CN114424444A - 集成电路、电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明的集成电路是一种为了使电源电路生成目标电平的输出电压而切换所述电源电路的晶体管的集成电路，包括：第一端子，该第一端子施加有与所述输出电压相应的反馈电压；信号检测电路，该信号检测电路经由所述第一端子对从基于所述输出电压进行动作的外部电路输出的设定信号进行检测；以及驱动电路，该驱动电路基于所述信号检测电路检测到的所述设定信号来驱动所述晶体管。

Description

集成电路、电源装置

技术领域

本发明涉及集成电路及电源装置。

背景技术

存在控制电源电路的晶体管的切换的开关控制电路。(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/050093号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，开关控制电路存在通过利用外部电路和专用端子进行通信，从而控制晶体管的切换来协调动作的电路。

然而，为了小型化以及多功能化，需要在除通信以外的用途中所使用的端子，难以设置用于协调动作的通信用专用端子。

本发明是鉴于上述以往的问题而完成的，其目的在于提供一种集成电路，能将其他用途中所使用的端子用作与外部电路的通信的端子。

用于解决技术问题的技术手段

解决上述问题的本发明的集成电路的方式是一种为了使电源电路生成目标电平的输出电压而切换所述电源电路的晶体管的集成电路，包括：第一端子，该第一端子施加有与所述输出电压相应的反馈电压；信号检测电路，该信号检测电路经由所述第一端子对从基于所述输出电压进行动作的外部电路输出的设定信号进行检测；以及驱动电路，该驱动电路基于所述信号检测电路检测到的所述设定信号来驱动所述晶体管。

另外，本发明的电源装置的方式是一种包括为了使电源电路生成目标电平的输出电压而切换所述电源电路的晶体管的第一集成电路、以及基于所述输出电压进行动作的第二集成电路的电源装置，所述第二集成电路包含将设定信号输出到所述第一集成电路的设定信号输出电路，所述第一集成电路包含：第一端子，该第一端子施加有与所述输出电压相应的反馈电压；信号检测电路，该信号检测电路经由所述第一端子检测从所述第二集成电路输出的所述设定信号；以及驱动电路，该驱动电路基于所述信号检测电路检测到的所述设定信号来驱动所述晶体管。

发明效果

根据本发明，能够提供一种集成电路，该集成电路能够将其他用途中所使用的端子用作与外部电路通信的端子。

附图说明

图1是表示电源装置10的一个示例的图。

图2是表示DC-DC转换器12的一个示例的图。

图3是表示控制IC40的一个示例的图。

图4是表示AC-DC转换器11的一个示例的图。

图5是示出功率因素改善IC75的一个示例的图。

图6是表示信号检测电路91的一个示例的图。

图7是表示设定信号Sig(信号Vsp)的脉冲宽度与端子FB短路时的信号Vsp的脉冲宽度的一个示例的图。

图8是表示设定信号Sig的脉冲宽度与检测电路131内的各节点的逻辑电平的对应关系的图。

图9是表示电源装置10启动时的IC的主要波形的一个示例的图。

图10是表示在“连续模式”与“突发模式”之间进行转移时IC主要波形的一个示例的图。

图11是表示成为“短路模式”时IC的主要波形的一个示例的图。

具体实施方式

相关申请的相互参照

本申请基于2020年4月15日提交的日本专利申请、日本专利特愿2020-072964要求优先权，并援引其内容。

根据本说明书及附图的记载，至少明确了以下事项。

＝＝＝＝＝本实施方式＝＝＝＝＝

＜＜＜电源装置10的概述＞＞＞

图1是表示电源装置10的一个示例的图。电源装置10有AC-DC转换器11、DC-DC转换器12以及负载13构成。AC-DC转换器11根据施加到节点N1、N2的交流电压Vac生成输出电压Vout1。DC-DC转换器12根据施加到节点N3、N4的输出电压Vout1生成输出电压Vout2。负载13连接到节点N5、N6，并施加有输出电压Vout2。负载13例如是利用直流电压进行动作的电子设备。另外，设定信号Sig从DC-DC转换器12向AC-DC转换器11通信。

＜＜＜DC-DC转换器12的概述＞＞＞

图2是表示本发明的电源装置10中包含的DC-DC转换器12的结构的图。DC-DC转换器12是根据规定的输入电压Vout1在负载13上生成目标电平的输出电压Vout2的LLC电流谐振型转换器。

DC-DC转换器12构成为包含电容器20、21、32、NMOS晶体管22、23、变压器24、控制块25、二极管30、31、恒压电路33和发光二极管34。

电容器20使施加输入电压Vout1的电源线路和接地侧的接地线路之间的电压稳定，并去除噪声等。输入电压Vout1是规定电平的直流电压。

NMOS晶体管22是高侧的功率晶体管，NMOS晶体管23是低侧的功率晶体管。另外，在本实施方式中，作为开关元件使用NMOS晶体管22、23，但例如也可以是PMOS晶体管、双极型晶体管。

变压器24包括初级线圈L1、次级线圈L2、L3和辅助线圈L4，初级线圈L1、次级线圈L2、L3和辅助线圈L4之间绝缘。在变压器24中，根据初级侧的初级线圈L1两端的电压的变化，在次级侧的次级线圈L2、L3中产生电压，并且根据次级线圈L2、L3的电压的变化，产生初级侧的辅助线圈L4的电压。

此外，在初级线圈L1中，NMOS晶体管22的源极和NMOS晶体管23的漏极连接到一端，NMOS晶体管23的源极经由电容器21连接到另一端。

因此，当开始切换NMOS晶体管22、23时，次级线圈L2、L3和辅助线圈L4中各自的电压发生变化。另外，初级线圈L1和次级线圈L2、L3以相同的极性电磁耦合，次级线圈L2、L3和辅助线圈L4也以相同的极性电磁耦合。

