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公開番号
2025004605
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-01-15
出願番号
2023104396
出願日
2023-06-26
発明の名称
比較回路及びカウント回路
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
H03K
5/08 20060101AFI20250107BHJP(基本電子回路)
要約
【課題】第1入力電圧及び第2入力電圧の差電圧を3段階以上に分類して検出する。
【解決手段】電流発生回路(113~115)は、2つの入力電圧(V
REF
、V
FB
)間の差電圧に応じ、第1ノードを通過する第1電流(I
A1
)を発生させる。第1及び第2出力回路(153、152)は第1及び第2ノード(163及び162)の電圧に基づき第1及び第2出力信号を生成する。第1及び第2ノード間に挿入トランジスタ(141)が設けられる。差電圧の変化に伴う第1電流の変化に基づき第1ノードの電圧が変化する過程において第1出力信号の論理値を反転させる。差電圧の変化に伴う第1電流の変化に基づき、第1及び第2ノード間の第2電流を発生させることで、第2電流の分、第1電流を変化させる。差電圧の変化に伴う第2電流の変化に基づき第2ノードの電圧が変化する過程において第2出力信号の論理値を反転させる。
【選択図】図15
特許請求の範囲
【請求項1】
第1入力電圧及び第2入力電圧間の差電圧に応じた複数の出力信号を生成するよう構成された比較回路であって、各出力信号は二値信号であり、前記複数の出力信号は第1出力信号及び第2出力信号を含み、
第1ノードを通過する電流であって前記差電圧に応じた第1電流を発生させるよう構成された電流発生回路と、
前記第1ノードの電圧に基づき前記第1出力信号を生成するよう構成された第1出力回路と、
第2ノードの電圧に基づき前記第2出力信号を生成するよう構成された第2出力回路と、
前記第1ノード及び前記第2ノード間に挿入される挿入トランジスタと、が当該比較回路に設けられ、
前記第1出力回路は、所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第1電流の変化に基づき前記第1ノードの電圧が変化する過程において前記第1出力信号の論理値を反転させ、
前記電流発生回路は、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第1ノードの電圧変化に基づき前記挿入トランジスタを介した前記第1ノード及び前記第2ノード間の第2電流を発生させることで、前記第2電流の分、前記第1電流を変化させ、
前記第2電流が発生するとき、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴って前記第2電流が変化し、
前記第2出力回路は、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第2電流の変化に基づき前記第2ノードの電圧が変化する過程において前記第2出力信号の論理値を反転させる
、比較回路。
続きを表示(約 2,600 文字)
【請求項2】
前記所定向きに前記差電圧が変化することで前記第1電流が増大し、
前記第1出力回路は、前記第1電流の増大に伴って前記第1ノードの電圧が低下する過程において前記第1出力信号の論理値を反転させ、
前記電流発生回路は、前記第1ノードの電圧低下に基づき前記第2ノードから前記挿入トランジスタを介し前記第1ノードに向かう前記第2電流を発生させることで、前記第2電流を前記第1電流に加算し、
前記第2電流が発生するとき、前記所定向きに前記差電圧が変化することで前記第2電流が増大し、
前記第2出力回路は、前記第2電流の増大に伴って前記第2ノードの電圧が低下する過程において前記第2出力信号の論理値を反転させる
、請求項1に記載の比較回路。
【請求項3】
前記第1入力電圧及び前記第2入力電圧を受けるよう構成された差動対と、
前記差動対と前記第1ノードに接続されたカレントミラー回路と、を更に備え、
前記カレントミラー回路及び前記電流発生回路により、前記差電圧に応じた電流が前記第1電流として前記第1ノード及び前記カレントミラー回路間に流れ且つ前記所定向きへの前記差電圧の変化に応答して前記第1電流が増大する
、請求項2に記載の比較回路。
【請求項4】
前記電流発生回路は、第1電流源及び第2電流源を有し、
前記第1電流源と前記カレントミラー回路との間に前記第1ノードが設けられ、前記第1電流源による前記第1電流源及び前記第1ノード間の発生電流に基づき前記第1電流が生成され、
前記第2電流源と前記挿入トランジスタとの間に前記第2ノードが設けられ、前記第2電流源による前記第2電流源及び前記第2ノード間の発生電流に基づき前記第2電流が生成される
、請求項3に記載の比較回路。
【請求項5】
前記挿入トランジスタは、所定のバイアス電圧を受けるゲートと、前記第2ノードに接続されたドレインと、前記第1ノードに接続されたソースと、有するNチャネル型の電界効果トランジスタであり、
前記第1ノードの電圧低下に基づき前記挿入トランジスタがオンとなるとき、前記第2電流源の前記発生電流を含む前記第2電流が前記挿入トランジスタを介し前記第1ノードに向かう
、請求項4に記載の比較回路。
【請求項6】
前記差電圧の前記所定向きへの変化の過程において前記第1ノードの電圧低下に基づき前記第1出力信号の論理値が反転した後、前記差電圧が更に前記所定向きへ変化することで前記第2ノードの電圧低下に基づき前記第2出力信号の論理値が反転する
、請求項2~5の何れかに記載の比較回路。
【請求項7】
前記複数の出力信号は第3出力信号を含み、前記挿入トランジスタは第1挿入トランジスタであり、
第3ノードの電圧に基づき前記第3出力信号を生成するよう構成された第3出力回路と、
前記第2ノード及び前記第3ノード間に挿入される第2挿入トランジスタと、が当該比較回路に更に設けられ、
前記電流発生回路は、前記第2電流の発生を伴う前記第2ノードの電圧低下に基づき前記第3ノードから前記第2挿入トランジスタ、前記第2ノード及び前記第1挿入トランジスタを介し前記第1ノードに向かう第3電流を発生させることで、前記第3電流を含む前記第2電流を前記第1電流に加算し、
前記第3電流が発生するとき、前記所定向きに前記差電圧が変化することで前記第3電流が増大し、
前記第3出力回路は、前記第3電流の増大に伴って前記第3ノードの電圧が低下する過程において前記第3出力信号の論理値を反転させる
、請求項2に記載の比較回路。
【請求項8】
前記第1入力電圧及び前記第2入力電圧を受けるよう構成された差動対と、
前記差動対と前記第1ノードに接続されたカレントミラー回路と、を更に備え、
前記カレントミラー回路及び前記電流発生回路により、前記差電圧に応じた電流が前記第1電流として前記第1ノード及び前記カレントミラー回路間に流れ且つ前記所定向きへの前記差電圧の変化に応答して前記第1電流が増大する
、請求項7に記載の比較回路。
【請求項9】
前記電流発生回路は、第1電流源、第2電流源及び第3電流源を有し、
前記第1電流源と前記カレントミラー回路との間に前記第1ノードが設けられ、前記第1電流源による前記第1電流源及び前記第1ノード間の発生電流に基づき前記第1電流が生成され、
前記第2電流源と前記第1挿入トランジスタとの間に前記第2ノードが設けられ、前記第2電流源による前記第2電流源及び前記第2ノード間の発生電流に基づき前記第2電流が生成され、
前記第3電流源と前記第2挿入トランジスタとの間に前記第3ノードが設けられ、前記第3電流源による前記第3電流源及び前記第3ノード間の発生電流に基づき前記第3電流が生成される
、請求項8に記載の比較回路。
【請求項10】
前記第1挿入トランジスタは、所定のバイアス電圧を受けるゲートと、前記第2ノードに接続されたドレインと、前記第1ノードに接続されたソースと、有するNチャネル型の電界効果トランジスタであり、
前記第2挿入トランジスタは、前記バイアス電圧を受けるゲートと、前記第3ノードに接続されたドレインと、前記第2ノードに接続されたソースと、有するNチャネル型の電界効果トランジスタであり、
前記第1ノードの電圧低下に基づき前記第1挿入トランジスタがオンとなるとき、前記第2電流源の前記発生電流を含む前記第2電流が前記第1挿入トランジスタを介し前記第1ノードに向かい、
前記第2ノードの電圧低下に基づき前記第2挿入トランジスタがオンとなるとき、前記第3電流源の前記発生電流を含む前記第3電流が前記第2挿入トランジスタ、前記第2ノード及び前記第1挿入トランジスタを介し前記第1ノードに向かう
、請求項9に記載の比較回路。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、比較回路及びカウント回路に関する。
続きを表示(約 3,200 文字)
【背景技術】
【0002】
第1入力電圧及び第2入力電圧の高低関係を検出する比較回路が様々な機能回路に組み込まれる。例えば、スイッチング電源装置において比較回路が利用される(下記特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第7058326号公報
【0004】
[概要]
第1入力電圧及び第2入力電圧の何れかが高いかを単に検出するのではなく、第1入力電圧及び第2入力電圧の差電圧を3段階以上に分類して検出することができれば、比較回路の有益性が増す。
【0005】
本開示に係る比較回路は、第1入力電圧及び第2入力電圧間の差電圧に応じた複数の出力信号を生成するよう構成された比較回路であって、各出力信号は二値信号であり、前記複数の出力信号は第1出力信号及び第2出力信号を含み、第1ノードを通過する電流であって前記差電圧に応じた第1電流を発生させるよう構成された電流発生回路と、前記第1ノードの電圧に基づき前記第1出力信号を生成するよう構成された第1出力回路と、第2ノードの電圧に基づき前記第2出力信号を生成するよう構成された第2出力回路と、前記第1ノード及び前記第2ノード間に挿入される挿入トランジスタと、が当該比較回路に設けられ、前記第1出力回路は、所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第1電流の変化に基づき前記第1ノードの電圧が変化する過程において前記第1出力信号の論理値を反転させ、前記電流発生回路は、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第1ノードの電圧変化に基づき前記挿入トランジスタを介した前記第1ノード及び前記第2ノード間の第2電流を発生させることで、前記第2電流の分、前記第1電流を変化させ、前記第2電流が発生するとき、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴って前記第2電流が変化し、前記第2出力回路は、前記所定向きへの前記差電圧の変化に伴う前記第2電流の変化に基づき前記第2ノードの電圧が変化する過程において前記第2出力信号の論理値を反転させる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1は、本開示の実施形態に係る電源装置の全体構成図である。
