JP6071205B2

JP6071205B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ

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Publication number: JP6071205B2
Application number: JP2012021269A
Authority: JP
Inventors: 和樹笹尾; 一明三井
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Filing date: 2012-02-02
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Description

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。

パーソナルコンピュータやゲーム専用機などの電子機器において、電池、あるいはインバータから供給される直流電圧を負荷に最適なレベルに降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ（スイッチングレギュレータ）が利用される。

図１（ａ）は、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す回路図である。図１（ａ）のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｒは、単相のＤＣ／ＤＣコンバータであり、図１（ｂ）のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｓは、多相のＤＣ／ＤＣコンバータである。

図１（ａ）の単相のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｒは、単一のスイッチング回路１０２、単一のインダクタＬ１を備える。スイッチング回路１０２は、スイッチングトランジスタＭ１および同期整流トランジスタＭ２を含む。コントロールＩＣ（Integrated Circuit）１００ｒは、出力電圧Ｖ_ＯＵＴに応じたフィードバック信号Ｖ_ＦＢにもとづき、出力電圧Ｖ_ＯＵＴが目標レベルに近づくようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて、スイッチングトランジスタＭ１と同期整流トランジスタＭ２のゲート信号Ｕ１、Ｌ１を生成し、それらを相補的にスイッチングする。

図１（ｂ）の多相のＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｓは、複数（ここでは２個）のスイッチング回路１０２＿１、１０２＿２、複数のインダクタＬ１＿１、Ｌ１＿２を備える。コントロールＩＣ１００ｓは、スイッチング回路１０２＿１、１０２＿２を異なる位相、たとえば１８０度の位相差でスイッチングする。

一般的に、単相のＤＣ／ＤＣコンバータは、多相のＤＣ／ＤＣコンバータに比べて部品点数が少ないため、実装面積が小さく、コストを安い。一方、多相のＤＣ／ＤＣコンバータは、効率、出力電圧のリップル、負荷応答特性の観点で単相ＤＣ／ＤＣコンバータに勝るが、相数が多くなるにしたがい部品点数が多くなるため、実装面積が増加し、コストも高くなる。

ＤＣ／ＤＣコンバータを搭載するセットの設計者は、これらのトレードオフを考慮して、ＤＣ／ＤＣコンバータの相数を選択し、回路設計を行う。ここで従来において、単相ＤＣ／ＤＣコンバータ用のコントロールＩＣと、多相ＤＣ／ＤＣコンバータ用のそれとは、異なる製品として市販されており、製品ごとに回路面積は異なり、またピン配置も異なる場合が多い。

セットの設計段階において、設計者は想定される負荷特性、入力電圧範囲等の設計条件を考慮して、その時点で最適な相数を選択し、それに対応したコントロールＩＣに適合するように、プリント基板の設計や、部品レイアウトを行う。
しかしながら設計段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータの負荷の特性が変更になったり、入力電圧範囲が変更することはしばしば発生する。この場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの相数を変更することを余儀なくされると、コントロールＩＣの再選定する必要があり、また変更後のコントロールＩＣにあわせてプリント基板を再設計する必要があり、開発時間が長く、開発コストが高くなる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、さまざまな設計条件に柔軟に対応可能なＤＣ／ＤＣコンバータの提供にある。

本発明のある態様は、ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流入力電圧が供給される入力ラインと、負荷が接続される出力ラインと、出力ラインに接続される出力キャパシタと、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のスイッチング回路と、出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、パルス信号を受け、Ｎ個のスイッチング回路に対応するＮ個の経路に分配する分配回路と、Ｎ個のドライバ回路と、を備える。
Ｎ個のスイッチング回路はそれぞれ、入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む。Ｎ個のドライバ回路はそれぞれ、スイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応するスイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタをスイッチングする。分配回路は、少なくとも、（１）分配されたＮ個のパルス信号が同相となる同相モードと、（２）分配されたＮ個のパルス信号の位相差が、３６０／Ｎ度となる多相モードと、が切りかえ可能に構成される。（１）ＤＣ／ＤＣコンバータには、同相モードにおいて、その一端がＮ個のスイッチング回路それぞれのスイッチングノードに接続され、その他端が出力ラインと接続される単一のインダクタが設けられる。（２）ＤＣ／ＤＣコンバータには、多相モードにおいて、それぞれがスイッチング回路ごとに設けられ、それぞれの一端が対応するスイッチング回路のスイッチングノードと接続され、それぞれの他端が出力ラインと接続される、Ｎ個のインダクタが設けられる。

