JP6367337B2 - 単一の制御ループを有するマルチ出力昇圧レギュレータ - Google Patents

単一の制御ループを有するマルチ出力昇圧レギュレータ Download PDF

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関連出願
[0001]本出願は、すべての目的のために、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、2013年9月11日に出願した米国出願第14/024,383号の優先権を主張する。
[0002]本明細書で別段に規定されていない限り、このセクションで説明する手法は、本出願の特許請求の範囲に対する従来技術ではなく、このセクションに包含することによって従来技術であるとは認められない。
[0003]現代の電子システムは、一般に、何らかの形態の電力変換を必要とする。ポータブル機器(たとえば、スマートフォン、ポータブルコンピュータなど)の流行は、電力を効率的に変換するための技術および要件を進展させてきた。スイッチングレギュレータと呼ばれる(しばしば単に「スイッチャ」と呼ばれる)DC−DCコンバータは、特にポータブル電子デバイスに使用するのに適しており、DC電力を逓昇(昇圧)するか、または逓降(降圧)するかのいずれかを行うことができる。
[0004]ポータブル電子デバイスに使用されるスイッチングレギュレータとしては、「昇降圧」スイッチングレギュレータと呼ばれる、あるクラスのスイッチングレギュレータがある。ポータブル電子デバイスに使用されるこの種の昇降圧スイッチャは、一般に、順方向の降圧モードと逆方向の昇圧モードとにおいて動作する。順方向の降圧モードでは、入力ポートでの電圧は、出力ポートでの調整された電圧を生成するために降圧される。逆方向の昇圧モードでは、出力ポートでの電圧は、入力ポートでの調整された電圧を生成するために昇圧される。
[0005]いくつかの実施形態では、スイッチングレギュレータ回路は、順方向の降圧モード動作に加えて逆方向の昇圧モード動作を提供する。逆方向の昇圧モードでは、本回路は、本回路の1つまたは複数の入力ポートでの調整された電圧を生成するために本回路の出力ポートにおける電圧(たとえば、VOUT)を変換する。本開示によれば、本回路は、入力ポートでの複数のパワーレール(power rail)を提供するための調整された電圧レベルで複数の入力ポートを駆動し得る。
[0006]いくつかの実施形態では、本回路は、少なくとも2つのハーフブリッジ回路を備え得る。逆方向の昇圧モード動作中に、ハーフブリッジ回路の両方は、本回路の入力ポートの各々での調整された出力電圧を生成するために、本回路の出力ポートでの提供された電圧レベルを昇圧するように切り替えられ得る。
[0007]以下の発明を実施するための形態および添付の図面は、本開示の性質と利点とのより良い理解を与える。
[0008]本開示によるスイッチングレギュレータのハイレベル回路図。 [0009]従来の降圧コンバータ回路を示す図。 従来の昇圧コンバータ回路を示す図。 [0010]追加の入力ポートを有する、本開示による一実施形態を示す図。 [0011]図3の代替実施形態を示す図。 [0012]図3の追加の代替実施形態を示す図。
[0013]以下の説明では、説明の目的で、本開示の完全な理解を与えるために多数の例および具体的な詳細を記載する。ただし、特許請求の範囲において表される本開示は、単独で、または以下で説明する他の特徴との組合せで、これらの例における特徴の一部またはすべてを含む場合があり、本明細書で説明する特徴と概念との変更形態と均等物とをさらに含む場合があることが当業者には明らかであろう。
[0014]図1は、本開示による昇降圧スイッチングレギュレータ(「回路」)100を示す。スイッチングレギュレータが順方向昇圧モードまたは逆方向昇圧モードで操作され得る、昇圧のみのスイッチングレギュレータ(図示せず)にも本明細書に記載する原理が組み込まれ得ることを補足することを当業者なら後述の説明から諒解されよう。
[0015]いくつかの実施形態では、図1に示す回路100は、いくつかの入力ポートを含み得る。一実施形態では、たとえば、入力ポートとしては、DC INおよびUSB INを含み得る。USB INポートは、USB準拠のデバイスへの接続のために提供され得る。DC INポートは、電源または何らかの他の外部デバイスへの接続のために提供され得る。
[0016]回路100は、ハーフブリッジ回路102および104を含み、各々が各ハーフブリッジ回路102、104間の中間点122でインダクタLに接続されている。一実施形態では、USB INポートはハーフブリッジ回路102に給電する場合があり、DC INポートはハーフブリッジ回路104に給電する場合がある。
[0017]システム出力VOUTは、中間点122から取得され得る。いくつかの実施形態では、回路100は、システム出力VOUTに接続されたキャパシタCoを含み得る。回路100は、システム出力VOUTを介してポータブル電子デバイス(図示せず)を備えるシステム電子機器に、入力ポートUSB INまたはDC INで供給された電力を提供するためにポータブル電子デバイスにおいて使用され得る。特定の使用事例では、システム電子機器は、バッテリーBATTによって給電される場合があり、バッテリーは回路100によって充電される。
[0018]ハーフブリッジ回路102は、ハイサイドスイッチQH1とローサイドスイッチQLとを備え得る。ハーフブリッジ回路104は、同様に、ハイサイドスイッチQH2とローサイドスイッチQLとを備え得る。たとえば、図1などに示す、いくつかの実施形態では、ハーフブリッジ回路102、104は、同じローサイドスイッチ、すなわちQLを共有し得る。他の実施形態では、ハーフブリッジ回路102、104は、それら自体のそれぞれのローサイドスイッチ(図示せず)を有し得る。いくつかの実施形態では、デバイスQL、QH1、およびQH2は、パワーFETである。
[0019]回路100は、ハーフブリッジ回路102を駆動するようにパルス幅変調されたゲート駆動信号124を生成するために、またはハーフブリッジ回路104を駆動するゲート駆動信号126を生成するために、操作され得るPWMスイッチング回路106を含み得る。特に、駆動信号124、126は、パワーFET、QL、QH1、およびQH2のゲートを駆動する。PWMスイッチング回路106は、駆動信号124、126のデューティサイクルを制御するために内部エラー信号を生成し得る。いくつかの実施形態では、DC INポートおよびUSB INポートでのシステム出力VOUTまたは入力電圧からフィードバック128が提供され得る。本開示によれば、PWMスイッチング回路106は、順方向の降圧モードで動作する際にフィードバック128としてシステム出力VOUTを選択するためのセレクタ回路を含む場合があり、逆方向の昇圧モードでは、セレクタ回路は、フィードバックとしてUSB INポートまたはDC INポートのいずれかにおける電圧を選択する場合がある。PWMスイッチング回路106は、内部エラー信号を生成するために、選択されたフィードバック128を基準電圧(たとえば、5V基準、図示せず)と比較し得る。いくつかの実施形態では、PWMスイッチング回路106は、選択すべきいくつかの基準電圧を含み得る。
[0020]本開示によれば、短絡スイッチQSは、ハイサイドスイッチQH1およびハイサイドスイッチQH2のゲートにまたがって接続され得る。いくつかの実施形態では、短絡スイッチQSは、非パワースイッチングFETであり得る。
[0021]コントローラ108は、たとえば、順方向の降圧モードまたは逆方向の昇圧モードで動作し、適切なフィードバック128を選択するために、PWMスイッチング回路106の動作を制御するための制御信号130を生成し得る。本開示によれば、コントローラ108は、オン状態またはオフ状態で短絡スイッチQSを動作させるための制御信号132を生成し得る。制御信号130および132は、コントローラ108に給電する制御入力に応じて生成され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、制御入力は、書き込まれ得る制御レジスタ(図示せず)内のビットであり得る。コントローラ108が、デジタル論理回路(たとえば、特定用途向けIC、すなわちASIC)、ファームウェア、デジタル論理とファームウェアとの組合せなどの使用を含む、いくつかの方法のうちのいずれかにおいて実装され得ることが諒解されよう。
