve is PWM. It becomes the duty value of the signal. Thus, the duty value (Duty value) increases or decreases by switching between step-down / step-up / step-down.

そして、図４の右欄に示されるように、降圧と昇降圧との切り替えによるデューティー値（Ｄｕｔｙ値）は、昇降圧動作のときに上昇し、降圧のときに減少する。すなわち、誤差増幅器出力信号Ｖｅに基づくデューティー（補償されるＤｕｔｙ）は常に一定であり、昇降圧時には補償されるＤｕｔｙに対して補償値に基づくデューティー（補償Ｄｕｔｙ）が足されることでＰＷＭ信号のデューティーとなる。このように、降圧時と昇降圧時とでＰＷＭ信号のデューティーは異なる値となる。   As shown in the right column of FIG. 4, the duty value (Duty value) by switching between step-down and step-up / step-down increases during the step-up / step-down operation and decreases during step-down. That is, the duty (compensated duty) based on the error amplifier output signal Ve is always constant, and the duty based on the compensation value (compensation duty) is added to the duty compensated at the time of step-up / step-down. It becomes duty. Thus, the duty of the PWM signal is different between the step-down and the step-up / step-down.

以上説明したように、本実施形態では、電流検出部３０によって検出された電流に基づいて電流モード制御を行う際に、降圧／昇降圧切替時に誤差増幅器出力信号Ｖｅの比較対象となる電流センス信号Ｖｓｅｎｓを補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることが特徴となっている。すなわち、降圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、切替回路部６２の切替部６４が電流センス信号Ｖｓｅｎｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して相対的に補償値Ｖｏｓ分だけ電圧シフトしているので、電圧制御指令合算部６０からセット信号に含まれる比較結果の出力タイミングを瞬時に変更することができる。つまり、ＰＷＭ指令算出部７０が生成するＰＷＭ信号のデューティー比を瞬時に切り替えることができる。このように、降圧／昇降圧の切り替え直後ではＰＷＭ信号のデューティー比は既に一定になっているので、降圧／昇降圧切替時の出力電圧Ｖｏｕｔの変動を低減することができる。   As described above, in the present embodiment, when current mode control is performed based on the current detected by the current detection unit 30, the current sense signal to be compared with the error amplifier output signal Ve during step-down / step-up / step-down switching. The characteristic is that Vsens is relatively shifted by the compensation value Vos. That is, since the switching unit 64 of the switching circuit unit 62 shifts the current sense signal Vsens by the compensation value Vos relative to the error amplifier output signal Ve at the switching timing of the step-down / step-up / step-down, the voltage The output timing of the comparison result included in the set signal from the control command summing unit 60 can be changed instantaneously. That is, the duty ratio of the PWM signal generated by the PWM command calculation unit 70 can be switched instantaneously. As described above, since the duty ratio of the PWM signal is already constant immediately after the switching of the step-down / step-up / step-down, the fluctuation of the output voltage Vout at the time of switching the step-down / step-up / step-down can be reduced.

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図５は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. FIG. 5 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment.

本実施形態では、加算回路部６５は、電流センス信号Ｖｓｅｎｓに補償値Ｖｏｓを加算することにより、電流センス信号Ｖｓｅｎｓを補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせる。一方、切替部６４は、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬに従って、加算回路部６５によって補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせた電流センス信号Ｖｓｅｎｓと、加算回路部６５によって補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせていない電流センス信号Ｖｓｅｎｓと、を切り替えて出力する。   In the present embodiment, the adding circuit unit 65 shifts the current sense signal Vsens by the compensation value Vos by adding the compensation value Vos to the current sense signal Vsens. On the other hand, the switching unit 64 shifts the current sense signal Vsens shifted by the compensation value Vos by the adding circuit unit 65 according to the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40 and the compensation value Vos by the adding circuit unit 65. The current sense signal Vsens that is not present is switched and output.

このように、本実施形態では、加算回路部６５でもともと電流センス信号Ｖｓｅｎｓに補償値Ｖｏｓを加算しておき、切替部６４で加算回路部６１の出力と加算回路部６５の出力との切替を行うことで、コンパレータ６３に入力する電流センス信号Ｖｓｅｎｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることができる。   Thus, in this embodiment, the compensation value Vos is originally added to the current sense signal Vsens in the addition circuit unit 65, and the switching unit 64 switches between the output of the addition circuit unit 61 and the output of the addition circuit unit 65. By doing so, the current sense signal Vsens input to the comparator 63 can be shifted relative to the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos.

このような切替回路部６２の切替部６４および加算回路部６５の一例を図６に示す。切替部６４および加算回路部６５の構成要素は例えば図２に示されるものと同じであるが、接続が異なる。   An example of the switching unit 64 and the addition circuit unit 65 of the switching circuit unit 62 is shown in FIG. The components of the switching unit 64 and the adding circuit unit 65 are the same as those shown in FIG. 2, for example, but the connections are different.

