JP6321533B2 - Dc/dcコンバータ - Google Patents
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Description
従来のDC/DCコンバータは、コンパレータ504と、RS−FF回路113と、駆動回路110と、参照電圧生成回路503と、タイマー回路501と、出力トランジスタであるNMOSトランジスタ108と、NMOSトランジスタ109と、コンデンサ107と、コイル106と、抵抗103、104、502と、グラウンド端子100と、出力端子102と、電源端子101を備えている。
リップル生成回路と平滑回路とオンタイム信号を出力するタイマー回路とを備えたオンタイマー回路に、逆流電流が発生する兆候を検出する論理回路と、論理回路の検出信号によってリップル生成回路の出力電圧を維持、または所定の電圧に制御するスイッチ回路を備えた。
図1は、本実施形態のDC/DCコンバータの一例を示す回路図である。
本実施形態のDC/DCコンバータは、コンパレータ112と、RS−FF回路113と、擬似リップル回路114と、駆動回路110と、基準電圧回路105と、オンタイマー回路111と、出力トランジスタであるNMOSトランジスタ108、109と、逆流電流検出回路161と、コイル106と、コンデンサ107と、抵抗103、104と、グラウンド端子100と、電源端子101と、出力端子102を備えている。
コンパレータ112は、第一の反転入力端子は擬似リップル回路114の出力端子122に接続され、第一の非反転入力端子は擬似リップル回路114の出力端子123に接続され、第二の反転入力端子は抵抗103と抵抗104の接続点に接続され、第二の非反転入力端子は基準電圧回路105の正極に接続され、出力端子はRS−FF回路113のセット端子に接続される。抵抗103のもう一方の端子は出力端子102に接続され、抵抗104のもう一方の端子はグラウンド端子100に接続される。基準電圧回路105の負極はグラウンド端子100に接続される。RS−FF回路113は、リセット端子はオンタイマー回路111の出力端子124に接続され、出力端子は駆動回路110の第一の入力端子およびオンタイマー回路111の入力端子121に接続される。NMOSトランジスタ108は、ゲートは駆動回路110の第一の出力端子に接続され、ドレインは電源端子101に接続され、ソースはコイル106の一方の端子及びNMOSトランジスタ109のドレインに接続される。NMOSトランジスタ109は、ゲートは駆動回路110の第二の出力端子およびオンタイマー回路111の入力端子125に接続され、ソースはグラウンド端子100に接続される。コンデンサ107は、一方の端子は出力端子102とコイル106のもう一方の端子に接続され、もう一方の端子はグラウンド端子100に接続される。逆流電流検出回路161は、入力端子はNMOSトランジスタ109のドレインに接続され、出力端子は駆動回路110の第二の入力端子に接続される。
電源端子101に電源電圧VDDが入力されると、DC/DCコンバータは出力端子102から出力電圧Voutを出力する。抵抗103と104は、出力電圧Voutを分圧し、分圧電圧VFBを出力する。コンパレータ112は図3に示すような4端子入力の構成をしており、第二の非反転入力端子に入力される基準電圧回路105の基準電圧Vrefと、第二の反転入力端子に入力される分圧電圧VFBと、第一の反転入力端子に入力される擬似リップル回路114の出力端子122から出力される電圧と、第一の非反転入力端子に入力される擬似リップル回路114の出力端子123から出力される電圧とを比較し、コンパレータ112の出力端子から信号VSを出力する。オンタイマー回路111の出力端子124から出力される出力信号をオンタイム信号VR、RS−FF回路113のQ端子から出力される出力信号を信号VQ、駆動回路110の第二の出力端子から出力される出力信号を信号VLとする。
他は回路構成及び接続関係は図2と同様である。
