WO2024009638A1 - 電源システム、半導体集積回路装置、半導体装置、及び電源装置 - Google Patents

電源システム、半導体集積回路装置、半導体装置、及び電源装置 Download PDF

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WO2024009638A1
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semiconductor device
terminal
voltage
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慎吾 橋口
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ローム株式会社
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    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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

Definitions

  • the invention disclosed herein relates to a power supply system, a semiconductor integrated circuit device, a semiconductor device, and a power supply device.
  • a conventional power supply system 100 shown in FIG. 1 operates switching power supply ICs (Integrated Circuits) 101 and 102 disclosed in Patent Document 1 in parallel.
  • FIG. 2 is a diagram showing the output current waveform of the conventional power supply system 100 when there is no load (when the load has infinite impedance).
  • the switching power supply IC101 sources the output current IOUT101
  • the switching power supply IC102 sinks the output current IOUT102, reducing efficiency.
  • the output current IOUT101 of the switching power supply IC101 is the median value of the inductor current IL101 flowing through the inductor L101 externally connected to the output terminal of the switching power supply IC101.
  • the output current IOUT102 of the switching power supply IC102 is the median value of the inductor current IL102 flowing through the inductor L102 externally connected to the output terminal of the switching power supply IC102.
  • FIG. 3 is a diagram showing the output current waveform of the conventional power supply system 100 at maximum load. Since the output current IOUT101 of the switching power supply IC101 and the output current IOUT102 of the switching power supply IC102 are out of balance, the output current IOUT101 of the switching power supply IC101 reaches the maximum output current first. Therefore, heat tends to concentrate on the switching power supply IC 101, and protection (overheat protection, overcurrent protection, etc.) is easily applied to the switching power supply IC 101. In other words, in the conventional power supply system 100, the performance of each of the switching power supply IC 101 and the IC 102 cannot be utilized to the maximum extent.
  • the semiconductor integrated circuit device disclosed herein includes an error amplifier configured to output an error signal according to a difference between a feedback voltage based on an output voltage and a reference voltage, and a switching element that outputs an error signal based on the error signal. and a control section configured to control the switching element based on the current flowing through the switching element.
  • the semiconductor integrated circuit device operates as a master, the semiconductor integrated circuit device is configured to perform control based on the error signal according to the difference between the feedback voltage and its own reference voltage, and when calibrating, the semiconductor integrated circuit device controls its own switching.
  • the device is configured to externally supply a first standard of a detection result of a current flowing through the element.
  • the semiconductor integrated circuit device When the semiconductor integrated circuit device operates as a slave, the semiconductor integrated circuit device is configured to perform control based on the error signal according to the difference between the feedback voltage and the reference voltage of another semiconductor integrated circuit device, and The second reference of the detection result of the current flowing through the switching element is configured to be calibrated based on the calibration voltage supplied from the other semiconductor integrated circuit device.
  • the power supply device disclosed herein includes a substrate, a first semiconductor device, a second semiconductor device, a first inductor, and a second inductor, which are arranged on the same surface of the substrate,
  • the first semiconductor device and the second semiconductor device are each semiconductor devices having the above configuration, and the first semiconductor device has an input voltage application terminal connected to the first power supply terminal of the first semiconductor device, A ground voltage application terminal is connected to the first ground terminal of the first semiconductor device, and the first inductor is externally connected to the second output terminal of the first semiconductor device, and the second semiconductor device includes: The input voltage application end is connected to the second power supply terminal of the second semiconductor device, the ground voltage application end is connected to the second ground terminal of the second semiconductor device, and the second semiconductor device The second inductor is externally connected to the first output terminal.
  • the semiconductor integrated circuit device and power supply system disclosed in this specification it is possible to improve the no-load efficiency of a power supply system having a plurality of semiconductor integrated circuit devices. Furthermore, according to the semiconductor integrated circuit device and power supply system disclosed herein, it is possible to suppress uneven heat generation among a plurality of semiconductor integrated circuit devices included in the power supply system.
  • FIG. 10 is a diagram showing the overall configuration of the power supply device 101.
  • FIG. 11 is a diagram showing a modification of the power supply device 101 according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing another modification of the power supply device 101 according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing still another modification of the power supply device 101 according to the embodiment.
  • constant voltage refers to a voltage that is constant in an ideal state, and in reality is a voltage that may vary slightly due to changes in temperature or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the power supply system SYS1 according to the embodiment.
  • the power supply system SYS1 includes switching power supplies IC1 and IC2, and a plurality of discrete components externally connected to the switching power supplies IC1 and IC2.
  • the switching power supply ICs 1 and 2 are each electronic components formed by enclosing a semiconductor integrated circuit in a case (package) made of resin, as shown in FIG.
  • a plurality of external terminals are exposed on the housings of each of the switching power supply ICs 1 and 2, and the plurality of external terminals include the terminal IN, terminal SW, terminal GND, terminal VCOMP, and terminal CLKOUT shown in FIG. , terminal PH, terminal FB, and terminal SYNC. Terminals other than these may also be included in the plurality of external terminals.
  • Terminals other than these may also be included in the plurality of external terminals. Note that the number of external terminals of each of the switching power supplies IC1 and IC2 and the appearance of each of the switching power supplies IC1 and 2 shown in FIG. 5 are merely examples.
  • An input voltage VIN is supplied to the terminal IN of the switching power supply IC2 from outside the switching power supply IC2.
  • An inductor L2 is interposed in series between the terminal SW of the switching power supply IC2 and the output terminal OUT. That is, the first end of the inductor L2 is connected to the terminal SW of the switching power supply IC2, and the second end of the inductor L2 is connected to the output terminal OUT. Further, the output terminal OUT is connected to ground via an output capacitor C2.
  • the terminal VCOMP of the switching power supply IC1 is connected to the terminal VCOMP of the switching power supply IC2.
  • a terminal PH of the switching power supply IC1 is connected to a first end of a pull-up resistor R3.
  • a constant voltage VDD is applied to the second end of the pull-up resistor R3.
  • a terminal PH of the switching power supply IC2 is connected to a first end of a pull-down resistor R4.
  • the second end of pull-down resistor R4 is connected to ground.
  • a terminal CLKOUT of the switching power supply IC1 is connected to a terminal SYNC of the switching power supply IC1.
  • the error amplifier 11 when the feedback voltage VFB is lower than the reference voltage VREF1, the error amplifier 11 outputs a current based on the error current signal from the error amplifier 11 to the wiring WR1 so that the potential of the wiring WR1 increases, and the feedback voltage VFB increases.
  • the voltage is higher than the reference voltage VREF, a current based on the error current signal is drawn from the wiring WR1 toward the error amplifier 11 so that the potential of the wiring WR1 is lowered.
  • the absolute value of the difference between feedback voltage VFB and reference voltage VREF increases, the magnitude of the current due to the error current signal also increases.
  • the phase compensation circuit 12 is provided between the wiring WR1 and the ground, and generates an error voltage VERR on the wiring WR1 upon receiving the error current signal.
  • the phase compensation circuit 12 is provided to compensate the phase of the error voltage VERR.
  • the phase compensation circuit 12 includes a series circuit of a resistor 12a and a capacitor 12b. Specifically, a first end of the resistor 12a is connected to the wiring WR1, and the other end of the resistor 12a is connected to the ground via the capacitor 12b. By appropriately setting the resistance value of the resistor 12a and the capacitance value of the capacitor 12b, it is possible to compensate the phase of the error voltage VERR and prevent oscillation of the output feedback loop.
  • the differential amplifier 14 like the error amplifier 11, is a current output type transconductance amplifier.
  • the switch SW1 When the switch SW1 is on, the error voltage VERR applied to the wiring WR1 is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 14, and the sense voltage VSNS output from the buffer amplifier 19 is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 14. is supplied.
  • the differential amplifier 14 outputs a current signal corresponding to the difference between the error voltage VERR and the sense voltage VSNS from its own output terminal. Charges generated by the current signal are input and output to and from the wiring WR2.
  • the differential amplifier 15 like the error amplifier 11, is a current output type transconductance amplifier.
  • the differential amplifier 15 outputs a current signal corresponding to the source-drain voltage of the transistor M2 (current flowing through the transistor M2) from its own output terminal.
  • the charge caused by the current signal is output to the wiring WR3.
  • the differential amplifier 15 outputs a current based on a current signal toward the wiring WR3 so that the potential of the wiring WR3 increases.
  • the absolute value of the source-drain voltage of transistor M2 increases, the magnitude of the current due to the current signal also increases.
  • the current flowing through the inductor L1 is detected by detecting the current flowing through the transistor M2, but the current flowing through the inductor L1 may also be detected by detecting the current flowing through the transistor M1. Furthermore, in this embodiment, the current flowing through the transistor M2 is detected using the on-resistance of the transistor M2, but a sense resistor connected in series with the transistor M2 is provided, and the sense resistor is used to detect the current flowing through the transistor M2. The flowing current may be detected.
  • the DC bias voltage of the wiring WR3 is set by the DAC 16, buffer amplifier 17, and resistor 18.
  • the analog voltage output from the DAC 16 becomes the DC bias voltage of the wiring WR3 via the buffer amplifier 17 and the resistor 18.
  • the DC bias voltage of the wiring WR3 serves as a reference for the detection result of the current flowing through the transistor M2.
  • the voltage applied to the wiring WR3 is supplied to the buffer amplifier 19, and is output from the output terminal of the buffer amplifier 19 as the sense voltage VSNS.
  • the lamp voltage generation circuit 20 generates a lamp voltage VRAMP whose voltage value changes periodically at a predetermined PWM cycle.
  • the PWM period corresponds to the reciprocal of the PWM frequency.
  • the lamp voltage VRAMP has a voltage waveform of, for example, a triangular wave or a sawtooth wave.
  • the comparison voltage VC on the wiring WR2 is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 21, and the ramp voltage VRAMP from the ramp voltage generation circuit 20 is supplied to the inverting input terminal of the comparator 21.
  • the comparator 21 compares the comparison voltage VC with the ramp voltage VRAMP and outputs a pulse width modulation signal SPWM indicating the comparison result.
  • the pulse width modulation signal SPWM is at a high level during a period when the comparison voltage VC is higher than the ramp voltage VRAMP, and is at a low level during a period when the comparison voltage VC is lower than the ramp voltage VRAMP.
  • the logic circuit 22 generates a pulsed switch voltage VSW at the connection node between the transistors M1 and M2 by supplying gate signals G1 and G2 based on the pulse width modulation signal SPWM from the comparator 21 to the transistors M1 and M2. let Since the error amplifier 11 generates a current signal so that the feedback voltage VFB and the reference voltage VREF are equal, the output voltage VOUT is a predetermined target voltage according to the reference voltage VREF and the voltage division ratio by the feedback resistors R1 and R2. It is stabilized by
  • the comparison voltage VC falls within the variation range of the lamp voltage VRAMP.
  • the pulse width modulation signal SPWM is at a high level and the pulse width modulation signal SPWM is at a low level. period occurs, and PWM control is performed at the PWM frequency.
  • PWM control transistors M1 and M2 are alternately turned on and off in a PWM cycle based on a pulse width modulation signal SPWM.
  • a high level gate signal G1 and a low level gate signal G2 are supplied to the gates of transistors M1 and M2, respectively. Then, the transistors M1 and M2 are turned on and off, respectively. At this time, a current based on the input voltage VIN flows toward the output terminal OUT through the transistor M1 and the inductor L1.
  • a low level gate signal G1 and a high level gate signal G2 are supplied to the gates of transistors M1 and M2, respectively.
  • Transistors M1 and M2 are turned off and turned on, respectively.
  • the switching power supply IC1 includes a switch SW4, a calibration circuit 23, a comparator 24, a control circuit 25, an oscillator 26, and a delay circuit 27.
  • the calibration circuit 23 receives the output of the differential amplifier 14, and supplies the DAC 16 with a digital voltage according to the output of the differential amplifier 14.
  • the voltage applied to the terminal PH is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 24.
  • a constant voltage VDD/2 is supplied to the inverting input terminal of the comparator 24.
