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公開番号2024154645
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068583
出願日2023-04-19
発明の名称電源制御装置、スイッチング電源、車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20241024BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】適切なオフスキップ制御を実現する。
【解決手段】電源制御装置100は、入力電圧Viから出力電圧Voを生成するスイッチング電源Aの出力段HBを形成するスイッチ素子1のデューティ制御を行うコントローラ12を備える。コントローラ12は、スイッチ素子1の周期的なオフ遷移をスキップするオフスキップ機能を備える。コントローラ12は、オフスキップ機能が働いているときには出力電圧Voの帰還制御に基づくリセット信号RSTを無視してスイッチ素子1をオン状態に維持する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力電圧から出力電圧を生成するスイッチング電源の出力段を形成するスイッチ素子のデューティ制御を行うように構成されたコントローラを備え、
前記コントローラは、前記スイッチ素子の周期的なオフ遷移をスキップするオフスキップ機能を備え、前記オフスキップ機能が働いているときには前記出力電圧の帰還制御に基づくリセット信号を無視して前記スイッチ素子をオン状態に維持する、電源制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧との差分に応じて誤差信号を生成するように構成された第１アンプと、
所定のスイッチング周波数でセット信号を生成するように構成されたオシレータと、
前記誤差信号又はこれに応じた制御信号とランプ信号とを比較して前記リセット信号を生成するように構成されたコンパレータと、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記オフスキップ機能が働いていないときには、前記セット信号に応じて前記スイッチ素子をオン状態とし、前記リセット信号に応じて前記スイッチ素子をオフ状態とする、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記出力段に流れる電流に応じた電流検出信号を生成するように構成された電流検出回路と、
前記誤差信号と前記電流検出信号との差分に応じて前記制御信号を生成するように構成された第２アンプと、
をさらに備える、請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記スイッチ素子がオフ状態であるときにキャパシタを充電することにより前記スイッチ素子の駆動電圧を生成するように構成されたブートストラップ回路をさらに備える、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記スイッチ素子をオフ状態とするときに少なくとも最小オフ期間に亘って前記スイッチ素子をオフ状態に維持する、請求項４に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
クロック端に前記セット信号が入力されてデータ端に固定電圧が入力されてリセット端に前記リセット信号が入力されて出力端から第１出力信号を出力するように構成された第１Ｄフリップフロップと、
クロック端に反転セット信号が入力されてデータ端に前記第１出力信号が入力されて出力端から第２出力信号を出力するように構成された第２Ｄフリップフロップと、
前記セット信号の論理レベルを反転させて前記反転セット信号を生成するように構成されたインバータと、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号から前記スイッチ素子のデューティ制御信号を生成するように構成された論理ゲートと、
を含む、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電源制御装置と、
前記電源制御装置により駆動される前記出力段と、
を備える、スイッチング電源。
【請求項８】
前記スイッチ素子は、Ｎチャネル型である、請求項７に記載のスイッチング電源。
【請求項９】
前記出力段は、降圧型、昇圧型、昇降圧型又は反転型である、請求項７に記載のスイッチング電源。
【請求項１０】
請求項７に記載のスイッチング電源と、
前記スイッチング電源に前記入力電圧を供給するように構成されたバッテリと、
を備える、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源制御装置、スイッチング電源及び車両に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、入力電圧から所望の出力電圧を生成するスイッチング電源が様々なアプリケーションで用いられている。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、本願出願人による特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－６７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスイッチング電源（特にこれに用いられる電源制御装置）では、オフスキップ制御について改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、本開示に係る電源制御装置は、入力電圧から出力電圧を生成するスイッチング電源の出力段を形成するスイッチ素子のデューティ制御を行うように構成されたコントローラを備え、前記コントローラは、前記スイッチ素子の周期的なオフ遷移をスキップするオフスキップ機能を備え、前記オフスキップ機能が働いているときには前記出力電圧の帰還制御に基づくリセット信号を無視して前記スイッチ素子をオン状態に維持する。
【０００７】
なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る電源制御装置によれば、適切なオフスキップ制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、スイッチング電源の全体構成を示す図である。
図２は、コントローラの第１実施形態（比較例）を示す図である。
図３は、第１実施形態のオフスキップ機能を示す図である。
図４は、スイッチング周波数のヒステリシス特性を示す図である。
図５は、第１実施形態における制御信号とオンデューティとの関係を示す図である。
図６は、分周動作によりインダクタ電流の実際値とサンプリング値との間にギャップが生じる様子を示す図である。
図７は、疑似電流生成回路の導入例を示す図である。
図８は、分周動作とＰＷＭ動作の違いを説明するための図である。
図９は、分周動作の開始／解除閾値のヒステリシス要因を示す図である。
図１０は、ヒステリシス発生条件と発生有無を説明するための図である。
図１１は、分周動作の開始前後を示す図である。
図１２は、コントローラの第２実施形態を示す図である。
図１３は、第２実施形態のオフスキップ機能を示す図である。
図１４は、第２実施形態における制御信号とオンデューティとの関係を示す図である。
図１５は、車両の外観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜スイッチング電源（全体構成）＞
図１は、スイッチング電源Ａの全体構成を示す図である。本実施形態のスイッチング電源Ａは、入力電圧Ｖｉから出力電圧Ｖｏ（＜Ｖｉ）を生成して負荷Ｚに供給する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータである。本図に即して述べると、スイッチング電源Ａは、電源制御装置１００と、これに外付けされる種々のディスクリート部品（例えばインダクタＬ１、キャパシタＣ１及びＣ２、並びに、抵抗Ｒ１及びＲ２）と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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