(57)【要約】【課題】起動時のオーバーシュートの発生を防止することができる同期整流型スイッチングレギュレータを得る。【解決手段】ソフトスタート回路９は、起動してから所定時間Ｔ１の間、基準電圧発生回路２に対して、制御信号Ｓａを用いて基準電圧Ｖｒｅｆの電圧を所定の速度で徐々に上昇させるソフトスタート動作を行うと共に、該ソフトスタート動作を行っている間、信号Ｓｂをローレベルにするため、ＮＡＮＤ回路８は、コンパレータ７の出力信号に関係なくハイレベルの信号を出力して逆電流防止用トランジスタＭ３をオンさせて導通状態にし、所定時間Ｔ１内に逆電流が発生して接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが正電圧になりコンパレータ７の出力信号がハイレベルになっても、逆電流防止用トランジスタＭ３がオフしないようにした。【選択図】図１
2008283807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子に入力された入力電圧を、所定の定電圧に変換して出力端子から出力する同期整流型スイッチングレギュレータにおいて、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行う第１のスイッチ素子と、
該第１のスイッチ素子のスイッチングによって前記入力電圧による充電が行われるインダクタと、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行って該インダクタの放電を行う同期整流用の第２のスイッチ素子と、
前記出力端子から出力される出力電圧が前記所定の定電圧になるように前記第１のスイッチ素子に対するスイッチング制御を行うと共に、前記第２のスイッチ素子に対して前記第１のスイッチ素子と相反するスイッチング動作を行わせる制御回路部と、
前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流の発生を防止するために、前記第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断する逆電流防止回路部と、
起動してから所定時間の間、前記制御回路部に対して、前記出力端子から出力される出力電圧を所定の速度で徐々に上昇させるソフトスタート動作を行わせるソフトスタート回路部と、
を備え、
前記ソフトスタート回路部は、前記制御回路部に前記ソフトスタート動作を行わせている間は、前記逆電流防止回路部に対して、前記逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出した際の、前記第２のスイッチ素子に流れる電流の遮断動作を停止させることを特徴とする同期整流型スイッチングレギュレータ。
【請求項２】
前記逆電流防止回路部は、前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、前記第２のスイッチ素子の接続を遮断して該第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断することを特徴とする請求項１記載の同期整流型スイッチングレギュレータ。
【請求項３】
前記逆電流防止回路部は、
前記第２のスイッチ素子と直列に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングを行う第３のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、該第３のスイッチ素子をオフさせて遮断状態にし前記第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断する逆電流検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の同期整流型スイッチングレギュレータ。
【請求項４】
前記逆電流防止回路部は、前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、前記制御回路部からの制御信号に関係なく前記第２のスイッチ素子をオフさせて遮断状態にすることを特徴とする請求項１記載の同期整流型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、同期整流型スイッチングレギュレータに関し、特に起動時の出力電圧変動及びオーバーシュートを抑制することができる同期整流型スイッチングレギュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチングレギュレータの主な問題点としては、起動時のオーバードライブによる突入電流の発生と出力電圧のオーバーシュートの発生があった。また、従来の同期整流方式のスイッチングレギュレータの問題点としては、軽負荷時において不連続モードになると出力端子側からインダクタに向かって電流が流れる、いわゆる逆電流の発生があった。
