JPH0928077A - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator

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JPH0928077A
JPH0928077A JP17766595A JP17766595A JPH0928077A JP H0928077 A JPH0928077 A JP H0928077A JP 17766595 A JP17766595 A JP 17766595A JP 17766595 A JP17766595 A JP 17766595A JP H0928077 A JPH0928077 A JP H0928077A
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JP
Japan
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output
circuit
current
transistor
voltage
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Pending
Application number
JP17766595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Sakabe
正典 坂部
Toshiyuki Matsuyama
俊幸 松山
Yoshiaki Sano
芳昭 佐野
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0928077A publication Critical patent/JPH0928077A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は外付け素子数を削減して小型化を図り
得るとともに、広範囲の出力電流を高効率で出力可能と
するスイッチングレギュレータを提供することを目的と
する。 【解決手段】スイッチングレギュレータの発振器27は
発振周波数fosc を出力する。スイッチング制御回路3
2は、発振周波数fosc に基づいて、出力トランジスタ
4をスイッチング駆動するパルス信号を出力する。平滑
回路33は、出力トランジスタ4から出力される出力信
号を平滑して出力する。出力制御回路34は、平滑回路
33の出力電圧Vout 及び出力電流Iout に基づいて、
パルス信号のデューティを制御する制御信号をスイッチ
ング制御回路32に出力する。発振器27には、平滑回
路33の出力電流の変化に追随するように、発振周波数
fosc を変化させる周波数調整回路35が備えられる。
It is an object of the present invention to provide a switching regulator that can reduce the number of external elements to achieve miniaturization and can output a wide range of output current with high efficiency. An oscillator 27 of a switching regulator outputs an oscillation frequency fosc. Switching control circuit 3
2 outputs a pulse signal for switching-driving the output transistor 4 based on the oscillation frequency fosc. The smoothing circuit 33 smoothes and outputs the output signal output from the output transistor 4. The output control circuit 34, based on the output voltage Vout and the output current Iout of the smoothing circuit 33,
A control signal for controlling the duty of the pulse signal is output to the switching control circuit 32. The oscillator 27 is provided with a frequency adjusting circuit 35 that changes the oscillation frequency fosc so as to follow changes in the output current of the smoothing circuit 33.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、出力トランジス
タを駆動するパルス信号のパルス幅を制御することによ
り、出力電圧及び出力電流を制御するスイッチングレギ
ュレータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching regulator that controls an output voltage and an output current by controlling a pulse width of a pulse signal that drives an output transistor.

【0002】携帯用電子機器は、電源回路として内蔵さ
れるスイッチングレギュレータにより、バッテリーの電
源電圧に基づいて、内部回路で使用される種々の電源電
圧が生成される。このような携帯用電子機器の小型化及
び軽量化の要請にともない、バッテリーの小型化及び低
電圧化が必要となっている。そして、これにともなっ
て、スイッチングレギュレータを小型化し、かつ高効率
で動作させることが必要となっている。
In a portable electronic device, a switching regulator incorporated as a power supply circuit generates various power supply voltages used in an internal circuit based on the power supply voltage of a battery. With such demands for downsizing and weight reduction of portable electronic devices, downsizing of batteries and reduction of voltage are required. Along with this, it is necessary to miniaturize the switching regulator and operate it with high efficiency.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のスイッチングレギュレータの一例
を図10に示す。スイッチングレギュレータ1は、バッ
テリー2から電源Vccが供給されるコントロールIC3
と、多数の外付け素子とから構成される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows an example of a conventional switching regulator. The switching regulator 1 is a control IC 3 to which the power supply Vcc is supplied from the battery 2.
And a large number of external elements.

【0004】前記コントロールIC3の出力信号は、P
チャネルMOSトランジスタで構成される出力トランジ
スタ4のゲートに入力され、同トランジスタ4のソース
には前記バッテリー2から電源Vccが供給される。
The output signal of the control IC 3 is P
It is input to the gate of the output transistor 4 composed of a channel MOS transistor, and the source of the transistor 4 is supplied with the power supply Vcc from the battery 2.

【0005】前記出力トランジスタ4のドレインは、出
力コイル5及び出力電流検出用抵抗Rs を介して出力端
子To に接続される。また、前記出力トランジスタ4の
ドレインは、ダイオード6のカソードに接続され、同ダ
イオード6のアノードはグランドGNDに接続される。
The drain of the output transistor 4 is connected to the output terminal To through the output coil 5 and the output current detecting resistor Rs. The drain of the output transistor 4 is connected to the cathode of the diode 6, and the anode of the diode 6 is connected to the ground GND.

【0006】前記出力コイル5と抵抗Rs 間は、容量7
を介してグランドGNDに接続され、前記出力端子To
は出力電圧検出用抵抗RA1,RA2を介してグランドGN
Dに接続される。また、前記出力端子To には負荷8が
接続される。
A capacitor 7 is provided between the output coil 5 and the resistor Rs.
Is connected to the ground GND via the output terminal To
Is the ground GN via the output voltage detection resistors RA1 and RA2.
D is connected. A load 8 is connected to the output terminal To.

【0007】前記コントロールIC3内の電流検出アン
プ9には、前記抵抗Rs の両端子電圧が入力され、その
電流検出アンプ9の出力信号は電流制御用アンプ10の
反転入力端子に入力される。また、前記電流制御用アン
プ10の非反転入力端子には基準電圧が入力される。
The voltage at both terminals of the resistor Rs is input to the current detection amplifier 9 in the control IC 3, and the output signal of the current detection amplifier 9 is input to the inverting input terminal of the current control amplifier 10. A reference voltage is input to the non-inverting input terminal of the current control amplifier 10.

【0008】前記電流制御用アンプ10の入出力端子間
には、コントロールIC3の外部端子を介して外付け素
子の位相補償容量CP2が接続され、同電流制御用アンプ
10の出力信号は、PWM比較器11に出力される。
A phase compensation capacitance CP2 of an external element is connected between the input and output terminals of the current control amplifier 10 via an external terminal of the control IC 3, and the output signal of the current control amplifier 10 is compared by PWM. It is output to the device 11.

【0009】前記コントロールIC3内の電圧制御用ア
ンプ12の反転入力端子には、前記出力電圧検出用抵抗
RA1,RA2間の電圧が入力される。また、電圧制御用ア
ンプ12の非反転入力端子には基準電圧が入力される。
The voltage between the output voltage detecting resistors RA1 and RA2 is input to the inverting input terminal of the voltage controlling amplifier 12 in the control IC 3. Further, the reference voltage is input to the non-inverting input terminal of the voltage control amplifier 12.

【0010】前記電圧制御用アンプ12の入出力端子間
には、コントロールIC3の外部端子を介して外付け素
子の位相補償容量CP1が接続され、同電圧制御用アンプ
12の出力信号は、PWM比較器11に出力される。
A phase compensation capacitance CP1 of an external element is connected between the input and output terminals of the voltage control amplifier 12 via the external terminal of the control IC 3, and the output signal of the voltage control amplifier 12 is compared by PWM. It is output to the device 11.

【0011】前記コントロールIC3内の発振器13に
は、同コントロールIC3の外部端子を介して外付け素
子の発振周波数設定用抵抗RT ,発振周波数設定用容量
CTが接続される。そして、前記発振器13の出力信号
は前記PWM比較器11に出力される。
The oscillator 13 in the control IC 3 is connected to an oscillation frequency setting resistor RT and an oscillation frequency setting capacitance CT of external elements via an external terminal of the control IC 3. Then, the output signal of the oscillator 13 is output to the PWM comparator 11.

【0012】前記PWM比較器11の出力信号は出力回
路14を介して前記出力トランジスタ4のゲートに出力
される。このように構成されたスイッチングレギュレー
タ1は、出力回路14の出力信号に基づいて出力トラン
ジスタ4がスイッチング動作すると、同出力トランジス
タ4から出力される脈流が出力コイル5、容量7、抵抗
Rs 及びダイオード6で平滑され、出力端子To から出
力電流Iout として出力される。
The output signal of the PWM comparator 11 is output to the gate of the output transistor 4 via the output circuit 14. In the switching regulator 1 configured as above, when the output transistor 4 performs a switching operation based on the output signal of the output circuit 14, the pulsating current output from the output transistor 4 is output to the output coil 5, the capacitor 7, the resistor Rs, and the diode. It is smoothed by 6, and is output from the output terminal To as the output current Iout.