本発明の別の態様も、ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流入力電圧が供給される入力ラインと、負荷が接続される出力ラインと、出力ラインに接続される出力キャパシタと、２^Ｍ個（Ｍは自然数）のスイッチング回路と、出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、パルス信号を受け、２^Ｍ個のスイッチング回路に対応する２^Ｍ個の経路に分配する分配回路と、２^Ｍ個のドライバ回路と、を備える。２^Ｍ個のスイッチング回路はそれぞれ、入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む。２^Ｍ個のドライバ回路は、それぞれがスイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応するスイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタをスイッチングする。
分配回路は、第１モードから第（Ｍ＋１）モードで切りかえ可能に構成される。第ｉモード（１≦ｉ≦Ｍ＋１）において、２^Ｍ個のスイッチング回路は２^{（ｉ−１）}個のグループに分けられる。分配回路は、同じグループに属する２^Ｍ／２^{（ｉ−１）}個のスイッチング回路に対して同相のパルス信号を分配する。ｊ番目（１≦ｊ≦２^{（ｉ−１）}）のグループに分配されるパルス信号とｊ＋１番目のグループに分配されるパルス信号の位相差は、３６０／２^{（ｉ−１）}度である。ＤＣ／ＤＣコンバータには、第ｉモードにおいて、２^{（ｉ−１）}個のインダクタが設けられ、ｊ番目のインダクタの一端は、ｊ番目のグループに属する２^Ｍ／２^{（ｉ−１）}個のスイッチング回路のスイッチングノードと接続され、ｊ番目のインダクタの他端は出力ラインと接続される。

本発明の別の態様もまた、ＤＣ／ＤＣコンバータである。このＤＣ／ＤＣコンバータは、直流入力電圧が供給される入力ラインと、負荷が接続される出力ラインと、出力ラインに接続される出力キャパシタと、４個のスイッチング回路と、出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス信号を受け、４個のスイッチング回路に対応する４個の経路に分配する分配回路と、パルス変調器と、４個のドライバ回路と、を備える。４個のスイッチング回路はそれぞれ、入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む。４個のドライバ回路はそれぞれ、スイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応するスイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタをスイッチングする。分配回路は、（１）分配された第１、第２、第３、第４パルス信号が同相となる第１モードと、（２）分配された第１、第２パルス信号が同相であり、第３、第４パルス信号が同相かつ第１、第２パルス信号との位相差が１８０度である第２モードと、（３）分配された第１、第２、第３、第４パルス信号の位相差が９０度である第３モードと、が切りかえ可能に構成される。本ＤＣ／ＤＣコンバータには、（１）第１モードにおいて、その一端が第１から第４スイッチング回路それぞれのスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第１インダクタが設けられる。またＤＣ／ＤＣコンバータには、（２）第２モードにおいて、その一端が第１、第２スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第１インダクタと、その一端が第３、第４スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第２インダクタと、が設けられる。またＤＣ／ＤＣコンバータには、（３）第３モードにおいて、その一端が第１スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第１インダクタと、その一端が第２スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第２インダクタと、その一端が第３スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第３インダクタと、その一端が第４スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が出力ラインと接続された第４インダクタと、が設けられる。

これらの態様によると、パルス変調器と複数のドライバの間に分配回路を設け、分配回路をいくつかのモードを切りかえ可能に構成することにより、回路設計を大幅に変更することなく、さまざまな設計条件に柔軟に対応することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータを、さまざまな設計条件に柔軟に対応させることができる。

図１（ａ）は、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す回路図である。実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、Ｎ＝４の場合の第１〜第３モードにおける出力回路の構成を示す回路図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す各モードのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を示す波形図である。第１の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。第２の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図２は、実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１０の構成を示す回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、入力ラインＬ_ＩＮの電圧Ｖ_ＩＮを降圧し、所定のレベルに安定化し、出力ラインＬ_ＯＵＴに接続される負荷（不図示）に出力電圧Ｖ_ＯＵＴを供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、コントロールＩＣ１００と、出力回路１２０と、を備える。コントロールＩＣ１００は、１つの半導体基板に一体集積化された機能ＩＣである。