控制块25是用于控制NMOS晶体管22、23的切换的电路块，详细情况在后文中阐述。

二极管30、31对次级线圈L2、L3的电压进行整流，电容器32对整流后的电压进行滤波。其结果是，在电容器32中生成被平滑后的输出电压Vout2。另外，输出电压Vout2成为目标电平的直流电压。

恒压电路33是生成恒定的直流电压的电路，例如使用分路调节器来构成。

发光二极管34是发出与输出电压Vout2和恒压电路33的输出之间的差相应的强度的光的元件，与后述的光电晶体管57一起构成光电耦合器。在本实施方式中，当输出电压Vout2的电平变高时，来自发光二极管34的光的强度变强。

＜＜＜控制块25＞＞＞

控制块25包括控制IC40、电容器50～53、电阻器55、55、二极管56和光电晶体管57。

控制IC40是用于控制NMOS晶体管22、23的切换的集成电路，并且具有端子VCC、GND、STB、FB、IS、HO、LO和VH。

端子VCC是施加有用于使控制IC40动作的电源电压Vcc的端子。一端接地的电容器52和二极管56的阴极连接到端子VCC。因此，电容器52被来自二极管56的电流充电，并且电容器52的充电电压成为用于使控制IC40动作的电压Vcc。

端子GND是施加有接地电压的端子，并且例如连接到设置有电源装置10的装置的壳体等。

端子STB是输出用于与控制AC-DC转换器11的功率因数改善IC75(后述)协调动作的设定信号Sig的端子。

端子FB为产生与输出电压Vout2相应的反馈电压Vfb_a的端子，与电容器53和光电晶体管57连接。设置电容器53以去除端子FB和接地之间的噪声，并且光电晶体管57使偏置电流I1从端子FB流向接地，该偏置电流I1的大小与来自发光二极管34的光的强度相应。因此，光电晶体管57作为生成灌电流的晶体管进行动作。

端子IS是施加有与DC-DC转换器12的谐振电流相应的电压的端子。这里，在连接电容器50和电阻54的节点处产生与初级线圈L1的谐振电流的电流值相应的电压。电阻55和电容器51构成低通滤波器。因此，与初级线圈L1的谐振电流的电流值相应地，去除了噪声分量的电压被施加至端子IS。

另外，谐振电流的电流值根据DC-DC转换器12的输入功率而增加，并且DC-DC转换器12的输入功率根据负载13中消耗的功率而增加。因此，施加到端子IS的电压表示与负载13的功耗相应的电压。

端子VH是施加有整流电压的端子。另外，电源装置10将在后面详细阐述，但包含将交流电压Vac进行整流的2个整流电路。第一个是用于生成输出电压Vout1的AC-DC转换器11内的全波整流电路70(后述)，全波整流电路70输出整流电压Vrec1。第二个是由用于在电源装置10启动时生成电压Vcc的二极管77、78(后述)构成的整流电路，二极管77、78输出整流电压Vrec2。

在端子VH上施加有整流电压Vrec2。另外，控制IC40包含启动电路61，该启动电路61在经由端子VH施加有整流电压Vrec2时对电压Vcc进行充电并启动控制IC40，控制IC40在启动后基于电压Vcc进行动作。

端子HO是输出驱动NMOS晶体管22的驱动信号Vdr1的端子，与NMOS晶体管22的栅极连接。

端子LO是输出驱动NMOS晶体管23的驱动信号Vdr2的端子，与NMOS晶体管23的栅极相连接。

＜＜＜控制IC40的详细情况＞＞＞

图3是表示控制IC40的结构的一个示例的图。控制IC40包含启动电路61、负载检测电路62、设定信号输出电路63、振荡电路64、驱动电路65。另外，这里省略了端子GND。

启动电路61是如下电路：在DC-DC转换器12启动时，基于端子VCC的电压Vcc，利用经由端子VH而施加的整流电压Vrec2对处于控制IC40的外部的电容器52进行充电，生成电压Vcc。启动电路61在启动时交流电压Vac被施加到电源装置10时导通，当电压Vcc成为规定电平时断开，当电压Vcc从规定电平下降一定电平量时再次导通。另外，DC-DC转换器12的启动完成，电容器52被来自辅助线圈L4的电流充分地充电时，启动电路61断开。

这里，“启动”是指在交流电压Vac被施加到电源装置10后，直到电源装置10能将规定电平的输出电压Vout2施加到负载13为止的电源装置10的动作。DC-DC转换器12的情况下的“启动”考虑由下述步骤(1)和(2)所示的动作。步骤(1)，当交流电压Vac被施加到电源装置10时，启动电路61利用来自端子VH的整流电压Vrec2对电容器52进行充电。步骤(2)，电压Vcc(即电容器52的电压)上升，控制IC40的内部电路能动作，控制IC40开始NMOS晶体管22、23的驱动，DC-DC转换器12输出输出电压Vout2。

负载检测电路62基于被施加到端子IS且与负载13的功耗相应的电压，对负载13的状态是轻负载还是重负载进行检测。负载检测电路62向设定信号输出电路63和振荡电路64输出表示负载13的状态的信号。

这里，负载13的功耗在负载13的状态是重负载时比是轻负载时要大。因此，由于施加到端子IS的电压表示与负载13的功耗相应的电压，因此在端子IS的电压比规定值要低时，负载13的状态是轻负载，在端子IS的电压比规定值要高时，负载13的状态是重负载。

