JP2002300774A - スイッチング・レギュレータ制御回路 - Google Patents
スイッチング・レギュレータ制御回路Info
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- JP2002300774A JP2002300774A JP2001100755A JP2001100755A JP2002300774A JP 2002300774 A JP2002300774 A JP 2002300774A JP 2001100755 A JP2001100755 A JP 2001100755A JP 2001100755 A JP2001100755 A JP 2001100755A JP 2002300774 A JP2002300774 A JP 2002300774A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率を同
時に向上させた、ＳＷレギュレータの提供。 【解決手段】 ＳＷレギュレータのPWM制御回路の信号
とPFM制御回路の信号が別経路で別々のスイッチを制御
し、各々の特性の違うスイッチ用MOSトランジスタを使
用することで、負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率
を同じに向上させる。
時に向上させた、ＳＷレギュレータの提供。 【解決手段】 ＳＷレギュレータのPWM制御回路の信号
とPFM制御回路の信号が別経路で別々のスイッチを制御
し、各々の特性の違うスイッチ用MOSトランジスタを使
用することで、負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率
を同じに向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、負荷が重い場合
と負荷が軽い場合の効率を同時に向上することが可能
な、ＳＷレギュレータに関する。
と負荷が軽い場合の効率を同時に向上することが可能
な、ＳＷレギュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＳＷレギュレータ制御回路として
は、図２の回路図に示されるようなＳＷレギュレータの
制御回路が知られていた。即ち、基準電圧１８と、ＳＷ
レギュレータの出力電圧Voutを分圧する分割抵抗１６と
分割抵抗１７の接続点の電圧との差電圧を、増幅するエ
ラーアンプ１９がある。エラーアンプ１９の出力電圧を
Verr、基準電圧１８の出力電圧をVref、分割抵抗１６と
分割抵抗１７の接続点の電圧をVaとすれば、Vref>Vaな
らば、Verrは高くなり、逆にVref<Vaならば、Verrは低
くなる。
は、図２の回路図に示されるようなＳＷレギュレータの
制御回路が知られていた。即ち、基準電圧１８と、ＳＷ
レギュレータの出力電圧Voutを分圧する分割抵抗１６と
分割抵抗１７の接続点の電圧との差電圧を、増幅するエ
ラーアンプ１９がある。エラーアンプ１９の出力電圧を
Verr、基準電圧１８の出力電圧をVref、分割抵抗１６と
分割抵抗１７の接続点の電圧をVaとすれば、Vref>Vaな
らば、Verrは高くなり、逆にVref<Vaならば、Verrは低
くなる。
【０００３】ＰＷＭ／ＰＦＭ切り替え制御回路２１は、
発振回路２０の出力、例えば三角波と、エラーアンプ１
９の出力を比較して、信号を出す。つまり、エラー・ア
ンプの出力Verrが上下することで、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１の出力パルスの幅がコントロールされ
る。このパルス幅の時間のみ、スイッチ用ＭＯＳトラン
ジスタ１１をONまたは、OFFに制御する。
発振回路２０の出力、例えば三角波と、エラーアンプ１
９の出力を比較して、信号を出す。つまり、エラー・ア
ンプの出力Verrが上下することで、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１の出力パルスの幅がコントロールされ
る。このパルス幅の時間のみ、スイッチ用ＭＯＳトラン
ジスタ１１をONまたは、OFFに制御する。
【０００４】一般に、ＳＷレギュレータの場合、ＳＷを
ONにする時間が長い方が、負荷に電力を供給する能力が
高くなる。例えば、負荷が重くなると、すなわち出力負
荷電流値が大きくなると、ＳＷレギュレータの出力電圧
が下がり、分割抵抗１６と分割抵抗１７で分圧された電
圧Vaが下がる。これによって、エラー・アンプ１３の出
力Verrは上がるので、結果として、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１はPWMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つように発振周波数を一定にし、パルス
幅が制御される。
ONにする時間が長い方が、負荷に電力を供給する能力が
高くなる。例えば、負荷が重くなると、すなわち出力負
荷電流値が大きくなると、ＳＷレギュレータの出力電圧
が下がり、分割抵抗１６と分割抵抗１７で分圧された電
圧Vaが下がる。これによって、エラー・アンプ１３の出
力Verrは上がるので、結果として、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１はPWMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つように発振周波数を一定にし、パルス
幅が制御される。
【０００５】逆に、負荷が軽くなると、すなわち出力負
荷電流値が小さくなると、ＳＷレギュレータの出力電圧
が上がり、分割抵抗１６と分割抵抗１７で分圧された電
圧Vaが上がる。これによって、エラー・アンプ１３の出
力Verrは下がるので、結果として、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１はPFMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つようにパルス幅を一定にし発振周波数
が制御される。
荷電流値が小さくなると、ＳＷレギュレータの出力電圧