【0013】このとき、出力電流Iout により抵抗Rs
の両端子間に発生する電位差が電流検出アンプ9に入力
され、電流検出アンプ9は出力電流Iout の電流値に基
づく電圧信号を電流制御用アンプ10に出力する。
At this time, the resistance Rs is increased by the output current Iout.
The potential difference generated between the two terminals is input to the current detection amplifier 9, and the current detection amplifier 9 outputs a voltage signal based on the current value of the output current Iout to the current control amplifier 10.

【0014】前記電流制御用アンプ10は、電流検出ア
ンプ9の出力電圧と、基準電圧との比較に基づいて、出
力信号をPWM比較器11に出力する。前記出力端子T
o から出力される出力電圧Vout を抵抗RA1, RA2で抵
抗分割した電圧が前記電圧制御用アンプ12に入力さ
れ、電圧制御用アンプ12は入力電圧と基準電圧との比
較に基づく出力信号をPWM比較器11に出力する。
The current control amplifier 10 outputs an output signal to the PWM comparator 11 based on the comparison between the output voltage of the current detection amplifier 9 and the reference voltage. The output terminal T
A voltage obtained by resistance-dividing the output voltage Vout output from o with resistors RA1 and RA2 is input to the voltage control amplifier 12, and the voltage control amplifier 12 compares the output signal based on the comparison between the input voltage and the reference voltage by PWM comparison. Output to the container 11.

【0015】前記PWM比較器11には発振器13から
一定の周波数の出力信号が入力される。そして、PWM
比較器11は発振器13の出力信号と、電流制御用アン
プ10及び電圧制御用アンプ12の出力信号に基づい
て、出力回路14に出力するパルス信号のデューティを
制御し、出力回路14は、PWM比較器11から出力さ
れたパルス信号に基づいて、出力トランジスタ4を駆動
する。
An output signal having a constant frequency is input from the oscillator 13 to the PWM comparator 11. And PWM
The comparator 11 controls the duty of the pulse signal output to the output circuit 14 based on the output signal of the oscillator 13 and the output signals of the current control amplifier 10 and the voltage control amplifier 12, and the output circuit 14 performs PWM comparison. The output transistor 4 is driven based on the pulse signal output from the device 11.

【0016】このような動作により、出力電流Iout が
一定値を超えない範囲で、定電圧の出力電圧Vout が出
力される。このとき、電流制御用アンプ10及び電圧制
御用アンプ12の入出力端子間には、それぞれ位相補償
容量Cp2, Cp1が接続されされているので、このスイッ
チングレギュレータ1の出力電圧Vout の発振が防止さ
れる。
By such an operation, the output voltage Vout of a constant voltage is output within a range in which the output current Iout does not exceed a certain value. At this time, since the phase compensation capacitors Cp2 and Cp1 are connected between the input and output terminals of the current control amplifier 10 and the voltage control amplifier 12, respectively, the oscillation of the output voltage Vout of the switching regulator 1 is prevented. It

【0017】すなわち、通常のアンプの動作において、
利得が「1」以上であって、入出力間の位相が180度
ずれると、発振が生じるため、位相補償容量Cp2, Cp1
によりアンプ10,12の周波数特性が下げられて、高
周波領域での利得を低下させることにより、発振が防止
される。
That is, in the operation of a normal amplifier,
When the gain is "1" or more and the phase between the input and output is shifted by 180 degrees, oscillation occurs. Therefore, the phase compensation capacitors Cp2, Cp1
As a result, the frequency characteristics of the amplifiers 10 and 12 are lowered, and the gain in the high frequency region is lowered to prevent oscillation.

【0018】前記発振器13の具体的構成を図11に示
す。PNPトランジスタTr1,Tr2はカレントミラー回
路を構成し、同トランジスタTr1に流れるコレクタ電流
I1は、バッファアンプ15で駆動されるNPNトラン
ジスタTr3の動作に基づいて、前記抵抗RT で設定され
る定電流となるように動作する。
A concrete structure of the oscillator 13 is shown in FIG. The PNP transistors Tr1 and Tr2 form a current mirror circuit, and the collector current I1 flowing through the transistor Tr1 becomes a constant current set by the resistor RT based on the operation of the NPN transistor Tr3 driven by the buffer amplifier 15. Works like.

【0019】前記トランジスタTr2に流れるコレクタ電
流I2 は、前記トランジスタTr1のコレクタ電流I1 と
同一となり、同トランジスタTr2のコレクタ電位である
ノードN1は、前記PWM比較器11に出力される。
The collector current I2 flowing through the transistor Tr2 is the same as the collector current I1 of the transistor Tr1, and the node N1 which is the collector potential of the transistor Tr2 is output to the PWM comparator 11.

【0020】また、ノードN1は電流源16及びスイッ
チ回路17を介してグランドGNDに接続され、外付け
の前記容量CT に接続される。前記電流源16は、前記
トランジスタTr2のコレクタ電流I2 の2倍の電流2I
2 を流す電流駆動能力を備える。
Further, the node N1 is connected to the ground GND via the current source 16 and the switch circuit 17, and is connected to the external capacitor CT. The current source 16 has a current 2I which is twice the collector current I2 of the transistor Tr2.
It has a current drive capability to pass 2.

【0021】従って、スイッチ回路17がオフされてい
れば、コレクタ電流I2 により容量CT が充電されて、
ノードN1の電位が上昇し、スイッチ回路17がオンさ
れると、電流源16の動作により、容量CT が放電され
て、ノードN1の電位が低下する。そして、電流源16
の電流駆動能力がコレクタ電流I2 の2倍であることか
ら、ノードN1の電位の上昇の傾きと、電位の低下の傾
きとは等しくなる。
Therefore, if the switch circuit 17 is turned off, the capacitance CT is charged by the collector current I2,
When the potential of the node N1 rises and the switch circuit 17 is turned on, the capacitance CT is discharged by the operation of the current source 16 and the potential of the node N1 falls. And the current source 16
Since the current drivability of is equal to twice the collector current I2, the slope of the increase in the potential of the node N1 is equal to the slope of the decrease in the potential.

【0022】ノードN1は、第一のコンパレータ18a
の非反転入力端子と、第二のコンパレータ18bの反転
入力端子に入力される。前記第一のコンパレータ18a
の反転入力端子には、基準電源VREF を抵抗R1と抵抗
R2,R3で抵抗分割した第一の設定電位Va が入力さ
れ、前記第二のコンパレータ18bの非反転入力端子に
は、基準電源VREF を抵抗R1,R2と抵抗R3で抵抗
分割した第二の設定電位Vb が入力される。
The node N1 is connected to the first comparator 18a.
Is input to the non-inverting input terminal of the second comparator 18b and the inverting input terminal of the second comparator 18b. The first comparator 18a
The first set potential Va obtained by resistance-dividing the reference power source VREF with the resistors R1 and R2, R3 is input to the inverting input terminal of the second comparator 18b, and the reference power source VREF is input to the non-inverting input terminal of the second comparator 18b. The second set potential Vb divided by the resistors R1 and R2 and the resistor R3 is input.

【0023】前記第一のコンパレータ18aの出力信号
は、フリップフロップ回路19のセット信号入力端子S
に入力され、前記第二のコンパレータ18bの出力信号
は、フリップフロップ回路19のリセット信号入力端子
Rに入力される。
The output signal of the first comparator 18a is the set signal input terminal S of the flip-flop circuit 19.
And the output signal of the second comparator 18b is input to the reset signal input terminal R of the flip-flop circuit 19.

【0024】そして、前記フリップフロップ回路19の
出力信号Qが前記スイッチ回路17に出力され、スイッ
チ回路17はその出力信号に基づいて駆動される。この
ような構成により、スイッチ回路17がオフされて、ノ
ードN1の電位が上昇し、ノードN1の電位が第一の設
定電位Va に達すると、第一のコンパレータ18aの出
力信号がHレベルとなり、その出力信号に基づくフリッ
プフロップ回路19の出力信号により、スイッチ回路1
7がオンされる。
The output signal Q of the flip-flop circuit 19 is output to the switch circuit 17, and the switch circuit 17 is driven based on the output signal. With this configuration, the switch circuit 17 is turned off, the potential of the node N1 rises, and when the potential of the node N1 reaches the first set potential Va, the output signal of the first comparator 18a becomes H level, By the output signal of the flip-flop circuit 19 based on the output signal, the switch circuit 1
7 is turned on.