電源端子101に電源電圧VDDが入力されると、DC/DCコンバータは出力端子102から出力電圧Voutを出力する。コンパレータ112は、図3に示すような4端子入力の構成をしており、第二の非反転入力端子に入力される基準電圧回路105の基準電圧Vrefと、第二の反転入力端子に入力されるオンタイマー回路111から出力される電圧Vcrefと、第一の反転入力端子に入力される擬似リップル回路114の出力端子122から出力される電圧と、第一の非反転入力端子に入力される擬似リップル回路114の出力端子123から出力される電圧とを比較し、コンパレータ112の出力端子から信号VSを出力する。オンタイマー回路111は、入力端子121に信号VQが入力し、入力端子125に信号VLが入力し、出力端子124からオンタイム信号VRを出力し、出力端子126から電圧Vcrefを出力する。RS−FF回路113は、R端子にオンタイム信号VRが入力し、S端子に信号VSが入力し、Q端子から信号VQを出力する。駆動回路110は、第二の出力端子から信号VLを出力する。
101 電源端子
102 出力端子
105 基準電圧回路
106 コイル
110 駆動回路
111 オンタイマー回路
112、216 コンパレータ
113、701 RS−FF回路
114 擬似リップル回路
161 逆流電流検出回路
208、811、812 スイッチ回路
201、202、312、313、314、315 定電流回路
230 リップル生成回路
240 平滑回路
250 タイマー回路
800 アナログスイッチ回路
814 定電圧回路
Claims (5)
- DC/DCコンバータの出力電圧に応じた擬似リップル成分と、前記出力電圧に応じた電圧と、基準電圧と、を比較した結果の信号を出力するコンパレータと、
出力トランジスタのゲートに入力される信号と同期した制御信号が入力され、オンタイム信号を出力するオンタイマー回路と、
前記オンタイマー回路のオンタイム信号と前記コンパレータの出力信号が入力されるフリップフロップ回路と、
前記フリップフロップ回路の出力信号が入力され、前記出力トランジスタを制御する駆動回路と、
出力端子から電流が逆流する兆候を検出し、前記駆動回路に検出信号を出力する逆流電流検出回路と、
を備えたDC/DCコンバータであって、
前記オンタイマー回路は、
前記制御信号によってリップル成分を生成し出力するリップル生成回路と、
前記リップル成分を平均化した電圧を出力する平均化回路と、
前記平均化回路の出力する電圧と前記制御信号とによって前記オンタイム信号を生成し出力するタイマー回路と、
前記制御信号が入力される論理回路と、
前記論理回路の出力信号が入力され、前記出力電流が逆流する兆候を検出した時に前記リップル生成回路の出力電圧を維持するように制御する、前記リップル生成回路の出力端子とグラウンド端子の間に設けられたスイッチ回路と、
を備えたことを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 前記出力トランジスタは、第一の出力トランジスタと第二の出力トランジスタであって、
前記論理回路に入力される制御信号は、第一の出力トランジスタのゲートに入力される信号と同期した第一の制御信号と、第二の出力トランジスタのゲートに入力される信号と同期した第二の制御信号である、
ことを特徴とする請求項1に記載のDC/DCコンバータ。 - 前記論理回路に入力される制御信号は、前記出力トランジスタのゲートに入力される信号と同期した第一の制御信号と、前記逆流電流検出回路の出力する検出信号に同期した第二の制御信号である、
ことを特徴とする請求項1に記載のDC/DCコンバータ。 - 前記スイッチ回路は、
所定の電圧を出力する定電圧回路と、
一方の端子が前記定電圧回路に接続され、他方の端子が前記リップル生成回路の出力端子に接続され、前記論理回路の出力信号で制御される第一のスイッチと、
一方の端子がグラウンド端子に接続され、他方の端子が前記リップル生成回路の出力端子に接続され、前記論理回路の出力信号の反転した信号で制御される第二のスイッチと、
を備え、前記出力端子から電流が逆流する兆候を検出した時、前記第一のスイッチがオンして前記リップル生成回路の出力端子の電圧を前記所定の電圧に制御する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のDC/DCコンバータ。 - 前記コンパレータに入力される前記出力電圧に応じた電圧は、前記平均化回路の出力電圧である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のDC/DCコンバータ。
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