起動時の突入電流とオーバーシュートの発生に対しては、ソフトスタート回路を設けて出力電圧を徐々に上昇させるようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。該ソフトスタート回路は、一般に起動時から所定時間の間は、ＰＷＭパルスのオンデューティサイクルを徐々に大きくすることで、入力電源からの過大な突入電流と出力電圧のオーバーシュートを防止していた。
【０００３】
また、前記逆電流に関しては、図３のような逆電流防止手段を追加していた（例えば、特許文献２参照。）。
図３において、ＮＭＯＳトランジスタからなる同期整流用トランジスタＭ１０２がオンしている間にインダクタＬ１０１に蓄えられていたエネルギーがすべて放出されると、出力電圧Ｖｏｕｔと接地電圧Ｖｓｓとの間に接続されている出力コンデンサＣ１０２の電荷が、インダクタＬ１０１と同期整流用トランジスタＭ１０２を通って接地電圧Ｖｓｓに流れる逆電流が発生する。該逆電流が発生するとインダクタＬ１０１と同期整流用トランジスタＭ１０２との接続部Ａの電圧ＶＡが正電圧になる。
【０００４】
コンパレータ１０１において、反転入力端には接続部Ａの電圧ＶＡが入力され、非反転入力端が接地電圧Ｖｓｓに接続されていることから、電圧ＶＡが正電圧になると出力端がローレベルになる。コンパレータ１０１の出力端はＡＮＤ回路１０２の一方の入力端に接続されており、ＡＮＤ回路１０２の他方の入力端にはＰＷＭ信号が入力されている。コンパレータ１０１の出力端がハイレベルのときには、ＰＷＭ信号の信号レベルに応じて同期整流用トランジスタＭ１０２がオン／オフし、コンパレータ１０１の出力端がローレベルのときは、ＰＷＭ信号の信号レベルに関係なくＡＮＤ回路１０２の出力端はローレベルになる。ＡＮＤ回路１０２の出力端がローレベルになると、同期整流用トランジスタＭ１０２はオフして逆電流を防止することができる。
【特許文献１】特開昭６２−１４４５６９号公報
【特許文献２】特開２０００−９２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スイッチングトランジスタＭ１０１をドライブするためのＰＷＭ信号の最小オンデューティサイクルは、回路の遅延等により無制限に小さくすることができなかった。このため、起動時におけるスイッチングレギュレータの負荷が小さい場合は、ソフトスタート回路を用いてＰＷＭ制御で発生させることができる最小デューティサイクルのパルス幅でも、出力電圧の立ち上がり速度が速くなり過ぎてオーバーシュートを発生させることがあった。特に、同期整流用トランジスタＭ１０２の代わりに整流ダイオードを使用したスイッチングレギュレータや、図３のスイッチングレギュレータのように、同期整流方式であっても逆電流防止手段を備えたものでは、出力コンデンサＣ１０２の電荷を放電する経路は負荷電流しかない。
【０００６】
このため、該負荷電流が小さいときのようにスイッチングトランジスタＭ１０１のオン時間を十分に短くすることができない場合、過大な電荷が出力コンデンサＣ１０２に蓄えられ、出力電圧が定格出力電圧を超えてしまうオーバーシュートが発生していた。また、負荷電流が小さいことから、出力コンデンサＣ１０２の放電に時間がかかり、オーバーシュートが解消される前にＰＷＭ信号のオンパルスでスイッチングトランジスタＭ１０１が再びオンしてしまい、オーバーシュートがなかなか解消されないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、起動時のオーバーシュートの発生を防止することができる、逆電流防止手段を備えた同期整流型スイッチングレギュレータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る同期整流型スイッチングレギュレータは、入力端子に入力された入力電圧を、所定の定電圧に変換して出力端子から出力する同期整流型スイッチングレギュレータにおいて、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行う第１のスイッチ素子と、
該第１のスイッチ素子のスイッチングによって前記入力電圧による充電が行われるインダクタと、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行って該インダクタの放電を行う同期整流用の第２のスイッチ素子と、
前記出力端子から出力される出力電圧が前記所定の定電圧になるように前記第１のスイッチ素子に対するスイッチング制御を行うと共に、前記第２のスイッチ素子に対して前記第１のスイッチ素子と相反するスイッチング動作を行わせる制御回路部と、
