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JP6233954B2 - Switching power supply - Google Patents

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JP6233954B2 JP2013137766A JP2013137766A JP6233954B2 JP 6233954 B2 JP6233954 B2 JP 6233954B2 JP 2013137766 A JP2013137766 A JP 2013137766A JP 2013137766 A JP2013137766 A JP 2013137766A JP 6233954 B2 JP6233954 B2 JP 6233954B2
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Description

本発明は、パワートランジスタの効率を高めたスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device in which the efficiency of a power transistor is increased.

スイッチング電源装置は、パワートランジスタにPMOSトランジスタを使用する降圧型のものでは、図8に示すように構成される。10CはICで構成されるスイッチング電源回路本体であり、入力電圧VINの入力端子11、出力端子12、接地端子13、および帰還端子14を備える。15は制御回路であり、帰還端子14に入力する帰還電圧VFBに応じたPWM(パルス幅変調)信号を生成する。16はPchドライバ回路であり、制御回路15から入力するPWM信号に基づいてパワートランジスタであるPMOSトランジスタMP1をオン/オフ駆動する。17HはPchドライバ16に駆動電圧VDRVを供給するドライバレギュレータである。出力端子12にはダイオードD1のカソードとインダクタL1の一端が接続される。インダクタL1の他端には、出力コンデンサC1と出力電圧VOUT検出用の抵抗RB1,RB2が並列接続される。   The switching power supply device is configured as shown in FIG. 8 in a step-down type using a PMOS transistor as a power transistor. Reference numeral 10C denotes a switching power supply circuit body composed of an IC, which includes an input terminal 11, an output terminal 12, a ground terminal 13, and a feedback terminal 14 for an input voltage VIN. A control circuit 15 generates a PWM (pulse width modulation) signal corresponding to the feedback voltage VFB input to the feedback terminal 14. Reference numeral 16 denotes a Pch driver circuit which drives the PMOS transistor MP1 which is a power transistor on / off based on a PWM signal input from the control circuit 15. Reference numeral 17H denotes a driver regulator that supplies the drive voltage VDRV to the Pch driver 16. The output terminal 12 is connected to the cathode of the diode D1 and one end of the inductor L1. The other end of the inductor L1 is connected in parallel with an output capacitor C1 and resistors RB1 and RB2 for detecting the output voltage VOUT.

このスイッチング電源装置は、パワートランジスタMP1がオンしたときに、入力電圧VINによって流れる電流によりインダクタL1にエネルギーを蓄積するとともに出力コンデンサC1に電荷を蓄積する。また、パワートランジスタMP1がオフしたときに、インダクタL1に発生する逆起電力をダイオードD1で整流して出力コンデンサC1に蓄積する。これらを繰り返すことにより出力電圧VOUTを生成して、負荷に供給する。   In the switching power supply device, when the power transistor MP1 is turned on, energy is stored in the inductor L1 and electric charge is stored in the output capacitor C1 by the current flowing by the input voltage VIN. Further, when the power transistor MP1 is turned off, the back electromotive force generated in the inductor L1 is rectified by the diode D1 and stored in the output capacitor C1. By repeating these steps, an output voltage VOUT is generated and supplied to the load.

出力電圧VOUTは、抵抗RB1,RB2によって分圧された帰還電圧VFBに変換され、制御回路15に取り込まれる。制御回路15は、取り込んだ帰還電圧VFBと内部に設定した出力基準電圧(図示せず)との誤差をオペアンプによって増幅し、これによって得られた誤差電圧を発振器で生成される三角波電圧とコンパレータで比較してPWM信号を生成する。Pchドライバ16は、そのPWM信号を増幅してパワートランジスタMP1のオン/オフを駆動する。このようにしてパワートランジスタMP1のオン/オフがPWM信号によって制御されることで、出力電圧VOUTが前記した基準電圧に対応した一定電圧となるように制御される。   The output voltage VOUT is converted into a feedback voltage VFB divided by the resistors RB1 and RB2, and is taken into the control circuit 15. The control circuit 15 amplifies an error between the fetched feedback voltage VFB and an internally set output reference voltage (not shown) by an operational amplifier, and the obtained error voltage is generated by a triangular wave voltage generated by an oscillator and a comparator. The PWM signal is generated by comparison. The Pch driver 16 amplifies the PWM signal to drive on / off of the power transistor MP1. In this way, the on / off of the power transistor MP1 is controlled by the PWM signal, so that the output voltage VOUT is controlled to be a constant voltage corresponding to the above-described reference voltage.

ところで、スイッチング電源回路におけるパワートランジスタMP1のゲート損失PGは、
PG=QG・VGS
=CGS・VGS2・FS (1)
で表される(例えば、非特許文献1参照)。QGはゲート入力電荷(C)、CGSはゲート・ソース間容量(F)、VGSはゲート・ソース間電圧(V)、FSはスイッチング周波数(Hz)である。
By the way, the gate loss PG of the power transistor MP1 in the switching power supply circuit is
PG = QG ・ VGS
= CGS ・ VGS 2・ FS (1)
(For example, refer nonpatent literature 1). QG is a gate input charge (C), CGS is a gate-source capacitance (F), VGS is a gate-source voltage (V), and FS is a switching frequency (Hz).

稲葉保著、「パワーMOSFET活用の基礎と実際」、41頁、CQ出版社、2010年2月1日発行Yasuo Inaba, “Basics and Practice of Power MOSFET Utilization”, 41 pages, CQ Publisher, published February 1, 2010

以上のように、パワートランジスタは、ゲート・ソース間電圧VGSの二乗に比例してゲート損失が増大し、スイッチング電源回路の負荷電流が少ないときの損失は顕著となる。   As described above, in the power transistor, the gate loss increases in proportion to the square of the gate-source voltage VGS, and the loss is significant when the load current of the switching power supply circuit is small.

本発明の目的は、負荷電流に応じてパワートランジスタを駆動する電圧のレベルを変化させることにより、ゲート損失を低減し、パワートランジスタの効率を大幅に改善できるようにしたスイッチング電源装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switching power supply device that can reduce the gate loss and greatly improve the efficiency of the power transistor by changing the voltage level for driving the power transistor in accordance with the load current. It is.

上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明のスイッチング電源装置は、電源からインダクタにエネルギーを蓄積するようオンしているパワートランジスタに直接流れる負荷電流を検出する電流検出手段を有し、該電流検出手段で検出された前記負荷電流の値に応じて前記パワートランジスタをオンさせる駆動電圧のレベルを設定するスイッチング電源装置において、前記電流検出手段で検出した電流に比例した電流を生成する比例電流生成手段と、該比例電流生成手段で生成された電流に対応する電圧を前記パワートランジスタのオフ直前にサンプルホールドする基準電圧変更手段とを備え、該基準電圧変更手段でサンプルホールドされた電圧に対応して基準電圧が変更されて前記駆動電圧のレベルが決められるようにしたことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のスイッチング電源装置において、前記基準電圧変更手段は、前記基準電圧を発生する抵抗素子に接続されたトランジスタに対して前記サンプルホールドされた電流に対応する電流を流すことで前記基準電圧を変更することを特徴とする。

In order to achieve the above object, the switching power supply device of the invention according to claim 1 includes current detection means for detecting a load current flowing directly to a power transistor that is turned on so as to store energy from the power supply to the inductor, In a switching power supply device that sets a drive voltage level for turning on the power transistor according to the value of the load current detected by the current detection means, a proportionality that generates a current proportional to the current detected by the current detection means Current generating means; and reference voltage changing means for sampling and holding a voltage corresponding to the current generated by the proportional current generating means immediately before the power transistor is turned off. The voltage sampled and held by the reference voltage changing means Correspondingly, the level of the drive voltage can be determined by changing the reference voltage. To.
According to a second aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first aspect, the reference voltage changing unit corresponds to the current sampled and held with respect to a transistor connected to a resistance element that generates the reference voltage. The reference voltage is changed by flowing a current to be applied.

本発明によれば、負荷電流の大きさに応じてパワートランジスタの駆動電圧のレベルが変化するので、パワートランジスタの効率を改善できる。特に大容量スイッチング電源装置用のゲート入力電荷の大きなパワートランジスタを利用した場合に効果的である。また、PFM(パルス周波数変調)制御に切り替えるなど制御方法を変更することなくPWM制御のままで効率を改善することができる。   According to the present invention, since the level of the drive voltage of the power transistor changes according to the magnitude of the load current, the efficiency of the power transistor can be improved. This is particularly effective when a power transistor having a large gate input charge for a large-capacity switching power supply device is used. Further, the efficiency can be improved while maintaining the PWM control without changing the control method such as switching to PFM (pulse frequency modulation) control.

パワートランジスタにPMOSトランジスタを使用した本発明の実施例1の降圧型のスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a step-down switching power supply device according to a first embodiment of the present invention that uses a PMOS transistor as a power transistor. FIG. 実施例1のスイッチング電源装置において電圧監視回路の部分を具体化したスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply device that embodies a voltage monitoring circuit portion in the switching power supply device according to Embodiment 1; FIG. 実施例1のスイッチング電源装置において電圧監視回路の部分を具体化した別の例のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply of another example which actualized the part of the voltage monitoring circuit in the switching power supply of Example 1. 実施例1のスイッチング電源装置の電流検出回路と電流/電圧変換回路を具体化した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram embodying a current detection circuit and a current / voltage conversion circuit of the switching power supply device according to the first embodiment. 実施例1のスイッチング電源装置の電流検出回路と電流/電圧変換回路を具体化した別の例の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of another example in which the current detection circuit and the current / voltage conversion circuit of the switching power supply device according to the first embodiment are embodied. 実施例1のスイッチング電源装置のドライバレギュレータを具体化した回路図である。It is the circuit diagram which actualized the driver regulator of the switching power supply device of Example 1. FIG. 実施例1のスイッチング電源装置のドライバレギュレータを具体化した別の例の回路図である。It is a circuit diagram of another example which actualized the driver regulator of the switching power supply of Example 1. 実施例1のスイッチング電源装置のドライバレギュレータを具体化した別の例の回路図である。It is a circuit diagram of another example which actualized the driver regulator of the switching power supply of Example 1. 実施例1のスイッチング電源装置のドライバレギュレータを具体化した別の例の回路図である。It is a circuit diagram of another example which actualized the driver regulator of the switching power supply of Example 1. パワートランジスタにPMOSトランジスタを使用した本発明の実施例2のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply device of Example 2 of the present invention using a PMOS transistor as a power transistor. 実施例2のスイッチング電源装置の電流監視回路とドライバレギュレータを具体化した回路図である。It is the circuit diagram which actualized the current monitoring circuit and driver regulator of the switching power supply device of Example 2. NMOSトランジスタを使用した本発明の実施例3の昇圧型のスイッチング電源装置に適用するドライバレギュレータの具体的回路図である。It is a specific circuit diagram of the driver regulator applied to the step-up type switching power supply device according to the third embodiment of the present invention that uses NMOS transistors. 実施例3のスイッチング電源装置のドライバレギュレータの別の例の具体的回路図である。FIG. 12 is a specific circuit diagram of another example of the driver regulator of the switching power supply device according to the third embodiment. パワートランジスタにPMOSトランジスタを使用した従来の降圧型のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of a conventional step-down switching power supply device using a PMOS transistor as a power transistor.

<実施例1>
図1に本発明の実施例1の降圧型のスイッチング電源装置の構成を示す。図8で説明したものと同じもにには同じ符号を付けて詳しい説明は省略する。17はPchドライバ16に可変の駆動電圧VDRVを供給するためのドライバレギュレータである。このドライバレギュレータ17から出力する電圧VDRVの値は、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流を検出する電流検出回路18によって検出された電流値を電流監視回路19によってモニタした結果に応じて設定される。
<Example 1>
FIG. 1 shows a configuration of a step-down switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. The same components as those described in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Reference numeral 17 denotes a driver regulator for supplying a variable drive voltage VDRV to the Pch driver 16. The value of the voltage VDRV output from the driver regulator 17 is set according to the result of monitoring the current value detected by the current detection circuit 18 that detects the load current flowing through the power transistor MP1 by the current monitoring circuit 19.

これによって、負荷電流が大きくなれば電圧VDRVは低く制御され、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが大きくなる。逆に、負荷電流が小さくなれば電圧VDRVは高く制御され、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さくなる。このように、負荷電流に応じてパワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが制御されることで、そのパワートランジスタMP1のゲート損失が低減される。   As a result, when the load current increases, the voltage VDRV is controlled to be low, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 increases. Conversely, when the load current is reduced, the voltage VDRV is controlled to be high, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is reduced. Thus, the gate loss of the power transistor MP1 is reduced by controlling the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 according to the load current.

図2Aに図1の電流監視回路19を具体化した電流監視回路19Aを有するスイッチング電源装置の構成を示す。電流監視回路19Aは、電流検出回路18で検出された電流を電圧に変換する電流/電圧変換回路191と、その電流/電圧変換回路191の出力電圧V1を、互いに異なるn個(nは2以上の正の整数)の基準電圧Vref11〜Vref1n(Vref11<Vref12<・・・<Vref1n)と比較することで、入力する電圧V1の大きさを判定するウインドコンパレータ192と、そのウインドコンパレータ192のn個の出力信号をパワートランジスタMP1のオフ時間も制御回路15からのクロックCLKによって保持し、信号P1〜Pnとして出力するラッチ回路LT1〜LTnとを備える。   FIG. 2A shows a configuration of a switching power supply apparatus having a current monitoring circuit 19A that embodies the current monitoring circuit 19 of FIG. The current monitoring circuit 19A includes a current / voltage conversion circuit 191 that converts the current detected by the current detection circuit 18 into a voltage, and n output voltages V1 of the current / voltage conversion circuit 191 (n is 2 or more). A window comparator 192 that determines the magnitude of the input voltage V1 by comparing with reference voltages Vref11 to Vref1n (Vref11 <Vref12 <... <Vref1n) and n of the window comparators 192. Are held by the clock CLK from the control circuit 15 and output as signals P1 to Pn, and latch circuits LT1 to LTn are provided.

この電圧監視回路19Aは、電流/電圧変換回路191の出力電圧V1が、例えばVref11≦V1<Vref12であれば、最下位のラッチLT1の出力P1が“H”になり、残りのラッチLT2〜LTnの出力P2〜Pnは“L”となる。また、Vref12≦V1<Vref13の範囲にあれば、2番目のラッチLT2が出力P2が“H”なり、残りのラッチLT1,LT3〜LTnの出力P1,P3〜Pnは“L”となる。つまり、V1<Vref11は、負荷電流が零として検出せず、Vref11以上を示した電圧V1に対応した1個のラッチのみが、パワートランジスタMP1がオフであっても出力を“H”にして保持する。これにより、ドライバレギュレータ17Aの出力する駆動電圧VDRVは、電圧監視回路19Aの出力の数nに応じて多値(n値)で可変される。   In the voltage monitoring circuit 19A, if the output voltage V1 of the current / voltage conversion circuit 191 is, for example, Vref11 ≦ V1 <Vref12, the output P1 of the lowest latch LT1 becomes “H”, and the remaining latches LT2 to LTn The outputs P2 to Pn are “L”. If Vref12 ≦ V1 <Vref13, the output P2 of the second latch LT2 is “H”, and the outputs P1, P3 to Pn of the remaining latches LT1, LT3 to LTn are “L”. That is, V1 <Vref11 does not detect that the load current is zero, and only one latch corresponding to the voltage V1 indicating Vref11 or higher holds the output “H” even when the power transistor MP1 is off. To do. As a result, the drive voltage VDRV output from the driver regulator 17A is varied in multiple values (n values) according to the number n of outputs from the voltage monitoring circuit 19A.

図2Bに図1の電流監視回路19を具体化した別の例の電流監視回路19Bを有するスイッチング電源装置の構成を示す。図2Aの電圧監視回路19Aと異なるところは、ウインドコンパレータ192を、n個の個別のコンパレータCP1〜CPnに置き換えた点である。これによって、電圧監視回路19Bは、サーモメータ信号を出力する。例えばVref13≦V1<Vref14の範囲にあれば、コンパレータCP1〜CP3の出力が“H”となり、残りのコンパレータCP4〜CPnの出力が“L”となる。このサーモメータ信号はラッチ回路LT1〜LTnによってパワートランジスタMP1がオフであっても保持され、信号Q1〜Qnとして、ドライバレギュレータ17Bに入力する。これにより、ドライバレギュレータ17B(又は17C,17D)の出力する駆動電圧VDRVは、電圧監視回路19Bの出力の数nに応じて多値(n値)で可変される。   FIG. 2B shows a configuration of a switching power supply apparatus having a current monitoring circuit 19B of another example in which the current monitoring circuit 19 of FIG. 1 is embodied. The difference from the voltage monitoring circuit 19A of FIG. 2A is that the window comparator 192 is replaced with n individual comparators CP1 to CPn. As a result, the voltage monitoring circuit 19B outputs a thermometer signal. For example, if Vref13 ≦ V1 <Vref14, the outputs of the comparators CP1 to CP3 are “H” and the outputs of the remaining comparators CP4 to CPn are “L”. The thermometer signal is held by the latch circuits LT1 to LTn even when the power transistor MP1 is off, and is input to the driver regulator 17B as signals Q1 to Qn. As a result, the drive voltage VDRV output from the driver regulator 17B (or 17C, 17D) is varied in multiple values (n values) according to the number n of outputs from the voltage monitoring circuit 19B.

図3Aに電流検出回路18と電流/電圧変換回路191の具体例を示す。電流検出回路18は、検出抵抗R1と、その検出抵抗R1を介して入力電圧VINがソースに印加する検出PMOSトランジスタMP2とで構成され、そのトランジスタMP2はパワートランジスタMP1とゲートおよびドレインが共通接続されている。   FIG. 3A shows specific examples of the current detection circuit 18 and the current / voltage conversion circuit 191. The current detection circuit 18 includes a detection resistor R1 and a detection PMOS transistor MP2 to which an input voltage VIN is applied to the source via the detection resistor R1, and the transistor MP2 has a gate and a drain commonly connected to the power transistor MP1. ing.

また、電流/電圧変換回路191は、ソースに抵抗R2を介して入力電圧VINが印加し、ドレインが抵抗R3を介して接地に接続されたPMOSトランジスタMP3と、トランジスタMP2のソースの電圧V2とトランジスタMP3のソースの電圧V3の差分に応じてトランジスタMP3のゲートを制御するオペアンプOP1とで構成され、電圧V3が電圧V3に等しくなるようにトランジスタMP3に流れる電流が制御されることで、そのトランジスタMP3のドレインにパワートランジスタMP1に流れる負荷電流に比例した電圧V1が生成される。   In addition, the current / voltage conversion circuit 191 has a PMOS transistor MP3 whose source is applied with the input voltage VIN via the resistor R2 and whose drain is connected to the ground via the resistor R3, the voltage V2 of the source of the transistor MP2 and the transistor The operational amplifier OP1 controls the gate of the transistor MP3 according to the difference of the source voltage V3 of the MP3, and the current flowing through the transistor MP3 is controlled so that the voltage V3 becomes equal to the voltage V3. A voltage V1 proportional to the load current flowing through the power transistor MP1 is generated at the drain of the transistor.

図3Bにパワートランジスタを内蔵しないスイッチング電源回路本体10Aに外付けされるパワートランジスタMP1Aを使用する場合の電流検出回路18Aと電流監視回路191の具体例を示す。ここでは、負荷電流を検出する電流検出回路18Aとして、そのパワートランジスタMP1Aのソースに接続した検出抵抗R4を使用し、そのトランジスタMP1Aのソースに生じる電圧V2’を電流検出端子20から取り込み、オペアンプOP1において電圧V3と比較することにより、図3Aと同様な制御により、トランジスタMP3のドレインにパワートランジスタMP1Aに流れる負荷電流に比例した電圧V1が生成される。なお、パワートランジスタMP1Aは、Pchドライバ16の出力側が接続される駆動端子21に、ゲートが接続される。   FIG. 3B shows a specific example of the current detection circuit 18A and the current monitoring circuit 191 in the case of using the power transistor MP1A externally attached to the switching power supply circuit main body 10A that does not incorporate the power transistor. Here, the detection resistor R4 connected to the source of the power transistor MP1A is used as the current detection circuit 18A for detecting the load current, the voltage V2 ′ generated at the source of the transistor MP1A is taken in from the current detection terminal 20, and the operational amplifier OP1 In comparison with the voltage V3, a voltage V1 proportional to the load current flowing through the power transistor MP1A is generated at the drain of the transistor MP3 by the same control as in FIG. 3A. The gate of power transistor MP1A is connected to drive terminal 21 to which the output side of Pch driver 16 is connected.

図4Aにドライバレギュレータ17Aの具体的回路を示す。このドライバレギュレータ17Aは、n個の基準電圧Vref21〜Vref2n(Vref21<Vref22<・・・<Vref2n)の内から前記した図2Aの電流監視回路19Aから出力する信号P1〜Pnによって選択された1つの基準電圧が非反転入力端子に入力するオペアンプOP2と、そのオペアンプOP2の出力電圧に応じて抵抗R4の非接地側の電圧V4がオペアンプOP2の非反転端子の電圧と同じになるように制御されるNMOSトランジスタMN1と、そのトランジスタMN1のドレインと抵抗R5との共通接続点の電圧V5が非反転入力端子に入力されるオペアンプOP3と、抵抗R6とR7の共通接続点の電圧V6が電圧V5と同じになるように動作するPMOSトランジスタMP4と、そのトランジスタMP4のドレインと抵抗R8の共通接続点の電圧V7に応じてドレイン電流を流すMOSトランジスタMN2とを備える。Pchドライバ16に出力する駆動電圧VDRVは、トランジスタMN2のドレインから取り出される。   FIG. 4A shows a specific circuit of the driver regulator 17A. The driver regulator 17A has one reference voltage Vref21 to Vref2n (Vref21 <Vref22 <... <Vref2n) selected by one of the signals P1 to Pn output from the current monitoring circuit 19A of FIG. 2A. The operational amplifier OP2 whose reference voltage is input to the non-inverting input terminal and the voltage V4 on the non-ground side of the resistor R4 are controlled to be the same as the voltage at the non-inverting terminal of the operational amplifier OP2 according to the output voltage of the operational amplifier OP2. The voltage V5 at the common connection point of the NMOS transistor MN1, the common connection point between the drain of the transistor MN1 and the resistor R5 is input to the non-inverting input terminal, and the voltage V6 at the common connection point between the resistors R6 and R7 is the same as the voltage V5. A PMOS transistor MP4 that operates so as to become a transistor M4 And a MOS transistor MN2 to flow a drain current depending fourth drain and the voltage V7 at the common junction of resistor R8. The drive voltage VDRV output to the Pch driver 16 is extracted from the drain of the transistor MN2.

ここで、抵抗R5に発生する電圧をVa(=VIN−V5)、抵抗R6,R7の直列回路に発生する電圧をVb(=VIN−VDRV)とすると、
Vb=Va×(1+R7/R6) (2)
で与えられる。また、電圧Vaは抵抗R5とそこに流れる電流I5によって発生し、
Va=R5×I5 (3)
となる。また、
I5=V4/R4 (4)
であるので、
Vb=R5×I5×(1+R7/R6)
=R5×(V4/R4)×(1+R7/R6) (5)
となる。よって、電圧Vb、つまり駆動電圧VDRVを変化させるには、電圧V4、抵抗R4〜R7を変化させればよい。図4Aは電圧V4を変化させる例、後記する図4Bは抵抗R4を変化させる例、図4Cは抵抗R5を変化させる例、図4Dは抵抗R6を変化させる例である。
Here, when the voltage generated in the resistor R5 is Va (= VIN−V5) and the voltage generated in the series circuit of the resistors R6 and R7 is Vb (= VIN−VDRV),
Vb = Va × (1 + R7 / R6) (2)
Given in. The voltage Va is generated by the resistor R5 and the current I5 flowing therethrough,
Va = R5 × I5 (3)
It becomes. Also,
I5 = V4 / R4 (4)
So
Vb = R5 × I5 × (1 + R7 / R6)
= R5 × (V4 / R4) × (1 + R7 / R6) (5)
It becomes. Therefore, to change the voltage Vb, that is, the drive voltage VDRV, the voltage V4 and the resistors R4 to R7 may be changed. 4A shows an example of changing the voltage V4, FIG. 4B to be described later shows an example of changing the resistor R4, FIG. 4C shows an example of changing the resistor R5, and FIG. 4D shows an example of changing the resistor R6.

図4Aのドライバレギュレータ17Aでは、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最大のときは、電流監視回路19Aの出力は信号Pnが“H”で、残りのP1〜Pn−1が“L”になるので、最も高い基準電圧Vref2nが選択される。これにより、電圧V4=Vref2nと最大となり、これに応じて電圧V5が最低値となり、Pchドライバ16の駆動電圧VDRVが最低値となる。この結果、パワートランジスタMP1をオンさせるときのゲート電圧VGが最低値となり、そのゲート・ソース間電圧VGSが最大値となる。このように、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が大きいときは、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが最大値となる。   In the driver regulator 17A of FIG. 4A, when the load current flowing through the power transistor MP1 is maximum, the output of the current monitoring circuit 19A is that the signal Pn is “H” and the remaining P1 to Pn−1 are “L”. The highest reference voltage Vref2n is selected. As a result, the voltage V4 = Vref2n becomes the maximum, the voltage V5 becomes the minimum value accordingly, and the drive voltage VDRV of the Pch driver 16 becomes the minimum value. As a result, the gate voltage VG when the power transistor MP1 is turned on becomes the minimum value, and the gate-source voltage VGS becomes the maximum value. Thus, when the load current flowing through the power transistor MP1 is large, the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 becomes the maximum value.

一方、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最小のときは、電流監視回路19Aの出力は信号P1が“H”で、残りのP2〜Pnが“L”になるので、最も低い基準電圧Vref21が選択される。これにより、電圧V4=Vref21と最小となり、これに応じて電圧V5,V6が最大値になり、Pchドライバ16の駆動電圧VDRVが最大値となる。この結果、パワートランジスタMP1をオンさせるときのゲート電圧VGが最大値となり、そのゲート・ソース間電圧VGSが最小値となる。このように、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が小さいときは、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さくなり、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the power transistor MP1 is the minimum, the output of the current monitoring circuit 19A is such that the signal P1 is “H” and the remaining P2 to Pn are “L”, so the lowest reference voltage Vref21 is selected. Is done. As a result, the voltage V4 = Vref21 is minimized, and the voltages V5 and V6 are maximized accordingly, and the drive voltage VDRV of the Pch driver 16 is maximized. As a result, the gate voltage VG when the power transistor MP1 is turned on becomes the maximum value, and the gate-source voltage VGS becomes the minimum value. Thus, when the load current flowing through the power transistor MP1 is small, the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 becomes small, and the gate loss is reduced.

図4Bに別の例のドライバレギュレータ17Bの具体的回路を示す。ここでは、図4Aのドライバレギュレータ17Aにおける抵抗R4をn個の抵抗R41〜R4nで構成し、それらの内、図2Bの電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnの内の“H”になった信号に対応する抵抗が並列接続されるようにしている。オペアンプOP2に入力する基準電圧を図4Aのドライバレギュレータ17の最低の基準電圧Vref21に設定し、全部の抵抗R41〜R4nが並列接続されたときの合計抵抗値が図4Aの抵抗値R4に等しくなるよう設定しておく。   FIG. 4B shows a specific circuit of another example of the driver regulator 17B. Here, the resistor R4 in the driver regulator 17A of FIG. 4A is composed of n resistors R41 to R4n, and among them, the output signal Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B of FIG. 2B becomes “H”. A resistor corresponding to the signal is connected in parallel. The reference voltage input to the operational amplifier OP2 is set to the lowest reference voltage Vref21 of the driver regulator 17 in FIG. 4A, and the total resistance value when all the resistors R41 to R4n are connected in parallel becomes equal to the resistance value R4 in FIG. 4A. Set as follows.

これにより、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最大のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnがすべて“H”となるので、全部の抵抗R41〜R4nが並列接続され、電圧V4=Vref21となり、抵抗R5を流れる電流I5が最大になり、これにより電圧V5,V6は図4Aにおける最低値と同じになり、Pchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最低値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   Thus, when the load current flowing through the power transistor MP1 is maximum, the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B are all “H”, so that all the resistors R41 to R4n are connected in parallel, and the voltage V4 = Vref21. As a result, the current I5 flowing through the resistor R5 is maximized, so that the voltages V5 and V6 are the same as the lowest values in FIG. 4A, the drive voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 is the lowest value, and the gate- The source-to-source voltage VGS is controlled to a large voltage.

一方、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最小のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1が“H”で残りが“L”となるので、抵抗R41のみが接続され、電圧V4=Vref21となるが、抵抗R5を流れる電流は最小となるので、電圧V5,V6が最高値となり、Pchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最高値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the power transistor MP1 is minimum, the output signal Q1 of the current monitoring circuit 19B is "H" and the rest is "L", so only the resistor R41 is connected and the voltage V4 = Vref21. However, since the current flowing through the resistor R5 is minimized, the voltages V5 and V6 have the highest values, the drive voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 has the highest value, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 becomes a small voltage. Controlled and gate loss is reduced.

図4Cに別の例のドライバレギュレータ17Cの具体的回路を示す。ここでは、図4Aのドライバレギュレータ17Aにおける抵抗R5を抵抗R51〜R5nを直列接続して構成し、それらのいずれか1又は2以上を図2Bの電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnの反転信号XQ1〜XQnによって短絡するようにしている。オペアンプOP2に入力する基準電圧として、図4Aのドライバレギュレータ17Aの最低の基準電圧Vref21に設定し、全部の抵抗R51〜R5nが直列接続されたときの合計抵抗値が、図4Aの抵抗値R5に等しくなるよう設定しておく。   FIG. 4C shows a specific circuit of another example of the driver regulator 17C. Here, the resistor R5 in the driver regulator 17A of FIG. 4A is configured by connecting resistors R51 to R5n in series, and any one or more of them are inverted signals of the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B of FIG. 2B. Short-circuiting is performed by XQ1 to XQn. The reference voltage input to the operational amplifier OP2 is set to the lowest reference voltage Vref21 of the driver regulator 17A in FIG. 4A, and the total resistance value when all the resistors R51 to R5n are connected in series is the resistance value R5 in FIG. 4A. Set to be equal.

これにより、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最大のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnがすべて“H”となるので、その反転信号XQ1〜XQnはすべて“L”となり、全部の抵抗R51〜R5nが直列接続される。このため、電圧V5は最低値となり、これにより電圧V6も最低値となり、Pchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最低値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   As a result, when the load current flowing through the power transistor MP1 is maximum, the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B are all “H”, so that the inverted signals XQ1 to XQn are all “L”, Resistors R51 to R5n are connected in series. For this reason, the voltage V5 becomes the lowest value, thereby the voltage V6 also becomes the lowest value, the drive voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 becomes the lowest value, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a large voltage. .

一方、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最小のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1のみが“H”となり、残りが“L”となるので、反転信号XQ1が“L”で残りが“H”となり、抵抗R51が接続され、抵抗R52〜R5nが短絡される。このため、電圧V5は最高値となり、これにより電圧V6も最高値となり、Pchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最高値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the power transistor MP1 is minimum, only the output signal Q1 of the current monitoring circuit 19B becomes “H” and the rest becomes “L”, so that the inverted signal XQ1 is “L” and the rest is “ H ", the resistor R51 is connected, and the resistors R52 to R5n are short-circuited. For this reason, the voltage V5 becomes the maximum value, the voltage V6 also becomes the maximum value, the drive voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 becomes the maximum value, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a small voltage, Gate loss is reduced.

図4Dに別の例のドライバレギュレータ17Dの具体的回路を示す。ここでは、図4Aのドライバレギュレータ17Aにおける抵抗R6を1個の抵抗R60とn個の抵抗R61〜R6nで構成し、それらを図2Bの電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnによって並列接続するようにしている。オペアンプOP2に入力する基準電圧を図4のドライバレギュレータ17の最低の基準電圧Vref21に設定し、抵抗R60〜R6nが並列接続されたときの合計抵抗値が、図4Aの抵抗値R6に等しくなるよう設定しておく。   FIG. 4D shows a specific circuit of another example of the driver regulator 17D. Here, the resistor R6 in the driver regulator 17A of FIG. 4A is composed of one resistor R60 and n resistors R61 to R6n, which are connected in parallel by the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B of FIG. 2B. I have to. The reference voltage input to the operational amplifier OP2 is set to the lowest reference voltage Vref21 of the driver regulator 17 in FIG. 4, and the total resistance value when the resistors R60 to R6n are connected in parallel is equal to the resistance value R6 in FIG. 4A. Set it.

これにより、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最大のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnがすべて“H”となるので、すべての抵抗R60〜R6nが接続され、最小抵抗値を示す。電圧V6は電圧V5と等しいため、Pchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最低値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   Thus, when the load current flowing through the power transistor MP1 is maximum, the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B are all "H", so that all the resistors R60 to R6n are connected and exhibit the minimum resistance value. . Since the voltage V6 is equal to the voltage V5, the drive voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 becomes the lowest value, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a large voltage.

一方、パワートランジスタMP1に流れる負荷電流が最小のときは、電流監視回路19Bの出力信号Q1が“H”を示し残りのQ2〜Qnが“L”を示すので、抵抗R60,R61が接続され、最大抵抗値を示す。電圧V6は電圧V5と等しいため、これによりPchドライバ16に供給する駆動電圧VDRVが最高値となり、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the power transistor MP1 is minimum, the output signal Q1 of the current monitoring circuit 19B indicates “H” and the remaining Q2 to Qn indicate “L”, so that the resistors R60 and R61 are connected. Indicates the maximum resistance value. Since the voltage V6 is equal to the voltage V5, the driving voltage VDRV supplied to the Pch driver 16 becomes the maximum value, the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a small voltage, and the gate loss is reduced.

<実施例2>
図5に本発明の実施例2のスイッチング電源装置の構成を示す。10BはICで構成されるスイッチング電源装置本体である。以上説明した実図4A〜図4Dでは、ドライバレギュレータ17A〜17Dに出力する電圧VDRVを、n値に変更する例で説明したが、本実施例2では、ドライバレギュレータ17に出力する電圧VDRVを、リニアに変更する例である。ここでは、電流監視回路19を、負荷電流に比例する電流を生成する比例電流生成回路193と、その比例電流生成回路193の出力信号によって電圧V5を変更する基準電圧変更回路194とで構成している。電圧V5は基準電圧Vref2nに連動する電圧であるので、基準電圧(請求項では第2の基準電圧と記載)として扱うことができる。
<Example 2>
FIG. 5 shows the configuration of the switching power supply device according to the second embodiment of the present invention. Reference numeral 10B denotes a switching power supply device body constituted by an IC. In FIGS. 4A to 4D described above, the example in which the voltage VDRV output to the driver regulators 17A to 17D is changed to the n value has been described. However, in the second embodiment, the voltage VDRV output to the driver regulator 17 is This is an example of changing to linear. Here, the current monitoring circuit 19 includes a proportional current generation circuit 193 that generates a current proportional to the load current, and a reference voltage change circuit 194 that changes the voltage V5 according to an output signal of the proportional current generation circuit 193. Yes. Since the voltage V5 is a voltage linked to the reference voltage Vref2n, it can be handled as a reference voltage (described as a second reference voltage in the claims).

図6にその具体的回路を示す。比例電流生成回路193は、PMOSトランジスタMP5のソースの電圧V8が、電流検出回路18から出力する電圧V2と等しくなるように制御するオペアンプOP4、トランジスタMP5および抵抗R9で構成され、トランジスタMP5のドレインに電圧V2に比例した電流Iaを出力する。基準電圧変更回路194は、PMOSトランジスタMP6,MP7で構成されたカレントミラー回路と、そのトランジスタMP6のドレイン電圧をサンプルホールドしてトランジスタMP7のゲートに入力させるサンプルホールド回路195とで構成されている。そして、トランジスタMP5とMP6のドレインは電流源I1に共通接続されている。   FIG. 6 shows a specific circuit thereof. The proportional current generation circuit 193 includes an operational amplifier OP4, a transistor MP5, and a resistor R9 that control the source voltage V8 of the PMOS transistor MP5 to be equal to the voltage V2 output from the current detection circuit 18, and is connected to the drain of the transistor MP5. A current Ia proportional to the voltage V2 is output. The reference voltage changing circuit 194 includes a current mirror circuit composed of PMOS transistors MP6 and MP7, and a sample and hold circuit 195 that samples and holds the drain voltage of the transistor MP6 and inputs it to the gate of the transistor MP7. The drains of the transistors MP5 and MP6 are commonly connected to the current source I1.

トランジスタMP5のドレイン電流Iaは、
Ia=(VIN−V2)/R9 (6)
によって与えられるので、トランジスタMP6のドレイン電流Ibは、
Ib=I1−Ia (7)
となる。電流Iaが電流I1を超えると、電流Ibは流れなくなる。また、パワートランジスタMP1がオフしたときは負荷電流が流れないので、電圧V2は発生せず電流Iaが流れなくなるが、サンプルホールド回路195によって直前のトランジスタMP6のドレイン電圧を保持しておくことにより、トランジスタMP7はドレイン電流Ibを継続して流す。
The drain current Ia of the transistor MP5 is
Ia = (VIN−V2) / R9 (6)
Therefore, the drain current Ib of the transistor MP6 is
Ib = I1-Ia (7)
It becomes. When the current Ia exceeds the current I1, the current Ib stops flowing. When the power transistor MP1 is turned off, the load current does not flow, so the voltage V2 is not generated and the current Ia does not flow. However, by holding the drain voltage of the immediately preceding transistor MP6 by the sample hold circuit 195, The transistor MP7 continuously flows the drain current Ib.

よって、パワートランジスタMP1の負荷電流が大きくなるほど、電流Iaが大きくなるので、基準電圧変更回路194の出力電流Ibが少なくなり、電圧V5が低下する。このため、Pchドライバ16に出力される駆動電圧VDRVも低下し、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   Therefore, since the current Ia increases as the load current of the power transistor MP1 increases, the output current Ib of the reference voltage changing circuit 194 decreases and the voltage V5 decreases. For this reason, the drive voltage VDRV output to the Pch driver 16 also decreases, and the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a large voltage.

一方、パワートランジスタMP1の負荷電流が小さくなると、電流Iaが小さくなるので基準電圧変更回路194の出力電流Ibが大きくなり、電圧V5が上昇する。このため、Pchドライバ16に出力される電圧VDRVも上昇し、パワートランジスタMP1のゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current of the power transistor MP1 decreases, the current Ia decreases, so the output current Ib of the reference voltage changing circuit 194 increases and the voltage V5 increases. For this reason, the voltage VDRV output to the Pch driver 16 also rises, the gate-source voltage VGS of the power transistor MP1 is controlled to a small voltage, and the gate loss is reduced.

<実施例3>
図7Aに本発明の実施例3のスイッチング電源装置の具体的なドライバレギュレータ17Fを示す。本実施例3は、昇圧型のスイッチング電源装置(具体的構成は省略する)に適用したものである。このスイッチング電源回路では、パワートランジスタとしてNMOSトランジスタを使用するので、ドライバレギュレータ17Fの出力電圧VDRVが高くなるとパワートランジスタのVGSが増大し、低くなると減少する。
<Example 3>
FIG. 7A shows a specific driver regulator 17F of the switching power supply device according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is applied to a step-up switching power supply device (specific configuration is omitted). In this switching power supply circuit, an NMOS transistor is used as the power transistor. Therefore, the VGS of the power transistor increases when the output voltage VDRV of the driver regulator 17F increases, and decreases when the output voltage VDRV decreases.

図7Aにおいて、このドライバレギュレータ17Fは、n個の基準電圧Vref31〜Vref3n(Vref31<Vref32<・・・<Vref3n)の内から、前記した図2Aの電流監視回路19Aから出力する信号P1〜Pnによって選択された1つの基準電圧が非反転入力端子に入力するオペアンプOP11と、そのオペアンプOP11の出力電圧に応じて抵抗R12,R13の共通接続点の電圧V11がオペアンプOP11の非反転端子の電圧と同じになるように制御されるNMOSトランジスタMN11,MN12と、抵抗R11とを備える。Nchドライバ(図示せず)に出力する駆動電圧VDRVは、トランジスタMN12のソースから取り出される。この電圧VDRVは、
VDRV=V11×(1+R12/R13) (8)
となる。
In FIG. 7A, the driver regulator 17F receives signals P1 to Pn output from the current monitoring circuit 19A shown in FIG. 2A from among n reference voltages Vref31 to Vref3n (Vref31 <Vref32 <. The operational amplifier OP11 in which one selected reference voltage is input to the non-inverting input terminal, and the voltage V11 at the common connection point of the resistors R12 and R13 according to the output voltage of the operational amplifier OP11 is the same as the voltage at the non-inverting terminal of the operational amplifier OP11. NMOS transistors MN11 and MN12 controlled so as to become a resistor R11. The drive voltage VDRV output to the Nch driver (not shown) is extracted from the source of the transistor MN12. This voltage VDRV is
VDRV = V11 × (1 + R12 / R13) (8)
It becomes.

これにより、NMOSのパワートランジスタに流れる負荷電流が最大のときは、図2Aの電流監視回路19Aの出力信号Pnが“H”で残りが“L”となるので、最大の基準電圧Vref3nが接続される。このため、電圧V11は最高値となり、これによりNchドライバに供給する駆動電圧VDRVが最高値となり、NMOSパワートランジスタのゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   Thus, when the load current flowing through the NMOS power transistor is maximum, the output signal Pn of the current monitoring circuit 19A in FIG. 2A is “H” and the rest is “L”, so the maximum reference voltage Vref3n is connected. The For this reason, the voltage V11 becomes the highest value, thereby the driving voltage VDRV supplied to the Nch driver becomes the highest value, and the gate-source voltage VGS of the NMOS power transistor is controlled to a large voltage.

一方、NMOSのパワートランジスタに流れる負荷電流が最小のときは、電流監視回路19Aの出力信号P1が“H”で残りが“L”となるので、最低の基準電圧Vref31が接続される。このため、電圧V11は最低値となり、これによりNchドライバに供給する駆動電圧VDRVが最低値となり、NMOSパワートランジスタのゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the NMOS power transistor is minimum, the output signal P1 of the current monitoring circuit 19A is "H" and the rest is "L", so the lowest reference voltage Vref31 is connected. For this reason, the voltage V11 becomes the lowest value, thereby the drive voltage VDRV supplied to the Nch driver becomes the lowest value, the gate-source voltage VGS of the NMOS power transistor is controlled to a small voltage, and the gate loss is reduced.

図7Bに本発明の実施例3のスイッチング電源装置の別の例の具体的なドライバレギュレータ17Gを示す。本実施例3は、オペアンプOP11の基準電圧として図7Aの最大の基準電圧Vref3nが接続されている。そして、図7Aにおける抵抗R12を抵抗R120とn個の抵抗R121〜R12nを直列接続して構成し、そのいずれか1つ以上を前記した図2Bの電流監視回路19Bから出力する信号Q1〜Qnの反転信号XQ1〜XQnによって選択するようにしたものである。   FIG. 7B shows a specific driver regulator 17G of another example of the switching power supply device according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the maximum reference voltage Vref3n of FIG. 7A is connected as the reference voltage of the operational amplifier OP11. The resistor R12 in FIG. 7A is configured by connecting a resistor R120 and n resistors R121 to R12n in series, and any one or more of the signals Q1 to Qn output from the current monitoring circuit 19B of FIG. The selection is made by the inversion signals XQ1 to XQn.

これにより、NMOSのパワートランジスタに流れる負荷電流が最大のときは、図2Bの電流監視回路19Bの出力信号Q1〜Qnのすべてが“H”となり、その反転信号XQ1〜XQnが“L”となるので、抵抗R120〜R12nのすべてが接続され、合計抵抗値が最大になる。このため、Nchドライバに出力する駆動電圧VDRVが最大値に設定される。よって、NMOSパワートランジスタのゲート・ソース間電圧VGSが大きな電圧に制御される。   As a result, when the load current flowing through the NMOS power transistor is maximum, all of the output signals Q1 to Qn of the current monitoring circuit 19B of FIG. 2B are "H", and the inverted signals XQ1 to XQn are "L". Therefore, all of the resistors R120 to R12n are connected, and the total resistance value is maximized. For this reason, the drive voltage VDRV output to the Nch driver is set to the maximum value. Therefore, the gate-source voltage VGS of the NMOS power transistor is controlled to a large voltage.

一方、NMOSのパワートランジスタに流れる負荷電流が最小のときは、図2の電流監視回路19Bの出力信号の反転信号XQ1が“L”で残りの反転信号XQ2〜XQnが“H”となるので、抵抗R120,R121が接続されるが残りの抵抗RR120,122〜R12nは短絡され、合計抵抗値が最小になる。このため、Nchドライバに供給する駆動電圧VDRVが最低値となり、NMOSパワートランジスタのゲート・ソース間電圧VGSが小さな電圧に制御され、ゲート損失が軽減される。   On the other hand, when the load current flowing through the NMOS power transistor is minimum, the inverted signal XQ1 of the output signal of the current monitoring circuit 19B in FIG. 2 is “L” and the remaining inverted signals XQ2 to XQn are “H”. Although the resistors R120 and R121 are connected, the remaining resistors RR120 and 122 to R12n are short-circuited, and the total resistance value is minimized. For this reason, the drive voltage VDRV supplied to the Nch driver becomes the lowest value, the gate-source voltage VGS of the NMOS power transistor is controlled to a small voltage, and the gate loss is reduced.

10,10A,10B,10C:スイッチング電源装置、11:入力端子、12:出力端子、13:接地端子、14:帰還端子、15:制御回路、16:Pchドライバ、17,17A,17B、17C,17D,17E,17F,17G,17H:ドライバレギュレータ、18:電流検出回路、19,19A,19B:電流監視回路、20:電流検出端子、21:駆動端子   10, 10A, 10B, 10C: switching power supply device, 11: input terminal, 12: output terminal, 13: ground terminal, 14: feedback terminal, 15: control circuit, 16: Pch driver, 17, 17A, 17B, 17C, 17D, 17E, 17F, 17G, 17H: Driver regulator, 18: Current detection circuit, 19, 19A, 19B: Current monitoring circuit, 20: Current detection terminal, 21: Drive terminal

Claims (2)

電源からインダクタにエネルギーを蓄積するようオンしているパワートランジスタに直接流れる負荷電流を検出する電流検出手段を有し、該電流検出手段で検出された前記負荷電流の値に応じて前記パワートランジスタをオンさせる駆動電圧のレベルを設定するスイッチング電源装置において、
前記電流検出手段で検出した電流に比例した電流を生成する比例電流生成手段と、該比例電流生成手段で生成された電流に対応する電圧を前記パワートランジスタのオフ直前にサンプルホールドする基準電圧変更手段とを備え、該基準電圧変更手段でサンプルホールドされた電圧に対応して基準電圧が変更されて前記駆動電圧のレベルが決められるようにしたことを特徴とするスイッチング電源装置。
Current detecting means for detecting a load current flowing directly to a power transistor that is turned on so as to store energy from the power supply to the inductor; and the power transistor is controlled according to the value of the load current detected by the current detecting means. In the switching power supply device that sets the level of the drive voltage to be turned on,
Proportional current generating means for generating a current proportional to the current detected by the current detecting means, and reference voltage changing means for sample-holding a voltage corresponding to the current generated by the proportional current generating means immediately before the power transistor is turned off. And a level of the drive voltage is determined by changing the reference voltage corresponding to the voltage sampled and held by the reference voltage changing means.
請求項1に記載のスイッチング電源装置において、
前記基準電圧変更手段は、前記基準電圧を発生する抵抗素子に接続されたトランジスタに対して前記サンプルホールドされた電圧に対応する電流を流すことで前記基準電圧を変更することを特徴とするスイッチング電源装置。
The switching power supply device according to claim 1,
Said reference voltage changing means, switching characterized that you change the reference voltage by supplying a current corresponding to the sampled and held voltage to a transistor connected to a resistor element for generating the reference voltage Power supply.
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