(57)【要約】【課題】電源電圧の変動あるいは温度変化に対する精度が良い過電流保護回路を内蔵するスイッチングレギュレータを提供する。【解決手段】スイッチングレギュレータにおいて、ソースが電源Ｖｄｄ、ドレインが発振出力ＬｘとするＰチャネルトランジスタ（ＴＲ１）と、該Ｐチャネルトランジスタ（ＴＲ１）のドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路（アンプ１０）およびトランジスタ（ＴＲ２，ＴＲ３）と、ミラーされた電流を電圧に変換する抵抗（Ｒ７）と、信号１１と信号１２とを比較するコンパレータ回路（９）と、過電流により、信号１２が信号１１より小さい時に、ある期間、コンパレータ回路（９）の出力を保持するＳＲラッチ回路（１０）と、上記Ｐチャネルトランジスタ（ＴＲ１）をオフにする出力制御回路（７）とを具備する。【選択図】図１
2007252161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングレギュレータにおいて、
ソースが電源に、ドレインが発振出力Ｌｘに接続されたＰチャネルドライバトランジスタと、
該Ｐチャネルドライバトランジスタのドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路および複数のトランジスタと、
ミラーされた電流を電圧に変換する抵抗と、
前記電圧に変換された第１の信号と基準電流を電圧変換された第２の信号とを比較するコンパレータ回路と、
過電流により、前記第１の信号が第２の信号より小さい時に、ある期間、前記コンパレータ回路の出力を保持するＳＲラッチ回路と、
前記Ｐチャネルドライバトランジスタをオフにする出力制御回路と
を具備することを特徴とした過電流保護回路。
【請求項２】
請求項１記載の過電流保護回路において、
前記抵抗および基準電流に対して、温度依存が同等である抵抗、温度依存が小さい基準電流を用いることにより、過電流を判断するレベルの温度依存を小さくすることを特徴とした過電流保護回路。
【請求項３】
請求項１記載の過電流保護回路において、
前記基準電流に対して、電源電圧依存が小さい基準電流を用いることにより、過電流と判断するレベルの電源電圧依存を小さくすることを特徴とした過電流保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率増幅器を用いるのに好適なスイッチングレギュレータに関し、特にスイッチングレギュレータにおける過電流保護回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチングレギュレータにおいては、出力トランジスタを一定周波数の制御信号でスイッチングするとともに、出力端子から出力される出力電圧に基づいて制御信号のデューティを調整して、出力電圧を一定電圧に維持する。そして、出力電圧が所定の電圧以下となったときには、出力トランジスタをカットオフさせる短絡保護回路が備えられ、コイルと出力端子との間には、制御信号に基づいて出力トランジスタを動作するときにはオンし、ダイオードとして動作し、短絡保護回路の出力信号に基づいてコイルと出力端子との接続を遮断するスイッチング素子が設けられている。
【０００３】
例えば、特開２００２−１７１７４９号公報（特許文献１参照）に記載の「スイッチングレギュレータ」では、短絡に至る過電流の場合と、短絡には至らない過電流の場合とを区別し、それぞれに最適な保護を行う過電流保護回路を備えている。
すなわち、図２に示すように、上記スイッチングレギュレータは、発振出力Ｌｘと定電圧ＬＭＴＲＥＥ１とを比較するコンパレータ１００、コンパレータ１００の出力を保持するＳＲラッチ回路２００、前記定電圧ＬＭＴＲＥＥ１より低い電圧ＬＭＴＲＥＥ２と発振出力Ｌｘとを比較するコンパレータ３００、コンパレータ３００の出力を保持するＳＲラッチ回路４００、ＰＷＭコントローラ５００、ＰＷＭコントローラ５００の出力８００の通過をＳＲラッチ回路２００または４００のセット出力により抑止制御するための出力制御回路６００、出力制御回路６００の出力によりオンオフが制御されるＰチャネルドライバトランジスタ７００で構成されている。
【０００４】