前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流の発生を防止するために、前記第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断する逆電流防止回路部と、
起動してから所定時間の間、前記制御回路部に対して、前記出力端子から出力される出力電圧を所定の速度で徐々に上昇させるソフトスタート動作を行わせるソフトスタート回路部と、
を備え、
前記ソフトスタート回路部は、前記制御回路部に前記ソフトスタート動作を行わせている間は、前記逆電流防止回路部に対して、前記逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出した際の、前記第２のスイッチ素子に流れる電流の遮断動作を停止させるものである。
【０００９】
具体的には、前記逆電流防止回路部は、前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、前記第２のスイッチ素子の接続を遮断して該第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断するようにした。
【００１０】
この場合、前記逆電流防止回路部は、
前記第２のスイッチ素子と直列に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングを行う第３のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、該第３のスイッチ素子をオフさせて遮断状態にし前記第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断する逆電流検出回路と、
を備えるようにした。
【００１１】
また、前記逆電流防止回路部は、前記第１のスイッチ素子と前記インダクタとの接続部の電圧から、前記出力端子から第２のスイッチ素子の方向に流れる逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、前記制御回路部からの制御信号に関係なく前記第２のスイッチ素子をオフさせて遮断状態にするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の同期整流型スイッチングレギュレータによれば、前記ソフトスタート動作が行われている間は、前記逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出した際の前記第２のスイッチ素子に流れる電流の遮断動作を停止させるようにしたことから、起動時に出力電圧のオーバーシュートが発生するような場合においても、第２のスイッチ素子を介して、前記出力端子に接続された出力コンデンサの電荷を放電することができるため、起動時における出力電圧のオーバーシュートを瞬時に抑制することができ、該オーバーシュートの発生を防止することができる。
【００１３】
また、前記逆電流が発生する兆候又は該逆電流の発生を検出すると、前記第２のスイッチ素子の接続を遮断して該第２のスイッチ素子に流れる電流を遮断するようにしたことから、ＩＣ化した場合にチップサイズの縮小を図ることができコストダウンを図ることができる。
また、逆電流防止用の第３のスイッチ素子を設けることによってシンプルな回路構成にすることができ、信号伝達時間を低減させて逆電流を検出すると直ちに逆電流の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスイッチングレギュレータの回路例を示した図である。
図１において、スイッチングレギュレータ１は、入力電圧として入力端子ＩＮに入力された入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し、出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子ＯＵＴから出力する同期整流型スイッチングレギュレータである。
スイッチングレギュレータ１は、入力電圧Ｖｉｎの出力制御を行うためのスイッチング動作を行うＰＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトランジスタＭ１と、ＮＭＯＳトランジスタからなる同期整流用トランジスタＭ２とを備えている。
【００１５】