设定信号输出电路63在电源装置10启动时，电压Vcc上升，控制IC40的状态设定电路(未图示)动作，当控制IC40的状态设定完成时，输出“脉冲宽度T1”的连续脉冲。“脉冲宽度T1”的连续脉冲是下述设定信号：用于停止启动信号Vdr以防止由于输出了功率因数改善IC75(后述)的驱动信号Vdr而引起的电压Vcc的下降。另外，即使在电源为异常状态(例如负载13短路)时，设定信号输出电路63也输出“脉冲宽度T1”的连续脉冲以停止功率因数改善IC75切换NMOS晶体管76。

另外，设定信号输出电路63在来自负载检测电路62的信号表示负载13的状态是重负载时，向功率因数改善IC75输出用于进行“连续模式(后述)”动作的“脉冲宽度T2”的脉冲。另外，设定信号输出电路63在来自负载检测电路62的信号表示负载13的状态是轻负载时，向功率因数改善IC75输出用于进行“突发模式(后述)”动作的“脉冲宽度T3”的脉冲。

另外，在本实施方式中，“连续模式”是指例如连续地进行切换动作、切换动作不会间歇性停止的模式，“突发模式”是指例如间隙地停止切换动作的模式。此外，当DC-DC转换器12以“连续模式”进行动作时，由于处于DC-DC转换器12不以“突发模式”进行动作的状态，所以“连续模式”动作时是“突发模式”非动作时。另外，AC-DC转换器11中“连续模式”和“突发模式”也是同样地。

振荡电路64是电压控制振荡电路，其基于所输入的反馈电压Vfb_a，输出用于切换NMOS晶体管22、23的振荡信号Vosc。另外，振荡电路64在电压Vcc为规定值以上时，基于来自负载检测电路62的信号，输出以“连续模式”或“突发模式”使控制IC40动作的振荡信号Vosc。另外，振荡电路64在电压Vfb_a的电平变低时，输出高频率的振荡信号Vosc。

此处，当负载13的状态为轻负载时，输出电压Vout2与目标电平相比上升。于是，例如，向由分路调节器构成的恒压电路33的内部输入上升，为了使输出恒定，因此在未图示的分路调节器内部的晶体管中流过大量电流。

其结果是，发光二极管34中也流过大量电流。然后，光电晶体管57使与来自发光二极管34的光的放大程度相应的大小的偏置电流I1从端子FB流向接地，从而反馈电压Vfb_a下降。

驱动电路65以振荡信号Vosc的频率来切换NMOS晶体管22、23。具体而言，驱动电路65具有振荡信号Vosc的频率，将占空比原则上恒定(例如50％)的脉冲状的驱动信号Vdr1、Vdr2分别输出到NMOS晶体管22、23。另外，驱动电路65设置死区时间，同时使驱动信号Vdr1和驱动信号Vdr2相辅地变化，从而使NMOS晶体管22、23不同时导通。

这里，在“连续模式”动作时，输出电压Vout2的电平与目标电平相比上升时，由于反馈电压Vfb_a下降，因此振荡信号Vosc的频率变高。其结果是，LLC电流谐振型的转换器即DC-DC转换器12的输出电压Vout2下降。另一方面，输出电压Vout2的电平比目标电平下降时，反馈电压Vfb_a上升，因此，振荡信号Vosc的频率变低。其结果是，DC-DC转换器12的输出电压Vout2上升。因此，在“连续模式”动作时，DC-DC转换器12能生成目标电平的输出电压Vout2。

此外，控制IC40相当于“外部电路”或“第二集成电路”。

＜＜＜AC-DC转换器11的概述＞＞＞

图4是表示AC-DC转换器11的结构的图。AC-DC转换器11是根据商用电源的交流电压Vac来生成目标电平的输出电压Vout1的升压斩波型电源电路。

AC-DC转换器11构成为包括全波整流电路70、电容器71、74、83、84、变压器72、二极管73、功率因数改善IC75、NMOS晶体管76、85和电阻80～82。

全波整流电路70将对所施加的规定的交流电压Vac进行全波整流后得到的整流电压Vrec1施加到电容器71和变压器72的主线圈L5。这里，交流电压Vac例如是100～240V、频率为50～60Hz的电压。

电容器71是用于对整流电压Vrec1进行滤波的元件，变压器72具有主线圈L5和磁耦合到主线圈L5的辅助线圈L6。这里，在本实施方式中，辅助线圈L6被卷绕，以使得在辅助线圈L6中生成的电压的极性与在主线圈L5中生成的电压的极性相反。而且，在辅助线圈L6中产生的电压Vzcd施加到端子ZCD。

整流电压Vrec1被直接施加到主线圈L5，但是可以通过例如电阻(未图示)等元件被施加到主线圈L5。

此外，主线圈L5与二极管73、电容器74和NMOS晶体管76一起构成升压斩波电路。因此，电容器74的充电电压成为直流的输出电压Vout1。另外，输出电压Vout1例如为400V。

功率因数改善IC75是控制NMOS晶体管76的切换，使得改善AC-DC转换器11的功率因数并且输出电压Vout1的电平成为目标电平(例如400V)的集成电路。具体而言，功率因数改善IC75基于流过主线圈L5的电感器电流IL和输出电压Vout1来驱动NMOS晶体管76。

后文阐述功率因数改善IC75的详细情况，在功率因数改善IC75上设置有端子VH、VCC、FB、ZCD、COMP、OUT。另外，在功率因数改善IC75上除了上述五个端子VH、FB、ZCD、COMP和OUT之外，还设置有端子，但是为了方便起见，这里省略了端子。

NMOS晶体管76是用于控制AC-DC转换器11提供给DC-DC转换器12的功率的晶体管。另外，本实施方式中，NMOS晶体管76采用MOS(Metal Oxide Semiconductor：金属氧化物半导体)晶体管，但是并不限于此。NMOS晶体管76只要是能控制功率的晶体管即可，例如也可以是双极型晶体管。此外，NMOS晶体管76的栅极电极连接成利用来自端子OUT的信号进行驱动。