図2は、本開示の実施形態に係り、電源装置のスイッチング制御のタイミングチャートである。
図3は、本開示の実施形態に係り、電源制御装置内の一部構成図である。
図4は、本開示の実施形態に係り、図3に示す回路の動作説明図である。
図5は、第1参考構成に係る誤差補正回路を示す図である。
図6は、第1参考構成に係り、負荷変動時の動作説明図である。
図7は、第2参考構成に係る誤差補正回路を示す図である。
図8は、第2参考構成に係り、負荷変動時の動作説明図である。
図9は、第2参考構成に係る誤差補正回路を示す図である。
図10は、本開示の実施形態に係る誤差補正回路を示す図である。
図11は、本開示の実施形態に係り、誤差補正回路に設けられる比較回路の動作説明図である。
図12は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、比較回路の構成図である。
図13は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、シュミットインバータの動作説明図である。
図14は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図15は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図16は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図17は、本開示の実施形態に属する第1実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図18は、本開示の実施形態に属する第2実施例に係り、比較回路の構成図である。
図19は、本開示の実施形態に属する第2実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図20は、本開示の実施形態に属する第2実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図21は、本開示の実施形態に属する第2実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図22は、本開示の実施形態に属する第2実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図23は、本開示の実施形態に属する第3実施例に係り、比較回路の構成図である。
図24は、本開示の実施形態に属する第3実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図25は、本開示の実施形態に属する第3実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図26は、本開示の実施形態に属する第3実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図27は、本開示の実施形態に属する第3実施例に係り、比較回路における4状態の1つを示す図である。
図28は、本開示の実施形態に属する第4実施例に係り、負荷電流が急激に増大したときにおける電源装置の動作を示す波形図である。
図29は、第1参考構成に係り、地絡の発生及び解消に関わる電源装置の動作を示す波形図である。
図30は、本開示の実施形態に属する第5実施例に係り、地絡の発生及び解消に関わる電源装置の動作を示す波形図である。
図31は、本開示の実施形態に属する第6実施例に係り、比較回路の構成図である。
【0007】
[詳細な説明]
以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。
【0008】
まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。グランドとは、基準となる0V(ゼロボルト)の電位を有する基準導電部を指す又は0Vの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体を用いて形成されて良い。0Vの電位をグランド電位と称することもある。本開示の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧はグランドから見た電位を表す。
【0009】
レベルとは電位のレベルを指し、任意の注目した信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。任意の注目した信号又は電圧において、ローレベルからハイレベルへの切り替わりをライズエッジと称し、ハイレベルからローレベルへの切り替わりをフォールエッジと称する。
【0010】
MOSFETを含むFET(電界効果トランジスタ)として構成された任意のトランジスタについて、オン状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が導通している状態を指し、オフ状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が非導通となっている状態(遮断状態)を指す。FETに分類されないトランジスタについても同様である。MOSFETは、特に記述無き限り、エンハンスメント型のMOSFETであると解される。MOSFETは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。また、特に記述なき限り、任意のMOSFETにおいて、バックゲートはソースに短絡されていると考えて良い。
(【0011】以降は省略されています)
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