具体的には、Ｐｃｈ型のＭＯＳＦＥＴ６５ｃのゲートには予め補償値Ｖｏｓが印加される。また、切替部６４のトランスミッションゲート６４ａはＭＯＳＦＥＴ６５ｆ、６５ｊと抵抗６５ｍと切替回路部６２の出力端子（電流センス信号Ｖｓｅｎｓ）との間に接続され、トランスミッションゲート６４ｂは加算回路部６１の出力（図２の「入力」）を入力する端子と切替回路部６２の出力端子（電流センス信号Ｖｓｅｎｓ）との間に接続されている。これにより、トランスミッションゲート６４ａがオンのときには電流センス信号Ｖｓｅｎｓに補償値Ｖｏｓが加算されて出力される。一方、トランスミッションゲート６４ｂがオンのときには加算回路部６１の出力が電流センス信号Ｖｓｅｎｓとしてそのまま出力される。   Specifically, the compensation value Vos is applied in advance to the gate of the Pch-type MOSFET 65c. The transmission gate 64a of the switching unit 64 is connected between the MOSFETs 65f and 65j, the resistor 65m, and the output terminal (current sense signal Vsens) of the switching circuit unit 62, and the transmission gate 64b is output from the addition circuit unit 61 (FIG. 2). Are connected between a terminal for inputting (input) and an output terminal (current sense signal Vsens) of the switching circuit unit 62. Thus, when the transmission gate 64a is on, the compensation value Vos is added to the current sense signal Vsens and output. On the other hand, when the transmission gate 64b is on, the output of the addition circuit unit 61 is output as it is as the current sense signal Vsens.

以上のように、加算回路部６５でもともと電流センス信号Ｖｓｅｎｓに補償値Ｖｏｓを加算しておき、切替部６４で電流センス信号Ｖｓｅｎｓに補償値Ｖｏｓを加算したものとそうでないものとを切り替える構成とすることもできる。なお、本実施形態に係るスイッチング電源装置の作動は、図３に示されるものと同じである。   As described above, the addition circuit unit 65 originally adds the compensation value Vos to the current sense signal Vsens, and the switching unit 64 switches between the addition of the compensation value Vos to the current sense signal Vsens and the other one. You can also The operation of the switching power supply according to this embodiment is the same as that shown in FIG.

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、誤差増幅器出力信号Ｖｅを固定し、電流センス信号Ｖｓｅｎｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせていたが、本実施形態では加算回路部６１で生成された電流センス信号Ｖｓｅｎｓを固定し、誤差増幅器出力信号Ｖｅを電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることが特徴となっている。 (Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. In each of the above embodiments, the error amplifier output signal Ve is fixed, and the current sense signal Vsens is shifted relative to the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos. The current sense signal Vsens generated in step 1 is fixed, and the error amplifier output signal Ve is shifted relative to the current sense signal Vsens by the compensation value Vos.

図７は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。この図に示されるように、電圧制御指令合算部６０は、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬを反転させるインバータ６６を備えている。   FIG. 7 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment. As shown in this figure, the voltage control command summing unit 60 includes an inverter 66 that inverts the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40.

また、切替回路部６２に備えられた加算回路部６５は、電圧制御部５０の誤差増幅器５４の出力端子と電圧制御指令合算部６０のコンパレータ６３の非反転入力端子との間に設けられている。一方、コンパレータ６３の反転入力端子には加算回路部６１が接続され、加算回路部６１で生成された電流センス信号Ｖｓｅｎｓが直接入力される。   The addition circuit unit 65 provided in the switching circuit unit 62 is provided between the output terminal of the error amplifier 54 of the voltage control unit 50 and the non-inverting input terminal of the comparator 63 of the voltage control command summing unit 60. . On the other hand, the addition circuit unit 61 is connected to the inverting input terminal of the comparator 63, and the current sense signal Vsens generated by the addition circuit unit 61 is directly input thereto.

切替部６４は、第１実施形態と同様に、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬに従って、補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせるか否かを切り替える。ここで、切替部６４は、インバータ６６によって反転された切替信号ＳＥＬに従って切替を行う。   Similar to the first embodiment, the switching unit 64 switches whether or not to shift by the compensation value Vos according to the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40. Here, the switching unit 64 performs switching according to the switching signal SEL inverted by the inverter 66.

そして、加算回路部６５は、切替部６４の切り替え結果すなわち０Ｖまたは補償値Ｖｏｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに加算する。これにより、加算回路部６５は、誤差増幅器出力信号Ｖｅを電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせる。   Then, the addition circuit unit 65 adds the switching result of the switching unit 64, that is, 0 V or the compensation value Vos to the error amplifier output signal Ve. Thereby, the adding circuit unit 65 shifts the error amplifier output signal Ve relative to the current sense signal Vsens by the compensation value Vos.

なお、本実施形態に係る切替部６４および加算回路部６５の回路構成は、例えば図２に示される回路を採用することができる。この場合、図２の「切替信号（ＳＥＬ）」の端子にはインバータ６６で反転された信号が入力され、「入力」の端子には誤差増幅器５４の出力が入力される。そして、「出力」の端子から誤差増幅器出力信号Ｖｅが出力される。   For example, the circuit shown in FIG. 2 can be adopted as the circuit configuration of the switching unit 64 and the addition circuit unit 65 according to the present embodiment. In this case, the signal inverted by the inverter 66 is input to the “switching signal (SEL)” terminal of FIG. 2, and the output of the error amplifier 54 is input to the “input” terminal. Then, an error amplifier output signal Ve is output from the “output” terminal.

図８は、図７に示されるスイッチング電源装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。スイッチング電源装置の各部の作動は、第１実施形態と同じである。   FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the switching power supply device shown in FIG. The operation of each part of the switching power supply device is the same as in the first embodiment.

