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JP2024031344A - Power supply device - Google Patents

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JP2024031344A
JP2024031344A JP2022134845A JP2022134845A JP2024031344A JP 2024031344 A JP2024031344 A JP 2024031344A JP 2022134845 A JP2022134845 A JP 2022134845A JP 2022134845 A JP2022134845 A JP 2022134845A JP 2024031344 A JP2024031344 A JP 2024031344A
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Japan
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load
side transistor
power supply
temperature
low
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JP2022134845A
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Japanese (ja)
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公義 三添
Kimiyoshi Mizoe
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Nisshinbo Micro Devices Inc
Original Assignee
Nisshinbo Micro Devices Inc
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Publication date
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Abstract

To make a power supply device operate by applying a heat to a load in order to make the load being stable with a simple structure under a low temperature.SOLUTION: A power supply device comprises: a high-side transistor to which a drain and a source are connected to between a power supply terminal and a middle point terminal; a low-side transistor to which the drain and the source are connected to between the middle point terminal and a ground terminal; a low-pass filter that outputs an output voltage by smoothing a voltage of the middle point terminal; a switching control part that makes the high-side transistor and the low-side transistor switch operate complementary; a liner control part that makes the high-side transistor operates in a liner amplification; a temperature detection element that detects the temperature of the load; and a temperature control part that controls a voltage value of an output voltage so as to set to a target value by the liner control part in the case where the temperature of the load is lower than a first value, and controls the output voltage so as to set to a target value by the switching control part in the case where a temperature of the load is higher than a second value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device.

電子機器は、様々な温度環境において使用される。このため電子機器に備えられる各種のデバイスは、様々な温度環境において安定した動作をしなければならない。 Electronic devices are used in various temperature environments. Therefore, various devices included in electronic equipment must operate stably in various temperature environments.

しかしながら、一部のデバイスは、低温環境下において特性に変動が生じたり、個体差が大きくなったりする。例えば、水晶発振器は、-35°C以下において、発振周波数に変動が生じたり、温度特性のばらつきの個体差が大きくなったりする。 However, some devices exhibit variations in characteristics or large individual differences in a low-temperature environment. For example, in a crystal oscillator, the oscillation frequency fluctuates at temperatures below −35° C., and individual differences in temperature characteristics become large.

このような問題を解決するため、例えば、水晶発振器の近傍にヒータを設け、低温環境下においてヒータにより水晶発振器を加熱する技術が知られている(特許文献1)。また、例えば、水晶発振器の近傍のヒータに電流を流すことにより電源電圧を不安定化してデータ転送にエラーが発生することを回避するために、データ転送後においてヒータの動作を開始させる技術が知られている(特許文献2)。 In order to solve such problems, for example, a technique is known in which a heater is provided near the crystal oscillator and the crystal oscillator is heated by the heater in a low-temperature environment (Patent Document 1). In addition, for example, in order to avoid errors in data transfer due to instability of the power supply voltage by flowing current to the heater near the crystal oscillator, a technology is known that starts the operation of the heater after data transfer. (Patent Document 2).

特開2010-62868号公報JP2010-62868A 特開2021-48460号公報JP2021-48460A

しかしながら、ヒータを設け、低温時においてヒータを動作させる構成は部品数が多くなってしまう。また、ヒータの動作により周囲の回路の動作が不安定化してしまう可能性がある。 However, a configuration in which a heater is provided and the heater is operated at low temperatures requires a large number of parts. Furthermore, the operation of the heater may destabilize the operation of surrounding circuits.

本発明は、負荷に電力を供給するとともに、低温時において簡易な構成で負荷に熱を与えて負荷を安定して動作させることができる電源装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply device that can supply power to a load and operate the load stably by applying heat to the load with a simple configuration at low temperatures.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、負荷に安定化した直流の出力電圧を供給する電源装置であって、電源電圧が与えられる電源端子と中点端子との間に、ドレインおよびソースが接続されるハイサイドトランジスタと、前記中点端子とグランド電位が与えられるグランド端子との間に接続される整流素子と、前記中点端子の電圧を平滑化して前記出力電圧を出力する出力端子へと供給するローパスフィルタと、前記ハイサイドトランジスタをスイッチング動作させることにより、前記出力電圧の電圧値を、予め設定された目標値に近づけるスイッチング制御部と、前記ハイサイドトランジスタをリニア増幅動作させることにより、前記出力電圧の電圧値を前記目標値に近づけるリニア制御部と、前記負荷の温度を検出する温度検出素子と、前記負荷の温度が予め設定された第1値より低い場合、前記スイッチング制御部の機能を停止させ、前記リニア制御部により前記出力電圧の電圧値を前記目標値にするように制御させ、前記負荷の温度が前記第1値以上の予め設定された第2値より高い場合、前記リニア制御部の機能を停止させ、前記スイッチング制御部により前記出力電圧を前記目標値にするように制御させる温度制御部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the power supply device according to the present invention is a power supply device that supplies a stabilized DC output voltage to a load, and the power supply device is a power supply device that supplies a stabilized DC output voltage to a load. a high-side transistor whose drain and source are connected to the terminal; a rectifying element connected between the midpoint terminal and a ground terminal to which a ground potential is applied; and a rectifying element that smoothes the voltage at the midpoint terminal. a low-pass filter that supplies the output voltage to an output terminal that outputs the output voltage; a switching control unit that causes the voltage value of the output voltage to approach a preset target value by switching the high-side transistor; a linear control unit that brings the voltage value of the output voltage closer to the target value by linearly amplifying a high-side transistor; a temperature detection element that detects the temperature of the load; and a temperature detection element that detects the temperature of the load; If the temperature of the load is lower than the first value, the function of the switching control section is stopped, the linear control section controls the voltage value of the output voltage to the target value, and the temperature of the load is set to be equal to or higher than the first value. A temperature control section that stops the function of the linear control section and causes the switching control section to control the output voltage to the target value when the temperature is higher than the second set value.

本発明によれば、負荷に電力を供給するとともに、低温時において簡易な構成で負荷に熱を与えて負荷を安定して動作させることができる。 According to the present invention, it is possible to supply power to a load and to stably operate the load by applying heat to the load with a simple configuration at low temperatures.

図1は、実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electronic device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る電子機器の実装例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of mounting the electronic device according to the embodiment. 図3は、温度制御部の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the process flow of the temperature control section. 図4は、第1変形例に係る電子機器の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an electronic device according to a first modification. 図5は、第1変形例に係る電子機器の実装例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of mounting an electronic device according to the first modification. 図6は、第2変形例に係る電子機器の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an electronic device according to a second modification.

以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る電子機器10を詳細に説明する。実施形態に係る電子機器10は、負荷に電力を供給するとともに、低温時において簡易な構成で負荷に熱を与えて負荷を安定して動作させる。 Hereinafter, an electronic device 10 according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The electronic device 10 according to the embodiment supplies power to the load, and also provides heat to the load with a simple configuration at low temperatures to stably operate the load.

図1は、実施形態に係る電子機器10の構成を示す図である。電子機器10は、電源装置20と、第1負荷22と、第2負荷24とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electronic device 10 according to an embodiment. The electronic device 10 includes a power supply device 20, a first load 22, and a second load 24.