瞬間的あるは継続的に出力電圧Ｖｏｕｔに過電流が流れると、発振出力Ｌｘのオン期間のＨレベルが電源電圧より低くなっていく。発振出力Ｌｘのオン期間のＨレベルと定電圧ＬＭＴＲＥＥ１と、あるいはさらに低いＬＭＴＲＥＥ２とをコンパレータ１００または３００で比較し、発振出力Ｌｘのオン期間のＨレベルが定電圧よりも低くなった場合には、ＳＲラッチ回路２００または４００がセットされる。出力制御回路６００は、ＳＲラッチ回路２００または４００のセット出力により、ＰＷＭコントローラ５００からの出力８００を通過させず、Ｐチャネルドライバトランジスタ７００をオフにし、発振出力Ｌｘを強制的に０レベルにする。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔに過電流が流れた場合に、Ｐチャネルドライバトランジスタ７００を破壊せずに保護することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の過電流保護回路では、Ｐチャネルドライバトランジスタのオン抵抗に依存した発振出力Ｌｘと基準電圧とを比較することにより、基準電圧より低くなった場合には、Ｐチャネルドライバトランジスタをオフにして、発振出力Ｌｘを強制的に０にしていた。
しかし、オン抵抗に依存した発振出力Ｌｘは、電源電圧の変動あるいは温度変化に大きく依存するため、従来の過電流保護回路の電源電圧変動あるいは温度変化に対する精度は悪かった。
【０００７】
（目的）
本発明の目的は、このような従来の問題を解消し、電源電圧の変動あるいは温度変化に対する精度が良い過電流保護回路を内蔵するスイッチングレギュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の過電流保護回路は、スイッチングレギュレータにおいて、ソースが電源Ｖｄｄ、ドレインが発振出力ＬｘとするＰチャネルトランジスタ（ＴＲ１）と、該Ｐチャネルトランジスタ（ＴＲ１）のドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路（アンプ１０）と、トランジスタ（ＴＲ２，ＴＲ３）と、ミラーされた電流を電圧に変換する抵抗（Ｒ７）と、信号（１１）と信号（１２）とを比較するコンパレータ回路（９）と、過電流により、信号１２が信号１１より小さい時に、ある期間、コンパレータ回路（９）の出力を保持するＳＲラッチ回路（１０）と、上記Ｐチャネルトランジスタ（ＴＲ１）をオフにする出力制御回路（７）とを具備することを特徴としている。
【０００９】
上記の回路において、温度依存が同等である抵抗、温度依存が小さい基準電流（８）を用いることにより、過電流を判断するレベルの温度依存を小さくすることも特徴としている。
また、上記の回路において、電源電圧依存が小さい基準電流を用いることにより、過電流と判断するレベルの電源電圧依存を小さくすることも特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発振出力ＬｘのＨレベル電流を電圧変換した信号１２と基準電流を電圧変換した信号１１とを比較し、信号１２が信号１１より低くなれば、Ｐチャネルトランジスタをオフさせることにより、出力電圧に過電流が流れた場合に、Ｐチャネルトランジスタが破壊されずに保護できる。また、過電流保護回路の温度依存および電源電圧依存を小さくすることができる。さらに、発振出力ＬｘのＨレベルの電流を電圧変換した信号１２と基準電流より電流値の低い第２基準電流の信号１０とを第２コンパレータにより比較し、信号１２が信号１０より低くなれば、その状態が第２のＳＲラッチ回路に保持され、Ｐチャネルトランジスタがオフすることにより、出力電圧が短絡した場合の過電流に対して、Ｐチャネルトランジスタが破壊されずに保護することができる。これにより、短絡に至る過電流の場合と、短絡には至らない、例えばノイズなどによる瞬間的な過電流の場合に対しても、それぞれ過電流保護機能を具備させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
（実施例）
図１は、本発明の実施例１に係るスイッチングレギュレータの構成図である。
本実施例のスイッチングレギュレータは、図１に示すように、ＰチャネルトランジスタＴＲ１のドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路１０と、ミラー回路を構成するトランジスタＴＲ２，３，４，５と、ミラーされた電流を電圧に変換する抵抗Ｒ７と、基準電流を電圧に変換する抵抗Ｒ８と、信号１１と信号１２とを比較するコンパレータ回路９と、過電流により、信号１２が信号１１より小さい時に、ある期間コンパレータ回路９の出力を保持するＳＲラッチ回路１０と、上記ＰチャネルトランジスタＴＲ１をオフにする出力制御回路７とで構成される。
【００１２】
図１において、出力電圧Ｖｏｕｔの端子に電流が流れると、アンプ回路１０およびトランジスタＴＲ２，３，４，５によりミラー電流が出力される。出力されたミラー電流を抵抗Ｒ７により電圧変換することにより、信号１２を出力する。基準電流８を抵抗Ｒ８により電圧変換し、基準信号１１を出力する。信号１２が信号１１より小さくなれば、ＳＲラッチ回路１０がセットされ、出力制御回路７により、ＰチャネルトランジスタＴＲ１がオフされ、出力電圧は０Ｖとなる。
なお、４は出力電圧に比例した電圧と比較するための基準電圧、５は出力電圧に比例した電圧と基準電圧とを比較するコンパレータ、６はＰＷＭコントローラである。
【００１３】
このとき、温度依存が同等である抵抗Ｒ７，Ｒ８を用いれば、信号１１、信号１２の抵抗の温度変化による依存は小さくなる。また、基準電流の温度依存を小さくすれば、基準信号１１の基準電流温度変化による影響が小さくなる。
その結果、過電流保護回路の温度依存は小さくなる。
また、基準電流の電源電圧変動が小さければ、基準信号１１の電源電圧変動による影響が小さくなる。
【００１４】
このように、実施例１により、発振出力ＬｘのＨレベル電圧を電流変換した信号１２と基準電流信号１とを比較し、信号１２が信号１１より低くなれば、Ｐチャネルトランジスタをオフさせることにより、出力電圧に過電流が流れた場合に、Ｐチャネルトランジスタが破壊されずに保護できる。また、本発明によれば、過電流保護回路の温度依存および電源電圧依存を小さくすることができる。
【００１５】
（応用例）
以下、本発明の応用例を説明する。
図１における発振出力Ｌｘのオン期間の電流を電圧変換した信号１２と基準電流８の信号１１とをコンパレータ９で比較する回路の他に、さらに、同じ信号１２と基準電流８よりもさらに低い値の第２の基準電流による信号１０とを第２のコンパレータで比較する回路を追加する。第２のコンパレータでの比較の結果、発振出力Ｌｘのオン期間の信号１２が第２の基準電流の信号電流よりも低くなった場合には、第２のＳＲラッチ回路をセットする。出力制御回路７は、ＳＲラッチ回路７または第２のＳＲラッチ回路のセット出力により、ＰチャネルドライバトランジスタＴＲ１をオフにし、発振出力Ｌｘを強制的に０レベルにする。
これにより、出力電圧Ｖｏｕｔに過電流が流れた場合に、Ｐチャネルドライバトランジスタ７００を破壊せずに保護することができる。
【００１６】
上記回路に本発明を応用するためには、上記実施例と同じように、ＰチャネルドライバトランジスタＴＲ１のドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路１０および複数のトランジスタＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４，ＴＲ５とを設ける。これにより、電源電圧依存および温度特性改善の機能を上記回路に持たせることが必要になる。
【００１７】
このように、発振出力ＬｘのＨレベルの電流を電圧変換した信号１２と基準電流より電流値の低い第２基準電流による信号１０とを第２コンパレータにより比較し、信号１２が信号１０より低くなれば、その状態が第２のＳＲラッチ回路に保持され、Ｐチャネルトランジスタがオフすることにより、出力電圧が短絡した場合の過電流に対して、Ｐチャネルトランジスタが破壊されずに保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るスイッチングレギュレータの回路構成図である。
【図２】従来におけるスイッチングレギュレータの回路例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
アンプ１０：ＴＲ１のドレイン・ソース間を流れる電流をミラーするアンプ回路
４：基準電圧
５：コンパレータ
６：ＰＷＭコントローラ
７：出力制御回路
８：基準電流
９：コンパレータ
１０：ＳＲラッチ回路
ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４，ＴＲ５：トランジスタ
Ｌｘ：発振出力
Ｖｏｕｔ：出力電圧
Ｌ：コイル
Ｃ：容量
Ｒ７，Ｒ８：抵抗
【図１】
2007252161.tif 000003
【図２】
2007252161.tif 000004