JP2000324802A - スイッチング電源制御回路 - Google Patents
スイッチング電源制御回路Info
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Abstract
ても、出力電圧の過電圧が発生しにくいものにする。 【解決手段】基準三角波電圧Vosctを発生させる発
振器OSCと、電源の出力電圧に関する情報信号Vo’
と基準三角波電圧Vosctとを比較し制御パルス信号
Voutを発生する比較器COMPとを有し、基準三角
波電圧Vosctの波形の傾きで制御パルス信号Vou
tの最大のオン時間と最小のオフ時間とにより設定され
る最大時比率を決定する。電源の起動初期では基準三角
波電圧Vosctの波形による最大オン時間を発生させ
る電圧傾きを大きくし、最小オフ時間を発生させる電圧
傾きを小さくして最大時比率を小さくし、電源起動後時
間の経過とともに、基準三角波電圧Vosctの波形の
傾きを徐々に変化させて、安定動作時の最大時比率まで
自動的に変化させる電流可変用容量Vc等を設ける。
Description
源等に用いられるスイッチング電源制御回路に関する。
としては、図7に示すように、基準三角波電圧Vosc
tを発生する発振器OSCを有し、この基準三角波電圧
Vosctと図示しない電源の出力電圧Voの情報を含
む出力電圧情報信号Vo’とを比較する比較器COMP
を備えている。
Tには、発振器OSC内部で設定される振幅上限電圧V
Hと振幅下限電圧VLの間を連続振幅する基準三角波電
圧Vosctを発生させるためのタイミング容量Cに接
続されている。さらに、タイミング容量Cを充電する電
流を略決定する電流Ionを設定するオン設定抵抗Ro
nが、発振器OSCのオン設定抵抗端子Rtonに接続
され、タイミング容量Cから放電する電流を略決定する
電流Ioffを設定するオフ設定抵抗Roffが、オフ
設定抵抗端子Rtoffに接続されている。そして、発
振器OSCの出力は、タイミング容量Cの充電期間中は
Hレベルを出力し、放電期間中はLレベルを出力する最
大時比率信号Voscdを発生する。
幅器EAMPは、出力電圧Voと出力設定基準電圧Vo
refとの誤差を検出するもので、非反転入力端子には
出力設定基準電圧Vorefが接続され、反転入力端子
には出力電圧Voが入力されている。そして誤差増幅器
EAMPの出力には、その演算結果である出力電圧情報
信号Vo’が出力される。また、誤差増幅器EAMPの
出力と反転入力端子との間には、帰還インピーダンスZ
FBが接続され、誤差増幅器EAMPの高周波利得を下
げることで制御回路の不安定動作を防止している。
の非反転入力に入力され、比較器COMPの他方の反転
入力には基準三角波電圧Vosctが入力されている。
そして、比較器COMPの出力は、発振器OSCの出力
である最大時比率信号Voscdと共に論理積回路AN
Dのそれぞれの入力端子に入力され、論理積回路AND
の出力は、制御パルス出力端子から制御パルス信号Vo
utを出力する。
ング電源装置内の制御回路駆動用の電源で、このスイッ
チング電源装置の入力電圧投入により電圧が立ち上が
り、必要に応じて個々の制御回路部品に電圧を供給す
る。
路の動作について、図8を参照しながら以下に説明す
る。スイッチング電源装置の入力に電圧を投入するとそ
の直後に制御回路用電源Vccが立ち上がり、それぞれ
の制御回路部品に電圧が供給され個々の部品が能動状態
になる。そして、発振器OSCは、オン設定抵抗端子R
ton、オフ設定抵抗端子Rtoffのそれぞれに定電
圧VRton、VRtoffを印加し、それぞれに流れ
る電流に略比例した一定の電流でタイミング容量Cを充
放電し、VHとVL間を振幅する基準三角波電圧Vos
ctを発生させる。このときの充放電時間は充放電電流
に比例し、最大時比率はそのパルス信号の1周期に対す
る最大オン時間の比で表せ、最大時比率は制御回路動作
中は常に一定となる。
は、図8に示すように、出力電圧Voが0V付近にあり
出力設定基準電圧Vorefより低いため、出力電圧情
報信号Vo’はVHよりも高い電圧に設定され、比較器
COMPの出力にはHレベルが出力される。このため、
制御パルス信号Voutは、最大時比率信号Voscd
とHレベルの論理積により、最大時比率信号Voscd
で設定される最大時比率のパルス信号が出力される。こ
の最大時比率は、定常状態で十分な余裕を持って出力を
伝達できる値に設定してあるため、出力電圧Voの立上
り期間における出力電圧上昇の傾きは、最大時比率で電
力が出力に伝達されるため、出力電圧Voは大きな傾き
を持って上昇する。
Vorefを越えると、Vo’が誤差増幅器EAMPの
動作により低下し始めるが、帰還インピーダンスZFB
の効果によりその帰還インピーダンスZFBで定まる時
定数で変化するため、出力電圧Voが出力設定基準電圧