まず、図８（ａ）に示される昇降圧から降圧への切替の動作においては、切替タイミング（図３の時点Ｔ１３に対応）までは切替信号ＳＥＬがＨｉの電圧レベルであるので、インバータ６６を介してＬｏｗの電圧レベルの切替信号ＳＥＬが切替部６４に入力される。これにより、切替部６４は接続先を補償値Ｖｏｓとしている。これにより、加算回路部６５は、誤差増幅器出力信号Ｖｅに補償値Ｖｏｓを加算し、誤差増幅器出力信号Ｖｅを電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせている。   First, in the operation of switching from step-up / step-down to step-down shown in FIG. 8A, the switching signal SEL is at the Hi voltage level until the switching timing (corresponding to the time T13 in FIG. 3). Then, a switching signal SEL having a low voltage level is input to the switching unit 64. Thereby, the switching unit 64 sets the connection destination as the compensation value Vos. Thereby, the adding circuit unit 65 adds the compensation value Vos to the error amplifier output signal Ve, and relatively shifts the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos with respect to the current sense signal Vsens.

続いて、昇降圧から降圧への切替タイミングでは、切替信号ＳＥＬがＨｉの電圧レベルからＬｏｗの電圧レベルの信号に切り替わり、インバータ６６を介してＨｉの電圧レベルの切替信号ＳＥＬが切替部６４に入力される。これにより、切替部６４は接続先を補償値Ｖｏｓからグランドに切り替える。   Subsequently, at the switching timing from step-up / step-down to step-down, the switching signal SEL is switched from the Hi voltage level to the Low voltage level signal, and the Hi voltage level switching signal SEL is input to the switching unit 64 via the inverter 66. Is done. As a result, the switching unit 64 switches the connection destination from the compensation value Vos to the ground.

このため、加算回路部６５は、誤差増幅器出力信号Ｖｅに０Ｖを加算するので、誤差増幅器出力信号Ｖｅを補償値Ｖｏｓ分だけ小さくするように電圧シフトさせる。これにより、電流センス信号Ｖｓｅｎｓが誤差増幅器出力信号Ｖｅを下回るタイミングが遅くなるので、ＰＷＭ信号のデューティー比が大きくなる。   For this reason, the addition circuit unit 65 adds 0 V to the error amplifier output signal Ve, and therefore shifts the voltage so that the error amplifier output signal Ve is reduced by the compensation value Vos. As a result, the timing at which the current sense signal Vsens falls below the error amplifier output signal Ve is delayed, and the duty ratio of the PWM signal increases.

一方、図８（ｂ）に示される昇降圧から降圧への切替の動作においては、切替タイミング（図３の時点Ｔ２３に対応）では、切替信号ＳＥＬがＬｏｗの電圧レベルからＨｉの電圧レベルの信号に切り替わり、インバータ６６を介してＬｏｗの電圧レベルの切替信号ＳＥＬが切替部６４に入力される。これにより、切替部６４は接続先をグランドから補償値Ｖｏｓに切り替える。   On the other hand, in the operation of switching from step-up / step-down to step-down shown in FIG. 8B, at the switching timing (corresponding to time T23 in FIG. 3), the switching signal SEL is a signal having a voltage level of Hi from a low voltage level. Then, a low voltage level switching signal SEL is input to the switching unit 64 via the inverter 66. Thereby, the switching unit 64 switches the connection destination from the ground to the compensation value Vos.

これにより、加算回路部６５は、誤差増幅器出力信号Ｖｅに補償値Ｖｏｓを加算するので、誤差増幅器出力信号Ｖｅが補償値Ｖｏｓ分だけ大きくなる。これにより、電流センス信号Ｖｓｅｎｓが誤差増幅器出力信号Ｖｅを下回るタイミングが早くなるので、ＰＷＭ信号のデューティー比が小さくなる。   As a result, the adding circuit unit 65 adds the compensation value Vos to the error amplifier output signal Ve, so that the error amplifier output signal Ve is increased by the compensation value Vos. As a result, the timing at which the current sense signal Vsens falls below the error amplifier output signal Ve is advanced, so that the duty ratio of the PWM signal is reduced.

以上のように、電流センス信号Ｖｓｅｎｓを固定し、この電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して誤差増幅器出力信号Ｖｅを補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることにより、切替タイミングで瞬時にＰＷＭ信号のデューティー比を切り替えることができる。   As described above, by fixing the current sense signal Vsens and shifting the error amplifier output signal Ve relative to the current sense signal Vsens by the compensation value Vos, the duty ratio of the PWM signal is instantaneously changed at the switching timing. Can be switched.

（第４実施形態）
本実施形態では、第３実施形態と異なる部分について説明する。図９は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。 (Fourth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the third embodiment will be described. FIG. 9 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment.

本実施形態では、加算回路部６５は、補償値Ｖｏｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに加算することにより、誤差増幅器出力信号Ｖｅを補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせる。一方、切替部６４は、補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬに従って、加算回路部６５によって補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせた誤差増幅器出力信号Ｖｅと、加算回路部６５によって補償値Ｖｏｓ分だけシフトさせていない誤差増幅器出力信号Ｖｅと、を切り替えて出力する。   In the present embodiment, the adding circuit unit 65 shifts the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos by adding the compensation value Vos to the error amplifier output signal Ve. On the other hand, the switching unit 64 shifts the error amplifier output signal Ve shifted by the compensation value Vos by the adding circuit unit 65 and the compensation value Vos by the adding circuit unit 65 according to the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40. The error amplifier output signal Ve that has not been switched is switched and output.

このように、本実施形態では、加算回路部６５でもともと誤差増幅器出力信号Ｖｅに補償値Ｖｏｓを加算しておき、切替部６４で加算回路部６５と電圧制御部５０の誤差増幅器５４の出力との切替を行うことで、コンパレータ６３に入力する電流センス信号Ｖｓｅｎｓを誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることができる。   As described above, in this embodiment, the addition circuit unit 65 adds the compensation value Vos to the error amplifier output signal Ve, and the switching unit 64 outputs the addition circuit unit 65 and the output of the error amplifier 54 of the voltage control unit 50. Thus, the current sense signal Vsens input to the comparator 63 can be shifted relative to the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos.