コントロールＩＣ１００は、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）個のスイッチング回路１０２＿１〜１０２＿Ｎ、パルス変調器１０４、分配回路１０６、Ｎ個のドライバ回路１１０＿１〜１１０＿Ｎ、ロジック部１１２を備える。

コントロールＩＣ１００は、その入出力（Ｉ／Ｏ）ピンおよび制御ピンとして、入力端子ＩＮ、Ｎ個のスイッチング端子（スイッチングノードともいう）ＳＷ１〜ＳＷＮ、フィードバック端子ＦＢ、モード制御端子ＭＯＤＥを備える。入力端子ＩＮは、入力電圧Ｖ_ＩＮが印加される入力ラインＬ_ＩＮと接続される。Ｎ個のスイッチング端子ＳＷ１〜ＳＷＮは、後述する出力回路１２０のインダクタと接続される。出力ラインＬ_ＯＵＴに生ずる出力電圧Ｖ_ＯＵＴは抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧され、出力電圧Ｖ_ＯＵＴに応じたフィードバック電圧Ｖ_ＦＢがフィードバック端子ＦＢに入力される。後述するように、コントロールＩＣ１００は複数のモードが切りかえ可能となっており、モード制御端子ＭＯＤＥには、モードを指示する制御信号が入力される。

ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）番目のスイッチング回路１０２＿ｉは、入力ラインＬ_ＩＮとスイッチング端子ＳＷｉの間に設けられたスイッチングトランジスタＭ１＿ｉと、スイッチング端子ＳＷｉと接地ラインＬ_ＧＮＤの間に設けられた同期整流トランジスタＭ２＿ｉと、を含む。

パルス変調器１０４は、直流出力電圧Ｖ_ＯＵＴに応じたフィードバック電圧Ｖ_ＦＢが所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号Ｓ_ＰＷＭを生成する。パルス変調器１０４の構成は特に限定されず、電圧モード、ピーク電流モード、平均電流モードなど、さまざまな制御方式の変調器を採用しうる。

分配回路１０６は、パルス信号Ｓ_ＰＷＭを受け、Ｎ個のスイッチング回路１０２＿１〜１０２＿Ｎに対応するＮ個の経路１０８＿１〜１０８＿Ｎに分配する。

Ｎ個のドライバ回路１１０＿１〜１１０＿Ｎは、それぞれがスイッチング回路１０２ごとに設けられる。ｉ番目のドライバ回路１１０＿ｉは、対応するスイッチング回路１０２＿ｉに対して分配されたパルス信号Ｓ_ＰＷＭｉに応じて、対応するスイッチングトランジスタＭ１＿ｉおよび同期整流トランジスタＭ２＿ｉをスイッチングする。

ロジック部１１２は、モード制御信号ＭＯＤＥを受け、それに応じて分配回路１０６のモードを設定する。

好ましくはＮ＝２^Ｍである。このとき分配回路１０６は、第１モードから第（Ｍ＋１）モードで切りかえ可能に構成される。
第ｉモード（１≦ｉ≦Ｍ＋１）において、２^Ｍ個のスイッチング回路は２^{（ｉ−１）}個のグループに分けられる。分配回路１０６は、同じグループに属する２^Ｍ／２^{（ｉ−１）}＝２^{（Ｍ−ｉ＋１）}個のスイッチング回路１０２に対して同相のパルス信号を分配する。
またｊ番目（１≦ｊ≦２^{（ｉ−１）}）のグループに分配されるパルス信号とｊ＋１番目のグループに分配されるパルス信号の位相差は、３６０／２^{（ｉ−１）}度である。

分配回路１０６のパルス信号の分配について、Ｍ＝２、Ｎ＝４の場合について具体的に説明する。この場合、Ｍ＋１個のモード、すなわち第１モードから第３モードが切りかえ可能となる。
（１）第１モードでは、４個のスイッチング回路１０２＿１〜１０２＿４は１個のグループに分けられる。４個のドライバ回路１１０それぞれに対して分配される第１、第２、第３、第４パルス信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭ４がすべて同相となる。

（２）第２モードでは、スイッチング回路１０２＿１〜１０２＿４は、２個のグループに分けられる。同じグループに属する２個のスイッチング回路１０２＿１、１０２＿２に対して分配される第１、第２パルス信号Ｓ_ＰＷＭ１、Ｓ_ＰＷＭ２は同相であり、別のグループに属する２個のスイッチング回路１０２＿３、１０２＿４に対して分配される第３、第４パルス信号Ｓ_ＰＷＭ３、Ｓ_ＰＷＭ４は同相である。第３、第４パルス信号Ｓ_ＰＷＭ３、Ｓ_ＰＷＭ４と、第１、第２パルス信号Ｓ_ＰＷＭ１、Ｓ_ＰＷＭ２との位相差は、１８０度となる。

（３）第３モードでは、スイッチング回路１０２＿１〜１０２＿４は、４個のグループに分けられる。この場合、分配された第１、第２、第３、第４パルス信号ＳＰ_ＷＭ１、Ｓ_ＰＷＭ２、Ｓ_ＰＷＭ３、Ｓ_ＰＷＭ４の位相差は９０度である。

以上がコントロールＩＣ１００の構成である。続いて出力回路１２０について説明する。出力回路１２０の構成は、コントロールＩＣ１００に設定するモードに応じて変更される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０には、第ｉモードにおいて、２^{（ｉ−１）}個のインダクタＬ１が設けられる。つまり、上述のグループごとにインダクタＬ１が設けられる。

ｊ（１≦ｊ≦２^ｉ−１）番目のインダクタＬ１＿ｊの一端は、ｊ番目のグループに属する２^{（Ｍ−ｉ＋１）}個のスイッチング回路１０２のスイッチングノードＳＷと接続される。ｊ番目のインダクタＬ１＿ｊの他端は出力ラインＬ_ＯＵＴと接続される。図２には、第１モードにおける出力回路１２０の構成が示される。図３（ａ）〜（ｃ）は、Ｎ＝４の場合の第１〜第３モードにおける出力回路１２０の構成を示す回路図である。

以上がＤＣ／ＤＣコンバータ１０の構成である。続いてその動作を説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す各モードのＤＣ／ＤＣコンバータ１０の動作を示す波形図である。第１モードでは図４（ａ）に示すように、すべてのスイッチング端子ＳＷ１〜ＳＷ４の電圧が同相でスイッチングする。第２モードでは図４（ｂ）に示すように、スイッチング端子ＳＷ１、ＳＷ２の電圧が同相、スイッチング端子ＳＷ３、ＳＷ４の電圧が同相となり、それらの位相差は１８０度である。第３モードでは図４（ｃ）に示すように、スイッチング端子ＳＷ１〜ＳＷ４の電圧の位相差は９０度となる。

第１、第２、第３モードの順に、部品点数は増加していくが、それと引き換えに、出力電圧のリップルが小さくなり、負荷に対する応答性（ロードレギュレーション）が高まる。

実施の形態に係るコントロールＩＣ１００を用いることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を搭載するセットの設計者は以下の利益を享受できる。
設計段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の負荷の特性、あるいは入力電圧Ｖ_ＩＮの電圧範囲、許容される出力電圧Ｖ_ＯＵＴのリップル幅、あるいは許容される長期的な変動量などの設計条件が変更される場合がある。

たとえば、設計の初期段階においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の後段にリニアレギュレータを配置し、リニアレギュレータによってＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを安定化して、負荷に電源電圧を供給することを想定したとする。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴには比較的大きな変動が許容される。したがって、セットの設計者は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０自体の性能よりも、コストを優先し、単相のＤＣ／ＤＣコンバータを採用するであろう。

ところが、その後の設計変更により、リニアレギュレータを設けずに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを直接負荷に供給することになったとする。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴの変動量は小さくなければならず、多相のＤＣ／ＤＣコンバータを採用する必要がある。

