JPH02276469A - Switching regulator integrated circuit - Google Patents
Switching regulator integrated circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、モノリシックIC化されたスイッチングレギ
ュレータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a monolithic IC switching regulator.
本発明は、モノリシックIC上にスイッチングレギュレ
ータとチャ−ジポンプ電圧コンバークを設け、該スイッ
チングレギュレータの中の制御トランジスタを駆動する
電圧を、該チャージポンプ電圧コンバークの出力電圧か
ら供給することよって、高効率のスイッチングレギュレ
ータICを実現するものである。The present invention provides high efficiency by providing a switching regulator and a charge pump voltage converter on a monolithic IC, and supplying a voltage for driving a control transistor in the switching regulator from the output voltage of the charge pump voltage converter. This realizes a switching regulator IC.
従来のスイッチングレギュレータの回路図を第2図に示
す、入力端子1から電圧Vinが入力され、コイルとダ
イオードを通して出力端子2に出力される。出力端子2
は抵抗を介して、差増幅器に入力され、出力端子2の出
力電圧を制御する。誤差増幅器と発振器7との出力はそ
れぞれANDゲート8を介して制御トランジスタ3のゲ
ートに入力される0本回路の動作原理は広く知られてい
るため、ここでは説明を省略する0本方式のスイッチン
グレギュレータの効率を決める要素は、コイルの直流抵
抗、ダイオードの順方向電圧とターンオンタイム及び制
御トランジスタのON抵抗などが上げられる0本回路を
モノリシックIC化する場合には、コイルとダイオード
は除外されるので、効率をあげるためにICに要求され
る特性は制御トランジスタ3のON抵抗である。ON抵
抗が低ければ、この部分での損失が小さくなるため高効
率なスイッチングレギュレータが得られる。しかし、制
御トランジスタ3を駆動するANDゲート8の電源は、
入力電圧Vinから供給されるため、この電圧が低い時
には、ON抵抗を小さくするために制御トランジスタ3
のチャネル長Wを非常に大きくしなければならず、チッ
プ面積が大きくなってしまい非現実的である。またチャ
ネル長Wを大きくするとリーク電流が増大するためコイ
ルに蓄えられたエネルギーが損失してしまい、逆に効率
が落ちてしまうという欠点がある。A circuit diagram of a conventional switching regulator is shown in FIG. 2. A voltage Vin is inputted from an input terminal 1 and outputted to an output terminal 2 through a coil and a diode. Output terminal 2
is input to the difference amplifier via a resistor, and controls the output voltage at output terminal 2. The outputs of the error amplifier and the oscillator 7 are each input to the gate of the control transistor 3 via an AND gate 8. Since the operating principle of the zero-wire circuit is widely known, the explanation will be omitted here. The factors that determine the efficiency of a regulator include the DC resistance of the coil, the forward voltage and turn-on time of the diode, and the ON resistance of the control transistor.When converting a circuit into a monolithic IC, the coil and diode are excluded. Therefore, the ON resistance of the control transistor 3 is required for the IC in order to improve efficiency. If the ON resistance is low, the loss in this part will be small, so a highly efficient switching regulator can be obtained. However, the power supply of the AND gate 8 that drives the control transistor 3 is
Since it is supplied from the input voltage Vin, when this voltage is low, the control transistor 3 is switched on to reduce the ON resistance.
The channel length W must be made very large, which increases the chip area, which is unrealistic. Furthermore, when the channel length W is increased, the leakage current increases, resulting in a loss of energy stored in the coil, which has the disadvantage that the efficiency decreases.
本発明は、従来の技術の課題を解決することを目的とし
、トランジスタサイズを大きくすることなく高効率なス
イッチングレギュレータを実現することができた。The present invention aims to solve the problems of the conventional technology, and has been able to realize a highly efficient switching regulator without increasing the transistor size.
具体的には、スイッチングレギュレータとチャージポン
プ電圧コンバータを同一チップ上に設け、スイッチング
レギュレータの中の制御トランジスタを駆動しているA
NDゲートの電源電圧を、電圧Vinを入力とするチャ
ージポンプ電圧コンバータで発生した電圧Vinの2倍
の電圧から供給するものである。Specifically, a switching regulator and a charge pump voltage converter are provided on the same chip, and the A that drives the control transistor in the switching regulator.
The power supply voltage of the ND gate is supplied from a voltage twice the voltage Vin generated by a charge pump voltage converter that receives the voltage Vin as an input.
以下、図面に従って本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるスイッチングレギュレータのブロ
ック図である。スイッチングレギュレータ10とチャー
ジポンプ電圧コンバータ11には、同一の入力電圧Vi
nと発振器7からクロックが供給される。さらに、チャ
ージポンプ電圧コンバータ11の出力端子4は、スイッ
チングレギュレータ10に接続され、スイッチングレギ
ュレータ10を構成しているANDゲート8(第2図参
照)の電源として使われる。FIG. 1 is a block diagram of a switching regulator according to the present invention. The switching regulator 10 and the charge pump voltage converter 11 have the same input voltage Vi.
