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JP2946091B2 - スイッチング・レギュレーター - Google Patents

スイッチング・レギュレーター

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JP2946091B2
JP2946091B2 JP10036181A JP3618198A JP2946091B2 JP 2946091 B2 JP2946091 B2 JP 2946091B2 JP 10036181 A JP10036181 A JP 10036181A JP 3618198 A JP3618198 A JP 3618198A JP 2946091 B2 JP2946091 B2 JP 2946091B2
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JP
Japan
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power supply
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supply voltage
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稔 須藤
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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
    • H02M3/156Conversion 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
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    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
    • H02M1/0022Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters the disturbance parameters being input voltage fluctuations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング・
レギュレータ(以下SWレギュレータと記載する)の入
力電源電圧の値に応じて、低入力電源電圧時でも負荷に
大電流を供給することが可能で、かつ高入力電源電圧時
でも、リップル電圧の小さい、PFM(Pulse Frequenc
y Modulation)方式のSWレギュレータ制御回路、及
び、SWレギュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のPFMのSWレギュレータ制御回
路としては、図5の回路図に示されるようなSWレギュ
レータの制御回路が知られていた。即ち、第一の基準電
圧回路10の基準電圧値Vrefと、SWレギュレータの出
力端子5の出力電圧Voutを分圧するブリーダ抵抗11、
12の接続点の電圧とを比較するコンパレータ13があ
る。コンパレータ13の出力Vcompは、基準電圧回路1
0の出力電圧をVref、ブリーダ抵抗11、12の接続点
の電圧をVaとすれば、Vref>Vaならば、出力Vcompはハイ
・レベルになり、逆にVref<Vaならば、出力Vcompはロー
・レベルになる。コンパレータ13の出力Vcompは、AND
ゲート17の一つの入力端子に入り、ANDゲート17の
他の入力端子には、コンパレータ16の出力Voscが入力
される。コンパレータ16の出力Voscは、発振回路14
からの出力である三角波Vosと、第二の基準電圧回路1
5の基準電圧値Vref2を比較して、あるデューティー比
(以下、DUTY比と記載する)の矩形波を作り出す。この
発振周期に対する、SWレギュレータで用いられるスイ
ッチ素子がONする割合がPFM−DUTY比である。すなわ
ち、出力電圧が規定の電圧よりも、低いときは、コンパ
レータ13の出力Vcompがハイ・レベルとなり、コンパレ
ータ16の出力VoscとANDゲート17の出力Vandが等し
くなり、出力VoscでSWレギュレータで用いられるスイ
ッチ素子をON/OFFし、逆に、出力電圧が規定の電圧より
も、高いときは、コンパレータ13の出力がロー・レベ
ルとなり、ANDゲート17の出力Vandは必ずロー・レベ
ルとなり、SWレギュレータで用いられるスイッチ素子
をOFF状態に保つ。
【0003】図6に図5に示すSWレギュレータの各部
の電圧波形を横軸を時間として示す。
【0004】一般に、SWレギュレータの場合、SWを
ONにする時間が長い方が、負荷に電力を供給する能力が
高くなる。従って、ある程度重い負荷であっても、十分
にエネルギーを供給できるようにPFM方式のSWレギ
ュレータの場合、PFM−DUTY比としては、50%〜90%程
度のある値に設定される。このPFM−DUTY比は、電源
電圧によらず常に一定の値をとる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のPFM
方式のSWレギュレータでは、PFM−DUTY比が電源電
圧によらず一定であるため、PFM−DUTY比を小さく設
定すると電源電圧の低い時、スイッチングによるコイル
のエネルギーが小さく、大きな負荷電流を供給できず、
また、PFM−DUTYを大きくすると、電源電圧の高いと
きに、スイッチングによるコイルのエネルギーが大きい
ため、出力電圧に大きなリップル電圧が発生するという
問題点があった。
【0006】そこで、この発明の目的は従来のこのよう
な問題点を解決するために、PFM方式のSWレギュレ
ータのPFM−DUTY比に、電源電圧依存性をもたせ、電
源電圧が低いときはPFM−DUTY比を大きくし、電源電
圧の高い時はPFM−DUTY比を小さくすることで、低い
電源電圧でも、負荷に十分にエネルギーを供給すること
ができ、かつ、電源電圧の高いときには、リップル電圧
を抑えることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、この発明ではPFM方式のSWレギュレータの制
御回路において、PFM−DUTY比に電源電圧依存性をつ
けることで、電源電圧の高い時のリップル電圧を抑える
ことが可能となった。
【0008】
【発明の実施の形態】PFM−DUTY比に電源電圧依存性
をつけ、高い電源電圧の時にはPFM−DUTY比を小さく
することで、電源電圧の高い時のリップル電圧を抑え
る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施例を示すSWレギュレータの制御回
路図である。基準電圧回路10、ブリーダ抵抗11、1
2、コンパレータ13、16、発振回路14及び、AND
ゲート17は従来と同様である。コンパレータ16のプ
ラス入力端子には、基準電圧としての一定電圧ではな
く、電圧発生回路100の出力電圧値Vref100が入力さ
れている。
【0010】電圧発生回路100の出力電圧値Vref100
には、電源電圧依存性があり、電源電圧が高くなると低
下し、逆に電源電圧が低くなると高くなる。コンパレー
タ16の出力VcompのDUTY比は、前述のように、コンパ
レータ16のマイナス入力の発振回路14の出力である
三角波Vosとプラス入力のVref100のレベルによって決定
されるので、Vref100の電圧が高くなれば、DUTY比は、
大きくなり、Vref100の電圧が低くなれば、DUTY比は小
さくなる。
【0011】つまり、電源電圧の高いときは、コンパレ
ータ16の出力VcompのDUTY比が小さくなり、
電源電圧の低いときはDUTY比が大きくなる。これを
図2に示す。実線aはコンパレータ16の出力Vosc
のDUTY比を示し、実線bは電圧発生回路100の出
力電圧値Vref100を示す。図2の横軸は電源電圧
であり、電源電圧が高くなると、電圧発生回路100の
出力電圧値であるVref100の値が下がり、コンパ
レータ16の出力VoscのDUTY比が小さくなる。
【0012】一般に、PFM方式のSWレギュレータの
DUTY比は、電源電圧によらず50〜90%程度の間のある一
定値であるが、本発明の場合、電源電圧の低い時は80〜
90%の大きなDUTY比となるが、電源電圧の高い時は60%以
下のDUTY比となる。このようにすることで、電源電圧の
低い時には、負荷に十分にエネルギーを与えられ、電源
電圧の高いときには、小さいDUTY比でリップル電圧を小
さく抑えることが可能である。
【0013】PFM方式のSWレギュレータのリップル
電圧の電源電圧依存性を、従来の場合と、本発明あわせ
て図3に示す。横軸は電源電圧、縦軸はリップル電圧を
示している。実線cは、従来のSWレギュレータのリッ
プル電圧の特性を示し、実線dは、本発明のSWレギュ
レータのリップル電圧の特性を示す。従来の場合、DUTY
比が電源電圧に対して一定であったので、電源電圧を高
くすると、一回のスイッチングによるエネルギーが高く
なり、リップル電圧が増大したが、本発明の場合それを
抑えることが可能である。
【0014】以上の説明において、電圧発生回路100
の具体的構成については割愛したが、オペレーショナル
・アンプリファイア等を用いて簡単に構成できることは
明白である。図4に本発明の昇圧型SWレギュレータ
構成図を示す。入力電源20には、コイル21と、図1
に示すSWレギュレータ制御回路30が接続されてい
る。コイル21と出力容量24の間には、整流素子23
が接続されている。負荷25は出力の容量と並列に接続
される。
【0015】すなわち、SWレギュレータ制御回路30
のPFM−DUTY比は、電源電圧(入力電源20の電圧
値)によって、変化する。
【0016】
【発明の効果】本発明のSWレギュレータは、DUTY
比に電源電圧依存性をつけることで、低電源電圧時の負
荷へのエネルギー供給能力を高く、かつ、高い電源電圧
時はリップル電圧を抑えることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPFM方式のSWレギュレータ制御回
路の説明図である。
【図2】図1に示すPFM方式のSWレギュレータ制御
回路の動作説明図である。
【図3】本発明のPFM方式のSWレギュレータと従来
のPFM方式のSWレギュレータのリップル電圧の電源
電圧依存性の説明図である。
【図4】本発明の昇圧型SWレギュレータの構成の説明
図である。
【図5】従来のPFM方式のSWレギュレータ制御回路
の説明図である。
【図6】図5のPFM方式のSWレギュレータ制御回路
の動作説明図である。
【符号の説明】
10 基準電圧回路 11、12 ブリーダ抵抗 13 コンパレータ 14 発振回路 16 コンパレータ 17 ANDゲート 20 入力電源 100 電圧発生回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子を備え、前記スイッチ
    ング素子のスイッチングによりレギュレータ動作を行う
    PFM方式のスイッチング・レギュレーターにおいて、
    電源電圧値により出力電圧を変化させる電圧発生回路
    と、パルス幅を設定する信号を出力する発振回路と、前
    記発振回路の出力と前記電圧発生回路の出力電圧を入力
    し、前記電圧発生回路の出力電圧に応じて出力信号のパ
    ルス幅を変化させるコンパレータと、スイッチング・レ
    ギュレータの出力電圧に応じて前記コンパレータの出力
    を前記スイッチング素子に出力する手段を設け、前記電
    源電圧の電圧値が高いときには前記スイッチング素子を
    オンさせる時間を短く、前記電源電圧の電圧値が低いと
    きには前記スイッチング素子をオンさせる時間を長くす
    ることを特徴とするスイッチング・レギュレータ。
JP10036181A 1998-02-18 1998-02-18 スイッチング・レギュレーター Expired - Lifetime JP2946091B2 (ja)

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456050B1 (en) 2001-11-05 2002-09-24 Dan Agiman Virtual frequency-controlled switching voltage regulator
JP3892333B2 (ja) * 2002-04-16 2007-03-14 セイコーインスツル株式会社 Pfm制御スイッチングレギュレータ制御回路
US6977492B2 (en) 2002-07-10 2005-12-20 Marvell World Trade Ltd. Output regulator
JP4064785B2 (ja) * 2002-10-30 2008-03-19 セイコーインスツル株式会社 スイッチングレギュレータ
JP3708088B2 (ja) * 2003-03-28 2005-10-19 Tdk株式会社 スイッチング電源の出力制御方法、出力制御回路およびスイッチング電源
DE10353835A1 (de) 2003-11-18 2005-06-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hochsetzstellers
CN100407085C (zh) * 2003-11-26 2008-07-30 圆创科技股份有限公司 重负载脉冲频率调制式电压调节器的纹波降低方法
CN100403206C (zh) * 2003-11-26 2008-07-16 圆创科技股份有限公司 可延长最小off时间之脉冲频率调制式电压调节器
FR2870406A1 (fr) * 2004-05-14 2005-11-18 St Microelectronics Sa Modulation de charge d'un transporteur
US7208929B1 (en) * 2006-04-18 2007-04-24 Atmel Corporation Power efficient startup circuit for activating a bandgap reference circuit
US7218086B1 (en) * 2006-05-01 2007-05-15 Micrel, Inc. Switching regulator with programmable output levels using a single input pin
TWI327421B (en) * 2007-03-07 2010-07-11 Orise Technology Co Ltd Method for stabling voltage, pulse frequency modulating circuit and power supply using the same
CN100553091C (zh) * 2007-03-21 2009-10-21 旭曜科技股份有限公司 稳定电压方法、脉冲频率调制电路及电源供应器
KR101039906B1 (ko) * 2009-03-12 2011-06-09 한양대학교 산학협력단 어댑티브 온 타임 컨트롤러 및 이를 이용한 pfm 벅 변환기
JP5467845B2 (ja) * 2009-09-29 2014-04-09 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
DE112010005789T5 (de) * 2010-10-25 2013-05-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Leistungswandler
KR101896921B1 (ko) * 2011-05-17 2018-09-12 삼성전자주식회사 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법
JP5973801B2 (ja) * 2012-06-19 2016-08-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 スイッチングレギュレータ制御回路
DE102018200668A1 (de) * 2018-01-17 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Schaltung zum Erkennen von Schaltungsdefekten und zur Vermeidung von Überspannungen in Reglern

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190882A (en) * 1977-05-05 1980-02-26 Hughes Aircraft Company System for reducing the effects of power supply switching
JPS5612577A (en) 1979-07-13 1981-02-06 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic clock
JPS57156668A (en) * 1981-03-20 1982-09-28 Sanken Electric Co Ltd Conversion of dc
US5003454A (en) * 1990-01-09 1991-03-26 North American Philips Corporation Power supply with improved power factor correction
JPH0443591A (ja) 1990-06-07 1992-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 誘導加熱調理器
GB9108255D0 (en) * 1991-04-17 1991-06-05 Smiths Industries Plc Power supplies
US5568044A (en) * 1994-09-27 1996-10-22 Micrel, Inc. Voltage regulator that operates in either PWM or PFM mode

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Publication number Publication date
KR19990072734A (ko) 1999-09-27
JPH11235023A (ja) 1999-08-27
KR100581042B1 (ko) 2006-05-16
US6281668B1 (en) 2001-08-28
TW423199B (en) 2001-02-21

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