JP5879031B2 - Dc−dcコンバータの制御回路 - Google Patents
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Description
図1は本発明のDC−DCコンバータの制御回路の基本構成を表す回路図である。
図2は本発明に係るDC−DCコンバータの制御回路の第1実施形態である電流モード制御のDC−DCコンバータの制御回路を表す回路図である。
特に制限されないが、第2の入力端子(IN2)に接続される電源が例えば充電可能なバッテリーの様な二次電池である場合、第2の入力端子(IN2)と第2の出力端子(OUT2)との間に、第2の出力端子(OUT2)から第2の入力端子(IN2)の方向に電流が流れることを検知して第2の入力端子(IN2)に接続された電源を充電するような制御を行うチャージパスコントローラを備えることが可能である。
特に制限されないが、第1の入力端子(IN1)に接続される電源が出力端子に接続される負荷の状況や第2の入力端子(IN2)に接続される電源の状態によって、電力を供給されることがある回路構成の場合、第1の出力端子(OUT1)と第1の入力端子(IN1)の間に電力の流れをコントロールすることが可能なパワースイッチを備えることが可能である。
以下、図3乃至図6を参照し、各信号の値として具体的な数値を挙げて本実施形態の制御回路の動作を説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、上記の要件が満足されればよいことは勿論である。
図7は本発明に係るDC−DCコンバータの制御回路の電流モード制御で、図2の回路において第1の入力端子(IN1)に電圧(VIN1)を供給し続けている間に、第1及び第2の出力端子(OUT1、OUT2)に接続される負荷(LO1,LO2)が変化した場合の動作波形である。
図8は本発明に係るDC−DCコンバータの制御回路の第2実施形態である電流モード制御のDC−DCコンバータの制御回路を表す回路図である。
図9は本発明に係るDC−DCコンバータの制御回路の第3実施形態である電圧モード制御のDC−DCコンバータの制御回路を表す回路図である。
図10は本発明に係るDC−DCコンバータの制御回路の第4実施形態である電圧モード制御のDC−DCコンバータの制御回路を表す回路図である。
Claims (8)
- 第1及び第2の入力端子、第1及び第2の出力端子の間に接続され第1のスイッチングトランジスタと巻線からなる直列回路、並びに、スター接続を該直列回路と構成する第2のスイッチングトランジスタを備えるDC−DCコンバータの制御回路であって、
前記第1のスイッチングトランジスタは、前記スター接続の共通接続ノードと前記第1の出力端子との間に接続され、
前記巻線は、前記スター接続の共通接続ノードと前記第2の出力端子との間に接続され、
前記第2のスイッチングトランジスタは、前記スター接続の共通接続ノードと、基準電位であるグランドとの間に接続され、
前記第2の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第1の基準信号との誤差を増幅した第1の誤差増幅信号と、前記第1の入力端子から前記第1の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号または前記第2の入力端子から前記第2の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号と第2の基準信号との誤差を増幅した第2の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号に基づいて第1の制御信号を生成する第1の制御信号生成手段と、
前記第1の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第3の基準信号との誤差を増幅した第3の誤差増幅信号に基づいて第2の制御信号を生成する第2の制御信号生成手段と、
前記第1及び第2の制御信号に基づいて前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備え、
前記第1乃至第3の誤差増幅信号は電流に基づく信号であり、
前記第1の制御信号生成手段が、
第1及び第2のGm−C回路から夫々出力された前記第1及び第2の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号を出力する第1のクリップ回路と、
該誤差増幅信号が反転入力端子に入力され、前記巻線に流れる電流に対応した信号が非反転入力端子に入力される第1のコンパレータと、
第1のクロック信号がセット端子に入力され及び該コンパレータの出力及び第2のクロック信号がリセット端子に入力されて前記第1の制御信号を生成する第1のフリップフロップとを有し、並びに、
前記第2の制御信号生成手段が、
第3のGm−C回路から出力された前記第3の誤差増幅信号が非反転入力端子に入力され及び前記巻線に流れる電流に対応した前記信号が反転入力端子に入力される第2のコンパレータと、
前記第1のフリップフロップの出力がハイからローになったことを検出してパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
該パルス信号生成手段の出力がセット端子に入力され及び前記第2のコンパレータの出力がリセット端子に入力されて前記第2の制御信号を生成する第2のフリップフロップとを有することを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 第1及び第2の入力端子、第1及び第2の出力端子の間に接続され第1のスイッチングトランジスタと巻線からなる直列回路、並びに、スター接続を該直列回路と構成する第2のスイッチングトランジスタを備えるDC−DCコンバータの制御回路であって、
前記第1のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと前記第1の出力端子の間に接続され、
前記巻線はスター接続の共通接続ノードと前記第2の出力端子の間に接続され、
前記第2のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと基準電位であるグランドの間に接続され、
前記第2の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第1の基準信号との誤差を増幅した第1の誤差増幅信号と、前記第1の入力端子から前記第1の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号または前記第2の入力端子から前記第2の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号と第2の基準信号との誤差を増幅した第2の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号に基づいて第1の制御信号を生成する第1の制御信号生成手段と、
前記第1の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第3の基準信号との誤差を増幅した第3の誤差増幅信号に基づいて第2の制御信号を生成する第2の制御信号生成手段と、
前記第1及び第2の制御信号に基づいて前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備え、
前記第1乃至第3の誤差増幅信号は電流に基づく信号であり、
前記第1の制御信号生成手段が、
第1のGm−C回路から出力された前記第1の誤差増幅信号が反転入力端子に入力され及び前記巻線に流れる電流に対応した信号が非反転入力端子に入力される第1のコンパレータと、
第1のクロック信号がセット端子に入力され及び該コンパレータの出力及び第2のクロック信号がリセット端子に入力されて前記第1の制御信号を生成する第1のフリップフロップとを有し、並びに、
前記第2の制御信号生成手段が、
第2及び第3のGm−C回路から夫々出力された前記第2及び第3の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号を出力する第2のクリップ回路と、
該誤差増幅信号が非反転入力端子に入力され、前記巻線に流れる電流に対応した信号が反転入力端子に入力される第2のコンパレータと、
前記第1のフリップフロップの出力がハイからローになったことを検出してパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
セット端子に前記パルス信号生成手段の出力が入力され及び前記第2のコンパレータの出力がリセット端子に入力されて前記第2の制御信号を生成する第2のフリップフロップとを有することを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 第1及び第2の入力端子、第1及び第2の出力端子の間に接続され第1のスイッチングトランジスタと巻線からなる直列回路、並びに、スター接続を該直列回路と構成する第2のスイッチングトランジスタを備えるDC−DCコンバータの制御回路であって、
前記第1のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと前記第1の出力端子の間に接続され、
前記巻線はスター接続の共通接続ノードと前記第2の出力端子の間に接続され、
前記第2のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと基準電位であるグランドの間に接続され、
前記第2の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第1の基準信号との誤差を増幅した第1の誤差増幅信号と、前記第1の入力端子から前記第1の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号または前記第2の入力端子から前記第2の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号と第2の基準信号との誤差を増幅した第2の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号に基づいて第1の制御信号を生成する第1の制御信号生成手段と、
前記第1の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第3の基準信号との誤差を増幅した第3の誤差増幅信号に基づいて第2の制御信号を生成する第2の制御信号生成手段と、
