JP5163058B2 - 昇降圧型スイッチングレギュレータ - Google Patents
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Description
出力電圧を大幅に変更した場合、問題になるのが過渡応答によって発生するオーバーシュートとアンダーシュートであった。すなわち、出力電圧を低電圧から高電圧に変更した場合には出力電圧にオーバーシュートが発生し、出力電圧を高電圧から低電圧に変更した場合には出力電圧にアンダーシュートが発生していた。このようなオーバーシュートやアンダーシュートは、時として定電圧回路に接続されている負荷回路に対して誤動作を発生させる等の不具合を発生させる場合があるため、防止する必要があった。
オーバーシュートやアンダーシュートを防止する手段として、前記のような出力電圧の検出比を変えるようにしたものでは、出力電圧を変更してから一定の時間、出力電圧検出回路と誤差増幅回路の間にローパスフィルタを接続するようにしていた。
このように、降圧動作時と昇圧動作時とでクロスオーバー周波数が異なるような場合は、降圧動作時のクロスオーバー周波数に合わせて前記ローパスフィルタの時定数を設定すると、昇圧動作時にオーバーシュートやアンダーシュートが発生し、逆に、昇圧動作時のクロスオーバー周波数に合わせてローパスフィルタの時定数を設定すると、降圧動作時には出力電圧が目標電圧に到達するまでの時間が長くなるという問題があった。
前記制御部は、前記昇降圧部に対して、前記基準電圧が入力されたローパスフィルタから出力された電圧と前記比例電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせ、該動作に応じて前記ローパスフィルタの時定数を可変させるものである。
入力された制御信号に応じて時定数を可変する前記ローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力電圧と前記比例電圧との電圧差を増幅して出力する誤差増幅回路部と、
前記降圧動作用及び昇圧動作用の各三角波信号が入力され、前記誤差増幅回路部からの出力信号と該三角波信号との電圧比較を行って生成したパルス信号を使用して前記昇降圧部の動作制御を行う昇降圧制御回路部と、
を備え、
前記昇降圧制御回路部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させるようにした。
前記制御部は、前記昇降圧部に対して、前記比例電圧が入力されたローパスフィルタから出力された電圧と前記基準電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせ、該動作に応じて前記ローパスフィルタの時定数を可変させるものである。
入力された制御信号に応じて時定数を可変する前記ローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力電圧と前記基準電圧との電圧差を増幅して出力する誤差増幅回路部と、
前記降圧動作用及び昇圧動作用の各三角波信号が入力され、前記誤差増幅回路部からの出力信号と該三角波信号との電圧比較を行って生成したパルス信号を使用して前記昇降圧部の動作制御を行う昇降圧制御回路部と、
を備え、
前記昇降圧制御回路部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させるようにした。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における昇降圧型スイッチングレギュレータの回路例を示した図である。
図1において、昇降圧型スイッチングレギュレータ1は、入力端子INに入力された入力電圧Vinを昇圧又は降圧して所定の定電圧に変換し、出力電圧Voutとして出力端子OUTから出力する。
また、図1の昇降圧型スイッチングレギュレータ1において、インダクタL1及びコンデンサC1を除く各回路を1つのICに集積するようにしてもよく、場合によっては、各トランジスタM1〜M4の少なくとも1つ、インダクタL1及びコンデンサC1を除く各回路を1つのICに集積するようにしてもよい。
図2のローパスフィルタ7は、NMOSトランジスタM5、抵抗R4、コンデンサC1,C2及びインバータINV1で構成されている。
D/Aコンバータ2の出力端と誤差増幅回路3の非反転入力端との間には抵抗R4が接続され、誤差増幅回路3の非反転入力端と接地電圧GNDとの間に、コンデンサC1、及びコンデンサC2とNMOSトランジスタM5との直列回路が並列に接続されている。また、NMOSトランジスタM5のゲートには、昇降圧制御回路4からの制御信号DETOUTがインバータINV1を介して入力されている。
2 D/Aコンバータ
3 誤差増幅回路
4 昇降圧制御回路
5 降圧用ドライブ回路
6 昇圧用ドライブ回路
7 ローパスフィルタ
11 分圧回路
12 基準電圧発生回路
M1 降圧用スイッチングトランジスタ
M2 降圧用同期整流トランジスタ
M3 昇圧用スイッチングトランジスタ
M4 昇圧用同期整流トランジスタ
M5 NMOSトランジスタ
INV1 インバータ
L1 インダクタ
Co 出力コンデンサ
C1,C2 コンデンサ
R1〜R4 抵抗
Claims (6)
- 入力された制御信号に応じて、入力端子から入力された入力電圧をインダクタを使用して昇圧又は降圧して出力端子から出力する昇降圧部と、該昇降圧部に対して、該昇降圧部から出力された出力電圧に比例した比例電圧と外部から入力された制御信号に応じて生成した基準電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせる制御部とを備えた出力電圧可変の昇降圧型スイッチングレギュレータにおいて、
前記制御部は、前記昇降圧部に対して、前記基準電圧が入力されたローパスフィルタから出力された電圧と前記比例電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせ、該動作に応じて前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする昇降圧型スイッチングレギュレータ。 - 前記制御部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする請求項1記載の昇降圧型スイッチングレギュレータ。
- 前記制御部は、
入力された制御信号に応じて時定数を可変する前記ローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力電圧と前記比例電圧との電圧差を増幅して出力する誤差増幅回路部と、
前記降圧動作用及び昇圧動作用の各三角波信号が入力され、前記誤差増幅回路部からの出力信号と該三角波信号との電圧比較を行って生成したパルス信号を使用して前記昇降圧部の動作制御を行う昇降圧制御回路部と、
を備え、
前記昇降圧制御回路部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする請求項2記載の昇降圧型スイッチングレギュレータ。 - 入力された制御信号に応じて、入力端子から入力された入力電圧をインダクタを使用して昇圧又は降圧して出力端子から出力する昇降圧部と、該昇降圧部に対して、外部から入力された制御信号に応じた比率で生成した、該昇降圧部から出力された出力電圧に比例した比例電圧と、所定の基準電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせる制御部とを備えた出力電圧可変の昇降圧型スイッチングレギュレータにおいて、
前記制御部は、前記昇降圧部に対して、前記比例電圧が入力されたローパスフィルタから出力された電圧と前記基準電圧との電圧差に応じた昇圧動作又は降圧動作を行わせ、該動作に応じて前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする昇降圧型スイッチングレギュレータ。 - 前記制御部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする請求項4記載の昇降圧型スイッチングレギュレータ。
- 前記制御部は、
入力された制御信号に応じて時定数を可変する前記ローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力電圧と前記基準電圧との電圧差を増幅して出力する誤差増幅回路部と、
前記降圧動作用及び昇圧動作用の各三角波信号が入力され、前記誤差増幅回路部からの出力信号と該三角波信号との電圧比較を行って生成したパルス信号を使用して前記昇降圧部の動作制御を行う昇降圧制御回路部と、
を備え、
前記昇降圧制御回路部は、昇圧動作時の前記ローパスフィルタの時定数が、降圧動作時よりも大きくなるように前記ローパスフィルタの時定数を可変させることを特徴とする請求項5記載の昇降圧型スイッチングレギュレータ。
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