[0022]ここで、順方向の降圧モード動作と逆方向の昇圧モード動作とが論じられる。回路100は、USB INまたはDCN INにおける入力電圧が比較的低い電圧レベルまで降圧されシステム出力VOUTにおける調整された電圧レベルとして提供される、「順方向の降圧」モードで動作し得る。
[0023]たとえば、DC INポートでの提供された入力電圧に対する降圧モード動作を考慮されたい。短絡スイッチQSはオフ(非導通)状態であり、PWMスイッチング回路106は、降圧レギュレータとして動作するようにハイサイドFET QH2およびローサイドFET QL(ハーフブリッジ104)を駆動する駆動信号126を生成するために操作される。一時的に図2Aを参照すると、図は、従来の降圧コンバータ構成を示す。図2Aの入力電圧VINは、DC INポートにおける電圧に相当する。駆動信号126は、QLがオフであるときにQH2がオンになるように、またはその逆になるようにパワーFET QH2およびQLを動作させる、パルス幅変調されたパルスを備え得る。ハイサイドFET QH2のオン/オフスイッチングが、図2Aに示す従来の降圧コンバータのスイッチング素子(SW)を構成することを当業者なら認識されよう。ローサイドFET QLは、デバイスのボディダイオード(図1、挿入図参照)により、オン状態ではダイオードを導通させる順方向として挙動し、オフ状態ではブロッキングダイオードとして動作するので、ダイオード素子(D)として機能する。システム出力VOUTは、図2AのVOUTに相当する。回路100は、同様に、USB INポートでの提供された入力電圧に対する降圧モード動作のために操作され得る。
[0024]回路100は、従来の「逆方向の昇圧」モードで動作し得、ここで、システム出力VOUTにおける電圧レベルが、昇圧されポートUSB INまたはDC INのうちの1つでのより高い調整された電圧レベルで提供される電圧として機能する。たとえば、オンザゴー(OTG)動作モードでは、バッテリーBATTは、USB INポートに接続された負荷(たとえば、サムドライブ)に電力を供給するための電源として機能し得る。
[0025]USB INポートに対する逆方向の昇圧モード動作を考慮されたい。回路100は、USB INポートでの調整された出力電圧を提供するためにシステム出力VOUTで(たとえば、バッテリーBATTから)提供された電圧を昇圧するように操作され得る。したがって、PWMスイッチング回路106は、昇圧レギュレータとして動作するようにハイサイドFET QH1およびローサイドFET QL(ハーフブリッジ102)を駆動する駆動信号124を生成するために操作され得る。一時的に図2Bを参照すると、図は、従来の昇圧コンバータ構成を示す。逆方向の昇圧モード動作では、システム出力VOUTで提供された(たとえば、バッテリーBATTからの)電圧は、図2Bに示す入力電圧VINに相当する。駆動信号126は、QLがオフであるときにQH1がオンになるように、またはその逆になるようにパワーFET QH1およびQLを動作させる、パルス幅変調されたパルスを備え得る。ローサイドFET QLが、図2Bに示す従来の昇圧コンバータのスイッチング素子(SW)を構成することを当業者なら諒解されよう。ハイサイドFET QH1は、デバイスのボディダイオード(図1、挿入図参照)により、オン状態ではダイオードを導通させる順方向として挙動し、オフ状態ではブロッキングダイオードとして動作するので、ダイオード素子(D)として機能する。PWMスイッチング回路106は、駆動信号124のデューティサイクルを調整するためにフィードバック128としてUSB INポートでの生成された出力電圧を使用し得る。逆方向の昇圧モード動作では、USB INポートでの生成される調整された出力電圧は、図2BのVOUTに相当する。
[0026]駆動信号126がDC INポートに対する逆方向の昇圧モード動作を提供するために同様に生成され得ることが諒解されよう。特に、ローサイドFET QLはスイッチング素子SWを構成し、ハイサイドFET QH2は、DC INポートでの調整された出力電圧を生成するための、図2Bに示すダイオード素子Dとして機能する。