  • the control circuit 25 determines whether the switching power supply IC1 is a master or a slave based on the output voltage of the comparator 24. Specifically, if the output voltage of the comparator 24 is at a high level, the control circuit 25 determines that the switching power supply IC1 is the master. On the other hand, if the output voltage of the comparator 24 is at a low level, the control circuit 25 determines that the switching power supply IC1 is a slave.
  • the control circuit 25 of the switching power supply IC1 determines that the switching power supply IC1 is the master.
  • the control circuit 25 of the switching power supply IC1 determines that the switching power supply IC2 is a slave.
  • the control circuit 25 turns on the switch SW1, turns on the switch SW2, turns off the switch SW3, and turns off the switch SW4 as shown in FIG. 4 during non-calibration.
  • the master switching power supply IC1 operates based on the clock CLK1 supplied from the master oscillator 26.
  • the control circuit 25 turns the switch SW1 off, the switch SW2 on, the switch SW3 off, and the switch SW4 off, as shown in FIG. 4 during non-calibration. .
  • the switching power supply IC2, which is the slave sends the second clock signal CLK2, which is a signal obtained by delaying the clock CLK1 generated by the master by a predetermined angle phase by the delay circuit 27 of the master, to the terminal CLKOUT of the master and the terminal CLKOUT of the slave. Receive via terminal SYNC.
  • the switching power supply IC2, which is a slave operates based on the second clock signal CLK2 of the master. This allows the slave to operate in synchronization with the master.
  • the switches SW1 and SW2 of the master switching power supply IC1 are turned on, the switch SW1 of the slave switching power supply IC2 is turned off, and the switch SW2 is turned on.
  • the error voltage VERR of the master switching power supply IC1 is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 14 of the slave switching power supply IC2. Therefore, the slave switching power supply IC2 executes control based on an error signal corresponding to the difference between the feedback voltage VFB and the reference voltage VREF of the master switching power supply IC1. Further, the master switching power supply IC1 executes control based on an error signal corresponding to the difference between the feedback voltage VFB and its own reference voltage VREF.
  • the power supply system SYS1 uses the reference voltage VREF of the master switching power supply IC1 in both switching power supplies IC1 and IC2, it is possible to improve efficiency during no-load conditions and to reduce heat generation between the switching power supplies IC1 and IC2. Bias can be suppressed.
  • the power supply system SYS1 performs calibration to cancel the offset.
  • the control circuit 25 turns the switch SW1 off, the switch SW2 on, the switch SW3 off, and the switch SW4 on, as shown in FIG. 7 during calibration.
  • the switching power supply IC2, which is a slave, operates based on the master's second clock signal CLK2 during calibration as well as during non-calibration.
  • the switch SW1 of the master switching power supply IC1 is turned off and the switches SW2 and SW3 are turned on, and the switches SW1 and SW3 of the slave switching power supply IC2 are turned off and the switch SW2 is turned off. turns on.
  • the sense voltage VSNS of the switching power supply IC1 which is the master, is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 14 of the switching power supply IC2, which is the slave.
  • the transistor M2 of the master switching power supply IC1 is in an off state. Then, the calibration circuit 23 of the master switching power supply IC1 fixes the value of the digital voltage supplied to the DAC 16 of the master switching power supply IC1 to an initial value.
  • the master switching power supply IC1 uses the first standard of the detection result of the current flowing through the transistor M2 of the master switching power supply IC1 as a calibration voltage to input the inverting input of the differential amplifier 14 of the slave switching power supply IC2. Supply to the terminal.
  • the sense voltage VSNS of the switching power supply IC1 which is the master, is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 14 of the switching power supply IC2, which is the slave.
  • the calibration circuit 23 of the switching power supply IC2, which is the slave changes the value of the digital voltage supplied to the DAC 16 of the switching power supply IC2, which is the slave, and monitors the switching of the logic of the differential amplifier 14 of the switching power supply IC2, which is the slave. do.
  • the calibration circuit 23 of the switching power supply IC 2 that is the slave detects the switching of the logic of the differential amplifier 14, the value of the digital voltage supplied to the DAC 16 is set to either immediately before or immediately after the switching of the logic of the differential amplifier 14. Fixed to the value at .
  • the switching power supply IC2 that is the slave calibrates the second standard of the detection result of the current flowing through the transistor M2 of the switching power supply IC2 that is the slave based on the above-mentioned calibration voltage.
  • the switching power supply IC2 that is the slave can perform calibration including all the offset current of the differential amplifier 15, each offset of the buffer amplifiers 17 and 19, and the offset of the differential amplifier 14 that occur in the switching power supply IC2 that is the slave. can. Therefore, in the power supply system SYS1, the offset of the detection result of the current flowing through the transistor M2 does not impede the improvement of the efficiency at no-load time and the suppression of uneven heat generation between the switching power supplies IC1 and IC2, so that the efficiency at no-load time is improved. At the same time, uneven heat generation between the switching power supplies IC1 and IC2 can be suppressed.
  • the power supply system SYS1 aims to reduce the time required for calibration by configuring the differential amplifier 14 as shown in FIG. 8.
  • the differential amplifier 14 shown in FIG. 8 includes a pair of differential amplifier circuits 14a and 14b configured to amplify the difference between the error voltage VERR and the sense voltage VSNS.
  • the differential amplifier circuit 14a and the differential amplifier circuit 14b have the same circuit configuration.
  • the switching power supply IC2, which is a slave uses the differential amplifier circuit 14a to control the transistors M1 and M2, and uses the differential amplifier circuit 14b for calibration. Since the comparator 21 and the like are connected after the differential amplifier circuit 14a, the responsiveness of the differential amplifier circuit 14a is deteriorated by the RC circuit in the comparator 21 and the like. On the other hand, the differential amplifier circuit 14b has good responsiveness because it is not affected by the RC circuit in the comparator 21 and the like. Therefore, even if the analog voltage output from the DAC 16 changes at high speed, the differential amplifier circuit 14b can respond.
  • the power supply device 101 is a step-down DC [Direct Current]/DC converter that generates a desired output voltage Vo from an input voltage Vi and supplies it to a load.
  • the load is installed in various electronic devices together with the power supply device 101, and operates by receiving DC power (output voltage Vo and output current Io) from the power supply device 101.
  • FIG. 9 is a diagram showing the first semiconductor device 102a according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing the overall configuration of the power supply device 101.
  • the power supply device 101 includes a first semiconductor device 102a, a second semiconductor device 102b, inductors L11 and L12, and input capacitors Ci1 and Ci2.
  • the package 105 is a housing portion of the first semiconductor device 102a in which a semiconductor integrated circuit is sealed.
  • the package 105 is formed into a rectangular shape (here, a square shape) including a first side 106 and a second side 107.
  • the first side 106 and the second side 107 are parallel to each other. Further, the first side 106 and the second side 107 face each other in a direction perpendicular to the first side 106.
  • the first output terminal 108 , the first power supply terminal 109 , and the first ground terminal 110 are provided on the first side 106 of the package 105 .
  • the first output terminal 108, the first power supply terminal 109, and the first ground terminal 110 protrude from the inside of the package 105 to the outside.
  • the first power terminal 109 and the first ground terminal 110 are lined up along the direction parallel to the first side 106 (vertical direction in FIGS. 9 and 10) with the first output terminal 108 in between.
  • the first semiconductor device 102a further includes other terminals 120 and 121 provided on the first side 106 and other terminals 122 and 123 provided on the second side 107.
  • the second output terminal 111, the second power supply terminal 112, and the second ground terminal 113 are provided on the second side 107 of the package 105.
  • the second output terminal 111, the second power supply terminal 112, and the second ground terminal 113 protrude from the inside of the package 105 to the outside.
  • the second power terminal 112 and the second ground terminal 113 are lined up along the direction parallel to the second side 107 (vertical direction in FIGS. 9 and 10) with the second output terminal 111 in between.
  • the first output terminal 108 and the second output terminal 111 are electrically connected via an output conductor 115 inside the package 105.
  • the first power terminal 109 and the second power terminal 112 are electrically connected inside the package 105 via a power conductor 116.
  • the first ground terminal 110 and the second ground terminal 113 are electrically connected via a ground conductor 117 inside the package 105.
  • Output conductor 115 , power conductor 116 , and ground conductor 117 are connected to switching output stage 114 inside package 105 .
  • One ends of the inductors L11 and L12 can be connected to the first output terminal 108 and the second output terminal 111. Regardless of whether one end of the inductor L11 or L12 is connected to the first output terminal 108 or the second output terminal 111, one end of the inductor L11 or L12 is connected to the switching output stage 114 via the output conductor 115. .
  • the first end of the inductor L11 is connected to the second output terminal 111 of the first semiconductor device 102a.
  • the first output terminal 108 of the second semiconductor device 102b is connected to the first end of the inductor L12.
  • the first power terminal 109 and the second power terminal 112 can be connected to terminals to which input voltage Vi is applied.
  • the input voltage Vi is applied to the switching output stage 114 via the power supply conductor 116, regardless of whether the application end of the input voltage Vi is connected to the first power supply terminal 109 or the second power supply terminal 112.
  • the first semiconductor device 102a has its first power supply terminal 109 connected to the first end of the first input wiring IW1, which is the end to which the input voltage Vi is applied.
  • the second semiconductor device 102b has its second power supply terminal 112 connected to the first end of the second input wiring IW2, which is the end to which the input voltage Vi is applied.
  • the second semiconductor device 102b has its second ground terminal 113 connected to the first end of the second ground wiring GW2, which is the end to which the ground voltage GND is applied. Moreover, the first end of the output capacitor Co2 is connected to the first ground terminal 110 of the second semiconductor device 102b (not shown). The second end of the output capacitor Co2 is connected to the second end of the inductor L12 (not shown). Note that if the power supply device 101 is a multi-phase DC/DC converter, a single capacitor may be connected as the output capacitors Co1 and Co2.
  • An input capacitor Ci1 is connected between the first input wiring IW1 and the first ground wiring GW1.
  • An input capacitor Ci2 is connected between the second input wiring IW2 and the second ground wiring GW2.
  • the switching output stage 114 is an internal circuit for controlling the inductor current flowing through the inductors L11 and L12 connected to the first output terminal 108 or the second output terminal 111.
  • the switching output stage 114 includes a high-side switch and a low-side switch (not shown).
  • the control unit 119 controls the switching output stage 114 to turn on/off using the high-side gate signal and low-side gate signal of the high-side switch and the low-side switch.
  • a rectangular waveform switch voltage pulse-driven between the input voltage Vi and the ground voltage GND is applied to the output end of the switching output stage 114 (the connection node between the high-side switch and the low-side switch).
  • a switch voltage appears at its second output terminal 111.
  • a switch voltage appears at its first output terminal 108.
  • Inductors L11 and L12 and output capacitors Co1 and Co2 function as an LC filter that rectifies and smoothes this switch voltage to generate output voltage Vo.
  • the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b are located at overlapping positions in the direction along the first side 106 (vertical direction in FIGS. 9 and 10). Further, the second semiconductor device 102b is arranged on the first side 106 side of the first semiconductor device 102a with respect to the direction perpendicular to the first side 106 (the left-right direction in FIGS. 9 and 10). That is, the inductor L11 and the inductor L12 are arranged with the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b sandwiched therebetween in a direction perpendicular to the first side 106. Further, input capacitors Ci1 and Ci2 are arranged between the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b in the direction perpendicular to the first side 106.
  • the current flowing into the second semiconductor device 102b flows in the order of the second power supply terminal 112, the power supply conductor 116, the switching output stage 114, the ground conductor 117, the second ground terminal 113, the second ground wire GW2, and the input capacitor Ci2, A portion of the current flows again to the second power supply terminal 112, forming an annular current path (indicated by a two-dot chain arrow in FIG. 10). That is, a circular current path (see FIGS. 9 and 10) passing through the second power supply terminal 112, the power supply conductor 116, the switching output stage 114, the ground conductor 117, the second ground terminal 113, the second ground wire GW2, and the input capacitor Ci2.