電源装置20は、負荷に安定化した直流の出力電圧を出力する。第1負荷22および第2負荷24は、負荷の一例であって、電源装置20から出力された直流電圧を電力源として動作する回路またはデバイスである。 The power supply device 20 outputs a stabilized DC output voltage to the load. The first load 22 and the second load 24 are examples of loads, and are circuits or devices that operate using the DC voltage output from the power supply device 20 as a power source.

第1負荷22は、低温時において、特性が変動したり、特性の個体差が大きくなったりする。第1負荷22は、例えば水晶発振器である。水晶発振器は、-35°C以下において、発振周波数に変動が生じたり、温度特性のばらつきの個体差が大きくなったりする。なお、第1負荷22は、水晶発振器以外の、例えば低温時において動作が安定化しないプロセッサ等のデバイスであってもよい。また、第1負荷22は、水晶発振器等以外の、低温時であっても動作が安定しているデバイスをさらに含む構成であってもよい。 The characteristics of the first load 22 fluctuate or the individual differences in characteristics become large at low temperatures. The first load 22 is, for example, a crystal oscillator. Crystal oscillators experience fluctuations in oscillation frequency and large individual differences in temperature characteristics at temperatures below -35°C. Note that the first load 22 may be a device other than a crystal oscillator, such as a processor whose operation is not stable at low temperatures. Further, the first load 22 may further include a device other than a crystal oscillator, which operates stably even at low temperatures.

第2負荷24は、第1負荷22と協働して動作する。例えば第1負荷22が水晶発振器である場合、第2負荷24は、第1負荷22により発生されたクロックに基づき動作する回路である。 The second load 24 operates in cooperation with the first load 22. For example, when the first load 22 is a crystal oscillator, the second load 24 is a circuit that operates based on the clock generated by the first load 22.

電源装置20は、出力端子26を有する。出力端子26は、第1負荷22および第2負荷24に接続され、出力電圧を出力する。 Power supply device 20 has an output terminal 26. The output terminal 26 is connected to the first load 22 and the second load 24 and outputs an output voltage.

なお、本実施形態において、出力端子26等の各端子は、電気的な導通がされている部分であれば、ICの端子であってもよいし、基板上に形成された電極パットであってもよいし、単なる配線の一部分であってもよい。 In this embodiment, each terminal such as the output terminal 26 may be an IC terminal or an electrode pad formed on a substrate as long as it is electrically conductive. Alternatively, it may be simply a part of the wiring.

また、電源装置20は、電源IC(Integrated Circuit)30と、ローパスフィルタ32と、ハイサイド分圧抵抗34と、ローサイド分圧抵抗36と、温度検出素子38とを有する。 Further, the power supply device 20 includes a power supply IC (Integrated Circuit) 30, a low-pass filter 32, a high-side voltage dividing resistor 34, a low-side voltage dividing resistor 36, and a temperature detection element 38.

電源IC30は、電源端子52、グランド端子54、中間端子56、フィードバック端子58および温度検出端子60を含む。 Power supply IC 30 includes a power supply terminal 52, a ground terminal 54, an intermediate terminal 56, a feedback terminal 58, and a temperature detection terminal 60.

電源IC30は、スイッチング動作またはリニア増幅動作をする。電源IC30は、スイッチング動作をする場合、電源電圧とグランド電位とが交互に切り替わるパルス電圧を発生する。また、電源IC30は、リニア増幅動作をする場合、目標値に安定化された直流電圧を発生する。 The power supply IC 30 performs a switching operation or a linear amplification operation. When performing a switching operation, the power supply IC 30 generates a pulse voltage in which the power supply voltage and the ground potential are alternately switched. Further, when performing a linear amplification operation, the power supply IC 30 generates a DC voltage stabilized at a target value.

電源端子52は、バッテリまたは電力変換装置等の直流電力源等から電源電圧が与えられる。グランド端子54は、グランドに接続され、グランド電位が与えられる。 The power supply terminal 52 is supplied with a power supply voltage from a DC power source such as a battery or a power converter. The ground terminal 54 is connected to the ground and given a ground potential.

中間端子56は、スイッチング動作をする場合、パルス電圧を出力する。また、中間端子56は、リニア増幅動作をする場合、直流電圧を出力する。 The intermediate terminal 56 outputs a pulse voltage when performing a switching operation. Further, the intermediate terminal 56 outputs a DC voltage when performing a linear amplification operation.

フィードバック端子58は、直列に接続されたハイサイド分圧抵抗34とローサイド分圧抵抗36との接続点と接続される。温度検出端子60は、温度検出素子38に接続される。 Feedback terminal 58 is connected to a connection point between high-side voltage dividing resistor 34 and low-side voltage dividing resistor 36 connected in series. The temperature detection terminal 60 is connected to the temperature detection element 38.

ローパスフィルタ32は、電源IC30の中間端子56と出力端子26との間に設けられる。ローパスフィルタ32は、電源IC30の中間端子56から出力された電圧を平滑化して、出力端子26から出力電圧として出力する。従って、電源IC30がスイッチング動作をしており、中間端子56からパルス電圧を出力している場合、ローパスフィルタ32は、パルス電圧を平滑化して直流の出力電圧として、出力端子26から出力することができる。 The low-pass filter 32 is provided between the intermediate terminal 56 and the output terminal 26 of the power supply IC 30. The low-pass filter 32 smoothes the voltage output from the intermediate terminal 56 of the power supply IC 30 and outputs it from the output terminal 26 as an output voltage. Therefore, when the power supply IC 30 is performing a switching operation and outputs a pulse voltage from the intermediate terminal 56, the low-pass filter 32 can smooth the pulse voltage and output it from the output terminal 26 as a DC output voltage. can.

本実施形態において、ローパスフィルタ32は、インダクタ40と、キャパシタ42とを含む。インダクタ40は、中間端子56と出力端子26との間に接続される。キャパシタ42は、出力端子26とグランドとの間に接続される。インダクタ40およびキャパシタ42は、中間端子56の電圧を平滑化して出力端子26から出力することができる。また、キャパシタ42は、第1負荷22および第2負荷24の消費電流の急激な変動により電源IC30から電流供給の応答が遅れる場合、電源IC30に代わり一時的に電荷の供給および吸収をする。 In this embodiment, the low-pass filter 32 includes an inductor 40 and a capacitor 42. Inductor 40 is connected between intermediate terminal 56 and output terminal 26 . Capacitor 42 is connected between output terminal 26 and ground. Inductor 40 and capacitor 42 can smooth the voltage at intermediate terminal 56 and output it from output terminal 26 . Further, the capacitor 42 temporarily supplies and absorbs charge in place of the power supply IC 30 when the response of the current supply from the power supply IC 30 is delayed due to a sudden change in the current consumption of the first load 22 and the second load 24 .

なお、ローパスフィルタ32は、図1に示す構成に限らずどのような構成であってもよい。また、ローパスフィルタ32は、電源IC30の内部に含まれる構成であってもよい。 Note that the low-pass filter 32 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may have any configuration. Furthermore, the low-pass filter 32 may be included inside the power supply IC 30.

