JP6783776B2 - スイッチングレギュレータ及びその制御方法 - Google Patents
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Description
VRAMP信号の周期はTsであり、VRAMP信号の周波数は1/Tsである。正方向の斜面は非常に急峻です。VRAMPのピーク値からVRAMPの谷値までの下降時間は、VRAMPの谷値からVRAMPのピーク値までの上昇時間よりもはるかに大きい。
Claims (18)
- ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチと、
出力インダクタと、
出力コンデンサと、
出力電圧に基づく第2のフィードバック信号と一定のDC基準信号とを入力して誤差電圧信号を生成する電圧増幅器と、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを駆動するスイッチングレギュレータコントローラと、を有する入力電圧を出力電圧に変換する降圧スイッチングレギュレータであって、
前記スイッチングレギュレータコントローラは、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御する論理及びドライバ回路と、
前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と前記誤差電圧信号に基づき第1の比較信号を出力する第1の電圧比較器と、
前記論理及びドライバ回路からの周波数制御回路制御信号に基づいて充放電されるキャパシタの電圧と所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号とに基づき第2の比較信号を生成する周波数制御回路と、を備えており、
前記周波数制御回路が備える前記キャパシタを充放電するための前記周波数制御回路制御信号は、前記第1の比較信号に基づいて制御され、
前記論理及びドライバ回路は、前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するように構成され、
前記第1のフィードバック信号と、前記誤差電圧信号と、前記周期的なランプ波の基準信号とによって、フィードバック制御方式に基づいて前記出力電圧を生成する、降圧スイッチングレギュレータ。 - ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチと、
出力インダクタと、
出力コンデンサと、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを駆動するスイッチングレギュレータコントローラと、を有する入力電圧を出力電圧に変換する降圧スイッチングレギュレータであって、
前記スイッチングレギュレータコントローラは、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御する論理及びドライバ回路と、
前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と一定のDC基準信号に基づき第1の比較信号を出力する第1の電圧比較器と、
前記論理及びドライバ回路からの周波数制御回路制御信号に基づいて充放電されるキャパシタの電圧と所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号とに基づき第2の比較信号を生成する周波数制御回路と、を備えており、
前記周波数制御回路が備える前記キャパシタを充放電するための前記周波数制御回路制御信号は、前記第1の比較信号に基づいて制御され、
前記論理及びドライバ回路は、前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するように構成され、
前記第1のフィードバック信号と、前記一定のDC基準信号と、前記周期的なランプ波の基準信号とによって、フィードバック制御方式に基づいて前記出力電圧を生成する、降圧スイッチングレギュレータ。 - 前記出力電圧を入力とし、前記第2のフィードバック信号を出力とするように構成された分圧器と、をさらに備え、
前記周期的なランプ波の基準信号は、負または正のいずれかとすることができる、請求項1に記載の降圧スイッチングレギュレータ。 - 前記周期的なランプ波の基準信号は、負または正のいずれかとすることができる、請求項2に記載の降圧スイッチングレギュレータ。
- 論理ハイ又は論理ローで表される前記第1の比較信号の値は、前記第1の電圧比較器において、前記誤差電圧信号と前記第1のフィードバック信号との間で電圧値を比較することによって決定される、請求項3に記載の降圧スイッチングレギュレータ。
- 論理ハイ又は論理ローで表される前記第1の比較信号の値は、前記第1の電圧比較器において、前記一定のDC基準信号と前記第1のフィードバック信号との間で電圧値を比較することによって決定される、請求項4に記載の降圧スイッチングレギュレータ。
- 前記周波数制御回路は、第2の電圧比較器をさらに備え、
前記第2の電圧比較器は、前記周期的なランプ波の基準信号および前記キャパシタの電圧を入力として前記第2の比較信号を出力し、
論理ハイ又は論理ローで表される前記第2の比較信号の値は、前記第2の電圧比較器において、前記周期的なランプ波の基準信号と前記キャパシタの電圧との間で電圧値を比較することによって決定される、請求項5に記載の降圧スイッチングレギュレータ。 - 前記周波数制御回路は、第2の電圧比較器をさらに備え、
前記第2の電圧比較器は、前記周期的なランプ波の基準信号および前記キャパシタの電圧を入力として前記第2の比較信号を出力し、
論理ハイ又は論理ローで表される前記第2の比較信号の値は、前記第2の電圧比較器において、前記周期的なランプ波の基準信号と前記キャパシタの電圧との間で電圧値を比較することによって決定される、請求項6に記載の降圧スイッチングレギュレータ。 - 請求項3に記載の降圧スイッチングレギュレータを複数備える、多相スイッチングレギュレータ。
- 請求項4に記載の降圧スイッチングレギュレータを複数備える、多相スイッチングレギュレータ。
- 請求項1、3、5、7、9のいずれか一項に記載の降圧スイッチングレギュレータを制御するための、降圧スイッチングレギュレータの制御方法であって、
入力電圧によって、降圧スイッチングレギュレータに出力電圧を生じさせるステップと、
一定のDC基準信号を生成するステップと、
所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号を生成するステップと、
出力インダクタを流れるインダクタ電流と前記降圧スイッチングレギュレータの出力電圧とを用いて第1のフィードバック信号を生成するステップと、
