KR102575944B1 - 스위칭 레귤레이터 - Google Patents

스위칭 레귤레이터 Download PDF

Info

Publication number
KR102575944B1
KR102575944B1 KR1020170014907A KR20170014907A KR102575944B1 KR 102575944 B1 KR102575944 B1 KR 102575944B1 KR 1020170014907 A KR1020170014907 A KR 1020170014907A KR 20170014907 A KR20170014907 A KR 20170014907A KR 102575944 B1 KR102575944 B1 KR 102575944B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
comparator
circuit
signal
switching regulator
current
Prior art date
Application number
KR1020170014907A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170093722A (ko
Inventor
아키히로 가와노
가츠야 고토
Original Assignee
에이블릭 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이블릭 가부시키가이샤 filed Critical 에이블릭 가부시키가이샤
Publication of KR20170093722A publication Critical patent/KR20170093722A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102575944B1 publication Critical patent/KR102575944B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1566—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with means for compensating against rapid load changes, e.g. with auxiliary current source, with dual mode control or with inductance variation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

효율을 희생하지 않고 소비 전류가 적은 스위칭 레귤레이터를 제공한다.
타이머 회로를 구비하고, 경부하 모드의 경우에 타이머 회로에 의해 비교기의 동작 전류를 삭감하는 구성으로 했다.

