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公開番号2025176834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024083184
出願日2024-05-22
発明の名称電源制御装置及び電源装置
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 20060101AFI20251128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数チャネル間でスイッチングのタイミングをずらす。
【解決手段】第1DC/DCコンバータ(4[1])は第1スイッチング出力段(12[1])のスイッチング動作により第1入力電圧(V_IN[1])から第1出力電圧(V_OUT[1])を生成する。第2DC/DCコンバータ(4[2])は第1スイッチング出力段(12[2])のスイッチング動作により第1入力電圧(V_IN[2])から第1出力電圧(V_OUT[2])を生成する。位相調整回路(30)は、第1入力電圧及び第1出力電圧間の比、並びに、第2入力電圧及び第2出力電圧間の比に基づき、各スイッチング出力段のスイッチング動作の位相を調整する。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータを有する電源装置の動作を制御するよう構成された電源制御装置であって、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、第１スイッチング出力段のスイッチング動作により第１入力電圧から第１出力電圧を生成するよう構成された第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、第２スイッチング出力段のスイッチング動作により第２入力電圧から第２出力電圧を生成するよう構成された第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、を含み、
当該電源制御装置は、
前記第１出力電圧に応じて前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作を制御するよう構成された第１制御駆動回路と、
前記第２出力電圧に応じて前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作を制御するよう構成された第２制御駆動回路と、
前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、各スイッチング出力段のスイッチング動作の位相を調整するよう構成された位相調整回路と、を備える
、電源制御装置。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第１スイッチング出力段の状態は第１状態及び第２状態間で交互に切り替えられ、前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第２スイッチング出力段の状態は第３状態及び第４状態間で交互に切り替えられ、
前記位相調整回路は、前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、前記第１スイッチング出力段の状態の切り替えタイミングと前記第２スイッチング出力段の状態の切り替えタイミングとが互いに相違するように前記位相の調整を行う
、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは降圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記第１スイッチング出力段は、前記第１入力電圧を受けるよう構成された第１入力端子と第１コイル接続端子との間に設けられた第１スイッチングトランジスタと、前記第１コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第１整流素子と、を有し、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１スイッチング出力段と、前記第１制御駆動回路と、前記第１コイル接続端子と前記第１出力電圧が加わる第１出力ノードとの間に設けられた第１コイルと、前記第１出力ノードとグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、を有し、前記第１駆動制御回路は、前記第１出力電圧に応じた前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第１スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記第２スイッチング出力段は、前記第２入力電圧を受けるよう構成された第２入力端子と第２コイル接続端子との間に設けられた第２スイッチングトランジスタと、前記第２コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第２整流素子と、を有し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２スイッチング出力段と、前記第２制御駆動回路と、前記第２コイル接続端子と前記第２出力電圧が加わる第２出力ノードとの間に設けられた第２コイルと、前記第２出力ノードとグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、を有し、前記第２駆動制御回路は、前記第２出力電圧に応じた前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第２スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記位相調整回路は、前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、前記第１スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングと、前記第２スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングとが互いに相違するように、前記位相の調整を行う
、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記第１スイッチング出力段は、第１コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第１スイッチングトランジスタと、前記第１コイル接続端子と前記第１出力電圧が加わる第１出力端子との間に設けられた第１整流素子と、を有し、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１スイッチング出力段と、前記第１制御駆動回路と、前記第１入力電圧が加わる第１入力ノードと前記第１コイル接続端子との間に設けられた第１コイルと、前記第１出力端子とグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、を有し、前記第１駆動制御回路は、前記第１出力電圧に応じた前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第１スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記第２スイッチング出力段は、第２コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第２スイッチングトランジスタと、前記第２コイル接続端子と前記第２出力電圧が加わる第２出力端子との間に設けられた第２整流素子と、を有し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２スイッチング出力段と、前記第２制御駆動回路と、前記第２入力電圧が加わる第２入力ノードと前記第２コイル接続端子との間に設けられた第２コイルと、前記第２出力端子とグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、を有し、前記第２駆動制御回路は、前記第２出力電圧に応じた前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第２スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記位相調整回路は、前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、前記第１スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングと、前記第２スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングとが互いに相違するように、前記位相の調整を行う
、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは降圧型のスイッチングレギュレータであり、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは昇圧型のスイッチングレギュレータであり、
前記第１スイッチング出力段は、前記第１入力電圧を受けるよう構成された第１入力端子と第１コイル接続端子との間に設けられた第１スイッチングトランジスタと、前記第１コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第１整流素子と、を有し、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１スイッチング出力段と、前記第１制御駆動回路と、前記第１コイル接続端子と前記第１出力電圧が加わる第１出力ノードとの間に設けられた第１コイルと、前記第１出力ノードとグランドとの間に設けられた第１コンデンサと、を有し、前記第１駆動制御回路は、前記第１出力電圧に応じた前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第１スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記第２スイッチング出力段は、第２コイル接続端子とグランドとの間に設けられた第２スイッチングトランジスタと、前記第２コイル接続端子と前記第２出力電圧が加わる第２出力端子との間に設けられた第２整流素子と、を有し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第２スイッチング出力段と、前記第２制御駆動回路と、前記第２入力電圧が加わる第２入力ノードと前記第２コイル接続端子との間に設けられた第２コイルと、前記第２出力端子とグランドとの間に設けられた第２コンデンサと、を有し、前記第２駆動制御回路は、前記第２出力電圧に応じた前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作において前記第２スイッチングトランジスタをオン及びオフ間で切り替え、