このように、本実施形態では、加算回路部６５でもともと誤差増幅器出力信号Ｖｅに補償値Ｖｏｓを加算しておき、切替部６４で加算回路部６５の出力と誤差増幅器５４の出力との切替を行うことで、コンパレータ６３に入力する誤差増幅器出力信号Ｖｅを電流センス信号Ｖｓｅｎｓに対して補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせることができる。   As described above, in the present embodiment, the compensation value Vos is originally added to the error amplifier output signal Ve in the addition circuit unit 65, and the switching unit 64 switches between the output of the addition circuit unit 65 and the output of the error amplifier 54. As a result, the error amplifier output signal Ve input to the comparator 63 can be shifted relative to the current sense signal Vsens by the compensation value Vos.

なお、本実施形態に係る切替部６４および加算回路部６５の回路構成は、例えば図６に示される回路を採用することができる。この場合、図６の「切替信号（ＳＥＬ）」の端子にはインバータ６６で反転された信号が入力され、「入力」の端子には誤差増幅器５４の出力が入力される。そして、「出力」の端子から誤差増幅器出力信号Ｖｅが出力される。   For example, the circuit shown in FIG. 6 can be employed as the circuit configuration of the switching unit 64 and the addition circuit unit 65 according to the present embodiment. In this case, the signal inverted by the inverter 66 is input to the “switching signal (SEL)” terminal in FIG. 6, and the output of the error amplifier 54 is input to the “input” terminal. Then, an error amplifier output signal Ve is output from the “output” terminal.

（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分について説明する。図１０は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。なお、図１０に示されるスイッチング電源装置は、図１に示されるスイッチング電源装置の構成が基になっている。 (Fifth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first to fourth embodiments will be described. FIG. 10 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment. The switching power supply shown in FIG. 10 is based on the configuration of the switching power supply shown in FIG.

図１０に示されるように、電流検出部３０は、上述の電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓと、オペアンプ３１と、を備えて構成されている。電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓは入力側のスイッチング素子１０、１１の中間点とインダクタンス１８との間に接続されている。また、電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓの両端電圧がオペアンプ３１で増幅され、増幅結果が切替回路部６２の加算回路部６５に入力されるようになっている。すなわち、本実施形態に係る加算回路部６５は切替部６４の切替に従って誤差増幅器５４の出力を補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせる。   As shown in FIG. 10, the current detection unit 30 includes the above-described current sense resistor Rsens and an operational amplifier 31. The current sense resistor Rsens is connected between the intermediate point of the switching elements 10 and 11 on the input side and the inductance 18. Further, the voltage across the current sense resistor Rsens is amplified by the operational amplifier 31, and the amplification result is input to the adding circuit unit 65 of the switching circuit unit 62. That is, the addition circuit unit 65 according to the present embodiment relatively shifts the output of the error amplifier 54 by the compensation value Vos according to the switching of the switching unit 64.

また、電圧制御部５０の誤差増幅器５４と、電圧制御指令合算部６０のコンパレータ６３の非反転入力端子との間に加算回路部６１が設けられている。これにより、加算回路部６１は、誤差増幅器５４で精製された誤差増幅器出力信号Ｖｅと、図示しないスロープ補償回路で生成された三角波等の周期的な補償信号と、を加算することにより、電流センス信号Ｖｓｅｎｓに交差する周期的な誤差増幅器出力信号Ｖｅを生成する。このように、本実施形態では誤差増幅器出力信号Ｖｅが周期的な信号となる。   An addition circuit unit 61 is provided between the error amplifier 54 of the voltage control unit 50 and the non-inverting input terminal of the comparator 63 of the voltage control command summing unit 60. As a result, the adding circuit unit 61 adds the error amplifier output signal Ve refined by the error amplifier 54 and a periodic compensation signal such as a triangular wave generated by a slope compensation circuit (not shown) to thereby obtain a current sense. A periodic error amplifier output signal Ve that intersects the signal Vsens is generated. Thus, in the present embodiment, the error amplifier output signal Ve is a periodic signal.

このような構成では、周期的な誤差増幅器出力信号Ｖｅに対して、電流センス信号Ｖｓｅｎｓが切替タイミングで補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトすることなる。   In such a configuration, the current sense signal Vsens is shifted relative to the periodic error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos at the switching timing.

以上のように、インダクタンス１８に流れる電流をセンシングするインダクタンス電流センスの電流モード制御を行う構成とすることもできる。   As described above, the current mode control of the inductance current sense for sensing the current flowing through the inductance 18 can be performed.

（第６実施形態）
本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。図１１は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。この図に示されるように、電流検出部３０の電流センス抵抗Ｒｓｅｎｓは正極側の入力側端子１４と入力側のスイッチング素子１０との間に接続されている。このように、ハイサイド電流センスの電流モード制御を行う構成とすることもできる。 (Sixth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the fifth embodiment will be described. FIG. 11 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment. As shown in this figure, the current sensing resistor Rsens of the current detector 30 is connected between the positive input terminal 14 and the input switching element 10. In this way, a configuration in which current mode control of high-side current sensing is performed can also be adopted.