Description

스위칭 레귤레이터{SWITCHING REGULATOR}
본 발명은 스위칭 레귤레이터에 관한 것이며, 특히 경부하 시에 있어서 소비 전류를 삭감하는 기술에 관한 것이다.
전자 기기는, 저소비 전력이 요구된다. 특히, 스마트폰, 휴대 기기, 웨어러블 기기 등은 배터리 구동 때문에, 저소비 전력이 보다 한층 강하게 요구된다. 스위칭 레귤레이터는, 다양한 전자 기기의 전압 공급원으로서 이용되고 있다. 스위칭 레귤레이터는, 출력 단자로부터 부하에 공급하는 전류가 저전류에서 대전류까지 폭넓게 변화해도, 효율을 높게 유지하도록 요구된다.
도 6은, 종래의 스위칭 레귤레이터의 회로도이다. 종래의 스위칭 레귤레이터(600)는, 피드백 저항(7 및 8)과, 기준 전압 회로(6)와, 비교기(60)와, R-S 플립플롭 회로(62)와, 온 시간 제어 회로(61)와, 출력 제어 회로(63)와, 드라이버 회로(64)와, 파워 FET(2)와, 인덕터(3)와, 쇼트키 다이오드(4)와, 콘덴서(5)로 구성되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
출력 단자(OUT)로부터 부하 전류가 연속으로 흐르는 중부하 모드의 경우, 파워 FET(2)와 쇼트키 다이오드(4)는, 출력 전압(VOUT)과 전원 전압(VIN)의 비에 합치하도록, 교호로 온과 오프를 반복한다. 이 중부하 모드에서는, 파워 FET(2)와 쇼트키 다이오드(4)가 스위칭 레귤레이터(600) 중에서 주로 전력을 소비하는 부분이 된다.
따라서, 스위칭 레귤레이터(600)는, 파워 FET(2)의 온 저항을 작게 하고, 쇼트키 다이오드(4)의 포워드 전압(Vf)을 작게 함으로써, 저소비 전력 및 고효율을 실현할 수 있다.
미국 특허 제8476887호 명세서
그러나, 출력 단자(OUT)로부터 부하 전류가 불연속으로 흐르는 경부하 모드의 경우, 비교기(60)의 전력 소비가 주된 전력 손실이 된다.
비교기(60)는, 통상 수 uA오더에서 수십 uA오더의 전류를 소비하는 것이 일반적이다. 따라서, 출력 단자(OUT)로부터 흐르는 부하 전류가 1uA 이하나 수 uA의 경부하 모드의 경우에 효율을 높게 유지하는 것이 곤란했다.
또, 비교기(60)의 소비 전류를 작게 한 경우, 지연이 커지므로, 출력 전압(VOUT)의 리플 전압이 커진다는 과제가 있다.
종래의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스위칭 레귤레이터는 이하와 같이 구성된다.
기준 전압과 피드백 전압을 비교하는 비교기와,
파워 FET의 온 시간을 제어하는 온 시간 제어 회로와,
상기 비교기의 신호와 상기 온 시간 제어 회로의 신호에 따라, 상기 파워 FET를 제어하는 신호를 출력하는 R-S 플립플롭 회로와,
상기 파워 FET를 제어하는 신호를 받아, 소정의 시간을 카운트하는 타이머 회로를 구비하고,
상기 타이머 회로는, 상기 파워 FET가 온 했을 때에 카운트를 개시하고, 상기 소정의 시간 경과 후에 카운트 업 신호를 출력하고,
상기 비교기는, 상기 카운트 업 신호를 받아 동작 전류를 저소비 전류 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 스위칭 레귤레이터.
본 발명의 스위칭 레귤레이터에 의하면, 타이머 회로를 구비하고, 경부하 모드의 경우에 타이머 회로에 의해 비교기의 동작 전류를 삭감하도록 했으므로, 효율을 희생하지 않고 소비 전류를 삭감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 스위칭 레귤레이터의 경부하 모드 시의 노드(SW)의 전압과 타이머 회로의 출력 신호를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 5는 본 발명의 스위칭 레귤레이터의 중부하 모드 시의 노드(SW)의 전압과 타이머 회로의 출력 신호를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 6은 종래의 스위칭 레귤레이터의 회로도의 일례이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 일례를 나타내는 회로도이다.
본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(100)는, 파워 FET(2), 인덕터(3)와, 쇼트키 다이오드(4)와, 콘덴서(5)와, 기준 전압 회로(6)와, 피드백 저항(7 및 8)과, 비교기(10)와, 온 시간 제어 회로(11)와, R-S 플립플롭 회로(12)와, 출력 제어 회로(13)와, 드라이버 회로(14)와, 타이머 회로(15)를 구비하고 있다.
피드백 저항(7 및 8)은, 출력 단자(OUT)와 GND 단자 사이에 접속되어 있다. 비교기(10)는, 입력 단자가 피드백 저항(7 및 8)의 출력 단자와 기준 전압 회로(6)에 접속되어 있다. R-S 플립플롭 회로(12)는, 세트 단자(S)에 비교기(10)의 출력 전압이 입력되고, 리세트 단자(R)에 온 시간 제어 회로(11)의 출력 단자가 접속되며, 출력 단자(Q)가 온 시간 제어 회로(11)의 입력 단자와 출력 제어 회로(13)의 입력 단자에 접속되어 있다. 드라이버 회로(14)는, 입력 단자에 출력 제어 회로(13)의 출력 단자가 접속되며, 출력 단자가 파워 FET(2)의 게이트에 접속되어 있다. 파워 FET(2)는, 소스가 입력 단자(IN)에 접속되고, 드레인이 인덕터(3)의 한쪽의 단자와 쇼트키 다이오드(4)의 캐소드에 접속되어 있다. 출력 단자(OUT)는, 인덕터(3)의 다른 쪽의 단자와 콘덴서(5)의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 쇼트키 다이오드(4)의 다른 쪽의 단자는, GND 단자에 접속되어 있다. 콘덴서(5)의 다른 쪽의 단자는, GND 단자에 접속되어 있다.
다음에, 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(100)의 동작에 대해서 설명한다.
입력 단자(IN)에 전압이 입력되면, 스위칭 레귤레이터(100)는, 출력 단자(OUT)로부터 출력 전압(VOUT)을 출력한다. 피드백 저항(7 및 8)은, 출력 전압(VOUT)을 분압하여, 피드백 전압(VFB)을 출력한다. 기준 전압 회로(6)는, 기준 전압(VREF)을 출력한다. 비교기(10)는, 피드백 전압(VFB)과 기준 전압(VREF)의 전압을 비교한 신호를 출력한다. 온 시간 제어 회로(11)는, R-S 플립플롭 회로(12)의 출력 신호로부터 파워 FET(2)가 온 하고 있는 시간을 결정하는 신호를 출력한다. R-S 플립플롭 회로(12) 및 출력 제어 회로(13)는, 비교기(10)의 출력 신호와 온 시간 제어 회로(11)의 출력 신호로부터 하이사이드의 파워 FET(2)의 드라이브 신호를 생성하고, 드라이버 회로(14)를 통하여 파워 FET(2)의 게이트에 출력한다.
