JP2015130744A - 電源回路 - Google Patents
電源回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015130744A JP2015130744A JP2014001069A JP2014001069A JP2015130744A JP 2015130744 A JP2015130744 A JP 2015130744A JP 2014001069 A JP2014001069 A JP 2014001069A JP 2014001069 A JP2014001069 A JP 2014001069A JP 2015130744 A JP2015130744 A JP 2015130744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- soft start
- offset
- output
- vss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1588—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
【課題】 回路規模の増大を抑えつつ、起動時の突入電流を抑えることのできる電源回路を提供する。
【解決手段】 実施形態の電源回路は、出力スイッチであるPMOトランジスタM1と、ロードスイッチであるPMOトランジスタM3と、基準電圧生成部1と、ソフトスタート電圧生成部2と、帰還電圧生成部3と、エラーアンプ4と、エラーアンプ5と、オフセット制御部6と、オフセット制御部7とを備える。エラーアンプ4は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos1が加えられたソフトスタート電圧Vs1と基準電圧VREFのうちの低い方の電圧と、帰還電圧VFBとの差を増幅して、PMOトランジスタM1の導通を制御する。エラーアンプ5は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos2が加えられたソフトスタート電圧Vs2と帰還電圧VFBとの差を増幅して、PMOトランジスタM3の導通を制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】 実施形態の電源回路は、出力スイッチであるPMOトランジスタM1と、ロードスイッチであるPMOトランジスタM3と、基準電圧生成部1と、ソフトスタート電圧生成部2と、帰還電圧生成部3と、エラーアンプ4と、エラーアンプ5と、オフセット制御部6と、オフセット制御部7とを備える。エラーアンプ4は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos1が加えられたソフトスタート電圧Vs1と基準電圧VREFのうちの低い方の電圧と、帰還電圧VFBとの差を増幅して、PMOトランジスタM1の導通を制御する。エラーアンプ5は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos2が加えられたソフトスタート電圧Vs2と帰還電圧VFBとの差を増幅して、PMOトランジスタM3の導通を制御する。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、電源回路に関する。
例えば、昇圧型DC−DCコンバータは、起動時の出力容量への突入電流を抑えるため、出力電圧の変化を緩やかにするソフトスタート回路を有する。ソフトスタート回路は、例えば、コンデンサへの充電を行う回路を有し、コンデンサの充電電圧をソフトスタート電圧として出力する。
しかし、昇圧型DC−DCコンバータでは、ハイサイド側の出力スイッチのドレイン−ソース間の寄生ダイオードを介して出力電圧Voutをバイアスしてしまうため、ソフトスタートにならない、といった問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、回路規模の増大を抑えつつ、起動時の突入電流を抑えることのできる電源回路を提供することにある。
実施形態の電源回路は、第1のスイッチと、第2のスイッチと、基準電圧生成部と、ソフトスタート電圧生成部と、帰還電圧生成部と、第1のエラーアンプと、第2のエラーアンプとを備える。第1のスイッチは、入力電源に接続される。第2のスイッチは、前記第1のスイッチに接続される。基準電圧生成部は、基準電圧を生成する。ソフトスタート電圧生成部は、起動信号の入力に応じて、ソフトスタート電圧を生成する。帰還電圧生成部は、出力電圧を分圧した帰還電圧を生成する。第1のエラーアンプは、前記基準電圧、前記ソフトスタート電圧に第1のオフセット電圧を加えてなる第2のソフトスタート電圧および前記帰還電圧が入力され、前記第2のソフトスタート電圧と前記基準電圧のうちの低い方の電圧と、前記帰還電圧との差を増幅して、前記第1のスイッチの導通を制御する。第2のエラーアンプは、前記ソフトスタート電圧に第2のオフセット電圧を加えてなる第3のソフトスタート電圧および前記帰還電圧が入力され、前記第3のソフトスタート電圧と前記帰還電圧との差を増幅して、前記第2のスイッチの導通を制御する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の電源回路の構成の例を示す回路図である。本実施形態の電源回路は、入力電源VINに接続されたインダクタL1が入力端子SWに接続され、出力端子OUTに出力コンデンサCoutが接続されて、昇圧型DC−DCコンバータとして動作する。