（第７実施形態）
本実施形態では、第１〜第６実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、スイッチング電源装置は入力電圧を降圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するように構成されていた。本実施形態では、スイッチング電源装置は入力電圧を昇圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するように構成されていることが特徴となっている。 (Seventh embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first to sixth embodiments will be described. In each of the above-described embodiments, the switching power supply device is configured to convert the input voltage into an output voltage having a predetermined magnitude by stepping down or stepping up or down the input voltage. The present embodiment is characterized in that the switching power supply device is configured to boost or step up / down an input voltage to convert it to an output voltage of a predetermined magnitude.

図１２は、本実施形態に係るスイッチング電源装置の全体構成図である。この図に示されるスイッチング電源装置の構成は図１に示されるものとほぼ同じであるが、昇圧の場合は入力側のスイッチング素子１０、１１を制御するため、降圧／昇降圧切替の場合と接続が異なる。   FIG. 12 is an overall configuration diagram of the switching power supply device according to the present embodiment. The configuration of the switching power supply device shown in this figure is almost the same as that shown in FIG. 1, but in the case of boosting, the switching elements 10 and 11 on the input side are controlled. Is different.

具体的には、切替制御部８０は補償値切替部４０の切替信号ＳＥＬとＰＷＭ指令算出部７０のＰＷＭ信号とを入力し、切替信号ＳＥＬおよびＰＷＭ信号に基づいて入力側のスイッチング素子１０、１１をスイッチングするように接続されている。すなわち、ＡＮＤ回路の出力端子がバッファ１９とインバータ２０とに接続されている。   Specifically, the switching control unit 80 inputs the switching signal SEL of the compensation value switching unit 40 and the PWM signal of the PWM command calculation unit 70, and based on the switching signal SEL and the PWM signal, the switching elements 10 and 11 on the input side. Are connected to switch. That is, the output terminal of the AND circuit is connected to the buffer 19 and the inverter 20.

一方、出力側のスイッチング素子１２、１３はＰＷＭ指令算出部７０で生成されたＰＷＭ信号で動作するように接続されている。すなわち、ＲＳラッチ７２の出力Ｑがインバータ２１とバッファ２２とに接続されている。   On the other hand, the switching elements 12 and 13 on the output side are connected so as to operate with the PWM signal generated by the PWM command calculation unit 70. That is, the output Q of the RS latch 72 is connected to the inverter 21 and the buffer 22.

そして、切替回路部６２の切替部６４にはインバータ６６を介して切替信号ＳＥＬが入力される。   The switching signal SEL is input to the switching unit 64 of the switching circuit unit 62 via the inverter 66.

上記のような構成によると、図３に示されるタイミングチャートにおいて、図３の切替信号（ＳＥＬ）の「昇降圧」が本実施形態に係る昇圧に該当し、図３の切替信号（ＳＥＬ）の「降圧」が本実施形態に係る昇降圧に該当する。   According to the configuration as described above, in the timing chart shown in FIG. 3, the “step-up / step-down” of the switching signal (SEL) in FIG. 3 corresponds to the boosting according to the present embodiment, and the switching signal (SEL) in FIG. “Step-down” corresponds to the step-up / down pressure according to the present embodiment.

ここで、昇降圧のデューティー値は上述の数１で表される。また、昇圧時のデューティーをＤＢＯＯＳＴとすると、スイッチング電源装置の昇圧スイッチング時の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、 Here, the duty value of the step-up / step-down pressure is expressed by the above formula 1. When the boosting duty is D BOOST , the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout during the boost switching of the switching power supply device is

Figure 0005648519
で表される。
Figure 0005648519
 It is represented by

そして、Ｖｉｎ＝Ｖｔｈのとき、ΔＤ＝ＤＢＵＣＫＢＯＯＳＴ −ＤＢＯＯＳＴとすると、ΔＤは、 And when Vin = Vth, if ΔD = D BUCK BOOST− D BOOST , ΔD is

Figure 0005648519
となる。また、電流センス信号Ｖｓｅｎｓの振幅をΔＶｓｅｎｓとすると、補償値Ｖｏｓ（オフセット電圧）は、
Figure 0005648519
 It becomes. When the amplitude of the current sense signal Vsens is ΔVsens, the compensation value Vos (offset voltage) is

Figure 0005648519
となる。この数７に基づいて第１実施形態と同様に補償値Ｖｏｓを設定すれば良い。
Figure 0005648519
 It becomes. The compensation value Vos may be set based on this equation 7 as in the first embodiment.

以上説明したように、入力電圧を昇圧または昇降圧させる場合にも昇圧／昇降圧切替時に瞬時にＰＷＭ信号のデューティー値を変更することができる。   As described above, even when the input voltage is boosted or stepped up / down, the duty value of the PWM signal can be instantaneously changed at the time of boosting / stepping up / down switching.

なお、上記では、図１に示されるスイッチング電源装置の構成を昇圧／昇降圧切替の構成に変更した例について説明したが、電流センス信号Ｖｓｅｎｓと誤差増幅器出力信号Ｖｅとを補償値Ｖｏｓ分だけ相対的にシフトさせる切替回路部６２の構成については、図１に示された構成の他、図５、図７、図９に示された各構成のいずれかを昇圧／昇降圧切替の構成に採用しても良い。また、電流検出部３０についても、図１に示された構成の他、図１０や図１１に示された各構成のいずれかを昇圧／昇降圧切替の構成に採用しても良い。   In the above description, the example in which the configuration of the switching power supply device shown in FIG. 1 is changed to the boost / buck-boost switching configuration has been described. However, the current sense signal Vsens and the error amplifier output signal Ve are relatively related by the compensation value Vos. In addition to the configuration shown in FIG. 1, any of the configurations shown in FIG. 5, FIG. 7, and FIG. 9 is adopted as the boost / buck-boost switching configuration. You may do it. In addition to the configuration shown in FIG. 1, any of the configurations shown in FIG. 10 and FIG. 11 may be adopted as the current detection unit 30 for the boost / step-up / step-down switching configuration.