출력 전압(VOUT)이 내려가, 피드백 전압(VFB)이 기준 전압(VREF)을 밑돌면, 비교기(10)는 R-S 플립플롭 회로(12)의 세트 단자(S)에 세트 신호를 출력한다. R-S 플립플롭 회로(12)는, 출력 단자(Q)에 하이 레벨의 신호를 출력한다. 출력 제어 회로(13)는, 로우 레벨의 신호를 출력하고, 드라이버 회로(14)를 통하여 파워 FET(2)의 게이트를 제어하여 온 시킨다. 온 시간 제어 회로(11)는, R-S 플립플롭 회로(12)의 출력 단자(Q)의 하이 레벨의 신호를 받아, 소정의 시간 후에 R-S 플립플롭 회로(12)의 리세트 단자(R)에 하이 레벨의 리세트 신호를 출력한다. R-S 플립플롭 회로(12)는, 출력 단자(Q)에 로우 레벨의 신호를 출력한다. 출력 제어 회로(13)는, 하이 레벨의 신호를 출력하고, 드라이버 회로(14)를 통하여 파워 FET(2)의 게이트를 제어하여 오프 시킨다.
스위칭 레귤레이터(100)는, 이 동작을 반복하여, 출력 단자(OUT)로부터 원하는 출력 전압(VOUT)을 출력한다.
타이머 회로(15)는, 파워 FET(2)가 온 하는 출력 제어 회로(13)의 로우 레벨의 신호를 받아, 카운트를 개시한다. 그리고, 타이머 회로(15)는, 소정 시간 경과 후에 카운트 업하면, 비교기(10)에 신호를 출력한다. 비교기(10)는, 타이머 회로(15)의 신호를 받으면, 저소비 전류 동작으로 이행한다. 타이머 회로(15)는, 소정 시간 경과 전에 출력 제어 회로(13)의 로우 레벨의 신호를 받으면, 카운터는 리세트되어, 재차 카운트를 개시한다. 따라서, 비교기(10)는, 저소비 전류 동작으로 이행하지 않고, 통상 전류 동작을 계속한다.
본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(100)는, 상술한 바와 같이 동작하는 타이머 회로(15)를 구비했으므로, 중부하 등 통상의 동작에서는, 비교기(10)는 고속 동작 상태인 통상 전류로 동작하고, 경부하의 동작이 되면, 비교기(10)는 저소비 전류로 동작한다. 따라서, 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(100)는, 효율을 희생하지 않고 소비 전류를 삭감할 수 있다.
또한, 타이머 회로(15)는, 파워 FET(2)가 온 하는 타이밍에서 카운트를 개시하면 되며, 입력되는 신호는 출력 제어 회로(13)의 신호에 한정되는 것은 아니다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 1에 있어서는, 비교기(10)는, 타이머 회로(15)의 출력하는 신호에 의해, 통상 전류와 저소비 전류의 동작을 전환하는 구성으로 했다. 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(200)는, 비교기(10) 대신에, 통상 전류로 동작하는 비교기(20)와, 저소비 전류로 동작하는 비교기(21)와, 스위치 회로(22)를 구비하고 있다.
비교기(20)는, 타이머 회로(15)가 카운트 업하지 않는, 스위칭 레귤레이터(200)가 중부하 등 통상의 동작 시에 동작한다. 이 때, 비교기(21)는 동작을 정지하고, 스위치 회로(22)는 비교기(20)의 출력 단자와 R-S 플립플롭 회로(12)의 세트 단자(S)를 접속한다.
타이머 회로(15)가 소정 시간 경과 후에 카운트 업 신호를 출력하면, 비교기(20)의 동작을 정지하고, 비교기(21)의 동작을 개시하며, 스위치 회로(22)는 비교기(21)의 출력 단자와 R-S 플립플롭 회로(12)의 세트 단자(S)를 접속한다.
이와 같이 구성한 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(200)는, 스위칭 레귤레이터(100)와 마찬가지로, 효율을 희생하지 않고 소비 전류를 삭감할 수 있다.
또한, 스위칭 레귤레이터(200)는, 통상 전류로 동작하는 비교기(20)와 저소비 전류로 동작하는 비교기(21)를 따로 따로 구비했으므로, 통상 전류와 저소비 전류의 차를 크게 해도, 비교기의 설계가 용이해진다는 효과가 있다.
또한, 이상의 설명에서, 통상의 동작으로 비교기(21)는 동작을 정지하는 것으로 했지만, 비교기(21)는 항상 동작하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 비교기(21)를 동작시키기 위한 시간이 불필요해지므로, 통상 동작에서 저소비 전류 동작으로 빠르게 전환하는 것이 가능해진다. 또, 통상의 동작에서는, 비교기(21)의 소비 전류는 매우 작기 때문에, 회로 전체의 소비 전류에 영향을 미치지 않는다.
따라서, 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(200)는, 효율을 희생하지 않고 소비 전류를 삭감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 타이머 회로(15)는, 동기 정류형 스위칭 레귤레이터에 적용해도, 동일한 효과를 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태의 스위칭 레귤레이터의 일례를 나타내는 회로도이다.
본 실시 형태의 스위칭 레귤레이터(300)는, 동기 정류형이다.
스위칭 레귤레이터(300)는, 새롭게, 출력 제어 회로(33)와, 드라이버 회로(34)와, 로우사이드의 파워 FET(32)와, 역류 전류 검출 회로(30)를 구비하고 있다. 역류 전류 검출 회로(30)는, 노드(SW)의 전압을 감시하여, 경부하 시에 인덕턴스(3)를 흐르는 전류가 중부하 시와 반대의 방향의 전류가 되는 것을 검지하고, 검출 신호를 출력 제어 회로(33)에 출력한다. 역류 전류 검출 회로(30)는, 또한, 타이머 회로(15)의 카운트 업 신호가 입력되어, 동작 전류가 제어된다.
스위칭 레귤레이터(300)의 동작은, 일반적인 동기 정류형의 스위칭 레귤레이터와 동일하므로 생략한다.
출력 제어 회로(33)가 출력하는 신호에 의해 타이머 회로(15)가 카운트 동작을 개시하면, 역류 전류 검출 회로(30)는, 그 신호를 받아 동작 전류를 통상의 동작 전류로 하고, 역류 검출 동작을 행한다. 그리고, 타이머 회로(15)가 카운트 업 신호를 출력하면, 그 때는 역류 검출 동작이 불필요해지므로, 동작 전류를 작게 하거나, 혹은 제로로 한다.
이와 같이 구성한 역류 전류 검출 회로(30)를 구비했으므로, 스위칭 레귤레이터(300)는, 소비 전류를 더 삭감하는 것이 가능하다.
도 4는, 경부하 모드 시의 노드(SW)의 전압과 타이머 회로의 출력 신호를 나타내는 타이밍 차트이다.
타이머 회로(15)는, 파워 FET(2)가 온 하는 타이밍(T1)에서 카운트를 개시하고, 소정의 시간(T2-T1)에서 카운트 업하며, 출력은 로우 레벨이 된다.
도 5에, 중부하 모드 시의 노드(SW)의 전압과 타이머 회로의 출력 신호를 나타내는 타이밍 차트이다.
타이머 회로(15)는, 파워 FET(2)가 온 하는 타이밍(T1)에서 카운트를 개시하고, 소정의 시간(T2-T1)에서 카운트 업하기 전에, 리세트되므로, 카운트 업하지 않으며, 출력은 하이 레벨을 유지한다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 스위칭 레귤레이터에 의하면, 타이머 회로를 구비하고, 경부하 모드의 경우에 타이머 회로에 의해 비교기의 동작 전류를 삭감하도록 했으므로, 효율을 희생하지 않고 소비 전류를 삭감할 수 있다.
10, 20, 21 비교기 11 온 시간 제어 회로
12 R-S 플립플롭 회로 13, 33 출력 제어 회로
15 타이머 회로 30 역류 전류 검출 회로