図1は、第1の実施形態の電源回路の構成の例を示す回路図である。本実施形態の電源回路は、入力電源VINに接続されたインダクタL1が入力端子SWに接続され、出力端子OUTに出力コンデンサCoutが接続されて、昇圧型DC−DCコンバータとして動作する。
本実施形態の電源回路は、入力端子SWに接続されたPMOSトランジスタM1およびNMOSトランジスタM2と、PMOSトランジスタM1と出力端子OUTとの間に接続されたPMOSトランジスタM3と、基準電圧VREFを生成する基準電圧生成部1と、起動信号ENの入力に応じて、次第に電圧が上昇して基準電圧VREFよりも高い電圧にまで達するソフトスタート電圧Vssを生成するソフトスタート電圧生成部2と、出力電圧Voutを分圧した帰還電圧VFBを生成する帰還電圧生成部3と、基準電圧VREF、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos1を加えたソフトスタート電圧Vs1および帰還電圧VFBが入力されるエラーアンプ4と、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos2を加えたソフトスタート電圧Vs2および帰還電圧VFBが入力されるエラーアンプ5と、オフセット電圧Vos1の出力を制御するオフセット制御部6と、オフセット電圧Vos2の出力を制御するオフセット制御部7と、を備える。
ここで、PMOSトランジスタM1は、出力スイッチであり、NMOSトランジスタM2は、入力端子SWと接地端子との間に接続されたローサイドスイッチである。
また、PMOSトランジスタM3は、負荷短絡時にPMOSトランジスタM1に過電流が流れることを防止するロードスイッチである。
PMOSトランジスタM1とPMOSトランジスタM3の接続点は、出力端子OT1に接続される。出力端子OT1には、コンデンサCot1が接続される。
基準電圧生成部1は、例えば、シリコン(Si)のバンドギャップをもとに、定電圧の基準電圧VREFを生成する。
ソフトスタート電圧生成部2は、例えば、ソフトスタート設定用コンデンサCssと、電流源Issとを有する。起動信号ENが入力されると、電流源Issからソフトスタート設定用コンデンサCssへの充電電流の印加が開始される。これにより、ソフトスタート設定用コンデンサCssの充電電圧は次第に上昇する。この充電電圧が、ソフトスタート電圧Vssとして出力される。
図2に、ソフトスタート電圧生成部2から出力されるソフトスタート電圧Vssの変化の様子を示す。
ソフトスタート電圧Vssは、起動信号ENが入力されると、次第に電圧が上昇し、ある時点で基準電圧VREFよりも高くなる。
図1に戻って、帰還電圧生成部3は、例えば、直列接続された抵抗R1、R2で出力電圧Voutを分圧し、その分圧電圧を帰還電圧VFBとして出力する。
このとき、抵抗R1、R2の抵抗値をR1、R2とし、出力端子OUTの出力電圧をVoutとすると、帰還電圧VFBは、
VFB=R2/(R1+R2)×Vout
と表わされる。
VFB=R2/(R1+R2)×Vout
と表わされる。
エラーアンプ4は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos1が加えられたソフトスタート電圧Vs1と基準電圧VREFのうちの低い方の電圧と、帰還電圧VFBとの差を増幅し、駆動部10を介して、出力スイッチであるPMOSトランジスタM1の導通、およびNMOSトランジスタM2導通を制御する。
エラーアンプ5は、ソフトスタート電圧Vssにオフセット電圧Vos2が加えられたソフトスタート電圧Vs2と帰還電圧VFBとの差を増幅して、ロードスイッチであるPMOSトランジスタM3の導通を制御する。
本実施形態では、オフセット制御部6は、ソフトスタート電圧Vssが後述の基準電圧Vaよりも低いときに、オフセット電圧Vos1を出力する。ここで、このオフセット電圧Vos1は、負電圧とし、基準電圧Vaは、Va≧VREF+Vos1に設定される。
また、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Va以上のときは、オフセット制御部6は、オフセット電圧の出力を行わない。
一方、オフセット制御部7は、ソフトスタート電圧Vssが後述の基準電圧Vb以上のときにオフセット電圧Vos2を出力する。ここで、このオフセット電圧Vos2は、正電圧とする。
また、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vbよりも低い間は、オフセット制御部7は、オフセット電圧の出力を行わない。ここで、基準電圧Vbは、Vb≧VIN/(R1+R2)×R2且つVa≧Vbに設定される。
図3に、オフセット制御部6およびオフセット制御部7によるオフセット制御の例を示す。
図3(a)は、オフセット制御部6によるエラーアンプ4の入力オフセット制御の例を示す。