ハイサイド分圧抵抗34およびローサイド分圧抵抗36は、直列に接続される。直列に接続されたハイサイド分圧抵抗34およびローサイド分圧抵抗36は、出力端子26とグランド端子54との間に設けられる。ハイサイド分圧抵抗34は、出力端子26側に設けられる。ローサイド分圧抵抗36は、グランド端子54側に設けられる。ハイサイド分圧抵抗34とローサイド分圧抵抗36との接続点は、電源IC30のフィードバック端子58に接続される。これにより、電源IC30は、出力電圧の電圧値を検知することができる。なお、ハイサイド分圧抵抗34およびローサイド分圧抵抗36は、電源IC30の内部に含まれる構成であってもよい。 High side voltage dividing resistor 34 and low side voltage dividing resistor 36 are connected in series. A high-side voltage dividing resistor 34 and a low-side voltage dividing resistor 36 connected in series are provided between the output terminal 26 and the ground terminal 54. The high side voltage dividing resistor 34 is provided on the output terminal 26 side. The low-side voltage dividing resistor 36 is provided on the ground terminal 54 side. A connection point between the high-side voltage dividing resistor 34 and the low-side voltage dividing resistor 36 is connected to a feedback terminal 58 of the power supply IC 30. Thereby, the power supply IC 30 can detect the voltage value of the output voltage. Note that the high-side voltage dividing resistor 34 and the low-side voltage dividing resistor 36 may be included inside the power supply IC 30.

温度検出素子38は、第1負荷22の近傍に配置され、第1負荷22の温度を検出する。温度検出素子38は、電源IC30の温度検出端子60に接続され、第1負荷22の温度を表す温度信号を電源IC30に供給する。例えば、温度検出素子38は、温度に応じて順方向電流が変化するダイオードである。なお、温度検出素子38は、このようなダイオードに限らず、他のデバイスまたは回路であってもよい。また、温度検出素子38は、電源IC30の内部に含まれる構成であってもよい。 The temperature detection element 38 is placed near the first load 22 and detects the temperature of the first load 22. The temperature detection element 38 is connected to the temperature detection terminal 60 of the power supply IC 30 and supplies a temperature signal representing the temperature of the first load 22 to the power supply IC 30. For example, the temperature detection element 38 is a diode whose forward current changes depending on the temperature. Note that the temperature detection element 38 is not limited to such a diode, but may be another device or circuit. Further, the temperature detection element 38 may be included inside the power supply IC 30.

電源IC30は、ハイサイドトランジスタ62と、ハイサイドドライバ64と、ローサイドトランジスタ(整流素子)66と、ローサイドドライバ68と、スイッチング制御部70と、リニア制御部72と、温度制御部74とを含む。 Power supply IC 30 includes a high-side transistor 62, a high-side driver 64, a low-side transistor (rectifier) 66, a low-side driver 68, a switching control section 70, a linear control section 72, and a temperature control section 74.

なお、電源IC30に含まれるこれらの各構成要素の全部または一部は、集積回路として一体化されていなくてもよい。例えば、電源IC30に含まれるこれらの各構成要素の一部は、集積回路とは別体の素子であり、基板上で集積回路と接続される構成であってもよい。 Note that all or some of these components included in the power supply IC 30 do not need to be integrated as an integrated circuit. For example, some of these components included in the power supply IC 30 may be elements separate from the integrated circuit, and may be configured to be connected to the integrated circuit on the substrate.

ハイサイドトランジスタ62は、電源端子52と中間端子56との間に、ドレインおよびソースが接続される。ハイサイドトランジスタ62は、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。本実施形態においては、ハイサイドトランジスタ62は、エンハンスメント型のP-MOSFETであり、ソースが電源端子52に接続され、ドレインが中間端子56に接続される。 The drain and source of the high-side transistor 62 are connected between the power supply terminal 52 and the intermediate terminal 56. The high-side transistor 62 is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). In this embodiment, the high-side transistor 62 is an enhancement type P-MOSFET, and has a source connected to the power supply terminal 52 and a drain connected to the intermediate terminal 56.

ハイサイドトランジスタ62は、ゲートに印加される電圧に応じて、ドレインとソースとの間を導通状態または非導通状態に切り替えるスイッチング動作をする。また、ハイサイドトランジスタ62は、ゲートに印加される電圧に応じて、ドレイン-ソース間に流れる電流量がリニアに変化するリニア増幅動作もする。 The high-side transistor 62 performs a switching operation to switch between a conductive state and a non-conductive state between the drain and source depending on the voltage applied to the gate. Further, the high-side transistor 62 also performs a linear amplification operation in which the amount of current flowing between the drain and the source changes linearly depending on the voltage applied to the gate.

ハイサイドドライバ64は、ハイサイドトランジスタ62にゲート電圧を印加する。ハイサイドドライバ64は、スイッチング制御部70またはリニア制御部72から制御を受け付ける。ハイサイドドライバ64は、スイッチング制御部70から制御を受け付ける場合、ハイサイドトランジスタ62にスイッチング動作をさせる。また、ハイサイドドライバ64は、リニア制御部72から制御を受け付ける場合、ハイサイドトランジスタ62にリニア増幅動作をさせる。 High side driver 64 applies a gate voltage to high side transistor 62. The high side driver 64 receives control from the switching control section 70 or the linear control section 72. When receiving control from the switching control unit 70, the high-side driver 64 causes the high-side transistor 62 to perform a switching operation. Furthermore, when receiving control from the linear control unit 72, the high-side driver 64 causes the high-side transistor 62 to perform a linear amplification operation.

ローサイドトランジスタ66は、中間端子56とグランド端子54との間に、ドレインおよびソースが接続される。ローサイドトランジスタ66は、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。本実施形態においては、ローサイドトランジスタ66は、エンハンスメント型のN-MOSFETであり、ドレインが中間端子56に接続され、ソースがグランド端子54に接続される。 The drain and source of the low-side transistor 66 are connected between the intermediate terminal 56 and the ground terminal 54. The low-side transistor 66 is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). In this embodiment, the low-side transistor 66 is an enhancement type N-MOSFET, and has a drain connected to the intermediate terminal 56 and a source connected to the ground terminal 54.

ローサイドトランジスタ66は、ゲートに印加される電圧に応じて、ドレインとソースとの間を導通状態または非導通状態に切り替えるスイッチング動作をする。 The low-side transistor 66 performs a switching operation to switch between a conductive state and a non-conductive state between the drain and source depending on the voltage applied to the gate.

ローサイドドライバ68は、ローサイドトランジスタ66にゲート電圧を印加する。ローサイドドライバ68は、スイッチング制御部70またはリニア制御部72から制御を受け付ける。ローサイドドライバ68は、スイッチング制御部70から制御を受け付ける場合、ローサイドトランジスタ66にスイッチング動作をさせる。また、ローサイドドライバ68は、リニア制御部72から制御を受け付ける場合、ローサイドトランジスタ66を、非導通状態とさせる。 Low side driver 68 applies a gate voltage to low side transistor 66. The low side driver 68 receives control from the switching control section 70 or the linear control section 72. When receiving control from the switching control unit 70, the low-side driver 68 causes the low-side transistor 66 to perform a switching operation. Furthermore, when receiving control from the linear control section 72, the low-side driver 68 causes the low-side transistor 66 to be rendered non-conductive.