Claims (3)

  1. 기준 전압과 스위칭 레귤레이터의 출력 단자의 출력 전압에 기초한 피드백 전압을 비교하는 비교기와,
    파워 FET의 온 시간을 제어하는 온 시간 제어 회로와,
    입력되는 상기 비교기의 신호와 상기 온 시간 제어 회로의 신호에 따라, 상기 파워 FET를 제어하는 신호를 출력하는 R-S 플립플롭 회로와,
    상기 파워 FET가 온 된 것을 받아, 카운터를 리세트하여 다시 카운트를 개시하는 타이머 회로를 구비하고,
    상기 타이머 회로는, 카운트를 개시하고 나서 소정의 시간이 경과할 때까지 리세트되지 않은 경우, 상기 소정의 시간 경과 후에 카운트업 신호를 출력하고,
    상기 비교기는, 상기 카운트업 신호를 받아 동작 전류를 저소비 전류 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 스위칭 레귤레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교기는,
    통상의 동작 전류로 구동되는 제1 비교기와,
    통상의 동작 전류보다 작은 동작 전류로 구동되는 제2 비교기와,
    상기 제1 비교기의 출력 단자와 상기 제2 비교기의 출력 단자를 전환하여 상기 R-S 플립플롭 회로의 입력 단자에 접속하는 스위치 회로를 구비하고,
    상기 카운트업 신호를 받아, 상기 제1 비교기는 동작 전류의 공급이 정지되고, 상기 스위치 회로는 상기 제2 비교기의 출력 단자를 상기 R-S 플립플롭 회로의 입력 단자에 접속하는 것을 특징으로 하는 스위칭 레귤레이터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는, 역류 전류 검출 회로를 구비한 동기 정류형이며,
    상기 역류 전류 검출 회로는, 상기 카운트업 신호를 받아 동작 전류의 공급이 정지되는 것을 특징으로 하는 스위칭 레귤레이터.
KR1020170014907A 2016-02-05 2017-02-02 스위칭 레귤레이터 KR102575944B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-020788 2016-02-05
JP2016020788A JP6619662B2 (ja) 2016-02-05 2016-02-05 スイッチングレギュレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170093722A KR20170093722A (ko) 2017-08-16
KR102575944B1 true KR102575944B1 (ko) 2023-09-07