（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたスイッチング電源装置の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、降圧／昇降圧を切り替えるスイッチング電源装置において、誤差増幅器出力信号Ｖｅが周期的な信号となるように構成しても良い。昇圧／昇降圧を切り替えるスイッチング電源装置についても同様に、誤差増幅器出力信号Ｖｅが周期的な信号となるように構成しても良い。 (Other embodiments)
The configuration of the switching power supply device described in each of the above embodiments is an example, and the present invention is not limited to the configuration described above, and other configurations including the characteristics of the present invention may be employed. For example, in a switching power supply device that switches between step-down / step-up / step-down, the error amplifier output signal Ve may be configured to be a periodic signal. Similarly, a switching power supply device that switches between step-up / step-down / step-down may be configured such that the error amplifier output signal Ve is a periodic signal.

また、切替回路部６２に設けられた加算回路部６５の回路構成を、図１３に示される回路構成とすることもできる。図１３は、抵抗６５ｎ、６５ｐおよびオペアン６５ｑで加算回路部６５が構成された例である。そして、図１３（ａ）では、入力をトランスミッションゲート６４ａ、６４ｂによって０Ｖまたは補償値Ｖｏｓに切り替えるものであり、例えば図１に示されるように加算するものを切り替える場合に適用できる。一方、図１３（ｂ）では、出力をトランスミッションゲート６４ａ、６４ｂによって０Ｖまたは補償値Ｖｏｓに切り替えるものであり、図５に示されるように加算されたものとそうでないものとを切り替える場合に適用できる。   Further, the circuit configuration of the adding circuit unit 65 provided in the switching circuit unit 62 may be the circuit configuration shown in FIG. FIG. 13 shows an example in which an adder circuit unit 65 is configured with resistors 65n and 65p and an operation 65q. In FIG. 13A, the input is switched to 0 V or the compensation value Vos by the transmission gates 64a and 64b. For example, the present invention can be applied to switching the one to be added as shown in FIG. On the other hand, in FIG. 13B, the output is switched to 0 V or the compensation value Vos by the transmission gates 64a and 64b, and can be applied to switching between the added one and the other as shown in FIG. .

ここで、電流センス信号Ｖｓｅｎｓを周期信号とする場合は「入力」に電流センス信号Ｖｓｅｎｓが入力され、「出力」からは電流センス信号Ｖｓｅｎｓが補償値Ｖｏｓ分だけシフトされた信号が出力される。同様に、誤差増幅器出力信号Ｖｅを周期信号とする場合は「入力」に電流センス信号Ｖｓｅｎｓが入力され、「出力」からは誤差増幅器出力信号Ｖｅが補償値Ｖｏｓ分だけシフトされた信号が出力される。   Here, when the current sense signal Vsens is a periodic signal, the current sense signal Vsens is input to “input”, and a signal obtained by shifting the current sense signal Vsens by the compensation value Vos is output from “output”. Similarly, when the error amplifier output signal Ve is a periodic signal, the current sense signal Vsens is input to “input”, and a signal obtained by shifting the error amplifier output signal Ve by the compensation value Vos is output from “output”. The

１０〜１３ スイッチング素子
３０ 電流検出部
４０ 補償値切替部
５０ 電圧制御部
６０ 電圧制御指令合算部
６２ 切替回路部
６４ 切替部
６５ 加算回路部
７０ ＰＷＭ指令算出部
８０ 切替制御部 10-13 Switching element 30 Current detection part 40 Compensation value switching part 50 Voltage control part 60 Voltage control command summing part 62 Switching circuit part 64 Switching part 65 Addition circuit part 70 PWM command calculation part 80 Switching control part

Claims (6)

入力側のスイッチング素子（１０、１１）と出力側のスイッチング素子（１２、１３）とをそれぞれスイッチングすると共に、当該スイッチングによって流れる電流をフィードバックする電流モード制御を行うことにより、入力電圧を降圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記複数のスイッチング素子（１０〜１３）のスイッチングによって流れる電流の大きさを検出する電流検出部（３０）と、
前記入力電圧に対応する電圧と、前記入力電圧を降圧または昇降圧させる切り替えの基準となる第１基準電圧と、を比較することにより、前記入力電圧を降圧するのか、または、前記入力電圧を昇降圧するのかを示す切替信号（ＳＥＬ）を出力する補償値切替部（４０）と、
前記出力電圧に対応する電圧と第２基準電圧とが等しくなるように変化する誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を生成する電圧制御部（５０）と、
前記電流検出部（３０）の検出結果に基づいて前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に交差する電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を生成し、当該電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と前記電圧制御部（５０）の前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）との比較結果をセット信号として出力する電圧制御指令合算部（６０）と、
前記電圧制御指令合算部（６０）の前記セット信号を入力し、このセット信号に含まれる前記比較結果の出力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号に基づいて、前記入力側のスイッチング素子（１０、１１）をスイッチングするＰＷＭ指令算出部（７０）と、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）と前記ＰＷＭ指令算出部（７０）の前記ＰＷＭ信号とを入力し、前記切替信号（ＳＥＬ）および前記ＰＷＭ信号に基づいて前記出力側のスイッチング素子（１２、１３）をスイッチングする切替制御部（８０）と、を備えており、
前記電圧制御指令合算部（６０）は、前記補償値切替部（４０）から前記切替信号（ＳＥＬ）を入力し、前記切替信号（ＳＥＬ）が示す降圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）とのうちのいずれか一方を他方に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせることにより、前記電圧制御指令合算部（６０）から出力される前記セット信号に含まれる前記比較結果の出力タイミングをシフトさせる切替回路部（６２）を備えており、
前記補償値（Ｖｏｓ）は、下記式により設定されたものであることを特徴とするスイッチング電源装置。
Figure 0005648519
 但し、Ｖｏｓは前記補償値（Ｖｏｓ）であり、Ｖｔｈは前記第１基準電圧であり、Ｖｏｕｔは前記出力電圧であり、ΔＶｓｅｎｓは前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）の振幅である。 The input side switching elements (10, 11) and the output side switching elements (12, 13) are respectively switched, and current mode control is performed to feed back the current flowing through the switching, thereby lowering or raising or lowering the input voltage. A switching power supply device that converts the output voltage to a predetermined output voltage,
A current detection unit (30) for detecting a magnitude of a current flowing by switching of the plurality of switching elements (10 to 13);
By comparing the voltage corresponding to the input voltage with a first reference voltage that is a switching reference for stepping down or stepping up or down the input voltage, the input voltage is stepped down or the input voltage is stepped up or down. A compensation value switching unit (40) for outputting a switching signal (SEL) indicating whether to press,
A voltage controller (50) for generating an error amplifier output signal (Ve) that changes so that a voltage corresponding to the output voltage and a second reference voltage are equal;
A current sense signal (Vsens) crossing the error amplifier output signal (Ve) is generated based on a detection result of the current detection unit (30), and the current sense signal (Vsens) and the voltage control unit (50) A voltage control command summing unit (60) for outputting a comparison result with the error amplifier output signal (Ve) as a set signal;
The set signal of the voltage control command summing unit (60) is input, a PWM signal having a duty ratio according to the output timing of the comparison result included in the set signal is generated, and the input based on the PWM signal PWM command calculation unit (70) for switching the switching elements (10, 11) on the side,
The switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40) and the PWM signal of the PWM command calculation unit (70) are input, and the output side of the output side is based on the switching signal (SEL) and the PWM signal. A switching control unit (80) for switching the switching elements (12, 13),
The voltage control command summing unit (60) receives the switching signal (SEL) from the compensation value switching unit (40), and at the timing of switching between step-down / step-up / step-down indicated by the switching signal (SEL), the error By shifting either one of the amplifier output signal (Ve) and the current sense signal (Vsens) relative to the other by the compensation value (Vos), the voltage control command summing unit (60). and a switching circuit section (62) that shifts the output timing of the comparison results contained in the set signal outputted from
The switching power supply device, wherein the compensation value (Vos) is set by the following equation .
Figure 0005648519
 Here, Vos is the compensation value (Vos), Vth is the first reference voltage, Vout is the output voltage, and ΔVsens is the amplitude of the current sense signal (Vsens). 入力側のスイッチング素子（１０、１１）と出力側のスイッチング素子（１２、１３）とをそれぞれスイッチングすると共に、当該スイッチングによって流れる電流をフィードバックする電流モード制御を行うことにより、入力電圧を昇圧または昇降圧させて所定の大きさの出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記複数のスイッチング素子（１０〜１３）のスイッチングによって流れる電流の大きさを検出する電流検出部（３０）と、
前記入力電圧に対応する電圧と、前記入力電圧を昇圧または昇降圧させる切り替えの基準となる第１基準電圧と、を比較することにより、前記入力電圧を昇圧するのか、または、前記入力電圧を昇降圧するのかを示す切替信号（ＳＥＬ）を出力する補償値切替部（４０）と、
前記出力電圧に対応する電圧と第２基準電圧とが等しくなるように変化する誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を生成する電圧制御部（５０）と、
前記電流検出部（３０）の検出結果に基づいて前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に交差する電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を生成し、当該電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と前記電圧制御部（５０）の前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）との比較結果をセット信号として出力する電圧制御指令合算部（６０）と、
前記電圧制御指令合算部（６０）の前記セット信号を入力し、このセット信号に含まれる前記比較結果の出力タイミングに従ったデューティー比のＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号に基づいて、前記出力側のスイッチング素子（１２、１３）をスイッチングするＰＷＭ指令算出部（７０）と、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）と前記ＰＷＭ指令算出部（７０）の前記ＰＷＭ信号とを入力し、前記切替信号（ＳＥＬ）および前記ＰＷＭ信号に基づいて前記入力側のスイッチング素子（１０、１１）をスイッチングする切替制御部（８０）と、を備えており、
前記電圧制御指令合算部（６０）は、前記補償値切替部（４０）から前記切替信号（ＳＥＬ）を入力し、前記切替信号（ＳＥＬ）が示す昇圧／昇降圧の切り替えのタイミングで、前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）とのうちのいずれか一方を他方に対して補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせることにより、前記電圧制御指令合算部（６０）から出力される前記セット信号に含まれる前記比較結果の出力タイミングをシフトさせる切替回路部（６２）を備えており、
前記補償値（Ｖｏｓ）は、下記式により設定されたものであることを特徴とするスイッチング電源装置。
Figure 0005648519
 但し、Ｖｏｓは前記補償値（Ｖｏｓ）であり、Ｖｔｈは前記第１基準電圧であり、Ｖｏｕｔは前記出力電圧であり、ΔＶｓｅｎｓは前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）の振幅である。 The input-side switching elements (10, 11) and the output-side switching elements (12, 13) are switched, and current mode control is performed to feed back the current flowing through the switching, thereby boosting or lowering the input voltage. A switching power supply device that converts the output voltage to a predetermined output voltage,
A current detection unit (30) for detecting a magnitude of a current flowing by switching of the plurality of switching elements (10 to 13);
The input voltage is boosted by comparing the voltage corresponding to the input voltage with a first reference voltage that is a switching reference for boosting or boosting the input voltage, or the input voltage is raised or lowered. A compensation value switching unit (40) for outputting a switching signal (SEL) indicating whether to press,