电阻80、81构成用于对输出电压Vout1进行分压的分压电路，并且生成在切换NMOS晶体管76时使用的反馈电压Vfb_b。另外，连接电阻80、81的节点上所生成的反馈电压Vfb_b施加到端子FB。

详细情况在后文中阐述，电阻82和电容器83、84是用于反馈控制的功率因数改善IC25的相位补偿的元件。电阻82和电容器83串联设置在端子COMP与接地之间，电容器84与该电阻82和电容器83并联设置。

NMOS晶体管85设置在端子FB与接地之间，在设定信号Sig的脉冲宽度的期间使端子FB的电压变化为接地电压。另外，NMOS晶体管85相当于“开关”，AC-DC转换器11相当于“电源电路”。

＜＜＜功率因数改善IC75的结构＞＞＞

图5是表示功率因数改善IC75的结构的一个示例的图。功率因数改善IC75构成为包含驱动电路90、信号检测电路91和启动电路92。另外，在图5中，为了方便起见，将端子描绘在与图4不同的位置，然而，连接到各个端子的布线、元件等在图4和图5中是相同的。

＜＜驱动电路90＞＞

驱动电路90是下述电路：基于与输出电压Vout1相应的反馈电压Vfb_b，生成对NMOS晶体管76进行导通断开的驱动信号Vdr。驱动电路90构成为包含零电流检测电路100、延迟电路101、脉冲电路102、开启计时器电路103、或门电路104、113、误差放大电路110、振荡电路111、比较器112、SR触发器120以及缓冲电路121。

零电流检测电路100是基于端子ZCD的电压Vzcd来检测电感器电流IL的电流值是否为表示大约零的“电流值Ia”(为了方便起见，以下将“大约零”简称成零)的电路。当检测到电感器电流IL的电流值是“零”即“电流值Ia”时，本实施方式的零电流检测电路100输出高电平(以下称为“H”电平)的信号Vz。此外，零电流检测电路100构成为包含比较器(未图示)，该比较器用于将在电感器电流IL变为“电流值Ia”时的辅助线圈L6的规定电压与电压Vzcd进行比较。

当从零电流检测电路100输出“H”电平的信号Vz时，延迟电路101延迟规定时间并输出。

当从延迟电路101输出“H”电平的信号Vz时，脉冲电路102输出H电平的脉冲信号Vp1。

当功率因数改善IC75启动时，或者当交流电压Vac被切断并且未输出脉冲信号Vp1的情况下，开启计时器电路103输出用于导通NMOS晶体管76的脉冲信号Vp2。具体地说，当在规定期间内未输出脉冲信号Vp1时，在每个规定周期输出“H”电平的脉冲信号Vp2。

或门电路104运算并输出脉冲信号Vp1、Vp2的逻辑和。因此，在本实施方式中，脉冲信号Vp1或脉冲信号Vp2作为信号Vp3从或门电路104被输出。

误差放大电路110是对施加到端子FB的反馈电压Vfb_b与规定的基准电压VREF0之间的误差进行放大的电路。另外，基于基准电压VREF0调整电阻80和81的比例以使得输出电压Vout1成为所希望的电压。此外，相位补偿用的电阻82和电容器83、84经由端子COMP被连接在误差放大电路110的输出与接地之间。这里，将连接误差放大电路110的输出和端子COMP的节点的电压设为电压Ve。

每当输入来自SR触发器120的“H”电平的信号Vp1时，振荡电路111输出振幅逐渐变大的斜波Vr。

比较器112比较电压Ve与斜波Vr的大小，并输出信号Vc1作为比较结果。这里，电压Ve被施加到比较器112的反相输入端子，斜波Vr被施加到比较器112的非反相输入端子。因此，当斜波Vr的电平比电压Ve的电平要低时，信号Vc1为低电平(以下设为“L”电平)，当斜波Vr的电平比电压Ve的电平要高时，信号Vc1为“H”电平。

或门电路113运算信号Vc1与来自信号检测电路91的信号Vsb的逻辑或并输出。因此，当信号Vc1或信号Vsb变为“H”电平时，从或门电路113输出“H”电平的信号Vp4。

信号Vp3被输入到SR触发器120的S输入端，信号Vp4被输入到R输入端。因此，当信号Vp3变为“H”电平时，SR触发器120的Q输出即驱动信号Vq1变为“H”电平。另一方面，当信号Vp4变为“H”电平时，驱动信号Vq1变为“L”电平。另外，SR触发器120以复位优先的方式进行动作，信号Vp4为“H”电平时，始终输出“L”电平的信号Vq1，而与信号Vp3无关。

缓冲器121基于驱动信号Vq1来驱动NMOS晶体管76。具体而言，缓冲器121利用与输入的信号相同的逻辑电平的信号Vdr来驱动栅极电容等较大的NMOS晶体管76。此外，缓冲电路121基于“H”电平的驱动信号Vq1使NMOS晶体管76导通，并且基于“L”电平的驱动信号Vq1来使NMOS晶体管76断开。

《信号检测电路91》

图6是表示信号检测电路91的一个示例的图。信号检测电路91包含比较器130、检测电路131、或门电路132、135、迟滞比较器133、与门电路134，检测输入了设定信号Sig的端子FB的电压Vfb_b，并基于设定信号Sig的脉冲宽度来检测设定信号Sig。

比较器130对端子FB的电压Vfb_b是否是接地电压进行判定。具体而言，当判定为电压Vfb_b比基准电压VREF1低时，比较器130输出“H”电平的信号Vsp。另一方面，在未输入设定信号Sig、或端子FB未短路的情况下，比较器130判定为电压Vfb_b比基准电压VREF1要高，输出“L”电平的信号Vsp。