スイッチング制御部70は、ハイサイド分圧抵抗34とローサイド分圧抵抗36との接続点の電圧である参照電圧の電圧値を取得する。スイッチング制御部70は、ハイサイドドライバ64およびローサイドドライバ68を介して、ハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66を相補的にスイッチング動作させる。すなわち、スイッチング制御部70は、ハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66の両方が同時に導通状態とならないように、ハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66のそれぞれを交互に導通状態とする。そして、スイッチング制御部70は、参照電圧の電圧値が予め設定された電圧値となるように、ハイサイドトランジスタ62が導通状態の時間と、ローサイドトランジスタ66が導通状態の時間の比率を制御する。これにより、スイッチング制御部70は、第1負荷22および第2負荷24による消費電流が変化した場合も、第1負荷22および第2負荷24に対して目標値の出力電圧を安定して供給することができる。 The switching control unit 70 acquires the voltage value of the reference voltage, which is the voltage at the connection point between the high-side voltage dividing resistor 34 and the low-side voltage dividing resistor 36. The switching control unit 70 causes the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 to perform complementary switching operations via the high-side driver 64 and the low-side driver 68. That is, the switching control unit 70 alternately turns on each of the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 so that both the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 do not turn on at the same time. Then, the switching control unit 70 controls the ratio of the time during which the high-side transistor 62 is in a conductive state and the time during which the low-side transistor 66 is in a conductive state so that the voltage value of the reference voltage becomes a preset voltage value. Thereby, the switching control unit 70 stably supplies the output voltage of the target value to the first load 22 and the second load 24 even when the current consumption by the first load 22 and the second load 24 changes. be able to.

リニア制御部72は、ハイサイド分圧抵抗34とローサイド分圧抵抗36との接続点の電圧である参照電圧の電圧値を取得する。リニア制御部72は、ローサイドトランジスタ66を、ローサイドドライバ68を介して非導通状態とする。そして、リニア制御部72は、参照電圧の電圧値が予め設定された電圧値となるように、ハイサイドドライバ64を介してハイサイドトランジスタ62のドレイン-ソース間電流を変化させるリニア増幅動作させる。すなわち、リニア制御部72は、ハイサイドトランジスタ62をリニア増幅動作させることにより、出力電圧の電圧値を、予め設定された第1目標値に近づける。これにより、リニア制御部72は、第1負荷22および第2負荷24による消費電流が変化した場合も、第1負荷22および第2負荷24に対して目標値の出力電圧を安定して供給することができる。 The linear control unit 72 acquires the voltage value of the reference voltage, which is the voltage at the connection point between the high-side voltage dividing resistor 34 and the low-side voltage dividing resistor 36. The linear control unit 72 makes the low-side transistor 66 non-conductive via the low-side driver 68. Then, the linear control unit 72 performs a linear amplification operation to change the drain-source current of the high-side transistor 62 via the high-side driver 64 so that the voltage value of the reference voltage becomes a preset voltage value. That is, the linear control unit 72 causes the high-side transistor 62 to perform a linear amplification operation, thereby bringing the voltage value of the output voltage close to a preset first target value. Thereby, the linear control unit 72 stably supplies the output voltage of the target value to the first load 22 and the second load 24 even when the current consumption by the first load 22 and the second load 24 changes. be able to.

温度制御部74は、温度検出素子38から、第1負荷22の温度を表す温度信号を取得する。温度制御部74は、温度信号に基づき、スイッチング制御部70およびリニア制御部72の何れか一方を機能させ、他方の機能を停止させる。すなわち、温度制御部74は、温度信号に基づき、スイッチング制御により出力電圧を安定化させるか、リニア増幅制御により出力電圧を安定させるかを切り替える。 The temperature control unit 74 acquires a temperature signal representing the temperature of the first load 22 from the temperature detection element 38. The temperature control section 74 causes one of the switching control section 70 and the linear control section 72 to function, and stops the other function, based on the temperature signal. That is, the temperature control unit 74 switches between stabilizing the output voltage by switching control and stabilizing the output voltage by linear amplification control based on the temperature signal.

より詳しくは、第1負荷22の温度が第1値より低い場合、スイッチング制御部70の機能を停止させ、リニア制御部72により出力電圧の電圧値を目標値にするように制御させる。また、温度制御部74は、第1負荷22の温度が第1値以上の予め設定された第2値より高い場合、リニア制御部72の機能を停止させ、スイッチング制御部70により出力電圧を目標値にするように制御させる。 More specifically, when the temperature of the first load 22 is lower than the first value, the function of the switching control section 70 is stopped, and the linear control section 72 is controlled to set the voltage value of the output voltage to the target value. Further, when the temperature of the first load 22 is higher than a preset second value that is equal to or higher than the first value, the temperature control unit 74 stops the function of the linear control unit 72 and causes the switching control unit 70 to adjust the output voltage to the target value. Control the value.

図2は、電子機器10の実装例を示す図である。電子機器10は、例えば、基板82と、熱伝導体板84とを備える。 FIG. 2 is a diagram showing an example of mounting the electronic device 10. As shown in FIG. The electronic device 10 includes, for example, a substrate 82 and a heat conductor plate 84.

基板82および熱伝導体板84のそれぞれは、配線を含み、半導体装置および電子デバイスが実装される。熱伝導体板84は、同一の熱伝導係数の材料で形成される基板または半導体層である。熱伝導体板84は、基板82よりも熱伝導特性が良い材料により形成される。 Each of the substrate 82 and the thermal conductor plate 84 includes wiring, and semiconductor devices and electronic devices are mounted thereon. The thermal conductor plate 84 is a substrate or a semiconductor layer formed of a material having the same thermal conductivity coefficient. The thermal conductor plate 84 is formed of a material having better thermal conductivity than the substrate 82.

本実施形態において、第2負荷24は、基板82に設けられる。また、ローパスフィルタ32、ハイサイド分圧抵抗34およびローサイド分圧抵抗36等を含む素子群86も、基板82に設けられる。 In this embodiment, the second load 24 is provided on the substrate 82. Further, an element group 86 including a low-pass filter 32, a high-side voltage dividing resistor 34, a low-side voltage dividing resistor 36, and the like is also provided on the substrate 82.

これに対して、電源IC30、第1負荷22および温度検出素子38は、熱伝導体板84上に設けられる。これにより、第1負荷22は、リニア増幅制御時において、電源IC30内のハイサイドトランジスタ62による電力変換により発生される熱が伝達され、伝達された熱により加熱される。従って、第1負荷22は、低温時において熱が伝達されることにより、安定して動作することができる。また、温度検出素子38は、第1負荷22と同一の温度となり、第1負荷22の温度を精度良く検出することができる。 On the other hand, the power supply IC 30, the first load 22, and the temperature detection element 38 are provided on the heat conductor plate 84. As a result, the first load 22 receives heat generated by power conversion by the high-side transistor 62 in the power supply IC 30 during linear amplification control, and is heated by the transferred heat. Therefore, the first load 22 can operate stably by transferring heat at low temperatures. Moreover, the temperature detection element 38 has the same temperature as the first load 22, and can detect the temperature of the first load 22 with high accuracy.

