Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4545576B2 - Switching regulator - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4545576B2 - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator Download PDF

Info

Publication number
JP4545576B2
JP4545576B2 JP2004365317A JP2004365317A JP4545576B2 JP 4545576 B2 JP4545576 B2 JP 4545576B2 JP 2004365317 A JP2004365317 A JP 2004365317A JP 2004365317 A JP2004365317 A JP 2004365317A JP 4545576 B2 JP4545576 B2 JP 4545576B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
comparator
output
voltage
potential
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004365317A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006174626A (en
Inventor
久雄 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lapis Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Oki Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Semiconductor Co Ltd filed Critical Oki Semiconductor Co Ltd
Priority to JP2004365317A priority Critical patent/JP4545576B2/en
Publication of JP2006174626A publication Critical patent/JP2006174626A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4545576B2 publication Critical patent/JP4545576B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は、スイッチングレギュレータに関し、特に軽負荷動作状態でのパワーセーブが可能なスイッチングレギュレータに関する。   The present invention relates to a switching regulator, and more particularly to a switching regulator capable of saving power in a light load operation state.

スイッチングレギュレータとは、所望の出力電圧を得るための小型の電圧整流素子または電流整流回路である。所望の出力電圧を得るために、スイッチングレギュレータは入力された直流電流のON時間とOFF時間との比率を制御する。   The switching regulator is a small voltage rectifier or current rectifier circuit for obtaining a desired output voltage. In order to obtain a desired output voltage, the switching regulator controls the ratio between the ON time and the OFF time of the input DC current.

図1に、従来のスイッチングレギュレータ900の例を示す。スイッチングレギュレータ900は、発振回路901と三角波発生回路902と2つのコンパレータ(COMP)903,904と制御回路905とスイッチ906とインダクタL907と平滑コンデンサC908とを有する。また、出力OUTには負荷(RL)909が接続される。   FIG. 1 shows an example of a conventional switching regulator 900. The switching regulator 900 includes an oscillation circuit 901, a triangular wave generation circuit 902, two comparators (COMP) 903, 904, a control circuit 905, a switch 906, an inductor L907, and a smoothing capacitor C908. A load (RL) 909 is connected to the output OUT.

発振回路901は例えばVCO(Voltage Control Oscillator)などで構成され、印加電圧に応じた所定周波数の矩形信号を出力する。発振回路901から出力された矩形信号は三角波発生回路902に入力される。三角波発生回路902は、入力された矩形信号に基づいて、所定周波数の三角波SAWOUT(電位をVsawoutとする)を出力する。三角波発生回路902から出力された三角波SAWOUTは、コンパレータ903の反転入力端子に入力される。一方、コンパレータ903の非反転入力端子には、スイッチングレギュレータ900の出力電位Voutがフィードバックされる。コンパレータ903は三角波の電位(Vsawout)とスイッチングレギュレータ900の出力電位Voutとを比較し、この比較結果を制御回路905に印加する。また、他方のコンパレータ904の反転入力端子には、後述するスイッチ906または907からの出力電位Vswが印加される。コンパレータ904の非反転入力端子には接地電位GNDが印加される。コンパレータ904はスイッチ906または907からの出力電位Vswと接地電位GNDとを比較し、この比較結果を制御回路905に印加する。   The oscillation circuit 901 is composed of, for example, a VCO (Voltage Control Oscillator) or the like, and outputs a rectangular signal having a predetermined frequency corresponding to the applied voltage. The rectangular signal output from the oscillation circuit 901 is input to the triangular wave generation circuit 902. The triangular wave generation circuit 902 outputs a triangular wave SAWOUT having a predetermined frequency (the potential is Vsawout) based on the input rectangular signal. The triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generation circuit 902 is input to the inverting input terminal of the comparator 903. On the other hand, the output potential Vout of the switching regulator 900 is fed back to the non-inverting input terminal of the comparator 903. The comparator 903 compares the triangular wave potential (Vsawout) with the output potential Vout of the switching regulator 900 and applies the comparison result to the control circuit 905. Further, an output potential Vsw from a switch 906 or 907 described later is applied to the inverting input terminal of the other comparator 904. The ground potential GND is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 904. The comparator 904 compares the output potential Vsw from the switch 906 or 907 with the ground potential GND, and applies the comparison result to the control circuit 905.

制御回路905は、2つのコンパレータ903、904からそれぞれ入力された比較結果に基づいてスイッチ906を制御する。制御回路905の2つの出力は、スイッチ906を構成する2つのスイッチング素子906a,906bの制御端子にそれぞれ入力される。制御回路905は、2つのコンパレータ903、904から印加された比較結果に基づいてスイッチング素子906a,906bのオン(導通)/オフ(遮断)を制御する。   The control circuit 905 controls the switch 906 based on the comparison results input from the two comparators 903 and 904, respectively. Two outputs of the control circuit 905 are input to control terminals of the two switching elements 906a and 906b constituting the switch 906, respectively. The control circuit 905 controls on (off) / off (off) of the switching elements 906a and 906b based on the comparison results applied from the two comparators 903 and 904.

スイッチング素子906a,906bは、制御端子の他に2つの端子を持ち、制御端子に印加された電位に基づいて、2つの端子間の導通をオン/オフする。スイッチング素子906aの一方の端子には、入力端子INから入力電圧Vinが印加される。他方の端子は、スイッチングレギュレータ900の出力段に設けられたインダクタL907およびスイッチング素子906bの一方の端子に接続される。また、スイッチング素子906bの一方の端子は、スイッチング素子906aの一方の端子の他に、スイッチングレギュレータ900の出力段に設けられたインダクタL907に接続される。スイッチング素子906bの他方の端子は接地される。   The switching elements 906a and 906b have two terminals in addition to the control terminal, and turn on / off conduction between the two terminals based on a potential applied to the control terminal. The input voltage Vin is applied from one input terminal IN to one terminal of the switching element 906a. The other terminal is connected to one terminal of an inductor L907 and a switching element 906b provided in the output stage of the switching regulator 900. In addition, one terminal of the switching element 906b is connected to an inductor L907 provided at the output stage of the switching regulator 900 in addition to the one terminal of the switching element 906a. The other terminal of the switching element 906b is grounded.

スイッチ906の出力にはインダクタL907が接続される。インダクタL907は出力端子OUTに接続される。すなわち、スイッチ906の出力はインダクタL907を介して出力端子OUTに接続される。なお、インダクタL907と出力端子OUTとの間には、一方の端子が接地された平滑コンデンサC908が接続される。   An inductor L907 is connected to the output of the switch 906. The inductor L907 is connected to the output terminal OUT. That is, the output of the switch 906 is connected to the output terminal OUT via the inductor L907. A smoothing capacitor C908 having one terminal grounded is connected between the inductor L907 and the output terminal OUT.

この構成において、例えばスイッチングレギュレータ900の出力電位Voutが三角波SAWOUTの電位(Vsawout)よりも小さい場合、コンパレータ903から制御回路905へはLレベルが印加される。この場合、制御回路905はスイッチング素子906aをオンする。これにより、スイッチング素子906aを介してインダクタL907へ入力端子INから電流ILが流れ、出力端子OUTの出力電位Voutが上昇する。この際、スイッチ906の出力段に位置するノードP(図1参照)の電位、すなわちスイッチ906の出力電位Vswが接地電位GND以上であるため、制御回路905へはコンパレータ904からLレベルが印加される。コンパレータ904からLレベルが印加されている場合、制御回路905はスイッチング素子906bをオフする。   In this configuration, for example, when the output potential Vout of the switching regulator 900 is smaller than the potential (Vsawout) of the triangular wave SAWOUT, the L level is applied from the comparator 903 to the control circuit 905. In this case, the control circuit 905 turns on the switching element 906a. As a result, the current IL flows from the input terminal IN to the inductor L907 via the switching element 906a, and the output potential Vout of the output terminal OUT rises. At this time, since the potential of the node P (see FIG. 1) located at the output stage of the switch 906, that is, the output potential Vsw of the switch 906 is equal to or higher than the ground potential GND, the L level is applied from the comparator 904 to the control circuit 905. The When the L level is applied from the comparator 904, the control circuit 905 turns off the switching element 906b.

出力電位Voutが上昇した結果、この値が三角波SAWOUTの電位(Vsawout)よりも大きくなると、コンパレータ903から制御回路905へはHレベルが印加される。コンパレータ903からHレベルが印加されている場合、制御回路905はスイッチング素子906aをオフする。この際、インダクタL907は電流を流し続けようと働くため、ノードPの電位Vswは接地電位GNDよりも低くなる。これにより、接地電位GNDよりも低い電位がコンパレータ904の反転入力端子に印加され、コンパレータ904からHレベルが出力される。コンパレータ904からHレベルが印加されると、制御回路905はスイッチング素子906bをオンする。これにより、スイッチング素子906bを介してインダクタL907の一方の端子が接地され、出力端子OUTの出力電位Voutが下降する。   As a result of the increase in the output potential Vout, when this value becomes larger than the potential (Vsawout) of the triangular wave SAWOUT, the H level is applied from the comparator 903 to the control circuit 905. When the H level is applied from the comparator 903, the control circuit 905 turns off the switching element 906a. At this time, the inductor L907 works to keep the current flowing, so the potential Vsw of the node P becomes lower than the ground potential GND. Accordingly, a potential lower than the ground potential GND is applied to the inverting input terminal of the comparator 904, and the comparator 904 outputs an H level. When the H level is applied from the comparator 904, the control circuit 905 turns on the switching element 906b. As a result, one terminal of the inductor L907 is grounded via the switching element 906b, and the output potential Vout of the output terminal OUT drops.

出力電位Voutが下降した結果、この値が三角波SAWOUTの反転電位(−Vsawout)よりも小さくなると、上述したようにコンパレータ903から制御回路905へは正の電位が印加され、スイッチング素子906aがオンする。これにより、スイッチング素子906aを介してインダクタL907へ入力端子INから電流が流れ、出力端子OUTの出力電位Voutが上昇する。なお、スイッチ906の出力電位が接地電位GND以上となった時点で、コンパレータ904から制御回路905へ負の電位が印加され、スイッチング素子906bがオフされる。   As a result of the drop in the output potential Vout, when this value becomes smaller than the inverted potential (−Vsawout) of the triangular wave SAWOUT, a positive potential is applied from the comparator 903 to the control circuit 905 as described above, and the switching element 906a is turned on. . Thereby, a current flows from the input terminal IN to the inductor L907 via the switching element 906a, and the output potential Vout of the output terminal OUT rises. Note that when the output potential of the switch 906 becomes equal to or higher than the ground potential GND, a negative potential is applied from the comparator 904 to the control circuit 905, and the switching element 906b is turned off.

以上のように構成されるスイッチングレギュレータの動作状態は、出力(図1に示す例では負荷909)に与えられた抵抗値によって、重負荷動作状態と中負荷動作状態と軽負荷動作状態とに分けることができる。重負荷動作状態とは、出力側のインピーダンスが小さい場合の動作状態である。一方、軽負荷動作状態とは、出力側のインピーダンスが大きく、重負荷動作状態と比べて小さな電流が流れる場合の動作状態である。中負荷動作状態とは、重負荷動作状態と軽負荷動作状態との間に位置づけられる動作状態である。   The operation state of the switching regulator configured as described above is divided into a heavy load operation state, a medium load operation state, and a light load operation state according to the resistance value given to the output (the load 909 in the example shown in FIG. 1). be able to. The heavy load operation state is an operation state when the impedance on the output side is small. On the other hand, the light load operating state is an operating state in which the impedance on the output side is large and a small current flows compared to the heavy load operating state. The medium load operation state is an operation state positioned between the heavy load operation state and the light load operation state.

以上のような動作状態は、例えば以下に示す特許文献1に開示されているように、図1におけるインダクタL907に印加される電位、すなわち、ノードPの電位を監視することで検出することができる。また、参考として、電源電圧低下時の動作を安定化させるための技術が、例えば以下に示す特許文献2に開示されている。
特開2002−44939号公報 特開2002−223563号公報
The operation state as described above can be detected by monitoring the potential applied to the inductor L907 in FIG. 1, that is, the potential of the node P as disclosed in, for example, Patent Document 1 shown below. . For reference, a technique for stabilizing the operation when the power supply voltage drops is disclosed in, for example, Patent Document 2 shown below.
JP 2002-44939 A JP 2002-223563 A

ここで、重負荷動作状態時と中負荷動作状態時と軽負荷動作状態時とにおける各信号の波形図を図2に示す。図2(a)は重負荷動作状態時における三角波発生回路902の出力電位Vsawoutとスイッチングレギュレータ900の出力電位Voutとコンパレータ903から出力される電位Vcomp1とコンパレータ904から出力される電位Vcomp2とインダクタL907に流れる電流ILとの波形図であり、図2(b)は中負荷動作状態時における三角波発生回路902の出力電位Vsawoutとスイッチングレギュレータ900の出力電位Voutとコンパレータ903から出力される電位Vcomp1とコンパレータ904から出力される電位Vcomp2とインダクタL907に流れる電流ILとの波形図であり、図2(c)は中負荷動作状態時における三角波発生回路902の出力電位Vsawoutとスイッチングレギュレータ900の出力電位Voutとコンパレータ903から出力される電位Vcomp1とコンパレータ904から出力される電位Vcomp2とインダクタL907に流れる電流ILとの波形図である。なお、以下で言う比較とは、特に言及しない限り、他の動作状態との比較を指す。   Here, FIG. 2 shows waveform diagrams of respective signals in the heavy load operation state, the medium load operation state, and the light load operation state. FIG. 2A shows the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 902, the output potential Vout of the switching regulator 900, the potential Vcomp1 output from the comparator 903, the potential Vcomp2 output from the comparator 904, and the inductor L907 in the heavy load operation state. FIG. 2B is a waveform diagram of the flowing current IL. FIG. 2B shows the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 902, the output potential Vout of the switching regulator 900, the potential Vcomp1 output from the comparator 903, and the comparator 904 in the middle load operation state. FIG. 2C is a waveform diagram of the potential Vcomp2 output from the inductor L907 and the current IL flowing through the inductor L907, and FIG. 2C shows the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 902, the output potential Vout of the switching regulator 900, and the comparator in the middle load operating state. Output from 903 That is a waveform diagram of the current IL flowing through the potential Vcomp1 the potential Vcomp2 an inductor L907 which is output from the comparator 904. In addition, the comparison said below refers to the comparison with another operation state unless otherwise stated.

図2(a)から(c)に示すように、三角波発生回路902からは、各動作状態時で同様に、ピーク電位VHとボトム電位VLとを持つ一定周期の三角波SAWOUTが出力される。一方、重負荷動作状態時には、図2(a)に示すように、スイッチングレギュレータ900からVHとVLとの間であって比較的小さい値の出力電位Voutが出力される。したがって、一方のコンパレータ903からは制御信号(電位Vcomp1)が出力され、他方のコンパレータ904からは制御信号(電位Vcomp2)が出力される(図2(a)参照)。これにより、インダクタL907には電流ILが連続的に流れる(図2(a)参照)。すなわち、重負荷動作状態時では、インダクタL907に常時電流が流れている。   As shown in FIGS. 2A to 2C, the triangular wave generation circuit 902 outputs a triangular wave SAWOUT having a fixed period having a peak potential VH and a bottom potential VL in each operation state. On the other hand, in the heavy load operation state, as shown in FIG. 2A, the switching regulator 900 outputs a relatively small output potential Vout between VH and VL. Accordingly, a control signal (potential Vcomp1) is output from one comparator 903, and a control signal (potential Vcomp2) is output from the other comparator 904 (see FIG. 2A). Thereby, the current IL continuously flows through the inductor L907 (see FIG. 2A). That is, during the heavy load operation state, a current always flows through the inductor L907.

また、中負荷動作状態時には、図2(b)に示すように、スイッチングレギュレータ900から重負荷動作状態時と比べて大きい値の出力電位Voutが出力される。したがって、一方のコンパレータ903からはデューティ比が重負荷動作状態時と比べて大きい制御信号(電位Vcomp1)が出力され、他方のコンパレータ904からはデューティ比が重負荷動作状態時と比べて小さい制御信号(電位Vcomp2)が出力される(図2(b)参照)。これにより、インダクタL907には重負荷動作状態時と比べて小さいピークを持つ電流ILが間欠的に流れる(図2(b)参照)。すなわち、中負荷動作状態では、インダクタに流れる電流が0[A(アンペア)]となる期間が存在する。   In the middle load operation state, as shown in FIG. 2B, the switching regulator 900 outputs an output potential Vout having a value larger than that in the heavy load operation state. Therefore, one comparator 903 outputs a control signal (potential Vcomp1) having a duty ratio larger than that in the heavy load operation state, and the other comparator 904 has a control signal having a duty ratio smaller than that in the heavy load operation state. (Potential Vcomp2) is output (see FIG. 2B). As a result, the current IL having a smaller peak than that in the heavy load operation state flows intermittently through the inductor L907 (see FIG. 2B). That is, in the medium load operation state, there is a period in which the current flowing through the inductor is 0 [A (ampere)].

以上のような動作状態に対し、軽負荷動作状態時には、図2(c)に示すように、スイッチングレギュレータ900から中負荷動作状態時に比べてさらに大きい値の出力電位Voutが出力される。したがって、一方のコンパレータ903からはデューティ比が他の動作状態時と比べて大きい制御信号(電位Vcomp1)が出力され、他方のコンパレータ904からはデューティ比が他の動作状態時と比べて小さい制御信号(電位Vcomp2)が出力される(図2(c)参照)。これにより、インダクタL907には他の動作状態時と比べて小さいピークを持つ電流ILが瞬間的に流れる(図2(c)参照)。すなわち、軽負荷動作状態では、スイッチング動作時にインダクタに瞬間的に電流が流れる。   In contrast to the operation state as described above, when the light load operation state is set, as shown in FIG. 2C, the switching regulator 900 outputs an output potential Vout having a larger value than that in the medium load operation state. Therefore, one comparator 903 outputs a control signal (potential Vcomp1) having a larger duty ratio than that in the other operating state, and the other comparator 904 has a control signal having a smaller duty ratio than in the other operating state. (Potential Vcomp2) is output (see FIG. 2C). As a result, a current IL having a smaller peak than that in other operating states instantaneously flows through the inductor L907 (see FIG. 2C). That is, in the light load operation state, a current flows instantaneously through the inductor during the switching operation.