此处，基准电压VRFE1是表示电压Vfb_b是否是接地电压的基准电压。由于在输入了设定信号Sig时电压Vfb_b成为接地电压，因此，信号Vsp的脉冲宽度成为与设定信号Sig的脉冲宽度相同。

当信号Vsp成为“H”电平时，或门电路132输出“H”电平的信号，因此，或门电路135输出“H”电平的信号Vsb。然后，当输出“H”电平的信号Vsb时，驱动电路90输出“L”电平的信号Vdr，其结果是，NMOS晶体管76的切换被停止。因此，在被判定为电压Vfb_b是接地电压时，驱动电路90停止NMOS晶体管76的切换。

检测电路131根据信号Vsp成为“H”电平的期间(例如，被判定为电压Vfb_b是接地电压的期间)来检测设定信号Sig。具体而言，检测电路131包含计数器141～143、SR触发器144～146、与门电路147、148，基于具有不同计数次数的计数器141～143的计数结果C1～C3，检测设定信号Sig的脉冲宽度，并检测驱动电路90动作的模式。另外，端子FB相当于“第一端子”，比较器130相当于“判定电路”。

图7是表示设定信号Sig即信号Vsp的脉冲宽度与端子FB短路时的信号Vsp的脉冲宽度的一个示例的图。情况(a)～(c)分别表示在驱动电路90中设定“停止模式”、“连续模式”和“突发模式”的设定信号Sig。情况(d)表示当端子FB短路时(这里称为“短路模式”)的信号Vsp。

如图6所示，在情况(a)中，用于使驱动电路90停止的“停止模式”的设定信号Sig具有“脉冲宽度T1”。在情况(b)中，用于使驱动电路90以“连续模式”动作的设定信号Sig具有“脉冲宽度T2”，在情况(c)中，用于使驱动电路90以“突发模式”动作的设定信号Sig具有“脉冲宽度T3”。

在情况(d)中，当信号Vsp的脉冲宽度成为比“T1”、“T2”和“T3”要长的“脉冲宽度T4”时，检测电路131检测端子FB的短路(即“短路模式”)。因此，设定信号Sig是根据驱动电路90动作的模式而具有不同脉冲宽度的信号，并且端子FB的短路状态变得比设定信号Sig所取得的“脉冲宽度T1～T3”要长。

另外，为了检测脉冲宽度“T1”～“T4”，计数器141计数在比“T1”长且比“T2”短的时间内进行计数的“计数次数Count0”量。同样地，计数器142计数在比“T2”长且比“T3”短的时间内进行计数的“计数次数Count1”量。然后，计数器143计数在比“T3”长且比“T4”短的时间内进行计数的“计数次数Count2”量。当计数器141～143分别计数了计数次数量时，输出“H”电平的信号C1～C3。

图8是表示设定信号Sig的脉冲宽度与检测电路131内的各节点的逻辑电平的对应关系的图。以下，对于设定信号Sig的脉冲宽度是“T1”～“T4”的情况(a)～(d)也参照图6进行说明。

<情况(a)>

当输入“脉冲宽度T1”的设定信号Sig时，比较器130输出“H”电平的信号Vsp，计数器141～143开始计数，SR触发器144～146被复位并输出“L”电平的信号Q1～Q3。

当从输入设定信号起经过“脉冲宽度T1”的期间时，计数器141输出“L”电平的信号C1，计数器142输出“L”电平的信号C2，计数器143输出“L”电平的信号C3。此时，SR触发器144～146的复位被解除，SR触发器144～146输出与信号C1～C3相同的逻辑电平的信号Q1～Q3。因此，该情况下，信号Q1～Q3成为“L”电平。其结果是，与门电路147输出“H”电平的信号S1，与门电路148输出“L”电平的信号S2。基于信号S1、S2，或门电路135输出“H”电平的信号Vsb。

基于设定信号Sig的脉冲宽度，当信号Vsb成为“H”电平时，驱动电路90输出“L”电平的信号Vdr，使NMOS晶体管76停止。即，驱动电路90基于设定信号Sig的脉冲宽度，以“停止模式”进行动作。

<情况(b)>

在输入“脉冲宽度T2”的设定信号Sig的情况下，信号Q1成为“H”电平，信号Q2、Q3成为“L”电平，信号S1成为“L”电平，信号S2成为“L”电平，信号Vsb成为“L”电平。

当信号Vsb成为“L”电平时，驱动电路90输出驱动NMOS晶体管76的驱动信号Vdr，连续地切换NMOS晶体管76。即，驱动电路90基于设定信号Sig的脉冲宽度，以“连续模式”进行动作。

<情况(c)>

当输入“脉冲宽度T3”的设定信号Sig时，信号Q1、Q2成为“H”电平，信号Q3成为“L”电平。信号S1成为“L”电平，信号S2成为“H”电平。信号Vsb成为与迟滞比较器133输出的信号Vc2的逻辑电平相同的逻辑电平。

这里，当电压Vfb_b变得比较高的基准电压VREF2要高时，迟滞比较器133输出“H”电平的Vc2，使驱动电路90停止NMOS晶体管76。之后，由于输出电压Vout1下降，电压Vfb_b下降，当变得低于比基准电压VREF2要低的基准电压VREF3时，迟滞比较器133输出“L”电平的信号Vc2，使驱动电路90切换NMOS晶体管76。

当通过使电压Vfb_b变化而使信号Vsb变化时，驱动电路90根据信号Vsb间歇地切换NMOS晶体管。即，驱动电路90基于设定信号Sig的脉冲宽度，以“突发模式”进行动作。