が上がり、分割抵抗１６と分割抵抗１７で分圧された電
圧Vaが上がる。これによって、エラー・アンプ１３の出
力Verrは下がるので、結果として、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り
替え制御回路２１はPFMコンパレータにより、出力電圧V
outを一定に保つようにパルス幅を一定にし発振周波数
が制御される。
【０００６】すなわち、ＰＷＭ／ＰＦＭ切り替え制御回
路２１は、出力負荷電流値に応じてＰＷＭとＰＦＭを切
り替え、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１をコントロ
ールする。
路２１は、出力負荷電流値に応じてＰＷＭとＰＦＭを切
り替え、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１をコントロ
ールする。
【０００７】一方、ＳＷレギュレータで効率に関わる重
要な特性はスイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１のオン抵
抗とゲート容量である。効率は負荷が重い場合は、オン
抵抗の損失が支配的になり、負荷が軽い場合はゲート容
量によるスイッチング損失が支配的になる。効率を向上
させるためには、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１の
オン抵抗とゲート容量を小さくする必要があるが、両特
性はトレードオフの関係にあり、負荷の仕様条件に応じ
てスイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１の特性は決定され
る。
要な特性はスイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１のオン抵
抗とゲート容量である。効率は負荷が重い場合は、オン
抵抗の損失が支配的になり、負荷が軽い場合はゲート容
量によるスイッチング損失が支配的になる。効率を向上
させるためには、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１の
オン抵抗とゲート容量を小さくする必要があるが、両特
性はトレードオフの関係にあり、負荷の仕様条件に応じ
てスイッチ用ＭＯＳトランジスタ１１の特性は決定され
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＷレ
ギュレータでは、例えば、負荷が重い場合の効率を重視
すると、負荷が軽いときのＰＦＭ制御動作の範囲ではＳ
Ｗレギュレータの効率が著しく低下する。
ギュレータでは、例えば、負荷が重い場合の効率を重視
すると、負荷が軽いときのＰＦＭ制御動作の範囲ではＳ
Ｗレギュレータの効率が著しく低下する。
【０００９】そこで、この発明の目的は従来のこのよう
な課題を解決するために、ＳＷレギュレータの出力負荷
電流値に応じて、具体的には、ＰＷＭ制御動作時とＰＦ
Ｍ制御動作時に応じて、ＳＷレギュレータのスイッチ用
ＭＯＳトランジスタを切り替え、ＰＷＭ制御動作時は、
オン抵抗の小さいスイッチ用ＭＯＳトランジスタを使用
し、ＰＦＭ制御動作時は、ゲート容量の小さいスイッチ
用ＭＯＳトランジスタを使用するようにした。
な課題を解決するために、ＳＷレギュレータの出力負荷
電流値に応じて、具体的には、ＰＷＭ制御動作時とＰＦ
Ｍ制御動作時に応じて、ＳＷレギュレータのスイッチ用
ＭＯＳトランジスタを切り替え、ＰＷＭ制御動作時は、
オン抵抗の小さいスイッチ用ＭＯＳトランジスタを使用
し、ＰＦＭ制御動作時は、ゲート容量の小さいスイッチ
用ＭＯＳトランジスタを使用するようにした。
【００１０】このような回路構成にしたことで、負荷が
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となった。
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となった。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例を示すＳＷレギュレー
タの制御回路図である。基準電圧１８、分割抵抗１６、
分割抵抗１７、エラーアンプ１９、及び、発振回路２０
は従来と同様である。ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトラ
ンジスタ１２３は比較的オン抵抗が小さくゲート容量が
大きいトランジスタを使用する。ＰＦＭ制御スイッチ用
ＭＯＳトランジスタ１２４は比較的ゲート容量が小さく
オン抵抗が大きいトランジスタを使用する。
タの制御回路図である。基準電圧１８、分割抵抗１６、
分割抵抗１７、エラーアンプ１９、及び、発振回路２０
は従来と同様である。ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトラ
ンジスタ１２３は比較的オン抵抗が小さくゲート容量が
大きいトランジスタを使用する。ＰＦＭ制御スイッチ用
ＭＯＳトランジスタ１２４は比較的ゲート容量が小さく
オン抵抗が大きいトランジスタを使用する。
【００１３】負荷が重い場合はエラー・アンプ１９の出
力はＰＷＭ制御回路１２１により、出力電圧Voutを一定
に保つように発振周波数を一定にし、パルス幅が制御さ
れる。この時、ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジス
タ１２３はＰＷＭ制御回路１２１のパルス幅によりONま
たは、OFFに制御される。この時、ＰＦＭ制御スイッチ
用ＭＯＳトランジスタ１２４はOFFの状態のままであ
る。負荷が重い場合の効率はオン抵抗による損失が支配
的になるが、ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジスタ
１２３はオン抵抗が小さいため、有利となる。
力はＰＷＭ制御回路１２１により、出力電圧Voutを一定
に保つように発振周波数を一定にし、パルス幅が制御さ
れる。この時、ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジス
タ１２３はＰＷＭ制御回路１２１のパルス幅によりONま
