(57)【要約】  分圧器（４０）備え、該分圧器にはレギュレータ出力側（２）に加えられる電圧信号が第１の接続端子（Ｖ）を介して供給されて、ドライバ回路（３５，３１）に該分圧器（４０）の出力信号を調整量として供給し、該出力信号は参照電圧（Ｖｒｅｆ）によって評価されるようになっている、固定電圧調整器として構成されているスイッチングレギュレータ（１）が記載される。その際回路装置（３０）は、第１の接続端子（Ｖ）に加わる電圧信号に依存してドライバ回路（３５，３１）に、参照電圧（Ｖｒｅｆ）を介して加わっている電圧信号を新しい調整量として印加する監視手段（５０）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分圧器（４０）備え、該分圧器にはレギュレータ出力側（２）に加えられる電圧信号が第１の接続端子（Ｖ）を介して供給されて、ドライバ回路（３５，３１）に該分圧器（４０）の出力信号を調整量として供給し、該出力信号は参照電圧（Ｖｒｅｆ）によって評価されるようになっている、固定電圧調整器として構成されているスイッチングレギュレータ（１）において、回路装置（３０）は、第１の接続端子（Ｖ）に加わる電圧信号に依存してドライバ回路（３５，３１）に、参照電圧（Ｖｒｅｆ）を介して加わっている電圧信号を新しい調整量として印加する監視手段（５０）を有していることを特徴とするスイッチングレギュレータ。
【請求項２】
ドライバ回路（３５，３１）に新しい調整量として直接、レギュレータ出力側（２）に加わる電圧信号が供給される
請求項１記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項３】
ドライバ回路（３５，３１）に選択的に分圧器（４０）の出力信号を供給するまたは回路装置（３０）の第２の接続端子（ＥＢ）に加わる信号を供給することができるようにセットアップされている制御可能な切換手段（４７）が設けられている
請求項１または２記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項４】
第２の接続端子（ＦＢ）にレギュレータ出力側（２）に加わる信号が加わる
請求項１から３までのいずれか１項記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項５】
監視手段（５０）は比較手段（５１）を有しており、該比較手段には第１および第２の接続端子（Ｖ，ＦＢ）に加わる電圧が入力量として供給可能である
請求項１から４までのいずれか１項記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項６】
比較手段（５１）の出力信号は切換手段（４７）に対する制御信号として使用される
請求項５記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項７】
切換手段（４７）はレギュレータ出力側（２）に加わる信号に無関係である制御信号により制御可能であって、ドライバ回路（３５，３１）には回路装置（３０）の第２の接続端子（ＦＢ）に加わる信号が供給可能である
請求項１から６までのいずれか１項記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項８】
監視回路（５０）は論理ゲートを有し、該論理ゲートは比較手段から供給される出力信号および制御信号を相互に論理結合する
請求項１から７までのいずれか１項記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項９】
ドライバ回路は演算増幅器回路（３５）およびステップダウンコンバータをドライブ制御するための出力ドライバ（３１）を有しており、ここでこれらの接続点と第１の接続端子（Ｖ）との間に電圧監視回路が介挿されている
請求項１から８までのいずれか１項記載のスイッチングレギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分圧器４０を備え、該分圧器には調整器出力側２に加えられる電圧信号が第１の接続端子（Ｖ）を介して供給されて、ドライバ回路３５，３１に該分圧器４０の出力信号を調整量として供給し、該出力信号は参照電圧Ｖｒｅｆによって評価されるようになっている、固定電圧調整器として構成されているスイッチングレギュレータ１に関する。
【０００２】
