JP5056221B2 - ソフトスタート回路およびdc−dcコンバータ - Google Patents
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Description
DC−DCコンバータは、スイッチング素子を介して電源電圧Vddを断続的にインダクタLと平滑用コンデンサCoutの直列回路に印加し、当該直列回路により平滑化した出力電圧Voutを得るようにしたものである。この直列回路には、インダクタLに対して直流の電源電圧Vddを印加して、そこに磁気エネルギーを充電する際に、オフからオンに切り替わるスイッチング素子としてのPチャネルのFETMpと、インダクタLに充電された磁気エネルギーを放電する際にオフからオンに切り替わるNチャネルのFETMnとが接続されている。なお、NチャネルのFETMnの替わりに転流ダイオードを設ける場合もある。
ソフトスタート信号Vssは、起動開始指令discを契機として時刻t0から緩やかに電圧上昇する。基準電圧信号Vrefは、ここでは電源電圧Vddの数分の1程度の値に設定される。誤差増幅器10では、ソフトスタート信号Vssあるいは基準電圧信号Vrefのうちの電圧が低い方の信号である低レベル信号が目標値指令電圧となり(図5に示す太線)、これと分圧電圧Vfの誤差を増幅して誤差電圧Veを出力する。これによりDC−DCコンバータの出力電圧は緩やかに上昇し、時刻t1以降は基準電圧信号Vrefに対応した所定の電圧を出力する定常状態となる。
このソフトスタート回路100は、定電流源I0、PチャネルのFETM1,M2、基準抵抗R0、NチャネルのFETM0、およびキャパシタC0によって構成されている。ここでは、説明を簡略化するために、ミラー比が1:1のカレントミラー回路がFETM1,M2により構成されているものとする。基準抵抗R0は、ソフトスタート信号Vssの初期値を設定するための抵抗であって、初期値が0Vの場合には不要である。
また、本発明の別の目的は、集積回路化されたソフトスタート機能を有するDC−DCコンバータを提供することである。
ソフトスタート回路101は、PチャネルのFETM1とM2、および定電流源I0が図6の従来回路と同様に構成されている。主キャパシタC0には、基準抵抗R0とNチャネルのFETM0の直列回路が並列に接続され、FETM0のゲートには起動開始指令discが印加されている。
図2は、関連技術に係る電圧低下防止の対策を施したソフトスタート回路の構成を示す回路図である。
このソフトスタート回路103では、電源電圧Vddと分圧接続点Pとの間に、PチャネルのMOSFETMxを接続し、ソフトスタート動作完了を検出した時点で、そのゲート信号をHレベルからLレベルに切り替えるようにしている。このような構成であれば、ソフトスタート動作から定常動作に移行した後、継続して分圧接続点Pが電源電圧Vddに吊り上げられるから、ソフトスタート信号Vssは基準電圧信号Vrefよりも十分に高い電圧値を維持できる。
20 パルス幅変調(PWM)用の比較器
21,22 ドライバ回路
101〜103 ソフトスタート回路
C0 主キャパシタ
C1 第1のキャパシタ
C2 第2のキャパシタ
Cout 平滑用コンデンサ
disc 起動開始指令
I0 定電流源
L インダクタ
Mp,Mn FET
M0,M0A,M1,M2,Mx FET
R0 抵抗
Vdd 電源電圧
Claims (3)
- スイッチング電源回路の電源投入時にソフトスタート信号を生成するソフトスタート回路において、
前記スイッチング電源回路の起動時に充電が開始される主キャパシタと、
第1および第2のキャパシタが互いに直列接続され前記主キャパシタと並列接続した容量分圧回路と、
前記主キャパシタと前記容量分圧回路の前記第1のキャパシタとの接続点に充電電流を供給するための定電流源と、
前記容量分圧回路の分圧接続点と前記スイッチング電源回路の入力電源端子との間に接続されたスイッチ素子と、
を備え、
前記第1および第2のキャパシタの接続点である前記容量分圧回路の分圧接続点の電圧値を前記ソフトスタート信号として出力し、前記スイッチ素子をソフトスタート動作完了後にオンにすることを特徴とするソフトスタート回路。 - 発振信号を発振する発振器と、
基準電圧信号を発生する基準電圧発生回路と、
電源出力電圧を検出してフィードバック電圧を出力する出力電圧検出手段と、
電源投入時に徐々に上昇するソフトスタート信号を出力するソフトスタート回路と、
前記ソフトスタート信号あるいは前記基準電圧信号のうちの低レベル信号と前記フィードバック電圧との誤差電圧を誤差信号として出力する誤差増幅器と、
前記誤差信号と前記発振信号とを比較してパルス幅変調信号をスイッチング素子へ供給するパルス幅変調比較器と、
を備え、前記ソフトスタート回路を請求項1に記載の回路で構成したことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 発振信号を発振する発振器と、
基準電圧信号を発生する基準電圧発生回路と、
電源出力電圧を検出してフィードバック電圧を出力する出力電圧検出手段と、
電源投入時に徐々に上昇するソフトスタート信号を出力するソフトスタート回路と、
前記基準電圧信号と前記フィードバック電圧との誤差電圧を誤差信号として出力する誤差増幅器と、
前記ソフトスタート信号あるいは前記誤差信号のうちの低レベル信号と前記発振信号とを比較してパルス幅変調信号をスイッチング素子へ供給するパルス幅変調比較器と、
を備え、前記ソフトスタート回路を請求項1に記載の回路で構成したことを特徴とするDC−DCコンバータ。
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