このように、従来のスイッチングレギュレータ900では、負荷909に流れる電流がさらに小さくなった場合(軽負荷動作状態)でもスイッチング動作を行うため、上述したように毎回わずかながら電流が流れてしまい、効率が低下するという問題があった。   Thus, in the conventional switching regulator 900, since the switching operation is performed even when the current flowing through the load 909 is further reduced (light load operation state), the current flows slightly every time as described above, and the efficiency is improved. There was a problem of lowering.

また、スイッチング素子906bの切り換えはコンパレータ904の遅延時間などによる影響を受ける。このため、ノードPの電位が0[V]を超えたとしても、コンパレータ904の遅延時間によりスイッチング素子906bが完全にオフするまでに時間がかかり、この時点でのインダクタL907に流れる逆方向電流を完全に無くすことが困難となる。このような要因は、上記のような効率低下の問題を助長していた。   The switching of the switching element 906b is affected by the delay time of the comparator 904 and the like. For this reason, even if the potential of the node P exceeds 0 [V], it takes time until the switching element 906b is completely turned off due to the delay time of the comparator 904, and the reverse current flowing through the inductor L907 at this time is reduced. It becomes difficult to eliminate them completely. Such factors have promoted the problem of efficiency reduction as described above.

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、効率のよいスイッチング動作を実現することが可能な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。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a switching regulator capable of realizing an efficient switching operation.

かかる目的を達成するために、本発明によるスイッチングレギュレータは、第1電圧をピークとし第2電圧をボトムとする三角波を発生させる三角波発生回路と、出力電位を平滑化するためのインダクタと、インダクタ後段の電位に基づいて三角波発生回路からの出力を切り替える切替え回路とを有して構成される。   In order to achieve such an object, a switching regulator according to the present invention includes a triangular wave generating circuit that generates a triangular wave having a first voltage as a peak and a second voltage as a bottom, an inductor for smoothing an output potential, and a subsequent stage of the inductor And a switching circuit for switching the output from the triangular wave generation circuit based on the potential of

スイッチングレギュレータの動作状態は、スイッチングレギュレータの出力に与えられた負荷によって決定されるが、どの動作状態であるかはインダクタ後段の電位、すなわちスイッチングレギュレータの出力電位に基づいて判別することができる。そこで本発明は、インダクタ後段の電位に基づくことで、例えばスイッチングレギュレータが軽負荷動作状態にある場合に、三角波発生回路の出力を例えば重負荷時または中負荷動作状態時の出力電位よりも低い電位となるように切り替える。これにより、軽負荷動作状態時にスイッチングレギュレータの出力電位が三角波発生回路の出力電位よりも大きくなったことを検出してスイッチングレギュレータがスイッチング動作を実行する回数を削減することが可能となる。結果、スイッチングによるロスを低減することができ、軽負荷動作状態時にも電圧変換効率が大きく劣化せず、効率のよいスイッチング動作を実現することが可能なスイッチングレギュレータを実現することができる。   The operating state of the switching regulator is determined by the load applied to the output of the switching regulator. The operating state can be determined based on the potential at the latter stage of the inductor, that is, the output potential of the switching regulator. Therefore, the present invention is based on the potential at the latter stage of the inductor. For example, when the switching regulator is in a light load operation state, the output of the triangular wave generation circuit is lower than the output potential in a heavy load or medium load operation state. Switch to As a result, it is possible to reduce the number of times the switching regulator performs the switching operation by detecting that the output potential of the switching regulator has become larger than the output potential of the triangular wave generating circuit in the light load operation state. As a result, a switching loss can be reduced, and a switching regulator capable of realizing an efficient switching operation without greatly degrading the voltage conversion efficiency even in a light load operation state can be realized.

本発明によれば、効率のよいスイッチング動作を実現することが可能なスイッチングレギュレータを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a switching regulator capable of realizing an efficient switching operation.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明による実施例1について図面を用いて詳細に説明する。図3は本実施例によるスイッチングレギュレータ1の構成を示す回路図である。   First, Embodiment 1 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the switching regulator 1 according to this embodiment.

〔構成〕
図3に示すように、スイッチングレギュレータ1は、三角波発生回路10とコンパレータ21および22と制御回路20aとスイッチ20bとインダクタ28と平滑コンデンサ29とコンパレータ31とを有する。インダクタ28と平滑コンデンサ29とはスイッチングレギュレータ1の出力を平滑化するために用いられる。また、スイッチングレギュレータ1の出力OUTには負荷100が接続される。
〔Constitution〕
As shown in FIG. 3, the switching regulator 1 includes a triangular wave generation circuit 10, comparators 21 and 22, a control circuit 20 a, a switch 20 b, an inductor 28, a smoothing capacitor 29, and a comparator 31. The inductor 28 and the smoothing capacitor 29 are used to smooth the output of the switching regulator 1. A load 100 is connected to the output OUT of the switching regulator 1.

・三角波発生回路10
図3における三角波発生回路10は、充放電電流生成回路10aとコンデンサ15とコンパレータ16とインバータ32と2入力否定論理和回路(以下、2入力NOR回路と言う)33および34とN−MOS(Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタ17、18および35とを有する。なお、インバータ32と2入力NOR回路33および34とN−MOSトランジスタ35とは、後述するコンパレータ31と共に切替え回路30を構成する。
・ Triangular wave generation circuit 10
3 includes a charge / discharge current generation circuit 10a, a capacitor 15, a comparator 16, an inverter 32, a 2-input NOR circuit (hereinafter referred to as a 2-input NOR circuit) 33 and 34, and an N-MOS (Metal). -Oxide Semiconductor) transistors 17, 18 and 35. The inverter 32, the two-input NOR circuits 33 and 34, and the N-MOS transistor 35 together with the comparator 31 described later constitute a switching circuit 30.

・・充放電電流生成回路10a
三角波発生回路10における充放電電流生成回路10aは、直列に接続されたP−MOSトランジスタ12およびN−MOSトランジスタ13と、P−MOSトランジスタ12と電源ライン(電源電圧VDD)との間に直列に接続されたP−MOSトランジスタ11と、N−MOSトランジスタ13とグランドとの間に直列に接続されたN−MOSトランジスタ14とを有する。P−MOSトランジスタ11およびN−MOSトランジスタ14のゲートには、後述するコンパレータ16の出力(制御電圧)が印加される。この構成により、充放電電流生成回路10aはコンパレータ16からの制御電圧に基づいて充放電用の電流を生成する。P−MOSトランジスタ12のゲートには図示しないバイアス回路から出力されたバイアス電圧VB1が印加される。これにより、P−MOSトランジスタ12は常にオン(導通)した状態となる。N−MOSFET13のゲートには、同じく図示しないバイアス回路から出力されたバイアス電圧VB2が印加される。これにより、N−MOSトランジスタ13は常にオンした状態となる。P−MOSトランジスタ12およびN−MOSトランジスタ13は、ノイズ除去を目的として設けられている。すなわち、P−MOSトランジスタ12のソース・ドレイン間抵抗またはN−MOSトランジスタ13のソース・ドレイン間抵抗は、後述するコンデンサ15の容量と共に時定数を形成する。これにより、三角波発生回路10内部へのノイズが除去される。すなわち、P−MOSトランジスタ12およびN−MOSトランジスタ13は、コンデンサ15と共にノイズを除去する手段として機能する。
..Charge / discharge current generation circuit 10a
The charge / discharge current generation circuit 10a in the triangular wave generation circuit 10 is connected in series between the P-MOS transistor 12 and the N-MOS transistor 13 connected in series, and between the P-MOS transistor 12 and the power supply line (power supply voltage VDD). It has a connected P-MOS transistor 11 and an N-MOS transistor 14 connected in series between the N-MOS transistor 13 and the ground. An output (control voltage) of a comparator 16 described later is applied to the gates of the P-MOS transistor 11 and the N-MOS transistor 14. With this configuration, the charge / discharge current generation circuit 10 a generates a charge / discharge current based on the control voltage from the comparator 16. A bias voltage VB1 output from a bias circuit (not shown) is applied to the gate of the P-MOS transistor 12. As a result, the P-MOS transistor 12 is always on (conductive). A bias voltage VB2 output from a bias circuit (not shown) is applied to the gate of the N-MOSFET 13. Thereby, the N-MOS transistor 13 is always turned on. The P-MOS transistor 12 and the N-MOS transistor 13 are provided for the purpose of noise removal. That is, the source-drain resistance of the P-MOS transistor 12 or the source-drain resistance of the N-MOS transistor 13 forms a time constant together with the capacitance of the capacitor 15 described later. Thereby, the noise to the inside of the triangular wave generation circuit 10 is removed. That is, the P-MOS transistor 12 and the N-MOS transistor 13 function as a means for removing noise together with the capacitor 15.

充放電電流生成回路10aの出力は三角波発生回路10の出力と一致する。図3では、この出力をノードSと記す。ノードSには、一方の端が接地されたコンデンサ15が接続される。充放電電流生成回路10aが充電動作を行った場合、すなわちP−MOSトランジスタ11がオンした場合、この充放電電流生成回路10aから出力された電流はコンデンサ15に蓄えられる。これにより、ノードSの電位が上昇する。すなわち、三角波SAWOUTの上昇線が形成される。この際、N−MOSトランジスタ14はオフ(遮断)している。なお、上昇線は直線であっても曲線であってもよい。以下、上昇直線を例に挙げて説明する。   The output of the charge / discharge current generation circuit 10a matches the output of the triangular wave generation circuit 10. In FIG. 3, this output is referred to as a node S. A capacitor 15 having one end grounded is connected to the node S. When the charging / discharging current generation circuit 10a performs the charging operation, that is, when the P-MOS transistor 11 is turned on, the current output from the charging / discharging current generation circuit 10a is stored in the capacitor 15. As a result, the potential of the node S increases. That is, a rising line of the triangular wave SAWOUT is formed. At this time, the N-MOS transistor 14 is off (cut off). The rising line may be a straight line or a curved line. Hereinafter, the ascending straight line will be described as an example.

また、充放電電流生成回路10aが放電動作を行った場合、すなわちN−MOSトランジスタ14がオンした場合、コンデンサ15に蓄えられた電流は充放電電流生成回路10aを介してグランドに流れ出る。これにより、ノードSの電位が下降する。すなわち、三角波SAWOUTの下降直線が形成される。この際、P−MOSトランジスタ11はオフしている。三角波発生回路10は、この充放電を繰り返すことで、三角波SAWOUTを出力する。   When the charge / discharge current generation circuit 10a performs a discharge operation, that is, when the N-MOS transistor 14 is turned on, the current stored in the capacitor 15 flows out to the ground via the charge / discharge current generation circuit 10a. As a result, the potential of the node S drops. That is, a descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed. At this time, the P-MOS transistor 11 is off. The triangular wave generation circuit 10 outputs the triangular wave SAWOUT by repeating this charging / discharging.

・・N−MOSトランジスタ17、18、35
また、充放電電流生成回路10aの出力(ノードS)は、コンパレータ16の非反転入力端子に接続される。コンパレータ16の反転入力端子には、N−MOSトランジスタ17、18および35の一方の端が接続される。
..N-MOS transistors 17, 18, 35
The output (node S) of the charge / discharge current generation circuit 10 a is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 16. One end of the N-MOS transistors 17, 18 and 35 is connected to the inverting input terminal of the comparator 16.

N−MOSトランジスタ17の他方の端には、三角波発生回路10が出力する三角波SAWOUTのボトム電圧(下限ピークとも言う)となる電圧VLが印加される。N−MOSトランジスタ17のゲートには、コンパレータ16の出力が接続される。したがって、N−MOSトランジスタ17は、コンパレータ16からの制御電圧に基づいて電圧VLの端子とコンパレータ16の反転入力端子との間の導通/遮断を制御するスイッチとして機能する。   A voltage VL that is a bottom voltage (also referred to as a lower limit peak) of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generation circuit 10 is applied to the other end of the N-MOS transistor 17. The output of the comparator 16 is connected to the gate of the N-MOS transistor 17. Therefore, the N-MOS transistor 17 functions as a switch that controls conduction / cutoff between the terminal of the voltage VL and the inverting input terminal of the comparator 16 based on the control voltage from the comparator 16.

N−MOSトランジスタ18の他方の端には、重負荷動作状態時および中負荷動作状態時に三角波発生回路10が出力する三角波SAWOUTのピーク電圧となる電圧VHが印加される。N−MOSトランジスタ18のゲートには、後述する切替え回路30における選択回路30aを構成する2入力論理和回路(以下、2入力NOR回路と言う)34の出力が接続される。2入力NOR回路34の2つの入力には、後述するように、コンパレータ16の出力と、コンパレータ31の出力とがそれぞれ接続される。したがって、N−MOSトランジスタ18は、コンパレータ16からの制御電圧およびコンパレータ31からの制御電圧に基づいて電圧VHの端子とコンパレータ16の反転入力端子との間の導通/遮断を制御するスイッチとして機能する。   The other end of the N-MOS transistor 18 is applied with a voltage VH that is a peak voltage of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generating circuit 10 during the heavy load operation state and the middle load operation state. The gate of the N-MOS transistor 18 is connected to the output of a two-input OR circuit (hereinafter referred to as a two-input NOR circuit) 34 constituting a selection circuit 30a in the switching circuit 30 described later. As will be described later, the output of the comparator 16 and the output of the comparator 31 are connected to the two inputs of the 2-input NOR circuit 34, respectively. Therefore, the N-MOS transistor 18 functions as a switch for controlling conduction / cutoff between the terminal of the voltage VH and the inverting input terminal of the comparator 16 based on the control voltage from the comparator 16 and the control voltage from the comparator 31. .

N−MOSトランジスタ35の他方の端には、軽負荷動作状態時に三角波発生回路10が出力する三角波SAWOUTのピーク電圧となる電圧VHPSが印加される。電圧VHPSについては後述する。N−MOSトランジスタ35のゲートには、後述する切替え回路30における選択回路30aを構成する2入力NOR回路33の出力が接続される。2入力NOR回路33の2つの入力には、後述するように、コンパレータ16の出力と、インバータ32の出力とがそれぞれ接続される。インバータ32の入力には、後述するように、コンパレータ31の出力が接続される。すなわち、2入力NOR回路33の一方の入力には、コンパレータ31の出力が反転されて入力される。したがって、N−MOSトランジスタ35は、コンパレータ16からの制御電圧およびコンパレータ31からの反転した制御電圧に基づいて電圧VHPSの端子とコンパレータ16の反転入力端子との間の導通/遮断を制御するスイッチとして機能する。   The other end of the N-MOS transistor 35 is applied with a voltage VHPS which is a peak voltage of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generation circuit 10 in the light load operation state. The voltage VHPS will be described later. The gate of the N-MOS transistor 35 is connected to the output of a two-input NOR circuit 33 constituting a selection circuit 30a in the switching circuit 30 described later. As will be described later, the output of the comparator 16 and the output of the inverter 32 are connected to the two inputs of the 2-input NOR circuit 33, respectively. As will be described later, the output of the comparator 31 is connected to the input of the inverter 32. That is, the output of the comparator 31 is inverted and input to one input of the 2-input NOR circuit 33. Therefore, the N-MOS transistor 35 is a switch that controls conduction / cutoff between the terminal of the voltage VHPS and the inverting input terminal of the comparator 16 based on the control voltage from the comparator 16 and the inverted control voltage from the comparator 31. Function.

・・コンパレータ16
コンパレータ16は、以上のようなN−MOSトランジスタ17、18および35を介して電圧VL,VHまたはVHPSが反転入力端子に印加されることで、充放電電流生成回路10aを制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp3に相当)を生成する。
..Comparator 16
The comparator 16 applies a voltage VL, VH or VHPS to the inverting input terminal via the N-MOS transistors 17, 18 and 35 as described above, thereby controlling the charge / discharge current generation circuit 10a. (Corresponding to an output potential Vcomp3 described later) is generated.

・切替え回路30
また、図3における切替え回路30は、三角波SAWOUTの上昇直線を形成する際に、コンパレータ16の反転入力端子に印加する電圧を電圧VHとVHPSとのいずれかに切り替えるための手段として機能する。すなわち、切替え回路30は、三角波発生回路10から出力される三角波SAWOUTのピーク電圧を、電圧VHと電圧VHPSとのいずれかに切り替える。この切替え回路30は、コンパレータ31と選択回路30aとを有する。
Switching circuit 30
The switching circuit 30 in FIG. 3 functions as a means for switching the voltage applied to the inverting input terminal of the comparator 16 to either the voltage VH or VHPS when forming the rising straight line of the triangular wave SAWOUT. That is, the switching circuit 30 switches the peak voltage of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generation circuit 10 to either the voltage VH or the voltage VHPS. The switching circuit 30 includes a comparator 31 and a selection circuit 30a.

・・コンパレータ31
コンパレータ31の非反転入力端子には、後述するインダクタ28の出力、すなわちスイッチングレギュレータ1の出力OUTがフィードバックして入力される。また、反転入力端子には、基準電圧VMが印加される。基準電圧VMについては後述する。コンパレータ31は、スイッチングレギュレータ1の出力OUTと基準電圧VMとを比較することで、選択回路30aを制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp4に相当)を生成する。
..Comparator 31
An output of an inductor 28 described later, that is, an output OUT of the switching regulator 1 is fed back to the non-inverting input terminal of the comparator 31. A reference voltage VM is applied to the inverting input terminal. The reference voltage VM will be described later. The comparator 31 compares the output OUT of the switching regulator 1 with the reference voltage VM to generate a control voltage (corresponding to an output potential Vcomp4 described later) for controlling the selection circuit 30a.

・・選択回路30a
選択回路30aは、三角波発生回路10内に組み込まれたインバータ32と2つの2入力NOR回路33,34とを有する。インバータ32の入力にはコンパレータ31の出力が接続される。上述において触れたように、2入力NOR回路33の一方の入力には、インバータ32の出力が接続される。すなわち、2入力NOR回路33の一方の入力にはコンパレータ31からの制御電圧の反転電圧が印加される。2入力NOR回路33の他方の入力には、コンパレータ16の出力が接続される。2入力NOR回路33の出力はN−MOSトランジスタ35のゲートに接続される。
..Selection circuit 30a
The selection circuit 30 a includes an inverter 32 and two two-input NOR circuits 33 and 34 incorporated in the triangular wave generation circuit 10. The output of the comparator 31 is connected to the input of the inverter 32. As mentioned above, the output of the inverter 32 is connected to one input of the 2-input NOR circuit 33. That is, the inverted voltage of the control voltage from the comparator 31 is applied to one input of the 2-input NOR circuit 33. The output of the comparator 16 is connected to the other input of the 2-input NOR circuit 33. The output of the 2-input NOR circuit 33 is connected to the gate of the N-MOS transistor 35.