A clock is supplied from n and an oscillator 7. Furthermore, the output terminal 4 of the charge pump voltage converter 11 is connected to the switching regulator 10 and is used as a power source for the AND gate 8 (see FIG. 2) that constitutes the switching regulator 10.
入力端子lから電圧Vinが入力された直後は、出力端
子2及び4には、およそ電圧Vir+Lか出力されない
が、時間経過とともに出力は上昇し、出力端子2には抵
抗で設定した値が、出力端子4には電圧Vinの2倍の
電圧が出てくる。(ここで第3図に2倍の出力電圧が得
られるチャージポンプ電圧コンバータ11の回路図を示
す。この回路の構成と動作原理は広く知られているため
、ここでは説明を省略する。)しhがって、スイッチン
グレギュレータの中の制御トランジスタ3 (第2図参
照)のゲート電圧は、初期に電圧Vinであるが時間経
過とともに電圧Vinの2倍の電圧まで上昇するため、
定常状態では制御トランジスタ3のON抵抗を非常に小
さくすることができる。また、チャージポンプ電圧コン
バータ11が供給すべき負荷電流は、前記制御トランジ
スタ3のゲート容量の充放電電流だけであるため、チャ
ージポンプ電圧コンバータ11が必要とするコンデンサ
5.6に第3図参照)の値はかなり小さくすることがで
き、オンチップ化の可能性もある。Immediately after the voltage Vin is input from the input terminal l, the voltage Vir+L is not output to the output terminals 2 and 4, but the output increases as time passes, and the value set by the resistor is output to the output terminal 2. A voltage twice the voltage Vin appears at the terminal 4. (Here, FIG. 3 shows a circuit diagram of the charge pump voltage converter 11 that can obtain twice the output voltage. The configuration and operating principle of this circuit are widely known, so their explanation will be omitted here.) Therefore, the gate voltage of the control transistor 3 (see Figure 2) in the switching regulator is initially the voltage Vin, but increases to twice the voltage Vin as time passes.
In a steady state, the ON resistance of the control transistor 3 can be made very small. In addition, since the load current that the charge pump voltage converter 11 should supply is only the charging and discharging current of the gate capacitance of the control transistor 3, the capacitor 5.6 required by the charge pump voltage converter 11 (see FIG. 3) The value of can be made quite small, and there is also the possibility of on-chip implementation.
以上述べたように本発明によれば、スイッチングレギュ
レータとチャージポンプ電圧コンバータとを同一チップ
上に用意し、スイッチングレギュレータの中の制御トラ
ンジスタのゲート電圧を、チャージポンプ電圧コンバー
タの出力電圧から供給することによって、入力電圧が低
い時でも、高効率なスイッチングレギュレータを実現で
きるという効果がある。As described above, according to the present invention, the switching regulator and the charge pump voltage converter are provided on the same chip, and the gate voltage of the control transistor in the switching regulator is supplied from the output voltage of the charge pump voltage converter. This has the effect of realizing a highly efficient switching regulator even when the input voltage is low.
第1図は本発明のスイッチングレギュレータのブロック
図、第2図は従来のスイッチングレギュレータの回路図
、第3図はチャージポンプ電圧コンバータの回路図であ
る。
3・・・制御トランジスタ
以上
出願人 セイコー電子工業株式会社
代理人 弁理士 林 敬 之 助FIG. 1 is a block diagram of a switching regulator of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional switching regulator, and FIG. 3 is a circuit diagram of a charge pump voltage converter. 3...Applicant for control transistors and above Patent attorney Keinosuke Hayashi, agent for Seiko Electronic Industries Co., Ltd.
Claims (1)
C化されたスイッチングレギュレータの制御トランジス
タのゲート電圧としてコンデンサとスイッチトランジス
タからなるチャージポンプ電圧コンバータの出力端子か
ら出力される電圧を用いることを特徴としたスイッチン
グレギュレータIC。Monolithic I consisting of control transistor and gate circuit
A switching regulator IC characterized in that a voltage output from an output terminal of a charge pump voltage converter including a capacitor and a switch transistor is used as a gate voltage of a control transistor of the switching regulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9853489A JPH02276469A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Switching regulator integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9853489A JPH02276469A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Switching regulator integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02276469A true JPH02276469A (en) | 1990-11-13 |
Family
ID=14222347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9853489A Pending JPH02276469A (en) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | Switching regulator integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02276469A (en) |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9853489A patent/JPH02276469A/en active Pending
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