[0027]逆方向の昇圧モード動作の上記の説明では、QS短絡スイッチは、オフ(非導通)状態であると仮定される。したがって、PWMスイッチング回路106が駆動信号124を生成するか、または駆動信号126を生成するかに応じて、USB INポートのみで、またはDC INポートのみで出力電圧が生成される。しかしながら、本開示によれば、回路100は、短絡スイッチQSがオン状態である、逆方向の昇圧モードで動作し得る。たとえば、いくつかの実施形態では、コントローラ108は、短絡スイッチQSをオンにするために制御信号132の電圧レベルをアサートし得る。
[0028]逆方向の昇圧モード中に短絡スイッチQSがオン(導通)状態であるとき、ハーフブリッジ102(または104)の一方を駆動することが他方のハーフブリッジ104(または102)も駆動することが諒解できよう。たとえば、PWMスイッチング回路106がQH1およびQL(ハーフブリッジ102)を駆動するための駆動信号124を生成する場合、QH2も、短絡スイッチQSによって提供される、QH1のゲートとQH2のゲートとの間の短絡によって駆動される。さらにQLがハーフブリッジ102および104に共通であるので、両方のハーフブリッジが駆動信号124によって駆動されるという結果になる。言い換えれば、逆方向の昇圧がUSB INポートとDC INポートの両方で起こり、調整された出力電圧がUSB INポートとDC INポートの両方で生成される。
[0029]同様に、QS短絡スイッチをオンにして、PWMスイッチング回路106がQH2およびQL(ハーフブリッジ104)を駆動するための駆動信号126を生成する場合、QH1も、短絡スイッチによって提供される、QH1のゲートとQH2のゲートとの間の短絡によって駆動される。さらにQLがハーフブリッジ102および104に共通であるので、両方のハーフブリッジが駆動信号126によって駆動され、その結果、調整された出力電圧がDC INポートとUSB INポートの両方で生成される。
[0030]コントローラ108は、回路100によって実行される逆方向の昇圧動作の特性を制御するために適切な制御信号130、132を生成し得る。たとえば、(たとえば、制御レジスタからの)制御入力は、入力ポートUSB INまたはDC INの指定された一方に調整された出力電圧を提供するために逆方向の昇圧動作のための回路100を構成するようにコントローラ108に通知し得る。したがって、制御信号132は、短絡スイッチQSをオフにするようにデアサートされ(de-asserted)、制御信号130は、指定された入力ポートに対応する駆動信号124または126を生成するようにPWMスイッチング回路106を制御するために生成される。
[0031]本開示によれば、制御入力は、両方の入力ポートUSB INおよびDC INに調整された出力電圧を提供するように、両方のポートでのコントローラ108イネーブル逆方向昇圧動作に通知し得る。したがって、制御信号132は、短絡スイッチQSをオンにするようにアサートされる。各ハーフブリッジのハイサイドFETのゲートが短絡スイッチQSによって互いに短絡されるので、PWMスイッチング回路106は、駆動信号124または駆動信号126のいずれかをアサートし得る。
[0032]本開示によれば、制御入力は、両方のポートでの逆方向の昇圧動作が可能になる際にどちらの入力ポートが「優先権」を有するかを指定し得る。優先ポートは、たとえば、PWMスイッチング回路106が駆動信号124または126を生成するために使用するフィードバック128として優先ポートの出力電圧を使用することによって出力電圧が調整されるポート(たとえば、USB INまたはDC IN)を指す。したがって、非優先ポートにおける出力電圧は、優先ポートの電圧に応じて調整される。特定の実装形態では、たとえば、PWMスイッチング回路106は、基準電圧と比較されるフィードバック128としてUSB INポートまたはDC INポートの電圧を選択するためのセレクタを含み得る。