また、電源IC30は、放熱フィン等の放熱機構を有するパッケージによりモールドされていてもよい。この場合、電源IC30は、熱伝導体板84との接続面側に、放熱機構が設けられる。これにより、電源IC30は、ハイサイドトランジスタ62により発生された熱を効率良く第1負荷22へと与えることができる。 Further, the power supply IC 30 may be molded in a package having a heat radiation mechanism such as a heat radiation fin. In this case, the power supply IC 30 is provided with a heat dissipation mechanism on the connection surface side with the heat conductor plate 84. Thereby, the power supply IC 30 can efficiently provide the heat generated by the high-side transistor 62 to the first load 22.

また、電源IC30に備えられる各部材は、1つのパッケージ内に収納されていなくてもよい。この場合、少なくとも、ハイサイドトランジスタ62は、熱伝導体板84に設けられる。これにより、ハイサイドトランジスタ62は、発生した熱を効率良く第1負荷22へと与えることができる。 Further, each component included in the power supply IC 30 does not need to be housed in one package. In this case, at least the high-side transistor 62 is provided on the thermal conductor plate 84. Thereby, the high-side transistor 62 can efficiently provide the generated heat to the first load 22.

なお、第1負荷22が、ハイサイドトランジスタ62により発生される熱が伝達される状態で実装されていれば、電子機器10は、各部材が図2に示すように実装されていなくてもよい。例えば、第1負荷22は、電子機器10の筐体内または基板上における近傍に配置された構成であってもよい。 Note that as long as the first load 22 is mounted in a state where the heat generated by the high-side transistor 62 is transferred, the electronic device 10 does not need to have each member mounted as shown in FIG. . For example, the first load 22 may be arranged in the vicinity of the electronic device 10 within the housing or on the board.

このような電子機器10は、リニア増幅制御時においてハイサイドトランジスタ62から発生する熱によって第1負荷22を加熱することができる。また、このような電子機器10は、第1負荷22の温度を温度検出素子38によって精度良く検出することができる。 Such an electronic device 10 can heat the first load 22 with heat generated from the high-side transistor 62 during linear amplification control. Furthermore, such electronic device 10 can accurately detect the temperature of first load 22 using temperature detection element 38.

図3は、温度制御部74の処理の流れを示すフローチャートである。例えば、温度制御部74は、図3に示すような流れで処理を実行する。温度制御部74は、電子機器10の動作が開始すると、S11から処理を開始する。 FIG. 3 is a flowchart showing the process flow of the temperature control section 74. For example, the temperature control unit 74 executes processing according to the flow shown in FIG. When the electronic device 10 starts operating, the temperature control unit 74 starts processing from S11.

まず、S11において、温度制御部74は、スイッチング制御部70を機能開始させて、リニア制御部72の機能を停止する。これにより、温度制御部74は、スイッチング制御により電力変換をさせることができる。 First, in S11, the temperature control section 74 starts the function of the switching control section 70 and stops the function of the linear control section 72. Thereby, the temperature control section 74 can perform power conversion through switching control.

続いて、S12において、温度制御部74は、温度検出素子38から温度信号を取得して、第1負荷22の温度を検出する。続いて、S13において、温度制御部74は、第1負荷22の温度が第1値より低いか否かを判断する。第1値は、予め設定されており、例えば、第1負荷22の動作が不安定化する温度よりも、所定のマージン値分高い温度である。 Subsequently, in S12, the temperature control unit 74 acquires a temperature signal from the temperature detection element 38 and detects the temperature of the first load 22. Subsequently, in S13, the temperature control unit 74 determines whether the temperature of the first load 22 is lower than the first value. The first value is set in advance, and is, for example, a temperature higher by a predetermined margin value than the temperature at which the operation of the first load 22 becomes unstable.

第1負荷22の温度が第1値より低くない場合(S13のNo)、温度制御部74は、処理をS12に戻し、第1負荷22の温度が第1値より低くなるまで、S12およびS13の処理を繰り返す。これにより、温度制御部74は、第1負荷22の温度が第1値以上の場合、スイッチング制御部70を機能させ続け、リニア制御部72の機能を停止し続けることができる。この結果、温度制御部74は、スイッチング制御により高い効率で電力変換をさせることができる。 If the temperature of the first load 22 is not lower than the first value (No in S13), the temperature control unit 74 returns the process to S12 and continues through S12 and S13 until the temperature of the first load 22 becomes lower than the first value. Repeat the process. Thereby, when the temperature of the first load 22 is equal to or higher than the first value, the temperature control section 74 can continue to cause the switching control section 70 to function and continue to stop the function of the linear control section 72. As a result, the temperature control section 74 can convert power with high efficiency through switching control.

第1負荷22の温度が第1値より低い場合(S13のYes)、温度制御部74は、処理をS14に進める。 If the temperature of the first load 22 is lower than the first value (Yes in S13), the temperature control unit 74 advances the process to S14.

S14において、温度制御部74は、スイッチング制御部70を機能停止させて、リニア制御部72を機能開始する。これにより、温度制御部74は、リニア増幅制御により電力変換をさせることができる。 In S14, the temperature control section 74 stops the switching control section 70 and starts the function of the linear control section 72. Thereby, the temperature control section 74 can perform power conversion using linear amplification control.

続いて、S15において、温度制御部74は、温度検出素子38から温度信号を取得して、第1負荷22の温度を検出する。続いて、S16において、温度制御部74は、第1負荷22の温度が第2値より高いか否かを判断する。 Subsequently, in S15, the temperature control unit 74 acquires a temperature signal from the temperature detection element 38 and detects the temperature of the first load 22. Subsequently, in S16, the temperature control unit 74 determines whether the temperature of the first load 22 is higher than the second value.

第2値は、予め設定されており、例えば、第1値と同一、または、第1値より高い温度である。第1値と第2値とが同一または非常に近い場合、誤差等の影響によって、温度制御部74は、スイッチング制御とリニア増幅制御とを頻繁に切り替えてしまう可能性がある。第2値を第1値と十分なマージンをもって相違させることにより、温度制御部74は、スイッチング制御とリニア増幅制御とを頻繁に切り替えさせずに、リニア増幅制御により安定した電力変換をさせることができる。 The second value is set in advance, and is, for example, the same as the first value or a temperature higher than the first value. If the first value and the second value are the same or very close, the temperature control section 74 may frequently switch between switching control and linear amplification control due to the influence of errors and the like. By making the second value different from the first value by a sufficient margin, the temperature control unit 74 can perform stable power conversion using linear amplification control without frequently switching between switching control and linear amplification control. can.

第1負荷22の温度が第2値より高くない場合(S16のNo)、温度制御部74は、処理をS15に戻し、第1負荷22の温度が第2値より高くなるまで、S15およびS16の処理を繰り返す。これにより、温度制御部74は、第1負荷22の温度が、第1値より低くなった後に、第2値より高くなるまでの間、リニア増幅制御により電力変換をさせ続ける。 If the temperature of the first load 22 is not higher than the second value (No in S16), the temperature control unit 74 returns the process to S15 and continues through S15 and S16 until the temperature of the first load 22 becomes higher than the second value. Repeat the process. Thereby, the temperature control unit 74 continues to perform power conversion by linear amplification control until the temperature of the first load 22 becomes higher than the second value after the temperature of the first load 22 becomes lower than the first value.