【0025】すると、ノードN1の電位が低下し、次い
でノードN1の電位が第二の設定電位Vb に達すると、
第二のコンパレータ18bの出力信号がHレベルとな
り、その出力信号に基づくフリップフロップ回路19の
出力信号により、スイッチ回路17がオフされる。そし
て、ノードN1の電位が再び上昇し、上記動作が繰り返
される。
Then, when the potential of the node N1 drops and then the potential of the node N1 reaches the second set potential Vb,
The output signal of the second comparator 18b becomes H level, and the switch circuit 17 is turned off by the output signal of the flip-flop circuit 19 based on the output signal. Then, the potential of the node N1 rises again, and the above operation is repeated.

【0026】従って、図12に示すようにノードN1に
は、第一の設定電位Va と第二の設定電位Vb との間で
振幅する三角波が生成され、その三角波の周波数は抵抗
RTと、容量CT で設定される。そして、その三角波が
前記PWM比較器11に出力される。
Therefore, as shown in FIG. 12, a triangular wave oscillating between the first set potential Va and the second set potential Vb is generated at the node N1, and the frequency of the triangle wave is the resistance RT and the capacitance. It is set by CT. Then, the triangular wave is output to the PWM comparator 11.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなスイッチ
ングレギュレータ1では、電流制御用アンプ10及び電
圧制御用アンプ12にそれぞれ外付け素子の位相補償容
量Cp2, Cp1が接続される。
In the switching regulator 1 as described above, the current control amplifier 10 and the voltage control amplifier 12 are connected to the phase compensation capacitors Cp2 and Cp1 of external elements, respectively.

【0028】従って、外付け素子の数が増大して、スイ
ッチングレギュレータ1の小型化の妨げとなり、ひいて
はこのスイッチングレギュレータ1を搭載する電子機器
の小型化の妨げとなる。
Therefore, the number of external elements increases, which hinders the downsizing of the switching regulator 1, which in turn hinders downsizing of electronic equipment in which the switching regulator 1 is mounted.

【0029】特に、このようなスイッチングレギュレー
タ1が多数チャンネル搭載されるコントロールICで
は、各スイッチングレギュレータにそれぞれ2個の位相
補償容量が必要となり、外付け素子数がさらに増大する
という問題点がある。
Particularly, in the control IC in which a large number of channels of such a switching regulator 1 are mounted, each switching regulator requires two phase compensation capacitors, which causes a problem that the number of external elements is further increased.

【0030】また、上記のようなスイッチングレギュレ
ータ1が搭載される電子機器では、通常動作時とスタン
バイ動作時との消費電流に大きな差があるため、スイッ
チングレギュレータ1の出力電流の幅が大きくなる。そ
して、バッテリーの小型化を図るために、出力電流の増
減に関わらず、高い効率を確保することが望ましい。
Further, in the electronic equipment in which the switching regulator 1 as described above is mounted, there is a large difference in current consumption between the normal operation and the standby operation, so that the width of the output current of the switching regulator 1 becomes large. Then, in order to reduce the size of the battery, it is desirable to secure high efficiency regardless of the increase or decrease of the output current.

【0031】上記のようなスイッチングレギュレータ1
の効率特性を図13に示す。ここで、効率とはバッテリ
ーからスイッチングレギュレータに供給される電力と、
このスイッチングレギュレータから出力される電力の割
合である。
Switching regulator 1 as described above
FIG. 13 shows the efficiency characteristics of. Here, the efficiency is the power supplied from the battery to the switching regulator,
It is the ratio of the power output from this switching regulator.

【0032】同図において、周波数fは前記出力トラン
ジスタ4のゲートに入力するパルス信号の周波数、すな
わち発振器13の出力信号周波数である。例えばf=2
0KHZ 〜350KHZ の範囲では、その周波数fが高
いほど、大きな出力電流を高効率で出力可能であり、周
波数fが低いほど、小さな出力電流を高効率で出力可能
である。
In the figure, the frequency f is the frequency of the pulse signal input to the gate of the output transistor 4, that is, the output signal frequency of the oscillator 13. For example, f = 2
In the range of 0 KHz to 350 KHz, the higher the frequency f, the larger the output current can be output with high efficiency, and the lower the frequency f, the smaller the output current can be output with high efficiency.

【0033】そして、通常動作時にこのスイッチングレ
ギュレータ1から負荷8に出力される出力電流Iout が
1.5Aであり、スタンバイ動作時の出力電流Iout が
2mAであるとき、1.5Aを出力するためにはf=3
50KHzで最も効率がよく、2mAを出力するために
はf=20KHzで最も効率がよい。
In order to output 1.5A when the output current Iout output from the switching regulator 1 to the load 8 during normal operation is 1.5A and the output current Iout during standby operation is 2mA. Is f = 3
It is most efficient at 50 KHz and most efficient at f = 20 KHz to output 2 mA.

【0034】従って、通常動作時には発振器13の出力
周波数を350KHzとし、スタンバイ動作時には発振
器13の出力周波数を20KHzとすると、出力電流I
outを効率よく出力可能である。
Therefore, when the output frequency of the oscillator 13 is 350 KHz during the normal operation and the output frequency of the oscillator 13 is 20 KHz during the standby operation, the output current I
It is possible to output out efficiently.

【0035】ところが、発振器13の出力周波数を変化
させるためには、抵抗RT 及び容量CT の値を変化させ
る必要があるが、前記抵抗RT 及び容量CT は外付けの
固定素子であるため、出力電流Iout に応じて発振器1
3の出力周波数を変化させることはできない。
However, in order to change the output frequency of the oscillator 13, it is necessary to change the values of the resistance RT and the capacitance CT, but since the resistance RT and the capacitance CT are external fixed elements, the output current Oscillator 1 according to Iout
The output frequency of 3 cannot be changed.

【0036】従って、広範囲の出力電流を高効率で出力
することはできず、通常動作時の効率を確保すれば、ス
タンバイ動作時の効率が低下し、スタンバイ動作時の効
率を確保すれば、通常動作時の効率が低下するという問
題点がある。
Therefore, it is not possible to output a wide range of output current with high efficiency. If the efficiency during the normal operation is secured, the efficiency during the standby operation is lowered, and if the efficiency during the standby operation is secured, the normal operation is performed. There is a problem that the efficiency during operation is reduced.

【0037】この発明の目的は、外付け素子数を削減し
て小型化を図り得るとともに、広範囲の出力電流を高効
率で出力可能とするスイッチングレギュレータを提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a switching regulator which can reduce the number of external elements and can be miniaturized and can output a wide range of output current with high efficiency.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】図1は請求項1の原理説
明図である。すなわち、スイッチングレギュレータの発
振器27は発振周波数fosc を出力する。スイッチング
制御回路32は、前記発振周波数fosc に基づいて、出
力トランジスタ4をスイッチング駆動するパルス信号を
出力する。平滑回路33は、前記出力トランジスタ4の
スイッチング動作により該出力トランジスタ4から出力
される出力信号を平滑して出力する。出力制御回路34
は、前記平滑回路33の出力電圧Vout 及び出力電流I
out に基づいて、前記パルス信号のデューティを制御す
る制御信号を前記スイッチング制御回路32に出力す
る。前記発振器27には、前記平滑回路33の出力電流
の変化に追随するように、発振周波数fosc を変化させ
る周波数調整回路35が備えられる。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of claim 1. That is, the oscillator 27 of the switching regulator outputs the oscillation frequency fosc. The switching control circuit 32 outputs a pulse signal for switching and driving the output transistor 4 based on the oscillation frequency fosc. The smoothing circuit 33 smoothes and outputs the output signal output from the output transistor 4 by the switching operation of the output transistor 4. Output control circuit 34
Is an output voltage Vout and an output current I of the smoothing circuit 33.
Based on out, a control signal for controlling the duty of the pulse signal is output to the switching control circuit 32. The oscillator 27 is provided with a frequency adjusting circuit 35 for changing the oscillation frequency fosc so as to follow the change in the output current of the smoothing circuit 33.

【0039】請求項2では、前記発振器には、その充放
電電位を前記発振周波数信号として出力する容量と、前
記容量に充電電流を供給するカレントミラー回路と、前
記容量を放電させる放電回路と、前記容量の充電電位が
あらかじめ設定された上限値に達したとき、前記容量を
前記放電回路に接続し、前記容量の充電電位があらかじ
め設定された下限値に達したとき、前記容量を前記カレ
ントミラー回路に接続する切替え回路と、前記平滑回路
の出力電流に基づいて、前記カレントミラー回路の出力
電流を増減させる電流制御回路とが備えられる。
According to a second aspect of the present invention, the oscillator includes a capacitor for outputting its charge / discharge potential as the oscillation frequency signal, a current mirror circuit for supplying a charging current to the capacitor, and a discharge circuit for discharging the capacitor. When the charging potential of the capacitance reaches a preset upper limit value, the capacitance is connected to the discharge circuit, and when the charging potential of the capacitance reaches a preset lower limit value, the capacitance is changed to the current mirror. A switching circuit connected to the circuit and a current control circuit for increasing or decreasing the output current of the current mirror circuit based on the output current of the smoothing circuit are provided.

【0040】請求項3では、前記電流制御回路には、前
記平滑回路の出力電流に基づく入力信号と、前記カレン
トミラー回路の出力電流の下限値を設定する下限設定電
圧とが一対のNPNトランジスタのベースに入力される
第一の差動回路と、前記第一の差動回路を構成する前記
トランジスタのエミッタの電位と、前記カレントミラー
回路の出力電流の上限値を設定する上限設定電圧が入力
されるNPNトランジスタのエミッタ電位とが一対のP
NPトランジスタのベースに入力される第二の差動回路
と、前記第二の差動回路を構成する前記トランジスタの
エミッタの電位に基づいて、前記カレントミラー回路の
出力電流を制御するバッファアンプとが備えられる。
According to a third aspect of the present invention, in the current control circuit, the input signal based on the output current of the smoothing circuit and the lower limit setting voltage for setting the lower limit value of the output current of the current mirror circuit are formed by a pair of NPN transistors. The first differential circuit input to the base, the potential of the emitter of the transistor that forms the first differential circuit, and the upper limit setting voltage that sets the upper limit value of the output current of the current mirror circuit are input. The emitter potential of the NPN transistor is
A second differential circuit that is input to the base of the NP transistor and a buffer amplifier that controls the output current of the current mirror circuit based on the potential of the emitter of the transistor that constitutes the second differential circuit are provided. Be prepared.

【0041】請求項4では、スイッチングレギュレータ
の発振器は発振周波数を出力する。スイッチング制御回
路は、前記発振周波数に基づいて、出力トランジスタを
スイッチング駆動するパルス信号を出力する。平滑回路
は、前記出力トランジスタのスイッチング動作により該
出力トランジスタから出力される出力信号を平滑して出
力する。出力制御回路は、前記平滑回路の出力電圧及び
出力電流に基づいて、前記パルス信号のデューティを制
御する制御信号を前記スイッチング制御回路に出力す
る。前記出力制御回路は、前記平滑回路の出力電流に基
づいて動作する電流制御アンプと、前記平滑回路の出力
電圧に基づいて動作する電圧制御アンプとから構成さ
れ、前記電流制御アンプと電圧制御アンプとが直列に接
続され、後段に接続される前記電圧制御アンプの入出力
端子間に位相補償容量が接続される。
In the fourth aspect, the oscillator of the switching regulator outputs the oscillation frequency. The switching control circuit outputs a pulse signal for switching-driving the output transistor based on the oscillation frequency. The smoothing circuit smooths and outputs the output signal output from the output transistor by the switching operation of the output transistor. The output control circuit outputs a control signal for controlling the duty of the pulse signal to the switching control circuit based on the output voltage and the output current of the smoothing circuit. The output control circuit includes a current control amplifier that operates based on the output current of the smoothing circuit, and a voltage control amplifier that operates based on the output voltage of the smoothing circuit. The current control amplifier and the voltage control amplifier Are connected in series, and a phase compensation capacitor is connected between the input and output terminals of the voltage control amplifier connected in the subsequent stage.

【0042】(作用)請求項1では、出力電流の変化に
追随して、出力トランジスタをスイッチング駆動するパ
ルス信号の周波数が変化する。
(Operation) According to the first aspect, the frequency of the pulse signal for switching-driving the output transistor changes following the change in the output current.

【0043】請求項2では、前記平滑回路の出力電流が
変化すると、電流制御回路によりカレントミラー回路の
出力電流が変化し、カレントミラー回路の出力電流が変
化すると、容量の充電時間が変化して、切替え回路によ
る切替え時間が変化し、発振周波数が変化する。
In the second aspect, when the output current of the smoothing circuit changes, the output current of the current mirror circuit changes by the current control circuit, and when the output current of the current mirror circuit changes, the charging time of the capacitor changes. , The switching time by the switching circuit changes, and the oscillation frequency changes.

【0044】請求項3では、バッファアンプの入力電圧
は、平滑回路の出力電流に基づく信号に追随して、下限
設定電圧と、上限設定電圧との間で変化し、平滑回路の
出力電流に基づく信号と、下限設定電圧及び上限設定電
圧は、それぞれ同一数でかつ同種の極性のトランジスタ
を介してバッファアンプに入力される。
According to the present invention, the input voltage of the buffer amplifier changes between the lower limit setting voltage and the upper limit setting voltage following the signal based on the output current of the smoothing circuit and is based on the output current of the smoothing circuit. The signal and the lower limit setting voltage and the upper limit setting voltage are input to the buffer amplifier via the same number of transistors of the same type and polarity.

【0045】請求項4では、電圧制御アンプの入出力端
子間に接続される一つの位相補償容量で、電流制御アン
プ及び電圧制御アンプの位相補償が行われる。
According to the present invention, the phase compensation of the current control amplifier and the voltage control amplifier is performed by one phase compensation capacitor connected between the input and output terminals of the voltage control amplifier.

【0046】[0046]

【実施例】図2は、この発明を具体化したスイッチング
レギュレータの一実施の形態を示す。この実施の形態の
スイッチングレギュレータは、コントロールIC21と
外付け素子とから構成され、その外付け素子は位相補償
容量を除いて前記従来例と同一構成であるので、同一符
号を付してその説明を省略する。
FIG. 2 shows one embodiment of a switching regulator embodying the present invention. The switching regulator of this embodiment is composed of a control IC 21 and an external element, and since the external element has the same configuration as the conventional example except for the phase compensation capacitance, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Omit it.

【0047】前記コントロールIC21内の電流検出ア
ンプ22には、出力電流検出用抵抗Rs の両端子間の電
位差が入力され、その電位差に基づく出力信号が電流制
御用アンプ23に出力される。
The potential difference between both terminals of the output current detecting resistor Rs is inputted to the current detecting amplifier 22 in the control IC 21, and an output signal based on the potential difference is outputted to the current controlling amplifier 23.

【0048】前記電流検出アンプ22の出力電圧は、図
6に示すように負荷8に出力される出力電流Iout の増
加にともなって、リニアに上昇する。前記電流制御用ア
ンプ23の出力信号は、ダイオード24を介して電圧制
御用アンプ25の反転入力端子に入力され、その反転入
力端子には出力電圧Vout を前記抵抗RA1,RA2で抵抗
分割した電圧も入力される。
The output voltage of the current detection amplifier 22 increases linearly with the increase of the output current Iout output to the load 8 as shown in FIG. The output signal of the current control amplifier 23 is input to the inverting input terminal of the voltage control amplifier 25 via the diode 24, and the inverting input terminal also includes a voltage obtained by resistance division of the output voltage Vout by the resistors RA1 and RA2. Is entered.

【0049】前記電圧制御用アンプ25の出力信号は、
PWM比較器26に入力され、同電圧制御用アンプ25
の反転入力端子と出力端子との間には、外付け素子の位
相補償容量Cp が接続されている。
The output signal of the voltage control amplifier 25 is
The voltage is input to the PWM comparator 26, and the same voltage control amplifier 25 is input.
A phase compensation capacitance Cp of an external element is connected between the inverting input terminal and the output terminal.

【0050】前記電流検出アンプ22の出力信号は発振
器27に入力され、その発振器27の出力信号はPWM
比較器26に出力される。そして、PWM比較器26は
発振器27の出力周波数と、電圧制御用アンプ25の出
力信号とに基づいてパルス信号を出力回路28に出力
し、そのパルス信号の周波数は発振器27の発振周波数
であり、デューティは電圧制御用アンプ25の出力信号
に基づいて制御される。
The output signal of the current detection amplifier 22 is input to the oscillator 27, and the output signal of the oscillator 27 is PWM.
It is output to the comparator 26. Then, the PWM comparator 26 outputs a pulse signal to the output circuit 28 based on the output frequency of the oscillator 27 and the output signal of the voltage control amplifier 25, and the frequency of the pulse signal is the oscillation frequency of the oscillator 27, The duty is controlled based on the output signal of the voltage control amplifier 25.

【0051】前記出力回路28の出力段は図4に示すよ
うに構成される。すなわち、電源VccとグランドGND
との間にNPNトランジスタTr11 と、PNPトランジ
スタTr12 とが直列に接続され、両トランジスタTr11
,Tr12 に共通のベース電流IB1,IB2が入力され、
両トランジスタTr11 ,Tr12 のエミッタが前記出力ト
ランジスタ4のゲートに接続される。
The output stage of the output circuit 28 is constructed as shown in FIG. That is, the power supply Vcc and the ground GND
An NPN transistor Tr11 and a PNP transistor Tr12 are connected in series between
, Tr12 common base currents IB1 and IB2 are input,
The emitters of both transistors Tr11 and Tr12 are connected to the gate of the output transistor 4.

【0052】従って、出力回路28の前段回路により図
4に示す方向のベース電流IB1が供給されると、トラン
ジスタTr12 がオンされて、出力電圧VG が低下するこ
とにより、出力トランジスタ4がオンされる。また、ベ
ース電流IB2が供給されると、トランジスタTr11 がオ
ンされて、出力電圧VG が上昇することにより、出力ト
ランジスタ4がオフされる。
Therefore, when the base circuit IB1 in the direction shown in FIG. 4 is supplied by the circuit preceding the output circuit 28, the transistor Tr12 is turned on and the output voltage VG is lowered, so that the output transistor 4 is turned on. . When the base current IB2 is supplied, the transistor Tr11 is turned on and the output voltage VG rises, so that the output transistor 4 is turned off.

【0053】前記発振器27の具体的構成を図3に示
す。この発振器27は、前記従来例の構成にトランジス
タTr13 〜Tr17 等の構成を付加したものであり、同一
構成部分は同一符号を付して説明を省略する。
A concrete structure of the oscillator 27 is shown in FIG. The oscillator 27 is configured by adding transistors Tr13 to Tr17 and the like to the configuration of the conventional example, and the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0054】前記電流検出アンプ22の出力電圧は、N
PNトランジスタTr13 のベースに入力され、同トラン
ジスタTr13 のコレクタは、電源VREF に接続される。
NPNトランジスタTr14 は、前記トランジスタTr13
とで差動回路を構成し、同トランジスタTr14 のコレク
タは電源VREF に接続され、ベースには下限周波数設定
電圧VRT2 が供給される。そして、前記トランジスタT
r13 ,Tr14 のエミッタは、電流源29を介してグラン
ドGNDに接続される。
The output voltage of the current detection amplifier 22 is N
It is input to the base of the PN transistor Tr13, and the collector of the transistor Tr13 is connected to the power supply VREF.
The NPN transistor Tr14 is the transistor Tr13.
And constitute a differential circuit, the collector of the transistor Tr14 is connected to the power supply VREF, and the lower limit frequency setting voltage VRT2 is supplied to the base. And the transistor T
The emitters of r13 and Tr14 are connected to the ground GND via the current source 29.

【0055】差動回路を構成するPNPトランジスタT
r15 ,Tr16 は、そのエミッタが電流源31を介して電
源VREF に接続され、同トランジスタTr15 のベースは
前記トランジスタTr13 ,Tr14 のエミッタに接続さ
れ、コレクタはグランドGNDに接続される。
PNP transistor T forming a differential circuit
The emitters of r15 and Tr16 are connected to the power supply VREF via the current source 31, the base of the transistor Tr15 is connected to the emitters of the transistors Tr13 and Tr14, and the collector is connected to the ground GND.

【0056】前記トランジスタTr16 のコレクタはグラ
ンドGNDに接続され、ベースは電流源30を介してグ
ランドGNDに接続されるとともに、NPNトランジス
タTr17 のエミッタに接続される。
The collector of the transistor Tr16 is connected to the ground GND, the base is connected to the ground GND through the current source 30, and the emitter of the NPN transistor Tr17 is connected.

【0057】前記トランジスタTr17 のコレクタは電源
VREF に接続され、ベースには上限周波数設定電圧VRT
1 が供給される。前記上限周波数設定電圧VRT1 は、下
限周波数設定電圧VRT2 より高い電圧として設定され
る。
The collector of the transistor Tr17 is connected to the power supply VREF, and the base thereof has the upper limit frequency setting voltage VRT.
1 is supplied. The upper limit frequency setting voltage VRT1 is set as a voltage higher than the lower limit frequency setting voltage VRT2.

【0058】また、前記トランジスタTr15 ,Tr16 の
エミッタはバッファアンプ15の非反転入力端子に接続
される。このように構成された発振器27は、電流検出
アンプ22の出力電圧が下限周波数設定電圧VRT2 より
低くなると、トランジスタTr13 はオフされるととも
に、トランジスタTr14 がオンされる。
The emitters of the transistors Tr15 and Tr16 are connected to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 15. In the oscillator 27 thus configured, when the output voltage of the current detection amplifier 22 becomes lower than the lower limit frequency setting voltage VRT2, the transistor Tr13 is turned off and the transistor Tr14 is turned on.

【0059】すると、各トランジスタのベース・エミッ
タ間電圧降下をVBEとすれば、同トランジスタTr15 の
ベース電位はVRT2 −VBEとなる。また、トランジスタ
Tr16 のベース電位は、トランジスタTr17 の動作によ
り、VRT1 −VBEとなるため、トランジスタTr15 がオ
ンされるとともに、トランジスタTr16 がオフされ、バ
ッファアンプ15の非反転入力端子の入力電圧はVRT2
となる。
Then, if the base-emitter voltage drop of each transistor is VBE, the base potential of the same transistor Tr15 is VRT2-VBE. Further, the base potential of the transistor Tr16 becomes VRT1-VBE due to the operation of the transistor Tr17, so that the transistor Tr15 is turned on and the transistor Tr16 is turned off, so that the input voltage of the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 15 is VRT2.
Becomes

【0060】すると、バッファアンプ15はトランジス
タTr3のエミッタ電位がVRT2 となるように同トランジ
スタTr3から抵抗RT に流れる電流を制御する。そし
て、この電流に基づく発振周波数が、20KHZ となる
ようにVRT2 が設定される。
Then, the buffer amplifier 15 controls the current flowing from the transistor Tr3 to the resistor RT so that the emitter potential of the transistor Tr3 becomes VRT2. Then, VRT2 is set so that the oscillation frequency based on this current becomes 20 KHz.

【0061】電流検出アンプ22の出力電圧が下限周波
数設定電圧VRT2 より高く、上限周波数設定電圧VRT1
より低いときには、トランジスタTr13 がオンされると
ともに、トランジスタTr14 がオフされる。
The output voltage of the current detection amplifier 22 is higher than the lower limit frequency setting voltage VRT2, and the upper limit frequency setting voltage VRT1
When it is lower, the transistor Tr13 is turned on and the transistor Tr14 is turned off.

【0062】また、トランジスタTr15 がオンされると
ともに、トランジスタTr16 がオフされ、バッファアン
プ15の非反転入力端子の入力電圧は、電流検出アンプ
22の出力電圧に等しくなる。
Further, the transistor Tr15 is turned on and the transistor Tr16 is turned off, so that the input voltage of the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 15 becomes equal to the output voltage of the current detection amplifier 22.

【0063】従って、電流検出アンプ22の出力電圧が
下限周波数設定電圧VRT2 より高く、上限周波数設定電
圧VRT1 より低いときには、抵抗RT に流れる電流は電
流検出アンプ22の出力電圧に基づいて変化し、電流検
出アンプ22の出力電圧の変化にともなって発振周波数
が変化する。
Therefore, when the output voltage of the current detection amplifier 22 is higher than the lower limit frequency setting voltage VRT2 and lower than the upper limit frequency setting voltage VRT1, the current flowing through the resistor RT changes based on the output voltage of the current detection amplifier 22, The oscillation frequency changes as the output voltage of the detection amplifier 22 changes.

【0064】電流検出アンプ22の出力電圧が上限周波
数設定電圧VRT1 より高くなると、トランジスタTr15
のベース電位が上昇して、同トランジスタTr15 がオフ
され、バッファアンプ15の非反転入力端子の入力電圧
は、VRT1 となる。
When the output voltage of the current detection amplifier 22 becomes higher than the upper limit frequency setting voltage VRT1, the transistor Tr15
Of the buffer Tr15 is turned off, and the input voltage of the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 15 becomes VRT1.

【0065】すると、バッファアンプ15はトランジス
タTr3のエミッタ電位がVRT1 となるように同トランジ
スタTr3から抵抗RT に流れる電流を制御する。そし
て、この電流に基づく発振周波数が、350KHZ とな
るように、VRT1 が設定される。
Then, the buffer amplifier 15 controls the current flowing from the transistor Tr3 to the resistor RT so that the emitter potential of the transistor Tr3 becomes VRT1. Then, VRT1 is set so that the oscillation frequency based on this current becomes 350 KHz.

【0066】このような動作により、抵抗RT の端子電
圧は、図7に示すようにスイッチングレギュレータの出
力電流Iout の変化に基づいて、下限周波数設定電圧V
RT2から上限周波数設定電圧VRT1 の範囲で変化する。
With such an operation, the terminal voltage of the resistor RT is set to the lower limit frequency setting voltage V based on the change of the output current Iout of the switching regulator as shown in FIG.
It changes within the range from RT2 to the upper limit frequency setting voltage VRT1.

【0067】そして、抵抗RT の端子電圧の変化に基づ
いて、発振器27の発振周波数は、図8に示すようにf
osc1〜fosc2の範囲で変化し、上記のように例えばfos
c1は20KHZ に設定され、fosc2は350KHZ に設
定される。
Based on the change in the terminal voltage of the resistor RT, the oscillation frequency of the oscillator 27 is f as shown in FIG.
It changes in the range of osc1 to fosc2.
c1 is set to 20 KHz and fosc2 is set to 350 KHz.

【0068】また、電流検出アンプ22の出力電圧と、
周波数設定電圧VRT1 ,VRT2 は、ともに一つのNPN
トランジスタと、一つのPNPトランジスタのベース・
エミッタを介してバッファアンプ15に伝達される。
The output voltage of the current detection amplifier 22
The frequency setting voltages VRT1 and VRT2 are both one NPN.
Transistor and the base of one PNP transistor
It is transmitted to the buffer amplifier 15 via the emitter.

【0069】従って、同種のトランジスタを同一数介し
てバッファアンプ15に伝達されるので、各トランジス
タの温度依存性はキャンセルされる。さて、上記のよう
に構成されたスイッチングレギュレータでは、出力電流
検出用抵抗Rs の両端子間電圧に基づいて、電流検出ア
ンプ22から出力電流Ioutの電流値に応じた電圧が電
流制御用アンプ23に出力される。
Therefore, since the same number of transistors are transmitted to the buffer amplifier 15, the temperature dependency of each transistor is canceled. Now, in the switching regulator configured as described above, a voltage corresponding to the current value of the output current Iout is supplied to the current control amplifier 23 from the current detection amplifier 22 based on the voltage between both terminals of the output current detection resistor Rs. Is output.

【0070】電流制御用アンプ23は、電流検出アンプ
22の出力電圧と基準電圧との電位差に基づく信号を電
圧制御用アンプ25に出力する。また、電圧制御用アン
プ25には抵抗RA1, RA2間から出力電圧Vout に基づ
く電圧が入力される。そして、電圧制御用アンプ25
は、入力電圧と基準電圧との電位差に基づく信号をPW
M比較器26に出力する。
The current control amplifier 23 outputs a signal based on the potential difference between the output voltage of the current detection amplifier 22 and the reference voltage to the voltage control amplifier 25. Further, the voltage based on the output voltage Vout is input to the voltage control amplifier 25 from between the resistors RA1 and RA2. Then, the voltage control amplifier 25
PW the signal based on the potential difference between the input voltage and the reference voltage.
Output to the M comparator 26.

【0071】PWM比較器26は、発振器27から出力
されるパルス信号の周波数を、電圧制御用アンプ25の
出力信号に基づいてデューティを制御して、出力回路2
8に出力し、出力回路28はその出力信号で出力トラン
ジスタ4を駆動する。
The PWM comparator 26 controls the duty of the frequency of the pulse signal output from the oscillator 27 based on the output signal of the voltage control amplifier 25 to output the output circuit 2.
8 and the output circuit 28 drives the output transistor 4 with the output signal.

【0072】従って、スイッチングレギュレータから負
荷8に出力される出力電圧Vout は、電圧制御用アンプ
25の動作に基づいて一定電圧となり、出力電流Iout
は電流制御用アンプ23の動作に基づいて一定値以内と
なる。
Therefore, the output voltage Vout output from the switching regulator to the load 8 becomes a constant voltage based on the operation of the voltage control amplifier 25, and the output current Iout.
Is within a fixed value based on the operation of the current control amplifier 23.

【0073】このとき、前記発振器27の動作により、
出力電流Iout が増大すると、同発振器27の発振周波
数が高くなり、出力電流Iout が減少すると、同発振器
27の発振周波数が低くなる。
At this time, by the operation of the oscillator 27,
When the output current Iout increases, the oscillation frequency of the oscillator 27 increases, and when the output current Iout decreases, the oscillation frequency of the oscillator 27 decreases.

【0074】すなわち、スタンバイ動作時に出力電流I
out が2mAとなると、発振器27の発振周波数は20
KHZ となり、通常動作時に出力電流Iout が1.5A
となると、発振周波数は350KHZ となる。
That is, during the standby operation, the output current I
When out becomes 2mA, the oscillation frequency of oscillator 27 is 20
It becomes KHz, and the output current Iout is 1.5A during normal operation.
Then, the oscillation frequency becomes 350 KHz.

【0075】すると、図9に示すようにこの実施例の効
率Eは、スタンバイ動作時には20KHZ の発振周波数
の場合の効率となり、通常動作時には350KHZ の発
振周波数の場合の効率となる。
Then, as shown in FIG. 9, the efficiency E of this embodiment is the efficiency at the oscillation frequency of 20 KHz during the standby operation and the efficiency at the oscillation frequency of 350 KHz at the normal operation.

【0076】従って、スタンバイ動作時及び通常動作時
の効率をともに向上させることができる。低出力電流時
に発振器27の発振周波数を低くすると、効率が向上す
る理由を図5に従って説明する。
Therefore, the efficiency in both the standby operation and the normal operation can be improved. The reason why the efficiency is improved by lowering the oscillation frequency of the oscillator 27 when the output current is low will be described with reference to FIG.

【0077】図5(a)に示すように、出力回路28に
おいて、ベース電流IB1が流れると、トランジスタTr1
2 がオンされて出力トランジスタ4のゲート電位VG が
低下し、出力トランジスタ4がオンされて、同トランジ
スタ4のドレイン電位VD が上昇する。
As shown in FIG. 5A, in the output circuit 28, when the base current IB1 flows, the transistor Tr1 is turned on.
2 is turned on to lower the gate potential VG of the output transistor 4, and the output transistor 4 is turned on to raise the drain potential VD of the transistor 4.

【0078】このとき、トランジスタTr12 には同トラ
ンジスタTr12 のエミッタと出力トランジスタ4のゲー
トとの間に充電されている電荷が瞬間的にエミッタ電流
IE1として放電された後は電流が流れず、これにともな
ってベース電流IB1も瞬間的に流れる。
At this time, no current flows through the transistor Tr12 after the electric charge charged between the emitter of the transistor Tr12 and the gate of the output transistor 4 is instantaneously discharged as the emitter current IE1. The base current IB1 also flows instantaneously.

【0079】次いで、ベース電流IB2が流れると、トラ
ンジスタTr11 がオンされて出力トランジスタ4のゲー
ト電位VG が上昇し、出力トランジスタ4がオンされ
る。このとき、トランジスタTr11 には同トランジスタ
Tr11 のエミッタと出力トランジスタ4のゲートとの間
を充電するための電荷が瞬間的にエミッタ電流IE2とし
て流れた後は電流が流れず、これにともなってベース電
流IB2も瞬間的に流れる。そして、出力回路28ではこ
のスイッチング動作時に電力を消費する。
Then, when the base current IB2 flows, the transistor Tr11 is turned on, the gate potential VG of the output transistor 4 rises, and the output transistor 4 is turned on. At this time, no electric current flows in the transistor Tr11 after the electric charge for charging between the emitter of the transistor Tr11 and the gate of the output transistor 4 instantaneously flows as the emitter current IE2, and accordingly, the base current flows. IB2 also flows instantaneously. The output circuit 28 consumes power during this switching operation.

【0080】図5(b)に示すように、出力電流Iout
を小さくするために、ベース電流IB1を供給してから、
ベース電流IB2を供給するまでの時間を短くすると、出
力トランジスタ4のオン時間が短縮されて、出力電流I
out が減少する。
As shown in FIG. 5B, the output current Iout
In order to reduce the
When the time until the base current IB2 is supplied is shortened, the on time of the output transistor 4 is shortened, and the output current I
out decreases.

【0081】このとき、出力電流Iout は減少している
が、出力回路28のトランジスタTr11 ,Tr12 及び出
力トランジスタ4のスイッチング周波数は変わらない。
従って、スイッチングレギュレータの出力電力は低下す
るが、出力回路28の消費電力に変わりはなく、従って
入力電力も変わらないので、効率は低下する。
At this time, the output current Iout has decreased, but the switching frequencies of the transistors Tr11, Tr12 and the output transistor 4 of the output circuit 28 do not change.
Therefore, although the output power of the switching regulator decreases, the power consumption of the output circuit 28 does not change, and therefore the input power does not change, so that the efficiency decreases.

【0082】一方、図5(c)に示すようにスイッチン
グ周波数を1/3とし、出力トランジスタ4のオン時間
が3倍となるように、ベース電流IB1,IB2の供給間隔
を設定すれば、出力電流Iout を同一としながら、出力
回路28のスイッチング回数を1/3に減少させること
ができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5C, if the switching frequency is set to 1/3 and the supply intervals of the base currents IB1 and IB2 are set so that the ON time of the output transistor 4 is tripled, the output is The number of switching times of the output circuit 28 can be reduced to 1/3 while keeping the current Iout the same.

【0083】従って、図5(b)に示す周波数で動作さ
せる場合に対し、同一の出力電力を確保しながら、出力
回路28の消費電力を低減することにより、入力電力を
低減することができるので、効率が向上する。
Therefore, as compared with the case of operating at the frequency shown in FIG. 5B, the input power can be reduced by reducing the power consumption of the output circuit 28 while securing the same output power. , Efficiency is improved.

【0084】また、このスイッチングレギュレータは、
電流制御用アンプ23と、電圧制御用アンプ25とが直
列に接続され、その電圧制御用アンプ25の入出力端子
間に位相補償容量Cp が接続されている。
Further, this switching regulator
The current control amplifier 23 and the voltage control amplifier 25 are connected in series, and the phase compensation capacitance Cp is connected between the input and output terminals of the voltage control amplifier 25.

【0085】従って、一つの位相補償容量Cp で電流制
御用アンプ23及び電圧制御用アンプ25の位相補償を
行って、このスイッチングレギュレータの発振を防止す
ることができるので、外付け素子数を削減して、スイッ
チングレギュレータの小型化を図ることができる。
Therefore, since the phase compensation of the current control amplifier 23 and the voltage control amplifier 25 can be performed by one phase compensation capacitance Cp to prevent the oscillation of this switching regulator, the number of external elements can be reduced. Thus, the switching regulator can be downsized.

【0086】なお、前記実施の形態では電流制御用アン
プ23と、電圧制御用アンプ25とを直列に接続したス
イッチングレギュレータにおいて、電流検出アンプ22
の出力信号を発振器27に入力したが、前記従来例のよ
うに電流制御用アンプと、電圧制御用アンプとをPWM
比較器に対し並列に接続したスイッチングレギュレータ
において、電流検出アンプの出力信号を発振器27に入
力するようにしてもよい。
In the above embodiment, in the switching regulator in which the current control amplifier 23 and the voltage control amplifier 25 are connected in series, the current detection amplifier 22
Although the output signal of is input to the oscillator 27, the current control amplifier and the voltage control amplifier are PWMed as in the conventional example.
In the switching regulator connected in parallel with the comparator, the output signal of the current detection amplifier may be input to the oscillator 27.

【0087】上記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 (1)請求項1において、前記出力制御回路は、前記平
滑回路の出力電流に基づいて動作する電流制御アンプ
と、前記平滑回路の出力電圧に基づいて動作する電圧制
御アンプとから構成し、前記電流制御アンプと電圧制御
アンプとを直列に接続し、後段に接続される前記電圧制
御アンプの入出力端子間に位相補償容量を接続した。広
範囲の出力電流を高効率で出力可能としながら、外付け
素子数を削減して小型化を図ることができる。
The technical ideas other than the claims that can be understood from the above-described embodiment will be described below along with their effects. (1) In claim 1, the output control circuit includes a current control amplifier that operates based on an output current of the smoothing circuit and a voltage control amplifier that operates based on an output voltage of the smoothing circuit. A current control amplifier and a voltage control amplifier were connected in series, and a phase compensation capacitor was connected between the input and output terminals of the voltage control amplifier connected in the subsequent stage. It is possible to output a wide range of output current with high efficiency and reduce the number of externally attached elements to achieve miniaturization.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3の発
明では、広範囲の出力電流を高効率で出力し得るスイッ
チングレギュレータを提供することができる。
As described in detail above, the inventions of claims 1 to 3 can provide a switching regulator capable of outputting a wide range of output current with high efficiency.

【0089】また、請求項3の発明では、さらに電流制
御回路の温度特性をキャンセルすることができる。ま
た、請求項4の発明では、外付け素子数を削減して小型
化を図り得るスイッチングレギュレータを提供すること
ができる。
Further, in the invention of claim 3, the temperature characteristic of the current control circuit can be further canceled. Further, according to the invention of claim 4, it is possible to provide a switching regulator which can be downsized by reducing the number of external elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】 一実施の形態を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment.

【図3】 一実施の形態の発振器を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an oscillator according to an embodiment.

【図4】 出力回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an output circuit.

【図5】 出力回路の動作を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of the output circuit.

【図6】 電流検出アンプの動作特性図である。FIG. 6 is an operating characteristic diagram of a current detection amplifier.

【図7】 発振周波数設定用抵抗の端子電圧特性図であ
る。
FIG. 7 is a terminal voltage characteristic diagram of an oscillation frequency setting resistor.

【図8】 発振器の出力特性図である。FIG. 8 is an output characteristic diagram of an oscillator.

【図9】 一実施の形態の効率特性図である。FIG. 9 is an efficiency characteristic diagram of one embodiment.

【図10】従来例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図11】従来例の発振器を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional oscillator.

【図12】従来例の発振器の出力信号を示す波形図であ
る。
FIG. 12 is a waveform diagram showing an output signal of a conventional oscillator.

【図13】従来例の効率特性図である。FIG. 13 is an efficiency characteristic diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 出力トランジスタ 27 発振器 32 スイッチング制御回路 33 平滑回路 34 出力制御回路 35 周波数調整回路 fosc 発振周波数 Iout 出力電流 Vout 出力電圧 4 Output Transistor 27 Oscillator 32 Switching Control Circuit 33 Smoothing Circuit 34 Output Control Circuit 35 Frequency Adjustment Circuit fosc Oscillation Frequency Iout Output Current Vout Output Voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 俊幸 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 佐野 芳昭 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Matsuyama 1844-2, Kozoji-cho, Kasugai-shi, Aichi Prefecture Fujitsu Viels AI Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Sano 1844-2 Kozoji-cho, Kasugai-shi, Aichi Fujitsu Within VIS Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振周波数を出力する発振器と、 前記発振周波数に基づいて、出力トランジスタをスイッ
チング駆動するパルス信号を出力するスイッチング制御
回路と、 前記出力トランジスタのスイッチング動作により該出力
トランジスタから出力される出力信号を平滑して出力す
る平滑回路と、 前記平滑回路の出力電圧及び出力電流に基づいて、前記
パルス信号のデューティを制御する制御信号を前記スイ
ッチング制御回路に出力する出力制御回路とを備えたス
イッチングレギュレータであって、 前記発振器には、前記平滑回路の出力電流の変化に追随
するように、発振周波数を変化させる周波数調整回路を
備えたことを特徴とするスイッチングレギュレータ。
1. An oscillator that outputs an oscillation frequency, a switching control circuit that outputs a pulse signal that drives a switching operation of an output transistor based on the oscillation frequency, and an output transistor that outputs a pulse signal by a switching operation of the output transistor. A smoothing circuit for smoothing and outputting the output signal; and an output control circuit for outputting a control signal for controlling the duty of the pulse signal to the switching control circuit based on the output voltage and the output current of the smoothing circuit. A switching regulator, wherein the oscillator includes a frequency adjustment circuit that changes an oscillation frequency so as to follow a change in an output current of the smoothing circuit.
【請求項2】 前記発振器は、 その充放電電位を前記発振周波数信号として出力する容
量と、 前記容量に充電電流を供給するカレントミラー回路と、 前記容量を放電させる放電回路と、 前記容量の充電電位があらかじめ設定された上限値に達
したとき、前記容量を前記放電回路に接続し、前記容量
の充電電位があらかじめ設定された下限値に達したと
き、前記容量を前記カレントミラー回路に接続する切替
え回路と、 前記平滑回路の出力電流に基づいて、前記カレントミラ
ー回路の出力電流を増減させる電流制御回路とを備えた
ことを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレ
ータ。
2. The oscillator includes a capacitor that outputs its charge / discharge potential as the oscillation frequency signal, a current mirror circuit that supplies a charging current to the capacitor, a discharge circuit that discharges the capacitor, and a capacitor that charges the capacitor. When the potential reaches a preset upper limit value, the capacitance is connected to the discharge circuit, and when the charge potential of the capacitance reaches a preset lower limit value, the capacitance is connected to the current mirror circuit. The switching regulator according to claim 1, further comprising a switching circuit and a current control circuit that increases or decreases the output current of the current mirror circuit based on the output current of the smoothing circuit.
【請求項3】 前記電流制御回路は、前記平滑回路の出
力電流に基づく入力信号と、前記カレントミラー回路の
出力電流の下限値を設定する下限設定電圧とが一対のN
PNトランジスタのベースに入力される第一の差動回路
と、 前記第一の差動回路を構成する前記トランジスタのエミ
ッタの電位と、前記カレントミラー回路の出力電流の上
限値を設定する上限設定電圧が入力されるNPNトラン
ジスタのエミッタ電位とが一対のPNPトランジスタの
ベースに入力される第二の差動回路と、 前記第二の差動回路を構成する前記トランジスタのエミ
ッタの電位に基づいて、前記カレントミラー回路の出力
電流を制御するバッファアンプとを備えたことを特徴と
する請求項2記載のスイッチングレギュレータ。
3. The current control circuit comprises a pair of N input voltage signals based on the output current of the smoothing circuit and a lower limit setting voltage for setting a lower limit value of the output current of the current mirror circuit.
A first differential circuit input to the base of a PN transistor, a potential of an emitter of the transistor that constitutes the first differential circuit, and an upper limit setting voltage that sets an upper limit value of an output current of the current mirror circuit. Is inputted to the bases of the pair of PNP transistors, and the emitter potential of the NPN transistor is inputted to the bases of the pair of PNP transistors. The switching regulator according to claim 2, further comprising a buffer amplifier that controls an output current of the current mirror circuit.
【請求項4】 発振周波数を出力する発振器と、 前記発振周波数に基づいて、出力トランジスタをスイッ
チング駆動するパルス信号を出力するスイッチング制御
回路と、 前記出力トランジスタのスイッチング動作により該出力
トランジスタから出力される出力信号を平滑して出力す
る平滑回路と、 前記平滑回路の出力電圧及び出力電流に基づいて、前記
パルス信号のデューティを制御する制御信号を前記スイ
ッチング制御回路に出力する出力制御回路とを備えたス
イッチングレギュレータであって、 前記出力制御回路は、前記平滑回路の出力電流に基づい
て動作する電流制御アンプと、前記平滑回路の出力電圧
に基づいて動作する電圧制御アンプとから構成し、前記
電流制御アンプと電圧制御アンプとを直列に接続し、後
段に接続される前記電圧制御アンプの入出力端子間に位
相補償容量を接続したことを特徴とするスイッチングレ
ギュレータ。
4. An oscillator that outputs an oscillation frequency, a switching control circuit that outputs a pulse signal that drives the output transistor to switch based on the oscillation frequency, and an output from the output transistor by a switching operation of the output transistor. A smoothing circuit for smoothing and outputting the output signal; and an output control circuit for outputting a control signal for controlling the duty of the pulse signal to the switching control circuit based on the output voltage and the output current of the smoothing circuit. A switching regulator, wherein the output control circuit includes a current control amplifier that operates based on the output current of the smoothing circuit and a voltage control amplifier that operates based on the output voltage of the smoothing circuit, and the current control circuit Before connecting the amplifier and the voltage control amplifier in series and connecting them in the subsequent stage Switching regulator, characterized in that connected to the phase compensation capacitance between the input and output terminals of the voltage controlled amplifier.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005088816A1 (en) * 2004-03-15 2008-01-31 ローム株式会社 Power supply
JP2010136513A (en) * 2008-12-04 2010-06-17 Toyota Industries Corp Switching power supply
JP2010183723A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Mitsumi Electric Co Ltd Dc-dc converter and switching control circuit
JP2011139609A (en) * 2009-12-28 2011-07-14 Rohm Co Ltd Control circuit of switching regulator and power supply device employing the same, and electronic apparatus
CN102545663A (en) * 2010-12-07 2012-07-04 中国科学院微电子研究所 An Overpower Compensation Circuit for Current Mode Switching Power Supplies
JP2012156700A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Ricoh Co Ltd Error amplification circuit and switching regulator
JP2018082609A (en) * 2016-11-07 2018-05-24 ローム株式会社 DC / DC converter
CN115184666A (en) * 2022-07-25 2022-10-14 成都启臣微电子股份有限公司 Slope detection circuit with programmable blanking function and switching power supply system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005088816A1 (en) * 2004-03-15 2008-01-31 ローム株式会社 Power supply
JP2010142111A (en) * 2004-03-15 2010-06-24 Rohm Co Ltd Power supply apparatus
JP4591892B2 (en) * 2004-03-15 2010-12-01 ローム株式会社 Power supply
JP2010136513A (en) * 2008-12-04 2010-06-17 Toyota Industries Corp Switching power supply
JP2010183723A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Mitsumi Electric Co Ltd Dc-dc converter and switching control circuit
JP2011139609A (en) * 2009-12-28 2011-07-14 Rohm Co Ltd Control circuit of switching regulator and power supply device employing the same, and electronic apparatus
CN102545663A (en) * 2010-12-07 2012-07-04 中国科学院微电子研究所 An Overpower Compensation Circuit for Current Mode Switching Power Supplies
JP2012156700A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Ricoh Co Ltd Error amplification circuit and switching regulator
JP2018082609A (en) * 2016-11-07 2018-05-24 ローム株式会社 DC / DC converter
CN115184666A (en) * 2022-07-25 2022-10-14 成都启臣微电子股份有限公司 Slope detection circuit with programmable blanking function and switching power supply system

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