JP6923779B2 - Dc−dcコンバータ及び制御回路 - Google Patents
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Description
Claims (20)
- 出力電圧信号を制御するためのDC−DCコンバータ回路であって、
入力電圧ノードとスイッチングノードとの間に結合され、第1のスイッチング制御信号に従って動作可能である第1のスイッチングデバイスと、
前記スイッチングノードと基準電圧ノードとの間に結合され、第2のスイッチング制御信号に従って動作可能である第2のスイッチングデバイスと、
前記基準電圧ノードの基準電圧に関連して第1の供給電圧を提供するための第1の供給電圧ノードと、
前記スイッチングノードに関連して第2の供給電圧を提供するために、ダイオードを介して前記第1の供給電圧ノードに接続される第2の供給電圧ノードと、
前記スイッチングノードに基準化されて前記第2の供給電圧によって電力供給される第1のドライバ回路であって、第1のドライバ信号に従って前記第1のスイッチング制御信号を提供する、前記第1のドライバ回路と、
前記第1の供給電圧によって電力供給される第2のドライバ回路であって、第2のドライバ信号に従って前記第2のスイッチング制御信号を提供する、前記第2のドライバ回路と、
前記基準電圧ノードに基準化されて前記第1の供給電圧によって電力供給される制御回路であって、フィードバック信号に従って出力電圧信号をレギュレートするために前記第1及び第2のドライバ信号を提供し、レベルシフトされたコンパレータ信号の論理状態に従って前記第2のスイッチングデバイスのターンオフと前記第1のスイッチングデバイスのターンオンとの間の遅延時間を調整する、前記制御回路と、
前記スイッチングノードに基準化されて前記第2の供給電圧によって電力供給され、前記第1のドライバ信号の第1のエッジに応答して前記スイッチングノードのスイッチングノード電圧をサンプリングし、閾値電圧が前記スイッチングノード電圧より小さいことを示す第1の状態と、前記閾値電圧が前記スイッチングノード電圧より大きいことを示す第2の状態とを有するコンパレータ信号を生成するコンパレータ回路であって、
前記第1のドライバ信号を受信するために前記制御回路に接続されるクロック入力と、前記スイッチングノードに基準化される前記コンパレータ信号を提供するための出力とを含むクロックドコンパレータ回路と、
前記コンパレータ信号を受信するために前記クロックドコンパレータ回路に接続される入力と、前記基準電圧ノードに基準化される前記レベルシフトされたコンパレータ信号を提供するための出力とを含むレベルシフト回路と、
を含む、前記コンパレータ回路と、
を含む、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記クロックドコンパレータ回路が、
前記閾値電圧を受け取るように結合される第1の入力と、前記スイッチングノードと結合される第2の入力とを含む差動対回路と、
前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して前記差動対回路を前記第2の供給電圧ノードに選択的に結合する第1のトランジスタと、
前記差動対回路に結合されるCMOSラッチ回路であって、前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して前記差動対回路の状態を表すラッチ出力電圧信号を提供するための出力を含む、前記CMOSラッチ回路と、
を含む、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項2に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記クロックドコンパレータ回路が、
前記ラッチ出力電圧信号を受信するための入力と、前記第1のドライバ信号の第2のエッジによってクロックされて前記スイッチングノードに基準化される前記コンパレータ信号を提供するための出力とを含むフリップフロップを更に含む、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項2に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記レベルシフト回路が、前記基準電圧ノードに基準化されて前記第2の供給電圧ノードによって電力供給される、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記制御回路が、前記第1の状態を示す先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を減少させ、前記第2の状態を示す前記先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して前記所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を増加させるように配置される、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記制御回路と前記コンパレータ回路とが単一の集積回路に製作される、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項6に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第1のドライバ回路と前記第2のドライバ回路とが前記集積回路に製作される、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項7に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第1のスイッチングデバイスと前記第2のスイッチングデバイスとが前記集積回路に製作される、DC−DCコンバータ回路。 - 請求項7に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
負荷において前記出力電圧信号を制御するためのバックコンバータを形成するために前記スイッチングノードと前記負荷との間に接続されるインダクタを更に含む、DC−DCコンバータ回路。 - DC−DCコンバータの出力電圧信号を制御するために、入力電圧ノードと基準電圧ノードとの間に結合される第1及び第2のスイッチングデバイスを動作させるためのDC−DCコントローラであって、
前記基準電圧ノードの基準電圧に関連して第1の供給電圧を提供するための第1の供給電圧ノードと、
前記第1の供給電圧ノードに接続されるアノードと、前記DC−DCコンバータのスイッチングノードに関連して第2の供給電圧を提供するために第2の供給電圧ノードに接続されるカソードとを含むダイオードと、
前記基準電圧ノードに基準化されて前記第1の供給電圧によって電力供給される制御回路であって、前記出力電圧信号を制御するために前記第1及び第2のスイッチングデバイスをそれぞれ動作させるために第1及び第2のドライバ信号を提供し、レベルシフトされたコンパレータ信号の論理状態に従って前記第2のスイッチングデバイスのターンオフと前記第1のスイッチングデバイスのターンオンとの間の遅延時間を調整する、前記制御回路と、
前記スイッチングノードに基準化されて前記第2の供給電圧によって電力供給され、前記第1のドライバ信号の第1のエッジに応答して前記第1のスイッチングデバイスに接続される前記スイッチングノードのスイッチングノード電圧をサンプリングし、閾値電圧が前記スイッチングノードのスイッチングノード電圧より小さいことを示す第1の状態と、前記閾値電圧が前記スイッチングノード電圧より大きいことを示す第2の状態とを有するコンパレータ信号を生成するコンパレータ回路であって、
前記第1のドライバ信号を受信するために前記制御回路に接続されるクロック入力と、前記スイッチングノードに基準化される前記コンパレータ信号を提供するための出力とを含むクロックドコンパレータ回路と、
前記コンパレータ信号を受信するための入力と、前記基準電圧ノードに基準化される前記レベルシフトされたコンパレータ信号を提供するための出力とを含むレベルシフト回路と、
を含む、前記コンパレータ回路と、
を含む、DC−DCコントローラ。 - 請求項10に記載のDC−DCコントローラであって、
前記クロックドコンパレータ回路が、
前記閾値電圧を受信するように結合される第1の入力と、前記スイッチングノードと結合される第2の入力とを含む差動対回路と、
前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して、前記差動対回路を前記第2の供給電圧ノードに選択的に結合する第1のトランジスタと、
前記差動対回路に結合されるCMOSラッチ回路であって、前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して前記差動対回路の状態を表すラッチ出力電圧信号を提供するための出力を含む、前記CMOSラッチ回路と、
を含む、DC−DCコントローラ。 - 請求項11に記載のDC−DCコントローラであって、
前記ラッチ出力電圧信号を受信するための入力と、前記第1のドライバ信号の第2のエッジによってクロックされて前記スイッチングノードに基準化される前記コンパレータ信号を提供するための出力とを含むフリップフロップを更に含む、DC−DCコントローラ。 - 請求項11に記載のDC−DCコントローラであって、
前記レベルシフト回路が、前記基準電圧ノードに基準化されて前記第2の供給電圧ノードによって電力供給される、DC−DCコントローラ。 - 請求項10に記載のDC−DCコントローラであって、
前記制御回路が、前記第1の状態を示す先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を減少させ、前記第2の状態を示す前記先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して前記所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を増加させるように配置される、DC−DCコントローラ。 - 集積回路(IC)であって、
基準電圧ノードの基準電圧に関連して第1の供給電圧ノードに第1の供給電圧を提供するための電源と、
前記第1の供給電圧ノードに接続されるアノードと、DC−DCコンバータのスイッチングノードに関連して第2の供給電圧を提供するために第2の供給電圧ノードに接続されるカソードとを含むダイオードと、
前記基準電圧ノードに基準化されて前記第1の供給電圧によって電力供給される制御回路であって、前記DC−DCコンバータの出力電圧信号を制御するためにハイサイド及びローサイドのスイッチングデバイスをそれぞれ動作させるために第1及び第2のドライバ信号を提供し、レベルシフトされたコンパレータ信号の論理状態に従って前記ローサイドスイッチングデバイスのターンオフと前記ハイサイドスイッチングデバイスのターンオンとの間の遅延時間を調整する、前記制御回路と、
前記スイッチングノードに基準化されて前記第2の供給電圧によって電力供給され、前記第1のドライバ信号の第1のエッジに応答して前記スイッチングノードのスイッチングノード電圧をサンプリングし、閾値電圧が前記スイッチングノード電圧より小さいことを示す第1の状態と、前記閾値電圧が前記スイッチングノード電圧より大きいことを示す第2の状態とを有するコンパレータ信号を生成するコンパレータ回路であって、
前記第1のドライバ信号を受信するために前記制御回路に接続されるクロック入力と、前記スイッチングノードに基準化される前記コンパレータ信号を提供するための出力とを含むクロックドコンパレータ回路と、
前記コンパレータ信号を受信するための入力と、前記基準電圧ノードに基準化される前記レベルシフトされたコンパレータ信号を提供するための出力とを含むレベルシフト回路と、
を含む、前記コンパレータ回路と、
を含む、集積回路。 - 請求項15に記載のICであって、
前記スイッチングノードに基準化されて前記第2の供給電圧によって電力供給される第1のドライバ回路であって、前記第1のドライバ信号に従って前記ハイサイドスイッチングデバイスを動作させるために第1のスイッチング制御信号を提供する、前記第1のドライバ回路と、
前記基準電圧ノードに基準化されて前記第1の供給電圧によって電力供給される第2のドライバ回路であって、前記第2のドライバ信号に従って前記ローサイドスイッチングデバイスを動作させるために第2のスイッチング制御信号を提供する、前記第2のドライバ回路と、
を更に含む、IC。 - 請求項16に記載のICであって、
前記ハイサイドスイッチングデバイスと前記ローサイドスイッチングデバイスとが前記ICに製作される、IC。 - 請求項15に記載のICであって、
前記クロックドコンパレータ回路が、
前記閾値電圧を受信するように結合される第1の入力と、前記スイッチングノードと結合される第2の入力とを含む差動対回路と、
前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して前記差動対回路を前記第2の供給電圧ノードに選択的に結合する第1のトランジスタと、
前記差動対回路に結合されるCMOSラッチ回路であって、前記第1のドライバ信号の前記第1のエッジに応答して前記差動対回路の状態を表すラッチ出力電圧信号を提供するための出力を含む、前記CMOSラッチ回路と、
を含む、IC。 - 請求項15に記載のICであって、
前記レベルシフト回路が、前記基準電圧ノードに基準化されて前記第2の供給電圧ノードによって電力供給される、IC。 - 請求項15に記載のICであって、
前記制御回路が、前記第1の状態を示す先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を減少させ、前記第2の状態を示す前記先行する制御サイクルにおける前記コンパレータ信号に応答して前記所与の制御サイクルにおける前記遅延時間を増加させるように配置される、IC。
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