[0033]本開示によれば、回路100の動作モードは、制御入力を変更することによって動的に変化し得る。たとえば、回路100がUSB INポートのみに逆方向の昇圧モードを提供するために動作している(すなわち、調整された出力電圧がUSB INポートのみに提供される)と仮定されたい。制御入力は、その後、たとえば、短絡スイッチQSをオンにするようにコントローラ108が制御信号132をアサートすることによって、USB INポートとDC INポートの両方での逆方向の昇圧を可能にするように回路100を構成するために変更され得る。さらに、制御入力は、適切なフィードバック128、すなわちUSB INの電圧またはDC INの電圧のいずれかを選択するために、コントローラ108に、PWMスイッチング回路106への適切な制御信号130を生成させるように優先ポートを特定し得る。
[0034]逆に、回路100がUSB INポートとDC INポートの両方に逆方向の昇圧モードを提供するために動作していると仮定されたい。制御入力は、その後、入力ポートの1つのみにおいて逆方向の昇圧を可能にするように回路100を構成するために変更され得る。それに応じて、コントローラ108は、短絡スイッチQSをオフにするために制御信号132をデアサートし、適切なフィードバック128を選択することを含めて、指定された入力ポートに対応するハーフブリッジのみを駆動する駆動信号(124または126)を生成するようにPWMスイッチング回路106を制御するために制御信号130をアサートし得る。
[0035]いくつかの実施形態では、回路100は、追加の入力ポートを含み得る。図3を参照すると、回路300は、追加の入力ポートDC IN1を含む。他の実施形態では、4つ以上の入力ポートを回路300に提供するために追加の入力ポートの数が容易にスケーリングされ得ることが諒解されよう。回路300は、DC IN1ポートと中間点122とに接続されたハーフブリッジ302を含み得る。短絡スイッチQS1およびQS2が、ハイFET QH1、QH2、およびQH3のゲートを短絡するために提供され得る。本開示に従って、調整された出力電圧を用いて3つすべての入力ポートを駆動するために、上記で説明したやり方で、QS1とQS2の両方の短絡スイッチをオンにするように制御信号132が使用され得る。
[0036]いくつかの実施形態では、入力ポートの対において逆方向の昇圧モード動作が可能になるように、追加の回路および/または制御部が提供され得る。図4を参照すると、たとえば、一実施形態では、コントローラ108は、逆方向の昇圧モード動作が可能になる入力ポートを指定するために制御信号432aおよび432bを提供し得る。たとえば、両方の制御信号432aおよび432bがアサートされる場合、逆方向の昇圧モードが、3つすべての入力ポートについて可能になる。制御信号432aのみがアサートされる場合、入力ポートUSB INおよびDC INでは逆方向の昇圧モードが可能になるが、DC IN1では可能にならない。制御信号432bのみがアサートされる場合、入力ポートDC INおよびDC IN1では逆方向の昇圧モードが可能になるが、USB INでは可能にならない。
[0037]図5を参照すると、いくつかの実施形態では、短絡スイッチQS1およびQS2は、短絡マトリクス502と交換され得る。短絡マトリクス502は、ハイサイド駆動信号線512、514、516のうちのいずれか2つ、またはこれらの線の3つすべてを互いに短絡するように構成され得るスイッチのアレイを備え得る。たとえば、線512および514は、USB INポートおよびDC INポートでの調整された出力電圧が生成され得るように互いに短絡される場合があり、線512および516は、USB INポートおよびDC IN1ポートでの調整された出力電圧が生成され得るように互いに短絡される場合がある、など。コントローラ108は、短絡マトリクス502を制御するために適切な制御信号504を生成し得る。
利点および技術的効果
[0038]従来技術のレギュレータを上回る、本開示によるスイッチングレギュレータの利点は、チップ実装面積およびチップコストの大幅な低減を含む。逆方向の昇圧モードで動作する従来技術の昇圧レギュレータの入力側に追加のパワーレールを提供することは、通常、パワーFETを使用する複数のスイッチを用いて入力ポートのうちの1つまたは複数から「タッピング(tapping)」を必要とする。パワーFETは、通常、スイッチングFETと比較して物理的に大きいデバイスであり、したがって、著しい追加のチップ実装面積を消費する。スイッチは、互いに絶縁され、分岐された入力ポートから絶縁される必要がある。追加の絶縁回路は、従来のレギュレータの設計の全体的な複雑性を増大させる。
[0039]それと比較すると、本開示によるスイッチングレギュレータ(たとえば、昇降圧レギュレータ100)は、上記で説明したように、既存のパワーFETを「再使用すること」によって追加の回路のコストを回避することができる。短絡スイッチQS(図1)などの小さいスイッチングFETとコントローラ108内の何らかの追加の制御論理とだけを加えることによって、逆方向の昇圧モードのための追加のパワーレールが、チップのサイズおよび複雑性の大幅な増大と製造コストの実質的な増大とを有することなく実現され得る。
[0040]上記の説明では、特定の実施形態の態様がどのように実装され得るかの例とともに、本開示の様々な実施形態を示した。上記の例は、上記実施形態のみであると見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲によって定義された特定の実施形態のフレキシビリティと利点とを示すために提示された。上記の開示と以下の特許請求の範囲とに基づいて、特許請求の範囲によって定義された本開示の範囲から逸脱することなく、他の構成、実施形態、実装形態、および均等物が採用され得る。
[0041]我々は以下の項目を請求する。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
回路であって、前記回路は下記を備える、
入力と、ハイサイドゲート駆動入力と、ローサイドゲート駆動入力と、出力とを有する第1のハーフブリッジ回路と、
入力と、ハイサイドゲート駆動入力と、ローサイドゲート駆動入力と、出力とを有する少なくとも1つの第2のハーフブリッジ回路と、
前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力との間に接続され、前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力とが電気的に接続されるオン状態と、前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力とが電気的に接続されないオフ状態とを有する、短絡スイッチと、
各ハーフブリッジ回路の前記出力に接続された1つの端部と、前記回路の出力に接続されたもう1つ端部とを有するインダクタと、
各ハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記ローサイドゲート駆動入力とに接続されたスイッチング信号生成器。
[C2]
前記短絡スイッチに接続され、前記短絡スイッチの前記オン/オフ状態を制御するためのスイッチ制御信号を有するコントローラをさらに備える、C1に記載の回路。
[C3]
前記スイッチング信号生成器が降圧モード動作のための第1のスイッチング信号を生成し、前記スイッチング信号生成器が昇圧モード動作のための第2のスイッチング信号を生成し、ここにおいて、前記短絡スイッチが降圧モード動作中にはオフになり、前記短絡スイッチが昇圧モード動作中には選択的にオンになる、C1に記載の回路。
[C4]
降圧モード動作に関して、前記ハーフブリッジ回路の1つの前記入力での電圧レベルが、前記回路の前記出力での調整された電圧レベルを生成するように降圧される、C3に記載の回路。
[C5]
昇圧モード動作に関して、前記回路の前記出力での電圧レベルが、前記第1および第2のハーフブリッジ回路の両方の入力での調整された電圧レベルを生成するように昇圧される、C3に記載の回路。
[C6]
昇圧モード動作に関して、前記スイッチング信号生成器が、フィードバックとして前記第1のハーフブリッジ回路の前記入力での電圧レベル、または前記第2のハーフブリッジ回路の前記入力での電圧レベルのいずれかを使用する、C3に記載の回路。
[C7]
各ハーフブリッジ回路が、ローサイドスイッチに接続されたハイサイドスイッチを備える、C1に記載の回路。
[C8]
各ハーフブリッジ回路の各ハイサイドスイッチが、同じローサイドスイッチに接続される、C7に記載の回路。
[C9]
前記回路の前記出力に接続されたキャパシタをさらに備える、C1に記載の回路。
[C10]
前記回路が昇降圧スイッチングレギュレータである、C1に記載の回路。
[C11]
回路であって、
第1の入力ポートおよび第2の入力ポートと、
出力ポートと、
前記第1の入力ポートおよび前記第2の入力ポートにそれぞれ接続された第1のハーフブリッジ回路および第2のハーフブリッジ回路、ここで、各ハーフブリッジ回路がハイサイドドライバ入力とローサイドドライバ入力とを備え、前記第1および第2のハーフブリッジ回路が共通の出力で接続される、と、
順方向の降圧モードまたは逆方向の昇圧モードにおいて前記回路を動作させるために前記第1および第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドドライバ入力および前記ローサイドドライバ入力に駆動信号を提供するように構成されたパルス幅変調(PWM)スイッチング回路と、
前記第1および第2のハーフブリッジの前記共通出力と、前記出力ポートとの間に接続されたインダクタと
を備え、
前記PWMスイッチング回路が、前記ハーフブリッジ回路の1つの前記ハイサイドドライバ入力および前記ローサイドドライバ入力に提供される、順方向の降圧モード動作のための第1の駆動信号を生成するように構成され、ここにおいて、前記ハーフブリッジ回路の前記1つの前記入力ポートでの第1の電圧レベルが、降圧電圧レベルとして前記出力ポートに現れ、
前記PWMスイッチング回路が、逆方向の昇圧モード動作のための第2の駆動信号を生成するようにさらに構成され、
ここにおいて、前記第1および第2のハーフブリッジ回路が、それらのそれぞれのハイサイドドライバ入力およびローサイドドライバ入力で前記第2の駆動信号を実質的に同時に受け取るように構成され、ここにおいて、前記出力ポートでの提供された第2の電圧レベルが、前記第1の入力ポートと前記第2の入力ポートの両方における昇圧電圧レベルを生成するために昇圧される、
回路。
[C12]
前記第1のハーフブリッジ回路と前記第2のハーフブリッジ回路との間に接続され、前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドドライバ入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドドライバ入力とに選択的に電気的に接続し、それらを切断するように動作可能な短絡スイッチをさらに備え、ここにおいて、前記順方向の降圧モード動作中に前記短絡スイッチがオフ状態になり、前記逆方向の昇圧モード動作中に前記短絡スイッチが選択的にオン状態になる、C11に記載の回路。
[C13]
前記PWMスイッチング回路の動作を制御し、前記第2の駆動信号が前記ハーフブリッジ回路のただ1つ、または前記ハーフブリッジ回路の両方を駆動するかを制御するためのコントローラをさらに備える、C11に記載の回路。
[C14]
前記PWMスイッチング回路が、フィードバックとして入力ポートの1つでの電圧レベルを選択し、前記選択されたフィードバックから逆方向の昇圧モード動作中にエラー信号を生成するようにさらに構成される、C11に記載の回路。
[C15]
第3の入力ポートと前記第3の入力ポートに接続された第3のハーフブリッジ回路とをさらに備え、ハイサイドドライバ入力とローサイドドライバ入力とを備え、ここにおいて、前記第1、第2、および第3のハーフブリッジ回路が、それらのそれぞれのハイサイドドライバ入力およびローサイドドライバ入力で前記第2の駆動信号を実質的に同時に受け取るように構成され、前記昇圧電圧レベルが、前記第1、第2、および第3の入力ポートで現れる、C11に記載の回路。
[C16]
スイッチングレギュレータ回路であって、前記スイッチングレギュレータ回路は下記を備える、
第1および第2の入力ポートと、
出力ポートと、
前記第1の入力ポートまたは前記出力ポートでの調整された電圧レベルを生成するために提供される駆動信号に応答して前記第1の入力ポートまたは前記出力ポートでの電圧を切り替えるための第1の手段と、
前記第2の入力ポートまたは前記出力ポートでび調整された電圧レベルを生成するために提供される駆動信号に応答して前記第2の入力ポートまたは前記出力ポートでの電圧を切り替えるための第2の手段と、
前記第1および第2の手段の両方に、または前記第1の手段もしくは前記第2の手段のいずれかに選択的に駆動信号を提供することを可能にするための第3の手段、ここにおいて、前記第3の手段が、前記第1および第2の入力ポートの両方での調整された電圧レベルを生成するために前記第1および第2の手段への駆動信号の提供を実質的に同時に可能にし得る。
