JP2002369511A - スイッチング電源用集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度変化に対して一定の検出レベルを有するス
イッチング電源用集積回路を可能にする。 【解決手段】 本発明は電源トランスの一次側巻線とア
ース間にドレイン電極とソース電極が接続されたパワー
ＭＯＳトランジスタ４１の前記ドレイン電極に、センサ
ーＭＯＳトランジスタ４２のソース電極を接続し、前記
センサーＭＯＳトランジスタ４２に流れる電流を検出す
る検出抵抗４７と、該検出抵抗４７に生じる検出電圧に
て制御され前記パワーＭＯＳトランジスタ４１を制御す
る制御ＭＯＳトランジスタ４８とを有するオフドライバ
ー制御集積回路とを接して設けることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機あるいは音響機器等の電源に用いられるスイッチング
電源用集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機あるいは音響機器等
の電源に用いられるスイッチング電源回路として、一般
的にチョツパー方式と呼ばれるオンラインスイッチング
電源回路とオフラインスイッチング電源回路とがある。
前記オフラインスイッチング電源回路にはフライバック
方式スイッチング電源回路とフォワード方式スイッチン
グ電源回路がある。

【０００３】前記フライバック方式スイッチング電源回
路は一次側のパワートランジスタがオンした後オフした
ときに、二次側に電流（電力）を供給する方式で、自励
方式と他励方式及び擬似共振方式がある。前記自励方式
は発振器を半導体回路自体では持たず、Ｌ又はＣにて発
振動作をするもので、代表例としてリンギング・チョー
ク・コンバータ（ＲＣＣ）方式スイチング電源回路があ
る。

【０００４】図８は前記ＲＣＣ方式スイッチング電源回
路の基本的回路図で、希望する入力電圧範囲に対して、
必要なＤＣ電圧及びＤＣ電流を出力できる。整流回路１
は商業電源からのＡＣ電圧を整流し、前記整流された直
流電圧を平滑コンデンサ２で平滑する。電源トランス３
は一次側巻線４と二次側巻線５及び補助側巻線６を有す
る。前記一次側巻線４の一端にはパワーＭＯＳトランジ
スタ７のドレインが接続され、検出抵抗８を介しアース
され、又一次側巻線４間にスナバー回路９が接続されて
いる。

【０００５】前記二次側巻線５には出力電圧が高くなっ
た時に動作する誤差増幅器１２が接続されている。前記
誤差増幅器１２はトランジスタ１３、該トランジスタ１
３に接続されたホトカプラ１４を構成する発光ダイオー
ド１５、抵抗１６、１７、１８等よりなる。

【０００６】また補助側巻線６には抵抗２１とコンデン
サ２２とを直列接続したオンラインドライブ回路２０、
オフ制御器２４及び前記ホトカプラ１４を構成するホト
トランジスタ２５が接続されている。

【０００７】前記商業電源からのＡＣ電圧を整流回路１
で整流し、前記整流された直流電圧は平滑コンデンサ２
で平滑される。平滑された直流電圧は起動抵抗１０を介
してパワーＭＯＳトランジスタ７加わり、該パワーＭＯ
Ｓトランジスタ７をオンさせ起動動作を開始する。前記
パワーＭＯＳトランジスタ７がオンさると、電源トラン
ス３の一次側巻線４に矢印方向に電流が流れる。

【０００８】前記一次巻線３に流れる電流により補助側
巻線６に矢印方向の電流が流れる。前記補助側巻線６か
ら生じる電圧は、パワーＭＯＳトランジスタ７がオンし
ている時に発生するように巻線が巻かれているため、一
次巻線４の巻数ＮＰ１に比例した電圧が発生する。電源
トランス３を理想的パルストランスと想定すると、補助
側巻線６に発生する電圧ＮＤは ＮＤ＝Ｖｉｎ×ＮＤ１/ＮＰ１ となる。尚、Ｖｉｎは入力電圧、ＮＤ１は補助側巻線６
の巻数である。このようにしてパワーＭＯＳトランジス
タ７がオンした時に生じる巻線電圧を利用して、正帰還
により十分なゲート電圧が供給される。

【０００９】前記パワーＭＯＳトランジスタ７がオンす
ることにより検出抵抗８にて検出される電圧とホトカプ
ラ１４のホトトランジスタ２５との合計電圧が所定電圧
以上となるとオフ制御器２４がオンされる。前記オフ制
御器２４がオンされると、パワーＭＯＳトランジスタ７
のゲート電圧が減少し、前記パワーＭＯＳトランジスタ
７はオフされる。

【００１０】前記パワーＭＯＳトランジスタ７がオフす
ることにより電源トランス３の二次側巻線５には矢印と
逆方向の電流が流れ、ダイオード２６を介して負荷が接
続される出力ピン端子２７、２７に負荷電圧を供給す
る。このとき補助側巻線６にも反矢印方向の電流が流
れ、前記二次側巻線５への電流が流し終わったときに、
補助側巻線６にリンギング電圧が生じ、このリンギング
電圧によりパワーＭＯＳトランジスタ７を再びオンす
る。斯かる動作を繰り返し、整流回路１から得られた直
流電圧を適当な電圧にコンバートして出力ピン端子２
７、２７に負荷電圧を供給する。

【００１１】前記出力ピン端子２７、２７の出力電圧が
高くなると、誤差増幅器１２のトランジスタ１３がオン
し発光ダイオード１５を発光させる。発光ダイオード１
５が発光されると、発光された光を受けホトトランジス
タ２５の抵抗値が低下しオフ制御器２４をオンさせ、パ
ワートランジスタ７のゲートへの電圧を減少し、前記パ
ワーＭＯＳトランジスタ７を制御し、負荷回路に過電圧
が加わるのを防止する。

【００１２】又前述のＲＣＣ方式スイッチング電源回路
では、パワーＭＯＳトランジスタ７に流れる電流を検出
し、前記パワーＭＯＳトランジスタ７に過電流が流れる
のを防止することも行われる。

【００１３】図９は従来のＲＣＣ方式スイッチング電源
回路の回路図で、前記パワーＭＯＳトランジスタ７の制
御と共に過電流の防止を行う制御部３０を有する。前記
制御部３０はワンチップで形成されて、さらに前記パワ
ーＭＯＳトランジスタ７を同一基板に取付け複合素子２
９としている。前記制御部３０は制御トランジスタ３
１、３２とエナーダイオード３３、３４、３５、３６及
び遅延回路を構成するトランジスタ３７及びダイオード
３８等よりなる。

【００１４】前述したように、商業電源からのＡＣ電圧
を整流回路１で整流し、前記整流された直流電圧は平滑
コンデンサ２で平滑される。平滑された直流電圧は起動
抵抗１０を介してＤｅｌａｙ端子より制御部３０に加わ
る。前記制御部３０に加えられた直流電圧は最初コンデ
ンサ３９を介して遅延回路のダイオード３８を逆方向に
バイアスする。従って前記ダイオード３８は暫時オフす
るためパワーＭＯＳトランジスタ７のゲート電極に加わ
ることはない。

【００１５】しかしトランジスタ３７のオンにより前記
ダイオード３８はオンする。又この時制御トランジスタ
３１、３２がオフされているため、前記制御部３０に加
えられた直流電圧はパワーＭＯＳトランジスタ７のゲー
トに加わり、前記パワーＭＯＳトランジスタ７をオンさ
せ起動動作を開始する。前記パワーＭＯＳトランジスタ
７がオンさると、電源トランス３の一次側巻線４はＤｒ
ａｉｎ端子を経てパワートランジスタ７のソース・ドレ
イン電極そしてＳｏｕｒｃｅ端子を介して閉回路が形成
され、前記一次側巻線４に矢印方向に電流が流れる。

【００１６】前記一次巻線４に流れる電流により補助側
巻線６に矢印方向の電流が流れる。前記補助側巻線６か
ら生じる電圧は、パワーＭＯＳトランジスタ７がオンし
ている時に発生するように巻線が巻かれているため、一
次巻線４の巻数ＮＰ１に比例した電圧が発生する。前記
補助側巻線６に発生された電圧はＶｉｎ端子よりダイオ
ード３８を介して正帰還し、パワーＭＯＳトランジスタ
７のゲート電極に十分なゲート電圧を供給する。

【００１７】前記パワーＭＯＳトランジスタ７がオンす
ることにより検出抵抗８にて検出される電圧が所定電圧
以上となると、ＯＣＰ端子より加わる電圧にて制御トラ
ンジスタがオンされる。前記制御トランジスタ３２がオ
ンされると制御トランジスタ３１もオンし、パワーＭＯ
Ｓトランジスタ７のゲート電圧を減少させ、前記パワー
ＭＯＳトランジスタ７をオフさせる。

【００１８】前記パワーＭＯＳトランジスタ７がオフす
ることにより電源トランス３の二次側巻線に電流が流
れ、前記二次側巻線５への電流が流し終わったときに、
補助側巻線６にリンギング電圧が生じ、このリンギング
電圧によりパワーＭＯＳトランジスタ７を再びオンす
る。斯かる動作を繰り返し、整流回路１から得られた直
流電圧を適当な電圧にコンバートして出力ピン端子２
７、２７に負荷電圧を供給する。

【００１９】更にパワーＭＯＳトランジスタ７に流れる
電流が過大になりゲートに加わる電圧が大きくなると、
ツエナーダイオード３３、３４、３５、３６がオンしゲ
ート電圧を減少し、パワーＭＯＳトランジスタ７に過電
流が流れるのを防止する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記パワーＭ
ＯＳトランジスタに流れる過電流を少ない素子数で検出
するためセンサーＭＯＳトランジスタが使用することが
行われる。しかしパワーＭＯＳトランジスタのオン抵抗
の温度特性の影響により前記検出抵抗に検出される検出
電圧も温度特性を持つこととなる。

【００２１】今室温中のオン抵抗値を１とすれば、動作
温度Ｔｊ＝１５０℃では約２〜３倍程度増加し、前記セ
ンサーＭＯＳトランジスタで検出され検出抵抗に検出さ
れる検出電圧値も２〜3倍程度増加する。前記検出され
た検出電圧を利用してパワーＭＯＳトランジスタの過電
流検出回路を動作させたとき、室温中の過電流検出回路
の開始レベルに比べて動作温度が高くなるに従い出力電
力が取れなくなるという現象が生じる。

【００２２】具体的には室温中では１００Ｗ出力できる
スイッチング電源を使用した場合、チップ温度が高くな
るにつれて、電力として３３〜５０Ｗ程度しか出力でき
ないこととなる。

【００２３】前述したように、センサーＭＯＳトランジ
スタに温度によるオン抵抗の依存性を持ち、前記センサ
ーＭＯＳトランジスタから得られる検出電圧も温度依存
性を持つ。前記検出電圧をバイポーラトランジスタある
いはバイポーラＩＣで制御した場合は、バイポーラ構造
に依存するＶＢＥ電圧が温度上昇により減少することか
ら、よりチップ温度が上昇すると、見かけ上センサーＭ
ＯＳトランジスタに流れる電流がより多く流れているよ
うな検出をしてしまう。

【００２４】一方前記制御部をＭＯＳ構造で製造した場
合は、センサーＭＯＳトランジスタと同様な特性を持つ
ことになる。例えばスイッチング動作をさせるための制
御ＩＣの場合などは、スイッチング動作をさせる各回路
に使用されるＦＥＴの動作も、制御ＩＣの動作温度が上
昇すればオン抵抗が上昇してしまい、同じ電流値を流す
ためにゲートに加える電圧を高くしなければならない。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は電源トランスの
一次側巻線とアース間にドレイン電極とソース電極が接
続されたパワーＭＯＳトランジスタと、前記パワーＭＯ
Ｓトランジスタのドレイン電極とゲート電極に夫々ドレ
イン電極とソース電極が接続されパワーＭＯＳトランジ
スタに流れる電流を検出するセンサーＭＯＳトランジス
タと、前記センサーＭＯＳトランジスタに流れる電流と
補助側巻線からの電流に基づく電圧を検出する検出抵抗
と、該検出抵抗に生じる検出電圧にて制御され前記パワ
ーＭＯＳトランジスタを制御する制御ＭＯＳトランジス
タとを有するオフドライバー制御集積回路とよりなり、
前記センサーＭＯＳトランジスタとオフドライバー制御
集積回路とを接して設けたスイッチング電源用集積回路
を提供する。

【００２６】又本発明は前記パワーＭＯＳトランジスタ
とセンサーＭＯＳトランジスタとをワンチップとしたセ
ンサー付パワーＭＯＳトランジスタとオフドライバー制
御集積回路とを接して設けたスイッチング電源用集積回
路を提供する。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明のスイッチング電源用集積
回路を図１から図７に従って説明する。

【００２８】図１は本発明のスイッチング電源用集積回
路における主要部の回路図である。パワーＭＯＳトラン
ジスタ４１と、該パワーＭＯＳトランジスタ４１のドレ
イン電極とゲート電極が夫々接続されたセンサーＭＯＳ
トランジスタ４２と、前記パワーＭＯＳトランジスタ４
１を制御する過電流保護とＦＢ兼用のオフドライバー制
御集積回路４０及び後述する電源トランスの補助側巻線
６に接続されたＯＣＰレベル補正用の抵抗４３並びにド
ライブ回路４４を構成する抵抗４５とコンデンサ４６と
有する。

【００２９】前記オフドライバー制御回路４０は前記セ
ンサーＭＯＳトランジスタ４１に流れる電流と補助側巻
線６からＯＣＰレベル補正用の抵抗４３を介して加わる
電流とにより生じる検出電圧を検出する検出抵抗４７
と、該検出抵抗４７に生じる電圧で制御され前記パワー
ＭＯＳトランジスタ４１を制御する制御ＭＯＳトランジ
スタ４８及び該制御ＭＯＳトランジスタ４８のゲート電
極アース間に抵抗５０を介して接続されたツエナーダイ
オード４９よりなる。前記オフドライバー制御回路４０
は遅延回路５２等と共にワンチップ集積回路にて形成さ
れている。

【００３０】図２に示すように前記ワンチップに形成さ
れたオフドライバー制御集積回路４０と過電圧入力電圧
制限回路５１及び遅延回路５２とパワーＭＯＳトランジ
スタ４１及びセンサーＭＯＳトランジスタ４２は１つの
パッケージ５５に収納された複合素子をなす。

【００３１】前記パッケージ５５はオフドライバー制御
集積回路４０が接続されたＦＢピン端子、遅延回路５
２に接続されるＤｅｌａｙピン端子、前記パワーＭＯ
Ｓトランジスタ４１及びセンサーＭＯＳトランジスタ４
２のドレイン電極に接続されるＤｒａｉｎピン端子、
前記パワートランジスタ４１のゲート電極に接続される
Ｖｉｎピン端子及びパワーＭＯＳトランジスタ４１の
ソース電極に接続されるＳｏｕｒｃｅピン端子を有す
る。

【００３２】図３は前記パッケージ５５を実際に用いた
スイッチング電源回路のブロック図である。尚、前述し
た従来例と同一構成部分は同一番号を付す。

【００３３】整流回路１は商業電源からのＡＣ電圧を整
流し、平滑コンデンサ２で前記整流された直流電圧を平
滑する。電源トランス３は一次側巻線４と二次側巻線５
及び補助側巻線６を有する。前記Ｄｒａｉｎピン端子
は電源トランス３の一次側巻線４の一端に接続され、又
一次側巻線４間にはスナバー回路９が接続されている。

【００３４】前記電源トランス３の二次側巻線５には出
力電圧が高くなった時に動作する誤差増幅器１２が接続
されている。前記誤差増幅器１２はトランジスタ１３、
該トランジスタ１３に接続されたホトカプラ１４を構成
する発光ダイオード１５、抵抗１６、１７、１８等より
なる。

【００３５】またＶｉｎピン端子は電源トランス３の
補助側巻線６に抵抗４５とコンデンサ４６とよりなるド
ライブ回路４４を介しに接続される。前記Ｓｏｕｒｃｅ
ピン端子は整流回路１のアースに接続され、Ｄｅｌａ
ｙピン端子は遅延時間設定用のコンデンサ５６と起動
抵抗１０を介して前記整流回路１に接続されている。さ
らにＤｅｌａｙピン端子には抵抗５７を介してホトカ
プラ１４のホトトランジスタ２５の一が接続されてい
る。さらに前記Ｄｒａｉｎピン端子とＳｏｕｒｃｅピ
ン端子間に電圧共振コンデンサ５９が接続されてい
る。

【００３６】前記ホトトランジスタ２５の他端は入力電
圧調整用の抵抗５８を介して補助側巻線６の一端に結合
されると共にＦＢピン端子に接続されている。尚、Ｆ
Ｂピン端子はＯＣＰ・ＦＢ調整用の抵抗４３も接続さ
れている。

【００３７】前記商業電源からのＡＣ電圧を整流回路１
で整流し、前記整流された直流電圧は平滑コンデンサ２
で平滑される。平滑された直流電圧は起動抵抗１０を介
してＤｅｌａｙピン端子に加わり遅延回路５２で遅延
される。前記遅延された電圧はパワートランジスタ４１
及びセンサーＭＯＳトランジスタ４２のゲート電極に加
わり、前記パワーＭＯＳトランジスタ４１及びセンサー
ＭＯＳトランジスタ４２をオンさせ起動動作を開始す
る。前記パワーＭＯＳトランジスタ７がオンさると、電
源トランス３の一次側巻線４に矢印方向に電流が流れ
る。

【００３８】前記一次巻線３に流れる電流により補助側
巻線６に矢印方向の電流が流れる。前記補助側巻線６か
ら生じる電圧は、パワーＭＯＳトランジスタ４１がオン
している時に発生するように巻線が巻かれているため、
一次巻線４の巻数ＮＰ１に比例した電圧が発生する。電
源トランス３を理想的パルストランスと想定すると、補
助側巻線６に発生する巻線電圧ＮＤは ＮＤ＝Ｖｉｎ×ＮＤ１/ＮＰ１ となる。尚、Ｖｉｎは入力電圧、ＮＤ１は補助側巻線６
の巻数である。前記巻線電圧ＮＤはドライバー回路４４
の抵抗４５とコンデンサ４６を通ってＶｉｎピン端子に
加わり、このときは遅延回路５２で遅延されることなく
パワーＭＯＳトランジスタ４１のゲート電極に加わる。
従ってパワーＭＯＳトランジスタ４１は十分なゲート電
圧が加わりオンし続ける。このようにしてパワーＭＯＳ
トランジスタ４１がオンした時に生じる巻線電圧ＶＤを
利用して、正帰還によりパワーＭＯＳトランジスタ４１
のゲート電極に十分なゲート電圧が供給される。

【００３９】前記センサーＭＯＳトランジスタ４２を通
って流れる電流により検出抵抗４７にて検出される電圧
と抵抗４３を介して流れる電流により検出抵抗４７にて
検出される電圧の合計検出電圧が所定電圧以上となると
制御ＭＯＳトランジスタ４８がオンされる。前記制御Ｍ
ＯＳトランジスタ４８がオンされると、パワーＭＯＳト
ランジスタ４１のゲート電圧が減少し、前記パワーＭＯ
Ｓトランジスタ４１はオフされる。

【００４０】前記パワーＭＯＳトランジスタ４１がオフ
することにより電源トランス３の二次側巻線５には矢印
と逆方向の電流が流れ、ダイオード２６を介して負荷が
接続される出力ピン端子２７、２７に負荷電圧を供給す
る。このとき補助側巻線６にも反矢印方向の電流が流
れ、前記二次側巻線５への電流が流し終わったときに、
補助側巻線６にリンギング電圧が生じ、このリンギング
電圧によりパワーＭＯＳトランジスタ４１を再びオンす
る。斯かる動作を繰り返し、整流回路１から得られた直
流電圧を適当な電圧にコンバートして出力ピン端子２
７、２７に負荷電圧を供給する。

【００４１】前記出力ピン端子２７、２７の出力電圧が
高くなると、誤差増幅器１２のトランジスタ１３がオン
し発光ダイオード１５を発光させる。発光ダイオード１
４が発光されると、その発光された光を受光しホトトラ
ンジスタ２５の抵抗値が低下され、抵抗５７及び抵抗５
８をパワートランジスタ４１がオン時に補助側巻線６に
発生するが検出抵抗４７で検出され、パワートランジス
タ４１のゲートへの電圧を減少し、前記パワーＭＯＳト
ランジスタ４１を制御し、負荷回路に過電圧が加わるの
を防止する。

【００４２】又前記パワーＭＯＳトランジスタ４１に過
電流が流れると、パワーＭＯＳトランジスタ４１のドレ
イン電極にドレイン電極が接続されているセンサーＭＯ
Ｓトランジスタ４２にも過電流が流れ、検出抵抗４７に
検出される検出電圧が大きくなり、制御ＭＯＳトランジ
スタ４８を直ぐにオンさせるため、前述と同様にパワー
ＭＯＳトランジスタ４１をオフし、過電流が流れるのを
防止する。

【００４３】前記過電流保護についてさらに詳述する。
過電流保護動作はセンサーＭＯＳトランジスタ４２から
の電流ＩｓｅｎｓｅとＯＣＰ補正用の抵抗４３からの電
流Ｉｒｏｃｐを検出抵抗４７で検出し、その検出電圧に
より前述のように制御ＭＯＳトランジスタ４８を制御し
て行う。尚、ここでは簡単のためホトトランジスタ１４
からの電流は前記電流Ｉｒｏｃｐに含めて計算する。

【００４４】パワーＭＯＳトランジスタ４１に流れる電
流をＩＤ、オン抵抗値をＲｏｎとすると、ドレインピン
端子電圧ＶＤＳｏｎは ＶＤＳｏｎ＝ＩＤ×Ｒｏｎ・・・・・・・・（１） また、パワーＭＯＳトランジスタ４１と４０センサＭＯ
Ｓトランジスタ４２のドレイン端子は共通であるから、
電圧ＶＤＳｏｎをＩｓｅｎｓｅとＩｒｏｃｐで表すと ＶＤＳｏｎ＝Ｉｓｅｎｓｅラ（Ｒｓｅｎｓｅ+Ｒ４７）+ＩｒｏｃｐラＲ４７・・ ・・・（２） となる。ここで、ＲｓｅｎｓｅはセンサーＭＯＳトラン
ジスタ４２のオン抵抗値、Ｒ４７は検出抵抗４７の抵抗
値である。さらに抵抗４３の補助側巻線６からの入力電
圧をＶｉｎとすると、 Ｖｉｎ＝ＩｓｅｎｓｅラＲ４７+Ｉｒｏｃｐラ（Ｒｏｃｐ+Ｒ４７）・・・（３） となる。ここで、Ｒｏｃｐは抵抗４３の抵抗値、Ｒ４７
は抵抗４７の抵抗値である。制御ＭＯＳトランジスタ４
８のゲート・ソース間電圧ＶＧＳは検出抵抗４７の両端
の電圧であることから、 ＶＧＳ＝（Ｉｓｅｎｓｅ+Ｉｒｏｃｐ）ラＲ４７・・・・（４） となる。（１）〜（４）式より電流ＩＤを前記ＶＧＳ、
Ｒｏｎ、Ｒｓｅｎｓｅ、Ｒｏｃｐ、Ｒ４７、Ｖｉｎで表
すと、 ＩＤ＝Ａ・ＶＧＳ-Ｂ/Ｒｏｎ・Ｒｏｃｐ・Ｒ４７・・・・・・・・・（５） となる。ここで、 Ａ＝（Ｒｏｃｐ+Ｒ４７）・（Ｒｓｅｎｓｅ+Ｒ４７）-
Ｒ４７²、 Ｂ＝Ｒｓｅｎｓｅ・Ｒ４７・ＶＧＳ である。同様に電流Ｉｓｅｎｓｅと電流Ｉｒｏｃｐを求
めると、 Ｉｓｅｎｓｅ＝Ｃ/Ｒｏｃｐ・Ｒ４７・Ａ・・・・（６） となる。ここで Ｃ＝（Ｒｏｃｐ+Ｒ４７）・（Ａ・ＶＧＳ-Ｒｓｅｎｓｅ・Ｒ４７・Ｖｉｎ）- Ｒｓｅｎｓｅ・Ｒ４７²・Ｖｉｎである。又Ｉｒｏｃｐは Ｉｒｏｃｐ＝Ｄ/Ｒｏｃｐ・Ａ・・・・・・・・・・・（７） となる。ここでＤ＝Ｒｏｃｐ・（Ｒｓｅｎｓｅ+Ｒ４
７）・ＶＧＳ-（Ａ・ＶＧＳ-Ｒｓｅｎｓｅ・Ｒ４７・Ｖ
ｉｎ）である。（５）、（６）及び（７）式において未
知数は検出抵抗４７の検出電圧ＶＧＳだけであり、検出
電圧ＶＧＳを決めれば電流ＩＤ、Ｉｓｅｎｓｅ、Ｉｒｏ
ｃｐの設定が可能となる。

【００４５】前述したように過電流動作は模式的には制
御ＭＯＳトランジスタ４８がオンすることにより、パワ
ーＭＯＳトランジスタ４１のゲート電流が減少し、該パ
ワーＭＯＳトランジスタＦＥＴ４１がオフされて過電流
が防止できる。従って制御ＭＯＳトランジス４８がどの
程度の電流を流せば過電流動作するか、その時の制御Ｍ
ＯＳトランジスタ４８のゲート・ソース電極間、即ち検
出抵抗４７の検出電圧ＶＧＳがどの程度かを分れば
（５）式より設定が可能となる。

【００４６】図４は本発明のスイッチング電源集積回路
の構造概略図である。前記パワーＭＯＳトランジスタ４
１とセンサーＭＯＳトランジスタ４２とをワンチップと
したセンサー付パワーＭＯＳトランジスタ６０とオフド
ライバー制御集積回路４０とを絶縁層６１を介して２段
重ねにしている。前記センサー付パワーＭＯＳトランジ
スタ６０とオフドライバー制御集積回路４０とは同一パ
ッケージ５５に収納されている。

【００４７】図５は制御ＭＯＳトランジスタ４８のゲー
ト・ソース電圧（ＶＧＳ）温度特性図である。過電流動
作時のＶＤＳ（ドレイン・ソース間電圧）を１０Ｖと仮
定すると、過電流開始電圧ＶＧＳ（ゲート・ソース間電
圧）レベルは２〜３Ｖ程度が妥当と考えられる。図５よ
り過電流ＩＤが１０ｍｍＡ、３０ｍｍＡ、５０ｍｍＡ時
の特性であり、測定温度Ｔａが２５℃のときの過電流開
始電圧ＶＧＳは夫々１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖであり、
測定温度Ｔａが上昇すると、過電流開始電圧ＶＧＳも上
昇することが分る。

【００４８】図６はパワーＭＯＳトランジスタ４１のオ
ン抵抗温度特性図である。耐圧系列は４５０Ｖと８００
Ｖの２種類で、１セル当たりのオン抵抗はそれぞれ５７
００Ω、１５７００Ωである。測定温度Ｔａが１５０℃
のときの温度係数の増加率は夫々約２．２倍と３倍であ
る。

【００４９】前記オフドライバー制御集積回路４０とセ
ンサー付パワーＭＯＳトランジスタ６０とは同様な特性
を持つこととなる。しかし前記オフドライバー制御集積
回路４０とセンサー付パワーＭＯＳトランジスタ６０と
の温度上昇が異なり、前記オフドライバー制御集積回路
４０の温度が上昇すればオン抵抗が上昇してしまう。

【００５０】図７はＩＯＣＰ（過電流検出開始のために
検出抵抗４７に流れる電流）温度特性図である。測定温
度２５℃の過電流開始電圧ＶＧＳが２．５Ｖとする。白
抜きのマーカーが従来のオフドライバー制御集積回路４
０とセンサー付パワーＭＯＳトランジスタ６０とを別々
にしたスイッチング電源用集積回路で、ＩＯＣＰ特性は
測定温度が上昇すると共に低下する。

【００５１】しかし本発明のオフドライバー制御集積回
路４０とセンサ付パワーＭＯＳトランジスタ６０と２段
重ねした場合は、ＩＯＣＰ特性は測定温度に拘わらず一
定となる。前記制御ＭＯＳトランジスタ４８の過電流開
始電圧（ＶＧＳ）レベルが異なる場合でも、検出抵抗４
７とＯＣＰ補正抵抗Ｒｏｃｐの抵抗値を選択することに
よりＩＯＣＰ特性を一定にできる。

【００５２】前記オフドライバー制御集積回路４０とセ
ンサー付パワーＭＯＳトランジスタ６０とを二段重ねに
するとほぼ同じチップ温度にさせることができる。そし
て各チップの温度が上昇すればセンサーＭＯＳトランジ
スタ４２から得られる電圧は上昇し、前記オフドライバ
ー制御集積回路４０で制御するためのゲート入力電圧は
室温中より高い入力電圧を必要とすることから、センサ
ーＭＯＳトランジスタ４２から得られた高くなった電圧
信号を加えることで、温度特性をキャンセルさせること
が可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明のスイッチング電源用集積回路は
電源トランスの一次側巻線とアース間にドレイン電極と
ソース電極が接続されたパワーＭＯＳトランジスタと、
前記パワーＭＯＳトランジスタのドレイン電極とゲート
電極に夫々ドレイン電極とソース電極が接続されパワー
ＭＯＳトランジスタに流れる電流を検出するセンサーＭ
ＯＳトランジスタと、前記センサーＭＯＳトランジスタ
に流れる電流と補助側巻線からの電流に基づく電圧を検
出する検出抵抗と、該検出抵抗に生じる検出電圧にて制
御され前記パワーＭＯＳトランジスタを制御する制御Ｍ
ＯＳトランジスタとを備えるオフドライバー制御集積回
路とよりなり、前記センサーＭＯＳトランジスタとオフ
ドライバー制御集積回路とを接して設けたので、温度変
化に対して一定の検出レベルとすることができる。

【００５４】又前記パワーＭＯＳトランジスタとセンサ
ーＭＯＳトランジスタとをワンチップとしたセンサー付
パワーＭＯＳトランジスタとオフドライバー制御集積回
路とを接して設け一つのパッケージに収納することによ
り、より高集積化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチング電源用集積回路の主要部
の回路図である。

【図２】本発明のスイッチング電源用集積回路のブロッ
ク図である。

【図３】本発明のスイッチング電源用集積回路を用いた
スイッチング電源回路の回路図である。

【図４】本発明のスイッチング電源集積回路の構造概略
図である。

【図５】本発明に用いた制御ＭＯＳトランジスタのＶＧ
Ｓ温度特性図である。

【図６】本発明に用いたパワーＭＯＳトランジスタ４１
のオン抵抗温度特性図である。

【図７】本発明に用いた検出抵抗のＩＯＣＰ温度特性図
である。

【図８】本発明に関連するスイッチング電源回路を説明
するための基本的回路図である。

【図９】従来のスイッチング電源回路の回路図である。

【符号の説明】

３ 電源トランス ４ 一次側巻線 ５ 二次側巻線 ６ 補助側巻線 １０ 起動抵抗 ４０ オフドライバー制御集積回路 ４１ パワーＭＯＳトランジスタ ４２ センサーＭＯＳトランジスタ ４７ 検出抵抗 ４８ 制御ＭＯＳトランジスタ ５５ パケージ ６０ センサー付ＭＯＳトランジスタ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H730 AA20 AS00 BB43 BB52 BB72 CC01 DD04 DD23 DD27 DD41 EE02 EE07 EE59 FD01 FD41 FD47 FF01 FG01 XX04 XX15 XX24 XX35 XX43 ZZ04 ZZ11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源トランスの一次側巻線とアース間に
   ドレイン電極とソース電極が接続されたパワーＭＯＳト
   ランジスタと、 前記パワーＭＯＳトランジスタのドレイン電極とゲート
   電極に夫々ドレイン電極とソース電極が接続されパワー
   ＭＯＳトランジスタに流れる電流を検出するセンサーＭ
   ＯＳトランジスタと、 前記センサーＭＯＳトランジスタに流れる電流と補助側
   巻線からの帰還電流に基づく電圧を検出する検出抵抗
   と、該検出抵抗に生じる検出電圧にて制御され前記パワ
   ーＭＯＳトランジスタを制御する制御ＭＯＳトランジス
   タとを有するオフドライバー制御集積回路とよりなり、 前記センサーＭＯＳトランジスタとオフドライバー制御
   集積回路とを接して設けたことを特徴とするスイッチン
   グ電源用集積回路。
2. 【請求項２】 前記パワーＭＯＳトランジスタとセンサ
   ーＭＯＳトランジスタとをワンチップとしたセンサー付
   パワーＭＯＳトランジスタとオフドライバー制御集積回
   路とを接して設けたことを特徴とする特徴とする請求項
   １記載のスイッチング電源用集積回路。
3. 【請求項３】 前記センサー付パワーＭＯＳトランジス
   タとオフドライバー制御集積回路を複合素子とし一つの
   パッケージに収納したことを特徴とする請求項２記載の
   スイッチング電源用集積回路。
4. 【請求項４】 前記センサーＭＯＳトランジスタとオフ
   ドライバー制御集積回路を上下２段重ねにしたことを特
   徴とする請求項１記載のスイッチング電源用集積回路。
5. 【請求項５】 前記センサーＭＯＳトランジスタとオフ
   ドライバー制御集積回路を左右に並べ接して設けたこと
   を特徴とする請求項1記載のスイッチング電源用集積回
   路。