オフセット制御部6は、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vaよりも低いときは、エラーアンプ4のソフトスタート電圧Vssが入力される端子に、オフセット電圧Vos1を出力する。一方、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Va以上のときは、このオフセット電圧Vos1の出力を行わない。
したがって、エラーアンプ4の上述の入力端子のソフトスタート電圧Vs1は、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vaよりも低い(Vss<Va)ときは、
Vs1=Vss−Vos1
となり、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Va以上(Vss≧Va)のときは、
Vs1=Vss
となる。
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vaよりも低い(Vss<Va)ときは、
Vs1=Vss−Vos1
となり、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Va以上(Vss≧Va)のときは、
Vs1=Vss
となる。
図3(b)は、オフセット制御部7によるエラーアンプ5の入力オフセット制御の例を示す。
オフセット制御部7は、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vb以上のときは、エラーアンプ5のソフトスタート電圧Vssが入力される端子に、オフセット電圧Vos2を出力する。一方、ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vbよりも低いときは、このオフセット電圧Vos2の出力を行わない。
したがって、エラーアンプ5の上述の入力端子のソフトスタート電圧Vs2は、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vbよりも低い(Vss<Vb)ときは、
Vs2=Vss
となり、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vb以上(Vss≧Vb)のときは、
Vs2=Vss+Vos2
となる。
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vbよりも低い(Vss<Vb)ときは、
Vs2=Vss
となり、
ソフトスタート電圧Vssが基準電圧Vb以上(Vss≧Vb)のときは、
Vs2=Vss+Vos2
となる。
このように、本実施形態では、2つのエラーアンプ、エラーアンプ4とエラーアンプ5が使用され、それぞれに共通のソフトスタート電圧Vssが入力されるが、それぞれの入力端子に極性の異なるにオフセット電圧が設定されるため、実際のソフトスタート電圧Vs1、Vs2は、
Vs1<Vs2
となる。
Vs1<Vs2
となる。
次に、本実施形態の電源回路の動作について、図4に示す波形図を用いて説明する。
入力電圧VINが印加されて、その電圧が上昇すると、インダクタL1、PMOSトランジスタM1のドレイン−ソース間の寄生ダイオードを介して、コンデンサCot1へ電流が流れる。そのため、この寄生ダイオードの順方向電圧をVFとすると、PMOSトランジスタM1の出力電圧V1は、V1≒VIN−VFまで上昇する。
寄生ダイオードに電流が流れると寄生トランジスタが動作し、半導体基板に電流が流れるため、実際にはVIN印加後にPMOSトランジスタM1をオンさせ、VIN≒Voutとする。
このとき、PMOSトランジスタM3はオフしているので、PMOSトランジスタM1の出力電圧V1は出力端子OUTへ伝達されず、出力電圧Voutは0Vのままである。
その後、起動信号ENが入力されると、ソフトスタート電圧生成部2が動作を開始し、ソフトスタート電圧Vssが出力されるようになる。これにより、エラーアンプ4およびエラーアンプ5が動作を開始する。
ソフトスタート電圧Vss出力後の動作モードは、ソフトスタート電圧Vssと基準電圧VREFの大きさの関係から、Vss<VREFのときのソフトスタート動作モードと、Vss≧VREFのときの通常動作モードに、大きく分けられる。
本実施形態では、ソフトスタート動作モードが、ソフトスタート電圧Vssと帰還電圧VFBの大きさの関係によりさらに2つに分けられ、全体の動作モードが3つとされる。ここでは、ソフトスタート動作モードが、モード1、モード2の2つに分けられ、通常動作モードがモード3とされる。
次に、この3つの動作モードについて説明する。
(モード1)
モード1は、ソフトスタート電圧Vssの出力が開始された直後の期間、すなわち、Vss<VREFで、かつVss≦VFBである期間の動作である。
モード1は、ソフトスタート電圧Vssの出力が開始された直後の期間、すなわち、Vss<VREFで、かつVss≦VFBである期間の動作である。
この期間、Vss<VREFであるので、オフセット制御部6からオフセット電圧Vos1が出力されて、エラーアンプ4へ入力されるソフトスタート電圧Vs1は、Vs1=Vss−Vos1とされる。このVs1は、基準電圧VREFより低いので、エラーアンプ4は、このVs1と帰還電圧VFBとの比較を行う。
このとき、帰還電圧VFBはVs1よりも大きいので、エラーアンプ4は、出力スイッチのPMOSトランジスタM2がオフとなるよう制御する。これにより、PMOSトランジスタM1の出力電圧V1は、VINのままである。
一方、この期間、オフセット制御部7によるオフセット電圧の設定がないので、エラーアンプ5へ入力されるソフトスタート電圧Vs2は、Vs2=Vssとされる。
そこで、エラーアンプ5は、このVs2すなわちVssと帰還電圧VFBとの比較を行い、帰還電圧VFBがソフトスタート電圧Vssと一致するようにPMOSトランジスタM3の導通を制御する。
これにより、PMOSトランジスタM3から出力される出力電圧Voutは、ソフトスタート電圧Vssの上昇に応じて上昇する。このときの出力電圧Voutは、
Vout=(R1+R2)/R2×Vss
と表わされる。
Vout=(R1+R2)/R2×Vss
と表わされる。
この電圧の上昇は、出力電圧Voutが、PMOSトランジスタM3の入力電圧であるVINに達するまで続く。
このように、モード1では、ソフトスタート電圧Vssの出力が開始された直後にPMOSトランジスタM1の出力電圧V1がVINまで上昇しても、エラーアンプ5により、出力電圧Voutが緩やかに上昇するよう制御が行われる。
(モード2)
モード2は、Vss<VREFで、かつVss>VFBである期間の動作である。
モード2は、Vss<VREFで、かつVss>VFBである期間の動作である。
この期間では、エラーアンプ4による昇圧動作が始まり、エラーアンプ4は、帰還電圧VFBがソフトスタート電圧Vs1と一致するよう、PMOSトランジスタM1の導通を制御する。
また、この期間、エラーアンプ5に昇圧機能がないため、PMOSトランジスタM3は、PMOSトランジスタM1の出力電圧V1をそのまま、出力する。したがって、出力端子OUTの出力電圧Voutは、Vout=V1となる。
これにより、出力電圧Voutは、
Vout=(R1+R2)/R2×Vs1
=(R1+R2)/R2×(Vss−Vos1)
となる。
Vout=(R1+R2)/R2×Vs1
=(R1+R2)/R2×(Vss−Vos1)
となる。
このように、モード2では、エラーアンプ4により、出力電圧が緩やかに上昇するような制御が行われる。
(モード3)
モード3では、Vss>VREF+Vos1となってソフトスタート動作が終了し、通常動作モードが開始される。
モード3では、Vss>VREF+Vos1となってソフトスタート動作が終了し、通常動作モードが開始される。
モード3では、Vs1>VREFとなり、出力電圧Voutを設定する基準電圧はVREFとなる。
エラーアンプ4へ入力されるソフトスタート電圧Vs1は、VSS<Vaでは、Vs1=VSS−Vos1となり、VSS>Vaでは、Vs1=VSSとなる。どちらの場合においても、エラーアンプ4は、Vs1>VREFとなり、出力電圧Voutを設定する基準電圧は、VREFとなる。
よって、エラーアンプ4は、帰還電圧VFBが基準電圧VREFと一致するよう、PMOSトランジスタM1の導通を制御する。
したがって、出力電圧Voutは、
Vout=(R1+R2)/R2×VREF
となり、オフセット電圧Vos1の有無の影響を受けない。
Vout=(R1+R2)/R2×VREF
となり、オフセット電圧Vos1の有無の影響を受けない。
また、エラーアンプ5へはオフセット制御部7からオフセット電圧Vos2が出力され、エラーアンプ5へ入力されるソフトスタート電圧Vs2は、Vs2=Vss+Vos2となる。そのため、PMOSトランジスタM3は、オン状態を維持する。
このような本実施形態によれば、ロードスイッチであるPMOSトランジスタM3の導通を制御するエラーアンプ5と、出力スイッチであるPMOSトランジスタM1の導通を制御するエラーアンプ4へ、共通のソフトスタート電圧生成部2により共通のソフトスタート電圧Vssを供給するので、回路規模の増大を抑えつつ、起動時の突入電流を抑えることができる。
また、ソフトスタート動作を分担するエラーアンプ4、5へ、異なる極性のオフセットを設定することができるので、2つのエラーアンプの特性が同じでなくても、2つのエラーアンプの動作領域が重なることを防止でき、安定したソフトスタート動作を行うことができる。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態の電源回路の構成の例を示す回路図である。
図5は、第2の実施形態の電源回路の構成の例を示す回路図である。
本実施形態の電源回路は、第1の実施形態の電源回路に、過電流保護回路8を追加したものである。
過電流保護回路8は、ロードスイッチであるPMOSトランジスタM3に流れる電流を監視し、PMOSトランジスタM3の導通を制御して、ソフトスター動作時にPMOSトランジスタM3に過電流が流れることを防止する。
図6は、過電流保護回路8の内部構成の例を示す回路図である。
過電流保護回路8は、PMOSトランジスタM3に流れる電流を検出する電流検出部81と、電流検出部81により検出された電流を電流−電圧変換して検出電圧Vsnsを出力する電流−電圧変換部82と、ソフトスタート電圧Vssと基準電圧VREFのうちの低い方の電圧と、検出電圧Vsnsとの差に応じてPMOSトランジスタM3の導通を制御するエラーアンプ83と、を備える。
エラーアンプ83は、Vss<VREFのときは、ソフトスタート電圧Vssと検出電圧Vsnsとの差に応じて、PMOSトランジスタM3の導通を制御する。したがって、PMOSトランジスタM3に流れる出力電流Ioutは、ソフトスタート電圧Vssの上昇に伴って増加する。
一方、Vss≧VREFのときは、エラーアンプ83は、と基準電圧VREFと検出電圧Vsnsとの差に応じて、PMOSトランジスタM3の導通を制御する。そのため、PMOSトランジスタM3に流れる出力電流Ioutは、定電流に制御され、制限電流Iocとなる。
図7は、過電流保護回路8による出力電流Ioutの制御の例を示す。
出力電圧Voutと出力電流Ioutの関係は、Vss<VREFの間は出力電圧Voutの上昇に応じて出力電流Ioutが増加し、Vss≧VREFになると出力電流Ioutが制限電流Iocに制限される、いわゆるフの字特性を示す。
このような本実施形態によれば、出力端子OUTに接続する出力コンデンサCoutとして大容量のコンデンサが接続されて、ソフトスタート動作時に、内部回路で設定するソフトスタート時間が不足する場合においても、突入電流を低減させることができる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態の電源回路によれば、回路規模の増大を抑えつつ、起動時の突入電流を抑えることができる。
また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 基準電圧生成部
2 ソフトスタート電圧生成部
3 帰還電圧生成部
4、5 エラーアンプ
6、7 オフセット制御部
8 過電流保護回路
81 電流検出部
82 電流−電圧変換部
83 エラーアンプ
M1、M3 PMOSトランジスタ
Iss 電流源
Css ソフトスタート設定用コンデンサ
R1、R2 抵抗
2 ソフトスタート電圧生成部
3 帰還電圧生成部
4、5 エラーアンプ
6、7 オフセット制御部
8 過電流保護回路
81 電流検出部
82 電流−電圧変換部
83 エラーアンプ
M1、M3 PMOSトランジスタ
Iss 電流源
Css ソフトスタート設定用コンデンサ
R1、R2 抵抗
Claims (5)
- 入力電源に接続される第1のスイッチと、
前記第1のスイッチに接続された第2のスイッチと、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
起動信号の入力に応じて、ソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、
出力電圧を分圧した帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、
前記基準電圧、前記ソフトスタート電圧に第1のオフセット電圧を加えてなる第2のソフトスタート電圧および前記帰還電圧が入力され、前記第2のソフトスタート電圧と前記基準電圧のうちの低い方の電圧と、前記帰還電圧との差を増幅して、前記第1のスイッチの導通を制御する第1のエラーアンプと、
前記ソフトスタート電圧に第2のオフセット電圧を加えてなる第3のソフトスタート電圧および前記帰還電圧が入力され、前記第3のソフトスタート電圧と前記帰還電圧との差を増幅して、前記第2のスイッチの導通を制御する第2のエラーアンプと
を備えることを特徴とする電源回路。 - 前記第1のオフセット電圧の出力を制御する第1のオフセット制御部と、
前記第2のオフセット電圧の出力を制御する第2のオフセット制御部と
を備え、
前記第1のオフセット制御部は、
前記ソフトスタート電圧が前記基準電圧よりも低いときに前記第1のオフセット電圧を出力し、
前記第2のオフセット制御部は、
前記ソフトスタート電圧が前記基準電圧以上のときに前記第2のオフセット電圧を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 - 前記第1のオフセット電圧が負電圧であり、前記第2のオフセット電圧が正電圧である
ことを特徴とする請求項2に記載の電源回路。 - 前記第2のスイッチに過電流が流れることを防止する過電流保護回路をさらに備え、
前記過電流保護回路は、
前記ソフトスタート電圧と前記基準電圧のうちの低い方の電圧と、前記第2のスイッチに流れる電流を検出して電圧に変換した検出電圧との差に応じて前記第2のスイッチの導通を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電源回路。 - 前記過電流保護回路は、
前記ソフトスタート電圧が前記基準電圧よりも低いときは、出力電流が出力電圧に比例するように前記第2のスイッチの導通を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の電源回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014001069A JP2015130744A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 電源回路 |
| US14/309,785 US20150194888A1 (en) | 2014-01-07 | 2014-06-19 | Power source circuit |
| CN201410323129.6A CN104767378A (zh) | 2014-01-07 | 2014-07-08 | 电源电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014001069A JP2015130744A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015130744A true JP2015130744A (ja) | 2015-07-16 |
Family
ID=53495947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014001069A Pending JP2015130744A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 電源回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150194888A1 (ja) |
| JP (1) | JP2015130744A (ja) |
| CN (1) | CN104767378A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022191868A (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-28 | ローム株式会社 | 昇圧dc/dcコンバータの制御回路、電源回路、電子機器 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103929056B (zh) * | 2014-05-06 | 2016-08-24 | 成都芯源系统有限公司 | 单片集成开关变换器及其软启电路和软启方法 |
| JP6382020B2 (ja) * | 2014-08-18 | 2018-08-29 | ローム株式会社 | ソフトスタート回路 |
| CN104467415B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-07-18 | 成都芯源系统有限公司 | 一种多模式转换电路及其控制方法 |
| CN106125810B (zh) * | 2015-05-08 | 2019-03-12 | 美国亚德诺半导体公司 | 包括过冲抑制的过流恢复 |
| US10355590B2 (en) * | 2017-06-26 | 2019-07-16 | Qualcomm Incorporated | Boost converter with pre-charge current |
| US10013013B1 (en) * | 2017-09-26 | 2018-07-03 | Nxp B.V. | Bandgap voltage reference |
| CN109728570B (zh) * | 2017-10-27 | 2020-06-12 | 光宝科技股份有限公司 | 用以抑制浪涌电流的电路 |
| TWI708464B (zh) * | 2019-05-31 | 2020-10-21 | 杰力科技股份有限公司 | 電源電路 |
| CN110677031B (zh) * | 2019-10-30 | 2024-10-15 | 西安特来电智能充电科技有限公司 | 一种电源控制芯片软启动电路 |
| US12224668B2 (en) * | 2020-07-03 | 2025-02-11 | Signify Holding B.V. | Boost converter and method of controlling a boost converter |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5211523B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2013-06-12 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Dc−dcコンバータ、電源供給方法および電源供給システム |
| JP2009163487A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 定電圧電源装置 |
| JP5771429B2 (ja) * | 2010-05-28 | 2015-08-26 | ローム株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP5274527B2 (ja) * | 2010-09-13 | 2013-08-28 | 株式会社東芝 | Dc−dcコンバータ |
| JP2012114977A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Rohm Co Ltd | 電源装置、液晶駆動装置、液晶表示装置 |
| JP2012120289A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Sharp Corp | スイッチング電源回路およびこれを用いた電子機器 |
| TWI439030B (zh) * | 2012-04-25 | 2014-05-21 | Anpec Electronics Corp | 軟啟動電路及其驅動方法 |
| EP3078106A4 (en) * | 2013-12-05 | 2017-07-19 | Texas Instruments Incorporated | Power converter soft start circuit |
-
2014
- 2014-01-07 JP JP2014001069A patent/JP2015130744A/ja active Pending
- 2014-06-19 US US14/309,785 patent/US20150194888A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-08 CN CN201410323129.6A patent/CN104767378A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022191868A (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-28 | ローム株式会社 | 昇圧dc/dcコンバータの制御回路、電源回路、電子機器 |
| JP7626673B2 (ja) | 2021-06-16 | 2025-02-04 | ローム株式会社 | 昇圧dc/dcコンバータの制御回路、電源回路、電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150194888A1 (en) | 2015-07-09 |
| CN104767378A (zh) | 2015-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2015130744A (ja) | 電源回路 | |
| JP5852380B2 (ja) | Dc/dcコンバータ | |
| JP6002818B2 (ja) | 電源装置 | |
| US9647552B2 (en) | Constant on time switching converter with DC calibration | |
| US20150028830A1 (en) | Current-mode buck converter and electronic system using the same | |
| US20140084882A1 (en) | Step-up/down type power supply circuit | |
| JP2007209103A (ja) | 電流モード制御dc−dcコンバータ | |
| JP5315988B2 (ja) | Dc−dcコンバータ及びそのdc−dcコンバータを備えた電源回路 | |
| EP3361615A1 (en) | Switching regulator and control device therefor | |
| WO2011093155A1 (ja) | 昇降圧dc-dcコンバータおよびスイッチング制御回路 | |
| JP2013258892A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US9531259B2 (en) | Power supply circuit | |
| JP4887841B2 (ja) | Dc−dcコンバータ制御回路、dc−dcコンバータ、半導体装置およびdc−dcコンバータ制御方法 | |
| JP6160188B2 (ja) | スイッチングレギュレータ | |
| JP2010226821A (ja) | 出力電流制限回路及びこれを用いた電源装置 | |
| JP6205596B2 (ja) | ソフトスタート回路及び電源装置 | |
| JP6831713B2 (ja) | ブートストラップ回路 | |
| US9158318B2 (en) | Power supply apparatus which suprresses output voltage variation | |
| JP2013025577A (ja) | 半導体集積回路 | |
| JP5869265B2 (ja) | Dc−dcコンバータ回路の制御回路及びdc−dcコンバータ回路 | |
| TWI766061B (zh) | 開關調節器 | |
| US9236798B2 (en) | DC-DC converter control circuit and DC-DC converter | |
| KR101404568B1 (ko) | 전류 모드 제어의 펄스폭변조 변환 장치 | |
| JP2010081748A (ja) | 昇圧型dc−dcコンバータの制御回路、昇圧型dc−dcコンバータの制御方法及び昇圧型dc−dcコンバータ | |
| JP6177813B2 (ja) | Dc−dcコンバータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20160422 |