Vorefに等しくなる電圧を発生させるように、制御
パルス信号Voutの時比率が低下するまである程度の
時間の遅れが発生する。従ってその期間は過大な電力供
給がなされ、出力電圧は大きな過電圧を発生させる過電
圧期間となる。
合、電源投入直後の過電圧期間により、使用する電子機
器に悪影響が及ぶ恐れがあった。そこで、この過電圧を
極力小さくするために、従来いわゆるソフトスタート機
能を備えた電源もあった。このソフトスタート機能は、
基準三角波電圧と時定数回路等で発生させた時間ととも
に電圧が変化するソフトスタート信号とが、比較器で比
較出力された信号を利用するもので、制御パルス信号の
オン時間を変化させる方法が一般的である。しかしなが
ら、このソフトスタート機能を持たせる回路は、その構
成が複雑なものとなるという問題があった。
みてなされたものであり、スイッチング電源起動時の過
度的な動作においても、出力電圧の過電圧が発生しにく
いものにするスイッチング電源制御回路を提供すること
を目的とする。
電源制御回路は、基準三角波電圧波形の傾きで最大のオ
ン時間と最小のオフ時間すなわち最大時比率を決定する
スイッチング電源用の制御回路であって、電源起動から
任意の時間で基準三角波電圧波形の傾きを変化させて、
小さな最大時比率から安定動作時に設定した最大時比率
まで可変させることにより基準三角波電圧自体にいわゆ
るソフトスタート機能をもたせ、電源起動時の出力電圧
の過電圧発生を制御するものである。
させる発振器と、電源の出力電圧に関する情報信号と上
記基準三角波電圧とを比較し制御パルス信号を発生する
比較器とを有し、その基準三角波電圧波形の傾きで上記
制御パルス信号の最大のオン時間と最小のオフ時間とに
より設定される最大時比率を決定するものであり、上記
電源の起動初期では上記基準三角波電圧波形による最大
オン時間を発生させる電圧傾きを大きくし、最小オフ時
間を発生させる電圧傾きを小さくして上記最大時比率を
小さくし、電源起動後時間の経過とともに、上記基準三
角波電圧波形の傾きを徐々に変化させて、上記電源の安
定動作時の最大時比率まで自動的に変化させる電流可変
用容量等の基準三角波電圧傾き変更手段を設けたスイッ
チング電源制御回路である。
は、上記制御パルス信号の最大オン時間を決定する電圧
傾きのみを変化させるものである。または、前記基準三
角波電圧傾き変更手段は、上記制御パルス信号の最小オ
フ時間を決定する電圧傾きのみを変化させるものであ
る。
いて図面を基にして説明する。図1,図2はこの発明の
第一実施形態を示すもので、図1において、発振器OS
Cは、発振器OSC内部で設定される振幅上限電圧VH
と振幅下限電圧VLの間を連続振幅する基準三角波電圧
Vosctを発生させる。そして、発振器OSCの充放
電容量端子CTには、基準三角波電圧Vosctを発生
させるためのタイミング容量Cが接続されている。そし
て、タイミング容量Cに充電する電流を略決定する電流
Ionを設定するオン設定抵抗Ron1とオン設定抵抗
Ron2を、接続点Aを介し直列に接続し、オン設定抵
抗Ron1の一端を発振器OSCのオン設定抵抗端子R
tonに接続し、オン設定抵抗Ron2の他端を接地す
る。さらに、タイミング容量Cから放電する電流を略決
定する電流Ioffを設定するオフ設定抵抗Roff1
とオフ設定抵抗Roff2を、接続点Bを介し直列に接
続し、オフ設定抵抗Roff1の一端を発振器OSCの
オフ設定抵抗端子Rtoffに接続し、オフ設定抵抗R
off2の他端を接地する。
設定抵抗Roff1,Roff2は並列に設けられ、そ
れぞれの接続点A,Bに基準三角波電圧傾き変更手段と
して電流可変用容量Cvの両端を各々接続する。このと
き、オン設定抵抗Ron1,Ron2と、オフ設定抵抗
Roff1,Roff2の抵抗値は、定常時の発生電圧
の関係が、(接続点Aの電位)>(接続点Bの電位)、
となるように設定する。そして、発振器OSCの出力
は、充電期間中はHレベルを出力し放電期間中はLレベ
ルを出力する最大時比率信号Voscdを発生する。
cc、誤差増幅器EAMP、比較器COMP、論理積回
路ANDは、上記従来の技術と同様の構成で同様の機能
を有する。
路について、その動作を以下に説明する。スイッチング
電源装置の入力に電圧を投入すると、図2に示すよう
に、その直後に制御回路用電源Vccが立ち上がり、そ
れぞれの制御回路部品に電圧が供給され個々の部品が能
動状態になる。発振器OSCは、能動状態になった瞬間
にオン設定抵抗端子Rtonとオフ設定抵抗端子Rto
ffに、各々定電圧VRton,VRtoffを印加す
る。この瞬間は、接続点AとBの電位は、電流可変用容
量Cvの働きにより電位差が無いため、充電電流Ion
は安定動作時よりも大きく、放電電流Ioffは小さく
なる。従って、充電電流Ion、放電電流Ioffのそ
れぞれに流れる電流に略比例した電流で充放電される基
準三角波電圧Vosctの傾きは、図2に示すように、
オン期間の傾きが大きく、逆にオフ期間の傾きが小さく
なり、この一周期を見た最大時比率は安定動作時のそれ
と比べ小さいものになる。従って、制御パルス信号Vo
utの時比率も小さくなる。
Cvの充電が進み通過する電流が小さくなっていくため
徐々に充電電流Ionは小さく、放電電流Ioffは大
きくなっていき、電流可変用容量Cvの充電が終了した
時点で、安定動作時に設定した最大時比率に固定され
る。
った直後から電流可変用容量Cvの充電が完了する間に
おいて、最大時比率は時間と共に少しづつ大きくなって
いく特性を持つことになる。
の発振開始直後では、出力電圧Voが0V付近にあり、
出力設定基準電圧Vorefより低いため、出力電圧情
報信号Vo’は誤差増幅器EAMPの動作により、VH
よりも高い電圧に設定され、比較器COMPの出力には
Hレベルが出力される。このため、制御パルス信号Vo
utは、最大時比率信号VoscdとHレベルの論理積
により最大時比率信号Voscdで設定される最大時比
率のパルス信号が出力される。
態から徐々に大きな状態へ変化するため、出力電圧Vo
の立上り期間のその上昇の傾きは、小さな時比率で電力
が出力に伝達されるため、図2に示すように、出力電圧
Voの電圧上昇は緩やかな傾きを持つことになる。
fに達すると、Vo’が誤差増幅器EAMPの動作によ
り低下し始めるが、帰還インピーダンスZFBの効果に
より帰還インピーダンスZFBで定まる時定数で変化す
る。しかし、出力設定基準電圧Vorefと等しくなる
電圧を発生させる時比率になるように出力電圧Voが低
下するまでの時間は、最大時比率信号Voscdで時比
率が制限されているためほとんど掛からず、電圧上昇の
傾きも緩やかなため、その期間の電力供給は過大にはな
らず過電圧をほとんど発生させない。
によれば、各々直列接続したオン設定抵抗Ron1,R
on2とオフ設定抵抗Roff1,Roff2との接続
点間に、電流可変用容量Cvを設けるだけの簡単な構成
により、基準三角波自体にスイッチング電源のソフトス
タート機能を持たせることができるものである。
3,図4を基にして説明する。ここで、上記実施形態と
同様の構成は説明を省略する。この実施形態の発振器O
SCには、図3に示すように、充放電容量端子CTに発
振器OSC内部で設定される振幅上限電圧VHと振幅下
限電圧VLの間を連続振幅する基準三角波電圧Vosc
tを発生させるためのタイミング容量Cが接続され、タ
イミング容量Cに充電する電流を略決定する電流Ion
を設定するオン設定抵抗Ron1とオン設定抵抗Ron
2を、接続点Aを介し直列に接続し、オン設定抵抗Ro
n1の一端をオン設定抵抗端子Rtonに接続する。ま
た、タイミング容量Cから放電する電流を略決定する電
流Ioffを設定するオフ設定抵抗Roffを、オフ設
定抵抗端子Rtoffに接続する。そして、オン設定抵
抗Ron2に並列に、基準三角波電圧傾き変更手段とし
て電流可変用容量Cvが接続されている。
回路について、その動作を以下に説明する。図4に示す
ように、スイッチング電源装置の入力に電圧を投入する
と、その直後に制御回路用電源Vccが立ち上がり、そ
れぞれの制御回路部品に電圧が供給され個々の部品が能
動状態になる。そして、発振器OSCは、能動状態にな
った瞬間にオン設定抵抗端子Rtonとオフ設定抵抗端
子Rtoffに、各々定電圧VRton、VRtoff
を印加する。
電圧は、電流可変用容量Cvの働きにより0Vとなる。
そして、オン設定電流Ionは、オン設定抵抗Ron1
とオン設定抵抗端子Rtonに発生する電圧により決定
される電流が流れるため、安定動作時の電流よりも大き
くなり略比例した電流で充電される基準三角波電圧Vo
sctの傾きは大きくなるため、この一周期を見た最大
時比率は安定動作時の最大時比率と比べ小さいものにな
る。
Cvの充電が進み、オン設定抵抗Ron2に印加される
電圧が大きくなっていくため徐々にオン設定電流Ion
は小さくなって行き、電流可変用容量Cvの充電が終了
した時点で、安定動作時に設定した最大時比率に固定さ
れる。
った直後から電流可変用容量Cvの充電が完了する間に
おいて、最大時比率は時間と共に少しづつ大きくなって
いく特性を持つことになる。
の発振開始直後では、Voが0V付近にあり、出力設定
基準電圧Vorefより低いため、Vo’は誤差増幅器
EAMPの動作により、VHよりも高い電圧に設定さ
れ、比較器COMPの出力にはHレベルが出力される。
このため、制御パルス信号Voutは、最大時比率信号
VoscdとHレベルの論理積により最大時比率信号V
oscdで設定される最大時比率のパルス信号が出力さ
れる。
状態から徐々に大きな状態へ変化するため、出力電圧V
oの立上り期間のその上昇の傾きは、小さな時比率で電
力が出力に伝達されるため、図4に示すように、出力電
圧Voの電圧上昇は緩やかな傾きを持つことになる。
fに達すると、出力電圧情報信号Vo’が誤差増幅器E
AMPの動作により低下し始めるが、帰還インピーダン
スZFBの効果により帰還インピーダンスZFBで定ま
る時定数で変化する。しかし、出力設定基準電圧Vor
efに等しくなる電圧を発生させる時比率になるように
低下するまでの時間は、最大時比率信号Voscdで時
比率が制限されているためほとんど掛からず、電圧上昇
の傾きも緩やかなためその期間の電力供給は過大にはな
らず過電圧をほとんど発生させない。
によれば、直列接続したオン設定抵抗Rton1,Rt
on2の一方のオン設定抵抗Rton2に電流可変用容
量Cvを並列に設けるだけの簡単な構成により、スイッ
チング電源のソフトスタート機能を得ることができるも
のである。
5,図6を基にして説明する。ここで、上記第一実施形
態と同様の構成は説明を省略する。この実施形態の発振
器OSCには、図5に示すように、発振器OSCには充
放電容量端子CTに発振器OSC内部で設定される振幅
上限電圧VHと振幅下限電圧VLの間を連続振幅する基
準三角波電圧Vosctを発生させるためのタイミング
容量Cが接続され、タイミング容量Cに充電する電流を
略決定する電流Ionを設定するオン設定抵抗Ronが
オン設定抵抗端子Rtonに接続され、タイミング容量
Cから放電する電流を略決定する電流Ioffを設定す
るオフ設定抵抗Roff1とオフ設定抵抗Roff2を
接続点Bを介し直列に接続し、オフ設定抵抗Roff1
の一端をオフ設定抵抗端子Rtoffに接続し、接続点
Bと制御回路用電源Vcc間に電流可変用容量Cvを接
続する。
回路について、その動作を以下に説明する。スイッチン
グ電源装置の入力に電圧を投入すると、その直後にVc
cが立ち上がり、それぞれの制御回路部品に電圧が供給
されるため個々の部品が能動状態になる。発振器OSC
は能動状態になった瞬間にオン設定抵抗端子Rtonと
オフ設定抵抗端子Rtoffに各々定電圧VRton、
VRtoffを印加する。
電圧VBは電流可変用容量Cvの働きにより、安定動作
時の発生電圧をVRoff2とすれば能動状態直後のV
Bは、VRtoff>VB>VRoff2の関係になる
電圧に設定されたとき、Ioffは、|(VRtoff
−VB)/Roff1|で決定される電流が流れるた
め、安定動作時よりも小さくなり、略比例した電流で放
電される基準三角波電圧Vosctの傾きは小さくな
る。このためこの1周期を見た最大時比率は、安定動作
時のそれと比べ小さいものになる。
vの充電が進み、VBの電圧が低くなっていくために徐
々にIoffは大きくなっていき、充電が終了した時点
で安定動作時に設定した最大時比率に固定される。つま
り、発振器OSCが能動状態になった直後から電流可変
用容量Cvの充電が完了する間の最大時比率は時間と共
に少しづつ大きくなっていく特性を持つことになる。
の発振開始直後では、Voが0V付近にあり、出力設定
基準電圧Vorefより低いため、Vo’は誤差増幅器
EAMPの動作により、VHよりも高い電圧に設定さ
れ、比較器COMPの出力にはHレベルが出力される。
このため、制御パルス信号Voutは、最大時比率信号
VoscdとHレベルの論理積により最大時比率信号V
oscdで設定される最大時比率のパルス信号が出力さ
れる。
状態から徐々に大きな状態へ変化するため、出力電圧V
oの立上り期間のその上昇の傾きは、小さな時比率で電
力が出力に伝達されるため、図6に示すように、出力電
圧Voの電圧上昇は緩やかな傾きを持つことになる。
fに達すると、出力電圧情報信号Vo’が誤差増幅器E
AMPの動作により低下し始めるが、帰還インピーダン
スZFBの効果により帰還インピーダンスZFBで定ま
る時定数で変化する。しかし、出力設定基準電圧Vor
efに等しくなる電圧を発生させる時比率になるように
低下するまでの時間は、最大時比率信号Voscdで時
比率が制限されているためほとんど掛からず、電圧上昇
の傾きも緩やかなためその期間の電力供給は過大にはな
らず過電圧をほとんど発生させない。
によっても、直列接続したオフ設定抵抗Roff1,R
off2の間の接続点Bと制御回路用電源Vccとの間
に電流可変用容量Cvを設けるだけの簡単な構成によ
り、スイッチング電源のソフトスタート機能を得ること
ができるものである。
手段は、電流可変用容量を基準三角波のための充放電回
路にもうけるものでのほか、基準三角波の傾きを電源投
入直後の所定期間変更可能なものであればよい。
は、スイッチング電源の制御パルス信号を形成するため
の基準三角波自体に、電源投入時の過電圧を抑制する機
能を持たせたので、回路構成が簡単であり、容易に過電
圧を防止することができるものである。
御回路を示す回路構成図である。
作波形を示す説明図である。
御回路を示す回路構成図である。
作波形を示す説明図である。
御回路を示す回路構成図である。
作波形を示す説明図である。
成図である。
示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基準三角波電圧を発生させる発振器と、
電源の出力電圧に関する情報信号と上記基準三角波電圧
とを比較し制御パルス信号を発生する比較器とを有し、
その基準三角波電圧の波形の傾きで、上記制御パルス信
号の最大のオン時間と最小のオフ時間とにより設定され
る最大時比率を決定するスイッチング電源制御回路にお
いて、上記電源の起動初期では上記基準三角波電圧波形
による最大オン時間を発生させる電圧傾きを大きくし、
最小オフ時間を発生させる電圧傾きを小さくして上記最
大時比率を小さくし、電源起動後時間の経過とともに、
上記基準三角波電圧波形の傾きを徐々に変化させて、上
記電源の安定動作時の最大時比率まで自動的に変化させ
る基準三角波電圧傾き変更手段を設けたことを特徴とす
るスイッチング電源制御回路。 - 【請求項2】 上記基準三角波電圧傾き変更手段は、上
記基準三角波電圧を形成する回路に設けた電流可変用容
量であることを特徴とする請求項1記載のスイッチング
電源制御回路。 - 【請求項3】 上記基準三角波電圧傾き変更手段は、上
記制御パルス信号の最大オン時間を決定する電圧傾きの
みを変化させることを特徴とする請求項1または2記載
のスイッチング電源制御回路。 - 【請求項4】 前記基準三角波電圧傾き変更手段は、上
記制御パルス信号の最小オフ時間を決定する電圧傾きの
みを変化させることを特徴とする請求項1または2記載
のスイッチング電源制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13357899A JP3352050B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | スイッチング電源制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13357899A JP3352050B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | スイッチング電源制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000324802A true JP2000324802A (ja) | 2000-11-24 |
JP3352050B2 JP3352050B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=15108096
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13357899A Expired - Fee Related JP3352050B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | スイッチング電源制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3352050B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006333628A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 電源装置とその起動方法 |
JP2010041674A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Denso Corp | 三角波発生回路および電圧−パルス変換回路 |
JP2010220330A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Fuji Electric Systems Co Ltd | スイッチング電源回路 |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP13357899A patent/JP3352050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006333628A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 電源装置とその起動方法 |
JP2010041674A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Denso Corp | 三角波発生回路および電圧−パルス変換回路 |
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JP2016152727A (ja) | 制御回路およびスイッチング電源装置 |
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