かかる状況において、従来では、設計変更に対応するために、別のコントロールＩＣ１００を選定し、プリント基板などを再設計する必要があった。これに対して実施の形態に係るコントロールＩＣ１００を用いれば、コントロールＩＣ１００に対して与える制御信号ＭＯＤＥを切りかえ、出力回路１２０のトポロジーを変更することにより、コントロールＩＣ１００を変更せず、またプリント基板を再設計することなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の特性を、変更後の設計条件に適合させることができる。

あるいは、ひとつのセットに、複数のＤＣ／ＤＣコンバータが搭載される場合がある。この場合、各ＤＣ／ＤＣコンバータには、その用途に応じて異なる特性が要求される。かかる状況において、従来では、ＤＣ／ＤＣコンバータごとに最適なコントロールＩＣを選定する必要があった。これに対して実施の形態に係るコントロールＩＣ１００を用いれば、すべてのＤＣ／ＤＣコンバータのコントロールＩＣに同じ部品を選定できる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（第１の変形例）
図５は、第１の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１０ａの構成を示す回路図である。実施の形態では、コントロールＩＣ１００に、複数のスイッチング回路１０２が内蔵されるたが、この変形例では、スイッチング回路１０２はコントロールＩＣ１００の外部に外付けされる。つまりコントロールＩＣ１００ａは、複数のスイッチングトランジスタＭ１＿１〜Ｍ１＿Ｎ、複数の同期整流トランジスタＭ２＿１〜Ｍ２＿Ｎに対するスイッチング信号を出力するよう構成される。

（第２の変形例）
図６は、第２の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１０ｂの構成を示す回路図である。この変形例では、複数のスイッチング回路１０２と、複数のドライバ回路１１０が、コントロールＩＣ１００の外部に設けられる。つまりコントロールＩＣ１００ｂは、分配回路１０６によって分配された複数のパルス信号Ｓ_ＰＷＭ１〜ＳＰ_ＷＭＮを出力するよう構成される。

（第３の変形例）
実施の形態では、すべてのモードでパルス信号Ｓ_ＰＷＭの周波数が同一である場合を説明したが、モードごとにパルス信号Ｓ_ＰＷＭの周波数は異なっていてもよい。

（第４の変形例）
実施の形態では、Ｎ＝２^Ｍである場合に、Ｍ＋１個のモードが切りかえ可能である場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。分配回路１０６は、少なくとも、
（１）分配されたＮ個のパルス信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭＮが同相となる同相モード（第１モード）と、
（２）分配されたＮ個のパルス信号Ｓ_ＰＷＭ１〜Ｓ_ＰＷＭＮの位相差が、３６０／Ｎ度となる多相モード（第Ｍ＋１モード）と、
が切りかえ可能に構成されていればよい。

（第５の変形例）
実施の形態では、モード制御端子ＭＯＤＥに対して、モードを指示する制御信号が入力される場合を説明したが、モードの指定方法はそれには限定されない。たとえばモード設定用の複数のピン（端子）を設け、各ピンの電気的状態（たとえばオープン、ショート、あるいはハイレベルにプルアップ）にもとづいて、モードを設定するようにしてもよい。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１００…コントロールＩＣ、１０２…スイッチング回路、１０４…パルス変調器、１０６…分配回路、１０８…経路、１１０…ドライバ回路、１１２…ロジック部、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、Ｍ２…同期整流トランジスタ、Ｃ１…出力キャパシタ、Ｌ１…インダクタ、１２０…出力回路。

