JP5330084B2 - 電流検出回路及びこれを用いたスイッチングレギュレータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電流検出回路を有するスイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。図1のスイッチングレギュレータは、スイッチングトランジスタ2と、整流トランジスタ4と、比較器5と、インダクタ6と、出力キャパシタ7と、AND回路8と電流検出回路100とを有している。スイッチングトランジスタ2及び整流トランジスタ4は、図1のスイッチングレギュレータの出力回路を構成している。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る電流検出回路を有するスイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。図3のスイッチングレギュレータは、電流検出回路100に代えて電流検出回路200を有し、平均化回路70と、駆動信号生成部80と、誤差増幅器91と、基準電圧源92と、抵抗93とを更に有している点が、図1のスイッチングレギュレータとは異なっている。図3のスイッチングレギュレータは、出力端子TCから出力される検出電流Isを用いて、出力端子T2から出力される出力電圧Voutを安定化制御する。
D=Va/Et
で表される。
Ve+Ri×Is=Vr2
のように表される。つまり、誤差電圧Veの変動に対し検出電流Isが逆に変動する。
第2の実施形態のように、スイッチングトランジスタ2のオン時の電流を検出した後、オフ時には検出値を保持することによって近似的にインダクタ電流を検出する場合には、デューティ比がゼロになると要注意である。なぜなら、実際のインダクタ電流ILは減少していくのに対し、検出電流Isは保持されたままだからである。
図3及び図5のスイッチングレギュレータでは、スイッチングトランジスタのオン時の電流を検出した後、オフ時には検出値を保持するが、本実施形態では、整流トランジスタの電流を検出した後、スイッチングトランジスタのオン時には検出値を保持するような電流検出方法について説明する。
22,52 補助トランジスタ
28,29,58,59 出力トランジスタ
30,60,230,460 保持回路
32,62 スイッチ
34,64 補助スイッチ
36,66 キャパシタ
70 平均化回路
80,380,480 駆動信号生成部
82 三角波発生器
84,384,484 PWM比較器
91 誤差増幅器
100,200,400 電流検出回路
Claims (17)
- インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタとを有するスイッチングレギュレータの電流検出回路であって、
前記第1のトランジスタを流れる電流に応じた検出電流を生成する電流生成回路と、
前記第1のトランジスタのオン期間において前記検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1のトランジスタのオフ期間において前記検出電流に応じた電圧を保持して出力する保持回路と、
前記保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する出力トランジスタとを備える
電流検出回路。 - 請求項1に記載の電流検出回路において、
前記検出電流が流れる補助トランジスタを更に備え、
前記保持回路は、
一端が前記補助トランジスタの制御端子、又は前記検出電流に比例する電流が流れるように構成されたトランジスタの制御端子に接続され、前記第1のトランジスタのオン期間にオンになるスイッチと、
前記スイッチの他端に接続されたキャパシタとを有し、
前記出力トランジスタは、制御端子が前記スイッチの他端に接続されている
電流検出回路。 - インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタとを有するスイッチングレギュレータの電流検出回路であって、
前記第2のトランジスタを流れる電流に応じた検出電流を生成する電流生成回路と、
前記第2のトランジスタのオン期間において前記検出電流に応じた電圧を出力し、前記第2のトランジスタのオフ期間において前記検出電流に応じた電圧を保持して出力する保持回路と、
前記保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する出力トランジスタとを備える
電流検出回路。 - 請求項3に記載の電流検出回路において、
前記検出電流が流れる補助トランジスタを更に備え、
前記保持回路は、
一端が前記補助トランジスタの制御端子、又は前記検出電流に比例する電流が流れるように構成されたトランジスタの制御端子に接続され、前記第2のトランジスタのオン期間にオンになるスイッチと、
前記スイッチの他端に接続されたキャパシタとを有し、
前記出力トランジスタは、制御端子が前記スイッチの他端に接続されている
電流検出回路。 - インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタとを有するスイッチングレギュレータの電流検出回路であって、
前記第1のトランジスタを流れる電流に応じた第1の検出電流を生成する第1の電流生成回路と、
前記第1のトランジスタのオン期間において前記第1の検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1及び第2のトランジスタがともにオフである期間において前記第1の検出電流に応じた電圧を保持して出力する第1の保持回路と、
前記第1の保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する第1の出力トランジスタと、
前記第2のトランジスタを流れる電流に応じた第2の検出電流を生成する第2の電流生成回路と、
前記第2のトランジスタのオン期間において前記第2の検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1及び第2のトランジスタがともにオフである期間において前記第2の検出電流に応じた電圧を保持して出力する第2の保持回路と、
前記第2の保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する第2の出力トランジスタとを備え、
前記第1の出力トランジスタと前記第2の出力トランジスタとは並列に接続されている
電流検出回路。 - 請求項5に記載の電流検出回路において、
前記第1の検出電流が流れる第1の補助トランジスタと、
前記第2の検出電流が流れる第2の補助トランジスタとを更に備え、
前記第1の保持回路は、
一端が前記第1の補助トランジスタの制御端子、又は前記第1の検出電流に比例する電流が流れるように構成されたトランジスタの制御端子に接続され、前記第1のトランジスタのオン期間にオンになる第1のスイッチと、
前記第1のスイッチの他端に接続された第1のキャパシタとを有し、
前記第1の出力トランジスタは、制御端子が前記第1のスイッチの他端に接続されており、
前記第2の保持回路は、
一端が前記第2の補助トランジスタの制御端子、又は前記第2の検出電流に比例する電流が流れるように構成されたトランジスタの制御端子に接続され、前記第2のトランジスタのオン期間にオンになる第2のスイッチと、
前記第2のスイッチの他端に接続された第2のキャパシタとを有し、
前記第2の出力トランジスタは、制御端子が前記第2のスイッチの他端に接続されている
電流検出回路。 - 請求項6に記載の電流検出回路において、
前記第1の保持回路は、前記第2のスイッチと同様に動作する第1の補助スイッチを更に有し、
前記第2の保持回路は、前記第1のスイッチと同様に動作する第2の補助スイッチを更に有する
電流検出回路。 - インダクタと、
前記インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、
前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタと、
電流検出回路とを備え、
前記電流検出回路は、
前記第1のトランジスタを流れる電流に応じた検出電流を生成する電流生成回路と、
前記第1のトランジスタのオン期間において前記検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1のトランジスタのオフ期間において前記検出電流に応じた電圧を保持して出力する保持回路と、
前記保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する出力トランジスタとを有する
スイッチングレギュレータ。 - 請求項8に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記出力トランジスタで生成された電流を平均化し、得られた平均化信号を出力する平均化回路と、
前記平均化信号に基づいて、前記第1のトランジスタを制御する駆動信号を生成する駆動信号生成部とを更に備える
スイッチングレギュレータ。 - 請求項9に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧と目標電圧との間の誤差を示す誤差信号を生成する誤差増幅器を更に備え、
前記平均化回路は、前記出力トランジスタで生成された電流と前記誤差信号との和を平均化して前記平均化信号を生成し、
前記駆動信号生成部は、
三角波信号を生成する三角波発生器と、
前記平均化信号と前記三角波信号とを比較して前記駆動信号を生成する比較器とを有する
スイッチングレギュレータ。 - 請求項9に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記駆動信号生成部は、前記第1のトランジスタのオン期間の長さが所定の閾値以上となるように前記駆動信号を生成する
スイッチングレギュレータ。 - 請求項11に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記駆動信号生成部は、前記スイッチングレギュレータの出力電圧が前記目標電圧より高い所定の電圧に達すると、前記第1のトランジスタを停止させるように前記駆動信号を生成する
スイッチングレギュレータ。 - インダクタと、
前記インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、
前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタと、
電流検出回路とを備え、
前記電流検出回路は、
前記第2のトランジスタを流れる電流に応じた検出電流を生成する電流生成回路と、
前記第2のトランジスタのオン期間において前記検出電流に応じた電圧を出力し、前記第2のトランジスタのオフ期間において前記検出電流に応じた電圧を保持して出力する保持回路と、
前記保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する出力トランジスタとを有する
スイッチングレギュレータ。 - 請求項13に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記出力トランジスタで生成された電流を平均化し、得られた平均化信号を出力する平均化回路と、
前記平均化信号に基づいて、前記第1のトランジスタを制御する駆動信号を生成する駆動信号生成部とを更に備える
スイッチングレギュレータ。 - 請求項14に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記スイッチングレギュレータの出力電圧と目標電圧との間の誤差を示す誤差信号を生成する誤差増幅器を更に備え、
前記平均化回路は、前記出力トランジスタで生成された電流と前記誤差信号との和を平均化して前記平均化信号を生成し、
前記駆動信号生成部は、
三角波信号を生成する三角波発生器と、
前記平均化信号と前記三角波信号とを比較して前記駆動信号を生成する比較器とを有する
スイッチングレギュレータ。 - 請求項14に記載のスイッチングレギュレータにおいて、
前記駆動信号生成部は、前記第1のトランジスタのオン期間の長さが所定の閾値以下となるように前記駆動信号を生成する
スイッチングレギュレータ。 - インダクタと、
前記インダクタに接続され、電源から前記インダクタに流れる電流をスイッチングする第1のトランジスタと、
前記インダクタ及び前記第1のトランジスタが接続されたノードに接続され、前記第1のトランジスタのオフ期間の一部においてオンになる第2のトランジスタと、
電流検出回路とを備え、
前記電流検出回路は、
前記第1のトランジスタを流れる電流に応じた第1の検出電流を生成する第1の電流生成回路と、
前記第1のトランジスタのオン期間において前記第1の検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1及び第2のトランジスタがともにオフである期間において前記第1の検出電流に応じた電圧を保持して出力する第1の保持回路と、
前記第1の保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する第1の出力トランジスタと、
前記第2のトランジスタを流れる電流に応じた第2の検出電流を生成する第2の電流生成回路と、
前記第2のトランジスタのオン期間において前記第2の検出電流に応じた電圧を出力し、前記第1及び第2のトランジスタがともにオフである期間において前記第2の検出電流に応じた電圧を保持して出力する第2の保持回路と、
前記第2の保持回路の出力電圧に応じた電流を生成する第2の出力トランジスタとを有し、
前記第1の出力トランジスタと前記第2の出力トランジスタとは並列に接続されている
スイッチングレギュレータ。
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