  • the application end of the input voltage Vi, the connection end of the inductor, and the application end of the ground voltage GND can each be connected only to a predetermined terminal among the plurality of terminals provided on the package 5. Met. For this reason, the current path flowing into the semiconductor device is an annular path that always flows in a fixed direction. Then, in the power supply device 101 including a plurality of semiconductor devices, the direction of the magnetic field generated in each semiconductor device becomes the same direction. For this reason, in a power supply device 101 in which a plurality of such semiconductor devices are arranged on the same surface of a substrate, the magnetic fields generated in each semiconductor device overlap, and relatively large radiation noise is generated.
  • the semiconductor devices 102a and 102b of this embodiment connect the application ends of the input voltage Vi (the first input wiring IW1, the second input wiring IW2) to the first power supply terminal 109 and the second power supply terminal 112. Whichever connection is made, the input voltage Vi can be applied to the switching output stage 114. Furthermore, regardless of whether one end of the inductor L11 or L12 is connected to the first output terminal 108 or the second output terminal 111, one end of the inductor L11 or L12 is connected to the switching output stage 114 via the output conductor 115. become.
  • the switching output stage 114 is connected to the ground voltage GND. It will be connected to the application end.
  • the first input is made such that the directions of the magnetic fields generated in the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b are opposite directions.
  • the first end of the wiring IW1, the first end of the second input wiring IW2, the inductors L11 and L12, the first ground wiring GW1, and the second ground wiring GW2 can be connected. Therefore, in order to suppress noise generated in the power supply device 1, it is not necessary to separately prepare semiconductor devices with opposite current paths, and semiconductor devices with the same configuration (first semiconductor device 102a, second semiconductor device 102b) are not required. ) can be used to suppress radiation noise.
  • the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b are arranged on the same surface of the substrate 118. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device that can suppress an increase in manufacturing costs while suppressing radiation noise when a plurality of semiconductor devices are arranged.
  • the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b are located at a position where they overlap in the direction along the first side 106 (vertical direction in FIGS. 9 and 10). Therefore, the magnetic field m1 and the magnetic field m2 suitably overlap, making it possible to more effectively suppress the generation of noise.
  • each of the other terminals 120 to 123 may be replaced with the first output terminal 108, the first power terminal 109, the first ground terminal 110, the second output terminal 111, the second power terminal 112, and the second ground terminal 113. Good too.
  • the input capacitor Ci2 according to the power supply device 101 of the embodiment may be omitted, and a configuration may be adopted in which the input capacitor Ci1 is externally attached to the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b, as shown in FIG. can.
  • the number of parts can be reduced, radiation noise can be suppressed, and an increase in the manufacturing cost of the power supply device 1 can be suppressed.
  • the power supply device 101 of the embodiment includes, in addition to the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b, additional semiconductor devices (here, a third semiconductor device 102c, a fourth semiconductor device 102d). ), it is possible to employ a configuration of a multi-phase (four-phase in this figure) multi-phase DC/DC converter.
  • the third semiconductor device 102c and the fourth semiconductor device 102d are semiconductor devices having the same configuration as the first semiconductor device 102a and the second semiconductor device 102b.
  • an inductor L13 is externally attached to the second output terminal 111, and one end of the third input wiring IW3 (the end to which the input voltage Vi is applied) is connected to the first power supply terminal 109. is connected to the first ground terminal 110, and one end of the third ground wiring GW3 (the end to which the ground voltage GND is applied) is connected to the first ground terminal 110.
  • One end of the output capacitor Co3 is connected to a terminal of the inductor L13 on the opposite side from the second output terminal 111.
  • An input capacitor Ci3 is connected between the third input wiring IW3 and the third ground wiring GW3, which are connected to the third semiconductor device 102c.
  • the magnetic field m3 generated in the third semiconductor device 102c is in the same direction as the magnetic field m1, that is, in the opposite direction to the magnetic field m2.
  • the input capacitor Ci4 it is possible to omit the input capacitor Ci4 and adopt a configuration in which the input capacitor Ci3 is externally attached to the third semiconductor device 102c and the fourth semiconductor device 102d (not shown).
  • the number of parts can be reduced, radiation noise can be suppressed, and an increase in the manufacturing cost of the power supply device 1 can be suppressed.
  • a configuration including another semiconductor device may be adopted.
  • the feedback voltage VFB is a divided voltage of the output voltage VOUT, but the feedback voltage VFB may be the output voltage VOUT itself.
  • the power supply system (SYS1) described above has an error amplifier (11) configured to output an error signal according to the difference between a feedback voltage based on an output voltage and a reference voltage,
  • a power supply system comprising a plurality of semiconductor integrated circuit devices (1, 2) each configured to control the switching element based on a current flowing through the semiconductor integrated circuit device (M2).
  • the master is configured to execute control based on the error signal according to the difference between the feedback voltage and its own reference voltage
  • the slave among the plurality of semiconductor integrated circuit devices is configured to perform control based on the difference between the feedback voltage and the reference voltage.
  • the master is configured to perform control based on the error signal according to the difference from the reference voltage of the master, and during calibration, the master calibrates a first reference of the detection result of the current flowing through the switching element of the master. and the slave is configured to calibrate a second reference of the detection result of the current flowing through the switching element of the slave based on the calibration voltage. (first configuration).
  • a master reference voltage is used in the plurality of semiconductor integrated circuit devices, and variations in the reference of the detection result of the current flowing through the switching element among the plurality of semiconductor integrated circuit devices are suppressed. Therefore, it is possible to improve efficiency during no-load conditions, and to suppress uneven heat generation among a plurality of semiconductor integrated circuit devices.
  • each of the plurality of semiconductor integrated circuit devices has a first terminal (VCOMP), and the master receives the calibration voltage and the error signal from the first terminal of the master.
  • VCOMP first terminal
  • a configuration may also be used in which the two are output separately.
  • the slave is configured to receive the calibration voltage and the error signal of the master separately at the first terminal of the slave (third configuration). It may be.
  • each of the plurality of semiconductor integrated circuit devices includes a determination unit (24, 25) configured to determine whether the semiconductor integrated circuit device is the master or the slave. ) (fourth configuration).
  • the master semiconductor integrated circuit device and the slave semiconductor integrated circuit device can have the same circuit configuration.
  • the determination unit is configured to determine whether it is the master or the slave based on the voltage applied from the outside (fifth configuration). There may be.
  • each of the plurality of semiconductor integrated circuit devices can be easily set as either a master or a slave.
  • the master is configured to operate based on a first clock signal, and the master is delayed by a predetermined angular phase from the first clock signal.
  • the slave may be configured to generate a second clock signal, and the slave may be configured to operate based on the second clock signal (sixth configuration).
  • the slave can operate in synchronization with the master.
  • each of the plurality of semiconductor integrated circuit devices has a buffer amplifier (13) connected to the output end of the error amplifier (seventh configuration). It may be.
  • the phase of the error voltage generated in the wiring connecting the output end of the error amplifier and the input end of the buffer amplifier becomes difficult to change.
  • each of the plurality of semiconductor integrated circuit devices is configured to amplify a difference between a voltage based on the error signal and a detection result of the current flowing through the switching element.
  • the slave has a differential amplifier (14) including a pair of amplifier circuits, and the slave uses one of the pair of amplifier circuits to control the switching element and the other of the pair of amplifier circuits to control the calibration. It may be a configuration configured to be used for (eighth configuration).
  • the power supply system having the eighth configuration described above can reduce the time required for calibration.
  • the semiconductor integrated circuit devices (1, 2) described above include an error amplifier (11) configured to output an error signal according to the difference between a feedback voltage based on an output voltage and a reference voltage; a control unit (22) configured to control the switching element based on the current flowing through the switching element (M2), and when operating as a master, the control unit (22) has a control unit (22) configured to control the switching element based on the current flowing through the switching element (M2), and when operating as a master,
  • the device is configured to execute control based on the error signal according to the difference, and is configured to supply a first reference of the detection result of the current flowing through the switching element to the outside during calibration, and operates as a slave.
  • the configuration is configured to execute control based on the error signal according to the difference between the feedback voltage and the reference voltage of another semiconductor integrated circuit device, and
  • This is a configuration (ninth configuration) configured to calibrate the two standards based on the calibration voltage supplied from the other semiconductor integrated circuit device.
  • a power supply system that can improve efficiency during no-load conditions and suppress uneven heat generation among the plurality of semiconductor integrated circuit devices is provided. It can be realized.
  • the semiconductor devices (102a to 102d) disclosed in the specification include a first power terminal (109), a first ground terminal (110), and a first ground terminal (110) provided on the first side (106) of the package (105).
  • the output terminal (108) is provided on the second side (107) of the package (105), which is different from the first side (106), and is electrically connected to the first power terminal (109) inside the package (105). and a second ground terminal (113) provided on the second side (107) and electrically connected to the first ground terminal (110) inside the package (105).
  • a second output terminal (111) provided on the second side (107) and electrically connected to the first output terminal (108) inside the package (105); and a first output terminal (108). and a second output terminal (111), and a control section (119) configured to control the switching output stage (114). composition).
  • the semiconductor device (102a to 102d) having the tenth configuration is preferably configured such that the first side (106) and the second side (107) face each other (eleventh configuration).
  • the first power supply terminal (109) and the first ground terminal (110) are lined up with the first output terminal (108) in between, and the second The power supply terminal (112) and the second ground terminal (113) may be arranged side by side with the second output terminal (111) in between (a twelfth configuration).
  • the power supply device (101) disclosed in the specification includes a substrate (118), a first semiconductor device (102a), and a second semiconductor device (102b), which are arranged on the same surface of the substrate (118). ), a first inductor (L11), and a second inductor (L12), and the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b) are each a semiconductor having one of the tenth to twelfth configurations.
  • the first semiconductor device (102a) has an application terminal of the input voltage (Vi) connected to the first power supply terminal (109) of the first semiconductor device (102a), and the first semiconductor device (102a)
  • a ground voltage (GND) application terminal is connected to the first ground terminal (110), and a first inductor (L11) is externally connected to the second output terminal (111) of the first semiconductor device (102a).
  • the application terminal of the input voltage (Vi) is connected to the second power supply terminal (112) of the second semiconductor device (102b), and the application terminal of the input voltage (Vi) is connected to the second ground terminal (113) of the second semiconductor device (102b).
  • the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b) are parallel to the first side (106) of the first semiconductor device (102a). It is preferable to adopt a configuration (fourteenth configuration) in which the positions overlap each other with respect to the direction.
  • the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b) are arranged such that the first side (106) and the second side (107) face each other.
  • the second semiconductor device (102b) is arranged on the first side (106) side of the first semiconductor device (102a) with respect to the direction perpendicular to the first side (106). configuration).
  • the first semiconductor device (102a) has capacitors (Ci1, Ci2) between the second power supply terminal (112) and the second ground terminal (113).
  • the second semiconductor device (102b) has a configuration in which capacitors (Ci1, Ci2) are externally connected between the first power supply terminal (109) and the first ground terminal (110). (16th configuration).
  • the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b) are arranged such that the first side (106) and the second side (107) face each other.
  • the second semiconductor device (102b) is arranged on the second side (107) side of the first semiconductor device (102a) with respect to the direction perpendicular to the first side (106) (seventeenth configuration).
  • a power supply device equipped with a plurality of semiconductor devices (102a to 102d) can suppress radiated noise while suppressing an increase in manufacturing cost.
  • the semiconductor device (102a to 102d) according to the eleventh configuration when a plurality of semiconductor devices (102a to 102d) are mounted on a power supply device, the semiconductor devices (102a to 102d) can be efficiently arranged. becomes possible.
  • the power supply device (101) according to the thirteenth configuration it is possible to provide a power supply device that can suppress radiated noise while suppressing an increase in manufacturing costs.
  • the power supply device (101) according to the fifteenth configuration, it is possible to efficiently arrange the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b).
  • one capacitor can be shared by the first semiconductor device (102a) and the second semiconductor device (102b). Therefore, it is possible to reduce the number of parts.

