JP4685531B2 - 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
この場合、軽負荷状態が検出され、ドライバ回路がスイッチング動作を停止した後、すぐに負荷が重くなった場合に、シフト前の第2しきい値電圧にもとづいてスイッチング素子を駆動することができる。
また、制御回路は、第1、第2しきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路をさらに備えてもよい。このしきい値電圧生成回路は、所定の基準電圧が印加される基準電圧端子と接地間に直列に接続された複数の分圧抵抗と、を含み、複数の分圧抵抗の接続点に現れる電圧のいずれかを選択して第1、第2しきい値電圧として出力してもよい。
ヒステリシスコンパレータを上記構成とすることにより、ヒステリシスコンパレータのしきい値電圧を必要に応じて好適に制御することができる。
軽負荷状態において、出力インダクタに流れる電流の向きが反転すると、同期整流用トランジスタには、接地に向かって電流が流れるため、スイッチング電圧は正電圧となる。したがって、スイッチング電圧を監視することにより、軽負荷状態を好適に検出することができる。
しきい値電圧生成回路20は、複数の分圧抵抗R20〜R23、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2を含む。しきい値電圧生成回路20は、その第1出力端子20aから第1しきい値電圧Vth1を出力し、第2出力端子20bから第2しきい値電圧Vth2を出力する。
また、分圧抵抗R20および分圧抵抗R21の接続点は、第1スイッチSW1を介して第2出力端子20bと接続される。分圧抵抗R21と分圧抵抗R22の接続点は、第2スイッチSW2を介して第2出力端子20bと接続される。本実施の形態においては、制御信号SIG2がローレベルのとき第1スイッチSW1がオンし、ハイレベルのとき第2スイッチSW2がオンするものとする。したがって、第2出力端子20bから出力される第2しきい値電圧Vth2は、電圧値Vth2Lと、これを所定電圧幅ΔVだけ高電位側にシフトした電圧値Vth2Hの2値で切り替えられるようになっている。
第1コンパレータ12は、入力端子10aに入力された検出電圧Vout’と、第1しきい値電圧Vth1と、を比較する。第2コンパレータ14は、検出電圧Vout’と、第2しきい値電圧Vth2と、を比較する。RSフリップフロップ16のセット端子には第2コンパレータ14の出力が接続され、リセット端子には第1コンパレータ12の出力が接続される。ヒステリシスコンパレータ10は、RSフリップフロップ16の出力信号をパルス信号SIG1として出力端子10bから出力する。また、ヒステリシスコンパレータ10の入力端子10aと出力端子10b間には、帰還キャパシタCfb、帰還抵抗Rfbが直列に接続されている。
そこで、本実施の形態に係る降圧型スイッチングレギュレータ200では、しきい値電圧生成回路20において、ΔV≒δVが成り立つように、電圧幅ΔVを設定する。このように電圧幅ΔVを設定することにより、遅延時間ΔTの間に、検出電圧Vout’が第2しきい値電圧Vth2Lを下回るのを好適に防止し、出力電圧Voutのリップルを抑えることができる。
Claims (10)
- 同期整流方式の降圧型スイッチングレギュレータのスイッチング素子をオンオフする制御回路であって、
前記降圧型スイッチングレギュレータの出力電圧に応じた検出電圧を、第1しきい値電圧および前記第1しきい値電圧より低い第2しきい値電圧と比較するヒステリシスコンパレータと、
前記降圧型スイッチングレギュレータに接続される負荷が軽負荷状態であることを検出する軽負荷検出回路と、
前記ヒステリシスコンパレータから出力されるパルス信号にもとづき、前記スイッチング素子をオンオフするドライバ回路と、を備え、
前記ヒステリシスコンパレータは、前記軽負荷検出回路による軽負荷状態の検出を契機として、前記第2しきい値電圧を所定電圧幅だけ高電位側にシフトし、かつ、
前記ドライバ回路は、前記軽負荷検出回路によって軽負荷状態が検出されると、前記検出電圧が前記第1しきい値電圧まで上昇してからシフト後の前記第2しきい値電圧まで下降するまでの期間、前記スイッチング素子のオンオフを停止することを特徴とする制御回路。 - 前記ヒステリシスコンパレータは、前記軽負荷状態の検出から所定の遅延時間経過後に、前記第2しきい値電圧を高電位側にシフトすることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 前記ヒステリシスコンパレータは、前記第2しきい値電圧を高電位側にシフトした後、前記検出電圧がシフト後の前記第2しきい値電圧まで降下したことを契機として、前記第2しきい値電圧を前記所定電圧幅だけ低電位側に再シフトすることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 前記ヒステリシスコンパレータは、出力端子と、前記検出電圧が入力される端子間に直列に接続された帰還抵抗および帰還キャパシタを備えることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
- 前記ヒステリシスコンパレータは、
前記検出電圧と、前記第1しきい値電圧と、を比較する第1コンパレータと、
前記検出電圧と、前記第2しきい値電圧と、を比較する第2コンパレータと、
前記第1コンパレータおよび前記第2コンパレータの出力信号によりセット、リセットされるフリップフロップ回路と、
を含み、前記フリップフロップ回路の出力信号を前記パルス信号として出力することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御回路。 - 前記第1、第2しきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路をさらに備え、
当該しきい値電圧生成回路は、
所定の基準電圧が印加される基準電圧端子と接地間に直列に接続された複数の分圧抵抗と、
を含み、前記複数の分圧抵抗の接続点に現れる電圧のいずれかを選択して前記第1、第2しきい値電圧として出力することを特徴とする請求項5に記載の制御回路。 - 前記軽負荷検出回路は、
前記スイッチング素子であるスイッチングトランジスタおよび同期整流用トランジスタの接続点に現れるスイッチング電圧を、接地電位と比較する軽負荷検出コンパレータを含み、前記同期整流用トランジスタがオンの期間において、前記スイッチング電圧が接地電位を上回ったとき、軽負荷状態と判定することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御回路。 - 1つの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御回路。
- 一端が接地された出力キャパシタおよび前記出力キャパシタの他端にその一端が接続された出力インダクタを含むスイッチングレギュレータ出力回路と、
前記スイッチングレギュレータ出力回路に、スイッチング電圧を供給する請求項1から4のいずれかに記載の制御回路と、
を備え、前記出力キャパシタの他端の電圧を出力することを特徴とする降圧型スイッチングレギュレータ。 - 電池と、
マイクロプロセッサと、
前記電池から出力される電池電圧を降圧して前記マイクロプロセッサに供給する請求項9に記載の降圧型スイッチングレギュレータと、
を備えることを特徴とする電子機器。
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