前記第1及び第2の制御信号に基づいて前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備え、
前記第1乃至第3の誤差増幅信号は電圧信号であり、
前記第1の制御信号生成手段が、
第1及び第2の誤差増幅回路から夫々出力された前記第1及び第2の誤差増幅信号のうち小さいほうの誤差増幅信号を出力するクリップ回路と、
該誤差増幅信号が反転入力端子に入力され及び所定の周期の第1のランプ信号が非反転入力端子に入力されて前記第1の制御信号を生成する第1のPWMコンパレータとを有し、並びに、
前記第2の制御信号生成手段が、
第3の誤差増幅回路から出力された第3の誤差増幅信号が非反転入力端子に入力され及び前記第1のランプ信号と同期した第2のランプ信号が反転入力端子に入力されて前記第2の制御信号を生成する第2のPWMコンパレータを有することを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 第1及び第2の入力端子、第1及び第2の出力端子の間に接続され第1のスイッチングトランジスタと巻線からなる直列回路、並びに、スター接続を該直列回路と構成する第2のスイッチングトランジスタを備えるDC−DCコンバータの制御回路であって、
前記第1のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと前記第1の出力端子の間に接続され、
前記巻線はスター接続の共通接続ノードと前記第2の出力端子の間に接続され、
前記第2のスイッチングトランジスタはスター接続の共通接続ノードと基準電位であるグランドの間に接続され、
前記第2の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第1の基準信号との誤差を増幅した第1の誤差増幅電圧信号を電圧信号として出力する第1の誤差増幅回路と、
前記第1の入力端子から前記第1の出力端子に流れる電流に基づく電圧信号と第2の基準信号との誤差を増幅した第2の誤差増幅電圧信号を電圧信号として出力する第2の誤差増幅回路と、
前記第1の出力端子の電圧に基づく電圧信号と第3の基準信号との誤差を増幅した第3の誤差増幅電圧信号を電圧信号として出力する第3の誤差増幅回路と、
電圧信号である前記第1乃至第3の誤差増幅電圧信号のうち最も小さい値の誤差増幅電圧信号を出力するクリップ回路と、
該誤差増幅電圧信号が反転入力端子に入力され及び所定の周期のランプ信号が非反転入力端子に入力されて前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの駆動信号を生成するPWMコンパレータと、
前記PWMコンパレータの出力に基づいて、前記第1のスイッチングトランジスタと前記第2のスイッチングトランジスタとを相補的に制御するドライバ回路とを備えることを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 前記駆動信号生成手段が、前記第1及び第2の制御信号が入力されるアンド回路と、該アンド回路の出力が入力されて前記第1及び第2のスイッチングトランジスタを相補的に制御する前記駆動信号を出力するドライバ回路とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のDC−DCコンバータの制御回路。
- 前記第1及び第2のスイッチングトランジスタは夫々第1及び第2のダイオードを並列に有し、
前記駆動信号は、前記第1及び第2の制御信号の両方がハイの場合、前記第1のスイッチングトランジスタをオンし且つ前記第2のスイッチングトランジスタをオフし、及び、前記第1及び第2の制御信号の少なくとも一方がローの場合、前記第1のスイッチングトランジスタをオフし且つ前記第2のスイッチングトランジスタをオンすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のDC−DCコンバータの制御回路。 - 前記第1のスイッチングトランジスタは、オフされている期間は前記第1のダイオードを通じて前記スター接続の共通接続ノードから前記第1の出力端子に向かう方向にのみ電流を導通し、
一端を基準電位に結合された前記第2のスイッチングトランジスタは、オフされている期間は前記第2のダイオードを通じて該基準電位から前記共通接続ノードに向かう方向にのみ電流を導通し、
前記駆動信号は、前記第1及び第2の制御信号の両方がハイのとき前記第1のスイッチングトランジスタをオンし、及び、該両方がローのとき前記第2のスイッチングトランジスタをオンすることを特徴とする請求項6に記載のDC−DCコンバータの制御回路。 - 前記第1のスイッチングトランジスタは、オフされている期間は前記スター接続の共通接続ノードから前記第1の出力端子に向かう方向にのみ電流を導通し、
一端を基準電位に結合された前記第2のスイッチングトランジスタは、オフされている期間は該基準電位から前記共通接続ノードに向かう方向にのみ電流を導通することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のDC−DCコンバータの制御回路。
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