<情况(d)>

当在“脉冲宽度T4”的期间发生端子FB的短路状态时，信号Vsp在“脉冲宽度T4”的期间成为“H”电平。该情况下，信号Q1～Q3成为“H”电平，信号S1、S2成为“L”电平，其结果是，信号Vsb成为“L”电平。另外，在信号Vsp为“H”电平的期间，驱动电路90停止NMOS晶体管76的切换。信号Vsp成为“L”电平并从“短路模式”恢复时，驱动电路90以“连续模式”进行动作，而与“短路模式”之前的模式无关。

如上所述，信号检测电路91基于设定信号的脉冲宽度“T1～T3”，检测设定信号Sig，驱动电路90基于由信号检测电路91检测出的设定信号Sig来驱动NMOS晶体管76。

另外，“连续模式”相当于“第一模式”，“突发模式”相当于“第二模式”，“停止模式”相当于“第三模式”。另外，“脉冲宽度T2”相当于“第一期间”，“脉冲宽度T3”相当于“第二期间”，“脉冲宽度T1”相当于“第三期间”。检测电路131的输出信号Vsb相当于“检测结果”。另外，端子FB的短路状态相当于“第一状态”。

另外，停止模式、突发模式、连续模式是基于来自控制IC40的指示而进行的模式，但短路模式是由于功率因数改善IC75内的故障而产生的模式。因此，在功率因数改善IC75内，需要对停止模式和短路模式分开进行检测。通过以比短路模式短的脉冲宽度切换到停止模式，从而能在短时间内恢复到连续模式。进一步地，在与功率因数改善IC75配套使用的DC-DC转换器中，即使在没有控制IC40那样的通信功能的情况下，由于存在短路模式，也能够安全地停止切换。

《启动电路92》

返回图5，启动电路92利用施加了整流电压Vrec2的端子VH的电压对电容器79进行充电并生成电压Vcc。启动电路92在启动时交流电压Vac被施加到电源装置10时导通，当电压Vcc成为规定电平时断开，当电压Vcc从规定电平下降固定电平量时再次导通。另外，DC-DC转换器12的启动完成，电容器52被来自辅助线圈L4的电流充分地充电时，启动电路92断开。

端子VCC是施加了用于使功率因数改善IC75动作的电压Vcc的端子，端子VCC连接有一端被接地的电容器79。因此，电容器79被来自启动电路92或DC-DC转换器12的电流充电，并且电容器79的充电电压成为使功率因数改善IC75动作的电压Vcc。

另外，端子VH相当于“第二端子”，电压Vcc相当于“电源电压”。此外，电容器79相当于“外部电容器”，功率因数改善IC75相当于“第一集成电路”。

＜＜＜电源装置10启动时的动作＞＞＞

图9是表示电源装置10启动时的IC的主要波形的一个示例的图。

假设在时刻t0之前，交流电压Vac并未被施加到电源装置10。因此，控制IC40和功率因数改善IC75都不动作，AC-DC转换器11的输出电压Vout1和DC-DC转换器12的输出电压Vout2成为接地电压。

在时刻t0，当交流电压Vac被施加到电源装置10时，控制IC40的启动电路61和功率因数改善IC75的启动电路92导通。其结果是，电容器52、79分别被充电，电容器52、79的充电电压即电压Vcc上升。

在时刻t1，当控制IC40侧的电压Vcc成为“规定电平V1”时，启动电路61断开，控制IC40的内部电路进行动作以能使控制IC40动作。由于内部电路动作，因此控制IC40侧的电压Vcc下降。

在时刻t2，功率因数改善IC75侧的电压Vcc成为功率因数改善IC75能动作的“规定电平V2”时，启动电路92断开，功率因数改善IC75从端子OUT输出驱动信号Vdr。当NMOS晶体管76通过驱动信号Vdr进行切换时，输出电压Vout1上升。随之，端子FB的电压Vfb_b也上升。

在时刻t3，控制IC40侧的电压Vcc下降到“规定电平V3”时，启动电路61导通，对电容器52进行充电。

在时刻t4，控制IC40侧的电压Vcc上升到“规定电平V1”时，启动电路61断开。另一方面，功率因数改善IC75的电压Vcc下降到“规定电平V4”时，启动电路92导通，对电容器79进行充电。

从时刻t5到t6，同样的动作反复进行。

在时刻t6，由于基于内部电路的控制IC40的状态设定完成，在切换NMOS晶体管22、23之前使电压Vcc上升，因此，启动电路61导通，控制IC40侧的电压Vcc上升。此时，控制IC40为了防止因输出功率因数改善IC75的驱动信号Vdr而导致电压Vcc下降，将用于停止驱动信号Vdr的“脉冲宽度T1”的连续脉冲的设定信号Sig从端子STB输出。另外，此时，功率因数改善IC75侧的电压Vcc与控制IC40侧的电压Vcc的上升联动地上升。

功率因数改善IC75从端子FB接收“脉冲宽度T1”的连续脉冲的设定信号时，停止来自端子OUT的驱动信号Vdr的输出。由此，在启动电路61导通以使电压Vcc上升的期间，抑制因功率因数改善IC75动作而导致电压Vcc下降，抑制启动电路61再次导通。

在时刻t7，若控制IC40侧的电压Vcc的充电完成，则控制IC40从端子HO输出驱动信号Vdr1。虽然未图示，但控制IC40也从端子LO输出驱动信号Vdr2。由此，NMOS晶体管22、23开始切换，其结果是输出电压Vout2上升。另外，此时，功率因数改善IC75侧的电压Vcc的充电也与控制IC40侧的电压Vcc的充电完成联动地完成。

在时刻t8，当DC-DC转换器12的输出电压Vout2的上升完成时，控制IC40从端子STB输出用于使功率因数改善IC75以“连续模式”动作的“脉冲宽度T2”的设定信号Sig。当输出设定信号Sig时，功率因数改善IC75的端子FB成为接地电压。