スイッチングレギュレータは例えばオートモービル領域においてエアバックのような乗員保護システムをドライブ制御しかつトリガするために使用される。これらはしばしば、ケーシングを備えた集積回路の形においていわゆるＡＳＩＣ（Ａpplication Specific Integrated Circuit）として実現されており、その際通例は少なくとも、スイッチングレギュレータのエネルギー蓄積器エレメントはコスト上の理由から外部の素子として実現されている。エネルギー蓄積器エレメントおよびＡＳＩＣは例えば相応に実現されているプリント配線板上に必要な電気的な接続を形成するために配置される。スイッチングレギュレータはステップアップコンバータであってもよいし、ステップダウンコンバータであってもよい。
【０００３】
冒頭に述べた形式のスイッチングレギュレータ１の構成について次に図１に基づいて説明する。
【０００４】
図示のスイッチングレギュレータ１は、部品が集積回路−上述したＡＳＩＣ−に配置されておりかつスイッチングレギュレータ１の外部の素子（参照符号１０）に接続されている回路装置３０を有している。スイッチングレギュレータ１は定電流ステップダウントランスとして実現されておりかつノード３と基準電位との間に接続されているダイオード１１を有している。ダイオード１１は図示とは異なってＡＳＩＣ内の集積素子として実現されていてもよい。レギュレータ出力側２と基準電位との間に電荷蓄積器１３が接続されている。コイル１２がノード３とレギュレータ出力側２との間で直列に接続されている。
【０００５】
ノード３は回路装置３０の出力接続端子Ｓｏｕｔに接続されている。出力接続端子Ｓｏｕｔと給電電位接続端子Ｖｉｎとの間に回路装置３０の出力ドライバ３１が介挿されており、これは最も簡単な場合には制御可能な半導体スイッチであってよい。出力ドライバ３１は演算増幅器回路３５によってドライブ制御される。演算増幅器回路は入力側３７に参照信号が供給されかつ入力側３８には調整信号が供給される。調整信号はレギュレータ出力側２に加わる電圧から得られかつ回路装置３０に、第１の接続端子Ｖに接続されている内部分圧器４０を介して供給される。 このために、２つの直列接続されている２つの抵抗４１，４２から成る分圧器４０の中間タップ４３が入力側３８に接続されている。
【０００６】
分圧器における、固定的に設定されていて変更可能ではない分圧比に基づいて、レギュレータ出力側２に定格電圧のみの送出を可能にする回路装置３０が形成されている。レギュレータ出力側２と接続可能な種々異なった負荷は種々の定格電圧によって動作するので、回路装置３０において、レギュレータ出力側に自由に調整設定可能な別の定格電圧が得られるようにする可能性が設定されている。
【０００７】
このために回路装置３０は第２の接続端子ＦＢを有しており、ここで別の外部の分圧器２０と接続できるようになっている。分圧器２０はレギュレータ出力側２と基準電位接続端子との間に介挿されている。 その際第２の接続端子ＦＢは例えば２つの直列接続されている２つの抵抗２１，２２から成る分圧器２０の中間タップ２３に接続されている。
【０００８】
切換手段４７を付加的に設けることによって、信号が接続端子ＳＥＬに印加されると選択的に、内部の分圧器４０かまたは外部の分圧器２０かが演算増幅器回路３５に接続されるようにすることができる。切換手段４７はこの目的のために２つのスイッチングエレメント４４，４５を有しており、これらスイッチングエレメントは一方の接続端子がそれぞれ演算増幅器回路３５の入力側３８に接続されておりかつ他方の接続端子がそれぞれ内部もしくは外部分圧器４０もしくは２０の中間タップ４３もしくは２３に接続されている。 スイッチの制御は接続端子ＳＥＬに信号を加えることによって行われ、その際スイッチングエレメント４５には接続端子ＳＥＬに加わる信号の反転された信号（インバータ４６）が供給される。
【０００９】
回路装置３０は更に電圧監視回路３９を有しており、該電圧監視回路は接続端子Ｖと出力ドライバ３１の制御入力側３２との間に接続されている。電圧監視回路３９はレギュレータ出力側２に加わる電圧を監視しかつレギュレータ出力電圧が高すぎる場合日出力ドライバを遮断して、レギュレータ出力側に接続されている負荷の誤機能が妨げられるようにする。電圧監視回路３９はこのために、コンパレータ回路を有しており、その際コンパレータに一方においてレギュレータ出力電圧が供給されかつ他方において参照電圧Ｖｒｅｆが供給される。
【００１０】
冒頭に述べたように、回路装置３０はＡＳＩＣとしてケーシングに配置されている集積回路の形において存在している。その際モジュールとプリント配線板とが接続されている状態で誤った接続が生じる可能性があり、その場合にはスイッチングレギュレータ１の正しい機能が保証されていない。