前記降圧スイッチングレギュレータの出力電圧に比例する第2のフィードバック信号を生成するステップと、
電圧増幅器において、前記第2のフィードバック信号と前記一定のDC基準信号とを入力して誤差電圧信号を生成するステップと、
第1の電圧比較器において、前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と前記誤差電圧信号との間で電圧値を比較して第1の比較信号を生成するステップと、
第1の比較信号に基づいて生成される周波数制御回路制御信号を基に、周波数制御回路が備えるキャパシタを充電又は放電するステップと、
第2の電圧比較器において、前記周期的なランプ波の基準信号と前記キャパシタの電圧との間で電圧値を比較して第2の比較信号を生成するステップと、
前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記降圧スイッチングレギュレータの出力電圧を調整するために、ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御するステップと、
を含む、降圧スイッチングレギュレータの制御方法。 - 請求項2、4、6、8、10のいずれか一項に記載の降圧スイッチングレギュレータを制御するための、降圧スイッチングレギュレータの制御方法であって、
入力電圧によって、降圧スイッチングレギュレータに出力電圧を生じさせるステップと、
一定のDC基準信号を生成するステップと、
所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号を生成するステップと、
出力インダクタを流れるインダクタ電流と前記降圧スイッチングレギュレータの出力電圧とを用いて第1のフィードバック信号を生成するステップと、
第1の電圧比較器において、前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と前記一定のDC基準信号との間で電圧値を比較して第1の比較信号を生成するステップと、
第1の比較信号に基づいて生成される周波数制御回路制御信号を基に、周波数制御回路が備えるキャパシタを充電又は放電するステップと、
第2の電圧比較器において、前記周期的なランプ波の基準信号と前記キャパシタの電圧との間で電圧値を比較して第2の比較信号を生成するステップと、
前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記降圧スイッチングレギュレータの出力電圧を調整するために、ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御するステップと、
を含む、降圧スイッチングレギュレータの制御方法。 - 複数の前記降圧スイッチングレギュレータを用いて多相スイッチングレギュレータを構成することができる、請求項11に記載の制御方法。
- 複数の前記降圧スイッチングレギュレータを用いて多相スイッチングレギュレータを構成することができる、請求項12に記載の制御方法。
- ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチと、
出力インダクタと、
出力電圧に基づく第2のフィードバック信号と一定のDC基準信号とを入力して誤差電圧信号を生成する電圧増幅器と、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御する論理及びドライバ回路、
前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と前記誤差電圧信号に基づき第1の比較信号を出力する第1の電圧比較器、及び
前記論理及びドライバ回路からの周波数制御回路制御信号に基づいて充放電されるキャパシタの電圧と所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号とに基づき第2の比較信号を生成する周波数制御回路、を備え、ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを駆動するスイッチングレギュレータコントローラと、
を有する入力電圧を出力電圧に変換する降圧スイッチングレギュレータの制御方法であって、
前記第1の比較信号に基づいて、前記周波数制御回路が備える前記キャパシタを充放電するための前記周波数制御回路制御信号が制御されるステップと、
前記論理及びドライバ回路により、前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するステップと、
前記第1のフィードバック信号と、前記誤差電圧信号と、前記周期的なランプ波の基準信号とによって、フィードバック制御方式に基づいて前記出力電圧を生成するステップと、を含む、降圧スイッチングレギュレータの制御方法。 - ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチと、
出力インダクタと、
ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを制御する論理及びドライバ回路、
前記出力インダクタのインダクタ電流と同相の第1のフィードバック信号と一定のDC基準信号に基づき第1の比較信号を出力する第1の電圧比較器、
前記論理及びドライバ回路からの周波数制御回路制御信号に基づいて充放電されるキャパシタの電圧と所定の周波数における周期的なランプ波の基準信号とに基づき第2の比較信号を生成する周波数制御回路、を備え、ハイサイドパワースイッチ及びローサイドパワースイッチを駆動するスイッチングレギュレータコントローラと、を有する入力電圧を出力電圧に変換する降圧スイッチングレギュレータの制御方法であって、
前記第1の比較信号に基づいて、前記周波数制御回路が備える前記キャパシタを充放電するための前記周波数制御回路制御信号を制御するステップと、
前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号に基づいて、前記論理及びドライバ回路により前記ハイサイドパワースイッチおよび前記ローサイドパワースイッチを駆動するための制御信号を生成するステップと、
前記第1のフィードバック信号と、前記一定のDC基準信号と、前記周期的なランプ波の基準信号と、によって、フィードバック制御方式に基づいて前記出力電圧を生成するステップとを含む、降圧スイッチングレギュレータの制御方法。 - 複数の前記降圧スイッチングレギュレータを用いて多相スイッチングレギュレータを構成することができる、請求項15に記載の制御方法。
- 複数の前記降圧スイッチングレギュレータを用いて多相スイッチングレギュレータを構成することができる、請求項16に記載の制御方法。
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