前記位相調整回路は、前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、前記第１スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングと、前記第２スイッチングトランジスタのオン及びオフ間の切り替えタイミングとが互いに相違するように、前記位相の調整を行う
、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項６】
第１レベル及び第２レベルを交互に持つクロック信号を生成するよう構成されたオシレータを備え、
前記位相調整回路は、前記クロック信号のレベルが前記第１レベルから前記第２レベルへ切り替わる基準タイミングを基準に各スイッチングトランジスタのターンオンタイミングを設定し、前記位相の調整において、前記基準タイミングから見た前記第１スイッチングトランジスタのターンオンタイミングの第１遅延時間及び前記基準タイミングから見た前記第２スイッチングトランジスタのターンオンタイミングの第２遅延時間の内、少なくとも一方を調整する
、請求項３～５の何れかに記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記位相調整回路は、前記第１入力電圧に対する前記第１出力電圧の比よりも前記第２入力電圧に対する前記第２出力電圧の比の方が大きいとき、前記第１遅延時間をゼロ以上に設定し且つ前記第２遅延時間を前記第１遅延時間よりも大きく設定し、前記第２入力電圧に対する前記第２出力電圧の比よりも前記第１入力電圧に対する前記第１出力電圧の比の方が大きいとき、前記第２遅延時間をゼロ以上に設定し且つ前記第１遅延時間を前記第２遅延時間よりも大きく設定する
、請求項６に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記第１入力電圧と前記第２入力電圧は互いに異なる
、請求項１～５の何れかに記載の電源制御装置。
【請求項９】
請求項１～５のの何れかに記載の電源制御装置を用いて形成される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを有する
、電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源制御装置及び電源装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
スイッチング動作により入力電圧から出力電圧を得るＤＣ／ＤＣコンバータを複数チャネル分備えた電源装置（複合電源装置）が様々なシステムで利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１７４０８０号公報
【０００４】
［概要］
この種の電源装置において、チャネル間でスイッチングのタイミングが重なるとノイズの増大等を招き得る。
【０００５】
本開示の一態様に係る電源制御装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを有する電源装置の動作を制御するよう構成された電源制御装置であって、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、第１スイッチング出力段のスイッチング動作により第１入力電圧から第１出力電圧を生成するよう構成された第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、第２スイッチング出力段のスイッチング動作により第２入力電圧から第２出力電圧を生成するよう構成された第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、を含み、当該電源制御装置は、前記第１出力電圧に応じて前記第１スイッチング出力段のスイッチング動作を制御するよう構成された第１制御駆動回路と、前記第２出力電圧に応じて前記第２スイッチング出力段のスイッチング動作を制御するよう構成された第２制御駆動回路と、前記第１入力電圧及び前記第１出力電圧間の比、並びに、前記第２入力電圧及び前記第２出力電圧間の比に基づき、各スイッチング出力段のスイッチング動作の位相を調整するよう構成された位相調整回路と、を備える。
【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概略的な構成ブロック図である。
図２は、本開示の実施形態に係る電源制御装置の外観斜視図である。
図３は、本開示の実施形態に係る電源装置に、複数チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータが設けられる様子を示す図である。
図４は、本開示の実施形態に係る電源装置に、複数チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータが設けられる様子を示す図である。
図５は、本開示の実施形態に係る電源制御装置の概略構成図である。
図６は、本開示の実施形態に係り、第１チャネルにおけるスイッチング動作の説明図である。
図７は、本開示の実施形態に係り、第１チャネルにおけるスイッチング回路の構成図である。
図８は、本開示の実施形態に係り、第２チャネルにおけるスイッチング動作の説明図である。
図９は、本開示の実施形態に係り、第２チャネルにおけるスイッチング回路の構成図である。
図１０は、本開示の実施形態に係り、第１遅延処理が行われるときのタイミングチャートである。
図１１は、本開示の実施形態に係り、第２遅延処理が行われるときのタイミングチャートである。
図１２は、本開示の実施形態に係り、第１及び第２遅延処理が行われるときのタイミングチャートである。
図１３は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａに係り、第１及び第２チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す図である。
図１４は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａに係り、第１チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図１５は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａに係り、第２チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図１６は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図１７は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図１８は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ２＿Ａに係り、第１及び第２チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す図である。
図１９は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ２＿Ａに係り、第１チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図２０は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ２＿Ａに係り、第２チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図２１は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ２＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図２２は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ２＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図２３は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ３＿Ａに係り、第１及び第２チャネルのＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す図である。
図２４は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ３＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図２５は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ３＿Ａに係り、遅延処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。
図２６は、本開示の実施形態に属する実施例ＥＸ４に係り、遅延設定回路の内部構成図である。
【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。例えば、後述の“ＣＬＫ”によって参照されるクロック信号は（図５参照）、クロック信号ＣＬＫと表記されることもあるし、信号ＣＬＫと略記されることもあり得るが、それらは全て同じものを指す。
【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（reference conductor）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することがあり、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ことがある。ライズエッジが生じるタイミングをライズエッジタイミングと称することがあり、フォールエッジが生じるタイミングをフォールエッジタイミングと称することがある。
【００１０】
ＭＯＳＦＥＴに例示される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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