在从时刻t8经过了“脉冲宽度T2”后的时刻t9，当设定信号Sig的输出结束时，功率因数改善IC75的端子FB的电压Vfb_b成为与输出电压Vout1相应的反馈电压。然后，功率因数改善IC75从端子OUT输出驱动信号Vdr，以切换NMOS晶体管76。

＜＜＜在“连续模式”与“突发模式”之间进行转移时的动作＞＞＞

图10是表示在“连续模式”与“突发模式”之间进行转移时的IC主要波形的一个示例的图。图9表示在从“连续模式”转移至“突发模式”、从“突发模式”转移至“连续模式”时，驱动NMOS晶体管76的功率因数改善IC75的端子OUT的输出的变化。

在时刻t20以前，电源装置10启动，负载13的状态成为重负载，控制IC40和功率因数改善IC75设为以“连续模式”动作的装置。

在时刻t20，当负载13的状态成为轻负载时，控制IC40以“突发模式”开始动作，控制IC40将“脉冲宽度T3”的设定信号Sig从端子STB输出。当输出设定信号Sig时，功率因数改善IC75的端子FB成为接地电压，功率因数改善IC75将端子OUT设为“L”电平，停止NMOS晶体管76的切换。

在从时刻t20经过了“脉冲宽度T3”后的时刻t21，控制IC40结束设定信号Sig的输出。当结束设定信号Sig的输出时，功率因数改善IC75的端子FB的电压Vfb_b成为与输出电压Vout1相应的反馈电压，功率因数改善IC75以“突发模式”进行动作。

在时刻t22，输出电压Vout1的电压电平下降，当电压Vfb_b与迟滞比较器133的基准电压VREF3相比下降时，功率因数改善IC75从端子OUT输出驱动信号Vdr以切换NMOS晶体管76。

在时刻t23，输出电压Vout1通过NMOS晶体管的切换而上升，与之相伴地，当反馈电压Vfb_b与迟滞比较器133的基准电压VREF2相比上升时，功率因数改善IC75将端子OUT设为“L”电平，以停止NMOS晶体管76的切换。

在时刻t23到时刻t24，功率因数改善IC反复同样的动作，以“突发模式”进行动作。

在时刻t24，当负载13的状态成为重负载时，控制IC40以“突发模式”开始动作，控制IC40将“脉冲宽度T2”的设定信号Sig从端子STB输出。当输出设定信号Sig时，功率因数改善IC75的端子FB成为接地电压，功率因数改善IC75将端子OUT设为“L”电平，停止NMOS晶体管的切换。

在从时刻t24经过了“脉冲宽度T2”后的时刻t25，控制IC40结束输出设定信号Sig。当结束设定信号Sig的输出时，端子FB的电压成为反馈电压Vfb_b，功率因数改善IC75以“连续模式”进行动作。

＜＜＜“短路模式”发生时的动作＞＞＞

图11是表示成为“短路模式”时IC的主要波形的一个示例的图。

在时刻t30，输出电压Vout1的电压电平下降，当电压Vfb_b与迟滞比较器133的基准电压VREF3相比下降时，功率因数改善IC75从端子OUT输出驱动信号Vdr以切换NMOS晶体管76。

在时刻t31，输出电压Vout1通过NMOS晶体管的切换而上升，与之相伴地，当反馈电压Vfb_b与迟滞比较器133的基准电压VREF2相比上升时，功率因数改善IC75将端子OUT设为“L”电平，以停止NMOS晶体管76的切换。

从时刻t32到时刻t35，功率因数改善IC75重复与从时刻t30到时刻t32同样的动作。

在时刻t35，当功率因数改善IC75检测到端子FB的短路状态时，功率因数改善IC75成为“短路模式”。

在时刻t36，功率因数改善IC75从端子FB的短路状态恢复时，功率因数改善IC75以“连续模式”进行动作而与“短路模式”之前的模式无关。

＝＝＝总结＝＝＝

(1)以上，对本实施方式的电源电路10进行了说明。功率因数改善IC75的信号检测电路91经由端子FB检测设定信号Sig，该设定信号Sig是从基于输出电压Vout1进行动作的控制IC40输出的。另外，端子FB是施加了与输出电压Vout1相应的反馈电压的端子。通过经由施加了反馈电压的端子FB来检测设定信号Sig，从而能够不使用通信专用的端子来检测设定信号Sig。即能够提供一种集成电路，该集成电路能够将其他用途中所使用的端子用作与外部电路通信用的端子。

(2)另外，设定信号Sig是根据驱动电路90动作的模式而具有不同脉冲宽度“T1”～“T3”的信号，因此，信号检测电路91能够使用计数器141等基于脉冲宽度来检测设定信号Sig。因此，信号检测电路91能够使用各种动作模式。

(3)另外，功率因数改善IC75通过实现“连续模式”和“突发模式”，从而功率因数改善IC75以基于与负载13的状态相应的设定信号Sig的模式来进行动作。

(4)另外，电源装置10启动时，控制IC40通过使功率因数改善IC75以“停止模式”动作，从而使电源装置10的动作最优化。另外，在控制IC40具有检测由于负载13的短路而导致的输出电压Vout2的下降的电路时，控制IC40也能在负载13发生短路时使功率因数改善IC75以“停止模式”动作。

(5)另外，通过将NMOS晶体管85连接到功率因数改善IC75的端子FB的外部，从而能够以简单的电路基于端子FB的电压变化来检测设定信号Sig。

(6)另外，当NMOS晶体管85被导通时，端子FB的电压Vfb_b变化成为接地电压，从而能够简单地检测设定信号Sig。

(7)另外，信号检测电路91具有转换器130、检测电路131和其他电路。由此，基于端子FB是否成为接地电压以及成为接地电压的期间，能够容易地检测设定信号Sig。驱动电路90检测到设定信号Sig时，停止NMOS晶体管76的切换。由此，能够抑制由于电压Vfb_b发生变化而对NMOS晶体管76的切换的影响。之后，当端子FB变得不是接地电压时，基于设定信号Sig进行动作，从而能够实现控制IC40与功率因数改善IC75之间的协调动作。