【００１１】
誤った接続に基づいてレギュレータ出力側に加わる電圧が第１の接続端子Ｖに印加されなければ、内部の分圧器４０によって形成される調整ループは動作することができない。実際値として演算増幅器回路３５の入力側３８に０Ｖの電圧が加わることになり、演算増幅器回路３５は出力ドライバ３１をドライブ制御して、レギュレータ出力側２にどんどん高くなっていく電圧が発生されるようにする。電圧監視回路３９は入力信号として同様に、レギュレータ出力側２に加わる電圧を必要とするので、この回路は誤った接続に基づいて電圧上昇を同様に妨げることはできず、これにより負荷の上述した誤機能が生じる可能性がある。
【００１２】
それ故に本発明の課題は、冒頭に述べた形式のスイッチングレギュレータを改良して、スイッチングレギュレータに誤機能が起こってもこれに接続されている負荷に対する予見できない影響が確実に妨げられるようにすることである。
【００１３】
この課題は請求項１の特徴部分に記載の構成を有するスイッチングレギュレータによって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１４】
本発明によればスイッチングレギュレータは、第１の接続端子に加わる電圧信号に依存してドライバ回路に,参照電圧を介して加わっている電圧信号を新しい調整量として印加する監視手段を有している。言い換えるとこのことは、監視手段が内部の分圧器を迂回してドライバ回路に変更された調整信号を印加して、こうしてこの調整信号の電圧値に基づいてレギュレータが直接遮断されるようにすることを意味する。確かにこれによりスイッチングレギュレータに接続されている負荷の機能はもはや保証されていない。もはや使用することのできない機能は負荷に信号報知することができる。しかし負荷の制御されない振る舞い、例えばエアバックの意図しないトリガは確実に妨げられている。
【００１５】
所望の機能性は、ドライバ回路に新しい調整量として直接レギュレータ出力側に加わる電圧信号が供給されるようにすることによって特別簡単に実現される。
【００１６】
有利な実施形態によれば、ドライバ回路に選択的に内部の分圧器の出力信号を供給するまたは回路装置の第２の接続端子に加わる信号を供給することができるようにセットアップされている制御可能な切換手段が設けられている。第２の接続端子は有利な実施形態によればレギュレータ出力側に直接接続されていて、ドライバ回路の第１の接続端子が遮断されている場合にドライバ回路に調整器出力側に加わる信号を供給できるようになっている。
【００１７】
別の有利な実施形態において監視手段は比較手段を有しており、この比較手段に第１および第２の接続端子に加わる電圧が入力量として供給できるようになっている。監視手段は最も簡単な場合コンパレータ回路であってよい。
【００１８】
更に、比較手段の出力信号が切換手段に対する制御信号として使用されると有利である。これにより第１の接続端子の電圧が遮断されると自動的に切り換えられるようになる。
【００１９】
更に、レギュレータ出力側に加わる信号に無関係な信号により切換手段を制御できるようにして、ドライバ回路に回路装置の第２の接続端子に加わる信号を供給できるようにすると有利である。これにより有利にも、本発明の回路装置に外部の分圧器を接続して、レギュレータ出力側にて調整設定すべき定格電圧に関して要求によりフレキシブルに応えることができるようにすることが可能である。
【００２０】
その際監視回路が、比較手段から供給される出力信号および制御信号を相互に論理結合する論理ゲートを有しているようにすれば有利である。
【００２１】
別の有利な実施形態においてドライバ回路は演算増幅器回路およびステップアップコンバータをドライブ制御するための出力ドライバを有しており、その際そのノードと第１の接続端子との間に電圧監視回路が介挿されている。
【００２２】
次に本発明およびその利点を各図に基づいて詳細に説明する。その際：
図１は従来技術から公知で、冒頭に既に説明したスイッチングレギュレータを示し、かつ
図２は本発明により構成されたスイッチングレギュレータを示している。
【００２３】
各図において同じ構成部分には同じ参照符号が付されている。
【００２４】
図２には、従来技術に対して変形されている、本発明のスイッチングレギュレータ１の回路装置３０が図示されている。スイッチングレギュレータ１および殊に回路装置３０の機能の仕方および構成は図１との関連において説明した従来技術の実施形態に対応している。それ故に機能の仕方を繰り返し詳細に説明することはここではしない。