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Abstract

電源システムは、複数の半導体集積回路装置を有する。キャリブレーション時に、前記複数の半導体集積回路装置のうちのマスターは、自己のスイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準をキャリブレーション用電圧として前記複数の半導体集積回路装置のうちのスレーブに供給するように構成される。キャリブレーション時に、前記スレーブは、自己のスイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記キャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成される。

Description

電源システム、半導体集積回路装置、半導体装置、及び電源装置
 本明細書中に開示されている発明は、電源システム、半導体集積回路装置、半導体装置、及び電源装置に関する。
 半導体集積回路装置におけるパッケージの進化によって、スイッチング素子を内蔵するスイッチング電源用半導体集積回路装置の大電流化が進んでいる。しかしながら、パッケージの許容損失には限界がある。そのため、スイッチング素子を内蔵するスイッチング電源用半導体集積回路装置を複数設け、それらを並列動作させる電源システムの開発が進んでいる。
特開2021-132447号公報 特開2020-098811号公報
 図1に示す従来の電源システム100は、特許文献1で開示されているスイッチング電源IC(Integrated Circuit)101及び102を並列動作させる。
 ここで、製造ばらつきによってスイッチング電源IC101の基準電圧がスイッチング電源IC102の基準電圧より高く、その結果、スイッチング電源IC101の出力電圧がスイッチング電源IC102より高くなるものとする。
 図2は、従来の電源システム100の無負荷時(負荷が無限大のインピーダンスを有する場合)の出力電流波形を示す図である。無負荷時、スイッチング電源IC101は出力電流IOUT101をソースし、スイッチング電源IC102は出力電流IOUT102をシンクしてしまい、効率が低下する。
 スイッチング電源IC101の出力電流IOUT101は、スイッチング電源IC101の出力端に外付け接続されるインダクタL101を流れるインダクタ電流IL101の中央値である。スイッチング電源IC102の出力電流IOUT102は、スイッチング電源IC102の出力端に外付け接続されるインダクタL102を流れるインダクタ電流IL102の中央値である。
 図3は、従来の電源システム100の最大負荷時の出力電流波形を示す図である。スイッチング電源IC101の出力電流IOUT101とスイッチング電源IC102の出力電流IOUT102とのバランスが崩れていることで、スイッチング電源IC101の出力電流IOUT101が先に最大出力電流に達する。このため、スイッチング電源IC101に熱集中しやすく、スイッチング電源IC101において保護(過熱保護、過電流保護など)がかかりやすくなる。つまり、従来の電源システム100では、スイッチング電源IC101及びIC102それぞれが有する性能を最大限に活用できていない。
 また、半導体装置には、複数の端子を備えるものがある。このような半導体装置として、特許文献1には、DC/DCコンバータ等の電力変換装置(電源装置)に用いられるものが開示されている。この半導体装置は、パッケージの一辺である第1辺と、第2辺(パッケージの第1辺以外の一辺)のそれぞれに、複数の端子を備えている(特許文献2の図20参照)。
 ところで、半導体装置を駆動する電流は、電源端子、スイッチング出力段、の順に流れた後、この電流の一部は接地端子、入力コンデンサを経由して、再び入力端子に流れる環状の電流経路を形成している。このため、アンペールの法則によってこの環状の電流経路の中心に磁界、すなわち輻射ノイズが発生する。このような半導体装置(特に、端子の配置が共通とされている機種)を複数搭載する電源装置(例えば、マルチフェーズ型DC/DCコンバータ等)では、各半導体装置に磁界が発生する。すると、各半導体装置の磁界が重なり合ってより大きなものとなり、輻射ノイズが比較的大きなものとなってしまう。仮に、輻射ノイズを抑制するべく、各半導体装置に発生する磁界の向きが反対向き、すなわち上述した電流経路が反対向きとなるよう、端子の配置等を変更した半導体装置を個別に用意するとなると、製品ラインナップが複雑化して、ユーザ(セット設計者)の利便性を損なうおそれがある。同一構成の半導体装置を用いる場合には、電源装置の基板の一方の面と他方の面に別々に半導体装置を配置することで、各半導体装置の磁界が逆方向となり、輻射ノイズを抑制することができる。しかし、この場合、電流経路の複雑化、電源装置の大型化等により、電源装置の製造コストが増大するおそれがある。
 本明細書中に開示されている電源システムは、出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプを有し、前記エラー信号とスイッチング素子を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するようにそれぞれ構成された複数の半導体集積回路装置を有する電源システムである。前記複数の半導体集積回路装置のうちのマスターは、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成される。前記複数の半導体集積回路装置のうちのスレーブは、前記帰還電圧と前記マスターの前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成される。キャリブレーション時に、前記マスターは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準をキャリブレーション用電圧として前記スレーブに供給するように構成され、前記スレーブは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記キャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成される。
 本明細書中に開示されている半導体集積回路装置は、出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプと、前記エラー信号とスイッチング素子を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するように構成された制御部と、を有する。前記半導体集積回路装置は、マスターとして動作する場合、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、キャリブレーション時に、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準を外部に供給するように構成される。前記半導体集積回路装置は、スレーブとして動作する場合、前記帰還電圧と他の半導体集積回路装置の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記他の半導体集積回路装置から供給されるキャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成される。
 本明細書中に開示されている半導体装置は、パッケージの第1辺に設けられた第1電源端子、第1接地端子及び第1出力端子と、前記パッケージの前記第1辺と異なる第2辺に設けられて、前記第1電源端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2電源端子と、前記第2辺に設けられて、前記第1接地端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2接地端子と、前記第2辺に設けられて、前記第1出力端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2出力端子と、前記第1出力端子及び前記第2出力端子の双方に接続されるスイッチング出力段と、前記スイッチング出力段を制御するように構成される制御部と、を備える。
 本明細書中に開示されている電源装置は、基板と、前記基板の同一面上に配置される、第1半導体装置、第2半導体装置、第1インダクタ、及び第2インダクタと、を備え、前記第1半導体装置及び前記第2半導体装置はそれぞれ、上記構成の半導体装置であり、前記第1半導体装置は、前記第1半導体装置の前記第1電源端子に入力電圧の印加端が接続され、前記第1半導体装置の前記第1接地端子に接地電圧の印加端が接続され、かつ前記第1半導体装置の前記第2出力端子に前記第1インダクタが外付けされ、前記第2半導体装置は、前記第2半導体装置の前記第2電源端子に前記入力電圧の印加端が接続され、前記第2半導体装置の前記第2接地端子に前記接地電圧の印加端が接続され、かつ前記第2半導体装置の前記第1出力端子に前記第2インダクタが外付けされる。
 本明細書中に開示されている半導体集積回路装置及び電源システムによれば、複数の半導体集積回路装置を有する電源システムの無負荷時の効率を向上させることができる。また、本明細書中に開示されている半導体集積回路装置及び電源システムによれば、電源システムに含まれる複数の半導体集積回路装置間の発熱の偏りを抑制することができる。
 本明細書中に開示されている半導体装置によれば、電源装置に搭載した場合に、製造コストの増大を抑制しつつ輻射ノイズを抑制可能となる。
図1は、従来の電源システムの構成例を示す図である。 図2は、従来の電源システムの無負荷時の出力電流波形を示す図である。 図3は、従来の電源システムの最大負荷時の出力電流波形を示す図である。 図4は、実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。 図5は、スイッチング電源ICの外観斜視図である。 図6は、PWM制御における波形図である。 図7は、キャリブレーション時におけるスイッチの状態を示す図である。 図8は、差動アンプの概略構成を示す図である。 図9は、実施形態に係る第1半導体装置102aを示す図である。 図10は、電源装置101の全体構成を示す図である。 図11は、実施形態に係る電源装置101の変形例を示す図である。 図12は、実施形態に係る電源装置101の別の変形例を示す図である。 図13は、実施形態に係る電源装置101のさらに別の変形例を示す図である。
 本明細書において、MOS電界効果トランジスタとは、ゲートの構造が、「導電体または抵抗値が小さいポリシリコン等の半導体からなる層」、「絶縁層」、及び「P型、N型、又は真性の半導体層」の少なくとも3層からなる電界効果トランジスタをいう。つまり、MOS電界効果トランジスタのゲートの構造は、金属、酸化物、及び半導体の3層構造に限定されない。
 本明細書において基準電圧とは、理想的な状態において一定である電圧を意味しており、実際には温度変化等により僅かに変動し得る電圧である。
 本明細書において定電圧とは、理想的な状態において一定である電圧を意味しており、実際には温度変化等により僅かに変動し得る電圧である。
<実施形態に係る電源システム>
 図4は、実施形態に係る電源システムSYS1の概略構成を示す図である。電源システムSYS1は、スイッチング電源IC1及び2と、スイッチング電源IC1及び2に対して外付け接続される複数のディスクリート部品と、を有する。
 電源システムSYS1は、スイッチング電源IC1に対して外付け接続されるディスクリート部品として、インダクタL1及び出力コンデンサC1を有する。電源システムSYS1は、スイッチング電源IC2に対して外付け接続されるディスクリート部品として、インダクタL2及び出力コンデンサC2を有する。電源システムSYS1は、スイッチング電源IC1及び2に対して共通して外付け接続されるディスクリート部品として、帰還抵抗R1及びR2を有する。
 電源システムSYS1は、スイッチング電源IC1及び2を並列動作させ、外部から供給される入力電圧VINより所望の出力電圧VOUTを生成する降圧型のスイッチング電源システムである。
 スイッチング電源IC1及び2はそれぞれ、図5に示すような、半導体集積回路を、樹脂にて構成された筐体(パッケージ)内に封入することで形成された電子部品である。スイッチング電源IC1及び2それぞれの筐体に複数の外部端子が露出して設けられており、その複数の外部端子には、図4に示される端子IN、端子SW、端子GND、端子VCOMP、端子CLKOUT、端子PH、端子FB、及び端子SYNCが含まれる。これら以外の端子も、上記複数の外部端子に含まれうる。尚、図5に示されるスイッチング電源IC1及び2それぞれの外部端子の数及びスイッチング電源IC1及び2それぞれの外観は例示に過ぎない。
 図4に戻って、スイッチング電源IC1及び2の構成について説明する。
 スイッチング電源IC1及び2の外部構成について説明する。
 スイッチング電源IC1の外部より入力電圧VINがスイッチング電源IC1の端子INに供給される。スイッチング電源IC1の端子SWと出力端子OUTとの間にインダクタL1が直列に介在している。すなわち、インダクタL1の第1端はスイッチング電源IC1の端子SWに接続され、インダクタL1の第2端は出力端子OUTに接続される。また、出力端子OUTは出力コンデンサC1を介してグランドに接続される。更に、出力端子OUTは帰還抵抗R1の第1端に接続され、帰還抵抗R1の第2端は帰還抵抗R2を介してグランドに接続される。帰還抵抗R1及びR2間の接続ノードがスイッチング電源IC1及び2それぞれの端子FBに接続される。また、スイッチング電源IC1及び2それぞれの端子GNDはグランドに接続される。
 スイッチング電源IC2の外部より入力電圧VINがスイッチング電源IC2の端子INに供給される。スイッチング電源IC2の端子SWと出力端子OUTとの間にインダクタL2が直列に介在している。すなわち、インダクタL2の第1端はスイッチング電源IC2の端子SWに接続され、インダクタL2の第2端は出力端子OUTに接続される。また、出力端子OUTは出力コンデンサC2を介してグランドに接続される。
 スイッチング電源IC1の端子VCOMPは、スイッチング電源IC2の端子VCOMPに接続される。スイッチング電源IC1の端子PHは、プルアップ抵抗R3の第1端に接続される。プルアップ抵抗R3の第2端には定電圧VDDが印加される。スイッチング電源IC2の端子PHは、プルダウン抵抗R4の第1端に接続される。プルダウン抵抗R4の第2端はグランドに接続される。スイッチング電源IC1の端子CLKOUTは、スイッチング電源IC1の端子SYNCに接続される。
 スイッチング電源IC1及び2の内部構成について説明する。スイッチング電源IC1の内部構成とスイッチング電源IC2の内部構成とは同一である。したがって、代表してスイッチング電源IC1の内部構成について説明する。
 スイッチング電源IC1は、エラーアンプ11と、位相補償回路12と、バッファアンプ13と、差動アンプ14と、スイッチSW1~SW3と、差動アンプ15と、DAC(Digital Analog Converter)16と、バッファアンプ17と、抵抗18と、バッファアンプ19と、ランプ電圧生成回路20と、コンパレータ21と、ロジック回路22と、Nチャネル型のMOS電界効果トランジスタとして構成されたトランジスタM1及びM2と、を有する。トランジスタM1及びM2はそれぞれスイッチング素子の一例である。
 エラーアンプ11は、電流出力型のトランスコンダクタンスアンプである。エラーアンプ11の反転入力端子には端子FBに加わる電圧(出力電圧VOUTの分圧である帰還電圧VFB)が供給され、エラーアンプ11の非反転入力端子には基準電圧VREFが供給される。基準電圧VREFは、正の所定電圧値を有する直流電圧であり、スイッチング電源IC1内の図示されない基準電圧生成回路にて生成される。エラーアンプ11は、帰還電圧VFBと基準電圧VREFとの差分に応じた誤差電流信号を自身の出力端子から出力する。誤差電流信号による電荷は、誤差信号配線である配線WR1に対して入出力される。具体的には,エラーアンプ11は、帰還電圧VFBが基準電圧VREF1よりも低いときには配線WR1の電位が上がるようエラーアンプ11から配線WR1に向けて誤差電流信号による電流を出力し、帰還電圧VFBが基準電圧VREFよりも高いときには配線WR1の電位が下がるよう配線WR1からエラーアンプ11に向けて誤差電流信号による電流を引き込む。帰還電圧VFB及び基準電圧VREF間の差分の絶対値が増大するにつれて、誤差電流信号による電流の大きさも増大する。
 位相補償回路12は、配線WR1とグランドとの間に設けられ、誤差電流信号の入力を受けて配線WR1上に誤差電圧VERRを生成する。位相補償回路12は誤差電圧VERRの位相を補償するために設けられる。位相補償回路12は抵抗12a及びコンデンサ12bの直列回路を含み、具体的には抵抗12aの第1端が配線WR1に接続され、抵抗12aの他端がコンデンサ12bを介してグランドに接続される。抵抗12aの抵抗値及びコンデンサ12bの静電容量値を適切に設定することにより誤差電圧VERRの位相を補償して出力帰還ループの発振を防ぐことができる。
 バッファアンプ13は、誤差電圧VERRを受け取る。バッファアンプ13の出力端子は、スイッチSW1の第1端に接続される。スイッチSW2の第1端は端子VCOMPに接続される。スイッチSW3の第1端は差動アンプ14の非反転入力端子及びバッファアンプ19の出力端子に接続される。スイッチSW1~SW3の各第2端は、差動アンプ14の反転入力端子に接続される。バッファアンプ13が設けられることにより、スイッチSW1~SW3及び端子VCOMPがエラーアンプ11の後段に設けられるにもかかわらず、誤差電圧VERRの位相が変化し難くなる。
 差動アンプ14は、エラーアンプ11と同様、電流出力型のトランスコンダクタンスアンプである。スイッチSW1がオンであるとき、差動アンプ14の非反転入力端子には配線WR1に加わる誤差電圧VERRが供給され、差動アンプ14の反転入力端子にはバッファアンプ19から出力されるセンス電圧VSNSが供給される。差動アンプ14は、誤差電圧VERRとセンス電圧VSNSとの差分に応じた電流信号を自身の出力端子から出力する。電流信号による電荷は、配線WR2に対して入出力される。具体的には,差動アンプ14は、誤差電圧VERRがセンス電圧VSNSよりも低いときには配線WR2の電位が上がるよう差動アンプ14から配線WR2に向けて電流信号による電流を出力し、誤差電圧VERRがセンス電圧VSNSよりも高いときには配線WR2の電位が下がるよう配線WR2から差動アンプ14に向けて電流信号による電流を引き込む。誤差電圧VERR及びセンス電圧VSNS間の差分の絶対値が増大するにつれて、電流信号による電流の大きさも増大する。
 差動アンプ15は、エラーアンプ11と同様、電流出力型のトランスコンダクタンスアンプである。差動アンプ15は、トランジスタM2のソース-ドレイン間電圧(トランジスタM2を流れる電流)に応じた電流信号を自身の出力端子から出力する。電流信号による電荷は、配線WR3に対して出力される。具体的には,差動アンプ15は、配線WR3の電位が上がるよう差動アンプ15から配線WR3に向けて電流信号による電流を出力する。トランジスタM2のソース-ドレイン間電圧の絶対値が増大するにつれて、電流信号による電流の大きさも増大する。
 本実施形態では、トランジスタM2に流れる電流を検出することを通じてインダクタL1を流れる電流が検出されているが、トランジスタM1に流れる電流を検出することを通じてインダクタL1を流れる電流が検出されてもよい。また、本実施形態では、トランジスタM2のオン抵抗を利用してトランジスタM2を流れる電流が検出されているが、トランジスタM2に直列接続されるセンス抵抗を設け、当該センス抵抗を利用してトランジスタM2を流れる電流が検出されてもよい。
 DAC16、バッファアンプ17、及び抵抗18によって、配線WR3のDCバイアス電圧が設定される。DAC16から出力されるアナログ電圧は、バッファアンプ17及び抵抗18を介して配線WR3のDCバイアス電圧となる。配線WR3のDCバイアス電圧は、トランジスタM2を流れる電流の検知結果の基準となる。
 配線WR3に印加される電圧は、バッファアンプ19に供給され、バッファアンプ19の出力端子からセンス電圧VSNSとして出力される。
 ランプ電圧生成回路20は、所定のPWM周期にて周期的に電圧値が変化するランプ電圧VRAMPを生成する。PWM周期はPWM周波数の逆数に相当する。ランプ電圧VRAMPは、例えば三角波又はのこぎり波の電圧波形を持つ。
 コンパレータ21の非反転入力端子には配線上WR2上の対比電圧VCが供給され、コンパレータ21の反転入力端子にはランプ電圧生成回路20からのランプ電圧VRAMPが供給される。コンパレータ21は、対比電圧VCをランプ電圧VRAMPと比較して比較結果を示すパルス幅変調信号SPWMを出力する。パルス幅変調信号SPWMは、対比電圧VCがランプ電圧VRAMPよりも高い期間においてハイレベルとなり、対比電圧VCがランプ電圧VRAMPよりも低い期間においてローレベルとなる。
 ロジック回路22は、コンパレータ21からのパルス幅変調信号SPWMに基づくゲート信号G1及びG2をトランジスタM1及びM2に供給することで、トランジスタM1とトランジスタM2との接続ノードにパルス状のスイッチ電圧VSWを発生させる。エラーアンプ11は、帰還電圧VFBと基準電圧VREFとが等しくなるように電流信号を生成するため、出力電圧VOUTは、基準電圧VREFと帰還抵抗R1及びR2による分圧比とに応じた所定の目標電圧にて安定化される。
 基本的には、対比電圧VCはランプ電圧VRAMPの変動範囲内に収まる。対比電圧VCがランプ電圧VRAMPの変動範囲内に維持されているとき、図6に示す如く、各PWM周期においてパルス幅変調信号SPWMがハイレベルとなる期間とパルス幅変調信号SPWMがローレベルとなる期間とが発生し、PWM周波数にてPWM制御が行われる。PWM制御では、トランジスタM1及びM2がパルス幅変調信号SPWMに基づきPWM周期にて交互にオン、オフされる。
 より具体的にはPWM制御において、パルス幅変調信号SPWMがハイレベルである期間では、ハイレベルのゲート信号G1、ローレベルのゲート信号G2が、夫々、トランジスタM1、M2のゲートに供給されることで、トランジスタM1、M2が、夫々、オン状態、オフ状態となる。このとき、トランジスタM1及びインダクタL1を通じ出力端子OUTに向けて入力電圧VINに基づく電流が流れる。逆に、PWM制御において、パルス幅変調信号SPWMがローレベルである期間では、ローレベルのゲート信号G1、ハイレベルのゲート信号G2が、夫々、トランジスタM1、M2のゲートに供給されることで、トランジスタM1、M2が、夫々、オフ状態、オン状態となる。このとき、トランジスタM2及びインダクタL1を通じインダクタL1の蓄積エネルギに基づく電流が流れる。なお、貫通電流の発生を確実に防止するべく、トランジスタM1がオン状態とされる期間とトランジスタM2がオン状態とされる期間との間に、トランジスタM1及びM2が共にオフ状態されるデッドタイムが設けられてもよい。
 更に、スイッチング電源IC1は、スイッチSW4と、キャリブレーション回路23と、コンパレータ24と、制御回路25と、オシレータ26と、遅延回路27と、を有する。
 スイッチSW4がオン状態であるとき、キャリブレーション回路23は、差動アンプ14の出力を受け取り、差動アンプ14の出力に応じたデジタル電圧をDAC16に供給する。
 コンパレータ24の非反転入力端子には、端子PHに印加される電圧が供給される。コンパレータ24の反転入力端子には、定電圧VDD/2が供給される。制御回路25は、コンパレータ24の出力電圧に基づき、スイッチング電源IC1がマスターであるかスレーブであるかを判定する。具体的には、制御回路25は、コンパレータ24の出力電圧がハイレベルであれば、スイッチング電源IC1がマスターであると判定する。一方、制御回路25は、コンパレータ24の出力電圧がローレベルであれば、スイッチング電源IC1がスレーブであると判定する。
 本実施形態では、スイッチング電源IC1の端子PHに定電圧VDDが印加されるため、スイッチング電源IC1の制御回路25は、スイッチング電源IC1がマスターであると判定する。一方、本実施形態では、スイッチング電源IC2の端子PHにグランド電圧が印加されるため、スイッチング電源IC1の制御回路25は、スイッチング電源IC2がスレーブであると判定する。
 マスターであるスイッチング電源IC1において、制御回路25は、非キャリブレーション時に図4に示す如くスイッチSW1をオン状態にし、スイッチSW2をオン状態にし、スイッチSW3をオフ状態にし、スイッチSW4をオフ状態にする。そして、マスターであるスイッチング電源IC1は、マスターのオシレータ26から供給されるクロックCLK1に基づき動作する。
 スレーブであるスイッチング電源IC2において、制御回路25は、非キャリブレーション時に図4に示す如くスイッチSW1をオフ状態にし、スイッチSW2をオン状態にし、スイッチSW3をオフ状態にし、スイッチSW4をオフ状態にする。そして、スレーブであるスイッチング電源IC2は、マスターで生成されるクロックCLK1をマスターの遅延回路27によって所定の角度位相を遅延させた信号であるマスターの第2クロック信号CLK2をマスターの端子CLKOUT及びスレーブの端子SYNCを介して受け取る。スレーブであるスイッチング電源IC2は、マスターの第2クロック信号CLK2に基づき動作する。これにより、スレーブがマスターに同期して動作することができる。
 上述した通り、非キャリブレーション時には、マスターであるスイッチング電源IC1のスイッチSW1及びSW2がオン状態になり、スレーブであるスイッチング電源IC2のスイッチSW1がオフ状態になりスイッチSW2がオン状態になる。これにより、マスターであるスイッチング電源IC1の誤差電圧VERRがスレーブであるスイッチング電源IC2の差動アンプ14の反転入力端子に供給される。したがって、スレーブあるスイッチング電源IC2は、帰還電圧VFBとマスターであるスイッチング電源IC1の基準電圧VREFとの差に応じたエラー信号に基づく制御を実行する。また、マスターあるスイッチング電源IC1は、帰還電圧VFBと自己の基準電圧VREFとの差に応じたエラー信号に基づく制御を実行する。電源システムSYS1は、スイッチング電源IC1及びIC2の双方においてマスターであるスイッチング電源IC1の基準電圧VREFを利用するので、無負荷時の効率を向上させることができるとともに、スイッチング電源IC1及び2間の発熱の偏りを抑制することができる。
 しかしながら、トランジスタM2を流れる電流の検知結果にオフセットがあれば、当該オフセットが無負荷時の効率向上とスイッチング電源IC1及び2間の発熱の偏り抑制とを阻害する。そこで、電源システムSYS1は、キャリブレーションを行って上記オフセットをキャンセルする。
 マスターであるスイッチング電源IC1において、制御回路25は、キャリブレーション時に図7に示す如くスイッチSW1をオフ状態にし、スイッチSW2をオン状態にし、スイッチSW3をオン状態し、スイッチSW4をオフ状態にする。そして、マスターであるスイッチング電源IC1は、キャリブレーション時にも、非キャリブレーション時と同様に、マスターのオシレータ26から供給されるクロックCLK1に基づき動作する。
 スレーブであるスイッチング電源IC2において、制御回路25は、キャリブレーション時に図7に示す如くスイッチSW1をオフ状態にし、スイッチSW2をオン状態にし、スイッチSW3をオフ状態し、スイッチSW4をオン状態にする。そして、スレーブであるスイッチング電源IC2は、キャリブレーション時にも、非キャリブレーション時と同様に、マスターの第2クロック信号CLK2に基づき動作する。
 上述した通り、キャリブレーション時には、マスターであるスイッチング電源IC1のスイッチSW1がオフ状態になりスイッチSW2及びSW3がオン状態になり、スレーブであるスイッチング電源IC2のスイッチSW1及びSW3がオフ状態になりスイッチSW2がオン状態になる。これにより、マスターであるスイッチング電源IC1のセンス電圧VSNSが、スレーブであるスイッチング電源IC2の差動アンプ14の反転入力端子に供給される。キャリブレーション時には、マスターであるスイッチング電源IC1のトランジスタM2はオフ状態である。そして、マスターであるスイッチング電源IC1のキャリブレーション回路23は、マスターであるスイッチング電源IC1のDAC16に供給するデジタル電圧の値を初期値に固定する。これにより、マスターであるスイッチング電源IC1は、マスターであるスイッチング電源IC1のトランジスタM2を流れる電流の検知結果の第1基準をキャリブレーション用電圧としてスレーブであるスイッチング電源IC2の差動アンプ14の反転入力端子に供給する。