A voltage controller (50) for generating an error amplifier output signal (Ve) that changes so that a voltage corresponding to the output voltage and a second reference voltage are equal;
A current sense signal (Vsens) crossing the error amplifier output signal (Ve) is generated based on a detection result of the current detection unit (30), and the current sense signal (Vsens) and the voltage control unit (50) A voltage control command summing unit (60) for outputting a comparison result with the error amplifier output signal (Ve) as a set signal;
The set signal of the voltage control command summing unit (60) is input, a PWM signal having a duty ratio according to the output timing of the comparison result included in the set signal is generated, and the output based on the PWM signal PWM command calculation unit (70) for switching the switching elements (12, 13) on the side,
The switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40) and the PWM signal of the PWM command calculation unit (70) are input, and the input side is controlled based on the switching signal (SEL) and the PWM signal. A switching control unit (80) for switching the switching elements (10, 11),
The voltage control command summing unit (60) receives the switching signal (SEL) from the compensation value switching unit (40), and at the timing of switching between the step-up / step-down voltage indicated by the switching signal (SEL), the error By shifting either one of the amplifier output signal (Ve) and the current sense signal (Vsens) relative to the other by the compensation value (Vos), the voltage control command summing unit (60). and a switching circuit section (62) that shifts the output timing of the comparison results contained in the set signal outputted from
The switching power supply device, wherein the compensation value (Vos) is set by the following equation .
Figure 0005648519
 Here, Vos is the compensation value (Vos), Vth is the first reference voltage, Vout is the output voltage, and ΔVsens is the amplitude of the current sense signal (Vsens). 前記切替回路部（６２）は、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）に従って、前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせるか否かを切り替える切替部（６４）と、
前記切替部（６４）の切り替え結果を前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に加算することにより、前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に対して前記補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる加算回路部（６５）と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。 The switching circuit section (62)
A switching unit (64) for switching whether to shift by the compensation value (Vos) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40);
By adding the switching result of the switching unit (64) to the current sense signal (Vsens), the current sense signal (Vsens) is equivalent to the error amplifier output signal (Ve) by the compensation value (Vos). The switching power supply unit according to claim 1, further comprising an addition circuit unit (65) for relatively shifting. 前記切替回路部（６２）は、
前記補償値（Ｖｏｓ）を前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に加算することにより、前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせる加算回路部（６５）と、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）に従って、前記加算回路部（６５）によって前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせた前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と、前記加算回路部（６５）によって前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせていない前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）と、を切り替えることにより、前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）を前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に対して前記補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる切替部（６４）と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。 The switching circuit section (62)
An adding circuit unit (65) for shifting the current sense signal (Vsens) by the compensation value (Vos) by adding the compensation value (Vos) to the current sense signal (Vsens);
In accordance with the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40), the current sensing signal (Vsens) shifted by the compensation value (Vos) by the adding circuit unit (65), and the adding circuit unit ( 65), by switching the current sense signal (Vsens) not shifted by the compensation value (Vos) by the compensation value (Vos), the current sense signal (Vsens) is compensated for the error amplifier output signal (Ve). The switching power supply device according to claim 1, further comprising a switching unit (64) that relatively shifts by a value (Vos). 前記切替回路部（６２）は、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）に従って、前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせるか否かを切り替える切替部（６４）と、
前記切替部（６４）の切り替え結果を前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に加算することにより、前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に対して前記補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる加算回路部（６５）と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。 The switching circuit section (62)
A switching unit (64) for switching whether to shift by the compensation value (Vos) according to the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40);
By adding the switching result of the switching unit (64) to the error amplifier output signal (Ve), the error amplifier output signal (Ve) is equal to the current sense signal (Vsens) by the compensation value (Vos). The switching power supply unit according to claim 1, further comprising: an addition circuit unit (65) that relatively shifts only. 前記切替回路部（６２）は、
前記補償値（Ｖｏｓ）を前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）に加算することにより、前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせる加算回路部（６５）と、
前記補償値切替部（４０）の前記切替信号（ＳＥＬ）に従って、前記加算回路部（６５）によって前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせた前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と、前記加算回路部（６５）によって前記補償値（Ｖｏｓ）分だけシフトさせていない前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）と、を切り替えることにより、前記誤差増幅器出力信号（Ｖｅ）を前記電流センス信号（Ｖｓｅｎｓ）に対して前記補償値（Ｖｏｓ）分だけ相対的にシフトさせる切替部（６４）と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。 The switching circuit section (62)
An adding circuit unit (65) for shifting the error amplifier output signal (Ve) by the compensation value (Vos) by adding the compensation value (Vos) to the error amplifier output signal (Ve);
In accordance with the switching signal (SEL) of the compensation value switching unit (40), the error amplifier output signal (Ve) shifted by the compensation value (Vos) by the adding circuit unit (65), and the adding circuit unit By switching the error amplifier output signal (Ve) not shifted by the compensation value (Vos) by (65), the error amplifier output signal (Ve) is changed with respect to the current sense signal (Vsens). The switching power supply unit according to claim 1, further comprising a switching unit (64) that relatively shifts by the compensation value (Vos).
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