更に、スイッチングレギュレータ１は、基準電圧発生回路２と、出力電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、インダクタＬ１と、平滑用の出力コンデンサＣｏと、誤差増幅回路３と、発振回路４と、ＰＷＭコンパレータ５と、インバータ６と、ＮＭＯＳトランジスタからなる逆電流防止用トランジスタＭ３と、コンパレータ７と、ＮＡＮＤ回路８と、ソフトスタート回路９とを備えている。なお、スイッチングトランジスタＭ１は第１のスイッチ素子を、同期整流用トランジスタＭ２は第２のスイッチ素子を、逆電流防止用トランジスタＭ３は第３のスイッチ素子をそれぞれなす。また、基準電圧発生回路２、抵抗Ｒ１，Ｒ２、誤差増幅回路３、発振回路４、ＰＷＭコンパレータ５及びインバータ６は制御回路部を、逆電流防止用トランジスタＭ３、コンパレータ７及びＮＡＮＤ回路８は逆電流防止回路部をそれぞれなし、ソフトスタート回路９はソフトスタート回路部をなす。
【００１６】
また、スイッチングレギュレータ１において、インダクタＬ１及び出力コンデンサＣｏを除く各回路を１つのＩＣに集積するようにしてもよく、場合によっては、スイッチングトランジスタＭ１、同期整流用トランジスタＭ２及び逆電流防止用トランジスタＭ３の少なくとも１つ、インダクタＬ１並びに出力コンデンサＣｏを除く各回路を１つのＩＣに集積するようにしてもよい。
【００１７】
基準電圧発生回路２は、所定値の基準電圧Ｖｒｅｆを生成して出力し、出力電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して分圧電圧Ｖｆｂを生成し出力する。また、誤差増幅回路３は、入力された分圧電圧Ｖｆｂと基準電圧Ｖｒｅｆとの電圧差を増幅して出力信号ＥＡｏを生成し出力する。
また、発振回路４は、所定の三角波信号ＴＷを生成して出力し、ＰＷＭコンパレータ５は、誤差増幅回路３の出力信号ＥＡｏと該三角波信号ＴＷから出力信号ＥＡｏをＰＷＭ変調したパルス信号Ｓｐｗを生成して出力する。パルス信号Ｓｐｗは、インバータ６で信号レベルが反転されてスイッチングトランジスタＭ１及び同期整流用トランジスタＭ２の各ゲートにそれぞれ入力される。
【００１８】
コンパレータ７は、同期整流用トランジスタＭ２に逆電流が発生する兆候の検出を行い、該逆電流発生の兆候を検出すると逆電流防止用トランジスタＭ３をオフさせて同期整流用トランジスタＭ２と接地電圧Ｖｓｓとの接続を遮断して逆電流の発生を防止する。ソフトスタート回路９は、起動してから所定時間の間は、パルス信号Ｓｐｗのオンデューティサイクルが所定の速度で徐々に大きくなるようにするために、例えば、基準電圧発生回路２に対して基準電圧Ｖｒｅｆの電圧を所定の速度で徐々に上昇させて、入力端子ＩＮからの過大な突入電流と出力電圧Ｖｏｕｔのオーバーシュートを防止する。
【００１９】
入力端子ＩＮと接地電圧Ｖｓｓとの間にはスイッチングトランジスタＭ１、同期整流用トランジスタＭ２及び逆電流防止用トランジスタＭ３が直列に接続され、スイッチングトランジスタＭ１と同期整流用トランジスタＭ２との接続部をＬｘとする。接続部Ｌｘと出力端子ＯＵＴとの間にはインダクタＬ１が接続され、出力端子ＯＵＴと接地電圧Ｖｓｓとの間には、抵抗Ｒ１及びＲ２が直列に接続されると共に出力コンデンサＣｏが接続され、抵抗Ｒ１とＲ２との接続部から分圧電圧Ｖｆｂが出力される。また、誤差増幅回路３において、反転入力端には分圧電圧Ｖｆｂが、非反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆがそれぞれ入力され、出力端は、ＰＷＭコンパレータ５の非反転入力端に接続されている。
【００２０】
ＰＷＭコンパレータ５の反転入力端には三角波信号ＴＷが入力され、ＰＷＭコンパレータ５から出力されたパルス信号Ｓｐｗは、インバータ６を介してスイッチングトランジスタＭ１及び同期整流用トランジスタＭ２の各ゲートにそれぞれ入力される。コンパレータ７において、非反転入力端は接続部Ｌｘに接続され、反転入力端は接地電圧Ｖｓｓに接続され、出力端は、ＮＡＮＤ回路８の一方の入力端に接続されている。ソフトスタート回路９は、基準電圧発生回路２に制御信号Ｓａを出力し、ソフトスタート動作を行っているか否かを示す信号ＳｂをＮＡＮＤ回路８の他方の入力端に出力する。ＮＡＮＤ回路８の出力端は、逆電流防止用トランジスタＭ３のゲートに接続されている。
【００２１】
このような構成において、スイッチングレギュレータ１が起動すると、ソフトスタート回路９は、起動してから所定時間Ｔ１の間、基準電圧発生回路２に対して、制御信号Ｓａを用いて基準電圧Ｖｒｅｆの電圧を所定の速度で徐々に上昇させるソフトスタート動作を行うと共に、該ソフトスタート動作を行っている間、信号Ｓｂをローレベルにする。このため、ＮＡＮＤ回路８は、コンパレータ７の出力信号に関係なくハイレベルの信号を出力して逆電流防止用トランジスタＭ３をオンさせて導通状態にする。
【００２２】