 スレーブであるスイッチング電源IC2の差動アンプ14の非反転入力端子には、マスターであるスイッチング電源IC1のセンス電圧VSNSが供給される。
 スレーブであるスイッチング電源IC2のキャリブレーション回路23は、スレーブであるスイッチング電源IC2のDAC16に供給するデジタル電圧の値を変化させて、スレーブであるスイッチング電源IC2の差動アンプ14の論理の切り替わりを監視する。そして、スレーブであるスイッチング電源IC2のキャリブレーション回路23は、差動アンプ14の論理の切り替わりを検出すると、DAC16に供給するデジタル電圧の値を差動アンプ14の論理の切り替わる直前又は直後のいずれかにおける値に固定する。これにより、スレーブであるスイッチング電源IC2は、スレーブであるスイッチング電源IC2のトランジスタM2を流れる電流の検知結果の第2基準を上述したキャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションする。
 スレーブであるスイッチング電源IC2は、スレーブであるスイッチング電源IC2において生じる差動アンプ15のオフセット電流、バッファアンプ17及び19の各オフセット、並びに差動アンプ14のオフセットを全て含めてキャリブレーションを行うことができる。したがって、電源システムSYS1は、トランジスタM2を流れる電流の検知結果のオフセットによって無負荷時の効率向上とスイッチング電源IC1及び2間の発熱の偏り抑制とが阻害されないので、無負荷時の効率を向上させることができるとともに、スイッチング電源IC1及び2間の発熱の偏りを抑制することができる。
 電源システムSYS1は、差動アンプ14を図8に示す構成にすることでキャリブレーションに要する時間の削減を図っている。図8に示す差動アンプ14は、誤差電圧VERRとセンス電圧VSNSとの差を増幅するように構成される一対の差動増幅回路14a及び14bを含む。差動増幅回路14aと差動増幅回路14bとは同一の回路構成である。スレーブであるスイッチング電源IC2は、差動増幅回路14aをトランジスタM1及びM2の制御に用い、差動増幅回路14bをキャリブレーションに用いる。差動増幅回路14aの後段にコンパレータ21等が接続されるため、コンパレータ21等内のRC回路によって差動増幅回路14aの応答性が悪化する。一方、差動増幅回路14bは、コンパレータ21等内のRC回路の影響を受けないので、応答性が良好である。このため、DAC16から出力されるアナログ電圧が高速で変化した場合でも、差動増幅回路14bは応答可能である。
<実施形態に係る半導体装置および電源装置>
 以下、図面を参照しながら本開示に係る半導体装置(第1半導体装置102a、第2半導体装置102b)、およびそれを備えた電源装置101の実施形態について説明する。
 電源装置101は、入力電圧Viから所望の出力電圧Voを生成して負荷に供給する降圧型のDC[Direct Current]/DCコンバータである。負荷は、電源装置101と共に種々の電子機器に搭載されるものであり、電源装置101から直流電力(出力電圧Vo及び出力電流Io)の供給を受けて動作する。
 図9は実施形態に係る第1半導体装置102aを示す図である。図10は、電源装置101の全体構成を示す図である。図9、図10に示すように、電源装置101は、第1半導体装置102aと、第2半導体装置102bと、インダクタL11、L12と、入力コンデンサCi1、Ci2と、を備えている。
 第1半導体装置102aおよび第2半導体装置102bは、基板118の同一面に積載されている。第1半導体装置102aおよび第2半導体装置102bは、同一の構成である。このため、以下第1半導体装置102aについて説明した上で、第2半導体装置102bについては、第1半導体装置102aと異なる点のみ説明し、第2半導体装置102bの第1半導体装置102aと共通する箇所は同一符号を付して説明を省略する。
 第1半導体装置102aは、パッケージ105と、第1出力端子108と、第1電源端子109と、第1接地端子110と、第2出力端子111と、第2電源端子112と、第2接地端子113と、スイッチング出力段114と、制御部119と、を有している。
 パッケージ105は、内部に半導体集積回路が封入された、第1半導体装置102aの筐体部分である。パッケージ105は、第1辺106と第2辺107を含んで構成された矩形状(ここでは四角形状)に形成されている。第1辺106と第2辺107は互いに平行である。また、第1辺106と第2辺107は、第1辺106に直交する方向に対向している。
 第1出力端子108、第1電源端子109、および第1接地端子110は、パッケージ105の第1辺106に設けられている。第1出力端子108、第1電源端子109、および第1接地端子110は、パッケージ105の内部から外部へ突出している。第1電源端子109と第1接地端子110とは、第1辺106に平行な方向(図9、図10における上下方向)に沿って、第1出力端子108を間に挟んで並んでいる。第1半導体装置102aは、第1辺106に設けられたその他の端子120、121と、第2辺107に設けられたその他の端子122、123とをさらに有する。
 第2出力端子111、第2電源端子112、および第2接地端子113は、パッケージ105の第2辺107に設けられている。第2出力端子111、第2電源端子112、および第2接地端子113は、パッケージ105の内部から外部へ突出している。第2電源端子112と第2接地端子113とは、第2辺107に平行な方向(図9、図10における上下方向)に沿って、第2出力端子111を間に挟んで並んでいる。
 第1出力端子108と第2出力端子111とは、パッケージ105の内部で、出力導線115を介して電気的に接続されている。同様に、第1電源端子109と第2電源端子112とは、パッケージ105の内部で、電源導線116を介して電気的に接続されている。さらに、第1接地端子110と第2接地端子113とは、パッケージ105の内部で、接地導線117を介して電気的に接続されている。
 出力導線115、電源導線116、および接地導線117は、パッケージ105の内部でスイッチング出力段114に接続されている。
 第1出力端子108および第2出力端子111には、インダクタL11、L12の一端を接続可能である。インダクタL11、L12の一端が第1出力端子108と第2出力端子111のどちらに接続されても、出力導線115を介してスイッチング出力段114にインダクタL11、L12の一端が接続されることになる。
 第1半導体装置102aは、その第2出力端子111にインダクタL11の第1端が接続されている。第2半導体装置102bは、その第1出力端子108にインダクタL12の第1端が接続されている。
 第1電源端子109および第2電源端子112は、入力電圧Viの印加端を接続可能である。入力電圧Viの印加端が第1電源端子109と第2電源端子112のどちらに接続されても、電源導線116を介してスイッチング出力段114に入力電圧Viが印加される。
 第1半導体装置102aは、その第1電源端子109に、入力電圧Viの印加端である第1入力配線IW1の第1端が接続されている。第2半導体装置102bは、その第2電源端子112に、入力電圧Viの印加端である第2入力配線IW2の第1端が接続されている。
 第1接地端子110および第2接地端子113は、接地電圧GNDの印加端を接続可能である。接地電圧GNDの印加端が第1接地端子110と第2接地端子113のどちらに接続されても、接地導線117を介してスイッチング出力段114は接地電圧GNDの印加端に接続されることになる。
 第1半導体装置102aは、その第1接地端子110に、接地電圧GNDの印加端である第1接地配線GW1の第1端が接続されている。また、第1半導体装置102aは、その第2接地端子113に、出力コンデンサCo1の第1端が接続されている。出力コンデンサCo1の第2端は、インダクタL11の第2端に接続されている。
 第2半導体装置102bは、その第2接地端子113に、接地電圧GNDの印加端である第2接地配線GW2の第1端が接続されている。また、第2半導体装置102bは、その第1接地端子110に、出力コンデンサCo2の第1端が接続されている(図示省略)。出力コンデンサCo2の第2端は、インダクタL12の第2端に接続されている(図示省略)。なお、電源装置101がマルチフェーズ型DC/DCコンバータである場合には、出力コンデンサCo1及びCo2として単一のコンデンサが接続されてもよい。
 第1入力配線IW1と第1接地配線GW1との間には、入力コンデンサCi1が接続されている。第2入力配線IW2と第2接地配線GW2との間には、入力コンデンサCi2が接続されている。
 スイッチング出力段114は、第1出力端子108または第2出力端子111に接続されるインダクタL11、L12に流れるインダクタ電流を制御するための内部回路である。スイッチング出力段114は、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチを含んで構成されている(図示省略)。制御部119は、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチのハイサイドゲート信号とロ―サイドゲート信号を用いて、スイッチング出力段114をオン/オフ制御する。
 このオン/オフ制御により、スイッチング出力段114の出力端(ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続ノード)には、入力電圧Viと接地電圧GNDとの間でパルス駆動される矩形波状のスイッチ電圧が現れる。すなわち、第1半導体装置102aでは、その第2出力端子111にスイッチ電圧が現れる。また、第2半導体装置102bでは、その第1出力端子108にスイッチ電圧が現れる。インダクタL11、L12と出力コンデンサCo1、Co2は、このスイッチ電圧を整流及び平滑して出力電圧Voを生成するLCフィルタとして機能する。
 第1半導体装置102aと第2半導体装置102bとは、第1辺106に沿った方向(図9、図10の上下方向)に対して重なる位置にある。また、第1辺106に直交する方向(図9、図10の左右方向)に対して、第2半導体装置102bは、第1半導体装置102aの第1辺106側に配置されている。すなわち、インダクタL11とインダクタL12とは、第1辺106に直交する方向に対して、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bを間に挟んで配置されている。また、第1辺106に直交する方向に対して、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bの間に、入力コンデンサCi1、Ci2が配置されている。
 第1入力配線IW1を経由して第1半導体装置102aに流れ込む電流は、第1電源端子109、電源導線116、スイッチング出力段114、接地導線117、第1接地端子110、第1接地配線GW1及び入力コンデンサCi1の順に流れ、一部の電流が、再び第1電源端子109に流れる。すなわち、第1電源端子109、電源導線116、スイッチング出力段114、接地導線117、第1接地端子110、第1接地配線GW1及び入力コンデンサCi1を経由する環状の電流経路(図9、図10の1点鎖線矢印)が形成される。すると、アンペールの法則により、この電流経路の中心に、図9、図10の紙面に垂直であって、紙面奥側に向いた磁界m1が発生する。
 一方、第2半導体装置102bに流れ込む電流は、第2電源端子112、電源導線116、スイッチング出力段114、接地導線117、第2接地端子113、第2接地配線GW2及び入力コンデンサCi2の順に流れ、一部の電流が、再び第2電源端子112に流れる環状の電流経路(図10の2点鎖線矢印)を形成する。すなわち、第2電源端子112、電源導線116、スイッチング出力段114、接地導線117、第2接地端子113、第2接地配線GW2及び入力コンデンサCi2を経由する環状の電流経路(図9、図10の2点鎖線矢印)が形成される。すると、アンペールの法則により、この電流経路の中心に、図10の紙面に垂直であって、紙面手前側に向いた磁界m2が発生する。磁界m1と磁界m2は逆方向を向いているため、互いに相殺する。これにより、電源装置101はノイズが軽減される。
 従来の半導体装置では、入力電圧Viの印加端、インダクタの接続端、および接地電圧GNDの印加端は、それぞれ、パッケージ5に設けられた複数の端子のうちの予め定められた端子にのみ接続可能であった。このため、半導体装置に流れ込む電流経路は、必ず一定方向に流れる環状の経路となっていた。すると、複数の半導体装置を備える電源装置101では、各半導体装置に生じる磁界の向きが同方向となる。このため、基板の同一面にこのような半導体装置を複数配置するような電源装置101では、各半導体装置に発生する磁界が重なり合い、比較的大きな輻射ノイズが発生する構成となっていた。電源装置101に生じる輻射ノイズを小さくするためには、端子の配置が異なった、流れる電流の向きが逆向き、すなわち発生する磁界が逆方向となる半導体装置を個別に用意する必要がある。すると、部品点数が増加してしまい、電源装置101の製造コストが増大してしまう。また、同じ半導体装置を複数用いる場合は、電源装置101の基板の一方の面(例えば部品面)と他方の面(例えば半田面)に分けて積載する必要がある。このため、電流経路の複雑化に繋がり、製造コストの増大、電源装置101の大型化等の問題の原因となるおそれがあった。
 対して、本実施形態の半導体装置102a、102bは、上述した通り、入力電圧Viの印加端(第1入力配線IW1、第2入力配線IW2)を第1電源端子109と第2電源端子112のどちらに接続しても、スイッチング出力段114に入力電圧Viを印加することができる。また、インダクタL11、L12の一端が第1出力端子108と第2出力端子111のどちらに接続されても、出力導線115を介してスイッチング出力段114にインダクタL11、L12の一端が接続されることになる。さらに、接地電圧GNDの印加端(第1接地配線GW1、第2接地配線GW2)を第1接地端子110と第2接地端子113のどちらに接続しても、スイッチング出力段114が接地電圧GNDの印加端に接続されることとなる。