Claims

直流入力電圧が供給される入力ラインと、
負荷が接続される出力ラインと、
前記出力ラインに接続される出力キャパシタと、
それぞれが、前記入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、前記スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のスイッチング回路と、
前記出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号を受け、前記Ｎ個のスイッチング回路に対応するＮ個の経路に分配する分配回路と、
それぞれが前記スイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応する前記スイッチングトランジスタおよび前記同期整流トランジスタをスイッチングする、Ｎ個のドライバ回路と、
を備え、
前記分配回路は、少なくとも、
（１）分配されたＮ個のパルス信号が同相となる同相モードと、
（２）分配されたＮ個のパルス信号の位相差が、３６０／Ｎ度となる多相モードと、
が切りかえ可能に構成され、
（i）本ＤＣ／ＤＣコンバータが単一のインダクタを備え、前記単一のインダクタの一端が前記Ｎ個のスイッチング回路それぞれの前記スイッチングノードに接続され、その他端が前記出力ラインと接続される構成において、前記分配回路は前記同相モードに設定され、
（ii）本ＤＣ／ＤＣコンバータが前記Ｎ個のスイッチングに対応するＮ個のインダクタを備え、各インダクタの一端が対応するスイッチング回路の前記スイッチングノードと接続され、各インダクタの他端が前記出力ラインと接続される構成において、前記分配回路は前記多相モードに設定されることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
直流入力電圧が供給される入力ラインと、
負荷が接続される出力ラインと、
前記出力ラインに接続される出力キャパシタと、
それぞれが、前記入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、前記スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む、２^Ｍ（Ｍは２以上の自然数）個のスイッチング回路と、
前記出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号を受け、前記２^Ｍ個のスイッチング回路に対応する２^Ｍ個の経路に分配する分配回路と、
それぞれが前記スイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応する前記スイッチングトランジスタおよび前記同期整流トランジスタをスイッチングする、２^Ｍ個のドライバ回路と、
を備え、
前記分配回路は、第１モードから第（Ｍ＋１）モードで切りかえ可能に構成され、
第ｉモード（１≦ｉ≦Ｍ＋１）において、２^Ｍ個のスイッチング回路は２^{（ｉ−１）}個のグループに分けられ、前記分配回路は、同じグループに属する２^Ｍ／２^{（ｉ−１）}個のスイッチング回路に対して同相のパルス信号を分配し、
かつｊ番目（１≦ｊ≦２^{（ｉ−１）}）のグループに分配されるパルス信号とｊ＋１番目のグループに分配されるパルス信号の位相差は、３６０／２^{（ｉ−１）}度であり、
本ＤＣ／ＤＣコンバータが２^{（Ｋ−１）}個（１≦Ｋ≦Ｍ＋１）のインダクタを備え、Ｌ番目（１≦Ｌ≦２^{（Ｋ−１）}）のインダクタの一端は、Ｌ番目のグループに属する２^Ｍ／２^{（Ｋ−１）}個のスイッチング回路のスイッチングノードと接続され、Ｌ番目のインダクタの他端は出力ラインと接続される構成において、前記分配回路は第Ｋモードに設定されることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
直流入力電圧が供給される入力ラインと、
負荷が接続される出力ラインと、
前記出力ラインに接続される出力キャパシタと、
それぞれが、前記入力ラインとスイッチングノードの間に設けられたスイッチングトランジスタと、前記スイッチングノードと接地ラインの間に設けられた同期整流トランジスタと、を含む、４個のスイッチング回路と、
前記出力ラインに生ずる直流出力電圧が所定の目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号を受け、前記４個のスイッチング回路に対応する４個の経路に分配する分配回路と、
それぞれが前記スイッチング回路ごとに設けられ、対応するスイッチング回路に対して分配されたパルス信号に応じて、対応する前記スイッチングトランジスタおよび前記同期整流トランジスタをスイッチングする、４個のドライバ回路と、
を備え、
前記分配回路は、
（１）分配された第１、第２、第３、第４パルス信号が同相となる第１モードと、
（２）分配された第１、第２パルス信号が同相であり、第３、第４パルス信号が同相かつ前記第１、第２パルス信号との位相差が１８０度である第２モードと、
（３）分配された第１、第２、第３、第４パルス信号の位相差が９０度である第３モードと、
が切りかえ可能に構成され、
本ＤＣ／ＤＣコンバータには、
（１）前記第１モードにおいて、その一端が第１から第４スイッチング回路それぞれのスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第１インダクタが設けられ、
（２）前記第２モードにおいて、その一端が第１、第２スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第１インダクタと、その一端が第３、第４スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第２インダクタと、が設けられ、
（３）前記第３モードにおいて、その一端が第１スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第１インダクタと、その一端が第２スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第２インダクタと、その一端が第３スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第３インダクタと、その一端が第４スイッチング回路のスイッチングノードと接続され、その他端が前記出力ラインと接続された第４インダクタと、が設けられることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
モードを指示する制御信号が入力される制御ピンをさらに備え、
前記分配回路は、前記制御信号に応じて、パルス信号を分配することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。