[C17]
駆動信号を生成するために前記第1および第2の手段に接続された第4の手段をさらに備える、C16に記載の回路。
[C18]
前記第4の手段が、前記第1および第2の入力ポートと前記出力ポートとに接続され、前記ポートの1つでの電圧が前記駆動信号のデューティサイクルを調整するために使用される、C17に記載の回路。
[C19]
前記第3の手段が、逆方向の昇圧モード動作中に前記第1および第2の手」段への駆動信号の前記提供を実質的に同時に可能にする、C16に記載の回路。
[C20]
前記回路が昇降圧スイッチングレギュレータである、C16に記載の回路。

Claims (9)

  1. 回路であって、前記回路は下記を備える、
    第1の入力ポートおよび少なくとも1つの第2の入力ポートと、
    出力ポートと、
    前記第1の入力ポートと、ハイサイドゲート駆動入力と、ローサイドゲート駆動入力と、出力とに接続された入力を有する第1のハーフブリッジ回路と、
    前記少なくとも1つの第2の入力ポートと、ハイサイドゲート駆動入力と、ローサイドゲート駆動入力と、出力とに接続された入力を有する少なくとも1つの第2のハーフブリッジ回路と、
    前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力との間に接続され、前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力とが電気的に接続されるオン状態と、前記第1のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記第2のハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力とが電気的に接続されないオフ状態とを有する、短絡スイッチと、
    各ハーフブリッジ回路の前記出力に接続された1つの端部と、前記回路の前記出力に接続されたもう1つ端部とを有するインダクタと、
    各ハーフブリッジ回路の前記ハイサイドゲート駆動入力と前記ローサイドゲート駆動入力とに接続されたスイッチング信号生成器
    ここにおいて、前記スイッチング信号生成器が降圧モード動作のための第1のスイッチング信号を生成し、前記スイッチング信号生成器が逆方向の昇圧モード動作のための第2のスイッチング信号を生成し、前記短絡スイッチが降圧モード動作中にはオフになり、前記短絡スイッチが逆方向の昇圧モード動作中には選択的にオンになる。
  2. 前記短絡スイッチに接続され、前記短絡スイッチの前記オン/オフ状態を制御するためのスイッチ制御信号を有するコントローラをさらに備える、請求項1に記載の回路。
  3. 降圧モード動作に関して、前記ハーフブリッジ回路の1つの前記入力での電圧レベルが、前記回路の前記出力での調整された電圧レベルを生成するように降圧される、請求項に記載の回路。
  4. 逆方向の昇圧モード動作に関して、前記回路の前記出力での電圧レベルが、前記第1および第2のハーフブリッジ回路の両方の入力での調整された電圧レベルを生成するように昇圧される、請求項に記載の回路。
  5. 逆方向の昇圧モード動作に関して、前記スイッチング信号生成器が、フィードバックとして前記第1のハーフブリッジ回路の前記入力での電圧レベル、または前記第2のハーフブリッジ回路の前記入力での電圧レベルのいずれかを使用する、請求項に記載の回路。
  6. 各ハーフブリッジ回路が、ローサイドスイッチに接続されたハイサイドスイッチを備える、請求項1に記載の回路。
  7. 各ハーフブリッジ回路の各ハイサイドスイッチが、同じローサイドスイッチに接続される、請求項に記載の回路。
  8. 前記回路の前記出力に接続されたキャパシタをさらに備える、請求項1に記載の回路。
  9. 前記回路が順方向の降圧および逆方向の昇圧スイッチングレギュレータとして動作可能な昇降圧スイッチングレギュレータである、請求項1に記載の回路。
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