たは、OFFに制御される。この時、ＰＦＭ制御スイッチ
用ＭＯＳトランジスタ１２４はOFFの状態のままであ
る。負荷が重い場合の効率はオン抵抗による損失が支配
的になるが、ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジスタ
１２３はオン抵抗が小さいため、有利となる。
【００１４】逆に、負荷が軽い場合はエラー・アンプ１
３の出力はＰＦＭ制御回路１２２により、出力電圧Vout
を一定に保つようにパルス幅を一定にし、発振周波数が
制御される。この時、ＰＦＭ制御スイッチ用ＭＯＳトラ
ンジスタ１２４はＰＦＭ制御回路１２２のパルス幅によ
りONまたは、OFFに制御される。この時、ＰＷＭ制御ス
イッチ用ＭＯＳトランジスタ１２３はOFFの状態のまま
である。負荷が軽い場合の効率はゲート容量によるスイ
ッチング損失の大きさが支配的になるが、ＰＦＭ制御ス
イッチ用ＭＯＳトランジスタ１２４はゲート容量が小さ
いため、有利となる。
３の出力はＰＦＭ制御回路１２２により、出力電圧Vout
を一定に保つようにパルス幅を一定にし、発振周波数が
制御される。この時、ＰＦＭ制御スイッチ用ＭＯＳトラ
ンジスタ１２４はＰＦＭ制御回路１２２のパルス幅によ
りONまたは、OFFに制御される。この時、ＰＷＭ制御ス
イッチ用ＭＯＳトランジスタ１２３はOFFの状態のまま
である。負荷が軽い場合の効率はゲート容量によるスイ
ッチング損失の大きさが支配的になるが、ＰＦＭ制御ス
イッチ用ＭＯＳトランジスタ１２４はゲート容量が小さ
いため、有利となる。
【００１５】このような回路構成にしたことで、負荷が
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となる。
重い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるこ
とが可能となる。
【００１６】また、本発明の実施例において降圧型ＳＷ
レギュレータ回路について示したが、昇圧型スイッチン
グレギュレータ回路、及び反転型スイッチングレギュレ
ータ回路についても、本発明が適用されることは明白で
ある。
レギュレータ回路について示したが、昇圧型スイッチン
グレギュレータ回路、及び反転型スイッチングレギュレ
ータ回路についても、本発明が適用されることは明白で
ある。
【００１７】
【発明の効果】本発明のＳＷレギュレータは、負荷が重
い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるとい
う効果がある。
い場合と負荷が軽い場合の効率を同時に向上させるとい
う効果がある。
【図１】本発明の実施例のＳＷレギュレータ制御回路の
説明図である。
説明図である。
【図２】従来のＳＷレギュレータ制御回路の説明図であ
る。
る。
１０ 電源電圧 １１ スイッチ用ＭＯＳトランジスタ １２ インダクタ １３ ダイオード １４ 出力容量 １５ 出力負荷 １６ 分割抵抗 １７ 分割抵抗 １８ 基準電圧 １９ エラーアンプ ２０ 発振回路 ２１ ＰＷＭ／ＰＦＭ切り替え制御回路 １２１ ＰＷＭ制御回路 １２２ ＰＦＭ制御回路 １２３ ＰＷＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジスタ １２４ ＰＦＭ制御スイッチ用ＭＯＳトランジスタ
Claims (3)
- 【請求項１】 基準電圧と、出力電圧と分割抵抗によっ
て分圧した電圧との差電圧を増幅するエラー・アンプ
と、前記エラーアンプ出力と発振回路の出力とを比較し
その発振周波数毎に制御信号を出力するＰＷＭ制御回路
と、軽負荷時には周波数を変調して一定の制御信号を出
力するＰＦＭ制御回路を有するスイッチング・レギュレ
ータ（以下ＳＷレギュレータ）において、ＳＷレギュレ
ータのPWM制御回路の信号とPFM制御回路の信号が別経路
で別々のスイッチを制御することを特徴とするＳＷレギ
ュレータ制御回路。 - 【請求項２】 上記ＳＷレギュレータにおいて、PWM制
御回路が動作する場合は、PFM制御回路で制御されるス
イッチをOFFにし、PF M制御回路が動作する場合は、PWM
制御回路で制御されるスイッチをOFFにして制御するこ
とを特徴とするＳＷレギュレータ制御回路。 - 【請求項３】 上記ＳＷレギュレータにおいて、PWM制
御回路で制御されるスイッチには、オン抵抗は小さくゲ
ート容量は大きい特性であるMOSトランジスタを使用
し、PFM制御回路で制御されるスイッチには、ゲート容
量は小さくオン抵抗が大きい特性であるMOSトランジス
タを使用し、負荷が重い場合と負荷が軽い場合の効率を
同時に向上することを特徴とするＳＷレギュレータ制御
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100755A JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100755A JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002300774A true JP2002300774A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18954171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100755A Withdrawn JP2002300774A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スイッチング・レギュレータ制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002300774A (ja) |
Cited By (13)
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- 2001-03-30 JP JP2001100755A patent/JP2002300774A/ja not_active Withdrawn
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