 このため、同一の半導体装置である第1半導体装置102aと第2半導体装置102bを用いて、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bに生じる磁界の向きが反対方向となるように第1入力配線IW1の第1端、第2入力配線IW2の第1端、インダクタL11、L12、第1接地配線GW1、および第2接地配線GW2を接続することができる。従って、電源装置1に生じるノイズを抑制するために、電流経路が反対となるような半導体装置を個別に用意する必要がなく、同一構成の半導体装置(第1半導体装置102a、第2半導体装置102b)を用いて、輻射ノイズを抑制することができる。また、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bとを基板118の同一面上に配置して、輻射ノイズを抑制することができる。従って、複数配置した場合に輻射ノイズを抑制しつつ、製造コストの増大を抑制可能な半導体装置を提供することができる。
 また、上述した通り、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bとは、第1辺106に沿った方向(図9、図10の上下方向)に対して重なる位置にある。このため、磁界m1と磁界m2とが好適に重なって、ノイズの発生をより効果に抑制することができる。
 その他本開示は、上記実施形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、その他の端子120~123のそれぞれを、第1出力端子108、第1電源端子109、第1接地端子110、第2出力端子111、第2電源端子112、第2接地端子113と置換えてもよい。
 また、実施形態の電源装置101に係る第2半導体装置102bは、図11に示すように、第1辺106に直交する方向(図11の左右方向)に対して、第1半導体装置102aの第2辺107側に配置することができる。この場合、インダクタL11とインダクタL12の距離が近くなる。従って、電源装置101がマルチフェーズ型DC/DCコンバータである場合には、電源装置101から負荷に至る出力電流経路を短くすることが可能となる。従って、電源装置101の製造コストの増大を抑制することができる。また、先出の出力コンデンサCo1及びCo2の共通化を図る上でも好適なレイアウトであると言える。
 また、実施形態の電源装置101に係る入力コンデンサCi2を省略して、図12に示すように、入力コンデンサCi1を第1半導体装置102aと第2半導体装置102bに外付けする構成を採用することもできる。このようにコンデンサを共有することで、部品点数を削減でき、輻射ノイズを抑制しつつ、電源装置1の製造コストの増大を抑制することができる。
 また、図13に示すように、実施形態の電源装置101は、第1半導体装置102aと第2半導体装置102bに加えて、更なる半導体装置(ここでは第3半導体装置102c、第4半導体装置102d)を備える、多相(本図では4相)のマルチフェーズ型DC/DCコンバータの構成を採用することができる。
 この第3半導体装置102cおよび第4半導体装置102dは、第1半導体装置102aおよび第2半導体装置102bと同一構成の半導体装置である。第3半導体装置102cは、第1半導体装置102aと同様に、第2出力端子111にインダクタL13が外付けされ、第1電源端子109に第3入力配線IW3の一端(入力電圧Viの印加端)が接続され、第1接地端子110に第3接地配線GW3の一端(接地電圧GNDの印加端)が接続されている。インダクタL13の第2出力端子111と反対側の端子には、出力コンデンサCo3の一端が接続されている。
 第3半導体装置102cに接続される第3入力配線IW3と第3接地配線GW3との間には、入力コンデンサCi3が接続されている。第3半導体装置102cに発生する磁界m3は磁界m1と同方向、すなわち磁界m2と逆方向となる。
 また、第4半導体装置102dは、第2半導体装置102bと同様に、第1出力端子108にインダクタL14が外付けされ、第2電源端子112に第4入力配線IW4の一端(入力電圧Viの印加端)が接続され、第2接地端子113に第4接地配線GW4の一端(接地電圧GNDの印加端)が接続されている。インダクタL14の第1出力端子108と反対側の端子には、出力コンデンサCo4の一端が接続されている。
 第4半導体装置102dに接続される第4入力配線IW4と第4接地配線GW4との間には、入力コンデンサCi4が接続されている。第4半導体装置102dに発生する磁界m4は、磁界m2と同方向、すなわち磁界m1および磁界m3と逆方向となる。磁界m1および磁界m3と、磁界m2および磁界m4とが相殺し、輻射ノイズが抑制される。
 なお、この場合においても、入力コンデンサCi4を省略して、入力コンデンサCi3を第3半導体装置102cと第4半導体装置102dに外付けする構成を採用することができる(図示省略)。コンデンサを共有することで、部品点数を削減でき、輻射ノイズを抑制しつつ、電源装置1の製造コストの増大を抑制することができる。また、第1半導体装置102a~第4半導体装置102dに加えて、更に別の半導体装置を備える構成を採用してもよい。
<その他>
 なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
 例えば上述した実施形態では、スレーブは1つであったが、スレーブは2つ以上であってもよい。
 例えば上述した実施形態では、帰還電圧VFBは出力電圧VOUTの分圧であったが、帰還電圧VFBは出力電圧VOUTそのものであってもよい。
 以上説明した電源システム(SYS1)は、出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプ(11)を有し、前記エラー信号とスイッチング素子(M2)を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するようにそれぞれ構成された複数の半導体集積回路装置(1、2)を有する電源システムであって、前記複数の半導体集積回路装置のうちのマスターは、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、前記複数の半導体集積回路装置のうちのスレーブは、前記帰還電圧と前記マスターの前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、キャリブレーション時に、前記マスターは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準をキャリブレーション用電圧として前記スレーブに供給するように構成され、前記スレーブは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記キャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成された構成(第1の構成)である。
 上記第1の構成である電源システムは、複数の半導体集積回路装置においてマスターの基準電圧が利用され、複数の半導体集積回路装置間におけるスイッチング素子を流れる電流の検知結果の基準のばらつきが抑制されるので、無負荷時の効率を向上させることができるとともに、複数の半導体集積回路装置間の発熱の偏りを抑制することができる。
 上記第1の構成である電源システムにおいて、前記複数の半導体集積回路装置それぞれは第1端子(VCOMP)を有し、前記マスターは、自己の前記第1端子から前記キャリブレーション用電圧及び前記エラー信号を別々に出力されるように構成される構成(第2の構成)であってもよい。
 上記第2の構成である電源システムでは、マスターにおいて、キャリブレーション用電圧を出力するための端子とエラー信号を出力するための端子を別々に設ける必要がなくなるので、端子数を削減することができる。
 上記第2の構成である電源システムにおいて、前記スレーブは、自己の前記第1端子で前記キャリブレーション用電圧及び前記マスターの前記エラー信号を別々に受け取るように構成される構成(第3の構成)であってもよい。
 上記第3の構成である電源システムでは、スレーブにおいて、キャリブレーション用電圧を受け取るための端子とエラー信号を受け取るための端子を別々に設ける必要がなくなるので、端子数を削減することができる。
 上記第1~第3いずれかの構成である電源システムにおいて、前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記マスターか前記スレーブのどちらであるかを判定するように構成された判定部(24、25)を有する構成(第4の構成)であってもよい。
 上記第4の構成である電源システムは、マスターである半導体集積回路装置と、スレーブである半導体集積回路装置とを同一の回路構成にすることができる。
 上記第4の構成である電源システムにおいて、前記判定部は、外部から印加される電圧に基づき前記マスターか前記スレーブのどちらであるかを判定するように構成される構成(第5の構成)であってもよい。
 上記第5の構成である電源システムは、複数の半導体集積回路装置それぞれを簡単にマスターかスレーブのどちらに設定することができる。
 上記第1~第5いずれかの構成である電源システムにおいて、前記マスターは、第1クロック信号に基づき動作するように構成され、前記マスターは、前記第1クロック信号から所定の角度位相が遅れた第2クロック信号を生成するように構成され、前記スレーブは、前記第2クロック信号に基づき動作するように構成される構成(第6の構成)であってもよい。
 上記第6の構成である電源システムでは、スレーブがマスターに同期して動作することができる。
 上記第1~第6いずれかの構成である電源システムにおいて、前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記エラーアンプの出力端に接続されるバッファアンプ(13)を有する構成(第7の構成)であってもよい。
 上記第7の構成である電源システムでは、エラーアンプの出力端とバッファアンプの入力端とを接続する配線に生じる誤差電圧の位相が変化し難くなる。
 上記第1~第7いずれかの構成である電源システムにおいて、前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記エラー信号に基づく電圧と前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果との差を増幅するように構成される一対の増幅回路を含む差動アンプ(14)を有し、前記スレーブは、前記一対の増幅回路の一方を前記スイッチング素子の制御に用い、前記一対の増幅回路の他方を前記キャリブレーションに用いるように構成される構成(第8の構成)であってもよい。
 上記第8の構成である電源システムは、キャリブレーションに要する時間を削減することができる。
 以上説明した半導体集積回路装置(1、2)は、出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプ(11)と、前記エラー信号とスイッチング素子(M2)を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するように構成された制御部(22)と、を有し、マスターとして動作する場合、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、キャリブレーション時に、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準を外部に供給するように構成され、スレーブとして動作する場合、前記帰還電圧と他の半導体集積回路装置の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記他の半導体集積回路装置から供給されるキャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成された構成(第9の構成)である。
 上記第9の構成である半導体集積回路装置を複数用いることで、無負荷時の効率を向上させることができるとともに、複数の半導体集積回路装置間の発熱の偏りを抑制することができる電源システムを実現することができる。
 明細書中に開示されている半導体装置(102a~102d)は、パッケージ(105)の第1辺(106)に設けられた第1電源端子(109)、第1接地端子(110)及び第1出力端子(108)と、パッケージ(105)の第1辺(106)と異なる第2辺(107)に設けられて、第1電源端子(109)とパッケージ(105)の内部で電気的に接続される第2電源端子(112)と、第2辺(107)に設けられて、第1接地端子(110)とパッケージ(105)の内部で電気的に接続される第2接地端子(113)と、第2辺(107)に設けられて、第1出力端子(108)とパッケージ(105)の内部で電気的に接続される第2出力端子(111)と、第1出力端子(108)及び第2出力端子(111)の双方に接続されるスイッチング出力段(114)と、スイッチング出力段(114)を制御するように構成された制御部(119)と、を備える構成(第10の構成)とされている。
 なお、第10の構成からなる半導体装置(102a~102d)は、第1辺(106)と第2辺(107)とが対向する構成(第11の構成)とするとよい。
 また、第10の構成からなる半導体装置(102a~102d)は、第1電源端子(109)と第1接地端子(110)は、第1出力端子(108)を間に挟んで並び、第2電源端子(112)と第2接地端子(113)は、第2出力端子(111)を間に挟んで並ぶ構成(第12の構成)とするとよい。
 また、明細書中に開示されている電源装置(101)は、基板(118)と、基板(118)の同一面上に配置される、第1半導体装置(102a)、第2半導体装置(102b)、第1インダクタ(L11)、及び第2インダクタ(L12)と、備え、第1半導体装置(102a)及び第2半導体装置(102b)はそれぞれ、上記第10~第12いずれかの構成の半導体装置であり、第1半導体装置(102a)は、第1半導体装置(102a)の第1電源端子(109)に入力電圧(Vi)の印加端が接続され、第1半導体装置(102a)の第1接地端子(110)に接地電圧(GND)の印加端が接続され、かつ第1半導体装置(102a)の第2出力端子(111)に第1インダクタ(L11)が外付けされ、第2半導体装置(102b)は、第2半導体装置(102b)の第2電源端子(112)に入力電圧(Vi)の印加端が接続され、第2半導体装置(102b)の第2接地端子(113)に接地電圧(GND)の印加端が接続され、かつ第2半導体装置(102b)の第1出力端子(108)に第2インダクタ(L12)が外付けされる構成(第13の構成)とするとよい。
 また、第13の構成からなる電源装置(101)は、第1半導体装置(102a)と第2半導体装置(102b)とは、第1半導体装置(102a)の第1辺(106)に平行な方向に対して互いに重なる位置にある構成(第14の構成)とするとよい。
 また、第13の構成からなる電源装置(101)は、第1半導体装置(102a)および第2半導体装置(102b)は、第1辺(106)と第2辺(107)が対向するように構成され、第2半導体装置(102b)は、第1辺(106)に垂直な方向に対して、第1半導体装置(102a)の第1辺(106)側に配置される構成(第15の構成)とするとよい。
 また、第15の構成からなる電源装置(101)は、第1半導体装置(102a)は、第2電源端子(112)と第2接地端子(113)との間にコンデンサ(Ci1、Ci2)が外付けされて使用され、第2半導体装置(102b)は、第1電源端子(109)と第1接地端子(110)との間にコンデンサ(Ci1、Ci2)が外付けされて使用される構成(第16の構成)とするとよい。
 また、第13の構成からなる電源装置(101)は、第1半導体装置(102a)および第2半導体装置(102b)は、第1辺(106)と第2辺(107)が対向するように構成され、第2半導体装置(102b)は、第1辺(106)に垂直な方向に対して、第1半導体装置(102a)の第2辺(107)側に配置される構成(第17の構成)とするとよい。
 第10の構成に係る半導体装置(102a~102d)によれば、この半導体装置(102a~102d)を複数搭載した電源装置は、製造コストの増大を抑制しつつ、輻射ノイズを抑制可能となる。
 また、第11の構成に係る半導体装置(102a~102d)によれば、この半導体装置(102a~102d)を電源装置に複数搭載する際に、半導体装置(102a~102d)を効率的に配置することが可能となる。
 また、第12の構成に係る半導体装置(102a~102d)によれば、この半導体装置(102a~102d)を電源装置に複数搭載する際に、半導体装置(102a~102d)を効率的に配置することが可能となる。
 また、第13の構成に係る電源装置(101)によれば、製造コストの増大を抑制しつつ輻射ノイズを抑制可能な電源装置を提供できる。
 また、第14の構成に係る電源装置(101)によれば、より好適に輻射ノイズを抑制可能となる。
 また、第15の構成に係る電源装置(101)によれば、第1半導体装置(102a)および第2半導体装置(102b)を効率的に配置することが可能となる。
 また、第16の構成に係る電源装置(101)によれば、第1半導体装置(102a)および第2半導体装置(102b)において1つのコンデンサを共有することができる。このため、部品点数の削減が可能となる。
 また、第17の構成に係る電源装置(101)によれば、第1半導体装置(102a)に外付けされるインダクタ(L11)と第2半導体装置(102b)に外付けされるインダクタ(L12)とが比較的近い位置に配置されることとなる。このため、電源装置(101)の電源経路を簡略化することが可能となる。これにより、電源装置(101)の小型化、および製造コストの減殺等が可能となる。
   1、2、101、102 スイッチング電源IC
   11 エラーアンプ
   12 位相補償回路
   12a 抵抗
   12b コンデンサ
   13 バッファアンプ
   14、15 差動アンプ
   14a、14b 差動増幅回路
   16 DAC
   17、19 バッファアンプ
   18 抵抗
   20 ランプ電圧生成回路
   21、24 コンパレータ
   22 ロジック回路
   23 キャリブレーション回路
   25 制御回路
   26 オシレータ
   27 遅延回路
   C1、C2 出力コンデンサ
   IN、SW、GND、VCOMP、CLKOUT、PH、FB、SYNC 端子
   L1、L2、L101、L102 インダクタ
   M1、M2 トランジスタ
   OUT 出力端子
   SYS1、100 電源システム
   R1、R2 帰還抵抗
   R3 プルアップ抵抗
   R4 プルダウン抵抗
   SW1~SW4 スイッチ
   101       電源装置
   102a      第1半導体装置
   102b      第2半導体装置
   102c      第3半導体装置
   102d      第4半導体装置
   105       パッケージ
   106       第1辺
   107       第2辺
   108       第1出力端子
   109       第1電源端子
   110       第1接地端子
   111       第2出力端子
   112       第2電源端子
   113       第2接地端子
   114       スイッチング出力段
   115       出力導線
   116       電源導線
   117       接地導線
   118       基板
   119       制御部
   120~123    端子
   Ci1~Ci4  入力コンデンサ
   Co1~Co4  出力コンデンサ
   GND      接地電圧
   GW1      第1接地配線
   GW2      第2接地配線
   GW3      接地配線
   GW4      接地配線
   IW1      第1入力配線
   IW2      第2入力配線
   IW3      第3入力配線
   IW4      第4入力配線
   Io       出力電流
   L11~L14    インダクタ
   Vi       入力電圧
   Vo       出力電圧
   m1       磁界
   m2       磁界
   m3       磁界
   m4       磁界

Claims (17)

  1.  出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプを有し、前記エラー信号とスイッチング素子を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するようにそれぞれ構成された複数の半導体集積回路装置を有する電源システムであって、
     前記複数の半導体集積回路装置のうちのマスターは、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、
     前記複数の半導体集積回路装置のうちのスレーブは、前記帰還電圧と前記マスターの前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、
     キャリブレーション時に、
     前記マスターは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準をキャリブレーション用電圧として前記スレーブに供給するように構成され、
     前記スレーブは、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記キャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成された、電源システム。
  2.  前記複数の半導体集積回路装置それぞれは第1端子を有し、
     前記マスターは、自己の前記第1端子から前記キャリブレーション用電圧及び前記エラー信号を別々に出力されるように構成される、請求項1に記載の電源システム。
  3.  前記スレーブは、自己の前記第1端子で前記キャリブレーション用電圧及び前記マスターの前記エラー信号を別々に受け取るように構成される、請求項2に記載の電源システム。
  4.  前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記マスターか前記スレーブのどちらであるかを判定するように構成された判定部を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の電源システム。
  5.  前記判定部は、外部から印加される電圧に基づき前記マスターか前記スレーブのどちらであるかを判定するように構成される、請求項4に記載の電源システム。
  6.  前記マスターは、第1クロック信号に基づき動作するように構成され、
     前記マスターは、前記第1クロック信号から所定の角度位相が遅れた第2クロック信号を生成するように構成され、
     前記スレーブは、前記第2クロック信号に基づき動作するように構成される、請求項1~5のいずれか一項に記載の電源システム。
  7.  前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記エラーアンプの出力端に接続されるバッファアンプを有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の電源システム。
  8.  前記複数の半導体集積回路装置それぞれは、前記エラー信号に基づく電圧と前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果との差を増幅するように構成される一対の差動増幅回路を含む差動アンプを有し、
     前記スレーブは、前記一対の差動増幅回路の一方を前記スイッチング素子の制御に用い、前記一対の差動増幅回路の他方を前記キャリブレーションに用いるように構成される、請求項1~7のいずれか一項に記載の電源システム。
  9.  出力電圧に基づく帰還電圧と基準電圧との差に応じたエラー信号を出力するように構成されたエラーアンプと、
     前記エラー信号とスイッチング素子を流れる電流とに基づき前記スイッチング素子を制御するように構成された制御部と、
     を有し、
     マスターとして動作する場合、前記帰還電圧と自己の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、
     キャリブレーション時に、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第1基準を外部に供給するように構成され、
     スレーブとして動作する場合、前記帰還電圧と他の半導体集積回路装置の前記基準電圧との差に応じた前記エラー信号に基づく制御を実行するように構成され、
     キャリブレーション時に、自己の前記スイッチング素子を流れる電流の検知結果の第2基準を前記他の半導体集積回路装置から供給されるキャリブレーション用電圧に基づきキャリブレーションするように構成された、半導体集積回路装置。
  10.  パッケージの第1辺に設けられた第1電源端子、第1接地端子及び第1出力端子と、
     前記パッケージの前記第1辺と異なる第2辺に設けられて、前記第1電源端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2電源端子と、
     前記第2辺に設けられて、前記第1接地端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2接地端子と、
     前記第2辺に設けられて、前記第1出力端子と前記パッケージの内部で電気的に接続される第2出力端子と、
     前記第1出力端子及び前記第2出力端子の双方に接続されるスイッチング出力段と、
     前記スイッチング出力段を制御するように構成された制御部と、
    を備える、半導体装置。
  11.  前記第1辺と前記第2辺とが対向する請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第1電源端子と前記第1接地端子は、前記第1出力端子を間に挟んで並び、
     前記第2電源端子と前記第2接地端子は、前記第2出力端子を間に挟んで並ぶ請求項10に記載の半導体装置。
  13.  基板と、
     前記基板の同一面上に配置される、第1半導体装置、第2半導体装置、第1インダクタ、及び第2インダクタと、
    を備え、
     前記第1半導体装置及び前記第2半導体装置はそれぞれ、請求項10~12のいずれか一項に記載の半導体装置であり、
     前記第1半導体装置は、前記第1半導体装置の前記第1電源端子に入力電圧の印加端が接続され、前記第1半導体装置の前記第1接地端子に接地電圧の印加端が接続され、かつ前記第1半導体装置の前記第2出力端子に前記第1インダクタが外付けされ、
     前記第2半導体装置は、前記第2半導体装置の前記第2電源端子に前記入力電圧の印加端が接続され、前記第2半導体装置の前記第2接地端子に前記接地電圧の印加端が接続され、かつ前記第2半導体装置の前記第1出力端子に前記第2インダクタが外付けされる、電源装置。
  14.  前記第1半導体装置と前記第2半導体装置とは、前記第1半導体装置の前記第1辺に平行な方向に対して互いに重なる位置にある請求項13に記載の電源装置。
  15.  前記第1半導体装置および前記第2半導体装置は、前記第1辺と前記第2辺が対向するように構成され、
     前記第2半導体装置は、前記第1辺に垂直な方向に対して、前記第1半導体装置の前記第1辺側に配置される請求項13に記載の電源装置。
  16.  前記第1半導体装置は、前記第2電源端子と前記第2接地端子との間にコンデンサが外付けされて使用され、
     前記第2半導体装置は、前記第1電源端子と前記第1接地端子との間に前記コンデンサが外付けされて使用される請求項15に記載の電源装置。
  17.  前記第1半導体装置および前記第2半導体装置は、前記第1辺と前記第2辺が対向するように構成され、
     前記第2半導体装置は、前記第1辺に垂直な方向に対して、前記第1半導体装置の前記第2辺側に配置される請求項13に記載の電源装置。
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