Family

ID=59496930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170014907A KR102575944B1 (ko) 2016-02-05 2017-02-02 스위칭 레귤레이터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10284085B2 (ko)
JP (1) JP6619662B2 (ko)
KR (1) KR102575944B1 (ko)
CN (1) CN107046367B (ko)
TW (1) TWI710202B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10790746B2 (en) * 2017-08-04 2020-09-29 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Power dissipation regulated buck architecture
CN112751483A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 成都锐成芯微科技股份有限公司 一种恒压控制电路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4462734B2 (ja) * 2000-08-10 2010-05-12 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 駆動信号供給回路
US8476887B2 (en) * 2004-12-03 2013-07-02 Texas Instruments Incorporated DC to DC converter with pseudo constant switching frequency
JP4823586B2 (ja) * 2005-06-28 2011-11-24 Ｈｏｙａ株式会社 レギュレータ回路
TWI314383B (en) * 2005-10-13 2009-09-01 O2Micro Int Ltd A dc to dc converter having linear mode and switch mode capabilities,a controller,a control method and an apparatus of said converter
JP2007128454A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Sanyo Electric Co Ltd レギュレータ回路
JP4629648B2 (ja) * 2006-11-28 2011-02-09 ザインエレクトロニクス株式会社 コンパレータ方式ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2008306788A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Ricoh Co Ltd スイッチングレギュレータ及びスイッチングレギュレータの動作制御方法
JP2009148111A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Panasonic Corp Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5280114B2 (ja) * 2008-06-13 2013-09-04 ローム株式会社 降圧型スイッチングレギュレータ
JP5586211B2 (ja) * 2009-11-17 2014-09-10 株式会社東芝 Ｄｃ−ｄｃコンバータおよび半導体集積回路
JP6168793B2 (ja) * 2013-03-04 2017-07-26 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 スイッチングレギュレータ及び電子機器
JP2014204536A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路およびその動作方法
JP6209022B2 (ja) * 2013-08-27 2017-10-04 リコー電子デバイス株式会社 スイッチングレギュレータ
JP6321533B2 (ja) * 2014-03-11 2018-05-09 エイブリック株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN104460802B (zh) * 2014-11-27 2016-04-20 电子科技大学 一自适应电流倍增电路及集成该电路的低压差线性稳压器
CN204598427U (zh) * 2015-05-21 2015-08-26 深圳芯瑞晟微电子有限公司 一种非隔离开关电源电路

Also Published As

Publication number Publication date
US10284085B2 (en) 2019-05-07
CN107046367A (zh) 2017-08-15
TW201729525A (zh) 2017-08-16
JP6619662B2 (ja) 2019-12-11
TWI710202B (zh) 2020-11-11
KR20170093722A (ko) 2017-08-16
JP2017139925A (ja) 2017-08-10
CN107046367B (zh) 2020-07-03
US20170229958A1 (en) 2017-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2994986B1 (en) Buck-boost switching converter with buck-boost transition switching control and corresponding method
JP5125066B2 (ja) 同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路、同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータ及びその制御方法
US8803500B2 (en) PFM SMPS with quick sudden load change response
US8558526B2 (en) DC-DC converter having a bootstrap circuit
US9729061B2 (en) Boost regulator having adaptive dead time
US9431907B2 (en) Switching regulator incorporating operation monitor
JP6594797B2 (ja) スイッチングレギュレータ
US20150311797A1 (en) Dc-dc converter
US8847500B2 (en) LED driver and driving method
KR102575944B1 (ko) 스위칭 레귤레이터
US9800149B2 (en) Switching regulator
JP2007135287A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2011135730A (ja) スイッチング電源回路及びスイッチング電源回路の制御方法
JP2006238603A (ja) スイッチングレギュレータ装置
US10333400B2 (en) Boost DC-DC converter including a switching element
JP2017139925A5 (ko)
JP6695176B2 (ja) スイッチングレギュレータ
JP6695255B2 (ja) 電源装置、および、電源装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant