JP2017022889A - Power circuit and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、電源回路とその制御方法に関する。 The present embodiment relates to a power supply circuit and a control method thereof.
電源回路は、負荷の特性に応じた出力電圧を供給する構成であることが望まれる。従来、一つのインダクタを介して複数の出力を得ることが出来る単一インダクタ多出力(Single Inductor Multiple Output:SIMO)型電源回路の技術が開示されている。SIMO型電源回路においては、複数の負荷に独立した出力電圧が供給される。出力電圧が供給される負荷の状態に応じた制御性に優れる電源回路とその制御方法が望まれる。 The power supply circuit is desirably configured to supply an output voltage corresponding to the characteristics of the load. Conventionally, a technique of a single inductor multiple output (SIMO) type power supply circuit capable of obtaining a plurality of outputs via one inductor has been disclosed. In the SIMO type power supply circuit, independent output voltages are supplied to a plurality of loads. A power supply circuit excellent in controllability according to the state of a load to which an output voltage is supplied and a control method thereof are desired.
一つの実施形態は、出力電圧が供給される負荷の状態に応じた制御性に優れる電源回路とその制御方法を提供することを目的とする。 An object of one embodiment is to provide a power supply circuit excellent in controllability according to the state of a load to which an output voltage is supplied, and a control method therefor.
一つの実施形態によれば、電源回路は入力電圧が印加される入力端子と出力ノードとの間に接続されたスイッチングトランジスタをオンさせて前記出力ノードに接続されるコンデンサにインダクタを介して電流を供給し、前記コンデンサに接続される出力端子から出力電圧を得る。電源回路は、前記インダクタを流れる電流の状態に応じた出力信号を出力する検知回路、または、前記出力端子の電圧が所定の参照電圧よりも高いか低いかに応じた出力信号を出力する比較回路の少なくとも一方を備える。所定のタイミングにおける前記検知回路または前記比較回路の出力信号に応じて前記スイッチングトランジスタのオン時間を制御する制御回路を有する。 According to one embodiment, the power supply circuit turns on the switching transistor connected between the input terminal to which the input voltage is applied and the output node, and supplies a current to the capacitor connected to the output node via the inductor. And an output voltage is obtained from an output terminal connected to the capacitor. A power supply circuit is a detection circuit that outputs an output signal corresponding to a state of a current flowing through the inductor, or a comparison circuit that outputs an output signal according to whether the voltage at the output terminal is higher or lower than a predetermined reference voltage. At least one is provided. A control circuit that controls an on-time of the switching transistor in accordance with an output signal of the detection circuit or the comparison circuit at a predetermined timing;
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる電源回路とその制御方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a power supply circuit and its control method will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
(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を示す図である。本実施形態の電源回路は、入力電圧Vinが印加される入力端子10を備える。ハイサイド側のPMOSスイッチングトランジスタ12のソースは入力端子10に接続され、ドレインは出力ノード13に接続される。ローサイド側のNMOSスイッチングトランジスタ14のドレインは出力ノード13に接続され、ソースには接地電位が供給される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the first embodiment. The power supply circuit of this embodiment includes an
出力ノード13には、インダクタ16の一端が接続される。インダクタ16の他端は出力端子20に接続される。出力端子20は出力電圧Voutを負荷(図示せず)に供給する。コンデンサ18の一端は出力端子20に接続され、他端には接地電位が供給される。
One end of an
出力端子20は、フィードバックコンパレータ24に供給され、参照電圧Vrefと比較される。フィードバックコンパレータ24にはクロック信号CLKが供給される。フィードバックコンパレータ24は、クロック信号CLKに同期して離散的に出力電圧Voutと参照電圧Vrefとの比較動作を行い、出力信号FBCMP_outを出力し、オン時間制御回路40に供給する。例えば、フィードバックコンパレータ24がクロック信号CLKがHighレベルの期間だけ動作する離散的な動作を行うことにより、フィードバックコンパレータ24の動作に伴う消費電力が軽減される。
The
出力電圧Voutが参照電圧Vrefより低い場合にフィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outはHighレベルになり、参照電圧Vrefが出力電圧Voutよりも低い場合には出力信号FBCMP_outはLowレベルになる。すなわち、出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも高い場合には、出力信号FBCMP_outがLowレベルとなり、出力信号FBCMP_outが出力されない状態、所謂、パルススキップが生じる。
When the output voltage Vout is lower than the reference voltage Vref, the output signal FBCMP_out of the
出力ノード13は、比較回路22の一つの入力端に接続される。比較回路22の他の入力端には接地電位が供給される。インダクタ電流の状態により、インダクタ電流が流れない電流不連続状態(DCM:Discontinuous Conduction Mode)(以降、DCM状態という)とそれ以外の状態、すなわち、電流連続状態(CCM:Continuous Conduction Mode)(以降、CCM状態という)を有する。インダクタ電流の流れる方向に応じて出力ノード13の電圧VLXは変化する。従って、比較回路22により出力ノード13の電圧VLXと接地電位を比較することにより、インダクタ16に流れるインダクタ電流Iindの流れる方向に応じた出力信号ZCC_outを得ることが出来る。
The
本実施形態の電源回路は、PMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を調整するオン時間制御回路40を有する。オン時間制御回路40は、比較回路22からの出力信号ZCC_outを検知するDCM/CCM検知回路42を有する。出力信号ZCC_outがHighレベルの場合、すなわち、DCM状態の場合、PMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を増加させる制御信号を駆動回路30に供給する。第1の制御モード、すなわち、インダクタ電流Iindに応じてオン時間を制御するモードの場合には、DCM/CCM検知回路42の出力信号に応じてオン時間の制御が行われる。
The power supply circuit of this embodiment includes an on-
オン時間制御回路40は、フィードバックコンパレータ24からの出力信号FBCMP_outを受け、パルススキップの有無を検知するパルススキップ検出回路41を有する。パルススキップ検出回路41は、パルススキップを検知するとPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を減少させる制御信号を駆動回路30に供給する。第2の制御モード、すなわち、クロック信号CLKに同期した出力電圧Voutと参照電圧Vrefとの比較結果に応じてオン時間を制御するモードにおいてはパルススキップ検出回路41の出力信号に応じてオン時間が制御される。
The on-
駆動回路30は、パルス生成回路32を有する。パルス生成回路32は、オン時間制御回路40からの信号に応答して、所定の時間幅のパルス信号を生成する。パルス生成回路32が生成するパルス信号のパルス幅は、オン時間制御回路40からの信号で制御される。例えば、パルス信号の立上りと立下りのタイミングを調整することによりパルス信号のHighレベルの時間幅を調整することが出来る。パルス信号の立上りをクロック信号CLKに同期させ、立下りのタイミングをオン時間制御回路40からの信号で調整することによりパルス信号のHighレベルの時間幅を調整することができる。
The
例えば、パルス信号の立上りから所定の遅延時間の後に立下がるパルス信号を生成する構成とすることが出来る。その遅延時間を生成する遅延回路(図示せず)を所定の段数のインバータで構成し、インバータの段数を調整する構成とすることによりパルス信号のHighレベルの時間幅を調整することが出来る。遅延回路(図示せず)の段数を増やして遅延時間を長くすることによりパルス信号のHighレベルの時間幅を長くしてハイサイド側のPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を増大させることが出来る。逆にインバータの段数を減らして遅延時間を短くすることによりPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を減少させることが出来る。パルス信号のHighレベルの時間幅の調整により、PMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間の調整を行うことが出来る。パルス生成回路32が生成するパルス信号のHighレベルの時間幅を調整して、PMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を調整する一連の制御を、以降、オン時間の制御と呼ぶ。
For example, it can be configured to generate a pulse signal that falls after a predetermined delay time from the rise of the pulse signal. The delay circuit (not shown) for generating the delay time is configured by an inverter having a predetermined number of stages, and the time width of the high level of the pulse signal can be adjusted by adjusting the number of inverter stages. By increasing the number of stages of delay circuits (not shown) to increase the delay time, the time width of the high level of the pulse signal can be increased and the on-time of the high-side
パルス生成回路32の出力は、駆動回路34に供給される。駆動回路34はバッファ(36、38)を有する。バッファ36からの駆動信号はPMOSスイッチングトランジスタ12のゲートに供給され、バッファ回路38からの駆動信号がNMOSスイッチングトランジスタ14のゲートに供給される。バッファ36とバッファ38からの駆動信号により、PMOSスイッチングトランジスタ12とNMOSスイッチングトランジスタ14のオン/オフが制御される。例えば、PMOSスイッチングトランジスタ12とNMOSスイッチングトランジスタ14が同時にオンして入力端子10と接地電位間に貫通電流が生じる事態を回避する為、パルス生成回路32において所定のデッドタイムが生成される。
The output of the
比較回路22の出力信号ZCC_outが、バッファ38に供給される。出力ノード13の電圧VLXが接地電位より低くなるタイミングで出力される比較回路22の出力信号ZCC_outに応答してバッファ38を制御し、NMOSスイッチングトランジスタ14をオフさせることでインダクタ電流Iindが接地電位側に流れる、所謂、インダクタ電流Iindの逆流状態を回避して、変換効率の低下を回避することが出来る。
The output signal ZCC_out of the
本実施形態においては、オン時間制御回路40には制御モードを切り替えるモード切替信号modeが供給される。モード切替信号modeにより、パルス信号のHighレベルの時間幅をDCM/CCM検知回路42の出力信号に応じて調整してハイサイド側のPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を制御する第1の制御モードと、パルススキップ検出回路41の出力信号に応じてパルス信号のHighレベルの時間幅を調整してPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を調整する第2の制御モードに切り替える。
In the present embodiment, the on-
次に、図2を用いて第1の実施形態の電源回路の制御方法を説明する。図2(A)は、第1の制御モードを説明する為の図である。第1の制御モードにおいては、クロック信号CLKの立上りのタイミングt0でパルス生成回路32が出力するパルス信号(図示せず)が立上る。パルス生成回路32は、所定のデッドタイムの後にNMOSスイッチングトランジスタ14をオンさせるパルス信号(図示せず)を生成し、バッファ38を介してNMOSスイッチングトランジスタ14に供給する。
Next, a method for controlling the power supply circuit according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a diagram for explaining the first control mode. In the first control mode, a pulse signal (not shown) output from the
第1の制御モードにおいては、クロック信号CLKの立上りのタイミングt0から次のクロック信号CLKの立上りのタイミングt1までの時間、すなわち、クロック信号CLKの1周期全体に亘ってインダクタ電流Iindをインダクタ16を介して供給し、出力端子20に接続されるコンデンサ18を充電する動作を有する。すなわち、タイミングt0からタイミングt1までのクロック信号CLKの1周期を最大限利用してコンデンサ18を充電して出力電圧Voutを上昇させる制御が行われる。インダクタ電流Iindがタイミングt0からタイミングt1までの期間を流れる為、インダクタ電流Iindによって出力端子20に接続されるコンデンサ18に蓄積される電荷が増え、出力電圧Voutが最大限上昇する。これにより、出力電圧Voutが参照電圧Vrefより低くなる回数を減らすことが出来る。この為、コンデンサ18を充電する為のスイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング周波数を減らすことが可能となり、スイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング動作に伴う消費電力のロスを低減させることが出来る。以降、この第1の制御モードを最大Ton制御モードとも呼ぶ。
In the first control mode, the inductor current Iind is applied to the
図2(B)は、第2の制御モードを説明する為の図である。第2の制御モードにおいては、クロック信号CLKの立上りのタイミングt10でパルス生成回路32が生成するパルス信号(図示せず)が立上り、以降、連続して供給されるクロック信号CLKがタイミング(t11〜t13)で立上る度にスイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング動作が行われ、インダクタ電流Iindがコンデンサ18に供給される。すなわち、各クロック信号CLKの立上りに応答してスイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング動作が行われる制御モードである。かかる制御モードにおいては、クロック信号CLKの度にスイッチングトランジスタ(12、14)をスイッチング動作させてコンデンサ18への充電を行う為、インダクタ電流Iindの最大値を抑えた状態でコンデンサ18を充電して出力電圧Voutを所望の電圧に維持することが出来る。以降、この制御モードを最小Ton制御モードとも呼ぶ。また、スイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング周波数をクロック信号CLKの周波数に一致させる制御で有る為、スイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング周波数の制御が容易である。
FIG. 2B is a diagram for explaining the second control mode. In the second control mode, a pulse signal (not shown) generated by the
(第2の実施形態)
図3は、第1の制御モードである最大Ton制御モードと第2の制御モードである最小Ton制御モードを切り替える制御方法を説明する為の図である。スイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング周波数を上げる必要があるか否かを判断する(S301)。スイッチング周波数を上げる場合には、最小Ton制御モードに切り替える(S302)。最小Ton制御モードにおいては、例えば、クロック信号CLKが立上る度にスイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング動作が行われ、コンデンサ18にインダクタ電流Iindが供給されて、出力電圧Voutが上昇する。すなわち、スイッチング周波数をクロック信号CLKの周波数に一致させる制御となる為、スイッチング周波数を高める場合に用いることが出来る。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram for explaining a control method for switching between the maximum Ton control mode that is the first control mode and the minimum Ton control mode that is the second control mode. It is determined whether it is necessary to increase the switching frequency of the switching transistors (12, 14) (S301). When increasing the switching frequency, the mode is switched to the minimum Ton control mode (S302). In the minimum Ton control mode, for example, the switching operation of the switching transistors (12, 14) is performed every time the clock signal CLK rises, the inductor current Iind is supplied to the
スイッチング周波数を高くする必要がない場合には、最大Ton制御モードに切り替える(S303)。最大Ton制御モードにおいては、高いピーク値のインダクタ電流Iindをコンデンサ18に供給して出力電圧Voutを高めることが出来る為、出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも高い状態を長時間維持することが可能となる。これにより、出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも高い場合に生じるパルススキップを増やすことが可能である為、スイッチング周波数を抑えることが出来る。
If there is no need to increase the switching frequency, the mode is switched to the maximum Ton control mode (S303). In the maximum Ton control mode, since the inductor voltage Iind having a high peak value can be supplied to the
最小Ton制御モードと最大Ton制御モードを備える電源回路の構成とすることで、負荷の特性、あるいは、仕様に応じてスイッチング周波数の制御を容易に行うことが出来る。例えば、RF信号を受信する機能を有する負荷(図示せず)に出力電圧Voutを供給する場合、負荷が周波数変換後に出力する出力信号の中間周波数とスイッチング周波数を異ならせることにより、スイッチングトランジスタ(12、14)のスイッチング動作により発生するノイズと負荷の出力信号との間のノイズ干渉を回避することが出来る。スイッチング周波数を調整する際、スイッチング周波数を高めてノイズ干渉を回避する場合には最小Ton制御モードによる制御を行い、スイッチング周波数を抑制してノイズ干渉を回避する場合には最大Ton制御モードによる制御とすることが出来る。 By adopting a configuration of a power supply circuit having a minimum Ton control mode and a maximum Ton control mode, the switching frequency can be easily controlled in accordance with the load characteristics or specifications. For example, when the output voltage Vout is supplied to a load (not shown) having a function of receiving an RF signal, the switching transistor (12 14) The noise interference between the noise generated by the switching operation and the output signal of the load can be avoided. When adjusting the switching frequency, if the switching frequency is increased to avoid noise interference, control is performed in the minimum Ton control mode, and if the switching frequency is suppressed to avoid noise interference, control in the maximum Ton control mode is performed. I can do it.
(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態は、第1の制御モード、すなわち、最大Ton制御モードの場合の一つの実施形態を示す。第1の制御モードが選択された状態の構成で有る為、オン時間制御回路40に供給されるモード切替信号modeは省略している。尚、第1の制御モードのみを有する構成とすることも可能で有る。この場合には、モード切替信号modeは不要となる。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the third embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. This embodiment shows one embodiment in the case of the first control mode, that is, the maximum Ton control mode. Since the first control mode is selected, the mode switching signal mode supplied to the on-
PMOSスイッチングトランジスタ12のドレインとNMOSスイッチングトランジスタ14のドレインが接続された出力ノード13の電圧VLXと接地電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outがオン時間制御回路40のDCM/CCM検知回路42に供給される。
The output signal ZCC_out of the
パルス生成回路32は、オン時間制御回路40から供給される信号に応答してパルス信号を生成する。DCM/CCM検知回路42は、クロック信号CLKに応答して比較回路22の出力信号ZCC_outを検知する。動作状態がCCM状態の場合には、パルス生成回路32が生成するパルス信号のHighレベルの時間幅を短くしてPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を減少させる制御信号をパルス生成回路32に供給する。動作状態がDCM動作の場合には、パルス信号のHighレベルの時間幅を長くしてオン時間を増加させる制御信号をパルス生成回路32に供給する。
The
(第4の実施形態)
図5は、既述した第3の実施形態の電源回路の制御方法の一つの例を示す。クロック信号CLKの立上りのタイミングt51において比較回路22の出力信号ZCC_outを検知する。図5(A)は、動作状態がCCM状態でインダクタ電流Iindが出力電圧側に流れる場合を示す。点線の円(i)で示す様にCCM状態の場合、すなわち、インダクタ電流Iindがタイミングt51でインダクタ16側に流れている場合には、出力ノード13の電圧VLXが接地電位よりも低くなる。この場合には、比較回路22の出力信号ZCC_outはLowレベルである為、比較回路22の出力信号ZCC_outを検知することによりCCM状態かDCM状態かを検知することが出来る。CCM状態の時にはオン時間を減少させる制御を行う。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows one example of the control method of the power supply circuit of the third embodiment described above. The output signal ZCC_out of the
同図(B)は、電源回路の動作状態がDCM状態の場合の制御を示す。点線の円(ii)で示す様にDCM状態の場合、インダクタ電流Iindが流れない状態で、クロック信号CLKの立上りのタイミングt52において比較回路22の出力信号ZCC_outはHighレベルとなる為、比較回路22の出力信号ZCC_outを検知することによりCCM状態かDCM状態かを検知することが出来る。DCM状態の場合には、オン時間を増加させる制御を行う。これにより、クロック信号CLKの1周期の期間を最大限利用してインダクタ電流Iindをコンデンサ18に供給して出力電圧Voutを上昇させる制御、すなわち、最大Ton制御モードによる制御が維持される。
FIG. 5B shows control when the operating state of the power supply circuit is in the DCM state. In the DCM state as indicated by the dotted circle (ii), the output signal ZCC_out of the
本実施形態の電源回路の制御方法においては、クロック信号CLKの1周期の終わりのタイミング(t51、t52)における状態がDCM状態であるかCCM状態であるかによってパルス生成回路32が生成するパルス信号のHighレベルの時間幅を調整してスイッチングトランジスタのオン時間を調整する。これにより、クロック信号CLKの1周期の期間を最大限利用してインダクタ電流Iindをコンデンサ18に供給して出力電圧Voutを上昇させる制御、すなわち、最大Ton制御モードによる制御を維持することが出来る。
In the control method of the power supply circuit according to the present embodiment, the pulse signal generated by the
(第5の実施形態)
図6は、第5の実施形態の電源回路の構成を示す。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態においては、共通のインダクタ16に時分割で接続される複数の出力端子(20−1〜20−n)を有する。各出力端子(20−1〜20−n)は、夫々スイッチ(19−1〜19−n)を介してインダクタ16の一端200に接続される。各出力端子(20−1〜20−n)にはコンデンサ(18−1〜18−n)が接続される。各スイッチ(19−1〜19−n)には、各スイッチ(19−1〜19−n)のオン/オフを制御して各出力端子(20−1〜20−n)がインダクタ16に接続される時間を割当てるスロット割当て信号(φ1〜φn)がオン時間制御回路40から供給される。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 shows the configuration of the power supply circuit of the fifth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, a plurality of output terminals (20-1 to 20-n) connected to the
各出力端子(20−1〜20−n)には、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)が接続される。各フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)は、各出力電圧(Vout1〜Voutn)と所定の参照電圧(Vref1〜Vrefn)をクロック信号CLKに同期して比較し、出力信号(FBCMP_out1〜FBCMP_outn)をオン時間制御回路40に供給する。所定の参照電圧(Vref1〜Vrefn)は、同じ電圧であっても良く、また、各出力端子(20−1〜20−n)に接続される負荷(図示せず)に応じて異なる電圧であっても良い。
Feedback comparators (24-1 to 24-n) are connected to the output terminals (20-1 to 20-n). Each feedback comparator (24-1 to 24-n) compares each output voltage (Vout1 to Voutn) with a predetermined reference voltage (Vref1 to Vrefn) in synchronization with the clock signal CLK, and outputs an output signal (FBCMP_out1 to FBCMP_outn). Is supplied to the on-
インダクタ16をスイッチ(19−1〜19−n)により時分割で各出力端子(20−1〜20−n)に接続することにより、各出力端子(20−1〜20−n)から独立した出力電圧(Vout1〜Voutn)を得ることが出来る。
By connecting the
(第6の実施形態)
図7を用いて、既述した第5の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する。説明の便宜の為、出力端子20−1と出力端子20−2からの出力電圧(Vout1、Vout2)を制御する場合の例について説明する。出力端子20−1を介して負荷(図示せず)に至る経路をチャンネル1、出力端子20−2を介して負荷(図示せず)に至る経路をチャンネル2とする。また、各出力端子(20−1、20−2)がインダクタ16に時分割で割当てられて、それぞれ対応するコンデンサ(18−1、18−2)が充電される期間はスロットとも呼ばれる。スロット割当て信号(φ1、φ2)によりスイッチ(19−1、19−2)が順次オンとなり、コンデンサ(18−1、18−2)がインダクタ電流Iindで充電される。
(Sixth embodiment)
One embodiment of the control method for the power supply circuit according to the fifth embodiment described above will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, an example of controlling output voltages (Vout1, Vout2) from the output terminal 20-1 and the output terminal 20-2 will be described. The path reaching the load (not shown) via the output terminal 20-1 is
本実施形態においては、スロット割当て信号φ1とスロット割当て信号φ2が切り替えられることにより、チャンネルが切り替えられる。すなわち、クロック信号CLKが立上るタイミングt71でスロット割当て信号φ2が立上り、スイッチ19−2に印加されることでインダクタ16に接続されるチャンネルが出力端子20−2のチャンネル2に切替えられる。本実施形態においては、チャンネルが切り替わるタイミングt71における動作状態がCCM状態かDCM状態かを検知する。CCM状態かDCM状態かは、既述の実施形態において説明した通り、出力ノード13の電圧VLXを検知することにより判断することが出来る。
In the present embodiment, the channel is switched by switching the slot allocation signal φ1 and the slot allocation signal φ2. That is, at time t71 when the clock signal CLK rises, the slot assignment signal φ2 rises and is applied to the switch 19-2, whereby the channel connected to the
同図(A)に示す様に、例えば、点線の円(iii)で示す様に、タイミングt71における状態がCCM状態の場合には、比較回路22の出力信号ZCC_outはLowレベルとなる。この場合には、パルス信号のHighレベルの時間幅を短くして、ハイサイド側のPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を短くする制御を行う。この制御によりインダクタ電流Iindのピーク値が小さくなり、インダクタ電流Iindがゼロになるタイミングが早くなる為、DCM状態へ移行させることが出来る。
As shown in FIG. 6A, for example, when the state at timing t71 is the CCM state as indicated by a dotted circle (iii), the output signal ZCC_out of the
CCM状態でチャンネルを切り替えた場合には、インダクタ16に残されたエネルギーが次のスイッチング周期で他のチャンネルに接続された負荷に放出され、出力電圧が意図せず上昇してしまう。すなわち、クロスレギュレーションが発生する。このため、クロスレギュレーションを避けるためには、スロット割当て信号(φ1、φ2)によってチャンネルが切り替えられるタイミングまでにインダクタ16に流れるインダクタ電流Iindをゼロにする必要がある。
When the channel is switched in the CCM state, the energy remaining in the
この為、タイミングt71における動作状態がCCM状態の場合には、次のスロット割当て信号φ1が供給される時にパルス生成回路32が生成するパルス信号のHighレベルの時間幅を短くしてPMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を短くする制御を行う。これにより、次のスロット割当て信号φ1が印加されるときのチャンネル1の動作状態をDCM状態に移行させることが出来る。尚、タイミングt71における動作状態がCCM状態であることは、オン時間制御回路40に設けられた記憶回路(図示せず)に記憶され、次にチャンネル1にスロット割当て信号φ1が印加される際のオン時間を調整する際に用いられる。
Therefore, when the operation state at the timing t71 is the CCM state, the high-level time width of the pulse signal generated by the
同図(B)は、チャンネル切替時のタイミングt72における動作状態がDCM状態の場合を示す。点線の円(iv)で示す様に、タイミングt72における状態がDCM状態の場合には、比較回路22の出力信号ZCC_outはHighレベルとなっている。この場合には、チャンネル1への次のスロット割当て信号φ1が供給される時にパルス生成回路32が生成するパルス信号のHighレベルの時間幅を長くしてオン時間を増大させる制御を行う。オン時間を増加させることによりスロットの期間を最大限有効利用してインダクタ電流Iindによりコンデンサ18を充電し、出力電圧Voutを上昇させることが出来る。
FIG. 5B shows a case where the operation state at the timing t72 at the time of channel switching is the DCM state. As indicated by the dotted circle (iv), when the state at the timing t72 is the DCM state, the output signal ZCC_out of the
本実施形態によれば、チャンネル切替時における動作状態がCCM状態の場合には、次のスロット割当て時のオン時間を減少させてDCM状態に移行させる制御を行う。これによりクロスレギュレーションを回避することが出来る。チャンネル切替時における動作状態がDCM状態の場合には、次にそのチャンネルへスロットが割当てられる時のオン時間を増大させる制御を行う。オン時間を増加させることによりスロット期間を最大限有効利用してインダクタ電流Iindによりコンデンサ18を充電して出力電圧Voutを上昇させることが出来る。
According to the present embodiment, when the operation state at the time of channel switching is the CCM state, control is performed to reduce the on-time at the next slot assignment and shift to the DCM state. Thereby, cross regulation can be avoided. When the operation state at the time of channel switching is the DCM state, control is performed to increase the on-time when a slot is assigned to the channel next time. By increasing the ON time, the slot period can be utilized to the maximum extent, and the
(第7の実施形態)
図8は、第7の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態においては、オン時間制御回路40に周波数の高い高速クロック信号高速CLKが供給される。例えば、高速クロック信号高速CLKの立上りのタイミングで比較回路22の出力信号ZCC_outを検知することにより、所定のマージンをもってDCM状態かCCM状態かを判断することが出来る。CCM状態の場合には、クロスレギュレーションの問題が有る。この為、DCM状態かCCM状態かの判断にマージンを持たせ、CCM状態と判断した場合にはオン時間を減少させる制御を行うことにより、クロスレギュレーションをより確実に回避することが可能となる。
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the seventh embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the high-speed clock signal high-speed CLK having a high frequency is supplied to the on-
(第8の実施形態)
図9は、既述した第7の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。本実施形態の制御方法においては、クロック信号CLKに対して周波数の高い高速クロック信号高速CLKがオン時間制御回路40に供給される。高速クロック信号高速CLKの各立上りのタイミングで出力信号ZCC_outが検知される。高速クロック信号高速CLKの立上りのタイミングで検知した出力信号ZCC_outの状態を、例えばラッチ回路(図示せず)にラッチしておき、スロット割り当て信号φ2によりチャンネルを切り替えるタイミング、すなわちクロック信号CLKのタイミングt91でそのラッチされた信号を検知する。高速クロック信号高速CLKのタイミングt92で比較回路22のHighレベルの出力信号ZCC_outが検知されていた場合には、DCM状態であると判断する。DCM状態の場合には、オン時間を増大させる制御を行う。高速クロック信号高速CLKのタイミングt92で比較回路22の出力信号ZCC_outが検知されない場合には、CCM状態であると判断してオン時間を減少させる制御を行う。
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power supply circuit according to the seventh embodiment described above. In the control method of this embodiment, the high-speed clock signal high-speed CLK having a higher frequency than the clock signal CLK is supplied to the on-
本実施形態においては、DCM状態であるかCCM状態であるかの検知のタイミングをチャンネル切替時のタイミングt91ではなく高速クロック信号高速CLKの立上りのタイミングt92まで早め、マージンを持ってCCM状態であるかDCM状態であるかの判断を行う。CCM状態と判断した場合にはオン時間を減少させる制御を行うことにより、上記マージンを持ってDCM状態へ移行させる制御を行うことが出来る。 In the present embodiment, the timing of detecting whether the state is the DCM state or the CCM state is advanced not to the timing t91 at the time of channel switching but to the rising timing t92 of the high-speed clock signal high-speed CLK, and the CCM state is provided with a margin. Or the DCM state. When the CCM state is determined, the control to shift to the DCM state with the margin can be performed by performing the control to reduce the on-time.
インダクタ電流Iindの電流の向きが変化してDCM状態になった場合には、比較回路22はHighレベルの出力信号ZCC_outを出力する。本実施形態においては、チャンネルの切替のタイミングt91で仮にDCM状態になっている場合であっても、チャンネルの切替のタイミングt91までの間に高速クロック信号高速CLKを用いた検知動作によってHighレベルの出力信号ZCC_outが検知出来なかった場合には、CCM状態であると判断して、オン時間を減少させる制御を行う。チャンネル切替時のタイミングt91に対してマージンを持ってオン時間の制御を行うことにより、チャンネル切替をCCM状態で行うことになるクロスレギュレーションの発生を、より確実に回避することが出来る。
When the direction of the inductor current Iind changes to the DCM state, the
(第9の実施形態)
図10は、第9の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、各出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)を比較するフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)には、クロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK−dlyが供給される。すなわち、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)は、遅延クロック信号CLK−dlyに同期して比較動作を行う。オン時間制御回路40には、クロック信号CLKと遅延クロック信号CLK_dlyが供給される。
(Ninth embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the ninth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the feedback comparators (24-1 to 24-n) that compare the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn) have a delayed clock signal CLK obtained by delaying the clock signal CLK. -Dly is supplied. That is, the feedback comparators (24-1 to 24-n) perform a comparison operation in synchronization with the delayed clock signal CLK-dly. The on-
(第10の実施形態)
図11は、既述した第9の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKに対して所定時間だけ遅延された遅延クロック信号CLK_dlyが用いられる。遅延クロック信号CLK_dlyからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outは、クロック信号CLKの立上りのタイミングで検知される。
(Tenth embodiment)
FIG. 11 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power supply circuit according to the ninth embodiment already described. A delayed clock signal CLK_dly delayed by a predetermined time with respect to the clock signal CLK is used. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the delayed clock signal CLK_dly and supplied to the switches (19-1 to 19-n). The output signal ZCC_out of the
各チャンネルへのスロットの割当ては、遅延クロック信号CLK_dlyから生成されたスロット割当て信号(φ1、φ2)によって制御される。クロック信号CLKの立上りのタイミングt111を用いた検知において、チャンネルの切替が行われるタイミングt112でHighレベルの出力信号ZCC_outが検知されない場合にはCCM状態と判断して、オン時間を減少させる制御を行う。クロック信号CLKのタイミングt111で検知した信号をラッチし、タイミングt112でその信号を検知する構成とすることにより、比較回路22がHighレベルの出力信号ZCC_outを出力するタイミングとチャンネル切替時のタイミングt112の間のマージンを持ってCCM状態であるかDCM状態であるかの検知を行うことが出来る。DCM状態かCCM状態かの判断にマージンを持たせ、CCM状態と判断した場合にオン時間を減少させる制御を行うことにより、クロスレギュレーションをより確実に回避することが出来る。
Slot assignment to each channel is controlled by slot assignment signals (φ1, φ2) generated from the delayed clock signal CLK_dly. In the detection using the rising timing t111 of the clock signal CLK, if the high level output signal ZCC_out is not detected at the timing t112 when the channel is switched, it is determined as the CCM state, and the on-time is controlled to be reduced. . By latching the signal detected at timing t111 of the clock signal CLK and detecting the signal at timing t112, the
(第11の実施形態)
図12は、第11の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、各出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)を比較するフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)には、クロック信号CLKが供給される。すなわち、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)は、クロック信号CLKに同期して比較動作を行う。オン時間制御回路40には、クロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK_dlyが供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outは、遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングで検知される。
(Eleventh embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the eleventh embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the clock signal CLK is supplied to the feedback comparators (24-1 to 24-n) that compare the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn). That is, the feedback comparators (24-1 to 24-n) perform a comparison operation in synchronization with the clock signal CLK. The on-
(第12の実施形態)
図13は、既述した第11の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKに対して所定時間だけ遅延された遅延クロック信号CLK_dlyが生成される。クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outは、遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングで検知される。
(Twelfth embodiment)
FIG. 13 is a diagram for explaining one embodiment of the power supply circuit control method according to the eleventh embodiment already described. A delayed clock signal CLK_dly delayed by a predetermined time with respect to the clock signal CLK is generated. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK and supplied to the switches (19-1 to 19-n). The output signal ZCC_out of the
各チャンネルへのスロットの割当て、すなわちチャンネルの切替は、クロック信号CLKから生成されたスロット割当て信号(φ1、φ2)のタイミング、すなわち、クロック信号CLKの立上りのタイミングt131で行われる。 Slot assignment to each channel, that is, channel switching is performed at the timing of the slot assignment signals (φ1, φ2) generated from the clock signal CLK, that is, the rising timing t131 of the clock signal CLK.
本実施形態においては、比較回路22の出力信号ZCC_outは、遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングt132において検知される。すなわち、チャンネルの切替のタイミングであるクロック信号CLKの立上りのタイミングt131に対して、タイミングt132とタイミングt131の間のマージンを持ってDCM状態かCCM状態かの判断が行われる。遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングt132を用いた検知において、タイミングt132にHighレベルの出力信号ZCC_outが検知されない場合にはCCM状態と判断して、オン時間を減少させる制御を行う。DCM状態かCCM状態かの判断にマージンを持たせ、CCM状態と判断した場合にオン時間を減少させる制御を行うことにより、クロスレギュレーションをより確実に回避することが可能となる。
In the present embodiment, the output signal ZCC_out of the
(第13の実施形態)
図14は、第13の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、出力ノード13の電圧VLXと接地電位を比較する比較回路22の出力端に接続された遅延回路23を有する。遅延回路23で遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyがオン時間制御回路40に供給される。
(13th Embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the thirteenth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the
(第14の実施形態)
図15は、既述した第13の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outが所定時間遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyがクロック信号CLKのタイミングt151で検知される。クロック信号CLKのタイミングt151までに遅延出力信号ZCC_out_dlyが検出されない場合には、オン時間を減少させる制御を行う。すなわち、タイミングt152とタイミングt151の間のマージンをもってDCM状態であるかCCM状態であるかの判断を行う。DCM状態かCCM状態かの判断にマージンを持たせ、CCM状態と判断した場合にオン時間を減少させる制御を行うことにより、クロスレギュレーションをより確実に回避することが出来る。
(Fourteenth embodiment)
FIG. 15 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power supply circuit according to the thirteenth embodiment described above. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK and supplied to the switches (19-1 to 19-n). A delayed output signal ZCC_out_dly obtained by delaying the output signal ZCC_out of the
(第15の実施形態)
図16は、第15の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、出力ノード13の電圧VLXと接地電位を比較する比較回路22の出力端に接続された遅延回路23を有する。遅延回路23で遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyがオン時間制御回路40に供給される。オン時間制御回路40には、高速クロック信号高速CLKが供給される。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 16 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the fifteenth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the
(第16の実施形態)
図17は、既述した第15の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKからスロット割当て信号が生成される。図17においては、便宜的に、2つのスロット割当て信号(φ1、φ2)を示す。各スロット割当て信号(φ1、φ2)が対応する各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 17 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power circuit according to the fifteenth embodiment described above. A slot assignment signal is generated from the clock signal CLK. In FIG. 17, two slot assignment signals (φ1, φ2) are shown for convenience. Each slot assignment signal (φ1, φ2) is supplied to the corresponding switch (19-1 to 19-n).
出力ノード13の電圧VLXと基準電位である接地電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outの立上りのタイミングt171から所定時間遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyが高速クロック信号高速CLKの各立上りのタイミングt173で検知される。例えば、遅延出力信号ZCC_out_dlyの状態を高速クロック信号高速CLKの各立上りのタイミングで別途設けられたラッチ回路(図示せず)にラッチすることにより検知する。ラッチ回路がラッチした遅延出力信号ZCC_out_dlyの状態をチャンネル切替時のタイミングt171で検知する。
The delay output signal ZCC_out_dly delayed by a predetermined time from the rising timing t171 of the output signal ZCC_out of the
クロック信号CLKのタイミングt171までに遅延出力信号ZCC_out_dlyが検出されない場合には、CCM状態であると判断してオン時間を減少させる制御を行う。すなわち、CCM状態であるかDCM状態であるかを検知するタイミング、すなわち、遅延出力信号ZCC_out_dlyを検知するタイミングを出力端子が切り替わるタイミングt171より早めることにより、CCM状態がマージンを持って判断される。CCM状態の判断にマージンをもたせ、CCM状態と判断した場合にオン時間を減少させる制御を行うことにより、クロスレギュレーションをより確実に回避することが出来る。 If the delayed output signal ZCC_out_dly is not detected by the timing t171 of the clock signal CLK, it is determined that the state is the CCM state and control is performed to reduce the on-time. That is, the timing for detecting whether the state is the CCM state or the DCM state, that is, the timing for detecting the delayed output signal ZCC_out_dly is advanced from the timing t171 at which the output terminal is switched, so that the CCM state is determined with a margin. By providing a margin for the determination of the CCM state and performing control to reduce the on-time when it is determined to be the CCM state, cross regulation can be avoided more reliably.
(第17の実施形態)
図18は、第17の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、各出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)を比較するフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)には、クロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK_dlyが供給される。すなわち、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)は、遅延クロック信号CLK_dlyに同期して比較動作を行う。オン時間制御回路40には、クロック信号CLKとクロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK_dlyが供給される。遅延クロック信号CLK_dlyからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。
(Seventeenth embodiment)
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the seventeenth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the feedback comparators (24-1 to 24-n) that compare the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn) have a delayed clock signal CLK_dly obtained by delaying the clock signal CLK. Is supplied. That is, the feedback comparators (24-1 to 24-n) perform a comparison operation in synchronization with the delayed clock signal CLK_dly. The on-
(第18の実施形態)
図19は、既述した第17の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。遅延クロック信号CLK_dlyからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outが所定時間遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyが、クロック信号CLKの立ち上げりのタイミングt193で検知される。タイミングt193までに遅延出力信号ZCC_out_dlyが検出されない場合には、オン時間を減少させる制御を行う。すなわち、比較回路22の出力信号ZCC_outが出力されるタイミングt192とチャンネル切替のタイミングである遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングt191との間のマージンをもってDCM状態であるかCCM状態であるかの判断を行い、CCM状態と判断した場合はオン時間を減少させる制御を行う。この制御により、クロスレギュレーションの発生をより確実に回避することが出来る。
(Eighteenth embodiment)
FIG. 19 is a diagram for explaining one embodiment of the power circuit control method of the seventeenth embodiment already described. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the delayed clock signal CLK_dly and supplied to the switches (19-1 to 19-n). A delayed output signal ZCC_out_dly obtained by delaying the output signal ZCC_out of the
(第19の実施形態)
図20は、第19の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、各出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)を比較するフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)には、クロック信号CLKが供給される。すなわち、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)は、クロック信号CLKに同期して比較動作を行う。オン時間制御回路40には、出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outが所定時間遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyが供給される。オン時間制御回路40には、クロック信号CLKと、クロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK_dlyが供給される。
(Nineteenth embodiment)
FIG. 20 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the nineteenth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the clock signal CLK is supplied to the feedback comparators (24-1 to 24-n) that compare the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn). That is, the feedback comparators (24-1 to 24-n) perform a comparison operation in synchronization with the clock signal CLK. The on-
(第20の実施形態)
図21は、既述した第19の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成され、各スイッチ(19−1〜19−n)に供給される。出力ノード13の電圧VLXと基準電位を比較する比較回路22の出力信号ZCC_outが所定時間遅延された遅延出力信号ZCC_out_dlyがクロック信号CLKを遅延させた遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングt213で検知される。タイミングt213までに遅延出力信号ZCC_out_dlyが検出されない場合には、オン時間を減少させる制御を行う。すなわち、比較回路22の出力信号ZCC_outが出力されるタイミングt212とチャンネル切替のタイミングであるクロック信号CLKのタイミングt211との間のマージンをもってDCM状態であるかCCM状態であるかの判断を行い、CCM状態と判断した場合はオン時間を減少させる制御を行う。マージンを持たせたオン時間の制御を行うことにより、クロスレギュレーションの回避が容易となる。
(20th embodiment)
FIG. 21 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power circuit according to the nineteenth embodiment already described. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK and supplied to the switches (19-1 to 19-n). The delayed output signal ZCC_out_dly obtained by delaying the output signal ZCC_out of the
(第21の実施形態)
図22は、電源回路の制御方法の他の一つの実施形態を説明する為の図である。本実施形態においては、クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。チャンネルの切替が行われる前、すなわち、次のクロック信号CLKが立上るタイミングt221より前のタイミングt222でローサイド側のNMOSスイッチングトランジスタ14をオフさせる。例えば、高速クロック信号(図示せず)を利用してNMOSスイッチングトランジスタ14をオフさせる信号PWSW_offを生成し、NMOSスイッチングトランジスタ14に駆動信号を供給するバッファ回路38を制御することによりNMOSスイッチングトランジスタ14をオフさせることが出来る。
(21st Embodiment)
FIG. 22 is a diagram for explaining another embodiment of the method for controlling the power supply circuit. In the present embodiment, slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. Before the channel is switched, that is, at the timing t222 before the timing t221 at which the next clock signal CLK rises, the low-side
同図(A)を用いて、NMOSスイッチングトランジスタ14がOFFした時にインダクタ電流Iindが出力電圧側に流れる場合の制御方法を説明する。NMOSスイッチングトランジスタ14がオフした時にインダクタ電流Iindが出力電圧側に流れる場合には、点線の円(v)で示す様に、出力ノード13の電圧VLXは接地電位よりも低くなる。この場合には、オン時間を減少させる制御を行い、次にスロット割り当て信号φ1が供給されるタイミングにおいては、インダクタ電流Iindがゼロになるタイミングでチャンネルの切替が行われるように制御する。クロスレギュレーションを回避する為である。
A control method when the inductor current Iind flows to the output voltage side when the
同図(B)を用いて、NMOSスイッチングトランジスタ14がOFFした時にインダクタ電流Iindが出力電圧側からNMOSスイッチングトランジスタ14に流れる場合の制御方法を説明する。NMOSスイッチングトランジスタ14がオフした時にインダクタ電流Iindが出力電圧側からNMOSスイッチングトランジスタ14に流れる場合には、出力ノード13の電圧VLXは接地電位よりも高くなる。すなわち、点線の楕円(vi)で示す様に出力ノード13の電圧VLXにはリンギングが発生し、接地電位よりも高い電圧になる。この場合には、PMOSスイッチングトランジスタ12のオン時間を増大させる制御を行う。オン時間を増大させることによりスロットの期間を最大限有効利用してインダクタ電流Iindをコンデンサ18に供給して出力電圧Voutを上昇させることが出来る。
A control method in the case where the inductor current Iind flows from the output voltage side to the
本実施形態においては、ローサイド側のNMOSスイッチングトランジスタ14をハイサイド側のPMOSスイッチングトランジスタ12をオンさせる前のタイミングt222で強制的にオフさせ、チャネルを切り替えるタイミングt221における出力ノード13の電圧VLXを検知することによりインダクタ電流Iindの流れている方向の判断を行い、オン時間の制御を行うことにより、比較回路22を用いずにクロスレギュレーションの発生を回避することが出来る。
In the present embodiment, the low-side
(第22の実施形態)
図23は、第22の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、出力ノード13の電圧VLXを検知する比較回路22の他入力端には、接地電位に代えて所定の参照電圧Vrefが印加される。所謂、pseudoDCMの場合の実施形態を示す。例えば、出力ノード13の電圧VLXが参照電圧Vrefより高くなると比較回路22はHighレベルの出力信号CMP_outを出力する。
(Twenty-second embodiment)
FIG. 23 is a diagram illustrating the configuration of the power supply circuit according to the twenty-second embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, a predetermined reference voltage Vref is applied to the other input terminal of the
インダクタ16の両端に接続されたスイッチ160を有する。スイッチ160には制御信号pwsw_offが供給され、そのオン/オフが制御される。すなわち、ローサイド側のNMOSスイッチングトランジスタ14をオフさせた時にインダクタ16に流れていた電流を循環させる為である。
A
(第23の実施形態)
図24は、既述した第22の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。本実施形態においては、クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。チャンネルが切替られるタイミング、すなわち、次のクロック信号CLKが立上るタイミングt241で比較回路22の出力信号CMP_outを検知する。同図(A)に示す様に、タイミングt241において比較回路22の出力信号CMP_outが検知されない場合には基準電流Arefより大きいインダクタ電流Iindが流れていると判断し、オン時間を減少させる制御を行う。DCM状態に移行させ、クロスレギュレーションを回避する為である。
(23rd embodiment)
FIG. 24 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power circuit according to the twenty-second embodiment described above. In the present embodiment, slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. The output signal CMP_out of the
同図(B)に示す様に、チャンネルが切り替えられるタイミング、すなわち、次のクロック信号CLKの立上りのタイミングt241において比較回路22の出力信号CMP_outが検知された場合にはインダクタ電流Iindが基準電流Aref以下であると判断し、オン時間を増大させる制御を行う。オン時間を増大させることによりスロット期間を最大限有効利用してインダクタ電流Iindをコンデンサに供給して、出力電圧を上昇させることが出来る。
As shown in FIG. 5B, when the output signal CMP_out of the
本実施形態のpseudoDCMの場合においても、チャンネル切替のタイミングにおける動作状態を検知し、インダクタ電流Iindが基準電流Aref以下である状態の場合にはオン時間を増加させる制御を行う。これにより、クロック信号CLKの1周期の期間を最大限利用してインダクタ電流Iindをコンデンサ(18−1〜18−n)に供給して出力電圧(Vout1〜Voutn)を上昇させる制御、すなわち、最大Ton制御モードによる制御を維持することが出来る。基準電流Arefより大きいインダクタ電流Iindが流れている状態の時にはオン時間を減少させ、クロスレギュレーションの発生を回避する制御を行う。 Also in the case of pseudoDCM of this embodiment, the operation state at the channel switching timing is detected, and when the inductor current Iind is equal to or less than the reference current Aref, control is performed to increase the on-time. As a result, the control for increasing the output voltage (Vout1 to Voutn) by supplying the inductor current Iind to the capacitors (18-1 to 18-n) by making the maximum use of the period of one cycle of the clock signal CLK, that is, the maximum Control by the Ton control mode can be maintained. When the inductor current Iind larger than the reference current Aref is flowing, the on-time is reduced to perform control to avoid the occurrence of cross regulation.
(第24の実施形態)
図25は、第24の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、電流センサ251とDCMトリガ回路250を有する。出力ノード13の電圧VLXを検知する構成に代え、インダクタ電流Iindを検知して、DCM状態であるかCCM状態であるかを検知する実施形態である。
(24th Embodiment)
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the twenty-fourth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, a
電流センサ251は、例えば、インダクタ16に直列に接続された抵抗(図示せず)の両端に入力が接続されたコンパレータ(図示せず)を有する。インダクタ電流Iindの流れる方向が変わるとコンパレータに入力される電圧の大小関係が変わる。電圧の大小関係が変わることで、コンパレータの出力が切り替わる為、コンパレータの出力の変化を検知することによりDCM状態かCCM状態かの検知を行うことが出来る。
The
DCMトリガ回路250は、例えば、そのコンパレータの出力の変化に応答してトリガ信号DCMトリガ信号をオン時間制御回路40に供給する。オン時間制御回路40のDCM/CCM検知回路42がDCMトリガ信号に応答して、パルス信号のHighレベルの期間を調整する信号をパルス生成回路32に供給する。
For example, the
本実施形態においては、インダクタ電流Iindの電流の向きの変化を検知することによりDCM状態であるかCCM状態であるかを検知して、パルス信号のHighレベルの時間幅を調整してオン時間を制御することが出来る。 In this embodiment, by detecting the change in the direction of the current of the inductor current Iind, it is detected whether it is in the DCM state or the CCM state, and the time width of the high level of the pulse signal is adjusted to adjust the ON time. Can be controlled.
(第25の実施形態)
図26は、オン時間を調整するタイミングを制御する制御方法の一つの実施形態を示す図である。本実施形態においては、クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。説明の便宜上、スロット割当て信号φ1が供給されるチャンネル1についての制御のみを説明する。本実施形態の制御方法においては、DCM状態と判断した場合には、チャンネル1に次のスロット割当て信号φ1が供給されるタイミングでオン時間の調整が行われる。すなわち、タイミングt261でDCM状態と判断した場合には、次のスロット割当て信号φ1が供給されるタイミングでオン時間を増大させる制御が行われ、オン時間がTon+αに増大される。オン時間の調整を早いタイミングで反映させる為である。
(25th Embodiment)
FIG. 26 is a diagram illustrating an embodiment of a control method for controlling the timing for adjusting the on-time. In the present embodiment, slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. For convenience of explanation, only the control for the
クロック信号CLKのタイミングt262でCCM状態と判断した場合には、チャンネル1に次のスロット割当て信号φ1が供給されるスロット割当て時にはオン時間を減少させ、元の時間Tonに戻す制御を行う。
When the CCM state is determined at the timing t262 of the clock signal CLK, the on-time is reduced at the time of slot assignment when the next slot assignment signal φ1 is supplied to the
DCM状態/CCM状態の検知結果を即時に次のスロット割当て時のオン時間の調整に反映させることにより、負荷の状態に応じて出力電圧の制御を迅速に行うことが出来る。CCM状態と判断した時に迅速にオン時間を減少させてDCM状態に移行させることにより、クロスレギュレーションが生じる事態を回避することが出来る。 By immediately reflecting the detection result of the DCM state / CCM state in the adjustment of the on-time at the time of the next slot assignment, the output voltage can be quickly controlled according to the load state. When the CCM state is determined, the on-time is quickly reduced to shift to the DCM state, thereby avoiding the occurrence of cross regulation.
(第26の実施形態)
図27は、オン時間を調整するタイミングを制御する制御方法の他の一つの実施形態を示す図である。本実施形態においては、クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。説明の便宜上、スロット割当て信号φ1が供給されるチャンネル1についての制御のみを説明する。本実施形態の制御方法においては、チャンネルが切り替わるタイミングt271においてDCM状態と判断した場合には、その判断が行われたスロットから3つ目のスロット割当て時にオン時間の調整が行われる。すなわち、オン時間を増大させる制御を、次のスロット割当て信号φ1が供給されるタイミングではなく、所定時間遅らせてオン時間をTon+αに増大させる。この時、判断するスロットと時間の調整を行うスロット迄の間においてはオン時間の制御の判断に関連する回路の動作を停止させることにより消費電力を低減することができる。また、3スロット連続でDCM状態であると判断した場合のみオン時間を増大させる制御を行うこともできる。
(26th Embodiment)
FIG. 27 is a diagram illustrating another embodiment of a control method for controlling the timing for adjusting the on-time. In the present embodiment, slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. For convenience of explanation, only the control for the
チャンネル切替時のタイミングt272でCCM状態と判断した場合には、オン時間を減少させる制御を行う。オン時間を減少させる制御は次のスロット割当て信号φ1が供給されるタイミングで行う。すなわち、次のスロット割当て信号φ1が印加されるタイミングでは、例えば、オン時間を元の時間Tonに戻す制御を行う。本実施形態の制御方法においては、チャンネルが切り替わるタイミングt272においてCCM状態と判断した場合には、その判断が行われたスロットから3つ目のスロット割当て時にオン時間の調整が行われる。すなわち、オン時間を減少させる制御を、次のスロット割当て信号φ1が供給されるタイミングではなく、所定時間遅らせてオン時間を減少させる。この時、判断するスロットと時間の調整を行うスロット迄の間においてはオン時間の制御の判断に関連する回路の動作を停止させることにより消費電力を低減することができる。また、3スロット連続でCCM状態であると判断した場合のみオン時間を減少させる制御を行うこともできる。 When the CCM state is determined at the timing t272 at the time of channel switching, control to reduce the on-time is performed. Control for reducing the ON time is performed at the timing when the next slot assignment signal φ1 is supplied. That is, at the timing when the next slot assignment signal φ1 is applied, for example, control is performed to return the on time to the original time Ton. In the control method of the present embodiment, when the CCM state is determined at the timing t272 when the channel is switched, the on-time is adjusted when the third slot is allocated from the determined slot. That is, the control to reduce the on time is delayed by a predetermined time, not the timing at which the next slot assignment signal φ1 is supplied, to reduce the on time. At this time, power consumption can be reduced by stopping the operation of the circuit related to the determination of the on-time control between the slot to be determined and the slot for adjusting the time. Also, it is possible to perform control to reduce the on-time only when it is determined that the CCM state is continuous for three slots.
本実施形態においては、DCM状態と判断した場合にオン時間を増大させる制御は所定の時間遅らせたタイミングで行い、CCM状態と判断した場合にオン時間を減らす制御はすぐ次のスロット割当てのタイミングで行う。CCM状態と判断した場合にはオン時間を早いタイミングで減少させれば、クロスレギュレーションが生じる事態を回避することができる。すなわち、CCM状態と判断してオン時間を減少させる制御とDCM状態と判断してオン時間を増大させる制御を行うタイミングを異ならせ、異なる時間内における制御とすることが出来る。オン時間を増やす制御を遅らせることによりオン時間の制御の頻度が減る為、回路動作は安定する。尚、オン時間を増大させる制御とオン時間を減少させる制御のタイミングの調整は、例えば、CCM状態の検知とDCM状態の検知結果を記憶する記憶回路(図示せず)を設け、その記憶回路が記憶した情報に基づいて所定のタイミング後にオン時間を制御する構成とすることが出来る。 In this embodiment, the control for increasing the on-time when it is determined as the DCM state is performed at a timing delayed by a predetermined time, and the control for decreasing the on-time when it is determined as the CCM state is performed at the timing of the next slot allocation. Do. When the CCM state is determined, the occurrence of cross regulation can be avoided by reducing the on-time at an early timing. That is, it is possible to make the control within different times by changing the timing for performing the control for reducing the ON time by determining the CCM state and the control for increasing the ON time by determining the DCM state. By delaying the control to increase the on-time, the frequency of the on-time control is reduced, so that the circuit operation is stabilized. The adjustment of the timing of the control for increasing the on-time and the control for decreasing the on-time is performed, for example, by providing a storage circuit (not shown) for storing the detection result of the CCM state and the detection of the DCM state. The on-time can be controlled after a predetermined timing based on the stored information.
(第27の実施形態)
図28は、第27の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態は、第2の制御モード、すなわち、最小Ton制御モードの場合の一つの実施形態を示す。第2の制御モードが選択された状態で有る為、オン時間制御回路40に供給されるモード切替信号modeは省略している。
(Twenty-seventh embodiment)
FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to a twenty-seventh embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. This embodiment shows one embodiment in the case of the second control mode, that is, the minimum Ton control mode. Since the second control mode is selected, the mode switching signal mode supplied to the on-
本実施形態の電源回路は、出力端子20の出力電圧Voutと参照電圧Vref1をクロック信号CLKに同期して比較するフィードバックコンパレータ24を有する。フィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outは、オン時間制御回路40に供給される。オン時間制御回路40は、フィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outを検知して、パルススキップの有無を検知するパルススキップ検出回路41を有する。フィードバックコンパレータ24は、例えば、出力電圧Voutが参照電圧Vref1よりも低い時にHighレベルの出力信号FBCMP_outを出力する。
The power supply circuit of this embodiment includes a
(第28の実施形態)
図29は、既述した第27の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。本実施形態においては、クロック信号CLKに同期してフィードバクコンパレータ24の出力信号FBCMP_outが検知される。フィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outが検知されない状態、すなわち、パルススキップの場合にはオン時間を減少させる制御を行う。例えば、オン時間をTon−αに減少させる制御が行われる。パルススキップが発生する状態は、一つのパルスで供給する電荷が一クロック区間で消費される電荷よりも大きい状態で有る為、オン時間を減少させてインダクタ電流Iindを減らすことにより一つのパルスで供給する電荷を減らし、一クロック区間で消費される電荷と一致させることができる。また、オン時間を減少させることによりパルススキップを回避させることによりスイッチングトランジスタのスイッチング周波数をクロック信号CLKに一致させる周波数制御を行うことが出来る。
(Twenty-eighth embodiment)
FIG. 29 is a diagram for explaining one embodiment of the control method of the power circuit according to the 27th embodiment described above. In the present embodiment, the output signal FBCMP_out of the
(第29の実施形態)
図30は、電源回路の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S311)。パルススキップが有るか否かをチェックする(S312)。パルススキップが有る場合、すなわち、フィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outが検出されない場合には、オン時間を減少させる(S313)。出力電圧Voutが高い状態を維持している為、出力電圧Voutを低下させてパルススキップが無い状態にする為である。パルススキップが無い場合には、オン時間は調整せず、同じオン時間を維持する(S314)。
(Twenty-ninth embodiment)
FIG. 30 is a diagram illustrating a flow of a method for controlling the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S311). It is checked whether or not there is a pulse skip (S312). When there is a pulse skip, that is, when the output signal FBCMP_out of the
本実施形態においては、パルススキップの有無を検知してオン時間を調整する制御を行う。パルススキップが生じない状態に制御することにより、クロック信号CLKの周波数に一致した周波数でスイッチングトランジスタがスイッチング動作を行いコンデンサ18を充電する最小Ton制御モードによる出力電圧Voutの制御を行うことが出来る。
In the present embodiment, control is performed to detect the presence or absence of pulse skip and adjust the on-time. By controlling so that no pulse skip occurs, the output voltage Vout can be controlled in the minimum Ton control mode in which the switching transistor performs a switching operation at a frequency matching the frequency of the clock signal CLK and charges the
(第30の実施形態)
図31は、電源回路の他の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S321)。パルススキップが有るか否かをチェックする(S322)。パルススキップが有る場合、パルススキップが連続して発生したか否かを検知する(S323)。パルススキップが連続して発生した場合には、オン時間を減少させる制御を行う(S324)。パルススキップが連続して発生しない場合には、オン時間を調整せず、現状のオン時間を維持させる(S325)。パルススキップが無い場合、すなわち、フィードバックコンパレータ24の出力信号FBCMP_outがクロック信号CLKに同期して検出される場合にも、現状のオン時間を維持する(S325)。
(Thirty embodiment)
FIG. 31 is a diagram showing a flow of another control method of the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S321). It is checked whether or not there is a pulse skip (S322). When there is a pulse skip, it is detected whether or not the pulse skip has occurred continuously (S323). If pulse skips occur continuously, control is performed to reduce the on-time (S324). When pulse skip does not occur continuously, the on-time is not adjusted and the current on-time is maintained (S325). When there is no pulse skip, that is, when the output signal FBCMP_out of the
本実施形態においては、パルススキップが連続するか否かを検知して、パルススキップが連続して発生する場合にオン時間を減少させる制御を行う。パルススキップの発生の都度オン時間を調整する制御ではなく、パルススキップが連続して発生した場合のみオン時間を調整する制御とすることで制御の頻度を減らし、回路動作を安定化させることが出来る。 In the present embodiment, it is detected whether or not pulse skips are continued, and control is performed to reduce the on-time when pulse skips occur continuously. It is possible to reduce the frequency of control and stabilize the circuit operation by adjusting the on-time only when pulse skips occur continuously instead of adjusting the on-time each time a pulse skip occurs. .
(第31の実施形態)
図32は、電源回路の他の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S331)。パルススキップの有無を検知する(S332)。連続して行う検知において、パルススキップが所定回数発生したか否かを検知する(S333)。連続して行う検知においてパルススキップが所定回数発生した場合には、オン時間を減少させる(S334)。例えば、連続して行うM回の検知の中で、N回のパルススキップを検知した場合にオン時間を減少させる。MとNは任意に設定することが出来る。パルススキップが所定回数発生しない場合には、オン時間を維持する(S335)。パルススキップが発生しない場合も、オン時間を維持する(S335)。
(Thirty-first embodiment)
FIG. 32 is a diagram illustrating a flow of another control method of the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S331). The presence or absence of pulse skip is detected (S332). In the detection performed continuously, it is detected whether or not the pulse skip has occurred a predetermined number of times (S333). When the pulse skip occurs a predetermined number of times in the continuous detection, the ON time is decreased (S334). For example, the ON time is decreased when N pulse skips are detected in M detections that are continuously performed. M and N can be set arbitrarily. If the pulse skip does not occur a predetermined number of times, the on time is maintained (S335). Even when the pulse skip does not occur, the on-time is maintained (S335).
本実施形態においては、連続して行う検知において、パルススキップが所定回数発生する場合に、オン時間を減少させる制御を行う。パルススキップの発生の都度オン時間を調整する制御ではなく、連続して行う所定回数の検知においてパルススキップが所定回数発生した場合にのみオン時間を調整する制御とすることでオン時間の制御の頻度を減らし、回路動作を安定化させることが出来る。 In this embodiment, in the detection performed continuously, when the pulse skip occurs a predetermined number of times, control is performed to reduce the on-time. Frequency of on-time control by controlling the on-time only when a predetermined number of pulse skips occur in the continuous detection of a predetermined number of times, rather than controlling the on-time each time a pulse skip occurs And the circuit operation can be stabilized.
(第32の実施形態)
図33は、電源回路の他の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S341)。パルススキップの有無を検知する(S342)。パルススキップが無い状態が連続して発生するか否かを検知する(S343)。パルススキップ無しの状態が連続して発生する場合には、オン時間を増加させる(S344)。パルススキップ無しの状態が連続して発生しない場合にはオン時間は調整せず、現状のオン時間を維持する(S345)。パルススキップが発生する場合には、オン時間を減少させる(S346)。
(Thirty-second embodiment)
FIG. 33 is a diagram illustrating a flow of another control method of the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S341). The presence or absence of pulse skip is detected (S342). It is detected whether or not a state without pulse skip occurs continuously (S343). When the state without pulse skip occurs continuously, the ON time is increased (S344). If the state without pulse skip does not occur continuously, the on-time is not adjusted and the current on-time is maintained (S345). If pulse skip occurs, the on-time is decreased (S346).
本実施形態においては、パルススキップ無しの状態が連続して発生する場合にはオン時間を増加させる制御を行う。連続してパルススキップが無い状態が発生している場合には、そのチャンネルへの電流の供給量が不足する可能性が有る為、オン時間を長くして電流を補充することで出力電圧Voutの低下を抑えることが出来る。 In the present embodiment, control is performed to increase the on-time when a state without pulse skip occurs continuously. When there is a state in which there is no pulse skip continuously, there is a possibility that the amount of current supplied to the channel may be insufficient. Therefore, the output voltage Vout is increased by supplementing the current with a longer on-time. The decrease can be suppressed.
(第33の実施形態)
図34は、電源回路の他の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S351)。パルススキップの有無を検知する(S352)。パルススキップが無い状態の場合には、パルススキップが無い状態が連続して発生したか否かを検知する(S353)。パルススキップ無しの状態が連続して発生した場合には、オン時間を増加させる(S354)。パルススキップ無しの状態が発生しない場合にはオン時間は調整せず、現状のオン時間を維持する(S355)。
(Thirty-third embodiment)
FIG. 34 is a diagram showing a flow of another control method of the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S351). The presence or absence of pulse skip is detected (S352). If there is no pulse skip, it is detected whether a state without pulse skip has occurred continuously (S353). When the state without pulse skip occurs continuously, the ON time is increased (S354). If the state without pulse skip does not occur, the on-time is not adjusted and the current on-time is maintained (S355).
本実施形態においては、パルススキップ無しの状態が連続して発生した場合にはオン時間を増加させる制御を行う。パルススキップが無い状態が連続して発生している場合には、そのチャンネルへの電流の供給量が不足する可能性が有る為、オン時間を長くして電流を補充することで出力電圧Voutの低下を抑えることが出来る。 In the present embodiment, control is performed to increase the on-time when a state without pulse skip occurs continuously. When a state without pulse skip occurs continuously, there is a possibility that the amount of current supplied to the channel may be insufficient. Therefore, the output voltage Vout is increased by replenishing the current by extending the ON time. The decrease can be suppressed.
(第34の実施形態)
図35は、電源回路の他の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期させて、出力電圧Voutと参照電圧Vrefを比較する(S361)。パルススキップの有無を検知する(S362)。パルススキップが無い状態の場合には、パルススキップが無い状態が一定回数発生したか否かを検知する(S363)。パルススキップ無しの状態が一定回数発生した場合には、オン時間を増加させる(S364)。パルススキップ無しの状態が発生しない場合にはオン時間は調整せず、現状のオン時間を維持する(S365)。
(Thirty-fourth embodiment)
FIG. 35 is a diagram showing a flow of another control method of the power supply circuit. The output voltage Vout is compared with the reference voltage Vref in synchronization with the clock signal CLK (S361). The presence or absence of pulse skip is detected (S362). When there is no pulse skip, it is detected whether or not a state without pulse skip has occurred a certain number of times (S363). When the state without pulse skip occurs a certain number of times, the on-time is increased (S364). If the state without pulse skip does not occur, the on-time is not adjusted and the current on-time is maintained (S365).
本実施形態においては、パルススキップ無しの状態が一定回数発生した場合にはオン時間を増加させる制御を行う。パルススキップが無い状態が一定回数発生した場合には、そのチャンネルへの電流の供給量が不足する可能性が有る為、オン時間を長くして電流を補充することで出力電圧Voutの低下を抑えることが出来る。尚、パルススキップが有る場合、あるいは、パルススキップが連続、あるいは一定回数発生した場合に、オン時間を減少させる制御と組み合わせる制御を行うことも出来る。 In the present embodiment, control is performed to increase the on-time when a state without pulse skip occurs a certain number of times. When a state without pulse skip occurs a certain number of times, there is a possibility that the amount of current supplied to the channel may be insufficient. Therefore, by reducing the output voltage Vout by increasing the ON time and replenishing the current. I can do it. In addition, when there is a pulse skip, or when the pulse skip occurs continuously or occurs a certain number of times, it is possible to perform a control combined with a control for reducing the ON time.
(第35の実施形態)
図36は、第35の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、インダクタ16の一端200が、時分割で複数の出力端子(20−1〜20−n)に接続される。すなわち、各出力端子(20−1〜20−n)は、各スイッチ(19−1〜19−n)がオンの時にインダクタ16に接続される。各スイッチ(19−1〜19−n)は、供給されるスロット割当て信号(φ1〜φn)によってオン/オフが制御される。各出力端子(20−1〜20−n)は、それぞれ独立した出力電圧(Vout1〜Voutn)を夫々の負荷(図示せず)に供給する。
(Thirty-fifth embodiment)
FIG. 36 is a diagram showing the configuration of the power supply circuit of the 35th embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, one
各出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)をクロック信号CLKに同期して比較するフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)を有する。夫々のフードバックコンパレータは、出力電圧(Vout1〜Voutn)と夫々の参照電圧(Vref1〜Vrefn)の比較結果に応じた出力信号(FBCMP_out1〜FBCMP_outn)を出力し、オン時間制御回路40に供給する。
Feedback comparators (24-1 to 24-n) that compare the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn) in synchronization with the clock signal CLK are provided. Each food back comparator outputs an output signal (FBCMP_out1 to FBCMP_outn) corresponding to the comparison result between the output voltage (Vout1 to Voutn) and each reference voltage (Vref1 to Vrefn), and supplies the output signal to the on-
本実施形態の電源回路は、共通のインダクタ16に時分割で接続される複数の出力端子(20−1〜20−n)から独立した出力電圧(Vout1〜Voutn)を供給するSIMO型の電源回路を構成する。スロット割当て信号(φ1〜φn)が供給された状態における各チャンネルにおける出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref〜Vrefn)の比較結果を示す出力信号(FBCMP_out1〜FBCMP_outn)によりパルススキップの有無を検知し、既述した制御方法を用いて各チャンネルへのスロット割当て時におけるオン時間を制御する。この制御により、SIMO型の電源回路において最小Ton制御モードにより出力電圧(Vout1〜Voutn)を制御することが出来る。
The power supply circuit of this embodiment is a SIMO type power supply circuit that supplies independent output voltages (Vout1 to Voutn) from a plurality of output terminals (20-1 to 20-n) connected to a
(第36の実施形態)
図37は、第36の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、出力端子20−1の出力電圧Vout1をクロック信号CLKに同期して参照電圧Vref1と比較するフィードバックコンパレータ24−1に加え、出力電圧Vout1を高速クロック信号高速CLKに同期して参照電圧Vref1−2と比較する第2のフィードバックコンパレータ24−1−2を有する。例えば、参照電圧Vref1−2は、参照電圧Vref1より低い値に設定される。高速クロック信号高速CLKは、クロック信号CLKに対して高い周波数を有する。他の各出力端子(20−2〜20−n)にも同様に、2個のフィードバックコンパレータが接続されるが省略する。
(Thirty-sixth embodiment)
FIG. 37 is a diagram showing the configuration of the power supply circuit according to the thirty-sixth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, in addition to the feedback comparator 24-1 that compares the output voltage Vout1 of the output terminal 20-1 with the reference voltage Vref1 in synchronization with the clock signal CLK, the output voltage Vout1 is synchronized with the high-speed clock signal high-speed CLK. A second feedback comparator 24-1-2 that compares with the reference voltage Vref1-2 is included. For example, the reference voltage Vref1-2 is set to a value lower than the reference voltage Vref1. The high-speed clock signal high-speed CLK has a higher frequency than the clock signal CLK. Similarly, two feedback comparators are connected to each of the other output terminals (20-2 to 20-n), but are omitted.
本実施形態の電源回路においては、フィードバックコンパレータ24−1の出力信号FBCMP_out1を検知することにより、パルススキップの有無を検知する。高速クロック信号高速CLKが印加される第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の出力信号FBCMP_out1−2を検知することにより、出力電圧Vout1が参照電圧Vref1−2より低下したか否かを検知する。すなわち、パルススキップの有無の検知に加え、出力電圧Vout1の低下の程度を検知する。例えば、パルススキップが無い場合であっても、出力電圧Vout1が参照電圧Vref1−2より低下した場合には、オン時間を増加させてインダクタ電流Iindの供給量を増やし、出力電圧Vout1を上昇させる制御を行う。 In the power supply circuit of the present embodiment, the presence or absence of pulse skip is detected by detecting the output signal FBCMP_out1 of the feedback comparator 24-1. By detecting the output signal FBCMP_out1-2 of the second feedback comparator 24-1-2 to which the high-speed clock signal high-speed CLK is applied, it is detected whether or not the output voltage Vout1 is lower than the reference voltage Vref1-2. That is, in addition to detecting the presence or absence of pulse skip, the degree of decrease in the output voltage Vout1 is detected. For example, even when there is no pulse skipping, when the output voltage Vout1 is lower than the reference voltage Vref1-2, the on-time is increased to increase the supply amount of the inductor current Iind, thereby increasing the output voltage Vout1. I do.
本実施形態においては、パルススキップが発生しない場合で有っても出力電圧Voutの低下が大きい場合には、そのチャンネルにおけるオン時間を増加させる制御を行うことが出来る為、各チャンネルにおける負荷変動に迅速に対応することが出来る。 In this embodiment, even when pulse skip does not occur, if the output voltage Vout is greatly reduced, it is possible to perform control to increase the on-time in the channel. It can respond quickly.
(第37の実施形態)
図38は、既述した第36の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。フィードバックコンパレータ24−1の出力信号FBCMP_out1が、クロック信号CLKに同期して検知される。図38で示す場合、スロット割当て信号φ1の立上りのタイミングt363ではフィードバックコンパレータ24−1の出力信号FBCMP_out1が存在する為、パルススキップが無い状態を示す。
(Thirty-seventh embodiment)
FIG. 38 is a diagram for explaining one embodiment of the power supply circuit control method according to the thirty-sixth embodiment described above. Slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. The output signal FBCMP_out1 of the feedback comparator 24-1 is detected in synchronization with the clock signal CLK. In the case shown in FIG. 38, since the output signal FBCMP_out1 of the feedback comparator 24-1 exists at the rising timing t363 of the slot assignment signal φ1, there is no pulse skipping.
高速クロック信号高速CLKに同期して、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2により出力電圧Vout1と参照電圧Vref1−2が比較される。高速クロック信号高速CLKのタイミングt361においては、出力電圧Vout1は、参照電圧Vref1−2より低い。すなわち、出力電圧Voutの低下が生じている。この為、オン時間を増大させてオン時間をTon+αに増大させる制御を行う。 In synchronization with the high-speed clock signal high-speed CLK, the second feedback comparator 24-1-2 compares the output voltage Vout1 with the reference voltage Vref1-2. At timing t361 of the high-speed clock signal high-speed CLK, the output voltage Vout1 is lower than the reference voltage Vref1-2. That is, the output voltage Vout is reduced. For this reason, control is performed to increase the ON time to Ton + α by increasing the ON time.
本実施形態の制御方法においては、パルススキップの有無の検知に加え、出力電圧Voutの低下の状態が検知される。出力電圧Voutの低下が大きい場合、パルススキップが無い場合であってもオン時間を増大させて出力電圧Voutを高める制御を行うことにより、負荷変動に迅速に対応させることが出来る。 In the control method of the present embodiment, in addition to detecting the presence or absence of pulse skip, the state of decrease in the output voltage Vout is detected. When the decrease in the output voltage Vout is large, even when there is no pulse skipping, it is possible to respond quickly to load fluctuations by performing control to increase the on-time and increase the output voltage Vout.
(第38の実施形態)
図39は、第38の実施形態の制御方法のフローを示す図である。クロック信号CLKに同期してフィードバックコンパレータ24−1により出力電圧Vout1と参照電圧Vref1を比較する(S371)。フィードバックコンパレータ24−1の出力信号FBCMP_out1を検知して、パルススキップが生じているか否かを検知する(S372)。パルススキップが有る場合には、オン時間を減少させる(S373)。
(Thirty-eighth embodiment)
FIG. 39 is a diagram illustrating a flow of the control method according to the thirty-eighth embodiment. In synchronization with the clock signal CLK, the feedback comparator 24-1 compares the output voltage Vout1 with the reference voltage Vref1 (S371). The output signal FBCMP_out1 of the feedback comparator 24-1 is detected to detect whether or not pulse skip has occurred (S372). If there is a pulse skip, the on-time is decreased (S373).
パルススキップが無い場合には、高速クロック信号高速CLKに同期して出力電圧Vout1を参照電圧Vref1−2と比較する(S374)。出力電圧Vout1が参照電圧Vref1−2より低下しているか否かを検知する(S375)。出力電圧Vout1が参照電圧Vref1−2より低下している場合には、オン時間を増加させる(S376)。出力電圧Vout1が参照電圧Vref1−2を下回るまでの電圧低下が無い場合には、オン時間を調整せず、Tonを維持する(S377)。 If there is no pulse skip, the output voltage Vout1 is compared with the reference voltage Vref1-2 in synchronization with the high-speed clock signal high-speed CLK (S374). It is detected whether or not the output voltage Vout1 is lower than the reference voltage Vref1-2 (S375). When the output voltage Vout1 is lower than the reference voltage Vref1-2, the on-time is increased (S376). When there is no voltage drop until the output voltage Vout1 falls below the reference voltage Vref1-2, the on-time is not adjusted and Ton is maintained (S377).
本実施形態の制御方法においては、パルススキップの有無の検知に加え、出力電圧Voutの低下の状態が検知される。出力電圧Voutの低下が大きい場合、パルススキップが無い場合であってもオン時間を増大させて出力電圧Voutを高める制御を行うことにより、負荷変動に迅速に対応させることが出来る。 In the control method of the present embodiment, in addition to detecting the presence or absence of pulse skip, the state of decrease in the output voltage Vout is detected. When the decrease in the output voltage Vout is large, even when there is no pulse skipping, it is possible to respond quickly to load fluctuations by performing control to increase the on-time and increase the output voltage Vout.
(第39の実施形態)
図40は、第39の実施形態の電源回路の制御方法を説明する為の図である。本実施形態の制御方法は、例えば図1で示す様に単一チャンネルの電源回路の構成において、図37に示す電源回路の構成の様に、共通の出力端子20−1に一方の入力端子が接続され、他方の入力端子に第1の参照電圧Vrefが印加される第1のフィードバックコンパレータ24−1と、出力端子20−1に一方の入力端が接続され、他方の入力端に第2の参照電圧Vref−2が印加される第2のフィードバックコンパレータ24−1−2を備える構成によって達成される。例えば、第1の参照電圧Vrefは第2の参照電圧Vref−2よりも高い電圧に設定される。
(39th Embodiment)
FIG. 40 is a diagram for explaining the control method of the power supply circuit according to the thirty-ninth embodiment. In the control method of the present embodiment, for example, in the configuration of a single channel power supply circuit as shown in FIG. 1, one input terminal is connected to the common output terminal 20-1 as in the configuration of the power supply circuit shown in FIG. One input terminal is connected to the first feedback comparator 24-1 to which the first reference voltage Vref is applied to the other input terminal and the output terminal 20-1, and the second input terminal is connected to the second input terminal. This is achieved by a configuration including a second feedback comparator 24-1-2 to which the reference voltage Vref-2 is applied. For example, the first reference voltage Vref is set to a voltage higher than the second reference voltage Vref-2.
第1と第2のフィードバックコンパレータ(24−1、24−1−2)に供給されるクロック信号CLKの立上りのタイミング(t401〜t405)において、第1のフィードバックコンパレータ24−1により出力電圧Voutと第1の参照電圧Vrefが比較される。出力電圧Voutが第1の参照電圧Vrefよりも低い状態の時、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。図示の例の場合、各タイミング(t401〜t405)において、出力電圧Voutは第1の参照電圧Vrefよりも低い為、PMOSトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。
At the rising timing (t401 to t405) of the clock signal CLK supplied to the first and second feedback comparators (24-1, 24-1-2), the first feedback comparator 24-1 sets the output voltage Vout. The first reference voltage Vref is compared. When the output voltage Vout is lower than the first reference voltage Vref, a drive signal for driving the
クロック信号CLKの立上りのタイミング(t401、t403、t405)において、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2により出力電圧Voutと第2の参照電圧Vref−2の比較が行われる。例えば、出力電圧Voutが第2の参照電圧Vref−2より低い場合に、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outが出力される。Hレベルの出力信号FBCMP−2_outに応答してオン時間制御回路40は、オン時間をTonからTon+αに増大させる制御を行う。
At the rising timing (t401, t403, t405) of the clock signal CLK, the second feedback comparator 24-1-2 compares the output voltage Vout with the second reference voltage Vref-2. For example, when the output voltage Vout is lower than the second reference voltage Vref-2, the H-level output signal FBCMP-2_out is output. In response to the H level output signal FBCMP-2_out, the on-
クロック信号CLKの立上りのタイミング(t402、t404)においては、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2による出力電圧Voutと第2の参照電圧Vref−2との比較動作は行われない。例えば、タイミング(t402、t404)においては、クロック信号CLKを第2のフィードバックコンパレータに供給しない制御を行うことにより、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の動作を停止させることが出来る。 At the rising timing (t402, t404) of the clock signal CLK, the comparison operation between the output voltage Vout and the second reference voltage Vref-2 by the second feedback comparator 24-1-2 is not performed. For example, at the timing (t402, t404), the operation of the second feedback comparator 24-1-2 can be stopped by performing control so that the clock signal CLK is not supplied to the second feedback comparator.
クロック信号CLKのタイミングt403において、出力電圧Voutと第2の参照電圧Vref−2が比較される。出力電圧Voutが第2の参照電圧Vref−2より低い場合には、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outが出力される。オン時間制御回路40は、オン時間をTon+αからTon+2αに増大させる制御を行う。
At timing t403 of the clock signal CLK, the output voltage Vout and the second reference voltage Vref-2 are compared. When the output voltage Vout is lower than the second reference voltage Vref-2, an H-level output signal FBCMP-2_out is output. The on-
本実施形態の電源回路の制御方法においては、共通の出力端子に一方の入力端子が接続される2個のフィードバックコンパレータを設け、一方のフィードバックコンパレータの出力信号によりPMOSスイッチングトランジスタ12に駆動信号を供給するか否かの判断を行い、例えば、低い方の第2の参照電圧と出力電圧Voutを比較する第2のフィードバックコンパレータの出力信号により、オン時間を調整する制御を行う。オン時間の調整を行う為の第2のフィードバックコンパレータの動作を、クロック信号CLKの毎回の立上りに同期した動作ではなく、例えば、2回に1回の比較動作とすることにより、フィードバックコンパレータの消費電力を削減することが出来る。また、オン時間の制御の回数を減らすことにより、回路動作を安定化させることが出来る。
In the power supply circuit control method of this embodiment, two feedback comparators having one input terminal connected to a common output terminal are provided, and a drive signal is supplied to the
(第40の実施形態)
図41は、第40の実施形態の電源回路の制御方法を説明する為の図である。本実施形態の制御方法は、例えば図1で示す様に単一チャンネルの電源回路の構成において、出力端子20に一方の入力端子が接続され、他方の入力端子に第1の参照電圧Vrefと第2の参照電圧Vref−2が切り替えられて供給されるフィードバックコンパレータ24を備える構成によって達成される。例えば、第2の参照電圧Vref−2は第1の参照電圧Vrefよりも低い電圧に設定される。
(40th embodiment)
FIG. 41 is a diagram for explaining the control method for the power supply circuit according to the fortieth embodiment. In the control method of this embodiment, for example, as shown in FIG. 1, in the configuration of a single-channel power supply circuit, one input terminal is connected to the
フィードバックコンパレータ24に供給される高速クロック信号高速CLKの一つ置きの立上りのタイミング(t411、t413、t415、t417)において、フィードバックコンパレータ24により出力電圧Voutと第1の参照電圧Vrefが比較される。出力電圧Voutが第1の参照電圧Vrefよりも低い状態の時、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。図示の例の場合、各タイミング(t411、t413、t415、t417)において、出力電圧Voutは第1の参照電圧Vrefよりも低い為、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。
At every other rising timing (t411, t413, t415, t417) of the high-speed clock signal high-speed CLK supplied to the
高速クロック信号高速CLKの他の一つ置きの立上りのタイミング(t412、t414、t416)で、フィードバックコンパレータ24に供給される参照電圧を第1の参照電圧Vrefから第2の参照電圧Vre−2に切替えて、出力電圧Voutと第2の参照電圧Vref−2を比較する。例えば、高速クロック信号高速CLKのタイミングt412の様に、出力電圧Voutが第2の参照電圧Vref−2より低い場合には、Hレベルの出力信号FBCMP_outが出力される。オン時間制御回路40は、Hレベルの出力信号FBCMP_outに応答してオン時間をTonからTon+αに増大させる制御を行う。
At every other rising timing (t412, t414, t416) of the high-speed clock signal high-speed CLK, the reference voltage supplied to the
本実施形態の電源回路の制御方法においては、高速クロック信号高速CLKが供給される1個のフィードバックコンパレータ24に供給する参照電圧を一つ置きに第1の参照電圧Vrefと第2の参照電圧Vref−2に切替え、第1の参照電圧Vrefと出力電圧Voutとの比較によりPMOSスイッチングトランジスタ12に駆動信号を供給するか否かの判断を行い、第2の参照電圧Vref−2と出力電圧Voutとの比較によりオン時間の制御を行うことが出来る。一つのフィードバックコンパレータを共有する構成とすることでフィードバックコンパレータの個数の削減が出来る為、消費電力の削減が出来る。
In the control method of the power supply circuit according to the present embodiment, every other reference voltage supplied to one
(第41の実施形態)
図42は、第41の実施形態の電源回路の制御方法を説明する為の図である。本実施形態の制御方法は、例えば図1で示す様に単一チャンネルの電源回路の構成において、図37に示す電源回路の構成の様に、共通の出力端子20−1に一方の入力端子が接続され、他方の入力端子に参照電圧Vrefが印加される第1のフィードバックコンパレータ24−1と、出力端子20−1に一方の入力端が接続され、他方の入力端に参照電圧Vrefが印加される第2のフィードバックコンパレータ24−1−2を備える構成によって達成される。第1のフィードバックコンパレータ24−1はクロック信号CLKに同期して動作し、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2は、クロック信号CLKに対して遅延した遅延クロック信号CLK_dlyに同期して動作する。
(41st embodiment)
FIG. 42 is a diagram for explaining the control method for the power supply circuit according to the forty-first embodiment. In the control method of the present embodiment, for example, in the configuration of a single channel power supply circuit as shown in FIG. 1, one input terminal is connected to the common output terminal 20-1 as in the configuration of the power supply circuit shown in FIG. The first feedback comparator 24-1 connected to the other input terminal and the reference voltage Vref applied to the other input terminal, one input terminal connected to the output terminal 20-1, and the reference voltage Vref applied to the other input terminal. This is achieved by a configuration including the second feedback comparator 24-1-2. The first feedback comparator 24-1 operates in synchronization with the clock signal CLK, and the second feedback comparator 24-1-2 operates in synchronization with the delayed clock signal CLK_dly delayed with respect to the clock signal CLK.
第1のフィードバックコンパレータ24−1に供給されるクロック信号CLKの立上りのタイミング(t421、t423、t425、t427)において、第1のフィードバックコンパレータ24−1により出力電圧Voutと参照電圧Vrefが比較される。出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも低い状態の時、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。図示の例の場合、各タイミング(t421、t423、t425、t427)において、出力電圧Voutは参照電圧Vrefよりも低い為、PMOSトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。
At the rising timing (t421, t423, t425, t427) of the clock signal CLK supplied to the first feedback comparator 24-1, the output voltage Vout and the reference voltage Vref are compared by the first feedback comparator 24-1. . When the output voltage Vout is lower than the reference voltage Vref, a drive signal for driving the
遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミング(t422、t424、t426)において、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2により出力電圧Voutと参照電圧Vrefが比較される。出力電圧Voutが遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングにおいて参照電圧Vrefより低い場合には、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outが第2のフィードバックコンパレータ24−1−2から出力され、オン時間制御回路40は、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outに応答してオン時間を増大させる制御を行う。例えば、遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングt422において、出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも低いため、オン時間をTonからTon+αに増大させる制御が行われる。また、遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングt424において、出力電圧Voutが参照電圧よりも低い為、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outが第2のフィードバックコンパレータ24−1−2から出力され、オン時間制御回路40は、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outに応答してオン時間を、Ton+2αに増大させる。
At the rising timing (t422, t424, t426) of the delayed clock signal CLK_dly, the second feedback comparator 24-1-2 compares the output voltage Vout with the reference voltage Vref. When the output voltage Vout is lower than the reference voltage Vref at the rising timing of the delayed clock signal CLK_dly, the H-level output signal FBCMP-2_out is output from the second feedback comparator 24-1-2, and the on-
本実施形態の電源回路の制御方法においては、共通の出力端子に接続される2個のフィードバックコンパレータを設け、クロック信号CLKに同期して動作する第1のフィードバックコンパレータ24−1の出力信号によりPMOSスイッチングトランジスタ12に駆動信号を供給するか否かの判断を行い、第1のフィードバックコンパレータ24−1に供給されるクロック信号CLKに対して遅延した遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングで参照電圧Vrefと出力電圧Voutを比較し、出力電圧Voutの減少の程度を検知してオン時間を調整する制御を行うことが出来る。尚、オン時間の調整を行う為の第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の動作を、遅延クロック信号CLK_dlyの毎回の立上りに同期した動作ではなく、例えば、遅延クロック信号CLK_dlyの2回に1回の頻度で比較動作をすることにより、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の消費電力を削減することが出来る。また、オン時間の制御の回数を減らすことにより、回路動作を安定化させることが出来る。
In the control method of the power supply circuit of the present embodiment, two feedback comparators connected to a common output terminal are provided, and the PMOS is generated by the output signal of the first feedback comparator 24-1 operating in synchronization with the clock signal CLK. It is determined whether or not to supply a drive signal to the switching
(第42の実施形態)
図43は、第42の実施形態の電源回路の制御方法を説明する為の図である。本実施形態の制御方法は、例えば図1で示す様に単一チャンネルの電源回路の構成において、図37に示す電源回路の構成の様に、共通の出力端子20−1に一方の入力端子が接続され、他方の入力端子に参照電圧Vrefが印加される第1のフィードバックコンパレータ24−1と、出力端子20−1に一方の入力端が接続され、他方の入力端に第2の参照電圧Vref−2が印加される第2のフィードバックコンパレータ24−1−2を備える構成によって達成される。例えば、第2の参照電圧Vref−2は第1の参照電圧Vrefよりも低い電圧に設定される。第1のフィードバックコンパレータ24−1はクロック信号CLKに同期して動作し、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2は、クロック信号CLKに対して遅延した遅延クロック信号CLK_dlyに同期して動作する。
(Forty-second embodiment)
FIG. 43 is a diagram for explaining the control method of the power supply circuit according to the forty-second embodiment. In the control method of the present embodiment, for example, in the configuration of a single channel power supply circuit as shown in FIG. 1, one input terminal is connected to the common output terminal 20-1 as in the configuration of the power supply circuit shown in FIG. A first feedback comparator 24-1 to which the reference voltage Vref is applied to the other input terminal, one input terminal connected to the output terminal 20-1, and a second reference voltage Vref to the other input terminal. -2 is achieved by a configuration including a second feedback comparator 24-1-2. For example, the second reference voltage Vref-2 is set to a voltage lower than the first reference voltage Vref. The first feedback comparator 24-1 operates in synchronization with the clock signal CLK, and the second feedback comparator 24-1-2 operates in synchronization with the delayed clock signal CLK_dly delayed with respect to the clock signal CLK.
第1のフィードバックコンパレータ24−1に供給されるクロック信号CLKの立上りのタイミング(t431、t433、t435、t437)において、第1のフィードバックコンパレータ24−1により出力電圧Voutと参照電圧Vrefが比較される。出力電圧Voutが参照電圧Vrefよりも低い状態の時、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。図示の例の場合、各タイミング(t431、t433、t435、t437)において、出力電圧Voutは参照電圧Vrefよりも低い為、PMOSスイッチングトランジスタ12を駆動する駆動信号が生成される。
At the rising timing (t431, t433, t435, t437) of the clock signal CLK supplied to the first feedback comparator 24-1, the first feedback comparator 24-1 compares the output voltage Vout with the reference voltage Vref. . When the output voltage Vout is lower than the reference voltage Vref, a drive signal for driving the
遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミング(t432、t434、t436)において、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2により出力電圧Voutと第2の参照電圧Vref−2が比較される。出力電圧Voutが遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングにおいて第2の参照電圧Vref−2より低い場合には、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outが第2のフィードバックコンパレータ24−1−2から出力され、オン時間制御回路40は、Hレベルの出力信号FBCMP−2_outに応答してオン時間を増大させる制御を行う。例えば、遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングt432において、出力電圧Voutが第2の参照電圧Vref−2よりも低いため、オン時間をTonからTon+αに増大させる制御が行われる。遅延クロック信号CLK_dlyの立上りのタイミングt434とt436においては、出力電圧Voutが第2の参照電圧Vref−2よりも高い為、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2からはHレベルの信号が出力されない為、オン時間は、Ton+αに維持される。
At the rising timing (t432, t434, t436) of the delayed clock signal CLK_dly, the second feedback comparator 24-1-2 compares the output voltage Vout with the second reference voltage Vref-2. When the output voltage Vout is lower than the second reference voltage Vref-2 at the rising timing of the delayed clock signal CLK_dly, the H-level output signal FBCMP-2_out is output from the second feedback comparator 24-1-2, The on-
本実施形態の電源回路の制御方法においては、共通の出力端子に接続される2個のフィードバックコンパレータを設ける。クロック信号CLKに同期して動作する第1のフィードバックコンパレータ24−1の出力信号によりPMOSスイッチングトランジスタ12に駆動信号を供給するか否かの判断を行い、第1のフィードバックコンパレータ24−1に供給されるクロック信号CLKに対して遅延した遅延クロック信号CLK_dlyのタイミングで第1の参照電圧Vrefよりも低い第2の参照電圧Vref−2と出力電圧Voutを比較し、出力電圧Voutの減少の程度を検知して、オン時間を調整する制御を行うことが出来る。尚、オン時間の調整を行う為の第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の動作を、遅延クロック信号CLK_dlyの毎回の立上りに同期した動作ではなく、例えば、遅延クロック信号CLK_dlyの2回に1回の頻度で比較動作を行う制御とすることにより、第2のフィードバックコンパレータ24−1−2の消費電力を削減することが出来る。また、オン時間の制御の回数を減らすことにより、回路動作を安定化させることが出来る。
In the control method for the power supply circuit of the present embodiment, two feedback comparators connected to a common output terminal are provided. It is determined whether or not a drive signal is supplied to the
尚、図40乃至43を用いて説明した実施形態は、出力端子を複数備えたSIMO型電源回路に適用することも出来る。 The embodiment described with reference to FIGS. 40 to 43 can also be applied to a SIMO type power supply circuit having a plurality of output terminals.
(第43の実施形態)
図44は、第43の実施形態の電源回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には、同一の符号を付している。本実施形態においては、オン時間制御回路40は、チャンネル選択回路44を有する。チャンネル選択回路44は、出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧Vrefの比較動作を行うチャンネルを任意に選択する。
(43rd embodiment)
FIG. 44 is a diagram showing the configuration of the power supply circuit of the forty-third embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the on-
本実施形態においては、フィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)による出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)との比較によってパルススキップの有無を検知する動作に加えて、任意に選択したチャンネルの出力電圧(Vout1〜Voutn)と参照電圧(Vref1〜Vrefn)とを任意のタイミングでフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)を用いて比較することが出来る。すなわち、選択したチャンネルにおけるパルススキップの有無と出力電圧(Vout1〜Voutn)の低下の状態を検知する動作を併行して行う構成を有する。これにより、パルススキップの有無によるオン時間制御に加え、出力電圧(Vout1〜Voutn)の低下を検知した場合にそのチャンネルにおけるオン時間を調整する動作を第2のフィードバックコンパレータ(24−1−2)を追加することなくフィードバックコンパレータ(24−1〜24−n)を用いて行うことが出来る。 In the present embodiment, in addition to the operation of detecting the presence or absence of pulse skip by comparing the output voltages (Vout1 to Voutn) and the reference voltages (Vref1 to Vrefn) by the feedback comparators (24-1 to 24-n), any The output voltages (Vout1 to Voutn) of the selected channels and the reference voltages (Vref1 to Vrefn) can be compared using the feedback comparators (24-1 to 24-n) at an arbitrary timing. That is, there is a configuration in which the operation of detecting the presence or absence of pulse skipping in the selected channel and the state of decrease in the output voltage (Vout1 to Voutn) is performed in parallel. Thus, in addition to the on-time control based on the presence / absence of pulse skip, the second feedback comparator (24-1-2) adjusts the on-time in the channel when a decrease in the output voltage (Vout1 to Voutn) is detected. Without using the feedback comparator (24-1 to 24-n).
(第44の実施形態)
図45は、既述した第44の実施形態の電源回路の制御方法の一つの実施形態を説明する為の図である。本実施形態においては、クロック信号CLKからスロット割当て信号(φ1、φ2)が生成される。チャンネル1へのスロット割当てのタイミングt391とt393でフィードバックコンパレータ24−1により出力電圧Vout1と参照電圧Vrfef1との比較が行われ、パルススキップの有無が検知される。出力電圧Vout1が参照電圧Vref1より低下している場合にはフィードバックコンパレータ24−1からHighレベルの出力信号FBCMP_out1が出力され、パルススキップが検知される。パルススキップが検知されるとオン時間を増大させる制御が行われる。
(44th Embodiment)
FIG. 45 is a diagram for explaining one embodiment of the power circuit control method of the forty-fourth embodiment described above. In the present embodiment, slot assignment signals (φ1, φ2) are generated from the clock signal CLK. The feedback comparator 24-1 compares the output voltage Vout1 with the reference voltage Vrfef1 at the timings t391 and t393 for assigning the slot to the
本実施形態の制御方法においては、チャンネル1へのスロットの割当てのタイミング、すなわち、スロット割当て信号φ1が供給されていないタイミングt392において出力電圧Vout1を参照電圧Vref1と比較する動作を行う。この比較動作においてフィードバックコンパレータ24−1の出力信号FBCMP_out1が検出された場合には、オン時間を増大させる制御を行う。すなわち、パルススキップの有無によるオン時間の制御に加え、出力電圧Voutの低下を検知してオン時間の調整を行う制御をフィードバックコンパレータ24−1を用いて行うことが可能となる。どのスロット割当てのタイミングで出力電圧Voutの低下を検知するかは、例えばチャンネル選択回路44で任意に選択する構成とすることが出来る。
In the control method of this embodiment, the operation of comparing the output voltage Vout1 with the reference voltage Vref1 is performed at the timing of slot allocation to the
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 入力端子、12 PMOSスイッチングトランジスタ、13 出力ノード、14 NMOSスイッチングトランジスタ、22 比較回路、24 フィードバックコンパレータ、30 駆動回路、32 パルス生成回路、34 駆動回路、40 オン時間制御回路、41 パルススキップ検出回路、42 DCM/CCM検知回路。
10 input terminal, 12 PMOS switching transistor, 13 output node, 14 NMOS switching transistor, 22 comparison circuit, 24 feedback comparator, 30 drive circuit, 32 pulse generation circuit, 34 drive circuit, 40 on-time control circuit, 41 pulse
Claims (18)
前記インダクタを流れる電流の状態に応じた出力信号を出力する検知回路、または、前記出力端子の電圧が所定の参照電圧よりも高いか低いかに応じた出力信号を出力する比較回路の少なくとも一方と、
所定のタイミングにおける前記検知回路または前記比較回路の出力信号に応じて前記スイッチングトランジスタのオン時間を制御する制御回路と
を具備することを特徴とする電源回路。 An output terminal connected to the capacitor by turning on a switching transistor connected between an input terminal to which an input voltage is applied and an output node to supply current to the capacitor connected to the output node via an inductor A power supply circuit for obtaining an output voltage from the power supply circuit,
At least one of a detection circuit that outputs an output signal according to a state of a current flowing through the inductor, or a comparison circuit that outputs an output signal according to whether the voltage of the output terminal is higher or lower than a predetermined reference voltage;
A power supply circuit comprising: a control circuit that controls an on-time of the switching transistor in accordance with an output signal of the detection circuit or the comparison circuit at a predetermined timing.
前記インダクタに流れる電流の変化を所定のタイミングで検知し、その検知結果に応じて前記スイッチングトランジスタのオン時間を調整することを特徴とする電源回路の制御方法。 The switching transistor connected between the input terminal to which the input voltage is applied and the output node is turned on, current is supplied to the capacitor connected to the switching transistor via the inductor, and the output connected to the capacitor A method for controlling a power supply circuit that obtains an output voltage from a terminal, the method for controlling the power supply circuit comprising:
A method for controlling a power supply circuit, comprising: detecting a change in a current flowing through the inductor at a predetermined timing; and adjusting an ON time of the switching transistor according to a detection result.
クロック信号に同期して前記出力電圧と所定の参照電圧を比較し、前記出力電圧と前記所定の参照電圧の比較結果に応じて前記スイッチングトランジスタのオン時間を調整することを特徴とする電源回路の制御方法。 The switching transistor connected between the input terminal to which the input voltage is applied and the output node is turned on, current is supplied to the capacitor connected to the switching transistor via the inductor, and the output connected to the capacitor A method for controlling a power supply circuit that obtains an output voltage from a terminal, the method for controlling the power supply circuit comprising:
A power supply circuit comprising: comparing the output voltage with a predetermined reference voltage in synchronization with a clock signal; and adjusting an ON time of the switching transistor according to a comparison result between the output voltage and the predetermined reference voltage. Control method.
前記インダクタに接続されていない出力端子の出力電圧が前記所定の参照電圧よりも低い場合には、次に供給されるスロット割当て信号によって前記出力端子が前記インダクタに接続される状態になった時における前記スイッチングトランジスタのオン時間を増大させる制御を行うことを特徴とする請求項15から17のいずれか一項に記載の電源回路の制御方法。 Compare the output voltage of the output terminal not connected to the inductor with the predetermined reference voltage,
When the output voltage of the output terminal not connected to the inductor is lower than the predetermined reference voltage, the output terminal is connected to the inductor by the slot assignment signal supplied next. 18. The method for controlling a power supply circuit according to claim 15, wherein control is performed to increase an on time of the switching transistor.
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