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JP6234865B2 - DC-DC converter - Google Patents
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Description

本発明は、DC−DCコンバータに関し、より詳細には、入力電圧が同期整流用トランジスタの閾値電圧よりも低いときでも起動することができるDC−DCコンバータに関する。   The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly to a DC-DC converter that can be activated even when an input voltage is lower than a threshold voltage of a synchronous rectifying transistor.

バッテリーなどの電源は、その電圧がエネルギーの残量、周囲の温度、駆動する電子機器の負荷の重さに応じて変動する。電子機器を電源により直接駆動すると、電源の電圧変動が電子機器のSNRなどの特性に影響を与える。そこで、電子機器には要求するDC電圧を供給することが望まれる。負荷側が要求するDC電圧を最適なDC電圧に変換して負荷側に供給する回路として、DC−DCコンバータが知られている。   The voltage of a power source such as a battery varies depending on the remaining amount of energy, the ambient temperature, and the load of the electronic device to be driven. When an electronic device is directly driven by a power source, voltage fluctuation of the power source affects characteristics such as SNR of the electronic device. Therefore, it is desired to supply the required DC voltage to the electronic device. A DC-DC converter is known as a circuit that converts a DC voltage required on the load side into an optimum DC voltage and supplies the converted DC voltage to the load side.

DC−DCコンバータは、入力電圧を降圧して出力電圧を出力する降圧型と、入力電圧を昇圧して出力電圧を出力する昇圧型に大別される。また、DC−DCコンバータは、インダクタに電流を流してエネルギーを蓄積し、ダイオードを介してエネルギーを放出する非同期整流型と、トランジスタを介してエネルギーを放出する同期整流型に大別される。この同期整流型のDC−DCコンバータにおいて、インダクタにエネルギーを蓄積するためのトランジスタをスイッチングトランジスタと呼び、このエネルギーを出力側に放出するためのトランジスタを同期整流用トランジスタと呼ぶ。   DC-DC converters are roughly classified into a step-down type that steps down an input voltage and outputs an output voltage, and a step-up type that steps up an input voltage and outputs an output voltage. DC-DC converters are broadly classified into an asynchronous rectification type in which current is passed through an inductor to store energy and energy is released through a diode, and a synchronous rectification type in which energy is released through a transistor. In this synchronous rectification type DC-DC converter, a transistor for storing energy in an inductor is called a switching transistor, and a transistor for discharging this energy to the output side is called a synchronous rectification transistor.

同期整流型の一般的な昇圧型DC−DCコンバータは、出力端子から入力端子に電流が逆流することを防止するために、同期整流用トランジスタのボディダイオードの順方向が入力端子から出力端子への方向となるように、同期整流用トランジスタのバックゲートを接続している。この同期整流型の昇圧型DC−DCコンバータは、出力端子がグラウンドと短絡したときにボディダイオードに順方向バイアスがかかるため、バックゲートを介して過電流が流れる。過電流が流れるとラッチアップが起こり、同期整流用トランジスタが破壊される場合がある。   In general boost type DC-DC converter of synchronous rectification type, the forward direction of the body diode of the transistor for synchronous rectification is changed from the input terminal to the output terminal in order to prevent the current from flowing backward from the output terminal to the input terminal. The back gates of the synchronous rectification transistors are connected so as to be in the same direction. In this synchronous rectification step-up DC-DC converter, when the output terminal is short-circuited to the ground, a forward bias is applied to the body diode, and thus an overcurrent flows through the back gate. When an overcurrent flows, latch-up occurs and the synchronous rectification transistor may be destroyed.

出力トランジスタのバックゲートを介して電圧の高い端子から低い端子に電流が流れないように、バックゲート電圧をコントロールするものとして、例えば特許文献1に記載された昇圧型DC−DCコンバータがある。図1は、従来の昇圧型DC−DCコンバータの回路図である。図1には、制御部110と、電圧変換部120と、バックゲートコントロール回路130と、インダクタL1と、出力コンデンサCOUTとを備えた従来の昇圧型DC−DCコンバータ100が示されている。 For example, there is a step-up DC-DC converter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133260 that controls the back gate voltage so that no current flows from a high voltage terminal to a low terminal via the back gate of the output transistor. FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional step-up DC-DC converter. FIG. 1 shows a conventional step-up DC-DC converter 100 including a control unit 110, a voltage conversion unit 120, a back gate control circuit 130, an inductor L1, and an output capacitor COUT .

制御部110はドライバ(DRV)111及び信号生成部112を含み、電圧変換部120は同期整流用トランジスタM1及びスイッチングトランジスタM2を含み、バックゲートコントロール回路130はゲートスイッチM3及びM4を含む。DRV111は、信号生成部112からPWM信号及びタイマー信号を入力し、PWM信号及びタイマー信号に基づいてM1〜M4のオンオフを制御する。   The controller 110 includes a driver (DRV) 111 and a signal generator 112, the voltage converter 120 includes a synchronous rectification transistor M1 and a switching transistor M2, and the back gate control circuit 130 includes gate switches M3 and M4. The DRV 111 receives a PWM signal and a timer signal from the signal generation unit 112, and controls on / off of M1 to M4 based on the PWM signal and the timer signal.

図1に示されるように、従来のDC−DCコンバータ100は、起動時(VIN>VOUT)に、タイマー信号により起動時であることを示す起動ステートに遷移する。起動ステートにいるとき、M2=オフ、M3=オフ、M4=オンとし、PWM信号によりM1をスイッチング動作させる。M3=オフ、M4=オンであるため、SWからVOUTに見えるM1のボディダイオード(寄生ダイオード)はD1となる。 As shown in FIG. 1, the conventional DC-DC converter 100 transitions to a start-up state indicating a start-up time by a timer signal at the time of start-up (V IN > V OUT ). When in the start-up state, M2 = off, M3 = off, M4 = on, and M1 is switched by the PWM signal. Since M3 = off and M4 = on, the body diode (parasitic diode) of M1 that is visible from SW to VOUT is D1.

IN>VOUTであるため、D1には逆方向バイアスがかかり、バックゲートを介した電流経路は遮断される。VIN→L1→M1→VOUT→COUTへの経路で、断続的にCOUTへ電荷が供給される。そして、VOUTをVIN付近まで上昇させる。 Since V IN > V OUT , D1 is reverse biased and the current path through the back gate is interrupted. In route to V IN → L1 → M1 → V OUT → C OUT, intermittently charge the C OUT is supplied. Then, V OUT is raised to around VIN .

通常動作時(VIN≦VOUT)に、タイマー信号により起動完了して通常動作時であることを示すステートに遷移する。そして、M3=オン、M4=オフとし、PWM信号によりM1及びM2を相補的にスイッチング動作させる。M3=オン、M4=オフであるため、SWからVOUTに見えるM1のボディダイオードはD2となる。VIN≦VOUTであるため、D2には逆方向バイアスがかかり、バックゲートを介した電流経路は遮断される。 At the time of normal operation (V IN ≦ V OUT ), the start-up is completed by the timer signal, and the state transits to the state indicating the normal operation. Then, M3 = on and M4 = off, and M1 and M2 are complementarily switched by the PWM signal. Since M3 = on and M4 = off, the body diode of M1 that is visible from SW to VOUT is D2. Since V IN ≦ V OUT , a reverse bias is applied to D2, and the current path through the back gate is interrupted.

特開2009−178033号公報JP 2009-178033 A

しかしながら、図1に示した従来のDC−DCコンバータ100では、入力電圧VINがM1の閾値電圧Vthよりも低いとき、M1のゲートソース間電圧VGSが閾値電圧Vthを超えることができずM1をオンできないため、起動することができないという問題があった。 However, in the conventional DC-DC converter 100 shown in FIG. 1, it is lower than the threshold voltage V th of the input voltage V IN is M1, can gate-source voltage V GS of M1 exceeds the threshold voltage V th Since M1 cannot be turned on, there is a problem that it cannot be activated.

本発明は、上記した点を鑑みて行われたものであり、入力電圧VINがM1の閾値電圧Vthよりも低いときでも起動することができるDC−DCコンバ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 points, and an object of the present invention is to provide a DC-DC converter that can be activated even when the input voltage VIN is lower than the threshold voltage Vth of M1. .

本発明の請求項1に記載のDC−DCコンバータは、入力端子の入力電圧を同期整流方式で昇圧して出力端子に出力電圧を出力するDC−DCコンバータであって、インダクタ及び同期整流用トランジスタを備え、起動時に第1の期間及び第2の期間を繰り返し遷移し、前記第1の期間において、前記インダクタに電流を流しエネルギーを蓄積し、前記第2の期間において、前記第1の期間の電流経路を遮断し、前記インダクタの逆起電圧を利用して前記同期整流用トランジスタをオンにすることにより、前記インダクタに蓄積されたエネルギーを出力側に放出する第1の制御回路と、前記第1の期間において、前記同期整流用トランジスタのバックゲートを前記起動時の前記入力電圧以上の第1の電圧に設定し、前記第2の期間において、前記同期整流用トランジスタのバックゲートを前記逆起電圧以上の第2の電圧に設定する第2の制御回路と、を備えたことを特徴とする。   A DC-DC converter according to claim 1 of the present invention is a DC-DC converter that boosts an input voltage of an input terminal by a synchronous rectification method and outputs an output voltage to an output terminal, the inductor and the synchronous rectification transistor The first period and the second period are repeatedly changed at the time of start-up, and current is passed through the inductor to accumulate energy in the first period, and energy is accumulated in the second period. A first control circuit that releases energy stored in the inductor to an output side by cutting off a current path and turning on the synchronous rectification transistor using a back electromotive voltage of the inductor; In the first period, the back gate of the synchronous rectification transistor is set to a first voltage equal to or higher than the input voltage at the start-up, and in the second period, A second control circuit for setting the back gate of the serial synchronous rectifier transistor to a second voltage higher than the back electromotive voltage, characterized by comprising a.

本発明の請求項2に記載のDC−DCコンバータは、本発明の請求項1に記載のDC−DCコンバータであって、前記第1の電圧は、前記入力電圧であることを特徴とする。   A DC-DC converter according to a second aspect of the present invention is the DC-DC converter according to the first aspect of the present invention, wherein the first voltage is the input voltage.

本発明の請求項3に記載のDC−DCコンバータは、本発明の請求項1または2に記載のDC−DCコンバータであって、前記第2の電圧は、前記逆起電圧であることを特徴とする。   A DC-DC converter according to claim 3 of the present invention is the DC-DC converter according to claim 1 or 2, wherein the second voltage is the back electromotive voltage. And

本発明の請求項4に記載のDC−DCコンバータは、本発明の請求項1乃至3のいずれか1項に記載のDC−DCコンバータであって、前記第1の制御回路は、前記同期整流用トランジスタとグラウンドとの間に接続されるスイッチングトランジスタと、前記同期整流用トランジスタと前記スイッチングトランジスタを相補的にオンオフするパルス信号を出力するドライバと、前記パルス信号が出力される前記ドライバと前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記起動時にオフする第1のスイッチと、前記入力端子と前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記起動時にオンする第2のスイッチと、をさらに備えたことを特徴とする。   A DC-DC converter according to a fourth aspect of the present invention is the DC-DC converter according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the first control circuit includes the synchronous rectification. A switching transistor connected between the operating transistor and the ground, a driver that outputs a pulse signal that complementarily turns on and off the synchronous rectifying transistor and the switching transistor, and the driver that outputs the pulse signal and the synchronization A first switch connected between the gate of the rectifying transistor and turned off at the start-up, and a second switch connected between the input terminal and the gate of the synchronous rectification transistor and turned on at the start-up And further comprising.

本発明の請求項5に記載のDC−DCコンバータは、本発明の請求項1乃至4のいずれか1項に記載のDC−DCコンバータであって、前記第2の制御回路は、前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記出力端子との間に接続され、前記起動時にオフする第3のスイッチと、前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記スイッチングトランジスタのドレインとの間に接続され、前記第1の期間にオフして前記第2の期間にオンする第4のスイッチと、前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記第1の期間にオンして前記第2の期間にオフする第5のスイッチと、を備えたことを特徴とする。   A DC-DC converter according to a fifth aspect of the present invention is the DC-DC converter according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the second control circuit includes the synchronous rectification. A third switch that is connected between the back gate of the transistor for switching and the output terminal, and is turned off at the start-up, and is connected between the back gate of the transistor for synchronous rectification and the drain of the switching transistor, and A fourth switch that is turned off in the first period and turned on in the second period, and is connected between the back gate of the synchronous rectification transistor and the gate of the synchronous rectification transistor; And a fifth switch that is turned on and turned off in the second period.

本発明の請求項6に記載のDC−DCコンバータは、本発明の請求項5に記載のDC−DCコンバータであって、前記第5のスイッチが、前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記入力端子の略同一の電圧レベルのノードとの間に接続され、前記第1の期間にオンして前記第2の期間にオフすることを特徴とする。   A DC-DC converter according to claim 6 of the present invention is the DC-DC converter according to claim 5 of the present invention, wherein the fifth switch includes a back gate of the synchronous rectification transistor and the input. The terminal is connected to a node having substantially the same voltage level, and is turned on in the first period and turned off in the second period.

本発明によれば、起動時において、同期整流用トランジスタM1のバックゲート電圧を制御し、ボディダイオードを介した電流経路を遮断するとともに、インダクタL1の逆起電力を利用し、M1のゲート電圧を固定にしたままで、M1のオンオフを制御できるため、入力電圧VINがM1の閾値電圧Vthよりも低いときでも容易に起動することができる。 According to the present invention, at the time of start-up, the back gate voltage of the synchronous rectification transistor M1 is controlled, the current path through the body diode is interrupted, and the counter electromotive force of the inductor L1 is used to reduce the gate voltage of M1. Since the on / off state of M1 can be controlled while being fixed, it can be easily started even when the input voltage VIN is lower than the threshold voltage Vth of M1.

従来の昇圧型DC−DCコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of a conventional step-up DC-DC converter. 本発明に係るDC−DCコンバータの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the DC-DC converter which concerns on this invention. 本発明に係るDRV211の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of DRV211 which concerns on this invention. 本発明に係る信号生成部212の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the signal generation part 212 which concerns on this invention. IN>VOUTのときにおける本発明の第1の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作例を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining an operation example of the DC-DC converter according to the first embodiment of the present invention when V IN > V OUT . IN>VOUTのときの本発明の第2の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the operation of the DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention when V IN > V OUT . IN<VOUTのときの本発明の第2の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the operation of the DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention when V IN <V OUT .

図2は、本発明に係るDC−DCコンバータの回路図を例示する。図2には、制御部210と、電圧変換部220と、バックゲートコントロール回路230と、スイッチT1及びT2と、インダクタL1と、出力コンデンサCOUTとを備えたDC−DCコンバータ200が示されている。制御部210はDRV211及び信号生成部212を含み、電圧変換部220は同期整流用トランジスタM1及びスイッチングトランジスタM2を含み、バックゲートコントロール回路230はゲートスイッチM3〜M5を含む。DRV211と、電圧変換部220と、スイッチT1及びT2と、インダクタL1とにより第1の制御回路251を構成し、ゲートスイッチM3〜M5を含むバックゲートコントロール回路230により第2の制御回路252を構成している。 FIG. 2 illustrates a circuit diagram of a DC-DC converter according to the present invention. FIG. 2 shows a DC-DC converter 200 including a control unit 210, a voltage conversion unit 220, a back gate control circuit 230, switches T1 and T2, an inductor L1, and an output capacitor C OUT. Yes. The control unit 210 includes a DRV 211 and a signal generation unit 212, the voltage conversion unit 220 includes a synchronous rectification transistor M1 and a switching transistor M2, and the back gate control circuit 230 includes gate switches M3 to M5. The DRV 211, the voltage converter 220, the switches T1 and T2, and the inductor L1 constitute the first control circuit 251 and the back gate control circuit 230 including the gate switches M3 to M5 constitutes the second control circuit 252. doing.

制御部210のDRV211は、スイッチT1を介してM1のゲートに接続されるとともに、M2のゲートに接続されている。スイッチT1は制御部210とM1のゲートとの間に接続され、スイッチT2は一端がスイッチT1とM1との間に接続され、他端が入力端子VIN(入力電圧もVINとする)に接続される。インダクタL1は、一端が入力端子VINに接続され、他端がM1とM2との間のスイッチング端子SWで接続されている。 The DRV 211 of the control unit 210 is connected to the gate of M1 through the switch T1 and to the gate of M2. The switch T1 is connected between the control unit 210 and the gate of M1, the switch T2 has one end connected between the switches T1 and M1, and the other end connected to the input terminal V IN (the input voltage is also assumed to be VIN ). Connected. The inductor L1 has one end connected to the input terminal VIN and the other end connected via a switching terminal SW between M1 and M2.

M1は、一端が出力端子VOUT(出力電圧もVOUTとする)に接続され、他端がSWを介してM2の一端に接続されている。M2の他端は、グラウンドGNDに接続されている。M3はM1のバックゲートとM2の一端との間に接続され、M4はM1のバックゲートと出力端子VOUTとの間に接続され、M4はM1のバックゲートとM1のゲートとの間に接続されている。出力コンデンサCOUTは出力端子VOUTとグラウンドGNDとの間に接続されている。 One end of M1 is connected to the output terminal V OUT (the output voltage is also V OUT ), and the other end is connected to one end of M2 via SW. The other end of M2 is connected to the ground GND. M3 is connected between the back gate of M1 and one end of M2, M4 is connected between the back gate of M1 and the output terminal VOUT, and M4 is connected between the back gate of M1 and the gate of M1. Has been. The output capacitor C OUT is connected between the output terminal V OUT and the ground GND.

図2に示される本発明に係るDC−DCコンバータ200は、図1に示されるDC−DCコンバータ100に対して、M1のゲートとバックゲートとの間にM5が追加され、M1のゲートとDRVとの間にスイッチT1が追加され、M1のゲートと入力端子VINとの間にスイッチT2が追加されている点で主に異なる。M5はソース(またはドレイン)とバックゲートとが接続されたPチャネルMOSトランジスタで構成されており、D3はM5のボディダイオードである。 The DC-DC converter 200 according to the present invention shown in FIG. 2 is different from the DC-DC converter 100 shown in FIG. 1 in that M5 is added between the gate of M1 and the back gate, and the gate of M1 and the DRV. Is mainly different in that a switch T1 is added between the gate of M1 and the input terminal VIN, and a switch T2 is added between the input terminal VIN . M5 is composed of a P-channel MOS transistor in which a source (or drain) and a back gate are connected, and D3 is a body diode of M5.

DRV211は、論理ゲートで構成され、VINとVOUTを比較して起動時(VIN>VOUT)であるか通常動作時(VIN≦VOUT)であるかを示す比較信号COMP_Aと、ノードSWにおける電圧(以下、SW電圧とする)とVINとを比較して生成される信号ZERO_CROSSと、基準電圧VREFとSW電圧とを比較して生成される信号TOP_OCLと、PWM信号とを信号生成部212から入力する。 DRV211 is composed of logic gates, a comparison signal COMP_A indicating which startup compares V IN and V OUT (V IN> V OUT ) in normal operation or is (V INV OUT), voltage (hereinafter referred to as SW voltage) at node SW and the signal ZERO_CROSS generated by comparing the and V iN, a signal TOP_OCL generated by comparing the reference voltage V REF and SW voltage, a PWM signal Input from the signal generator 212.

バックゲートコントロール回路230のM3〜M5のゲートには、起動時又は通常動作時に応じてM3〜M5をそれぞれオンオフする制御信号G3〜G5が入力される。   Control signals G3 to G5 for turning on and off M3 to M5 according to the time of startup or normal operation are input to the gates of M3 to M5 of the back gate control circuit 230, respectively.

起動時(VIN>VOUT)には、比較信号COMP_Aはハイとなり、DRV211は、T1をオフするような論理の制御信号G1をT1に出力し、T2をオンするような論理の制御信号G2をT2に出力し、その結果T2を介して電圧VINとM1のゲートが接続され、ゲート信号PGATEはVINとなる。また、DRV211は、信号ZERO_CROSS及びTOP_OCLに基づいて生成されたゲート信号NGATEをM2に出力して、M2をオンオフする。 At start-up (V IN > V OUT ), the comparison signal COMP_A becomes high, and the DRV 211 outputs a logical control signal G1 that turns off T1 to T1, and a logical control signal G2 that turns on T2. Is output to T2, and as a result, the gate of the voltage VIN and the gate of M1 are connected via T2, and the gate signal PGATE becomes VIN . Also, the DRV 211 outputs the gate signal N GATE generated based on the signals ZERO_CROSS and TOP_OCL to M2, and turns M2 on and off.

通常動作時(VIN≦VOUT)には、比較信号COMP_Aはローとなり、DRV211は、T1をオンするような論理の制御信号G1をT1に出力し、T2をオフするような論理の制御信号G2をT2に出力し、その結果T1を介してDRV211とM1のゲートが接続される。また、DRV211は、PWM信号に基づいて生成された信号GO_PGATEをゲート信号PGATEとしてM1に出力し、信号GO_PGATEと同相のゲート信号NGATEをM2に出力して、M1及びM2をオンオフする。信号GO_PGATEは、M1のゲート信号PGATEを制御するための信号である。 During normal operation (V IN ≦ V OUT ), the comparison signal COMP_A is low, and the DRV 211 outputs a logic control signal G1 that turns on T1 to T1, and a logic control signal that turns off T2. G2 is output to T2, and as a result, DRV211 and the gate of M1 are connected via T1. Further, DRV211 a signal GO_P GATE generated based on the PWM signal output to M1 as a gate signal P GATE, and outputs a gate signal N GATE signal GO_P GATE phase with the M2, and off the M1 and M2 . The signal GO_P GATE is a signal for controlling the gate signal P GATE of M1.

PWM信号には、VOUTの過電圧監視信号や過電流監視信号の情報を含めてもよい。また、入力電圧VINが投入されたことを示す動作開始信号START(図示せず)を設けてもよく、動作開始信号STARTは例えばパワーオンリセット回路で生成できる。 The PWM signal may include information on the VOUT overvoltage monitoring signal and the overcurrent monitoring signal. Further, an operation start signal START (not shown) indicating that the input voltage VIN has been input may be provided, and the operation start signal START can be generated by, for example, a power-on reset circuit.

なお、通常動作時において、上述したようにPWM信号に基づいて生成した信号GO_PGATEを利用してM1及びM2のスイッチングする代わりに、信号ZERO_CROSS及びTOP_OCLを利用してM1及びM2のスイッチングをしてもよい。その場合、DRV211は、信号ZERO_CROSS及びTOP_OCLから生成されたゲート信号NGATEをM2に出力し、信号NGATEと同相の信号GO_PGATEをゲート信号PGATEとしてM1に出力してもよい。 In normal operation, instead of switching M1 and M2 using the signal GO_P GATE generated based on the PWM signal as described above, the signals ZERO_CROSS and TOP_OCL are used to switch M1 and M2. Also good. In this case, the DRV 211 may output the gate signal N GATE generated from the signals ZERO_CROSS and TOP_OCL to M2, and output the signal GO_P GATE having the same phase as the signal N GATE to the M1 as the gate signal P GATE .

図3は、本発明に係るDRV211の回路図を例示する。図3に示されるように、DRV211は、SRラッチ201と、セレクタ202と、バッファ部203と、制御手段204とを含む。   FIG. 3 illustrates a circuit diagram of the DRV 211 according to the present invention. As shown in FIG. 3, the DRV 211 includes an SR latch 201, a selector 202, a buffer unit 203, and a control unit 204.

SRラッチ201は、信号ZERO_CROSSの立ち上りで立ち上がり、信号TOP_OCLの立ち上がりで立ち下がる信号Qを生成する。セレクタ202は、起動時(VIN>VOUT)か通常動作時(VIN≦VOUT)であるかを示す比較信号COMP_Aを入力端子SELで入力し、比較信号COMP_Aはハイのとき(起動時)は入力端子Aで入力したSRラッチ201からの信号Qを選択し、比較信号COMP_Aはローのとき(通常動作時)は入力端子Bで入力したPWM信号を選択して、選択した信号を信号Oとして出力する。 The SR latch 201 generates a signal Q that rises at the rising edge of the signal ZERO_CROSS and falls at the rising edge of the signal TOP_OCL. The selector 202 receives a comparison signal COMP_A indicating whether it is at startup (V IN > V OUT ) or normal operation (V IN ≦ V OUT ) at the input terminal SEL, and when the comparison signal COMP_A is high (at startup) ) Selects the signal Q from the SR latch 201 input at the input terminal A, and when the comparison signal COMP_A is low (during normal operation), selects the PWM signal input at the input terminal B and outputs the selected signal as a signal. Output as O.

バッファ部203は、セレクタ202からの信号Oをバッファリングして、信号NGATEと、信号NGATEと同相の信号GO_PGATEとを生成する。制御手段204は、比較信号COMP_Aを入力し、比較信号COMP_Aがハイのとき、制御信号G1をロー、制御信号G2をハイにし、比較信号COMP_Aがローのとき、制御信号G1をハイ、制御信号G2をローにする。 Buffer section 203, the signal O from the selector 202 is buffered, to generate a signal N GATE, and a signal N GATE and phase of the signal GO_P GATE. The control means 204 receives the comparison signal COMP_A. When the comparison signal COMP_A is high, the control signal G1 is low and the control signal G2 is high. When the comparison signal COMP_A is low, the control signal G1 is high and the control signal G2 Set to low.

なお、L1に流れるインダクタ電流に基づく信号ZERO_CROSS及びTOP_OCLを利用して信号GO_NGATE及び信号GO_PGATEを生成する代わりに、後述する第2の実施形態のように、L1に流れる電流によらない固定周波数によるパルス信号CLK(図示せず)を利用することもできる。この場合、SRラッチ201は不要であり、セレクタ202は、比較信号COMP_Aはハイのとき(起動時)はパルス信号CLKを選択し、比較信号COMP_Aはローのとき(通常動作時)はPWM信号を選択して、選択した信号を信号Oとして出力すればよい。 Instead of generating the signal GO_N GATE and the signal GO_P GATE using the signals ZERO_CROSS and TOP_OCL based on the inductor current flowing through L1, a fixed frequency not depending on the current flowing through L1 is used as in the second embodiment described later. It is also possible to use a pulse signal CLK (not shown). In this case, the SR latch 201 is not required, and the selector 202 selects the pulse signal CLK when the comparison signal COMP_A is high (when activated), and selects the PWM signal when the comparison signal COMP_A is low (when normal operation). The selected signal may be output as the signal O.

図4は、本発明に係る信号生成部212の回路図を例示する。図4に示されるように、信号生成部212は、3つのコンパレータCMP〜CMPと1つの論理ブロックLOGICから構成される。 FIG. 4 illustrates a circuit diagram of the signal generator 212 according to the present invention. As illustrated in FIG. 4, the signal generation unit 212 includes three comparators CMP A to CMP C and one logic block LOGIC.

コンパレータCMPは、VINとVOUTを比較して比較信号COMP_Aを生成して論理回路LOGIC及びDRV201に出力する。コンパレータCMPは、M1とM2との共通接続部であるSWにおけるSW電圧と入力電圧VINとを比較して、信号ZERO_CROSSを生成する。コンパレータCMPは、SW電圧と基準電圧VREFとを比較して、信号TOP_OCLを生成する。 The comparator CMP A compares V IN and V OUT to generate a comparison signal COMP_A and outputs the comparison signal COMP_A to the logic circuits LOGIC and DRV 201. The comparator CMP B generates a signal ZERO_CROSS by comparing the SW voltage at the SW, which is a common connection between M1 and M2, and the input voltage VIN . Comparator CMP C compares the SW voltage and the reference voltage V REF, and generates a signal TOP_OCL.

コンパレータCMPにおける基準電圧VREFは、L1に流れるインダクタ電流の上限値を超えないように予め設定された電圧である。インダクタ電流は、SW電圧から得ており、L1にエネルギーを蓄積しているときはM2に電流が流れるためSW電圧は線形に単調増加し、L1のエネルギーを出力側に放出しているときは逆起電圧によりSW電圧はVINよりも大きく跳ね上がり、インダクタ電流がゼロになるまでVINを上回る。 The reference voltage V REF in the comparator CMP C is a voltage set in advance so as not to exceed the upper limit value of the inductor current flowing through L1. The inductor current is obtained from the SW voltage, and when energy is stored in L1, the current flows through M2, so the SW voltage increases linearly monotonously, and reverse when L1 energy is released to the output side. SW voltage by the electromotive voltage jumps greater than V iN, greater than V iN until the inductor current reaches zero.

論理回路LOGICは、DRV211よりフィードバックされたゲート信号NGATEと、比較信号COMP_Aとを入力してレベルシフトし、ゲート信号NGATEと比較信号COMP_Aに応じて、M3〜M5をオンオフする制御信号G3〜G5を生成する。 The logic circuit LOGIC receives the gate signal N GATE fed back from the DRV 211 and the comparison signal COMP_A, shifts the level, and turns on and off the control signals G3 to M5 according to the gate signal N GATE and the comparison signal COMP_A. G5 is generated.

論理回路LOGICは、VIN≧VOUT(起動時:比較信号COMP_Aがハイ)のときであって、ゲート信号NGATEがハイでM2がオンのとき、制御信号G3をハイにしてM3をオフし、制御信号G4をハイにしてM4をオフし、制御信号G5をローにしてM5をオンする。これにより、バックゲート電圧をVINにする。 The logic circuit LOGIC sets the control signal G3 to high and turns off M3 when V IN ≧ V OUT (when activated: the comparison signal COMP_A is high) and the gate signal N GATE is high and M2 is on. The control signal G4 is set high to turn off M4, and the control signal G5 is set low to turn on M5. As a result, the back gate voltage is set to VIN .

また、論理回路LOGICは、VIN≧VOUT(起動時:比較信号COMP_Aがハイ)のときであって、ゲート信号NGATEがローでM2がオフのとき、制御信号G3をハイにしてM3をオフし、制御信号G4をローにしてM4をオンし、制御信号G5をハイにしてM5をオフする。これにより、SWがM1のバックゲートに接続され、M1のバックゲート電圧はSW電圧レベルとなる。 When the logic circuit LOGIC is V IN ≧ V OUT (startup: the comparison signal COMP_A is high) and the gate signal N GATE is low and M2 is off, the control signal G3 is set high to set M3 Turn off, turn control signal G4 low to turn on M4, turn control signal G5 high to turn off M5. As a result, SW is connected to the back gate of M1, and the back gate voltage of M1 becomes the SW voltage level.

なお、通常動作時においては、PWM動作をしない代わりに、これらZERO_CROSSとTOP_OCLを利用してもよく、この場合であっても通常動作時に出力電圧が所望の電圧となるように制御される。   In normal operation, instead of not performing PWM operation, these ZERO_CROSS and TOP_OCL may be used. Even in this case, the output voltage is controlled to be a desired voltage during normal operation.

次に、昇圧動作の説明をする。出力コンデンサCOUTが放電された状態から昇圧動作開始するには状態1(VIN>VOUT)から状態2(VIN≦VOUT(通常動作時))へ遷移する。 Next, the boosting operation will be described. In order to start the boost operation from the state in which the output capacitor C OUT is discharged, the state transitions from the state 1 (V IN > V OUT ) to the state 2 (V IN ≦ V OUT (during normal operation)).

上記状態1には、更に以下の2つの状態があり、下記状態1−1と下記状態1−2を交互にスイッチング動作することにより、VOUTを上昇させることができる。
状態1−1 ⇒ M1:オフ、M2:オン、T1:オフ、T2:オン、M3:オフ、M4:オフ、M5:オン
状態1−2 ⇒ M1:オン、M2:オフ、T1:オフ、T2:オン、M3:オフ、M4:オン、M5:オフ
The state 1 further includes the following two states, and VOUT can be raised by alternately switching between the following state 1-1 and the following state 1-2.
State 1-1 ⇒ M1: Off, M2: On, T1: Off, T2: On, M3: Off, M4: Off, M5: On State 1-2 ⇒ M1: On, M2: Off, T1: Off, T2 : On, M3: Off, M4: On, M5: Off

上記状態1−1から上記状態1−2に切り替わるとき、上記状態1−1でVIN⇒コイル⇒M2⇒GNDの経路で電流が流れているときにM2がオフして電流経路が遮断されると、インダクタ電流はすぐには0Aになれず、インダクタ電流を流し続けようと、M2がオフする直前のインダクタ電流を流すような逆起電圧がインダクタL1の端部で生じる。その結果、M1がオンするまでインダクタ端電圧(SW電圧)が立ち上がり、SW電圧がインダクタL1の逆起電力によってVIN電圧以上になり、M1のゲートソース間電圧VGSがM1の閾値電圧Vthを超え、状態1−2ではM1がオンする。この状態のとき、M1のバックゲートをSWに接続することによって、M1のバックゲートに電流が流れないようなバックゲート電圧に設定できる。その結果、状態1−2では、VIN⇒インダクタL1⇒M1⇒VOUTの経路で電流が流れる。 When switching from the state 1-1 to the state 1-2, when the current flows in the state 1-1 in the path of V IN ⇒ coil ⇒ M2 ⇒ GND, M2 is turned off and the current path is cut off. Then, the inductor current cannot immediately become 0 A, and a counter electromotive voltage that causes the inductor current immediately before M2 to turn off is generated at the end of the inductor L1 so as to continue the inductor current. As a result, the inductor end voltage (SW voltage) rises until M1 is turned on, the SW voltage becomes equal to or higher than the VIN voltage due to the back electromotive force of the inductor L1, and the gate-source voltage V GS of M1 is the threshold voltage V th of M1. In state 1-2, M1 is turned on. In this state, by connecting the back gate of M1 to SW, the back gate voltage can be set so that no current flows through the back gate of M1. As a result, in the state 1-2, a current flows through a path of V IN → inductor L1 → M1 → V OUT .

状態1の時におけるM1のバックゲートを介した電流経路について説明する。状態1−1において、M5をオンにし、M1のバックゲートを入力端子VINと導通させることにより、SW−VOUT間に見えるM1のボディダイオードはD1となり、D1には逆方向バイアス電圧がかかるため、バックゲートを介した電流経路は遮断される。 A current path through the back gate of M1 in the state 1 will be described. In state 1-1, when M5 is turned on and the back gate of M1 is made conductive with the input terminal VIN , the body diode of M1 seen between SW and V OUT becomes D1, and a reverse bias voltage is applied to D1. Therefore, the current path through the back gate is interrupted.

一方、状態1−2において、M4をオンにし、M1のバックゲートをノードSWと導通させることにより、SW−VOUT間に見えるM1のボディダイオードはD1となり、D1には逆方向バイアス電圧がかかるため、バックゲートを介した電流経路は遮断される。 On the other hand, in state 1-2, when M4 is turned on and the back gate of M1 is made conductive with the node SW, the body diode of M1 seen between SW and VOUT becomes D1, and a reverse bias voltage is applied to D1. Therefore, the current path through the back gate is interrupted.

上記状態2には、更に以下の2つの状態があり、状態2−1と状態2−2を交互にスイッチング動作することにより、VOUT電圧を上昇させることができる。
状態2−1 ⇒ M1:オフ、M2:オン、T1:オン、T2:オフ、M3:オン、M4:オフ、M5:オフ
状態2−2 ⇒ M1:オン、M2:オフ、T1:オン、T2:オフ、M3:オフ、M4:オン、M5:オフ
The state 2 further includes the following two states, and the VOUT voltage can be increased by alternately switching between the state 2-1 and the state 2-2.
State 2-1 ⇒ M1: Off, M2: On, T1: On, T2: Off, M3: On, M4: Off, M5: Off State 2-2 ⇒ M1: On, M2: Off, T1: On, T2 : Off, M3: Off, M4: On, M5: Off

状態2の時におけるM2のバックゲートを介した電流経路について説明する。状態2−1において、M3をオンにし、M1のバックゲートを出力電圧VOUTと導通させることにより、SW−VOUT間に見えるM1のボディダイオードはD2となり、D2には逆方向バイアス電圧がかかるため、バックゲートを介した電流経路は遮断される。 A current path through the back gate of M2 in the state 2 will be described. In state 2-1, when M3 is turned on and the back gate of M1 is made conductive with the output voltage VOUT , the body diode of M1 seen between SW and VOUT becomes D2, and a reverse bias voltage is applied to D2. Therefore, the current path through the back gate is interrupted.

一方、状態2−2において、M4をオンにし、M1のバックゲートをノードSWと導通させることにより、SW−VOUT間に見えるM1のボディダイオードはD1となり、D1には逆方向バイアス電圧がかかるため、バックゲートを介した電流経路は遮断される。 On the other hand, in state 2-2, when M4 is turned on and the back gate of M1 is made conductive with the node SW, the body diode of M1 seen between SW and VOUT becomes D1, and a reverse bias voltage is applied to D1. Therefore, the current path through the back gate is interrupted.

(第1の実施形態)
次に、上記状態1であるVIN>VOUTの時の具体的な動作例を説明する。インダクタL1にエネルギーを蓄積している状態1−1のときのインダクタ電流は、VIN→L1→M2→GNDの電流経路で単調増加し、コンパレータCMPにてインダクタ電流の上限電流値が検出される。
(First embodiment)
Next, a specific example of operation when the above state 1 is V IN > V OUT will be described. Inductor current in the state 1-1 to the inductor L1 have accumulated energy increases monotonically with the current path of the V IN → L1 → M2 → GND , the upper limit current value of the inductor current at the comparator CMP C is detected The

また、インダクタL1のエネルギーを出力側に放出している状態1−2のときのインダクタ電流は、VIN→L1→M1→VOUTの電流経路で単調減少していき、その結果コンパレータCMPにてインダクタ電流の下限電流値が検出される。 In addition, the inductor current in the state 1-2 in which the energy of the inductor L1 is discharged to the output side monotonously decreases in the current path of V IN → L1 → M1 → V OUT , and as a result, the comparator CMP B Thus, the lower limit current value of the inductor current is detected.

図5は、起動時VIN>VOUTのときにおける本発明の第1の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作例を説明するためのタイミングチャートである。第1の実施形態では、インダクタ電流に基づく2つのコンパレータCMP及びCMPの検出(出力)信号を利用してゲート信号NGATEを生成する。ここで、状態1−1のとき、PGATE電圧はVIN固定であり、NGATE電圧はHである。状態1−2のとき、PGATE電圧はVIN固定であり、NGATE電圧はLである。 FIG. 5 is a timing chart for explaining an operation example of the DC-DC converter according to the first embodiment of the present invention when V IN > V OUT at startup. In the first embodiment, the gate signal N GATE is generated using the detection (output) signals of the two comparators CMP B and CMP C based on the inductor current. Here, in the state 1-1, the P GATE voltage is fixed to VIN and the N GATE voltage is H. In state 1-2, the P GATE voltage is fixed at VIN and the N GATE voltage is L.

図5に示されるように、インダクタ電流(コイル電流IL)が0Aまで降下(図5(e)のG)し、SW電圧がVIN電圧まで降下(図5(d)のE)すると、コンパレータCMPの出力信号である信号ZERO_CROSSが立ち上がり(図5(a)のC)、NGATE信号をH(図5(c)のA)にする。このとき、図5(f)に示されるように、制御信号G4はHになり、制御信号G5はLになり、制御信号G3はHのままである。 As shown in FIG. 5, when the inductor current (coil current IL) drops to 0 A (G in FIG. 5E) and the SW voltage drops to the VIN voltage (E in FIG. 5D), the comparator The signal ZERO_CROSS which is the output signal of CMP B rises (C in FIG. 5A), and the N GATE signal is set to H (A in FIG. 5C). At this time, as shown in FIG. 5F, the control signal G4 becomes H, the control signal G5 becomes L, and the control signal G3 remains H.

次に、図5に示されるように、インダクタ電流(コイル電流IL)が設定電流値(上限値)まで上昇(図5(e)のH)し、SW電圧が参照電圧(VREF)まで上昇(図5(d)のF)すると、コンパレータCMPの出力信号である信号TOP_OCLが立ち上がり(図5(b)のD)、ゲート信号NGATEをL(図5(c)のB)にする。このとき、図5(f)に示されるように、制御信号G4はLになり、制御信号G5はHになり、制御信号G3はHのままである。 Next, as shown in FIG. 5, the inductor current (coil current IL) rises to the set current value (upper limit value) (H in FIG. 5E), and the SW voltage rises to the reference voltage (V REF ). (F in FIG. 5D), the signal TOP_OCL that is the output signal of the comparator CMP C rises (D in FIG. 5B), and the gate signal N GATE is set to L (B in FIG. 5C). . At this time, as shown in FIG. 5F, the control signal G4 becomes L, the control signal G5 becomes H, and the control signal G3 remains H.

(第2の実施形態)
図6は、起動時VIN>VOUTのときの本発明の第2の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。第2の実施形態では、インダクタ電流によらない固定周波数によってパルス信号CLKを用いてNGATE信号を生成する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention when V IN > V OUT at startup. In the second embodiment, the N GATE signal is generated using the pulse signal CLK at a fixed frequency that does not depend on the inductor current.

図6に示されるように、固定周波数によるパルス信号であるCLK信号の立ち上がり(図6(a)のC)により、ゲート信号NGATEをH(図6(b)のA)にする。次に、固定周波数によるパルス信号であるCLK信号の立ち下がり(図6(a)のD)により、ゲート信号NGATEをL(図6(b)のB)にする。それ以外は図5に示される第1の実施形態における動作例と同じである。 As shown in FIG. 6, the gate signal N GATE is set to H (A in FIG. 6B) at the rising edge of the CLK signal (C in FIG. 6A), which is a pulse signal with a fixed frequency. Next, the gate signal N GATE is set to L (B in FIG. 6B) at the falling edge of the CLK signal which is a pulse signal with a fixed frequency (D in FIG. 6A). Other than that, it is the same as the operation example in the first embodiment shown in FIG.

なお、図5及び6に示される方法以外の方法として、これらを組み合わせて、インダクタ電流によるパルス信号と、インダクタ電流によらないパルス信号の両方を利用し、いずれかの信号に優先順位を付けて動作させる方法もある。   As a method other than the method shown in FIGS. 5 and 6, a combination of these methods is used, and both the pulse signal based on the inductor current and the pulse signal not based on the inductor current are used, and a priority is given to any one of the signals. There is also a way to make it work.

次に、上記状態2であるVIN<VOUT(通常動作時)の時の具体的な動作例を説明する。図7は、VIN<VOUTのときの本発明の第2の実施形態に係るDC−DCコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。ここで、前記状態2−1のとき、ゲート信号PGATEはH(出力PMOS:オフ)であり、ゲート信号NGATEはH(出力NMOS:オン)である。また、前記状態2−2のとき、ゲート信号PGATEはL(出力PMOS:オン)であり、ゲート信号NGATEはL(出力NMOS:オフ)である。 Next, a specific example of operation when the state 2 is V IN <V OUT (during normal operation) will be described. FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention when V IN <V OUT . Here, in the state 2-1, the gate signal PGATE is H (output PMOS: off), and the gate signal NGATE is H (output NMOS: on). In the state 2-2, the gate signal P GATE is L (output PMOS: ON), and the gate signal N GATE is L (output NMOS: OFF).

図7に示されるように、パルス信号CLKが立ち上がると(図7(a)のC)、PGATE信号及びNGATE信号がH(図7(c)のA、B)になる。このとき、制御信号G3はLになり制御信号G4はHになり、制御信号G5はHである。次に、PWM信号の立下り(図7(b)のD)により、PGATE信号又はNGATE信号がL(図7(c)のA、B)になる。このとき、図7(e)に示されるように、制御信号G3はHになり、制御信号G4はLになり、制御信号G5はHのままである。 As shown in FIG. 7, when the pulse signal CLK rises (C in FIG. 7A), the P GATE signal and the N GATE signal become H (A and B in FIG. 7C). At this time, the control signal G3 becomes L, the control signal G4 becomes H, and the control signal G5 is H. Next, the P GATE signal or the N GATE signal becomes L (A, B in FIG. 7C) by the falling edge of the PWM signal (D in FIG. 7B). At this time, as shown in FIG. 7E, the control signal G3 becomes H, the control signal G4 becomes L, and the control signal G5 remains H.

なお、第1の実施形態のように、インダクタ電流に基づく2つのコンパレータCMP及びCMPの検出信号を利用する場合、例えば、信号ZERO_CROSSの立ち上がりに基づいて、PGATE信号又はNGATE信号をHにし、信号TOP_OCLの立ち上がり、PGATE信号又はゲート信号NGATEをLにすればよい。 When the detection signals of the two comparators CMP B and CMP C based on the inductor current are used as in the first embodiment, for example, the P GATE signal or the N GATE signal is set to H based on the rising edge of the signal ZERO_CROSS. Then, the rising edge of the signal TOP_OCL and the P GATE signal or the gate signal N GATE may be set to L.

DC−DCコンバータ 100、200
制御部 110、210
ドライバ(DRV) 111、211
信号生成部 112、212
電圧変換部 120、220
バックゲートコントロール回路 130、230
SRラッチ 201
セレクタ 202
バッファ部 203
制御手段 204
第1の制御回路 251
第2の制御回路 252
インダクタ L1
出力コンデンサ COUT
同期整流用トランジスタ M1
スイッチングトランジスタ M2
ゲートスイッチ M3、M4、M5
スイッチ T1、T2
コンパレータ CMP、CMP、CMP
論理ブロック LOGIC
DC-DC converter 100, 200
Control unit 110, 210
Driver (DRV) 111, 211
Signal generators 112 and 212
Voltage converter 120, 220
Back gate control circuit 130, 230
SR latch 201
Selector 202
Buffer unit 203
Control means 204
First control circuit 251
Second control circuit 252
Inductor L1
Output capacitor C OUT
Synchronous rectification transistor M1
Switching transistor M2
Gate switch M3, M4, M5
Switch T1, T2
Comparators CMP A , CMP B , CMP C
Logic block LOGIC

Claims (6)

入力端子の入力電圧を同期整流方式で昇圧して出力端子に出力電圧を出力するDC−DCコンバータであって、
インダクタ及び同期整流用トランジスタを備え、起動時に第1の期間及び第2の期間を繰り返し遷移し、前記第1の期間において、前記インダクタに電流を流しエネルギーを蓄積し、前記第2の期間において、前記第1の期間の電流経路を遮断し、前記インダクタの逆起電圧を利用して前記同期整流用トランジスタをオンにすることにより、前記インダクタに蓄積されたエネルギーを出力側に放出する第1の制御回路と、
前記第1の期間において、前記同期整流用トランジスタのバックゲートを前記起動時の前記入力電圧以上の第1の電圧に設定し、前記第2の期間において、前記同期整流用トランジスタのバックゲートを前記逆起電圧以上の第2の電圧に設定する第2の制御回路と、
を備えたことを特徴とするDC−DCコンバータ。
A DC-DC converter that boosts an input voltage of an input terminal by a synchronous rectification method and outputs an output voltage to an output terminal,
An inductor and a transistor for synchronous rectification, the first period and the second period are repeatedly changed at the time of start-up, in the first period, a current is passed through the inductor to store energy, and in the second period, The current path in the first period is interrupted, and the synchronous rectification transistor is turned on using the back electromotive voltage of the inductor, thereby releasing the energy accumulated in the inductor to the output side. A control circuit;
In the first period, the back gate of the synchronous rectification transistor is set to a first voltage equal to or higher than the input voltage at the start-up, and in the second period, the back gate of the synchronous rectification transistor is A second control circuit for setting the second voltage equal to or higher than the back electromotive voltage;
A DC-DC converter comprising:
前記第1の電圧は、前記入力電圧であることを特徴とする請求項1に記載のDC−DCコンバータ。   The DC-DC converter according to claim 1, wherein the first voltage is the input voltage. 前記第2の電圧は、前記逆起電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載のDC−DCコンバータ。   The DC-DC converter according to claim 1 or 2, wherein the second voltage is the counter electromotive voltage. 前記第1の制御回路は、
前記同期整流用トランジスタとグラウンドとの間に接続されるスイッチングトランジスタと、
前記同期整流用トランジスタと前記スイッチングトランジスタを相補的にオンオフするパルス信号を出力するドライバと、
前記パルス信号が出力される前記ドライバと前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記起動時にオフする第1のスイッチと、
前記入力端子と前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記起動時にオンする第2のスイッチと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のDC−DCコンバータ。
The first control circuit includes:
A switching transistor connected between the synchronous rectification transistor and ground;
A driver that outputs a pulse signal that complementarily turns on and off the synchronous rectification transistor and the switching transistor;
A first switch connected between the driver to which the pulse signal is output and the gate of the synchronous rectification transistor and turned off at the time of startup;
A second switch connected between the input terminal and the gate of the synchronous rectification transistor and turned on at the start-up;
The DC-DC converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第2の制御回路は、
前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記出力端子との間に接続され、前記起動時にオフする第3のスイッチと、
前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記スイッチングトランジスタのドレインとの間に接続され、前記第1の期間にオフして前記第2の期間にオンする第4のスイッチと、
前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記同期整流用トランジスタのゲートとの間に接続され、前記第1の期間にオンして前記第2の期間にオフする第5のスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のDC−DCコンバータ。
The second control circuit includes:
A third switch connected between the back gate of the synchronous rectification transistor and the output terminal and turned off at the time of startup;
A fourth switch connected between the back gate of the synchronous rectification transistor and the drain of the switching transistor, and is turned off in the first period and turned on in the second period;
A fifth switch connected between the back gate of the synchronous rectification transistor and the gate of the synchronous rectification transistor, and is turned on in the first period and turned off in the second period;
The DC-DC converter according to any one of claims 1 to 4, wherein the DC-DC converter is provided.
前記第5のスイッチが、前記同期整流用トランジスタのバックゲートと前記入力端子の略同一の電圧レベルのノードとの間に接続され、前記第1の期間にオンして前記第2の期間にオフすることを特徴とする請求項5に記載のDC−DCコンバータ。   The fifth switch is connected between a back gate of the synchronous rectification transistor and a node of substantially the same voltage level of the input terminal, and is turned on in the first period and turned off in the second period. The DC-DC converter according to claim 5, wherein:
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