【００２５】
冒頭に述べた形式の回路装置３０にも存在している構成部分に対して付加的に、本発明の回路装置０は監視手段５０を有してる。これは出力側５４で切換手段４７に接続されている。監視手段５０は２つの入力側５２，５３を有し、そのうちの入力側５２は第１の接続端子Ｖに接続されておりかつ第２の入力側５３は第２の接続端子ＦＢに接続されている、第２の接続端子ＦＢはスイッチングレギュレータのレギュレータ出力側２と直接的に接続されている。図１の冒頭に述べた形式の回路装置にもある接続端子ＳＥＬは本発明では監視手段５０に接続されている。
【００２６】
監視手段５０は比較手段５１を有しており、該比較手段には入力側５２，５３に加わる信号が供給される。比較手段５３は最も簡単な場合コンパレータ回路であってよい。この場合ウィンドウコンパレータかまたは直接接続されたＭＯＳダイオードを有するカレントミラーかを使用することができる。比較手段５１の役目は、第２の接続端子ＦＢに第１の接続端子Ｖにおける電圧よりも高い電圧が生じているかどうかを検査することである。この状況が検出されるとそれは第１の接続端子Ｖを通る調整ループに遮断が生じていることである。第１の調整ループは、レギュレータ出力側２に加わる電圧が供給される内部の分圧器４０によって形成される。
【００２７】
切換手段４７のスイッチ４５は通常作動においては閉成されているので、調整ループは内部の分圧器により形成される。第１の入力側Ｖにおける電圧遮断の検出は比較手段５１の出力信号となって現れ、このことはＯＲゲート５５に供給される。ＯＲゲート５５は出力側で（出力側５８）監視手段の出力側５４に接続されている。出力側５４に加わる信号により、切換手段４７は遮断された内部の調整ループが（第１の接続端子Ｖを介して）別の調整ループに切り換えられるようにする。別の調整ループは第２の接続端子ＥＢを通るものである。言い換えると、切換手段４７のスイッチ４４は閉成され、一方切換手段４７のスイッチ４５は開放される。これにより第２の接続端子ＦＢに加わる、レギュレータ出力側２の電圧信号が演算増幅器回路３５の入力側３８に新しい調整量として供給されるようにすることができる。これにより演算増幅器回路３５の制御されないアップ方向調整、ひいてはレギュレータ出力側２における連続的な電圧上昇が妨げられるようにすることができ、その際演算増幅器回路３５の入力側３８に規定の入力信号、すなわちレギュレータ出力側２における電圧が供給される。この電圧信号は演算増幅器回路３５に供給される参照電圧Ｖｒｅｆより大きいので、スイッチングレギュレータは直接遮断されることになる。
【００２８】
更に、本発明の回路装置３０を図１に基づいて説明した仕方で外部の分圧器によって作動させることも可能である。外部の分圧器の接続は図１に示されている仕方で行われるので、その中間タップは第２の接続端子に接続されている。接続端子ＳＥＬに制御信号が加わることによって切換手段４７はスイッチ４５を開放して内部の分圧器を介する内部調整回路がディスネーブル化されかつスイッチ４４を閉成して外部分圧器を有する外部調整回路がイネーブル化されるようにする。
【００２９】
従って第２の接続端子ＦＢは冗長的なフィードバック信号を接続するために使用され、その際第１の接続端子Ｖおよび第２の接続端子ＦＢにおける電圧の比較により、内部調整ループの遮断、通例はＡＳＩＣの、プリント配線板との接続におけるピン脱落を特定する判断が行われる。この種のピン脱落が検出されると、演算増幅器回路にレギュレータ出力側の出力電圧が供給され、これによりこれに比較的高い電圧が加わりかつレギュレータ自体が遮断される。
【００３０】
このことはユーザに例えば監視灯により信号報知されるようにしてもよい。
【００３１】
外部分圧器または冗長的な調整ループを利用している際の第１の接続端子Ｖにおけるピン脱落は問題ではない。というのは演算増幅器回路は第２の接続端子ＦＢに加わる電圧を介して給電され、これにより正しい調整が可能であるからである。
【００３２】
監視手段に使用されるコンパレータ回路は例えばダイオード・スレシホールドによりセンサとして実現されていてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のスイッチングレギュレータの回路略図
【図２】本発明のスイッチングレギュレータの回路略図
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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