この結果、温度制御部74は、ハイサイドトランジスタ62をリニア増幅制御することによりハイサイドトランジスタ62に発生する熱を大きくして、第1負荷22をより加熱することができる。 As a result, the temperature control section 74 can increase the heat generated in the high-side transistor 62 by linearly amplifying the high-side transistor 62, thereby heating the first load 22 even more.

温度制御部74は、第1負荷22の温度が第2値より高くなった場合(S16のYes)、処理をS17に進める。S17において、温度制御部74は、スイッチング制御部70を機能開始させて、リニア制御部72の機能を停止する。この結果、温度制御部74は、スイッチング制御により電力変換をさせ、電力変換効率を高くすることができる。 When the temperature of the first load 22 becomes higher than the second value (Yes in S16), the temperature control unit 74 advances the process to S17. In S17, the temperature control section 74 starts the function of the switching control section 70 and stops the function of the linear control section 72. As a result, the temperature control unit 74 can perform power conversion through switching control and increase power conversion efficiency.

そして、温度制御部74は、処理をS12に戻し、S12から処理を繰り返す。 Then, the temperature control unit 74 returns the process to S12 and repeats the process from S12.

以上のような電源装置20は、第1負荷22の温度が第1値より低くなった場合、リニア増幅制御がされることによりハイサイドトランジスタ62が熱を発生する。従って、電源装置20は、第1負荷22の温度が第1値より低くなった場合、ハイサイドトランジスタ62から第1負荷22へと伝達される熱エネルギーを増加させて、第1負荷22の温度上昇量を大きくする。これにより、電源装置20は、第1負荷22の温度が第1値より低い場合、短時間で、第1負荷22をより安定して動作する温度に変化させることができる。 In the power supply device 20 as described above, when the temperature of the first load 22 becomes lower than the first value, the high-side transistor 62 generates heat by performing linear amplification control. Therefore, when the temperature of the first load 22 becomes lower than the first value, the power supply device 20 increases the thermal energy transferred from the high-side transistor 62 to the first load 22 to increase the temperature of the first load 22. Increase the amount of rise. Thereby, when the temperature of the first load 22 is lower than the first value, the power supply device 20 can change the temperature at which the first load 22 operates more stably in a short time.

また、電源装置20は、第1負荷22の温度が第2値より高い温度となった後には、リニア増幅制御を停止させて、スイッチング制御により電力変換をする。これにより、電源装置20は、第1負荷22が安定して動作する温度となった後には、電力変換効率を良くすることができる。 Further, after the temperature of the first load 22 becomes higher than the second value, the power supply device 20 stops linear amplification control and performs power conversion using switching control. Thereby, the power supply device 20 can improve power conversion efficiency after the temperature reaches a temperature at which the first load 22 operates stably.

以上のように、本実施形態に係る電源装置20によれば、ヒータ等を備えず簡易な構成で、低温時に負荷に熱を与えて、負荷に安定した電力を供給することができる。 As described above, the power supply device 20 according to the present embodiment can provide stable power to the load by applying heat to the load at low temperatures with a simple configuration without a heater or the like.

なお、本実施形態に係る電源IC30は、ローサイドトランジスタ66を含む同期整流方式として説明したが、ローサイドトランジスタ66をダイオード(整流素子)に置き換えたダイオード整流方式としてもよい。ダイオード整流方式とした場合は、ローサイドドライバ68は不要となる。この場合でも、ハイサイドトランジスタ62により発生された熱を第1負荷22へと与えることができる。 Although the power supply IC 30 according to this embodiment has been described as a synchronous rectification type including the low-side transistor 66, it may be a diode rectification type in which the low-side transistor 66 is replaced with a diode (rectifier). In the case of using the diode rectification method, the low side driver 68 becomes unnecessary. Even in this case, the heat generated by the high-side transistor 62 can be applied to the first load 22.

(変形例)
以下、本実施形態の複数の変形例について説明する。なお、各変形例に係る電子機器10は、図1から図3を参照して説明した実施形態に係る電子機器10と略同一の機能および構成であるので、各構成要素に同一の符号を付けて相違点について説明する。
(Modified example)
Hereinafter, a plurality of modified examples of this embodiment will be described. Note that the electronic device 10 according to each modification has substantially the same function and configuration as the electronic device 10 according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3, so each component is given the same reference numeral. The differences will be explained below.

図4は、第1変形例に係る電子機器10の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an electronic device 10 according to a first modification.

第1変形例に係る電源装置20は、実施形態においてはハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66が電源IC30のパッケージの内部に設けられていたが、本変形例においては、ハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66が電源IC30の外部に設けられている。 In the power supply device 20 according to the first modification, the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 are provided inside the package of the power supply IC 30 in the embodiment, but in this modification, the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 is provided outside the power supply IC 30.

また、本変形例において、電源装置20は、チャージポンプキャパシタ88をさらに備える。電源IC30は、ハイサイド制御端子90、ローサイド制御端子92およびハイサイド駆動電位端子94をさらに含む。また、電源IC30は、ダイオード96をさらに含む。 Moreover, in this modification, the power supply device 20 further includes a charge pump capacitor 88. Power supply IC 30 further includes a high-side control terminal 90, a low-side control terminal 92, and a high-side drive potential terminal 94. Further, power supply IC 30 further includes a diode 96.

ハイサイド制御端子90は、ハイサイドトランジスタ62のゲートに接続される。ハイサイド制御端子90は、ハイサイドドライバ64から制御電圧が与えられる。従って、電源IC30は、ハイサイドドライバ64から出力された制御電圧を、ハイサイド制御端子90を介してハイサイドトランジスタ62のゲートに与えることができる。 High side control terminal 90 is connected to the gate of high side transistor 62. A control voltage is applied to the high side control terminal 90 from the high side driver 64. Therefore, the power supply IC 30 can apply the control voltage output from the high-side driver 64 to the gate of the high-side transistor 62 via the high-side control terminal 90.

ローサイド制御端子92は、ローサイドトランジスタ66のゲートに接続される。ローサイド制御端子92は、ローサイドドライバ68から制御電圧が与えられる。従って、電源IC30は、ローサイドドライバ68から出力された制御電圧を、ローサイド制御端子92を介してローサイドトランジスタ66のゲートに与えることができる。 Low-side control terminal 92 is connected to the gate of low-side transistor 66. A control voltage is applied to the low side control terminal 92 from the low side driver 68. Therefore, the power supply IC 30 can apply the control voltage output from the low-side driver 68 to the gate of the low-side transistor 66 via the low-side control terminal 92.

チャージポンプキャパシタ88は、中間端子56とハイサイド駆動電位端子94との間に接続される。また、ダイオード96は、アノードが電源端子52に接続され、カソードがハイサイド駆動電位端子94に接続される。 Charge pump capacitor 88 is connected between intermediate terminal 56 and high side drive potential terminal 94. Further, the diode 96 has an anode connected to the power supply terminal 52 and a cathode connected to the high side drive potential terminal 94.