また、同じく上述において触れたように、2入力NOR回路34の一方の入力には、コンパレータ31の出力が接続される。2入力NOR回路34の他方の入力には、コンパレータ16の出力が接続される。2入力NOR回路34の出力はN−MOSトランジスタ18のゲートに接続される。   Similarly, as mentioned above, the output of the comparator 31 is connected to one input of the two-input NOR circuit 34. The output of the comparator 16 is connected to the other input of the 2-input NOR circuit 34. The output of the 2-input NOR circuit 34 is connected to the gate of the N-MOS transistor 18.

以上の構成により、三角波SAWOUTの上昇直線を生成する際、例えばスイッチングレギュレータ1の出力OUTにおける出力電位Voutが基準電圧VMよりも小さければ、選択回路30aはN−MOSトランジスタ35をオフし且つN−MOSトランジスタ18をオンする。これにより、コンパレータ16の反転入力端子に電圧VHが印加され、ピーク電圧がVHの三角波SAWOUTが生成される。一方、スイッチングレギュレータ1の出力OUTにおける出力電位Voutが基準電圧VMよりも大きければ、選択回路30aはN−MOSトランジスタ18をオフし且つN−MOSトランジスタ35をオンする。これにより、コンパレータ16の反転入力端子に電圧VHPSが印加され、ピーク電圧がVHPSの三角波SAWOUTが生成される。   With the above configuration, when the rising straight line of the triangular wave SAWOUT is generated, for example, if the output potential Vout at the output OUT of the switching regulator 1 is smaller than the reference voltage VM, the selection circuit 30a turns off the N-MOS transistor 35 and N- The MOS transistor 18 is turned on. As a result, the voltage VH is applied to the inverting input terminal of the comparator 16, and a triangular wave SAWOUT having a peak voltage VH is generated. On the other hand, if the output potential Vout at the output OUT of the switching regulator 1 is larger than the reference voltage VM, the selection circuit 30a turns off the N-MOS transistor 18 and turns on the N-MOS transistor 35. As a result, the voltage VHPS is applied to the inverting input terminal of the comparator 16, and a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VHPS is generated.

・基準電圧VM、電圧VL,VH,VHPS
ここで、基準電圧VM、電圧VL,VHおよびVHPSと、三角波発生回路10から出力される三角波SAWOUTおよびスイッチングレギュレータ1の出力OUTとの関係について説明する。
・ Reference voltage VM, voltage VL, VH, VHPS
Here, the relationship between the reference voltage VM, the voltages VL, VH, and VHPS, the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generation circuit 10, and the output OUT of the switching regulator 1 will be described.

電圧VLは、本実施例において三角波SAWOUTの下降直線を生成するための電圧である。したがって、電圧VLは、他の電圧VH,VHPS、基準電圧VMと比較して最も低い値を持つ。このような電圧VLをコンパレータ16の反転入力端子に印加することで、コンデンサ15の電位(グランドに接地されていない側の電位。以下、単にコンデンサ15の電位という)が電圧VLよりも高い期間、コンパレータ16がHレベルを出力するため、充放電電流生成回路10aが放電動作を行う。すなわち、N−MOSトランジスタ14がオンされ、コンデンサ15に蓄積された電荷が流れ出す。なお、コンパレータ16の非反転入力端子にはコンデンサ15の電位が印加される。この放電動作はコンデンサ15の電位が電圧VLと一致するまで、すなわちコンパレータ16に入力された2つの電位が一致するまで継続される。これにより、ボトム電圧が電圧VLの三角波SAWOUTが生成される。   The voltage VL is a voltage for generating a descending straight line of the triangular wave SAWOUT in the present embodiment. Therefore, the voltage VL has the lowest value compared to the other voltages VH, VHPS, and the reference voltage VM. By applying such a voltage VL to the inverting input terminal of the comparator 16, the potential of the capacitor 15 (the potential on the side not grounded to the ground; hereinafter simply referred to as the potential of the capacitor 15) is higher than the voltage VL. Since the comparator 16 outputs the H level, the charge / discharge current generation circuit 10a performs the discharge operation. That is, the N-MOS transistor 14 is turned on, and the charge accumulated in the capacitor 15 flows out. Note that the potential of the capacitor 15 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 16. This discharging operation is continued until the potential of the capacitor 15 matches the voltage VL, that is, until the two potentials input to the comparator 16 match. As a result, a triangular wave SAWOUT having a bottom voltage of VL is generated.

電圧VHは、本実施例において重負荷動作状態時および中負荷動作状態時に三角波SAWOUTの上昇直線を生成するための電圧である。したがって、電圧VHは、電圧VL,VHPS、基準電圧VMと比較して最も高い値を持つ。このような電圧VHをコンパレータ16の反転入力端子に印加することで、コンデンサ15の電位が電圧VHよりも低い期間、コンパレータ16がLレベルを出力するため、充放電電流生成回路10aが充電動作を行う。すなわち、P−MOSトランジスタ11がオンされ、コンデンサ15に電荷が蓄積する。なお、コンパレータ16の非反転入力端子にはコンデンサ15の電位が印加される。この充電動作はコンデンサ15の電位が電圧VHと一致するまで、すなわちコンパレータ16に入力された2つの電位が一致するまで継続される。これにより、ピーク電圧が電圧VHの三角波SAWOUTが生成される。   The voltage VH is a voltage for generating a rising straight line of the triangular wave SAWOUT in the heavy load operation state and the medium load operation state in this embodiment. Therefore, the voltage VH has the highest value compared with the voltages VL and VHPS and the reference voltage VM. By applying such a voltage VH to the inverting input terminal of the comparator 16, the comparator 16 outputs an L level while the potential of the capacitor 15 is lower than the voltage VH, so that the charge / discharge current generation circuit 10a performs the charging operation. Do. That is, the P-MOS transistor 11 is turned on, and charges are accumulated in the capacitor 15. Note that the potential of the capacitor 15 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 16. This charging operation is continued until the potential of the capacitor 15 matches the voltage VH, that is, until the two potentials input to the comparator 16 match. As a result, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage VH is generated.

基準電圧VMは、本実施例において軽負荷動作状態を検出するための電圧である。すなわち、本実施例では、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い状態を、軽負荷動作状態として検出する。したがって、本実施例では、電圧VLよりも高く且つ電圧VHよりも低い値を持つように基準電圧VMが構成される。ただし、基準電圧VMは、重負荷動作状態時に、すなわち後述するインダクタ28に流れる電流ILが0[A]となる期間が無い動作状態時に、出力OUTの出力電位Voutよりも高い値を持つように構成する必要がある。これは、重負荷動作状態時に三角波SAWOUTのピーク電圧がVH以外(例えばVHPS)となることを防止するためである。これらのことから、本実施例では、電流ILが0[A]となる期間が無い動作状態時のスイッチングレギュレータ1の出力電位Voutよりも高く且つ電圧VHよりも低い値を持つように基準電圧VMが構成される。例えば、基準電圧VMは電圧VHの9割程度の電圧値に設定することができる。   The reference voltage VM is a voltage for detecting a light load operation state in the present embodiment. That is, in this embodiment, a state where the output potential Vout of the switching regulator 1 is lower than the reference voltage VM is detected as a light load operation state. Therefore, in this embodiment, the reference voltage VM is configured to have a value higher than the voltage VL and lower than the voltage VH. However, the reference voltage VM has a value higher than the output potential Vout of the output OUT in a heavy load operation state, that is, in an operation state in which there is no period in which a current IL flowing through an inductor 28 described later is 0 [A]. Must be configured. This is to prevent the peak voltage of the triangular wave SAWOUT from becoming other than VH (for example, VHPS) during the heavy load operation state. For these reasons, in this embodiment, the reference voltage VM is set so as to have a value higher than the output potential Vout of the switching regulator 1 and lower than the voltage VH in an operating state without a period during which the current IL is 0 [A]. Is configured. For example, the reference voltage VM can be set to a voltage value of about 90% of the voltage VH.

電圧VHPSは、本実施例において軽負荷動作状態時に三角波SAWOUTの上昇直線を生成するための電圧である。本実施例では、電圧VLよりも高く且つ基準電圧VMよりも低い値を持つように構成される。このような電圧VHPSをコンパレータ16の反転入力端子に印加することで、コンデンサ15の電位が電圧VHPSよりも低い期間、コンパレータ16がLレベルを出力するため、充放電電流生成回路10aが充電動作を行う。すなわち、P−MOSトランジスタ11がオンされ、コンデンサ15に電荷が蓄積する。なお、コンパレータ16の非反転入力端子にはコンデンサ15の電位が印加される。この充電動作はコンデンサ15の電位が電圧VHPSと一致するまで、すなわちコンパレータ16に入力された2つの電位が一致するまで継続される。これにより、ピーク電圧が基準電圧VMよりも低い電圧VHPSの三角波SAWOUTが生成される。本実施例では、ピーク電圧が基準電圧VMよりも低い電圧VHPSの三角波SAWOUTを用いることで、後述するスイッチ20bにおけるスイッチング動作の回数を削減する。これにより、スイッチングによるロスを低減することができ、軽負荷動作状態時にも電圧変換効率が大きく劣化しないスイッチングレギュレータ1を実現することができる。ただし、電圧VHPSを電圧VLに近すぎる値にしてしまうと、三角波SAWOUTの周期が短くなり、これが原因で消費電力が増大してしまう可能性がある。このため、本実施例では、電圧VLに対して十分高く且つ電圧VMよりも低い値を持つように電圧VHPSが構成される。   The voltage VHPS is a voltage for generating a rising straight line of the triangular wave SAWOUT in the light load operation state in this embodiment. In this embodiment, it is configured to have a value higher than the voltage VL and lower than the reference voltage VM. By applying such a voltage VHPS to the inverting input terminal of the comparator 16, the comparator 16 outputs an L level during a period when the potential of the capacitor 15 is lower than the voltage VHPS. Therefore, the charge / discharge current generation circuit 10a performs the charging operation. Do. That is, the P-MOS transistor 11 is turned on, and charges are accumulated in the capacitor 15. Note that the potential of the capacitor 15 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 16. This charging operation is continued until the potential of the capacitor 15 matches the voltage VHPS, that is, until the two potentials input to the comparator 16 match. Thereby, a triangular wave SAWOUT having a voltage VHPS whose peak voltage is lower than the reference voltage VM is generated. In this embodiment, the triangular wave SAWOUT having a voltage VHPS whose peak voltage is lower than the reference voltage VM is used to reduce the number of switching operations in the switch 20b described later. Thereby, the loss by switching can be reduced and the switching regulator 1 in which the voltage conversion efficiency is not greatly deteriorated even in the light load operation state can be realized. However, if the voltage VHPS is set to a value that is too close to the voltage VL, the period of the triangular wave SAWOUT is shortened, which may increase power consumption. For this reason, in this embodiment, the voltage VHPS is configured to have a value sufficiently higher than the voltage VL and lower than the voltage VM.

・他の構成
・・コンパレータ21
次に、図3に戻り、スイッチングレギュレータ1の他の構成を説明する。三角波発生回路10の出力電位Vsawoutはコンパレータ21の反転入力端子に印加される。換言すれば、ノードSはコンパレータ21の反転入力端子に接続される。コンパレータ21の非反転入力端子には、後述するインダクタ28の出力、すなわちスイッチングレギュレータ1の出力OUTが分岐して接続される。換言すれば、スイッチングレギュレータ1の出力OUTはコンパレータ21の非反転入力端子にフィードバックされている。コンパレータ21は三角波SAWOUTの出力電位Vsawoutとスイッチングレギュレータ1の出力電位Voutとを比較することで、後述するスイッチ20bのP−MOSトランジスタ24を制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp1に相当)を生成する。
・ Other configurations ・ ・ Comparator 21
Next, returning to FIG. 3, another configuration of the switching regulator 1 will be described. The output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10 is applied to the inverting input terminal of the comparator 21. In other words, the node S is connected to the inverting input terminal of the comparator 21. An output of an inductor 28 described later, that is, an output OUT of the switching regulator 1 is branched and connected to the non-inverting input terminal of the comparator 21. In other words, the output OUT of the switching regulator 1 is fed back to the non-inverting input terminal of the comparator 21. The comparator 21 compares the output potential Vsawout of the triangular wave SAWOUT with the output potential Vout of the switching regulator 1 to control a P-MOS transistor 24 of the switch 20b described later (corresponding to an output potential Vcomp1 described later). Is generated.

・・コンパレータ22
一方、コンパレータ22の反転入力端子には、後述するスイッチ20bの出力、すなわちインダクタ28の前段に位置するノードPが分岐して接続される。換言すれば、スイッチ20bの出力(ノードP)はコンパレータ22の非反転入力端子にフィードバックされている。コンパレータ22の非反転入力端子は接地される。コンパレータ22はノードPの電位と接地電位とを比較することで、後述するスイッチ20bのN−MOSトランジスタ27を制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp2に相当)を生成する。
..Comparator 22
On the other hand, an inverting input terminal of the comparator 22 is branched and connected to an output of a switch 20b, which will be described later, that is, a node P positioned in front of the inductor 28. In other words, the output (node P) of the switch 20 b is fed back to the non-inverting input terminal of the comparator 22. The non-inverting input terminal of the comparator 22 is grounded. The comparator 22 compares the potential of the node P with the ground potential to generate a control voltage (corresponding to an output potential Vcomp2 described later) for controlling an N-MOS transistor 27 of the switch 20b described later.

・・制御回路20a
上記したコンパレータ21、22から出力された制御電圧は制御回路20aに入力される。制御回路20aはバッファ23および26と2入力論理積回路(以下、2入力AND回路と言う)25とを有する。バッファ23の入力はコンパレータ21の出力に接続される。バッファ23の出力は、後述するスイッチ20bを構成するP−MOSトランジスタ24のゲートに接続される。すなわち、スイッチ20bのP−MOSトランジスタ24はコンパレータ21から出力された制御電圧に基づいて導通/遮断が制御される。また、2入力AND回路25の一方の入力は、コンパレータ21の出力に接続される。2入力AND回路25の他方の入力はコンパレータ22の出力に接続される。すなわち、2入力AND回路25は2つのコンパレータ21、22の出力に対してアンドを取る。2入力AND回路25の出力は、バッファ26の入力に接続される。バッファ26の出力は、後述するスイッチ20bを構成するN−MOSトランジスタ27のゲートに接続される。すなわち、スイッチ20bのN−MOSトランジスタ27はコンパレータ21および22から出力された制御電圧に基づいて導通/遮断が制御される。このように、制御回路20aは、コンパレータ21および22の出力に基づいてスイッチ20bを制御するための手段として機能する。
..Control circuit 20a
The control voltage output from the comparators 21 and 22 is input to the control circuit 20a. The control circuit 20a includes buffers 23 and 26 and a two-input AND circuit (hereinafter referred to as a two-input AND circuit) 25. The input of the buffer 23 is connected to the output of the comparator 21. The output of the buffer 23 is connected to the gate of a P-MOS transistor 24 constituting a switch 20b described later. That is, on / off of the P-MOS transistor 24 of the switch 20b is controlled based on the control voltage output from the comparator 21. One input of the 2-input AND circuit 25 is connected to the output of the comparator 21. The other input of the 2-input AND circuit 25 is connected to the output of the comparator 22. That is, the 2-input AND circuit 25 performs an AND operation on the outputs of the two comparators 21 and 22. The output of the 2-input AND circuit 25 is connected to the input of the buffer 26. The output of the buffer 26 is connected to the gate of an N-MOS transistor 27 constituting a switch 20b described later. That is, conduction / cutoff of the N-MOS transistor 27 of the switch 20b is controlled based on the control voltage output from the comparators 21 and 22. In this way, the control circuit 20a functions as a means for controlling the switch 20b based on the outputs of the comparators 21 and 22.

・スイッチ20b
スイッチ20bは、P−MOSトランジスタ24とN−MOSトランジスタ27とからなるプッシュプル構成を有する。P−MOSトランジスタ24の一方の端には入力端子INから入力電圧Vinが印加されている。N−MOSトランジスタ27の一方の端は接地されている。P−MOSトランジスタ24の他方の端とN−MOSトランジスタ27の他方の端とは接続され、分岐されている。図3では、この分岐部分、すなわちスイッチ20bの出力をノードPと記す。
Switch 20b
The switch 20 b has a push-pull configuration including a P-MOS transistor 24 and an N-MOS transistor 27. An input voltage Vin is applied to one end of the P-MOS transistor 24 from the input terminal IN. One end of the N-MOS transistor 27 is grounded. The other end of the P-MOS transistor 24 and the other end of the N-MOS transistor 27 are connected and branched. In FIG. 3, this branch portion, that is, the output of the switch 20 b is denoted as a node P.

このような構成を有するスイッチ20bは、後段に設けられたインダクタ28に流れる電流の量を制御するための手段として機能する。すなわち、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波発生回路10の出力電位Vsawoutよりも低い場合、コンパレータ21がL(Low)レベルを出力するため、P−MOSトランジスタ24がオンされる。これにより、ノードPには入力端子INを介して入力電圧Vinが印加され、インダクタ28を流れる電流ILの量が増加する。なお、2入力AND回路25の出力はLレベルであるため、N−MOSトランジスタ27はオフしている。   The switch 20b having such a configuration functions as a means for controlling the amount of current flowing in the inductor 28 provided in the subsequent stage. That is, when the output potential Vout of the switching regulator 1 is lower than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10, the comparator 21 outputs L (Low) level, so that the P-MOS transistor 24 is turned on. As a result, the input voltage Vin is applied to the node P via the input terminal IN, and the amount of current IL flowing through the inductor 28 increases. Since the output of the 2-input AND circuit 25 is at L level, the N-MOS transistor 27 is off.

一方、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波発生回路10の出力電位Vsawoutよりも高くなると、コンパレータ21がH(High)レベルを出力するため、P−MOSトランジスタ24がオフされる。この際、インダクタ28には慣性的な電流が流れ続けるため、ノードPの電位は0[V(ボルト)]以下となる。したがって、コンパレータ22の反転入力端子に接地電位以下の電圧が印加され、コンパレータ22からHレベルが出力されて、2入力AND回路25の出力がHレベルとなる。これにより、N−MOSトランジスタ27がオンされ、ノードPが接地されて、インダクタ28を流れる電流ILの量が減少または0[A]となる。これは、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波発生回路10の出力電位Vsawoutよりも低くなるまで継続される。その後、スイッチングレギュレータ1は同様の動作を繰り返すことで、平滑コンデンサ29を介して負荷100に安定した電力を供給する。   On the other hand, when the output potential Vout of the switching regulator 1 becomes higher than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10, the comparator 21 outputs an H (High) level, so that the P-MOS transistor 24 is turned off. At this time, since an inertial current continues to flow through the inductor 28, the potential of the node P becomes 0 [V (volt)] or less. Accordingly, a voltage equal to or lower than the ground potential is applied to the inverting input terminal of the comparator 22, the H level is output from the comparator 22, and the output of the 2-input AND circuit 25 becomes the H level. As a result, the N-MOS transistor 27 is turned on, the node P is grounded, and the amount of current IL flowing through the inductor 28 decreases or becomes 0 [A]. This continues until the output potential Vout of the switching regulator 1 becomes lower than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10. Thereafter, the switching regulator 1 repeats the same operation to supply stable power to the load 100 via the smoothing capacitor 29.

〔動作〕
次に、本実施例によるスイッチングレギュレータ1の動作を図面と共に詳細に説明する。
[Operation]
Next, the operation of the switching regulator 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

・重負荷動作状態時
まず、重負荷動作状態時の動作を図4に示す動作波形図を参照しながら説明する。なお、図4は重負荷動作状態時における三角波発生回路10の出力電位Vsawout(以下、単に出力電位Vsawoutと言う)とスイッチングレギュレータ1の出力電位Vout(以下、単に出力電位Voutと言う)とノードA(コンパレータ21から出力される電位Vcomp1。以下、単に出力電位Vcomp1と言う)とノードB(コンパレータ22から出力される電位Vcomp2。以下、単に出力電位Vcomp2と言う)とノードC(コンパレータ16から出力される電位Vcomp3。以下、単に出力電位Vcomp3と言う)とノードD(コンパレータ31から出力される電位Vcomp4。以下、単に出力電位Vcomp4と言う)とインダクタ28に流れる電流ILとの波形図である。
-In the heavy load operation state First, the operation in the heavy load operation state will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. 4 shows the output potential Vsawout (hereinafter simply referred to as output potential Vsawout) of the triangular wave generation circuit 10 and the output potential Vout (hereinafter simply referred to as output potential Vout) of the switching regulator 1 and the node A in the heavy load operation state. (Potential Vcomp1 output from comparator 21; hereinafter simply referred to as output potential Vcomp1), node B (potential Vcomp2 output from comparator 22, hereinafter referred to simply as output potential Vcomp2), and node C (output from comparator 16). FIG. 4 is a waveform diagram of a potential Vcomp3 (hereinafter simply referred to as output potential Vcomp3), a node D (potential Vcomp4 output from the comparator 31; hereinafter simply referred to as output potential Vcomp4), and a current IL flowing through the inductor 28.

重負荷動作状態では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い(図4のVoutおよびVM参照)ため、コンパレータ31の出力電位Vcomp4はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードDの電位がLレベルとなる(図4のD参照)。したがって、N−MOSトランジスタ35のゲートには、インバータ32および2入力NOR回路33を介してLレベルが印加される。すなわち、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い状態では、N−MOSトランジスタ35が常にオフされている。換言すれば、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い状態、すなわち重負荷動作状態では、電圧VHPSをコンパレータ16の反転入力端子に印加するための構成が無効に切り替えられている。   In the heavy load operation state, since the output potential Vout is lower than the reference voltage VM (see Vout and VM in FIG. 4), the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes L level. That is, the potential of the node D in FIG. 3 becomes L level (see D in FIG. 4). Therefore, the L level is applied to the gate of the N-MOS transistor 35 via the inverter 32 and the two-input NOR circuit 33. That is, when the output potential Vout is lower than the reference voltage VM, the N-MOS transistor 35 is always off. In other words, in a state where the output potential Vout is lower than the reference voltage VM, that is, in a heavy load operation state, the configuration for applying the voltage VHPS to the inverting input terminal of the comparator 16 is switched to invalid.

この状態で、例えばコンパレータ16の出力電位Vcomp3がLレベルとなった場合、すなわち図3におけるノードDがLレベルで且つノードCがLレベルの場合(図4のC参照)、N−MOSトランジスタ18のゲートには2入力NOR回路34を介してHレベルが印加される。これにより、コンパレータ16の反転入力端子には電圧VHが印加される。すなわち、コンパレータ16は電圧VHと出力電位Vsawoutとを比較する。なお、コンパレータ16から出力されたLレベルがゲートに印加されたN−MOSトランジスタ17はオフしている。   In this state, for example, when the output potential Vcomp3 of the comparator 16 becomes L level, that is, when the node D in FIG. 3 is L level and the node C is L level (see C in FIG. 4), the N-MOS transistor 18 The H level is applied to the gate of the first through the two-input NOR circuit 34. As a result, the voltage VH is applied to the inverting input terminal of the comparator 16. That is, the comparator 16 compares the voltage VH with the output potential Vsawout. Note that the N-MOS transistor 17 to which the L level output from the comparator 16 is applied to the gate is off.

また、コンパレータ16から出力されたLレベルは充放電電流生成回路10aにも供給される。これにより、P−MOSトランジスタ11がオンし、N−MOSトランジスタ14がオフするため、P−MOSトランジスタ11および12を介してコンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図4のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの上昇直線が形成される(図4のVsawout参照)。   The L level output from the comparator 16 is also supplied to the charge / discharge current generation circuit 10a. As a result, the P-MOS transistor 11 is turned on and the N-MOS transistor 14 is turned off, so that the capacitor 15 is charged via the P-MOS transistors 11 and 12, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises. (See Vsawout in FIG. 4). That is, a rising straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 4).

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VHを超えると(図4のVsawoutおよびVH参照)、すなわちコンパレータ16の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を超えると、コンパレータ16の出力電位Vcomp3はHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードCがHレベルとなる(図4のC参照)。これにより、充放電電流生成回路10aにおけるP−MOSトランジスタ11がオフし、N−MOSトランジスタ14がオンするため、N−MOSトランジスタ13および14を介してコンデンサ15から電流が流れ出し、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が下降する(図4のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの下降直線が形成される(図4のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (the potential of the node S) exceeds the voltage VH (see Vsawout and VH in FIG. 4), that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 16 exceeds the potential of the inverting input terminal, The output potential Vcomp3 becomes H level. That is, the node C in FIG. 3 becomes H level (see C in FIG. 4). As a result, the P-MOS transistor 11 in the charge / discharge current generation circuit 10a is turned off and the N-MOS transistor 14 is turned on, so that current flows out of the capacitor 15 via the N-MOS transistors 13 and 14, and the output potential Vsawout, That is, the potential of the node S falls (see Vsawout in FIG. 4). That is, a descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 4).

また、コンパレータ16から出力されたHレベルにより、N−MOSトランジスタ17がオンし、N−MOSトランジスタ18がオフする。このため、コンパレータ16の反転入力端子には電圧VLが印加されている。   Further, the N-MOS transistor 17 is turned on and the N-MOS transistor 18 is turned off by the H level output from the comparator 16. For this reason, the voltage VL is applied to the inverting input terminal of the comparator 16.

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VLよりも下降すると、すなわちコンパレータ16の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を下回ると、コンパレータ16の出力電位Vcomp3はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードCがLレベルとなる(図4のC参照)。これにより、上述したように、コンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図4のVsawout参照)。以降、同様の動作を繰り返すことで、ピーク電圧がVHで且つボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される(図4のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (potential of the node S) falls below the voltage VL, that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 16 falls below the potential of the inverting input terminal, the output potential Vcomp3 of the comparator 16 becomes L level. . That is, the node C in FIG. 3 becomes L level (see C in FIG. 4). Thereby, as described above, the capacitor 15 is charged, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises (see Vsawout in FIG. 4). Thereafter, by repeating the same operation, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output (see Vsawout in FIG. 4).

また、三角波発生回路10以外の動作は以下のようになる。例えば、以上のように三角波発生回路10で生成された出力電位Vsawoutよりもスイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが小さい場合、コンパレータ21の出力電位Vcomp1はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードAがLレベルとなる(図4のA参照)。これにより、P−MOSトランジスタ24がオンするため、ノードPに入力端子INの電圧(以下、単に入力電位と言う)Vinが印加され、インダクタ28を流れる電流ILが増加し(図4のIL参照)、出力電位Voutが上昇する(図4のVout参照)。   The operation other than the triangular wave generation circuit 10 is as follows. For example, when the output potential Vout of the switching regulator 1 is smaller than the output potential Vsawout generated by the triangular wave generation circuit 10 as described above, the output potential Vcomp1 of the comparator 21 becomes L level. That is, the node A in FIG. 3 becomes L level (see A in FIG. 4). As a result, the P-MOS transistor 24 is turned on, so that the voltage at the input terminal IN (hereinafter simply referred to as input potential) Vin is applied to the node P, and the current IL flowing through the inductor 28 increases (see IL in FIG. 4). ), The output potential Vout rises (see Vout in FIG. 4).

その後、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きくなると、コンパレータ21の出力電位Vcomp1はHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードAがHレベルとなる(図4のA参照)。これにより、P−MOSトランジスタ24がオフする。この際、インダクタ28は慣性的な電流を流し続けようとするため、ノードPの電位が接地電位(0[V])よりも小さくなる。これにより、コンパレータ22の反転入力端子に接地電位以下の電位が印加されるため、コンパレータ22の出力電位Vcomp2がHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードBがHレベルとなる(図4のB参照)。これにより、N−MOSトランジスタ27がオンするため、ノードPが接地され、インダクタ28を流れる電流ILが減少して(図4のIL参照)、出力電位Voutが下降する(図4のVout参照)。この動作状態は、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも小さくなるまで継続される。   Thereafter, when the output potential Vout becomes larger than the output potential Vsawout, the output potential Vcomp1 of the comparator 21 becomes H level. That is, the node A in FIG. 3 becomes H level (see A in FIG. 4). As a result, the P-MOS transistor 24 is turned off. At this time, since the inductor 28 tries to keep an inertial current flowing, the potential of the node P becomes smaller than the ground potential (0 [V]). As a result, since a potential equal to or lower than the ground potential is applied to the inverting input terminal of the comparator 22, the output potential Vcomp2 of the comparator 22 becomes H level. That is, the node B in FIG. 3 becomes H level (see B in FIG. 4). As a result, the N-MOS transistor 27 is turned on, so that the node P is grounded, the current IL flowing through the inductor 28 is reduced (see IL in FIG. 4), and the output potential Vout is lowered (see Vout in FIG. 4). . This operation state is continued until the output potential Vout becomes smaller than the output potential Vsawout.

以上のように、重負荷動作状態時において、スイッチングレギュレータ1は、出力電位Vsawoutが出力電位Voutよりも大きい期間、P−MOSトランジスタ24をオンすることでインダクタ28に流れる電流ILを増加させ、また、出力電位Vsawoutが出力電位Voutよりも小さい期間、N−MOSトランジスタ27をオンすることでインダクタ28に流れる電流ILを減少させながら継続させる。以降、同様の動作を繰り返すことで、平滑コンデンサ29を介して負荷100に安定した電力を供給する。   As described above, in the heavy load operation state, the switching regulator 1 increases the current IL flowing through the inductor 28 by turning on the P-MOS transistor 24 during a period when the output potential Vsawout is larger than the output potential Vout. During the period when the output potential Vsawout is smaller than the output potential Vout, the N-MOS transistor 27 is turned on to continue the current IL flowing through the inductor 28 while decreasing. Thereafter, by repeating the same operation, stable power is supplied to the load 100 via the smoothing capacitor 29.

・中負荷動作状態時
次に、中負荷動作状態時の動作を図5に示す動作波形図を参照しながら説明する。なお、図5は中負荷動作状態時における出力電位Vsawoutと出力電位VoutとノードA(出力電位Vcomp1)とノードB(出力電位Vcomp2)とノードC(出力電位Vcomp3)とノードD(出力電位Vcomp4)とインダクタ28に流れる電流ILとの波形図である。
-During Medium Load Operation State Next, the operation during the medium load operation state will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. 5 shows the output potential Vsawout, the output potential Vout, the node A (output potential Vcomp1), the node B (output potential Vcomp2), the node C (output potential Vcomp3), and the node D (output potential Vcomp4) in the middle load operation state. 4 is a waveform diagram of current IL flowing through inductor 28. FIG.

中負荷動作状態での三角波発生回路10の動作は、上述した重負荷動作状態での三角波発生回路10の動作と同様である。すなわち、コンパレータ31がLレベルを出力し続ける、すなわちノードD(出力電位Vcomp4)がLレベルを保ち続けるため、コンパレータ16は電圧VHもしくは電圧VLとコンデンサ15の電位とを比較する。これにより、ピーク電圧がVHでボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される。また、同様の動作が行われることで、出力電位Vsawout、ノードC(出力電位Vcomp3)およびノードD(出力電位Vcomp4)の動作波形も、図4と図5とを比較すると明らかなように、同様の波形となる。   The operation of the triangular wave generation circuit 10 in the medium load operation state is the same as the operation of the triangular wave generation circuit 10 in the heavy load operation state described above. That is, since the comparator 31 continues to output the L level, that is, the node D (output potential Vcomp4) continues to maintain the L level, the comparator 16 compares the voltage VH or the voltage VL with the potential of the capacitor 15. As a result, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output. In addition, since the same operation is performed, the operation waveforms of the output potential Vsawout, the node C (output potential Vcomp3), and the node D (output potential Vcomp4) are also the same as clearly shown in FIG. 4 and FIG. It becomes the waveform.

また、三角波発生回路10以外の動作は以下のようになる。例えば、以上のように生成された三角波SAWOUTの出力電位Vsawoutよりもスイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが小さい場合、コンパレータ21の出力電位Vcomp1はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードAがLレベルとなる(図5のA参照)。これにより、P−MOSトランジスタ24がオンするため、ノードPに入力電位Vinが印加され、インダクタ28を流れる電流ILが増加し(図5のIL参照)、出力電位Voutが上昇する(図5のVout参照)。   The operation other than the triangular wave generation circuit 10 is as follows. For example, when the output potential Vout of the switching regulator 1 is smaller than the output potential Vsawout of the triangular wave SAWOUT generated as described above, the output potential Vcomp1 of the comparator 21 becomes L level. That is, the node A in FIG. 3 becomes L level (see A in FIG. 5). Thereby, since the P-MOS transistor 24 is turned on, the input potential Vin is applied to the node P, the current IL flowing through the inductor 28 increases (see IL in FIG. 5), and the output potential Vout increases (see FIG. 5). Vout reference).

その後、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きくなると、コンパレータ21の出力電位Vcomp1はHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードAがHレベルとなる(図5のA参照)。これにより、P−MOSトランジスタ24がオフする。この際、インダクタ28は慣性的な電流を流し続けようとするため、ノードPの電位が接地電位(0[V])よりも小さくなる。これにより、コンパレータ22の反転入力端子に接地電位以下の電位が印加されるため、コンパレータ22の出力電位Vcomp2がHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードBがHレベルとなる(図5のB参照)。これにより、N−MOSトランジスタ27がオンするため、ノードPが接地され、インダクタ28を流れる電流ILが減少して(図5のIL参照)、出力電位Voutが下降する(図5のVout参照)。ただし、インダクタ28を流れる電流ILが0[A]以下となる、すなわちインダクタ28を電流が逆向き(出力OUTからノードPへの向き)に流れると、ノードPの電位は0[V]以上となるため、コンパレータ22の出力電位Vcomp2がLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードBがLレベルとなる(図5のB参照)。これにより、N−MOSトランジスタ27がオフし、インダクタ28に逆向きの電流ILが流れることを防止する。この動作状態は、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも小さくなるまで継続される。   Thereafter, when the output potential Vout becomes larger than the output potential Vsawout, the output potential Vcomp1 of the comparator 21 becomes H level. That is, the node A in FIG. 3 becomes H level (see A in FIG. 5). As a result, the P-MOS transistor 24 is turned off. At this time, since the inductor 28 tries to keep an inertial current flowing, the potential of the node P becomes smaller than the ground potential (0 [V]). As a result, since a potential equal to or lower than the ground potential is applied to the inverting input terminal of the comparator 22, the output potential Vcomp2 of the comparator 22 becomes H level. That is, the node B in FIG. 3 becomes H level (see B in FIG. 5). As a result, the N-MOS transistor 27 is turned on, the node P is grounded, the current IL flowing through the inductor 28 is reduced (see IL in FIG. 5), and the output potential Vout is lowered (see Vout in FIG. 5). . However, when the current IL flowing through the inductor 28 becomes 0 [A] or less, that is, when the current flows through the inductor 28 in the reverse direction (direction from the output OUT to the node P), the potential of the node P becomes 0 [V] or more. Therefore, the output potential Vcomp2 of the comparator 22 becomes L level. That is, the node B in FIG. 3 becomes L level (see B in FIG. 5). As a result, the N-MOS transistor 27 is turned off, and a reverse current IL is prevented from flowing through the inductor 28. This operation state is continued until the output potential Vout becomes smaller than the output potential Vsawout.

以上のように、中負荷動作状態時において、スイッチングレギュレータ1は、出力電位Vsawoutが出力電位Voutよりも大きい期間、P−MOSトランジスタ24をオンすることでインダクタ28に流れる電流ILを増加させ、また、出力電位Vsawoutが出力電位Voutよりも小さい期間、N−MOSトランジスタ27をオンすることでインダクタ28に流れる電流ILを減少させながら継続させると共に、ノードPの電位が0[V]以下となった際にN−MOSトランジスタ27をオフすることで、インダクタに逆向きの電流ILが流れることを防止する。以降、同様の動作を繰り返すことで、平滑コンデンサ29を介して負荷100に安定した電力を供給する。なお、この構成において、オン抵抗の小さなP−MOSトランジスタ24およびN−MOSトランジスタ27を用いることで、この部分で消費される電力が少なくて済むため、効率のよいスイッチングレギュレータ1を実現することができる。   As described above, in the middle load operation state, the switching regulator 1 increases the current IL flowing through the inductor 28 by turning on the P-MOS transistor 24 during a period when the output potential Vsawout is larger than the output potential Vout. When the output potential Vsawout is smaller than the output potential Vout, the N-MOS transistor 27 is turned on to continue the current IL flowing through the inductor 28 while reducing the potential at the node P to 0 [V] or less. At this time, the N-MOS transistor 27 is turned off to prevent the reverse current IL from flowing through the inductor. Thereafter, by repeating the same operation, stable power is supplied to the load 100 via the smoothing capacitor 29. In this configuration, by using the P-MOS transistor 24 and the N-MOS transistor 27 having a small on-resistance, less power is consumed in this portion, so that an efficient switching regulator 1 can be realized. it can.

・軽負荷動作状態時
次に、軽負荷動作状態時の動作を図6に示す動作波形図を参照しながら説明する。なお、図6は軽負荷動作状態時における出力電位Vsawoutと出力電位VoutとノードA(出力電位Vcomp1)とノードB(出力電位Vcomp2)とノードC(出力電位Vcomp3)とノードD(出力電位Vcomp4)と電流ILとの波形図である。
-Light load operation state Next, the operation in the light load operation state will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. 6 shows the output potential Vsawout, output potential Vout, node A (output potential Vcomp1), node B (output potential Vcomp2), node C (output potential Vcomp3), and node D (output potential Vcomp4) in the light load operation state. And FIG. 6 is a waveform diagram of current IL.

軽負荷動作状態では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなる期間が存在する(図6のVoutおよびVM参照)。このため、コンパレータ31からは、この期間、すなわち出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなった期間、Hレベルが出力される。換言すれば、図3におけるノードDの電位がHレベルとなる期間が発生する(図6のD参照)。この期間中、2入力NOR回路34の一方の入力にはHレベルが入力されるため、2入力NOR回路34の出力は常にLレベルとなる。すなわち、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高い期間、N−MOSトランジスタ18が常にオフしている。換言すれば、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高い期間、すなわち軽負荷動作状態時、電圧VHをコンパレータ16の反転入力端子に印加するための構成が無効に切り替えられている。   In the light load operation state, there is a period in which the output potential Vout is higher than the reference voltage VM (see Vout and VM in FIG. 6). For this reason, the comparator 31 outputs an H level during this period, that is, during the period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM. In other words, a period in which the potential of the node D in FIG. 3 is at an H level occurs (see D in FIG. 6). During this period, since the H level is input to one input of the 2-input NOR circuit 34, the output of the 2-input NOR circuit 34 is always at the L level. That is, the N-MOS transistor 18 is always off during a period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM. In other words, the configuration for applying the voltage VH to the inverting input terminal of the comparator 16 during the period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM, that is, in the light load operation state, is switched to invalid.

コンパレータ31の出力電位Vcomp4がHレベルの状態で、例えばコンパレータ16の出力電位Vcomp3がLレベルとなった場合、すなわち図3におけるノードDがHレベルで且つノードCがLレベルの場合(図6のC参照)、2入力NOR回路33の2つの入力には共にLレベルが印加される。これにより、2入力NOR回路33からHレベルが出力されるため、N−MOSトランジスタ35のゲートにHレベルが印加され、N−MOSトランジスタ35がオンする。したがって、コンパレータ16の反転入力端子には電圧VHPSが印加される。すなわち、コンパレータ16は電圧VHPSと出力電圧Vsawoutとを比較する。なお、コンパレータ16から出力されたLレベルがゲートに印加されたN−MOSトランジスタ17はオフしている。   When the output potential Vcomp4 of the comparator 31 is at the H level, for example, when the output potential Vcomp3 of the comparator 16 is at the L level, that is, when the node D in FIG. 3 is at the H level and the node C is at the L level (FIG. 6). (See C) The L level is applied to the two inputs of the two-input NOR circuit 33. As a result, since the H level is output from the 2-input NOR circuit 33, the H level is applied to the gate of the N-MOS transistor 35, and the N-MOS transistor 35 is turned on. Therefore, the voltage VHPS is applied to the inverting input terminal of the comparator 16. That is, the comparator 16 compares the voltage VHPS with the output voltage Vsawout. Note that the N-MOS transistor 17 to which the L level output from the comparator 16 is applied to the gate is off.

また、コンパレータ16から出力されたLレベルは充放電電流生成回路10aにも供給される。これにより、P−MOSトランジスタ11がオンし、N−MOSトランジスタ14がオフするため、P−MOSトランジスタ11および12を介してコンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図6のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの上昇直線が形成される(図6のVsawout参照)。   The L level output from the comparator 16 is also supplied to the charge / discharge current generation circuit 10a. As a result, the P-MOS transistor 11 is turned on and the N-MOS transistor 14 is turned off, so that the capacitor 15 is charged via the P-MOS transistors 11 and 12, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises. (See Vsawout in FIG. 6). That is, a rising straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 6).

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VHPSを超えると(図6のVsawoutおよびVHPS参照)、すなわちコンパレータ16の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を超えると、コンパレータ16の出力電位Vcomp3はHレベルとなる。すなわち、図3におけるノードCがHレベルとなる(図6のC参照)。これにより、充放電電流生成回路10aにおけるP−MOSトランジスタ11がオフし、N−MOSトランジスタ14がオンするため、N−MOSトランジスタ13および14を介してコンデンサ15から電流が流れ出し、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が下降する(図6のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの下降直線が形成される(図6のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (potential of the node S) exceeds the voltage VHPS (see Vsawout and VHPS in FIG. 6), that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 16 exceeds the potential of the inverting input terminal, The output potential Vcomp3 becomes H level. That is, the node C in FIG. 3 becomes H level (see C in FIG. 6). As a result, the P-MOS transistor 11 in the charge / discharge current generation circuit 10a is turned off and the N-MOS transistor 14 is turned on, so that current flows out of the capacitor 15 via the N-MOS transistors 13 and 14, and the output potential Vsawout, That is, the potential of the node S falls (see Vsawout in FIG. 6). That is, a descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 6).

また、コンパレータ16から出力されたHレベルにより、N−MOSトランジスタ17がオンし、N−MOSトランジスタ35がオフする。このため、コンパレータ16の反転入力端子には電圧VLが印加されている。   Further, the N-MOS transistor 17 is turned on and the N-MOS transistor 35 is turned off by the H level output from the comparator 16. For this reason, the voltage VL is applied to the inverting input terminal of the comparator 16.

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VLよりも下降すると、すなわちコンパレータ16の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を下回ると、コンパレータ16の出力電位Vcomp3はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードCがLレベルとなる(図6のC参照)。これにより、上述したように、コンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図6のVsawout参照)。以降、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなっている期間、上述した動作を繰り返すことで、ピーク電圧がVHPSで且つボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される(図6のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (potential of the node S) falls below the voltage VL, that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 16 falls below the potential of the inverting input terminal, the output potential Vcomp3 of the comparator 16 becomes L level. . That is, the node C in FIG. 3 becomes L level (see C in FIG. 6). Thereby, as described above, the capacitor 15 is charged, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises (see Vsawout in FIG. 6). Thereafter, by repeating the above-described operation while the output potential Vout is higher than the reference voltage VM, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VHPS and a bottom voltage of VL is output (see Vsawout in FIG. 6).

ただし、本実施例による軽負荷動作状態時の動作では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低くなることがある。本実施例では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い期間、コンパレータ31からLレベルが出力されるため、三角波発生回路10は重負荷動作状態時または中負荷動作状態時と同様の動作を行うことで、ピーク電圧がVHで且つボトム電圧がVLの三角波SAWOUTを出力する(図6のVsawout参照)。   However, in the light load operation state according to the present embodiment, the output potential Vout may be lower than the reference voltage VM. In this embodiment, since the L level is output from the comparator 31 while the output potential Vout is lower than the reference voltage VM, the triangular wave generation circuit 10 performs the same operation as in the heavy load operation state or the intermediate load operation state. Thus, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output (see Vsawout in FIG. 6).

また、三角波発生回路10以外の動作は以下のようになる。上述したように三角波SAWOUTのピーク電圧が電圧VHよりも低い電圧VHPSに切り替えられているため、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波発生回路10の出力電位Vsawoutよりも大きくなる状態がしばらく継続する(図6のVsawoutおよびVout参照)。このため、コンパレータ21の出力電位Vcomp1がHレベルとなる期間がしばらく継続する(図6のA参照)。この期間、スイッチ20bにおけるP−MOSトランジスタ24はスイッチング動作を行わない。また、同期間、すなわち出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きく且つ基準電圧VMよりも大きい期間(図6のVsawout,VoutおよびVM参照)、図3におけるノードPの電位が0[V]を下回らないため、コンパレータ22の出力電位Vcomp2はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードBがLレベルとなる(図6のB参照)。したがって、この期間、N−MOSトランジスタ27はスイッチング動作を行わない。ただし、負荷100に電流を供給するため、コンデンサ29の電圧が低下し、スイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが低下する(図6のVout参照)。   The operation other than the triangular wave generation circuit 10 is as follows. As described above, since the peak voltage of the triangular wave SAWOUT is switched to the voltage VHPS lower than the voltage VH, the state in which the output potential Vout of the switching regulator 1 becomes higher than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10 continues for a while ( (See Vsawout and Vout in FIG. 6). For this reason, the period during which the output potential Vcomp1 of the comparator 21 is at the H level continues for a while (see A in FIG. 6). During this period, the P-MOS transistor 24 in the switch 20b does not perform a switching operation. Further, during the same period, that is, a period in which the output potential Vout is larger than the output potential Vsawout and larger than the reference voltage VM (see Vsawout, Vout and VM in FIG. 6), the potential of the node P in FIG. 3 falls below 0 [V]. Therefore, the output potential Vcomp2 of the comparator 22 is at the L level. That is, the node B in FIG. 3 becomes L level (see B in FIG. 6). Therefore, during this period, the N-MOS transistor 27 does not perform a switching operation. However, since a current is supplied to the load 100, the voltage of the capacitor 29 decreases, and the output potential Vout of the switching regulator 2 decreases (see Vout in FIG. 6).

その後、出力電位Voutが基準電圧VMよりも小さくなると、コンパレータ31の出力電位Vcomp4はLレベルとなる。すなわち、図3におけるノードDがLレベルとなる(図6のD参照)。これにより、上述した重負荷動作状態時および中負荷動作状態時と同様に、電圧VHPSをコンパレータ16に印加するための構成が無効とされ、電圧VHをコンパレータ16に印加するための構成が機能し始めるため、三角波発生回路10からピーク電位がVHの三角波SAWOUTが出力される(図6のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vout becomes lower than the reference voltage VM, the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes L level. That is, the node D in FIG. 3 becomes L level (see D in FIG. 6). As a result, the configuration for applying the voltage VHPS to the comparator 16 is invalidated and the configuration for applying the voltage VH to the comparator 16 functions as in the heavy load operation state and the medium load operation state described above. In order to start, a triangular wave SAWOUT having a peak potential VH is output from the triangular wave generating circuit 10 (see Vsawout in FIG. 6).

以上のようにピーク電位VHの三角波SAWOUTが生成される状態では、ピーク電圧VHよりも出力電位Voutの方が小さいため、コンパレータ21に三角波SAWOUTの次のピークが入力される際、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも小さくなる期間が生じる(図6のVoutおよびVsawout参照)。すなわち、コンパレータ21の出力電位Vcomp1がLレベルとなる期間が発生する。この期間、図3におけるノードAはLレベルとなる(図6のA参照)。また、同期間、スイッチ20bにおけるP−MOSトランジスタ24がオンするため、ノードPに入力電圧Vinが印加され、インダクタ28に流れる電流ILの量が増加し(図6のIL参照)、出力電位Voutが増加する(図6のVout参照)。その後、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなると、コンパレータ31の出力電位Vcomp4がHレベルとなる、すなわちノードDがHレベルとなるため(図6のD参照)、電圧VHPSをコンパレータ16に印加するための構成が機能し始める。   As described above, when the triangular wave SAWOUT having the peak potential VH is generated, the output potential Vout is smaller than the peak voltage VH. Therefore, when the next peak of the triangular wave SAWOUT is input to the comparator 21, the output potential Vout is A period smaller than the output potential Vsawout occurs (see Vout and Vsawout in FIG. 6). That is, a period in which the output potential Vcomp1 of the comparator 21 is at the L level occurs. During this period, the node A in FIG. 3 is at the L level (see A in FIG. 6). Further, since the P-MOS transistor 24 in the switch 20b is turned on during the synchronization, the input voltage Vin is applied to the node P, the amount of current IL flowing through the inductor 28 increases (see IL in FIG. 6), and the output potential Vout. (See Vout in FIG. 6). Thereafter, when the output potential Vout becomes higher than the reference voltage VM, the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes H level, that is, the node D becomes H level (see D in FIG. 6), so that the voltage VHPS is applied to the comparator 16. The configuration to do begins to work.

なお、この際の動作でも、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波発生回路10の出力電位Vsawoutよりも大きくなった場合、上述した中負荷動作状態時と同様に、コンパレータ21がHレベルを出力して図3におけるノードAがHレベルとなり(図6のA参照)、P−MOSトランジスタ24がオフする。この際、インダクタ28は慣性的な電流を流し続けようとするため、ノードPの電位が接地電位(0[V])よりも小さくなる。このため、コンパレータ22がHレベルを出力して図3におけるノードBがHレベルとなり(図6のB参照)、N−MOSトランジスタ27がオンする。これにより、ノードPが接地され、インダクタ28を流れる電流ILが減少し(図6のIL参照)、出力OUTの電位Voutが下降する(図6のVout参照)。ただし、インダクタ28を流れる電流ILが0[A]以下となると、すなわちインダクタ28を電流が逆向き(出力OUTからノードPへの向き)に流れると、ノードPの電位は0[V]以上となるため、コンパレータ22がLレベルを出力して図3におけるノードBがLレベルとなる(図6のB参照)。これにより、N−MOSトランジスタ27がオフし、インダクタ28を逆向きに電流ILが流れることが防止される。この動作状態は、スイッチングレギュレータ1の出力電位Voutが三角波SAWOUTの出力電位Vsawoutよりも小さくなるまで継続される。   Even in this operation, when the output potential Vout of the switching regulator 1 becomes larger than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10, the comparator 21 outputs the H level as in the above-described middle load operation state. Thus, the node A in FIG. 3 becomes H level (see A in FIG. 6), and the P-MOS transistor 24 is turned off. At this time, since the inductor 28 tries to keep an inertial current flowing, the potential of the node P becomes smaller than the ground potential (0 [V]). For this reason, the comparator 22 outputs H level, the node B in FIG. 3 becomes H level (see B in FIG. 6), and the N-MOS transistor 27 is turned on. As a result, the node P is grounded, the current IL flowing through the inductor 28 decreases (see IL in FIG. 6), and the potential Vout of the output OUT decreases (see Vout in FIG. 6). However, when the current IL flowing through the inductor 28 becomes 0 [A] or less, that is, when the current flows through the inductor 28 in the reverse direction (direction from the output OUT to the node P), the potential of the node P becomes 0 [V] or more. Therefore, the comparator 22 outputs L level, and the node B in FIG. 3 becomes L level (see B in FIG. 6). As a result, the N-MOS transistor 27 is turned off and the current IL is prevented from flowing through the inductor 28 in the reverse direction. This operation state is continued until the output potential Vout of the switching regulator 1 becomes smaller than the output potential Vsawout of the triangular wave SAWOUT.

以上のように、軽負荷動作状態時に、三角波SAWOUTのピーク電圧を電圧VHよりも低い電圧VHPSに切り替えることで、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きくなる状態をしばらく継続させることが可能となるため、この期間、スイッチ20bによるスイッチング動作を無効とすることができる。この結果、スイッチングによるロスを低減することができ、軽負荷動作状態時にも電圧変換効率が大きく劣化せず、効率のよいスイッチング動作を実現することが可能なスイッチングレギュレータ1を実現することができる。   As described above, when the peak voltage of the triangular wave SAWOUT is switched to the voltage VHPS lower than the voltage VH during the light load operation state, the state where the output potential Vout becomes larger than the output potential Vsawout can be continued for a while. Therefore, during this period, the switching operation by the switch 20b can be invalidated. As a result, it is possible to reduce the switching loss, and it is possible to realize the switching regulator 1 capable of realizing an efficient switching operation without greatly degrading the voltage conversion efficiency even in a light load operation state.

なお、本実施例では否定論理和回路を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば論理和回路を用いて構成することも可能である。この場合、N−MOSトランジスタおよびP−MOSトランジスタがそれぞれ適宜P−MOSトランジスタおよびN−MOSトランジスタに置き換えられるか、もしくは論理和回路の出力段に適宜インバータが設けられる。また、本発明の特に特許請求の範囲では、否定論理和回路を含め、これらを全て論理和回路とする。   In this embodiment, the case where a negative OR circuit is used has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be configured using, for example, an OR circuit. In this case, the N-MOS transistor and the P-MOS transistor are appropriately replaced with the P-MOS transistor and the N-MOS transistor, respectively, or an inverter is appropriately provided at the output stage of the OR circuit. Further, in the present invention, particularly in the scope of the claims, all of these including the logical OR circuit are the logical OR circuit.

次に、本発明の実施例2について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、実施例1と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない構成に関しては実施例1と同様である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the configuration not specifically mentioned is the same as that of the first embodiment.

〔構成〕
図7に、本実施例によるスイッチングレギュレータ2の回路構成を示す。図7に示すように、スイッチングレギュレータ2は、三角波発生回路10’とコンパレータ21および22と制御回路20aとスイッチ20bとインダクタ28と平滑コンデンサ29とコンパレータ31とを有する。インダクタ28と平滑コンデンサ29とはスイッチングレギュレータ1の出力を平滑化するために用いられる。また、スイッチングレギュレータ2の出力OUTには負荷100が接続される。
〔Constitution〕
FIG. 7 shows a circuit configuration of the switching regulator 2 according to this embodiment. As shown in FIG. 7, the switching regulator 2 includes a triangular wave generation circuit 10 ′, comparators 21 and 22, a control circuit 20 a, a switch 20 b, an inductor 28, a smoothing capacitor 29, and a comparator 31. The inductor 28 and the smoothing capacitor 29 are used to smooth the output of the switching regulator 1. A load 100 is connected to the output OUT of the switching regulator 2.

・三角波発生回路10’
図7における三角波発生回路10’は、充放電電流生成回路10aと2入力論理和回路(以下、2入力OR回路と言う)41と2入力NOR回路42とコンデンサ15とコンパレータ46とインバータ43および45とN−MOSトランジスタ17、18および44とを有する。なお、2入力OR回路41と2入力NOR回路42とインバータ43とコンパレータ46とN−MOSトランジスタ17、18および44とは、コンパレータ31と共に切替え回路40を構成する。
・ Triangular wave generation circuit 10 '
7 includes a charge / discharge current generation circuit 10a, a 2-input OR circuit (hereinafter referred to as 2-input OR circuit) 41, a 2-input NOR circuit 42, a capacitor 15, a comparator 46, and inverters 43 and 45. And N-MOS transistors 17, 18 and 44. The 2-input OR circuit 41, the 2-input NOR circuit 42, the inverter 43, the comparator 46, and the N-MOS transistors 17, 18 and 44 constitute a switching circuit 40 together with the comparator 31.

・・充放電電流生成回路10a
三角波発生回路10’における充放電電流生成回路10aは、実施例1と同様に、直列に接続されたP−MOSトランジスタ12およびN−MOSトランジスタ13と、P−MOSトランジスタ12と電源ライン(電源電圧VDD)との間に直列に接続されたP−MOSトランジスタ11と、N−MOSトランジスタ13とグランドとの間に直列に接続されたN−MOSトランジスタ14とを有する。P−MOSトランジスタ11のゲートには、後述する切替え回路40における2入力OR回路41の出力が接続される。2入力OR回路41の2つの入力には、コンパレータ46の出力とコンパレータ31の出力とがそれぞれ接続される。一方、N−MOSトランジスタ14のゲートには、同じく後述する切替え回路40における2入力NOR回路42の出力が接続される。2入力NOR回路42の2つの入力には、コンパレータ31の出力と、インバータ43の出力とがそれぞれ接続される。インバータ43の入力には、コンパレータ46の出力が接続される。すなわち、2入力NOR回路42の一方の入力にはコンパレータ46の反転された制御電圧が印加される。この構成により、充放電電流生成回路10aはコンパレータ46および31からの制御電圧に基づいて充放電用の電流を生成する。P−MOSトランジスタ12のゲートには、図示しないバイアス回路から出力されたバイアス電圧VB1が印加される。これにより、P−MOSトランジスタ12は常にオン(導通)した状態となる。N−MOSFET13のゲートには、同じく図示しないバイアス回路から出力されたバイアス電圧VB2が印加される。これにより、N−MOSトランジスタ13は常にオンした状態となる。P−MOSトランジスタ12およびN−MOSトランジスタ13は、実施例1と同様に、ノイズ除去を目的として設けられている。
..Charge / discharge current generation circuit 10a
The charge / discharge current generation circuit 10a in the triangular wave generation circuit 10 ′ includes a P-MOS transistor 12 and an N-MOS transistor 13 connected in series, a P-MOS transistor 12 and a power supply line (power supply voltage) as in the first embodiment. P-MOS transistor 11 connected in series with VDD), and N-MOS transistor 14 connected in series between N-MOS transistor 13 and ground. The gate of the P-MOS transistor 11 is connected to the output of the 2-input OR circuit 41 in the switching circuit 40 described later. The two inputs of the two-input OR circuit 41 are connected to the output of the comparator 46 and the output of the comparator 31, respectively. On the other hand, the output of the 2-input NOR circuit 42 in the switching circuit 40, which will be described later, is connected to the gate of the N-MOS transistor 14. The two inputs of the 2-input NOR circuit 42 are connected to the output of the comparator 31 and the output of the inverter 43, respectively. The output of the comparator 46 is connected to the input of the inverter 43. That is, the inverted control voltage of the comparator 46 is applied to one input of the 2-input NOR circuit 42. With this configuration, the charge / discharge current generation circuit 10 a generates a charge / discharge current based on the control voltage from the comparators 46 and 31. A bias voltage VB1 output from a bias circuit (not shown) is applied to the gate of the P-MOS transistor 12. As a result, the P-MOS transistor 12 is always on (conductive). A bias voltage VB2 output from a bias circuit (not shown) is applied to the gate of the N-MOSFET 13. Thereby, the N-MOS transistor 13 is always turned on. The P-MOS transistor 12 and the N-MOS transistor 13 are provided for the purpose of noise removal as in the first embodiment.

充放電電流生成回路10aの出力は三角波発生回路10’の出力と一致する。図7では、この出力をノードSと記す。ノードSには、一方の端が接地されたコンデンサ15が接続される。充放電電流生成回路10aが充電動作を行った場合、すなわちP−MOSトランジスタ11がオンした場合、この充放電電流生成回路10aから出力された電流はコンデンサ15に蓄えられる。これにより、ノードSの電位が上昇する。すなわち、三角波SAWOUTの上昇直線が形成される。この際、N−MOSトランジスタ14はオフ(遮断)している。また、充放電電流生成回路10aが放電動作を行った場合、すなわちN−MOSトランジスタ14がオンした場合、コンデンサ15に蓄えられた電流は充放電電流生成回路10aを介してグランドに流れ出る。これにより、ノードSの電位が下降する。すなわち、三角波SAWOUTの下降直線が形成される。この際、P−MOSトランジスタ11はオフしている。三角波発生回路10’は、この充放電を繰り返すことで、三角波SAWOUTを出力する。   The output of the charge / discharge current generation circuit 10a matches the output of the triangular wave generation circuit 10 '. In FIG. 7, this output is referred to as a node S. A capacitor 15 having one end grounded is connected to the node S. When the charging / discharging current generation circuit 10a performs the charging operation, that is, when the P-MOS transistor 11 is turned on, the current output from the charging / discharging current generation circuit 10a is stored in the capacitor 15. As a result, the potential of the node S increases. That is, a rising straight line of the triangular wave SAWOUT is formed. At this time, the N-MOS transistor 14 is off (cut off). When the charge / discharge current generation circuit 10a performs a discharge operation, that is, when the N-MOS transistor 14 is turned on, the current stored in the capacitor 15 flows out to the ground via the charge / discharge current generation circuit 10a. As a result, the potential of the node S drops. That is, a descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed. At this time, the P-MOS transistor 11 is off. The triangular wave generation circuit 10 'outputs a triangular wave SAWOUT by repeating this charging and discharging.

・・N−MOSトランジスタ17、18
また、充放電電流生成回路10aの出力(ノードS)は、コンパレータ46の非反転入力端子に接続される。このコンパレータ46は、実施例1によるコンパレータ16と同様の構成に、このコンパレータ46をパワーダウンさせるための制御端子が付与された構成となっている。この制御端子にはコンパレータ31の出力が接続されている。すなわち、コンパレータ46はコンパレータ31の出力に基づいて動作/不動作が制御される。また、コンパレータ46の反転入力端子には、N−MOSトランジスタ17および18の一方の端が接続される。
..N-MOS transistors 17 and 18
The output (node S) of the charge / discharge current generation circuit 10 a is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 46. The comparator 46 has a configuration in which a control terminal for powering down the comparator 46 is added to the configuration similar to the comparator 16 according to the first embodiment. The output of the comparator 31 is connected to this control terminal. That is, the operation / non-operation of the comparator 46 is controlled based on the output of the comparator 31. One end of the N-MOS transistors 17 and 18 is connected to the inverting input terminal of the comparator 46.

N−MOSトランジスタ17の他方の端には、三角波発生回路10’が出力する三角波SAWOUTのボトム電圧(下限ピークとも言う)となる電圧VLが印加される。N−MOSトランジスタ17のゲートには、コンパレータ46の出力が接続される。したがって、N−MOSトランジスタ17は、コンパレータ46からの制御電圧に基づいて電圧VLの端子とコンパレータ46の反転入力端子との間の導通/遮断を制御するスイッチとして機能する。   A voltage VL that is a bottom voltage (also referred to as a lower limit peak) of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generating circuit 10 ′ is applied to the other end of the N-MOS transistor 17. The output of the comparator 46 is connected to the gate of the N-MOS transistor 17. Therefore, the N-MOS transistor 17 functions as a switch that controls conduction / cutoff between the terminal of the voltage VL and the inverting input terminal of the comparator 46 based on the control voltage from the comparator 46.

N−MOSトランジスタ18の他方の端には、重負荷動作状態時および中負荷動作状態時に三角波発生回路10’が出力する三角波SAWOUTのピーク電圧となる電圧VHが印加される。N−MOSトランジスタ18のゲートには、インバータ45を介してコンパレータ46の出力が接続される。したがって、N−MOSトランジスタ18は、コンパレータ46からの反転した制御電圧に基づいて電圧VHの端子とコンパレータ46の反転入力端子との間の導通/遮断を制御するスイッチとして機能する。   The other end of the N-MOS transistor 18 is applied with a voltage VH which is a peak voltage of the triangular wave SAWOUT output from the triangular wave generating circuit 10 'during the heavy load operation state and the middle load operation state. The output of the comparator 46 is connected to the gate of the N-MOS transistor 18 via the inverter 45. Therefore, the N-MOS transistor 18 functions as a switch that controls conduction / cutoff between the terminal of the voltage VH and the inverting input terminal of the comparator 46 based on the inverted control voltage from the comparator 46.

・・コンパレータ46
コンパレータ46は、以上のようなN−MOSトランジスタ17および18を介して電圧VLまたはVHが反転入力端子に印加されることで、充放電電流生成回路10aを制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp3に相当)を生成する。
..Comparator 46
The comparator 46 applies a voltage VL or VH to the inverting input terminal via the N-MOS transistors 17 and 18 as described above, thereby controlling the charge / discharge current generating circuit 10a (output described later). Potential Vcomp3).

・切替え回路40
また、図7における切替え回路40は、コンパレータ31が軽負荷動作状態を検出した際、三角波発生回路10’が出力する出力電圧Vsawout、すなわちノードSの電位を電圧VLに切り替えるための手段として機能する。すなわち、切替え回路40は、軽負荷動作状態時に、三角波発生回路10’から電圧VLが出力されるように切り替える。この切替え回路40は、コンパレータ31と選択回路40aとを有する。
Switching circuit 40
7 functions as a means for switching the output voltage Vsawout output from the triangular wave generation circuit 10 ′, that is, the potential of the node S to the voltage VL when the comparator 31 detects the light load operation state. . That is, the switching circuit 40 performs switching so that the voltage VL is output from the triangular wave generation circuit 10 ′ during the light load operation state. The switching circuit 40 includes a comparator 31 and a selection circuit 40a.

・・コンパレータ31
コンパレータ31は、実施例1で説明したコンパレータ31と同様である。すなわち、コンパレータ31の非反転入力端子には、後述するインダクタ28の出力、すなわちスイッチングレギュレータ2の出力OUTがフィードバックして入力される。また、反転入力端子には、基準電圧VMが印加される。コンパレータ31は、スイッチングレギュレータ2の出力OUTと基準電圧VMとを比較することで、選択回路40aを制御するための制御電圧(後述における出力電位Vcomp4に相当)を生成する。
..Comparator 31
The comparator 31 is the same as the comparator 31 described in the first embodiment. That is, the output of the inductor 28 described later, that is, the output OUT of the switching regulator 2 is fed back to the non-inverting input terminal of the comparator 31. A reference voltage VM is applied to the inverting input terminal. The comparator 31 compares the output OUT of the switching regulator 2 with the reference voltage VM to generate a control voltage (corresponding to an output potential Vcomp4 described later) for controlling the selection circuit 40a.

・・選択回路40a
選択回路40aは、三角波発生回路10’内に組み込まれた2入力OR回路41と2入力NOR回路42とインバータ43とN−MOSトランジスタ44とコンパレータ46(特に制御端子部分)とを有する。上述において触れたように、2入力OR回路41の一方の入力には、コンパレータ46の出力が接続される。2入力OR回路41の他方の入力には、コンパレータ31の出力が接続される。2入力OR回路41の出力はP−MOSトランジスタ11のゲートに接続される。したがって、本実施例による充放電電流生成回路10aは、コンパレータ31および46から共にLレベルが出力されたとき、すなわちスイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが基準電圧VMよりも小さく且つ三角波SAWOUTの上昇直線を形成するときのみ、P−MOSトランジスタ11をオンし、充電動作を行う。
..Selection circuit 40a
The selection circuit 40a includes a 2-input OR circuit 41, a 2-input NOR circuit 42, an inverter 43, an N-MOS transistor 44, and a comparator 46 (particularly a control terminal portion) incorporated in the triangular wave generation circuit 10 ′. As mentioned above, the output of the comparator 46 is connected to one input of the two-input OR circuit 41. The output of the comparator 31 is connected to the other input of the 2-input OR circuit 41. The output of the 2-input OR circuit 41 is connected to the gate of the P-MOS transistor 11. Therefore, the charge / discharge current generation circuit 10a according to the present embodiment has a rising straight line of the triangular wave SAWOUT when the L level is output from both the comparators 31 and 46, that is, the output potential Vout of the switching regulator 2 is smaller than the reference voltage VM. Only when it is formed, the P-MOS transistor 11 is turned on to perform a charging operation.

また、同じく上述において触れたように、2入力NOR回路42の一方の入力には、コンパレータ31の出力が接続される。2入力MOR回路42の他方の入力には、インバータ43を介してコンパレータ46の出力が接続される。2入力NOR回路42の出力はN−MOSトランジスタ14のゲートに接続される。したがって、本実施例による充放電電流生成回路10aは、コンパレータ31からLレベルが出力され且つコンパレータ46からHレベルが出力されたとき、すなわちスイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが基準電圧VMよりも小さく且つ三角波SAWOUTの下降直線を形成するときのみ、N−MOSトランジスタ14をオンし、放電動作を行う。   Similarly, as mentioned above, the output of the comparator 31 is connected to one input of the two-input NOR circuit 42. The other input of the two-input MOR circuit 42 is connected to the output of the comparator 46 via the inverter 43. The output of the 2-input NOR circuit 42 is connected to the gate of the N-MOS transistor 14. Therefore, the charge / discharge current generation circuit 10a according to the present embodiment is configured such that when the L level is output from the comparator 31 and the H level is output from the comparator 46, that is, the output potential Vout of the switching regulator 2 is smaller than the reference voltage VM. Only when the descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed, the N-MOS transistor 14 is turned on and the discharging operation is performed.

また、同じく上述において触れたように、コンパレータ31の出力は、コンパレータ46の制御端子に接続される。したがって、コンパレータ46は、例えばコンパレータ31から制御端子にHレベルが入力されるとパワーダウンする。これにより、コンパレータ46の出力、すなわちノードCはLレベルとなる。言い換えると、コンパレータ46は、コンパレータ31において軽負荷動作状態が検出されると、電源が切られて不動作となる。これにより、ノードCがLレベルとなる。   Similarly, as mentioned above, the output of the comparator 31 is connected to the control terminal of the comparator 46. Therefore, the comparator 46 is powered down when, for example, an H level is input from the comparator 31 to the control terminal. As a result, the output of the comparator 46, that is, the node C becomes L level. In other words, when the light load operation state is detected in the comparator 31, the comparator 46 is turned off and becomes inoperable. As a result, the node C becomes L level.

また、コンパレータ31の出力は、電圧VLを印加する端子と充放電電流生成回路10aの出力(ノードS)との間に設けられたN−MOSトランジスタ44のゲートに接続される。すなわち、本実施例による三角波発生回路10’は、コンパレータ31において軽負荷動作状態が検出されると、コンパレータ46をパワーダウンすることで三角波SAWOUTの生成を行わず、代わりに一定レベルの電圧VLを出力する。   The output of the comparator 31 is connected to the gate of an N-MOS transistor 44 provided between the terminal to which the voltage VL is applied and the output (node S) of the charge / discharge current generation circuit 10a. That is, when a light load operation state is detected in the comparator 31, the triangular wave generation circuit 10 ′ according to the present embodiment does not generate the triangular wave SAWOUT by powering down the comparator 46, but instead generates a constant level voltage VL. Output.

以上の構成により、本実施例では、コンパレータ31からLレベルが出力されている場合、換言すれば重負荷動作状態または中負荷動作状態のときのみ、コンパレータ46が動作して充放電電流生成回路10aを制御することで、充放電動作が実行され、ピーク電圧がVHで且つボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される。また、これ以外、すなわちコンパレータ31からHレベルが出力されている場合、換言すれば、軽負荷動作状態が検出された場合、コンパレータ46がパワーダウンされると共に電圧VLの入力端子とノードS(三角波発生回路10’の出力)とが短絡されることで、三角波発生回路10’から三角波SAWOUTの代わりに電圧VLが出力される。   With the above configuration, in this embodiment, when the L level is output from the comparator 31, in other words, only in the heavy load operation state or the medium load operation state, the comparator 46 operates and the charge / discharge current generation circuit 10a is operated. Is controlled to perform a charge / discharge operation, and a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output. In addition, when the H level is output from the comparator 31, in other words, when a light load operation state is detected, the comparator 46 is powered down and the input terminal of the voltage VL and the node S (triangular wave) The voltage VL is output from the triangular wave generating circuit 10 ′ instead of the triangular wave SAWOUT.

・他の構成
・・コンパレータ21
また、図7における他の構成(コンパレータ22、制御回路20a、スイッチ20b、インダクタ28および平滑コンデンサ29)は、実施例1と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
・ Other configurations ・ ・ Comparator 21
7 are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here. In FIG. 7, the other configurations (comparator 22, control circuit 20a, switch 20b, inductor 28, and smoothing capacitor 29) are the same as those in the first embodiment.

〔動作〕
次に、本実施例によるスイッチングレギュレータ2の動作を図面と共に詳細に説明する。
[Operation]
Next, the operation of the switching regulator 2 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

・重負荷動作状態時
まず、重負荷動作状態時の動作を説明する。なお、この際の動作波形は、実施例1において図4を用いて説明した動作波形と同様であるため、ここではこれを引用して説明する。
・ In the heavy load operation state First, the operation in the heavy load operation state will be described. Note that the operation waveform at this time is the same as the operation waveform described with reference to FIG. 4 in the first embodiment, and will be described here with reference to this.

重負荷動作状態では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも低い(図4のVoutおよびVM参照)ため、コンパレータ31の出力電位Vcomp4はLレベルとなる。すなわち、図7におけるノードDの電位がLレベルとなる(図4のD参照)。したがって、切替え回路40(特に選択回路40a)を構成する2入力OR回路41および2入力NOR回路42の一方の入力と、N−MOSトランジスタ44のゲートと、コンパレータ46の制御端子には、それぞれLレベルが入力される。これにより、N−MOSトランジスタ44はオフし、コンパレータ46は動作状態となる。   In the heavy load operation state, since the output potential Vout is lower than the reference voltage VM (see Vout and VM in FIG. 4), the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes L level. That is, the potential of the node D in FIG. 7 becomes L level (see D in FIG. 4). Therefore, one input of the 2-input OR circuit 41 and 2-input NOR circuit 42 constituting the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a), the gate of the N-MOS transistor 44, and the control terminal of the comparator 46 are respectively connected to L A level is entered. As a result, the N-MOS transistor 44 is turned off and the comparator 46 is in an operating state.

この状態で、例えばコンパレータ46の出力電位Vcomp3がLレベルとなった場合、すなわち図7におけるノードDがLレベルで且つノードCがLレベルの場合(図4のC参照)、N−MOSトランジスタ18のゲートにはインバータ45を介してHレベルが入力される。これにより、コンパレータ46の反転入力端子には電圧VHが印加される。すなわち、コンパレータ46は電圧VHと出力電位Vsawoutとを比較する。なお、コンパレータ46から出力されたLレベルがゲートに印加されたN−MOSトランジスタ17はオフしている。   In this state, for example, when the output potential Vcomp3 of the comparator 46 becomes L level, that is, when the node D in FIG. 7 is L level and the node C is L level (see C in FIG. 4), the N-MOS transistor 18 The H level is input to the gate of the first through the inverter 45. As a result, the voltage VH is applied to the inverting input terminal of the comparator 46. That is, the comparator 46 compares the voltage VH with the output potential Vsawout. Note that the N-MOS transistor 17 to which the L level output from the comparator 46 is applied to the gate is off.

また、コンパレータ46から出力されたLレベルは、切替え回路40(特に選択回路40a)を構成する2入力OR回路41の他方の入力およびインバータ43の入力にも印加される。なお、インバータ43の出力は2入力NOR回路42の他方の入力に接続されている。ここで、コンパレータ31の出力電位Vcomp4もLレベルであるため、2入力OR回路41の2つの入力には共にLレベルが入力される。したがって、2入力OR回路41はLレベルを出力し、P−MOSトランジスタ11をオンする。一方、2入力NOR回路42の2つの入力にはLレベルとHレベルとが入力される。このため、2入力NOR回路42はLレベルを出力し、N−MOSトランジスタ14をオフする。これにより、P−MOSトランジスタ11および12を介してコンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図4のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの上昇直線が形成される(図4のVsawout参照)。   The L level output from the comparator 46 is also applied to the other input of the two-input OR circuit 41 and the input of the inverter 43 that constitute the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a). Note that the output of the inverter 43 is connected to the other input of the two-input NOR circuit 42. Here, since the output potential Vcomp4 of the comparator 31 is also at the L level, the L level is input to the two inputs of the 2-input OR circuit 41. Therefore, the 2-input OR circuit 41 outputs L level and turns on the P-MOS transistor 11. On the other hand, L level and H level are input to the two inputs of the 2-input NOR circuit 42. For this reason, the two-input NOR circuit 42 outputs an L level and turns off the N-MOS transistor 14. As a result, the capacitor 15 is charged through the P-MOS transistors 11 and 12, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises (see Vsawout in FIG. 4). That is, a rising straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 4).

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VHを超えると(図4のVsawoutおよびVH参照)、すなわちコンパレータ46の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を超えると、コンパレータ46の出力電位Vcomp3はHレベルとなる。すなわち、図7におけるノードCがHレベルとなる(図4のC参照)。したがって、2入力OR回路41の2つの入力がそれぞれLレベルまたはHレベルとなり、2入力NOR回路42の2つの入力が共にLレベルとなるため、P−MOSトランジスタ11がオフし、代わりにN−MOSトランジスタ14オンする。これにより、N−MOSトランジスタ13および14を介してコンデンサ15から電流が流れ出し、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が下降する(図4のVsawout参照)。すなわち、三角波SAWOUTの下降直線が形成される(図4のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (the potential of the node S) exceeds the voltage VH (see Vsawout and VH in FIG. 4), that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 46 exceeds the potential of the inverting input terminal, The output potential Vcomp3 becomes H level. That is, the node C in FIG. 7 becomes H level (see C in FIG. 4). Accordingly, since the two inputs of the 2-input OR circuit 41 are L level or H level, respectively, and the two inputs of the 2-input NOR circuit 42 are both L level, the P-MOS transistor 11 is turned off, and N- The MOS transistor 14 is turned on. As a result, current flows out of the capacitor 15 via the N-MOS transistors 13 and 14, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S drops (see Vsawout in FIG. 4). That is, a descending straight line of the triangular wave SAWOUT is formed (see Vsawout in FIG. 4).

また、コンパレータ46から出力されたHレベルにより、N−MOSトランジスタ17がオンし、N−MOSトランジスタ18がオフする。このため、コンパレータ46の反転入力端子には電圧VLが印加されている。   Further, the N-MOS transistor 17 is turned on and the N-MOS transistor 18 is turned off by the H level output from the comparator 46. For this reason, the voltage VL is applied to the inverting input terminal of the comparator 46.

その後、出力電位Vsawout(ノードSの電位)が電圧VLよりも下降すると、すなわちコンパレータ46の非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位を下回ると、コンパレータ46の出力電位Vcomp3はLレベルとなる。すなわち、図7におけるノードCがLレベルとなる(図4のC参照)。これにより、上述したように、コンデンサ15が充電され、出力電位Vsawout、すなわちノードSの電位が上昇する(図4のVsawout参照)。以降、同様の動作を繰り返すことで、ピーク電圧がVHで且つボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される(図4のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vsawout (the potential of the node S) falls below the voltage VL, that is, when the potential of the non-inverting input terminal of the comparator 46 falls below the potential of the inverting input terminal, the output potential Vcomp3 of the comparator 46 becomes L level. . That is, the node C in FIG. 7 becomes L level (see C in FIG. 4). Thereby, as described above, the capacitor 15 is charged, and the output potential Vsawout, that is, the potential of the node S rises (see Vsawout in FIG. 4). Thereafter, by repeating the same operation, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output (see Vsawout in FIG. 4).

また、三角波発生回路10’以外の動作は、実施例1において説明した重負荷動作時の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   The operations other than the triangular wave generation circuit 10 'are the same as the operations during the heavy load operation described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.

・中負荷動作状態時
次に、中負荷動作状態時の動作を説明する。なお、この際の動作波形は、実施例1において図5を用いて説明した動作波形と同様であるため、ここではこれを引用して説明する。
・ In the middle load operation state Next, the operation in the middle load operation state will be described. Note that the operation waveform at this time is the same as the operation waveform described with reference to FIG. 5 in the first embodiment, and will be described here with reference to this.

中負荷動作状態での三角波発生回路10’の動作は、上述した重負荷動作状態での三角波発生回路10の動作と同様である。すなわち、コンパレータ31がLレベルを出力し続ける、すなわちノードD(出力電位Vcomp4)がLレベルを保ち続けるため、コンパレータ46は電圧VHもしくは電圧VLとコンデンサ15の電位とを比較する。これにより、ピーク電圧がVHでボトム電圧がVLの三角波SAWOUTが出力される。また、同様の動作が行われることで、出力電位Vsawout、ノードC(出力電位Vcomp3)およびノードD(出力電位Vcomp4)の動作波形も、図4と図5とを比較すると明らかなように、同様の波形となる。   The operation of the triangular wave generation circuit 10 'in the medium load operation state is the same as the operation of the triangular wave generation circuit 10 in the heavy load operation state described above. That is, since the comparator 31 continues to output the L level, that is, the node D (output potential Vcomp4) continues to maintain the L level, the comparator 46 compares the voltage VH or the voltage VL with the potential of the capacitor 15. As a result, a triangular wave SAWOUT having a peak voltage of VH and a bottom voltage of VL is output. In addition, since the same operation is performed, the operation waveforms of the output potential Vsawout, the node C (output potential Vcomp3), and the node D (output potential Vcomp4) are also the same as clearly shown in FIG. 4 and FIG. It becomes the waveform.

また、三角波発生回路10’以外の動作は、実施例1において説明した中負荷動作状態時の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   The operations other than the triangular wave generation circuit 10 'are the same as the operations in the medium load operation state described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.

・軽負荷動作状態時
次に、軽負荷動作状態時の動作を図8に示す動作波形図を参照しながら説明する。なお、図8は軽負荷動作状態時における出力電位Vsawoutと出力電位VoutとノードA(出力電位Vcomp1)とノードB(出力電位Vcomp2)とノードC(出力電位Vcomp3)とノードD(出力電位Vcomp4)と電流ILとの波形図である。
-Light load operation state Next, the operation in the light load operation state will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. 8 shows the output potential Vsawout, output potential Vout, node A (output potential Vcomp1), node B (output potential Vcomp2), node C (output potential Vcomp3), and node D (output potential Vcomp4) in the light load operation state. And FIG. 6 is a waveform diagram of current IL.

軽負荷動作状態では、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなる期間が存在する(図8のVoutおよびVM参照)。このため、コンパレータ31からは、この期間、すなわち出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなった期間、Hレベルが出力される。換言すれば、図7におけるノードDの電位がHレベルとなる期間が発生する(図8のD参照)。この期間中、切替え回路40(特に選択回路40a)におけるコンパレータ46の制御端子にはHレベルが入力されるため、コンパレータ46はパワーダウンする。これにより、コンパレータ46は常にLレベルを出力していると同じ状態となる。また、切替え回路40(特に選択回路40a)における2入力OR回路41の一方の入力にはコンパレータ31から出力されたHレベルが入力されるため、この期間中、2入力OR回路41はHレベルを出力し続け、これにより、P−MOSトランジスタ11がオフし続ける。さらに、切替え回路40(特に選択回路40a)における2入力NOR回路42の一方の入力にはコンパレータ31から出力されたHレベルが入力されるため、この期間、2入力NOR回路42はLレベルを出力し続け、これにより、N−MOSトランジスタ14がオフし続ける。すなわち、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高い期間、換言すれば軽負荷動作状態時、充放電電流生成回路10aが無効にされている。   In the light load operation state, there is a period in which the output potential Vout is higher than the reference voltage VM (see Vout and VM in FIG. 8). For this reason, the comparator 31 outputs an H level during this period, that is, during the period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM. In other words, a period in which the potential of the node D in FIG. 7 is at an H level occurs (see D in FIG. 8). During this period, since the H level is input to the control terminal of the comparator 46 in the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a), the comparator 46 is powered down. As a result, the comparator 46 is in the same state as always outputting the L level. In addition, since the H level output from the comparator 31 is input to one input of the 2-input OR circuit 41 in the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a), the 2-input OR circuit 41 maintains the H level during this period. As a result, the P-MOS transistor 11 continues to be turned off. Further, since the H level output from the comparator 31 is input to one input of the 2-input NOR circuit 42 in the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a), the 2-input NOR circuit 42 outputs an L level during this period. Thus, the N-MOS transistor 14 continues to be turned off. That is, the charging / discharging current generation circuit 10a is disabled during a period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM, in other words, in a light load operating state.

また、上記の期間中、切替え回路40(特に選択回路40a)におけるN−MOSトランジスタ44のゲートにコンパレータ31から出力されたHレベルが印加されるため、N−MOSトランジスタ44の一方の端子に接続されたノードS、すなわち三角波発生回路10’の出力は、N−MOSトランジスタ44の他方の端子に印加された電圧VLとなる。すなわち、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高い期間、換言すれば軽負荷動作状態時、三角波発生回路10’からは電圧VLが出力され続ける。   Further, during the above period, since the H level output from the comparator 31 is applied to the gate of the N-MOS transistor 44 in the switching circuit 40 (particularly the selection circuit 40a), it is connected to one terminal of the N-MOS transistor 44. The output of the node S, that is, the triangular wave generation circuit 10 ′ becomes the voltage VL applied to the other terminal of the N-MOS transistor 44. That is, during a period when the output potential Vout is higher than the reference voltage VM, in other words, in the light load operation state, the voltage VL is continuously output from the triangular wave generation circuit 10 '.

また、三角波発生回路10’以外の動作は以下のようになる。上述したように三角波発生回路10’の出力電圧Vsawoutが三角波SAWOUTのボトム電圧に相当する電圧VLに保たれているため、スイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが三角波発生回路10’の出力電位Vsawoutよりも大きくなる状態がしばらく継続する(図8のVsawoutおよびVout参照)。このため、コンパレータ21の出力電位Vcomp1がHレベルとなる期間がしばらく継続する(図6のA参照)。この期間、スイッチ20bにおけるP−MOSトランジスタ24はスイッチング動作を行わない(図8のA参照)。また、同期間、すなわち出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きく且つ基準電圧VMよりも大きい期間(図8のVsawout,VoutおよびVM参照)、図7におけるノードPの電位が0[V]を下回らないため、コンパレータ22の出力電位Vcomp2はLレベルとなる。すなわち、図7におけるノードBがLレベルとなる(図8のB参照)。したがって、この期間、N−MOSトランジスタ27はスイッチング動作を行わない。ただし、負荷100に電流を供給するため、コンデンサ29の電圧が低下し、スイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが低下する(図8のVout参照)。   The operation other than the triangular wave generation circuit 10 'is as follows. As described above, since the output voltage Vsawout of the triangular wave generation circuit 10 ′ is maintained at the voltage VL corresponding to the bottom voltage of the triangular wave SAWOUT, the output potential Vout of the switching regulator 2 is higher than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10 ′. The state of increasing continues for a while (see Vsawout and Vout in FIG. 8). For this reason, the period during which the output potential Vcomp1 of the comparator 21 is at the H level continues for a while (see A in FIG. 6). During this period, the P-MOS transistor 24 in the switch 20b does not perform a switching operation (see A in FIG. 8). Further, during the same period, that is, a period in which the output potential Vout is larger than the output potential Vsawout and larger than the reference voltage VM (see Vsawout, Vout and VM in FIG. 8), the potential of the node P in FIG. 7 falls below 0 [V]. Therefore, the output potential Vcomp2 of the comparator 22 is at the L level. That is, the node B in FIG. 7 becomes L level (see B in FIG. 8). Therefore, during this period, the N-MOS transistor 27 does not perform a switching operation. However, since a current is supplied to the load 100, the voltage of the capacitor 29 decreases, and the output potential Vout of the switching regulator 2 decreases (see Vout in FIG. 8).

その後、出力電位Voutが基準電圧VMよりも小さくなると、コンパレータ31の出力電位Vcomp4はLレベルとなる。すなわち、図7におけるノードDがLレベルとなる(図8のD参照)。これにより、上述した重負荷動作状態時および中負荷動作状態時と同様に、充放電電流生成回路10aおよびコンパレータ46が機能し始め、N−MOSトランジスタ44がオフするため、三角波発生回路10’からピーク電位がVHの三角波SAWOUTが出力される(図8のVsawout参照)。   Thereafter, when the output potential Vout becomes lower than the reference voltage VM, the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes L level. That is, the node D in FIG. 7 becomes L level (see D in FIG. 8). As a result, as in the above-described heavy load operation state and medium load operation state, the charge / discharge current generation circuit 10a and the comparator 46 begin to function, and the N-MOS transistor 44 is turned off. A triangular wave SAWOUT having a peak potential of VH is output (see Vsawout in FIG. 8).

以上のようにピーク電位VHの三角波SAWOUTが生成される状態では、ピーク電圧VHよりも出力電位Voutの方が小さいため、コンパレータ21に三角波SAWOUTの次のピークが入力される際、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも小さくなる期間が生じる(図8のVoutおよびVsawout参照)。すなわち、コンパレータ21の出力電位Vcomp1がLレベルとなる期間が発生する。この期間、図7におけるノードAはLレベルとなる(図8のA参照)。また、同期間、スイッチ20bにおけるP−MOSトランジスタ24がオンするため、ノードPに入力電圧Vinが印加され、インダクタ28に流れる電流ILの量が増加し(図8のIL参照)、出力電位Voutが増加する(図8のVout参照)。その後、出力電位Voutが基準電圧VMよりも高くなると、コンパレータ31の出力電位Vcomp4がHレベルとなる、すなわちノードDがHレベルとなるため(図8のD参照)、充放電電流生成回路10aとコンパレータ46とが無効となり、N−MOSトランジスタ44がオンするため、ノードSに電圧VLが現れる。   As described above, when the triangular wave SAWOUT having the peak potential VH is generated, the output potential Vout is smaller than the peak voltage VH. Therefore, when the next peak of the triangular wave SAWOUT is input to the comparator 21, the output potential Vout is A period smaller than the output potential Vsawout occurs (see Vout and Vsawout in FIG. 8). That is, a period in which the output potential Vcomp1 of the comparator 21 is at the L level occurs. During this period, the node A in FIG. 7 is at the L level (see A in FIG. 8). Further, since the P-MOS transistor 24 in the switch 20b is turned on during the synchronization, the input voltage Vin is applied to the node P, the amount of current IL flowing through the inductor 28 increases (see IL in FIG. 8), and the output potential Vout. Increases (see Vout in FIG. 8). Thereafter, when the output potential Vout becomes higher than the reference voltage VM, the output potential Vcomp4 of the comparator 31 becomes H level, that is, the node D becomes H level (see D in FIG. 8). Since the comparator 46 is disabled and the N-MOS transistor 44 is turned on, the voltage VL appears at the node S.

なお、この際の動作でも、スイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが三角波発生回路10’の出力電位Vsawoutよりも大きくなった場合、上述した中負荷動作状態時と同様に、コンパレータ21がHレベルを出力して図7におけるノードAがHレベルとなり(図8のA参照)、P−MOSトランジスタ24がオフする。この際、インダクタ28は慣性的な電流を流し続けようとするため、ノードPの電位が接地電位(0[V])よりも小さくなる。このため、コンパレータ22がHレベルを出力して図7におけるノードBがHレベルとなり(図8のB参照)、N−MOSトランジスタ27がオンする。これにより、ノードPが接地され、インダクタ28を流れる電流ILが減少し(図8のIL参照)、出力OUTの電位Voutが下降する(図8のVout参照)。ただし、インダクタ28を流れる電流ILが0[A]以下となると、すなわちインダクタ28を電流が逆向き(出力OUTからノードPへの向き)に流れると、ノードPの電位は0[V]以上となるため、コンパレータ22がLレベルを出力して図7におけるノードBがLレベルとなる(図8のB参照)。これにより、N−MOSトランジスタ27がオフし、インダクタ28を逆向きに電流ILが流れることが防止される。この動作状態は、スイッチングレギュレータ2の出力電位Voutが三角波SAWOUTの出力電位Vsawoutよりも小さくなるまで継続される。   Even in this operation, when the output potential Vout of the switching regulator 2 becomes larger than the output potential Vsawout of the triangular wave generation circuit 10 ′, the comparator 21 outputs the H level as in the above-described middle load operation state. Then, the node A in FIG. 7 becomes H level (see A in FIG. 8), and the P-MOS transistor 24 is turned off. At this time, since the inductor 28 tries to keep an inertial current flowing, the potential of the node P becomes smaller than the ground potential (0 [V]). Therefore, the comparator 22 outputs H level, the node B in FIG. 7 becomes H level (see B in FIG. 8), and the N-MOS transistor 27 is turned on. As a result, the node P is grounded, the current IL flowing through the inductor 28 decreases (see IL in FIG. 8), and the potential Vout of the output OUT decreases (see Vout in FIG. 8). However, when the current IL flowing through the inductor 28 becomes 0 [A] or less, that is, when the current flows through the inductor 28 in the reverse direction (direction from the output OUT to the node P), the potential of the node P becomes 0 [V] or more. Therefore, the comparator 22 outputs L level, and the node B in FIG. 7 becomes L level (see B in FIG. 8). As a result, the N-MOS transistor 27 is turned off and the current IL is prevented from flowing through the inductor 28 in the reverse direction. This operation state is continued until the output potential Vout of the switching regulator 2 becomes smaller than the output potential Vsawout of the triangular wave SAWOUT.

以上のように、軽負荷動作状態時に、三角波発生回路10’から、三角波SAWOUTのボトム電圧であるVLを出力するように切り替えることで、出力電位Voutが出力電位Vsawoutよりも大きくなる状態をしばらく継続させることが可能となるため、この期間、スイッチ20bによるスイッチング動作を無効とすることができる。この結果、スイッチングによるロスを低減することができ、軽負荷動作状態時にも電圧変換効率が大きく劣化せず、効率のよいスイッチング動作を実現することが可能なスイッチングレギュレータ2を実現することができる。   As described above, the state in which the output potential Vout becomes larger than the output potential Vsawout is maintained for a while by switching from the triangular wave generation circuit 10 ′ to output VL which is the bottom voltage of the triangular wave SAWOUT in the light load operation state. Therefore, the switching operation by the switch 20b can be invalidated during this period. As a result, it is possible to realize a switching regulator 2 that can reduce loss due to switching and can realize an efficient switching operation without greatly degrading voltage conversion efficiency even in a light load operation state.

また、本実施例によるスイッチングレギュレータ2は、軽負荷動作状態時に、コンパレータ46をパワーダウンし、さらに、充放電電流生成回路10aが充放電動作を行わないように構成されているため、軽負荷動作状態時の消費電力がより低減され、さらに効率のよいスイッチング動作が可能となる。   Further, since the switching regulator 2 according to the present embodiment is configured so that the comparator 46 is powered down in the light load operation state and the charge / discharge current generation circuit 10a does not perform the charge / discharge operation. Power consumption during the state is further reduced, and more efficient switching operation is possible.

なお、本実施例では否定論理和回路を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば論理和回路を用いて構成することも可能である。この場合、N−MOSトランジスタおよびP−MOSトランジスタがそれぞれ適宜P−MOSトランジスタおよびN−MOSトランジスタに置き換えられるか、もしくは論理和回路の出力段に適宜インバータが設けられる。また、本発明の特に特許請求の範囲では、否定論理和回路を含め、これらを全て論理和回路とする。   In this embodiment, the case where a negative OR circuit is used has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be configured using, for example, an OR circuit. In this case, the N-MOS transistor and the P-MOS transistor are appropriately replaced with the P-MOS transistor and the N-MOS transistor, respectively, or an inverter is appropriately provided at the output stage of the OR circuit. Further, in the present invention, particularly in the scope of the claims, all of these including the logical OR circuit are the logical OR circuit.

また、上記実施例1および実施例2は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。   In addition, the above-described Example 1 and Example 2 are only examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these, and various modifications of these Examples are within the scope of the present invention. It is obvious from the above description that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

一般的なスイッチングレギュレータ900の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a general switching regulator 900. FIG. 一般的なスイッチングレギュレータにおける各信号の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of each signal in a general switching regulator. 本発明の実施例1によるスイッチングレギュレータ1の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching regulator 1 by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるスイッチングレギュレータ1の重負荷動作状態時における各信号の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of each signal at the time of the heavy load operation state of the switching regulator 1 by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるスイッチングレギュレータ1の中負荷動作状態時における各信号の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of each signal at the time of the medium load operation state of the switching regulator 1 by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるスイッチングレギュレータ1の軽負荷動作状態時における各信号の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation waveform of each signal at the time of the light load operation state of the switching regulator 1 by Example 1 of this invention. 本発明の実施例2によるスイッチングレギュレータ2の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching regulator 2 by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2によるスイッチングレギュレータ2の軽負荷動作状態時における各信号の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation waveform of each signal at the time of the light load operation state of the switching regulator 2 by Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 スイッチングレギュレータ
10、10’ 三角波発生回路
10a 充放電電流生成回路
11、12、24 P−MOSトランジスタ
13、14、17、18、27、35、44 N−MOSトランジスタ
15 コンデンサ
16、21、22、31、46 コンパレータ
20a 制御回路
20b スイッチ
23、26 バッファ
25 2入力NAND回路
28 インダクタ
29 平滑コンデンサ
30、40 切替え回路
30a、40a 選択回路
32、43、45 インバータ
33、34、42 2入力NOR回路
41 2入力OR回路
100 負荷
A、B、C、D、P、S ノード
IN 入力端子
OUT 出力
SAWOUT 三角波
VB1、VB2 バイアス電圧
VDD 電源電圧
VH、VL、VHPS 電圧
VM 基準電圧
Vcomp1、Vcomp2、Vcomp3、Vcomp4 出力電位
Vsawout、Vout 出力電位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, Switching regulator 10, 10 'Triangular wave generation circuit 10a Charge / discharge current generation circuit 11, 12, 24 P-MOS transistor 13, 14, 17, 18, 27, 35, 44 N-MOS transistor 15 Capacitor 16, 21, 22, 31, 46 Comparator 20a Control circuit 20b Switch 23, 26 Buffer 25 2-input NAND circuit 28 Inductor 29 Smoothing capacitor 30, 40 Switching circuit 30a, 40a Selection circuit 32, 43, 45 Inverter 33, 34, 42 2-input NOR circuit 41 2-input OR circuit 100 Load A, B, C, D, P, S Node IN Input terminal OUT Output SAWOUT Triangular wave VB1, VB2 Bias voltage VDD Power supply voltage VH, VL, VHPS voltage VM Reference voltage Vcomp1, Vcomp2, Vcomp3, Vcom p4 Output potential Vsawout, Vout output potential

Claims (12)

第1電圧をピークとし第2電圧をボトムとする三角波を発生させる三角波発生回路と、
出力電位を平滑化するためのインダクタと、
前記インダクタ後段の電位が前記第1電圧よりも低い第3電圧よりも高い場合、前記三角波発生回路か出力される前記三角波のピーク電圧を前記第3電圧よりも低い第4電圧に切り替える切替え回路と
を有することを特徴とするスイッチングレギュレータ。
A triangular wave generating circuit for generating a triangular wave having a first voltage as a peak and a second voltage as a bottom;
An inductor for smoothing the output potential;
The fixed inductor subsequent potential is higher than the lower third voltage than the first voltage, the triangular wave generation circuit or we switch switching circuit a peak voltage of the outputted the triangular wave to a lower fourth voltage than the third voltage And a switching regulator comprising:
第1電圧をピークとし第2電圧をボトムとする三角波を発生させる三角波発生回路と、
出力電位を平滑化するためのインダクタと、
前記第1電圧よりも低い第3電圧と前記インダクタ後段の電位とを比較する第1比較器と、前記第1比較器による比較結果に基づいて、前記三角波の上昇線を形成するための電圧を、前記第1電圧と、前記第3電圧よりも低い第4電圧とから選択する選択回路とを有し、前記インダクタ後段の電位に基づいて前記三角波発生回路からの出力を切り替える切替え回路と
を有することを特徴とするスイッチングレギュレータ。
A triangular wave generating circuit for generating a triangular wave having a first voltage as a peak and a second voltage as a bottom;
An inductor for smoothing the output potential;
A first comparator for comparing a third voltage lower than the first voltage with a potential at the latter stage of the inductor, and a voltage for forming the rising line of the triangular wave based on a comparison result by the first comparator. A selection circuit that selects from the first voltage and a fourth voltage that is lower than the third voltage , and a switching circuit that switches an output from the triangular wave generation circuit based on a potential at the latter stage of the inductor. A switching regulator characterized by that.
前記三角波発生回路は、前記第1、第2または第4電圧と前記三角波発生回路の出力とを比較する第比較器を有し、
前記選択回路は、一方の入力に前記第比較器による比較結果の反転値が入力され、他方の入力に前記第比較器による比較結果が入力される第1論理和回路と、前記第1論理和回路の出力に基づいて前記第比較器の一方の入力に前記第4電圧を印加するトランジスタと、一方の入力に前記第3比較器による比較結果が入力され、他方の入力に前記第比較器による比較結果が入力され、出力が前記第1電圧を前記第比較器の一方の入力に印加するためのトランジスタの制御端子に接続された第2論理和回路とを有することを特徴とする請求項記載のスイッチングレギュレータ。
The triangular wave generation circuit includes a second comparator that compares the first, second, or fourth voltage with an output of the triangular wave generation circuit;
The selection circuit has a first OR circuit in which an inverted value of the comparison result from the first comparator is input to one input, and a comparison result from the second comparator is input to the other input; A transistor for applying the fourth voltage to one input of the second comparator based on an output of the OR circuit, a comparison result by the third comparator to one input, and the second input to the second comparator. A comparison result from two comparators is input, and an output has a second OR circuit connected to a control terminal of a transistor for applying the first voltage to one input of the second comparator. The switching regulator according to claim 2 .
前記切替え回路は、前記三角波発生回路から出力される前記三角波のピーク電圧を切り替えることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のスイッチングレギュレータ。 4. The switching regulator according to claim 2 , wherein the switching circuit switches a peak voltage of the triangular wave output from the triangular wave generating circuit. 5. 前記インダクタに流れる電流の量を制御するためのスイッチと、
前記三角波発生回路から出力された三角波の電位と前記インダクタ後段の電位とを比較する第比較器と、
前記第比較器の比較結果に基づいて前記スイッチを制御する制御回路と
をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項4に記載のスイッチングレギュレータ。
A switch for controlling the amount of current flowing through the inductor;
A third comparator for comparing the potential of the triangular wave output from the triangular wave generating circuit with the potential of the latter stage of the inductor;
The switching regulator of claim 1 or claim 4, characterized in that it further comprises a control circuit for controlling the switch based on the comparison result of the third comparator.
前記インダクタ前段の電位と接地電位とを比較する第比較器をさらに有し、
前記制御回路は前記第および前記第比較器の比較結果に基づいて前記スイッチを制御することを特徴とする請求項記載のスイッチングレギュレータ。
A fourth comparator for comparing the potential before the inductor and the ground potential;
6. The switching regulator according to claim 5, wherein the control circuit controls the switch based on a comparison result of the third and fourth comparators.
第1電圧をピークとし第2電圧をボトムとする三角波を発生させる三角波発生回路と、
出力電位を平滑化するためのインダクタと、
前記第1電圧よりも低い第3電圧と前記インダクタ後段の電位とを比較する第5比較器と、前記第5比較器による比較結果に基づいて、前記三角波発生回路から出力される電圧を前記第2電圧に選択する選択回路とを有し、前記インダクタ後段の電位に基づいて前記三角波発生回路からの出力を切り替える切替え回路と
を有することを特徴とするスイッチングレギュレータ。
A triangular wave generating circuit for generating a triangular wave having a first voltage as a peak and a second voltage as a bottom;
An inductor for smoothing the output potential;
A fifth comparator that compares a third voltage lower than the first voltage with the potential at the subsequent stage of the inductor, and a voltage output from the triangular wave generation circuit based on a comparison result by the fifth comparator. And a switching circuit for switching an output from the triangular wave generation circuit based on a potential at the latter stage of the inductor.
前記三角波発生回路は、当該三角波発生回路の出力段に設けられたコンデンサと、電源−グランド間に直列に接続された少なくとも2つのトランジスタからなり、前記コンデンサに蓄積された電荷を充電または放電する充放電電流生成回路とを有し、
前記選択回路は、一方の入力に前記第1または第2電圧が印加され、他方の入力に前記コンデンサの電位が印加され、前記第比較器の比較結果に基づいて動作または不動作する第比較器と、一方の入力に前記第比較器による比較結果が入力され、他方の入力に前記第比較器による比較結果が入力され、出力が前記充放電電流生成回路におけるいずれかの前記トランジスタのゲートに接続された第1論理和回路と、一方の入力に前記第比較器による比較結果が入力され、他方の入力に前記第比較器による比較結果の反転値が入力され、出力が前記充放電電流生成回路におけるいずれかの前記トランジスタのゲートに接続された第2論理和回路と、前記第比較器による比較結果に基づいて前記第2電圧を前記三角波発生回路の出力に印加するトランジスタとを有することを特徴とする請求項記載のスイッチングレギュレータ。
The triangular wave generation circuit includes a capacitor provided at the output stage of the triangular wave generation circuit and at least two transistors connected in series between a power source and a ground, and charges or discharges charges accumulated in the capacitor. A discharge current generation circuit,
The selection circuit is the one input first or second voltage is applied, the potential of the capacitor applied to the other input, the operation or non-operation based on the fifth comparator comparison result 6 The comparison result from the fifth comparator is input to one input of the comparator, the comparison result from the sixth comparator is input to the other input, and the output is any of the transistors in the charge / discharge current generation circuit A comparison result of the fifth comparator is input to one input, an inverted value of the comparison result of the sixth comparator is input to the other input, and the output is the charge and discharge current and the second logical sum circuit connected to the gate of one of the transistors in the generation circuit, the output of the triangular wave generating circuit said second voltage based on the comparison result by said fifth comparator The switching regulator of claim 7, characterized in that it comprises a application transistors.
前記切替え回路は、前記三角波発生回路からの出力を所定電圧に切り替えることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のスイッチングレギュレータ。 9. The switching regulator according to claim 7 , wherein the switching circuit switches the output from the triangular wave generation circuit to a predetermined voltage. 前記インダクタに流れる電流の量を制御するためのスイッチと、
前記三角波発生回路から出力された三角波の電位と前記インダクタ後段の電位とを比較する第比較器と、
前記第比較器の出力に基づいて前記スイッチを制御する制御回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項記載のスイッチングレギュレータ。
A switch for controlling the amount of current flowing through the inductor;
A seventh comparator that compares the potential of the triangular wave output from the triangular wave generating circuit with the potential of the latter stage of the inductor;
A control circuit for controlling the switch based on an output of the seventh comparator;
The switching regulator according to claim 9 , further comprising:
前記インダクタ前段の電位と接地電位とを比較する第比較器をさらに有し、
前記制御回路は前記第および第比較器の比較結果に基づいて前記スイッチを制御することを特徴とする請求項10記載のスイッチングレギュレータ。
An eighth comparator for comparing the potential before the inductor and the ground potential;
The switching regulator according to claim 10, wherein the control circuit controls the switch based on a comparison result of the seventh and eighth comparators.
前記第3電圧は、前記インダクタに流れる電流が0[A]となる期間が無い動作状態時における前記出力電位よりも高く且つ前記第1電圧よりも低い値であることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項7、及び請求項8のいずれか1項に項記載のスイッチングレギュレータ。 The third voltage is claim wherein the current flowing through the inductor is high and a value lower than the first voltage than the output voltage at 0 [A] and made during the period is not the operating state 1 The switching regulator according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 7, and claim 8 .
JP2004365317A 2004-12-17 2004-12-17 Switching regulator Expired - Fee Related JP4545576B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004365317A JP4545576B2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Switching regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004365317A JP4545576B2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Switching regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006174626A JP2006174626A (en) 2006-06-29
JP4545576B2 true JP4545576B2 (en) 2010-09-15

Family

ID=36674757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004365317A Expired - Fee Related JP4545576B2 (en) 2004-12-17 2004-12-17 Switching regulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4545576B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4809147B2 (en) 2006-07-10 2011-11-09 Okiセミコンダクタ株式会社 Switching regulator
JP5152741B2 (en) 2007-04-03 2013-02-27 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Pulse width modulated wave output circuit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH082174B2 (en) * 1986-02-06 1996-01-10 キヤノン株式会社 Integrated circuit
JP2003299356A (en) * 2002-04-01 2003-10-17 Nanao Corp Control method of DC / DC converter
JP3829753B2 (en) * 2002-04-24 2006-10-04 富士電機デバイステクノロジー株式会社 DC-DC converter
JP4403359B2 (en) * 2003-02-12 2010-01-27 富士電機デバイステクノロジー株式会社 Switching regulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006174626A (en) 2006-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5261919B2 (en) DC-DC converter and control circuit for DC-DC converter
JP4710749B2 (en) DC-DC converter control circuit and method
JP4997891B2 (en) DC-DC converter and control method of DC-DC converter
US7538531B2 (en) Drive circuit and switching regulator comprising the same
US7583133B2 (en) Self-oscillating regulated low-ripple charge pump and method
JP2009146130A (en) Dropper type regulator
JP2003018822A (en) Rush current limiting circuit for charge pump
JP3637904B2 (en) Power circuit
JP2007068269A (en) Switching power supply and semiconductor integrated circuit
JP2006304512A (en) Buck-boost DC-DC converter, control circuit for buck-boost DC-DC converter, and control method for buck-boost DC-DC converter
JP5883603B2 (en) DCDC converter control circuit and DCDC converter
JP2006288062A (en) DC-DC converter, control circuit for DC-DC converter, and control method for DC-DC converter
JP2011188647A (en) Dc/dc converter
JP4487649B2 (en) Control device for step-up / step-down DC-DC converter
US7075275B2 (en) DC-DC converter
JP5280114B2 (en) Step-down switching regulator
JP5728415B2 (en) Operation control circuit, DC-DC converter control circuit, and DC-DC converter
JP2011061891A (en) Load drive circuit
JP4717449B2 (en) Switching regulator circuit
JP4545576B2 (en) Switching regulator
JP3711276B2 (en) DC-DC converter
JP4147345B2 (en) Power circuit
JP3876878B2 (en) Power supply
JP7216846B1 (en) Control circuit for power converter
JP2005020922A (en) Charge pump circuit

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070216

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070206

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070615

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20081126

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100409

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100622

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100630

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees