JP2002218737A - スイッチング電源のソフトスタート回路 - Google Patents

スイッチング電源のソフトスタート回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ソフトスタート時間の設定にコンデンサを使用
しない簡単な回路構成のソフトスタート回路を提供し、
ソフトスタート回路のＬＳＩ内蔵を実現する。 【解決手段】三角波発生回路と誤差増幅器とＰＷＭコン
パレータを有し、通常時は該ＰＷＭコンパレータにより
該三角波発生回路の三角波振幅出力と基準（比較）電圧
としての該誤差増幅器の出力電圧を比較してＰＷＭパル
スを得るスイッチング電源において、電源起動時に前記
三角波発生回路の三角波振幅の上／下限値を設定する抵
抗網とスイッチから成る上／下限値設定部と同じ手段を
用いた抵抗網群とスイッチ群のソフトスタート基準値設
定部と、該スイッチ群の切換えのための前記三角波発生
回路の三角波周期を計数して複数の任意のソフトスター
ト時間を得る計数回路とで構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
のソフトスタート回路に係り、特に電源ＬＳＩチップ内
蔵に好適なソフトスタート回路の実現に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源のソフトスタート回路
は、ＰＷＭパルス幅を最小パルス幅から徐々に開き、電
源のＤＣ変換出力をゆっくり立ち上げることで電源起動
時のオーバーシュート（主ＳＷに流れるラッシュカーレ
ント）を防止するものである。従来から知られているソ
フトスタートの方法には、特開平８−３１７６３７号，
特開平９−２３３８０６号，ＵＰＳ−５６７５４８５号
に記載されているＣＲの指数関数電圧やＣの積分電圧で
ソフトスタート行う方法、特開平９−７４７３７号に記
載されているマイコン指令によりＰＷＭ信号をディジタ
ル回路構成で生成する方法、特開平２−７１１５号に記
載されているマイコンの指令データでＤ／Ａ変換器を介
してランプ電圧を発生する方法、等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
には、第一の方法は、スイッチング電源ＬＳＩに外付の
ＣＲ回路、あるいは定電流源と外付Ｃから成る回路を設
けて、このＣＲの時定数やＣの積分時間でソフトスター
トを決定していた。数ｍｓ〜数１００ｍｓのソフトスタ
ート時間を得るためには数１０ｎＦ〜数μＦの大きなコ
ンデンサを必要とするため、コンデンサの電源ＬＳＩ内
蔵ができないという課題があった。
【０００４】また、第二，第三の方法は、ＬＳＩに適し
たディジタル主体の回路構成なのでＬＳＩに内蔵できる
方法ではあるが、回路規模が大きく、マイコン制御によ
るソフトスタート（若しくは、イニシャライズ）なので
制御対称（電源回路）より先にマイコンの電源が立上っ
ている必要があり、マイコン制御を必要としない汎用ス
イッチング電源ＩＣには適さないという課題があった。
【０００５】本発明の一つの目的は、スイッチング電源
のソフトスタート回路に係わり、特に外付部品の削減の
ため外付コンデンサを使用しないソフトスタート回路を
実現することにある。本発明の他の目的は、更に、ソフ
トスタート回路の規模が小さくマイコン制御を必要とし
ない汎用スイッチング電源に適した電源ＩＣを実現する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴は、
三角波発生回路と誤差増幅器とＰＷＭコンパレータを有
し、通常時は該ＰＷＭコンパレータにより該三角波発生
回路の三角波振幅出力と基準（比較）電圧としての該誤
差増幅器の出力電圧を比較してＰＷＭパルスを得るスイ
ッチング電源において、前記三角波発生回路の三角波振
幅の上／下限値を設定する抵抗網とスイッチから成る上
／下限値設定部と同じ手段を用いた抵抗網群とスイッチ
群のソフトスタート基準値設定部と、該スイッチ群の切
換えのための前記三角波発生回路の三角波周期を計数し
て複数の任意のソフトスタート時間を得る計数回路とで
構成するようにしたことにある。
【０００７】また本発明の他の特徴は、前記計数回路の
代わりに複数のコンパレータを用いて、該複数のコンパ
レータの一方の入力には基準電圧発生回路の出力電圧を
任意の分圧点から取出した複数の比較電圧を個々に加
え、もう一方の総ての入力には電源のＤＣ変換出力に対
応した電圧を加えるように構成したことにある。
【０００８】電源起動時に該ソフトスタート基準値設定
部において複数の基準電圧を発生するために前記三角波
発生回路の三角波周期を計数回路を用いて計数し、該計
算時間が所望の時間になったときに前記スイッチ群を順
次切換えることにより、前記ＰＷＭコンパレータのＰＷ
Ｍパルス幅が最小幅から徐々に大きくなる方向に発生す
ることができるので、簡単な回路構成でソフトスタート
回路のＬＳＩ内蔵が達成できる。
【０００９】また、前記計数回路の代わりに複数のコン
パレータを用いる場合には、該複数のコンパレータの出
力が比較電圧と電源のＤＣ変換出力電圧の差が大きい方
から小さくなる順に前記スイッチ群を順次切換えること
により、前記ＰＷＭコンパレータのＰＷＭパルス幅が最
小幅から徐々に大きくなる方向に発生することができる
ので、同様に簡単な回路構成でソフトスタート回路のＬ
ＳＩ内蔵が達成できる。本発明の上記特徴及び他の特徴
については以下で説明される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１にスイッチング電源のソフト
スタート回路の一実施例を示す。図１において、ＯＳＣ
は三角波発生回路（点線で囲んだ部分）、ＳＳはソフト
スタート回路、ＰＷＭＣＯＭＰはＰＷＭコンパレータを
示している。三角波発生回路ＯＳＣは定電流源ＣＣ１，
ＣＣ２，スイッチＳＷ１から成る直列回路とタイミング
コンデンサＣＴと抵抗Ｒａ，Ｒｄ，Ｒｂから成る直列回
路と抵抗Ｒｃ，スイッチＳＷ２から成る直列回路とコン
パレータＣＯＭＰで構成され、コンパレータＣＯＭＰの
(＋)入力には定電流源ＣＣ１とＣＣ２の交点、およびタ
イミングコンデンサＣＴの一端が、コンパレータＣＯＭ
Ｐの（−）入力には抵抗ＲａとＲｄの交点、および抵抗
Ｒｃの一端が接続される。また、コンパレータＣＯＭＰ
の出力はスイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御入力に接続され
る。次に、ソフトスタート回路ＳＳは抵抗Ｒａ′，Ｒ
ｄ′，Ｒｂ′から成る直列回路と抵抗Ｒｃ′、スイッチ
ＳＷ３から成る直列回路とスイッチＳＷ４と計数回路Ｃ
ＯＵＮＴとアンド回路ＡＮＤで構成され、抵抗Ｒｄ′と
Ｒｂ′の交点には抵抗Ｒｃ′の一端とスイッチＳＷ４の
一端とが接続される。スイッチＳＷ３，ＳＷ４の制御入
力には計数回路ＣＯＵＮＴの２つの出力がそれぞれが図
示のごとく接続され、計数回路ＣＯＵＮＴの一方の出力
（スイッチＳＷ３側に接続の制御入力）はアンド回路Ａ
ＮＤの一方の入力に接続され、さらにアンド回路ＡＮＤ
の出力は計数回路ＣＯＵＮＴに接続される。アンド回路
ＡＮＤのもう一方の入力は三角波発生回路ＯＳＣのコン
パレータＣＯＭＰの接続される。計数回路ＣＯＵＮＴの
入力ＲＳＴにＵＶＬ（Under Voltage Lock、後述の図１
０を参照）回路ＵＶＬの出力が接続される。ＰＷＭコン
パレータＰＷＭＣＯＭＰの３つの入力のうち、１番目の
（＋）入力には誤差増幅器ＥＡ後述の図１０を参照）の
出力に、２番目の（＋）入力には上述のようにソフトス
タート回路ＳＳの抵抗Ｒｄ′とＲｂ′の交点に、（−）
入力にはタイミングコンデンサＣＴの一端に接続され
る。さらに、三角波発生回路ＯＳＣの抵抗Ｒａの一端と
ソフトスタート回路ＳＳの抵抗Ｒａ′の一端は基準電圧
発生回路ＶＲＥＦ（後述の図１０を参照）の出力電圧Ｖ
ｒｅｆが供給される。
【００１１】以上のように構成した図１の回路の動作を
説明する。
【００１２】まず、三角波発生回路ＯＳＣの動作は、定
電流源ＣＣ１の電流値ＩｏをタイミングコンデンサＣＴ
に常時流しておき、タイミングコンデンサＣＴの端子電
圧ＶＣＴがコンパレータＣＯＭＰのスレショホールド電
圧ＶＨを越えると、コンパレータＣＯＭＰの出力により
スイッチＳＷ１をオンすると同時にスイッチＳＷ２もオ
ンする。すると、タイミングコンデンサＣＴは定電流源
ＣＣ２の電流値４・Ｉｏで放電を開始し、タイミングコ
ンデンサＣＴの端子電圧ＶＣＴは次第に下がり、この端
子電圧ＶＣＴがコンパレータＣＯＭＰのスレショホール
ド電圧ＶＬ以下になると、再度コンパレータＣＯＭＰの
出力によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２を共にオフに切換え
て、定電流源ＣＣ２の電流値４・Ｉｏの放電が停止す
る。以上の繰返しにより、三角波の発振動作を行う。
【００１３】三角波の上／下限値電圧となる二つのスレ
ショホールド電圧ＶＨ，ＶＬは、抵抗Ｒａ，Ｒｄ，Ｒ
ｂ，Ｒｃの抵抗値をそれぞれＲａ，Ｒｄ，Ｒｂ，Ｒｃと
し、基準電圧発生回路ＶＲＥＦの出力電圧をＶｒｅｆと
すると、次式で求まる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】三角波発生回路ＯＳＣの発振周波数ｆＯＳ
ＣはタイミングコンデンサＣＴの充電時間ｔ１と放電時
間ｔ２の和の逆数で求まり、ｔ１，ｔ２はそれぞれｔ１
＝ＣＴ（ＶＨ−ＶＬ）／Ｉｏ，ｔ２＝ＣＴ（ＶＨ−Ｖ
Ｌ）／（３・Ｉｏ）で表されるので、発振周波数ｆＯＳ
Ｃは、ｆＯＳＣ＝１／（ｔ１＋ｔ２）＝０.７５・Ｉｏ
／｛ＣＴ（ＶＨ−ＶＬ）｝となる。仮に、Ｉｏ＝１０μ
Ａ，ＣＴ＝５０ｐＦ，ＶＨ−ＶＬ＝０.６Ｖ を考える
と、ｆＯＳＣは２５０ｋＨｚとなる。一般には高速動作
ではコンパレータＣＯＭＰの遅延時間がｔ１＋ｔ２に加
わるので発振周波数はこの求めた値より小さい値とな
る。
【００１７】このようにして三角波発生回路ＯＳＣでは
発振周波数ｆＯＳＣと三角波が発生するので、これを用
いたソフトスタート回路ＳＳの動作を図２の動作波形を
用いて次に説明する。図２において、電源投入時はまず
ＵＶＬ回路が動作して、スイッチング電源への入力電圧
ＶＩＮが低い場合にＰＷＭパルスをオフにしているの
で、このＵＶＬ動作が解除されると三角波発生回路ＯＳ
Ｃは上述の動作により図２の三角波を発生する。一方、
ソフトスタート回路ＳＳの計数回路ＣＯＵＮＴのリセッ
ト入力ＲＳＴにもＵＶＬが解除されるので三角波発生回
路ＯＳＣのコンパレータＣＯＭＰの出力パルスの計数を
計数回路ＣＯＵＮＴで開始する。すると、計数回路ＣＯ
ＵＮＴではソフトスタート時間のtsoft１ の期間に入る
ので、この期間はスイッチＳＷ４がオンするのでＰＷＭ
コンパレータＰＷＭＣＯＭＰの入力(基準）電圧Ｖｘは
図２のように０とする。すなわち、tsoft１は三角波発
生回路ＯＳＣの三角波出力が確定する期間で、主ＳＷの
誤動作(破損)防止期間である。次に、コンパレータＣＯ
ＭＰの出力パルスの計数が計数回路ＣＯＵＮＴで進みソ
フトスタート時間のtsoft２ の期間に入るとスイッチＳ
Ｗ４がオフ、スイッチＳＷ３がオンするのでＰＷＭコン
パレータＰＷＭＣＯＭＰの基準電圧Ｖｘは図２のように
ＶＳＦの値となり、この期間はＰＷＭコンパレータＰＷ
ＭＣＯＭＰは三角波と基準電圧Ｖｘで比較動作を行い、
出力にはパルス幅の狭いＰＷＭパルスが発生する。すな
わち、tsoft２ は主ＳＷのオン時間を絞って、電源起動
時のオーバシュート防止期間である。さらに、コンパレ
ータＣＯＭＰの出力パルスの計数が進みソフトスタート
時間のtsoft１＋tsoft２を過ぎると、スイッチＳＷ４，
ＳＷ３はオフするので、アンド回路ＡＮＤによって計数
回路ＣＯＵＮＴへのパルスの入力を禁止すると共に、Ｖ
ｘ値は図２のようにＶＤＢの値に切換り、電源起動時の
ソフトスタート動作は終了して電源の通常の正常動作に
入る。これでＰＷＭコンパレータＰＷＭＣＯＭＰは誤差
増幅器ＥＡの出力を基準電圧として三角波発生回路ＯＳ
Ｃの三角波との間でＰＷＭパルスを発生する。ここで、
Ｖｘ＝ＶＤＢはデッドバンドデューティを設定するため
のもので、これ以上ＰＷＭパルス幅を広げないための限
界値を設定する。ＶＤＢおよびＶＳＦと電圧設定抵抗値
の関係は、抵抗Ｒａ′，Ｒｄ′，Ｒｂ′，Ｒｃ′の抵抗
値をそれぞれＲａ′，Ｒｄ′，Ｒｂ′，Ｒｃ′とし、基
準電圧発生回路ＶＲＥＦの出力電圧をＶｒｅｆとする
と、次式で与えられる。
【００１８】
【数３】
【００１９】
【数４】
【００２０】次に、図１のスイッチング電源のソフトス
タート回路の具体的な実施例を示す回路図を図３に示
す。図３では、ソフトスタート回路ＳＳのスイッチＳＷ
３，ＳＷ４を単チャネルＭＯＳに置換え、計数回路ＣＯ
ＵＮＴとアンド回路ＡＮＤを三角波発生回路ＯＳＣの出
力パルスを分周するフリップフロップＦＦ1〜ＦＦ９と
図５に示すＳＷ３，ＳＷ４のタイミングを発生する複数
のナンド回路ＮＡ２１〜ＮＡ３４と複数のインバータ回
路Ｉ２１〜Ｉ４４による順序回路で構成している。な
お、フリップフロップＦＦ1〜ＦＦ９に使用するフリッ
プフロップの一実施例は図４の通りである。
【００２１】このような構成，動作において、ソフトス
タート基準値設定部に三角波発生回路ＯＳＣの抵抗網Ｒ
ａ〜ＲｄとスイッチＳＷ２から成る上／下限値設定部と
同じ手段を用い、三角波発生回路ＯＳＣの三角波の上限
値ＶＨと下限値ＶＬを設定する抵抗と同じ種類の抵抗お
よび形状、さらには同じ基準電圧Ｖｒｅｆを使用してい
るのでＶｘ値としてのＶＳＦ，ＶＤＢの設定値がＶＨ，
ＶＬ間で精度よく設定でき、安定したＶＳＦ，ＶＤＢ値
が得られＬＳＩに適した相対的電圧設定方を実現してい
る。また、三角波発生回路ＯＳＣの出力パルスを用いて
ソフトスタート時間を計数回路から得ることができるの
で、従来のような外付コンデンサが不要で外付部品が削
減できる。
【００２２】以上の実施例では、Ｖｘ値がＶＳＦ，ＶＤ
Ｂの２値で構成したが、図６のように多段階に切換える
ことも可能である。図６では３段階の切換えで示してい
るが、この段数に限定されない。図６の動作は、抵抗Ｒ
ｃ′とスイッチＳＷ３から成る直列回路に抵抗Ｒｃ′と
スイッチＳＷ３から成る直列回路に相当する回路をさら
に並列に接続し、その複数のスイッチの制御のためのソ
フトスタート時間tsoft２，tsoft３，tsoft４ の発生に
図３の計数回路ＣＯＵＮＴの順序回路を変更することで
実現できる（ここでは、複数のスイッチ制御のための順
序回路の構成は図示せず）。この場合、必要なＶｘ値と
してのＶＳＦ，ＶＳＦ２，ＶＳＦ３を得るには数４が成
立するように抵抗値を決めればよい。このようにして、
従来の外付コンデンサを用いたときのようにＣＲの指数
関数電圧、又はＣの積分電圧を模擬してＶｘ値をステッ
プ的に上げることも可能である。
【００２３】さらに、多段階に切換える方法としては、
例えば図１２のように抵抗Ｒｃ′を複数個に分割し、そ
の分割抵抗を縦積みにして、そのうちの１つの分割抵抗
を除く全ての分割抵抗の両端にそれぞれスイッチを設け
る構成がある。図１２の回路動作は、図６のソフトスタ
ート動作を実現するものとして説明するが、ソフトスタ
ート時間tsoft２ で新規に設けたスイッチとスイッチＳ
Ｗ３を全部オンにし、スイッチを制御するソフトスター
ト時間tsoft３，tsoft４で新規に設けたスイッチを基準
電圧Ｖｘが順次大きくなる方向にオフしてゆき、総ての
ソフトスタート動作が終了した時点でスイッチＳＷ３を
オフする。このようにしても多段階の切換えは実現でき
る。
【００２４】次は、ソフトスタート時間を任意の時間に
変更するための他の実施例を図７に示す。図７は４系統
のソフトスタート時間を設定できる回路構成例のもの
で、計数回路ＣＯＵＮＴの前にフリップフロップＦＦ１
１〜１４とインバータＩ５１〜Ｉ５４，アンド回路ＡＮ
２１〜ＡＮ２８，オア回路ＯＲ２１〜ＯＲ２４から成る
セレクタを設け、２ビットの外部設定のコードＤ０，Ｄ
１に基づいてデコーダＤＥＣＯＤ、セレクタを介してフ
リップフロップを１段通すか、２段通すか、……を決定
してソフトスタート時間を変える。ここでは、２のｎ乗
でソフトスタート時間を設定した例を示したが、ソフト
スタート時間の設定はこれの系列に限定されるものでは
ない。さらに、フリップフロップの段数も４段に限定さ
れない。
【００２５】また、ソフトスタート時間を任意の時間に
変更するための図７の構成のほかに、図８にもう一つの
実施例を示す。図８では、一例として基準電圧発生回路
ＶＲＥＦの基準電圧Ｖｒｅｆの９５％の電圧と電源のＤ
Ｃ変換出力Ｖｃｃの二分の一の電圧とをコンパレータＣ
ＯＭＰ１で比較し、Ｖｃｃが最終値の９５％を越えたと
きにスイッチＳＷ３をオンする（動作波形は図２と同
じ）。この方法は電源のＤＣ変換出力Ｖｃｃをモニタし
ているのでソフトスタート時間を負荷条件や出力フィル
タのＬ，Ｃの値に拘わらず自動的に変更できる。この部
分は図２のtsoft2の実現であるため、tsoft１ の実現は
図１のように計数回路を必要とするが、フリップフロッ
プの段数を２〜３段程度にできるので、順序回路の論理
を簡単にできる。
【００２６】図９は、図８のtsoft２ の部分を複数に分
割して対応する場合のさらにもう一つの実施例である。
基準電圧Ｖｒｅｆを複数の抵抗を用いて多数の分圧電圧
を作成し、この多数の分圧電圧と電源のＤＣ変換出力Ｖ
ｃｃの二分の一の電圧とを複数のコンパレータＣＯＭＰ
１〜ＣＯＭＰｎでそれぞれ比較し、その結果をデコーダ
ＤＥＣＯＤ２を介してスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３ｎ（ス
イッチ側は図示せず）のうち所望の１つのスイッチ、あ
るいは複数のスイッチをオンするかを決定する。
【００２７】図１０に本発明のソフトスタート回路を適
用したスイッチング電源機能ブロックの一実施例を示
す。図１０は、主スイッチＳＷ，フライホイルダイオー
ドＤ，過電流センスＣＳ,過電流比較電圧ＣＬＲＥＦ,過
電流コンパレータＣＬＣＯＭＰ，ドライバ回路ＤＲＶ，
ノア回路ＮＯＲ，定電流源ＣＣと単チャネルＭＯＳＭ６
から成るソース接地回路，ＰＷＭコンパレータＰＷＭＣ
ＯＭＰ，三角波発生回路ＯＳＣ，誤差増幅器ＥＡ，ＵＶ
Ｌ(Under Voltage Lock)回路ＵＶＬ，過電圧検出回路Ｏ
ＶＰ，本実施例のＤＢ(Dead Band）機能を有するソフト
スタート回路ＳＳ，内部電源Ｖｉｎｎｅｒ，基準電圧発
生回路ＶＲＥＦ，三角波発生回路ＯＳＣの発振周波数を
設定する抵抗ＲＴとタイミングコンデンサＣＴ，電源の
ＤＣ変換出力Ｖｃｃを誤差増幅器ＥＡに負帰還するため
の分圧入力抵抗Ｒ１とＲ２，抵抗ＲＦとコンデンサＣＦ
から成る帰還回路、および単チャネルＭＯＳＭ１〜５で
構成され、それぞれのブロックは図１０のように接続さ
れる。電源ＬＳＩの端子は入力給電端子ＶＩＮ，出力端
子ＶＯＵＴ，接地端子ＧＮＤであり、外付部品は入力給
電端子ＶＩＮに接続する入力コンデンサＣｉ，出力端子
ＶＯＵＴと接地端子ＧＮＤ間に接続するインダクタＬと
出力コンデンサＣｏのみを使用する。したがって、電源
の制御回路に必要な外付調整部品なしで実現できるＬＳ
Ｉが可能になった。
【００２８】また、本発明のソフトスタート回路は同期
整流方式のスイッチング電源にも適用可能である。
【００２９】以上で述べた電源をデバイスネット（Devi
ceNet:ＯＤＶＡ(Open DeviceNetVendor Association)の
登録商標）トランシーバの電源回路に適用した実施例を
図１１に示す。図１１において、電源線ペアＶ＋，Ｖ−
と信号線ペアＣＡＮＨ，ＣＡＮＬから成るシリアルイン
タフェースバスケーブル(シールド線は図示せず)に複数
のノードＮＯＤＥ１〜ｎが接続され、各ノード（ＮＯＤ
Ｅ１についてのみ説明）はトランシーバＴＲＮＣＶ１と
ノード電源ＰＳ１，マイコン／ＣＡＮコントローラＭＰ
Ｕ１、およびアプリケーション固有の回路ＡＰＰ１で構
成され、トランシーバＴＲＮＣＶ１には２つの抵抗ＲＴ
ＥＲＭ１，２で終端された信号線ペアＣＡＮＨ，ＶＡＮ
Ｌを介して他のトランシーバと交信する。トランシーバ
ＴＲＮＣＶ１への給電は電源線Ｖ＋，Ｖ−に接続された
ネットワーク電源PSNWから電源回路ＰＳ１を介して供給
される。このような構成において、ネットワーク電源Ｐ
ＳＮＷがオンすると電源回路ＰＳ１〜ｎは同時に起動す
ることになる。すると、電源起動時は通常、定常負荷の
１.５ 倍以上の負荷がかかることもありうるので、ネッ
トワーク電源ＰＳＮＷに電流容量の大きなものを使用す
る必要がある。本実施例のようなソフトスタート内蔵の
ノード電源を用いることは、ネットワーク電源ＰＳＮＷ
に小さな電流容量の電源を使用できるほかに、ソフトス
タートのために従来のような外付コンデンサが不要にな
るので、部品点数が削減でき、低コスト化が図れる。ま
た、トランシーバとノード電源を１チップＬＳＩに実現
できる。
【００３０】これまで述べた本スイッチング電源は、ネ
ットワークたとえばリアルタイム処理可能なシリアルバ
スシステムであるＣＡＮ(Controller Area Network）な
ど他のフィールドネットワーク用トランシーバの電源と
しても適用可能である。
【００３１】以上によれば、三角波発生回路の三角波振
幅の上／下限値を設定する抵抗網とスイッチから成る上
／下限値設定部と同じ手段を用いて抵抗網群とスイッチ
群から成るソフトスタート基準値設定部を設け、電源起
動時にこのスイッチ群を三角波発生回路の三角波周期を
計数回路を用いて計数し、この計数時間が所望の時間に
なったときに順次切換えるようにして比較電圧を発生
し、この比較電圧と三角波をＰＷＭコンパレータで比較
した結果として出力にＰＷＭパルス幅を最小幅から徐々
に大きくなる方向に発生することで実現できるので、簡
単な回路構成でソフトスタート回路のＬＳＩ内蔵が可能
になる。このため、外付部品が不要になるので部品点数
が削減でき、装置の小形化，低コスト化が図れる。
【００３２】また、計数回路の代わりに複数のコンパレ
ータを用いることにより、複数のコンパレータの出力が
比較電圧と電源のＤＣ変換出力電圧の差が大きい方から
小さくなる順にスイッチ群を順次切換えるようにして、
ＰＷＭコンパレータのＰＷＭパルス幅が最小幅から徐々
に大きくなる方向に発生することで実現できるので、上
述と同様の効果が得られる。さらに、負荷や出力フィル
タのＬ、Ｃの値に依存するソフトスタート時間の変更が
不要になる効果がある。
【００３３】また、DeviceNet(Ｒ) トランシーバ用のノ
ード電源に限らず、ＣＡＮ，ＳＤＳ（Smart Distribute
d System），PROFIBUSなどの他のフィールドネットワー
ク用トランシーバの電源にも適用でき、広い応用範囲が
期待できる。
【００３４】また、電源ＬＳＩの外付部品レスが実現で
きるので、例えばトランシーバＬＳＩと電源ＬＳＩを１
チップ化することで電源から発生するノイズを極小化で
き、このＬＳＩを適用した装置、システムのコスト低減
が図れる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、外付コンデンサを使用
しないソフトスタート回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチング電源のソフトスタート回
路の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の動作波形を示す図である。
【図３】本発明のスイッチング電源のソフトスタート回
路の具体的な実施例を示す回路図である。
【図４】図３のフリップフロップの一実施例を示す回路
図である。
【図５】図３の計数回路の各部の動作タイミングを示す
図である。
【図６】図２の多段階切換えの動作波形を示す回路図で
ある。
【図７】本発明のソフトスタート回路の他の実施例を示
す回路図である。
【図８】本発明のソフトスタート回路の他のもう一つの
実施例を示す回路図である。
【図９】本発明のソフトスタート回路のさらにもう一つ
の実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明のソフトスタート回路を適用したスイ
ッチング電源の一実施例の機能ブロック図である。
【図１１】本発明のソフトスタート回路を有するスイッ
チング電源を適用したトランシーバの機能ブロック図で
ある。
【図１２】本発明のスイッチング電源のソフトスタート
回路の他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｉ２１〜Ｉ４４，Ｉ４５〜Ｉ５４…インバータ、ＳＳ…
ソフトスタート回路、ＣＯＵＮＴ…計数回路、ＳＷ１〜
ＳＷ４…スイッチ、ＯＳＣ…三角波発生回路、ＣＣ１、
ＣＣ２、ＣＣ…定電流源、ＣＴ…タイミングキャパシ
タ、ＣＯＭＰ，ＣＯＭＰ１…コンパレータ、ＰＷＭＣＯ
ＭＰ…ＰＷＭコンパレータ、ＥＡ…誤差増幅器、ＶＲＥ
Ｆ…基準電圧発生回路、ＵＶＬ…ＵＶＬ(Under Voltage
Lock)回路、ＬＡＴＣＨ…ラッチ、ＤＲＶ…ドライバ、
ＳＷ…主ＳＷ、Ｄ…フライホイルダイオード、Ｌ…イン
ダクタ、ＦＦ１〜ＦＦ９，ＦＦ１１〜ＦＦ１４…フリッ
プフロップ、ＡＮＤ，ＡＮ２１〜ＡＮ２８…アンド回
路、ＯＲ２１〜ＯＲ２４…オア回路、ＮＡ２１〜ＮＡ３
３、ＮＡ３５〜ＮＡ３７…ナンド回路、ＮＯＲ…ノア回
路、ＤＥＣＯＤ，ＤＥＣＯＤ２…デコーダ、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，ＲＦ…抵抗、Ｃ
１〜Ｃ４，ＣＦ，Ｃｉ，Ｃｏ…コンデンサ、Ｍ１〜Ｍ６
…トランジスタ、ＰＳＮＷ…ネットワーク電源、ＴＲＮ
ＣＶ１〜ＴＲＮＣＶｎ…トランシーバ、ＰＳ１〜ＰＳｎ
…ノード電源、ＭＰＵ1〜ＭＰＵn…マイコン／ＣＡＮコ
ントローラ、ＡＰＰ１〜ＡＰＰｎ…ノード／アプリケー
ション固有の回路、ＲＴＥＲＭ１〜ＲＴＥＲＭ２…終端
抵抗、ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬ…バスの信号線ペア、Ｖ＋，
Ｖ−…バスの電源線ペア、Ｖｃｃ…電源のＤＣ変換出力
端子、Ｖｒｅｆ…基準電圧端子、ＶＩＮ…入力端子、Ｏ
ＵＴ…出力端子、ＧＮＤ…接地端子、Ｒａ〜Ｒｄ，Ｒ
ａ′〜Ｒｄ′…抵抗網。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 睦 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H730 AS01 BB11 BB21 BB57 DD02 EE13 FF03 FG05 XC14 XC16

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】三角波発生回路と誤差増幅器とＰＷＭコン
    パレータを有し、通常時は該ＰＷＭコンパレータにより
    該三角波発生回路の三角波振幅出力と基準（比較）電圧
    としての該誤差増幅器の出力電圧を比較してＰＷＭパル
    スを得るスイッチング電源において、前記三角波発生回
    路の三角波振幅の上／下限値を設定する抵抗網とスイッ
    チから成る上／下限値設定部と同じ手段を設けて、電源
    起動時に該上／下限値設定部と同じ手段において複数の
    基準電圧を発生するために前記三角波発生回路の三角波
    周期を計数回路を用いて計数し、該計数時間が所望の時
    間になったときに順次切換えるようにして、前記ＰＷＭ
    コンパレータのＰＷＭパルス幅が最小幅から徐々に大き
    くなる方向に発生するようにしたことを特徴とするスイ
    ッチング電源のソフトスタート回路。
  2. 【請求項２】請求項１において、計数時間と発生時間の
    関係をＣＲによる指数関数電圧やＣの積分電圧のように
    設定したことを特徴とするスイッチング電源のソフトス
    タート回路。
  3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、所望のス
    タート時間を得るために、設定コードにより任意の時間
    を得るようにしたことを特徴とするスイッチング電源の
    ソフトスタート回路。
  4. 【請求項４】請求項１において、ソフトスタート時間を
    計数回路で決定するのではなく、スイッチング電源の出
    力電圧の最終値に到達する或る電圧レベルによって決定
    するようにしたことを特徴とするスイッチング電源のソ
    フトスタート回路。
  5. 【請求項５】請求項１と請求項４記載の構成を併せ持っ
    たことを特徴とするスイッチング電源のソフトスタート
    回路。
  6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
    て、三角波発生回路の三角波振幅の上／下限値を設定す
    る抵抗網とスイッチから成る上／下限値設定部と同じ手
    段の後にフィルタ回路を設けたことを特徴とするスイッ
    チング電源のソフトスタート回路。
  7. 【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれか記載のソ
    フトスタート回路を有するスイッチング電源を用いて給
    電することを特徴とするネットワーク用トランシーバ。
  8. 【請求項８】請求項１乃至請求項６のいずれか記載のソ
    フトスタート回路を有するスイッチング電源。
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