そして、本変形例において、ハイサイドドライバ64は、中間端子56の電位が基準電位として与えられ、駆動用の電源電位としてハイサイド駆動電位端子94の電位が与えられる。 In this modification, the high-side driver 64 is supplied with the potential of the intermediate terminal 56 as a reference potential, and the potential of the high-side drive potential terminal 94 as a drive power supply potential.

ここで、本変形例において、ハイサイドトランジスタ62およびローサイドトランジスタ66のそれぞれは、エンハンスメント型のN-MOSFETである。本変形例において、ハイサイドトランジスタ62は、ドレインが電源端子52に接続され、ソースが中間端子56に接続される。 Here, in this modification, each of the high-side transistor 62 and the low-side transistor 66 is an enhancement type N-MOSFET. In this modification, the high-side transistor 62 has a drain connected to the power supply terminal 52 and a source connected to the intermediate terminal 56.

このような構成の電源装置20は、ローサイドトランジスタ66がオン(導通状態)の場合、中間端子56がグランド電位となり、ダイオード96がオンしてチャージポンプキャパシタ88は、充電される。これにより、チャージポンプキャパシタ88の充電電圧は、電源電位から、ダイオード96の順方向電圧を減じた値となる。 In the power supply device 20 having such a configuration, when the low-side transistor 66 is on (conducting state), the intermediate terminal 56 becomes the ground potential, the diode 96 is turned on, and the charge pump capacitor 88 is charged. As a result, the charging voltage of the charge pump capacitor 88 becomes a value obtained by subtracting the forward voltage of the diode 96 from the power supply potential.

続いて、ハイサイドトランジスタ62がオン(導通状態)の場合、中間端子56が電源電位となり、ハイサイド駆動電位端子94は、電源電位と、チャージポンプキャパシタ88の充電電圧とを加算した値となる。従って、ハイサイドトランジスタ62がオン(導通状態)の場合であっても、ハイサイドドライバ64は、ハイサイドトランジスタ62のゲート-ソース間に閾値電圧以上のゲート電圧を与えることができ、ハイサイドトランジスタ62のオン(導通状態)を維持することができる。 Subsequently, when the high-side transistor 62 is on (conductive), the intermediate terminal 56 becomes the power supply potential, and the high-side drive potential terminal 94 becomes the sum of the power supply potential and the charging voltage of the charge pump capacitor 88. . Therefore, even when the high-side transistor 62 is on (conducting state), the high-side driver 64 can apply a gate voltage higher than the threshold voltage between the gate and source of the high-side transistor 62, and the high-side transistor 62 can be maintained on (conducting state).

一般に、P-MOSFETは、N-MOSFETよりコストが高い。本変形例に係る電源装置20は、コストの高いP-MOSFETを用いずに構成される。これにより、本変形例に係る電源装置20は、ヒータ等を備えず簡易な構成で、低温時に負荷に熱を与えて、負荷に安定した電力を供給することができる。 Generally, P-MOSFETs are more expensive than N-MOSFETs. The power supply device 20 according to this modification is configured without using an expensive P-MOSFET. As a result, the power supply device 20 according to the present modification has a simple configuration without a heater or the like, and can apply heat to the load at low temperatures and supply stable power to the load.

図5は、第1変形例に係る電子機器10の実装例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of mounting the electronic device 10 according to the first modification.

本変形例において、電源IC30およびローサイドトランジスタ66は、基板82に設けられる。これに対して、ハイサイドトランジスタ62は、熱伝導体板84上に設けられる。これにより、本変形例において、第1負荷22は、リニア増幅制御時において、電源IC30の外部のハイサイドトランジスタ62による電力変換により発生される熱エネルギーが伝達され、ハイサイドトランジスタ62による電力変換により発生される熱により加熱される。 In this modification, the power supply IC 30 and the low-side transistor 66 are provided on the substrate 82. In contrast, the high-side transistor 62 is provided on the thermal conductor plate 84. As a result, in this modification, thermal energy generated by power conversion by the high-side transistor 62 external to the power supply IC 30 is transmitted to the first load 22 during linear amplification control, and the heat energy generated by the power conversion by the high-side transistor 62 It is heated by the heat generated.

このような電子機器10は、リニア増幅制御時において、電力変換によってハイサイドトランジスタ62から発生する熱によって第1負荷22を加熱することができる。また、このような電子機器10は、第1負荷22の温度を温度検出素子38によって精度良く検出することができる。 Such an electronic device 10 can heat the first load 22 with heat generated from the high-side transistor 62 through power conversion during linear amplification control. Furthermore, such electronic device 10 can accurately detect the temperature of first load 22 using temperature detection element 38.

図6は、第2変形例に係る電子機器10の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an electronic device 10 according to a second modification.

第2変形例に係るリニア制御部72は、ローサイドトランジスタ66を非導通状態とすることに代えて、ローサイドトランジスタ66に所定の電流を流すようにリニア増幅動作させる。なお、図6は、ローサイドトランジスタ66を疑似的に可変抵抗として記述している。 The linear control unit 72 according to the second modification causes the low-side transistor 66 to perform a linear amplification operation so that a predetermined current flows through the low-side transistor 66 instead of making the low-side transistor 66 non-conductive. Note that in FIG. 6, the low-side transistor 66 is pseudo-described as a variable resistor.

ハイサイドトランジスタ62は、ドレイン-ソースに流れる電流が大きい程、大きな熱を発生する。従って、電源装置20は、第1負荷22の温度が第1値より低い場合、ハイサイドトランジスタ62のドレイン-ソースにより大きな電流を流すことが好ましい。しかし、ハイサイドトランジスタ62は、ドレイン-ソースに流すことができる最大電流が、定格最大電流として定められる。 The higher the current flowing between the drain and the source of the high-side transistor 62, the more heat it generates. Therefore, it is preferable that the power supply device 20 allows a larger current to flow between the drain and source of the high-side transistor 62 when the temperature of the first load 22 is lower than the first value. However, in the high-side transistor 62, the maximum current that can flow between the drain and the source is determined as the maximum rated current.

そこで、リニア制御部72は、最大定格電流から、第1負荷22および第2負荷24に供給される最大負荷電流を減じた電流が、ローサイドトランジスタ66に流れるように制御してもよい。これにより、リニア制御部72は、ハイサイドトランジスタ62に定格最大電流を流して、大きな熱を発生させることができる。 Therefore, the linear control unit 72 may control the current obtained by subtracting the maximum load current supplied to the first load 22 and the second load 24 from the maximum rated current to flow through the low-side transistor 66. Thereby, the linear control unit 72 can cause the maximum rated current to flow through the high-side transistor 62 and generate a large amount of heat.

また、リニア制御部72は、温度信号に基づき、ローサイドトランジスタ66に流れる電流を制御してもよい。例えば、リニア制御部72は、ローサイドトランジスタ66に流れる電流を、第1負荷22の温度が低い程大きくなるように制御をする。これにより、リニア制御部72は、第1負荷22の温度が低い場合には、より大きな電流をハイサイドトランジスタ62に流して大きな熱を発生させることができる。リニア制御部72は、第1負荷22の温度が比較的に高い場合には、少ない電流をハイサイドトランジスタ62に流して、電力変換効率を高くすることができる。 Furthermore, the linear control section 72 may control the current flowing through the low-side transistor 66 based on the temperature signal. For example, the linear control unit 72 controls the current flowing through the low-side transistor 66 so that it increases as the temperature of the first load 22 decreases. Thereby, when the temperature of the first load 22 is low, the linear control section 72 can cause a larger current to flow through the high-side transistor 62 to generate a larger amount of heat. When the temperature of the first load 22 is relatively high, the linear control section 72 can cause a small amount of current to flow through the high-side transistor 62 to increase power conversion efficiency.

なお、第2変形例に係るローサイドトランジスタ66は、リニア増幅制御がされるので、熱を発生する。従って、第2変形例に係る電源装置20は、ハイサイドトランジスタ62とともにローサイドトランジスタ66も、第1負荷22の近傍に設けられたり、熱伝導体板84の上に設けられたりしてもよい。 Note that the low-side transistor 66 according to the second modification is subjected to linear amplification control, so it generates heat. Therefore, in the power supply device 20 according to the second modification, the low-side transistor 66 as well as the high-side transistor 62 may be provided near the first load 22 or on the heat conductor plate 84.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。また、上述の各実施形態および変形例は、任意に組み合わせることができる。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements within the scope of the gist at the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Further, each of the embodiments and modifications described above can be combined arbitrarily.

10 電子機器、20 電源装置、22 第1負荷、24 第2負荷、26 出力端子、30 電源IC、32 ローパスフィルタ、34 ハイサイド分圧抵抗、36 ローサイド分圧抵抗、38 温度検出素子、40 インダクタ、42 キャパシタ、52 電源端子、54 グランド端子、56 中間端子、58 フィードバック端子、60 温度検出端子、62 ハイサイドトランジスタ、64 ハイサイドドライバ、66 ローサイドトランジスタ(整流素子)、68 ローサイドドライバ、70 スイッチング制御部、72 リニア制御部、74 温度制御部、82 基板、84 熱伝導体板、86 素子群、88 チャージポンプキャパシタ、90 ハイサイド制御端子、92 ローサイド制御端子、94 ハイサイド駆動電位端子、96 ダイオード 10 electronic equipment, 20 power supply device, 22 first load, 24 second load, 26 output terminal, 30 power supply IC, 32 low-pass filter, 34 high-side voltage dividing resistor, 36 low-side voltage dividing resistor, 38 temperature detection element, 40 inductor , 42 capacitor, 52 power supply terminal, 54 ground terminal, 56 intermediate terminal, 58 feedback terminal, 60 temperature detection terminal, 62 high-side transistor, 64 high-side driver, 66 low-side transistor (rectifier), 68 low-side driver, 70 switching control part, 72 linear control part, 74 temperature control part, 82 substrate, 84 thermal conductor plate, 86 element group, 88 charge pump capacitor, 90 high side control terminal, 92 low side control terminal, 94 high side drive potential terminal, 96 diode

Claims (6)

負荷に安定化した直流の出力電圧を供給する電源装置であって、
電源電圧が与えられる電源端子と中点端子との間に、ドレインおよびソースが接続されるハイサイドトランジスタと、
前記中点端子とグランド電位が与えられるグランド端子との間に接続される整流素子と、
前記中点端子の電圧を平滑化して前記出力電圧を出力する出力端子へと供給するローパスフィルタと、
前記ハイサイドトランジスタをスイッチング動作させることにより、前記出力電圧の電圧値を、予め設定された目標値に近づけるスイッチング制御部と、
前記ハイサイドトランジスタをリニア増幅動作させることにより、前記出力電圧の電圧値を前記目標値に近づけるリニア制御部と、
前記負荷の温度を検出する温度検出素子と、
前記負荷の温度が予め設定された第1値より低い場合、前記スイッチング制御部の機能を停止させ、前記リニア制御部により前記出力電圧の電圧値を前記目標値にするように制御させ、前記負荷の温度が前記第1値以上の予め設定された第2値より高い場合、前記リニア制御部の機能を停止させ、前記スイッチング制御部により前記出力電圧を前記目標値にするように制御させる温度制御部と、
を備える電源装置。
A power supply device that supplies a stabilized DC output voltage to a load,
a high-side transistor whose drain and source are connected between a power supply terminal to which a power supply voltage is applied and a midpoint terminal;
a rectifying element connected between the midpoint terminal and a ground terminal to which a ground potential is applied;
a low-pass filter that smoothes the voltage at the midpoint terminal and supplies the output voltage to an output terminal;
a switching control unit that brings the voltage value of the output voltage closer to a preset target value by causing the high-side transistor to perform a switching operation;
a linear control unit that brings the voltage value of the output voltage closer to the target value by linearly amplifying the high-side transistor;
a temperature detection element that detects the temperature of the load;
When the temperature of the load is lower than a preset first value, the function of the switching control unit is stopped, the linear control unit controls the voltage value of the output voltage to the target value, and the temperature of the load is lower than the first value set in advance. temperature control that stops the function of the linear control section and causes the switching control section to control the output voltage to the target value when the temperature is higher than a preset second value that is greater than or equal to the first value. Department and
A power supply device comprising:
前記整流素子は、前記中点端子と前記グランド端子との間に、ドレインおよびソースが接続されるローサイドトランジスタであって、
前記ハイサイドトランジスタおよび前記ローサイドトランジスタを相補的にスイッチング動作させる
請求項1に記載の電源装置。
The rectifying element is a low-side transistor whose drain and source are connected between the midpoint terminal and the ground terminal,
The power supply device according to claim 1, wherein the high-side transistor and the low-side transistor are operated in a complementary manner.
前記リニア制御部は、前記ローサイドトランジスタを非導通状態とし、前記ハイサイドトランジスタをリニア増幅動作させることにより、前記出力電圧の電圧値を前記目標値に近づける
請求項2に記載の電源装置。
The power supply device according to claim 2, wherein the linear control section brings the voltage value of the output voltage close to the target value by bringing the low-side transistor into a non-conducting state and causing the high-side transistor to perform a linear amplification operation.
同一の熱伝導係数の材料で形成された基板または半導体層である熱伝導体板をさらに備え、
前記ハイサイドトランジスタ、前記負荷および前記温度検出素子は、前記熱伝導体板に設けられる
請求項1に記載の電源装置。
further comprising a thermal conductor plate that is a substrate or a semiconductor layer formed of a material with the same thermal conductivity coefficient,
The power supply device according to claim 1, wherein the high-side transistor, the load, and the temperature detection element are provided on the thermal conductor plate.
前記リニア制御部は、前記ローサイドトランジスタに流れる電流を、前記負荷の温度が低い程大きくなるように制御する
請求項2に記載の電源装置。
The power supply device according to claim 2 , wherein the linear control section controls the current flowing through the low-side transistor so that it increases as the temperature of the load decreases.
同一の熱伝導係数の材料で形成された基板または半導体層である熱伝導体板をさらに備え、
前記ハイサイドトランジスタ、前記ローサイドトランジスタ、前記負荷および前記温度検出素子は、前記熱伝導体板に設けられる
請求項5に記載の電源装置。
further comprising a thermal conductor plate that is a substrate or a semiconductor layer formed of a material with the same thermal conductivity coefficient,
The power supply device according to claim 5, wherein the high-side transistor, the low-side transistor, the load, and the temperature detection element are provided on the thermal conductor plate.
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