このことから、所定時間Ｔ１内に逆電流が発生して接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが正電圧になりコンパレータ７の出力信号がハイレベルになっても、逆電流防止用トランジスタＭ３をオフさせることができない。すなわち、ソフトスタート回路９がソフトスタート動作を行っている間は、オーバードライブによって出力コンデンサＣｏに過剰な電荷が蓄積されて出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧を超えた場合でも、逆電流防止動作が禁止されているため、出力コンデンサＣｏの電荷は、インダクタＬ１、同期整流用トランジスタＭ２及び逆電流防止トランジスタＭ３を介して接地電圧Ｖｓｓに放電され、出力電圧Ｖｏｕｔにおけるオーバーシュートの発生を防止することができる。
【００２３】
次に、ソフトスタート回路９は、ソフトスタート動作を行っていないときは、基準電圧発生回路２に対して、ソフトスタート動作を行わずに所定の基準電圧Ｖｒｅｆを出力するように制御信号Ｓａを出力すると共に、信号Ｓｂをハイレベルにする。このため、ＮＡＮＤ回路８は、コンパレータ７の出力信号の信号レベルを反転させて逆電流防止用トランジスタＭ３のゲートに出力する。
この場合、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓ未満であり、接続部Ｌｘから接地電圧Ｖｓｓに電流が流れる逆電流が発生する兆候がない場合は、コンパレータ７からローレベルの信号が出力され、逆電流防止用トランジスタＭ３のゲートにはハイレベルの信号が入力されることから逆電流防止用トランジスタＭ３はオンして導通状態になる。
【００２４】
このような状態では、スイッチングレギュレータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが大きくなると、誤差増幅回路３の出力信号ＥＡｏの電圧が低下し、ＰＷＭコンパレータ５からのパルス信号Ｓｐｗのオンデューティサイクルは小さくなる。この結果、スイッチングトランジスタＭ１がオンする時間が短くなり、それに応じて同期整流用トランジスタＭ２がオンする時間が長くなって、スイッチングレギュレータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが低下するように制御される。また、スイッチングレギュレータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが小さくなると、誤差増幅回路３の出力信号ＥＡｏの電圧が上昇し、ＰＷＭコンパレータ５からのパルス信号Ｓｐｗのオンデューティサイクルは大きくなる。この結果、スイッチングトランジスタＭ１がオンする時間が長くなり、それに応じて同期整流用トランジスタＭ２がオンする時間が短くなって、スイッチングレギュレータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが上昇するように制御される。このような動作を繰り返して、出力電圧Ｖｏｕｔを所定の電圧で一定になるように制御する。
【００２５】
一方、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓになり、逆電流が発生する兆候を検出した場合、又は接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓを超えて逆電流の発生を検出した場合は、コンパレータ７からハイレベルの信号が出力され、逆電流防止用トランジスタＭ３のゲートにはローレベルの信号が入力されることから逆電流防止用トランジスタＭ３はオフして遮断状態になる。このように、コンパレータ７は、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘから同期整流用トランジスタＭ２に逆電流が流れる兆候があるか否かの検出を行い、該兆候を検出すると同期整流用トランジスタＭ２に直列に接続された逆電流防止用トランジスタＭ３をオフさせて同期整流用トランジスタＭ２と接地電圧Ｖｓｓとの接続を遮断するようにした。このため、同期整流用トランジスタＭ２に流れる逆電流の発生を確実に防止することができる。また、同期整流用トランジスタＭ２の制御回路系と独立した回路を使用して同期整流用トランジスタＭ２に流れる逆電流を遮断するようにしたことから、逆電流の発生を検出してから該逆電流を遮断するまでの遅延時間の短縮を図ることができ、効率を向上させることができると共に、設計が容易であり設計の効率化を図ることができる。
【００２６】
このように、本第１の実施の形態におけるスイッチングレギュレータは、ソフトスタート回路９がソフトスタート動作を行っている間は、コンパレータ７の出力信号に関係なく逆電流防止用トランジスタＭ３をオンさせて導通状態になるようにしたことから、起動時に出力電圧Ｖｏｕｔのオーバーシュートが発生するような場合においても、同期整流用トランジスタＭ２を介して出力コンデンサＣｏの電荷を放電することができるため、起動時における出力電圧Ｖｏｕｔのオーバーシュートの発生を防止することができる。
【００２７】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、逆電流防止用トランジスタＭ３を使用して逆電流の発生を防止する場合を示したが、逆電流防止用トランジスタＭ３を使用せずに、コンパレータ７で逆電流を検出すると同期整流用トランジスタＭ２をオフさせて遮断状態になるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるスイッチングレギュレータの回路例を示した図である。なお、図２では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【００２８】
図２における図１との相違点は、図１の逆電流防止用トランジスタＭ３をなくし、ＮＡＮＤ回路１１及びインバータ１２を追加したことにあり、これに伴って、図１のスイッチングレギュレータ１をスイッチングレギュレータ１ａにした。
図２において、スイッチングレギュレータ１ａは、入力電圧として入力端子ＩＮに入力された入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し、出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子ＯＵＴから出力する同期整流型スイッチングレギュレータである。
スイッチングレギュレータ１ａは、スイッチングトランジスタＭ１と、同期整流用トランジスタＭ２と、基準電圧発生回路２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、インダクタＬ１と、出力コンデンサＣｏと、誤差増幅回路３と、発振回路４と、ＰＷＭコンパレータ５と、インバータ６，１２と、コンパレータ７と、ＮＡＮＤ回路８，１１と、ソフトスタート回路９とを備えている。
【００２９】
なお、基準電圧発生回路２、抵抗Ｒ１，Ｒ２、誤差増幅回路３、発振回路４、ＰＷＭコンパレータ５、インバータ６，１２及びＮＡＮＤ回路１１は制御回路部を、コンパレータ７及びＮＡＮＤ回路８は逆電流防止回路部をそれぞれなす。また、スイッチングレギュレータ１ａにおいて、インダクタＬ１及び出力コンデンサＣｏを除く各回路を１つのＩＣに集積するようにしてもよく、場合によっては、スイッチングトランジスタＭ１及び同期整流用トランジスタＭ２の少なくとも１つ、インダクタＬ１並びに出力コンデンサＣｏを除く各回路を１つのＩＣに集積するようにしてもよい。
【００３０】
入力端子ＩＮと接地電圧Ｖｓｓとの間にはスイッチングトランジスタＭ１及び同期整流用トランジスタＭ２が直列に接続されている。また、ＰＷＭコンパレータ５から出力されたパルス信号Ｓｐｗは、インバータ６を介してスイッチングトランジスタＭ１のゲート及びＮＡＮＤ回路１１の一方の入力端にそれぞれ入力される。ＮＡＮＤ回路８の出力端は、ＮＡＮＤ回路１１の他方の入力端に接続され、ＮＡＮＤ回路１１の出力端は、インバータ１２を介して同期整流用トランジスタＭ２のゲートに接続されている。
【００３１】
このような構成において、スイッチングレギュレータ１ａが起動すると、ソフトスタート回路９は、起動してから所定時間Ｔ１の間、基準電圧発生回路２に対して、制御信号Ｓａを用いて基準電圧Ｖｒｅｆの電圧を所定の速度で徐々に上昇させるソフトスタート動作を行うと共に、該ソフトスタート動作を行っている間、信号Ｓｂをローレベルにする。このため、ＮＡＮＤ回路８は、コンパレータ７の出力信号に関係なくハイレベルの信号を出力し、該ハイレベルの信号はＮＡＮＤ回路１１の対応する入力端に入力される。このようなことから、ＮＡＮＤ回路１１は、インバータ６の出力信号の信号レベルを反転させた信号を出力し、該信号はインバータ１２で信号レベルが反転されて同期整流用トランジスタＭ２のゲートに出力される。すなわち、インバータ６の出力信号の信号レベルが同期整流用トランジスタＭ２のゲートに入力されることになる。
【００３２】
このことから、所定時間Ｔ１内に逆電流が発生して接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが正電圧になりコンパレータ７の出力信号がハイレベルになっても、同期整流用トランジスタＭ２をオフさせた状態にすることができず、同期整流用トランジスタＭ２は、インバータ６の出力信号の信号レベルに応じてオン／オフする。すなわち、ソフトスタート回路９がソフトスタート動作を行っている間は、オーバードライブによって出力コンデンサＣｏに過剰な電荷が蓄積されて出力電圧Ｖｏｕｔが定格電圧を超えた場合でも、逆電流防止動作が禁止されているため、出力コンデンサＣｏの電荷は、インダクタＬ１及び同期整流用トランジスタＭ２を介して接地電圧Ｖｓｓに放電され、出力電圧Ｖｏｕｔにおけるオーバーシュートの発生を防止することができる。
【００３３】
次に、ソフトスタート回路９は、ソフトスタート動作を行っていないときは、基準電圧発生回路２に対して、ソフトスタート動作を行わずに所定の基準電圧Ｖｒｅｆを出力するように制御信号Ｓａを出力すると共に、信号Ｓｂをハイレベルにする。このため、ＮＡＮＤ回路８は、コンパレータ７の出力信号の信号レベルを反転させてＮＡＮＤ回路１１の対応する入力端に出力する。すなわち、ＮＡＮＤ回路１１の対応する入力端には、コンパレータ７の出力信号の信号レベルを反転させた信号が入力される。
このとき、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓ未満であり、接続部Ｌｘから接地電圧Ｖｓｓに電流が流れる逆電流が発生する兆候がない場合は、コンパレータ７からローレベルの信号が出力され、ＮＡＮＤ回路１１の対応する入力端にはハイレベルの信号が入力される。このことから、同期整流用トランジスタＭ２のゲートには、インバータ６の出力信号と同じ信号レベルの信号が入力される。
【００３４】
一方、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓになり、逆電流が発生する兆候を検出した場合、又は接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘが接地電圧Ｖｓｓを超えて逆電流の発生を検出した場合は、コンパレータ７からハイレベルの信号が出力され、ＮＡＮＤ回路１１の対応する入力端にローレベルの信号が入力される。このため、ＮＡＮＤ回路１１は、インバータ６の出力信号に関係なくハイレベルの信号を出力し、同期整流用トランジスタＭ２のゲートにはローレベルの信号が入力されることから同期整流用トランジスタＭ２はオフして遮断状態になる。このように、コンパレータ７は、接続部Ｌｘの電圧ＶＬｘから同期整流用トランジスタＭ２に逆電流が流れる兆候があるか否かの検出を行い、該兆候を検出すると同期整流用トランジスタＭ２をオフさせるようにした。このため、同期整流用トランジスタＭ２に流れる逆電流の発生を確実に防止することができる。
【００３５】
このように、本第２の実施の形態におけるスイッチングレギュレータは、ソフトスタート回路９がソフトスタート動作を行っている間は、コンパレータ７の出力信号に関係なく同期整流用トランジスタＭ２をインバータ６の出力信号に応じてオン／オフするようにしたことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、大電流を扱う逆電流防止用トランジスタＭ３が不要になるため、ロジック回路は増えるものの、ＩＣ化した際には、チップ面積を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。更に、逆電流防止用トランジスタＭ３による電圧降下がなくなるため、電力変換効率を向上させることができる。
【００３６】
なお、前記第１及び第２の各実施の形態では、降圧型のスイッチングレギュレータの場合を例にして説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、昇圧型のスイッチングレギュレータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるスイッチングレギュレータの回路例を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるスイッチングレギュレータの回路例を示した図である。
【図３】従来のスイッチングレギュレータの回路例を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，１ａ  スイッチングレギュレータ
２  基準電圧発生回路
３  誤差増幅回路
４  発振回路
５  ＰＷＭコンパレータ
６，１２  インバータ
７  コンパレータ
８，１１  ＮＡＮＤ回路
９  ソフトスタート回路
Ｍ１  スイッチングトランジスタ
Ｍ２  同期整流用トランジスタ
Ｍ３  逆電流防止用トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
Ｌ１  インダクタ
Ｃｏ  出力コンデンサ
【図１】
2008283807.tif 000003
【図２】
2008283807.tif 000004
【図３】
2008283807.tif 000005