(8)另外，检测电路131在端子FB成为接地电压的期间比设定信号Sig所取得的脉冲宽度“T1”～“T3”要长的情况下，检测到端子FB短路，当短路状态被解除时，功率因数改善IC75以“连续模式”进行动作，并以通常动作进行恢复。由此，端子FB从短路恢复时，电源装置10能够进行规定动作。

(9)另外，功率因数改善IC75设置有端子VH，因此即使不能确保通信专用的端子，通过将端子FB用作通信用的端子，从而也能够对应于功率因数改善IC75的小型化、多功能化，并且实现与控制IC40的协调动作。

(10)另外，信号检测电路91在电源装置10中，优先用于使控制IC40和功率因数改善IC75协调动作。

上述实施方式是为了便于理解本发明，而不是为了限定地解释本发明。另外，本发明可以在不脱离其主旨的情况下进行变更或改进，并且本发明当然包含其等价物。

标号说明

10 电源装置

11 AC-DC转换器

12 DC-DC转换器

13 负载

20、21、32、50、51、52、53、71、74、79、83、84 电容器

22、23、76、85 NMOS晶体管

24 变压器

25 控制块

30、31、56、73、77、78 二极管

33 恒压电路

34 发光二极管

54、55、80、81、82 电阻

57 光电晶体管

61、92 启动电路

62 负载检测电路

63 设定信号输出电路

64 振荡电路

65 驱动电路

70 全波整流电路

72 变压器

90 驱动电路

91 信号检测电路

100 零电流检测电路

101 延迟电路

102 脉冲电路

103 开启计时器电路

104、113、132、135 或门电路

110 误差放大电路

111 振荡电路

112、130 比较器

120、144、145、146 SR触发器

121 缓冲电路

131 检测电路

133 迟滞比较器

134、147、148 与门电路

141、142、143 计数器。

Claims (10)

1.一种集成电路，该集成电路是为了使电源电路生成目标电平的输出电压而切换所述电源电路的晶体管的集成电路，其特征在于，包括：

第一端子，该第一端子施加有与所述输出电压相应的反馈电压；

信号检测电路，该信号检测电路经由所述第一端子对从基于所述输出电压进行动作的外部电路输出的设定信号进行检测；以及

驱动电路，该驱动电路基于所述信号检测电路检测到的所述设定信号来驱动所述晶体管。

2.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，

所述设定信号是根据所述驱动电路动作的模式而具有不同的脉冲宽度的信号，

所述信号检测电路基于所述设定信号的所述脉冲宽度来检测所述设定信号。

3.如权利要求2所述的集成电路，其特征在于，

所述驱动电路基于第一期间的所述脉冲宽度的所述设定信号，以连续地切换所述晶体管的第一模式进行动作，基于第二期间的所述脉冲宽度的所述设定信号，以间歇地切换所述晶体管的第二模式进行动作。

4.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，

所述驱动电路基于第三期间的所述脉冲宽度的所述设定信号，以停止切换所述晶体管的第三模式进行动作。

5.如权利要求3或4所述的集成电路，其特征在于，

在所述第一端子上连接有基于所述设定信号使所述第一端子的电压在所述脉冲宽度的期间变化的开关，

所述信号检测电路基于在所述脉冲宽度的期间中的所述第一端子的电压变化来检测所述设定信号。

6.如权利要求5所述的集成电路，其特征在于，

所述开关使所述第一端子的电压发生变化，以使得所述第一端子的电压在所述脉冲宽度的期间成为接地电压。

7.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，

所述信号检测电路包含：

判定电路，该判定电路对所述第一端子的电压是否是所述接地电压进行判定；以及

检测电路，该检测电路根据判定为所述第一端子的电压是所述接地电压的期间来检测所述设定信号，

在所述判定电路判定为所述第一端子的电压是所述接地电压时，所述驱动电路停止切换所述晶体管，在所述判定电路判定为所述第一端子的电压不是所述接地电压时，所述驱动电路以与所述检测电路的检测结果相应的模式进行动作。

8.如权利要求7所述的集成电路，其特征在于，

所述检测电路检测被判定为所述第一端子的电压是所述接地电压的期间变得比所述设定信号所取得的所述脉冲宽度的期间要长的第一状态，

在所述检测电路检测到所述第一状态之后，若所述判定电路判定为所述第一端子的电压不是所述接地电压，则所述驱动电路以所述第一模式进行动作。

9.如权利要求1至8中任一项所述的集成电路，其特征在于，还包括：

第二端子，该第二端子施加有来自在所述电源电路中对交流电压进行整流的整流电路的电压；以及

启动电路，该启动电路基于所述第二端子的电压，对所述集成电路的外部电容器进行充电，生成所述集成电路的电源电压。

10.一种电源装置，包括：

第一集成电路，该第一集成电路为了使电源电路生成目标电平的输出电压而切换所述电源电路的晶体管；以及第二集成电路，该第二集成电路基于所述输出电压进行动作，所述电源装置的特征在于，

所述第二集成电路包含设定信号输出电路，该设定信号输出电路将设定信号输出到所述第一集成电路，

所述第一集成电路包含：

第一端子，该第一端子施加有与所述输出电压相应的反馈电压；

信号检测电路，该信号检测电路经由所述第一端子检测从所述第二集成电路输出的所述设定信号；以及

驱动电路，该驱动电路基于所述信号检测电路检测到的所述设定信号来驱动所述晶体管。

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