JP5926927B2 - スイッチングレギュレータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係るスイッチングレギュレータ(昇降圧スイッチングレギュレータ)1の構成図である。本図に示すようにスイッチングレギュレータ1は、レギュレータ用IC10、各スイッチング素子(SW1、SW2)、コイル(インダクタ)L1、各ダイオード(D1、D2)、各コンデンサ(C1〜C5)、各抵抗(R1、R2)、電源入力端子Vin、および電圧出力端子Voutなどを有している。
次に、スイッチングレギュレータ1の基本動作について説明する。スイッチングレギュレータ1の動作形態は、基本的に、出力電圧VOが目標電圧より小さいときには昇圧動作が行われる昇圧モードとなり、逆に目標電圧より大きい場合には降圧動作が行われる降圧モードとなる。
次に、スイッチングレギュレータ1において行われる過電流保護動作について、より詳細に説明する。
Ts=ILS×L/Vf ・・・(1)
以上に説明した通り、スイッチングレギュレータ1は、一端に直流電源VCCの電圧が入力され、他端が電圧出力端子Voutに接続されたコイルL1と、コイルL1の当該他端に一端が接続され、他端が接地点に接続され、両端間を導通させるオンの状態と導通させないオフの状態が切替わるスイッチング素子SW1と、電圧出力端子Voutに一端が接続され、他端が接地点に接続されたコンデンサC3と、を備えている。そしてスイッチングレギュレータ1は、スイッチング素子SW1のスイッチング動作により、コイルL1に磁気エネルギーの蓄積と放出を行わせ、直流電源VCCを昇圧させて電圧出力端子Voutから出力する。
10 レギュレータ用IC
21 内部電源生成回路
22 バンドギャップ電圧生成回路
23 低電圧誤動作防止回路
24 サーマルシャットダウン回路
31 発振回路
32 スロープ回路
33 ソフトスタート回路
34 誤差増幅器
35 オペアンプ
36、37 比較器
38a、38b 抵抗
41 ショート回路保護用比較器
42 過電圧保護用比較器
51 制御回路
52 過電流検出回路
53 ドライバ
54 VL電圧生成回路
55 ドライバ
C1〜C5 コンデンサ
D1、D2 ダイオード
L1 コイル(インダクタ)
SW1 スイッチング素子(第1スイッチング素子)
SW2 スイッチング素子(第2スイッチング素子)
R1、R2 抵抗
T1〜T13 端子
TGND 接地用端子
Vin 電源入力端子
Vout 電圧出力端子
Claims (8)
- 一端に入力電圧が入力され、他端が出力端子に接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端に一端が接続され、他端が接地点に接続され、両端間を導通させるオンの状態と導通させないオフの状態が切替わる、第1スイッチング素子と、
前記出力端子に一端が接続され、他端が接地点に接続されたコンデンサと、を備え、
第1スイッチング素子のスイッチング動作により、前記インダクタに磁気エネルギーの蓄積と放出を行わせ、前記入力電圧を昇圧させて前記出力端子から出力するスイッチングレギュレータであって、
前記スイッチング動作を停止させて第1スイッチング素子をオフに保持する、スイッチ停止動作を行う制御部と、
前記入力電圧が入力される入力端子に一端が接続され、他端が前記インダクタの一端に接続され、両端間を導通させるオンの状態と導通させないオフの状態が切替わる第2スイッチング素子と、
を備え、
前記制御部は、スイッチ停止動作を行う際、
前記スイッチング動作を停止させる時、第2スイッチング素子をオフとするとともに第1スイッチング素子をオンとし、第1スイッチング素子を所定の設定時間だけオンに維持した後にオフに保持することを特徴とするスイッチングレギュレータ。 - 前記制御部は、前記出力端子から出力される電流についての過電流が検出されたときに、スイッチ停止動作を行うことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングレギュレータ。
- 第2スイッチング素子をオンに維持し、第1スイッチング素子にスイッチング動作を行わせることにより、前記入力電圧を昇圧させて前記出力端子から出力する昇圧動作と、
第1スイッチング素子をオフに維持し、第2スイッチング素子にスイッチング動作を行わせることにより、前記入力電圧を降圧させて前記出力端子から出力する降圧動作と、
を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスイッチングレギュレータ。 - 第1スイッチング素子および第2スイッチング素子は、MOSトランジスタであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のスイッチングレギュレータ。
- 第2スイッチング素子を制御する制御信号の伝送ラインに設けられたドライバと、
前記ドライバの第1電源端子の電圧と第2電源端子の電圧との差を略一定に保つ、電圧調整回路と、
を備えたことを特徴とする請求項4に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記設定時間は、
前記コイルのインダクタンスの値L、前記スイッチング動作を停止させた時点で前記コイルを流れることとなる電流の値ILS、および、前記スイッチング動作を停止させた時点で前記コイルの前段側に生じることとなる電圧の値Vf、に基づいて設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のスイッチングレギュレータ。 - 前記設定時間は、ILS×L/Vfで求められる時間に設定されていることを特徴とする請求項6に記載のスイッチングレギュレータ。
- 車載用の電源装置に適用されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のスイッチングレギュレータ。
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