JP2003070247A - スイッチング電源装置の制御回路 - Google Patents

スイッチング電源装置の制御回路

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JP2003070247A JP2001257508A JP2001257508A JP2003070247A JP 2003070247 A JP2003070247 A JP 2003070247A JP 2001257508 A JP2001257508 A JP 2001257508A JP 2001257508 A JP2001257508 A JP 2001257508A JP 2003070247 A JP2003070247 A JP 2003070247A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷供給電圧に対応するフィードバック電圧V
fbと発振回路OSCからの三角波電圧VctとをPW
MコンパレータCP0を介し比較してできるオン/オフ
信号をバッファ回路BUFを介し増幅し半導体スイッチ
ング素子への駆動パルスVoutとするスイッチング電
源装置の制御回路にて、フィードバック電圧が急変して
PWMコンパレータが三角波電圧の1周期内に2度のオ
ン信号(ダブルパルス)を出した場合にも2回目のオン
信号が駆動パルスとして外部へ出力されることを防ぐ。 【解決手段】PWMコンパレータが出した1回目のオン
信号(“H”)が立下がるときDフリップフロップFF
12はインバータINV11を介しセットされ、次に三
角波電圧の昇降が切り替わるリセット信号RST2の出
力時点まで、反転出力QB(“L”)によってANDゲ
ートG1を閉じる。このためPWMコンパレータの2回
目のオン信号はANDゲートG1で阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体スイッチン
グ素子をオン/オフ駆動して、少なくともエネルギ源と
なる原直流電源を開閉し、安定化直流電源を作って外部
の負荷へ供給するスイッチング電源装置を制御する回路
としての、電源制御用ICなどの制御回路であって、特
に安定化直流電源の検出電圧としてのフィードバック電
圧が急変したり、フィードバック電圧にノイズが重畳し
た場合にも、半導体スイッチング素子を駆動するパルス
がいわゆるダブルパルスになったり、パルス割れしたり
することを防ぐ機能を備えたスイッチング電源装置の制
御回路に関する。
【0002】なお、以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。
【0003】
【従来の技術】スイッチング電源装置を制御する制御用
ICとしては、従来から主にパイポーラ・プロセスを用
いたICが使われてきた。しかし最近では、低消費電力
化・低価格化の要求が厳しくなって、制御用ICの製造
プロセスはBiCMOS、CMOSプロセスヘの移行が
進んできている。
【0004】図5は、この種の制御用ICとフライバッ
ク方式のトランスを用い、商用交流電源から安定化直流
電源を得るスイッチング電源装置の回路例を示す。同図
において、半導体の主スイッチング素子としてのNチャ
ネルMOSFETのMN1は、スイッチング電源制御用
IC01の出力端子OUTからHigh/Lowに変化
して出力される、PWM制御(パルス幅変調の意、この
場合デューテイ制御ともいう)された駆動パルスVou
tによってオン/オフ駆動される。
【0005】これにより、MOSFETのMN1 は、商
用電源(AC100V)を全波整流器DB1とコンデン
サC101を介し整流・平滑化した直流電源を、通常は
所定の周波数で、且つフライバックトランスTfの2次
側の直流出力DCVの電圧が一定となるようなデューテ
イ、即ちオン比率=オン期間/(オン期間+オフ期間)
により断続してトランスTfの1次巻線n1に印加す
る。
【0006】ここでMOSFETのMN1 のオン時には
トランスTfの1次巻線n1に電流が流れ、1次巻線n
1にエネルギが蓄えられる。次にMOSFETのMN1
がオフすると、トランスTfの2次巻線n2には、それ
まで1次巻線n1を流れていた電流を維持する方向に電
圧が発生してダイオードD2が導通し、この電圧はコン
デンサC102により平滑化され、直流出力DCVとし
て外部の負荷に供給される。こうして1次巻線n1に蓄
えられたエネルギが2次巻線n2側に供給されることに
なる。
【0007】直流出力電圧DCVは、トランスTfの2
次側に設けられた抵抗R1,ホトカプラPC1,シャン
トレギュレータSR1の直列回路で検出され、直流出力
電圧DCVが設定値より高くなった場合は、ホトカプラ
PC1の発光ダイオードPDの電流(従ってその光量)
が増大し、逆に出力電圧が低くなった場合はホトカプラ
PC1の発光ダイオードPDの電流が滅少する。
【0008】この発光ダイオードPDの電流の変化はホ
トカプラPC1のホトトランジスタPTrを介してトラ
ンスTfの1次側の制御用IC01のフィードバック端
子FBの電圧としてのフィードバック電圧Vfbを引き
下げたり、引き上げたりすることで、制御用IC01の
OUT端子の出力する駆動パルスVoutのパルス幅を
制御する。
【0009】例えば2次側出力電圧DCVが高すぎる場
合、2次側発光ダイオードPDの電流が増大する。そこ
で1次側フォトトランジスタPTrの抵抗が下がり、制
御用IC01のフィードバック電圧Vfbが下がる。こ
の結果、制御用IC01の駆動パルスVoutのパルス
幅(MOSFETのMN1のオン期間を与える)が狭く
なり、トランスに供給されるエネルギが減り、結果とし
て2次側出力電圧DCVが下がるというように負帰還ル
ープによる制御が行われる。
【0010】なお、図5において、トランスTfの3次
巻線n3の誘起電圧は、2次巻線n2と同様にダイオー
ドD3を介して取り出され、ツエナーダイオードZDと
コンデンサC100によって一定の直流電圧となり、制
御用IC01の電源端子VCCに供給される。また、制
御用IC01のタイミング抵抗端子RTには、後述する
発振回路の周波数を定めるタイミング抵抗Rtが接続さ
れ、同じく端子IS+には、このスイッチング電源の過
電流保護のためにトランス1次巻線n1に接続された電
流検出抵抗Risの電圧が入力され、同じく端子CSに
は、保護動作の時限を定めるコンデンサが接続される。
【0011】また、制御用IC01の端子REFは、こ
のIC01内で作られる5Vの基準電源Vdd1を参照
するための端子で、この例では平滑コンデンサが接続さ
れている。図7は制御用IC01内のPWM制御パルス
生成回路の基本構成を示す。同図においてOSCは所定
振幅の三角波電圧Vctを発振出力する発振回路、CP
0は三角波電圧Vctとフィードバック電圧Vfbを比
較し、その比較出力としてのPWM制御されたオン/オ
フ信号を出力するPWMコンパレータ、BUFはこのP
WMコンパレータの出力信号を増幅し、図外の半導体ス
イッチング素子MN1へ駆動パルスVoutとして与え
るバッファ回路である。なお、二重丸で示した端子FB
とOUTは制御用IC01の端子を意味している。
【0012】また図6は制御用IC01内の発振回路O
SCの原理説明用の簡略回路を示す。次に図6により発
振の仕組みを説明する。 内部の5Vの基準電圧Vdd1から所定の電流値の2
つの電流源Ict1及びIct2を作る。なお、図5で
述べたタイミング抵抗Rtは、その電流により電流源I
ct1及びIct2の電流値を定め、この発振回路の発
振周波数を定める役割を持つ。
【0013】この電流源Ict1及びIct2の出力
する定電流で右端のタイミングコンデンサCtを充放電
する。スイッチSW1の上側に配置した電流源Ict1
は充電用、スイッチSW2の下側の電流源Ict2は放
電用に用い、スイッチSW1,SW2を交互にオンする
ことで充放電を行う。なお、スイッチSW1,SW2は
実際はCMOSトランジスタで構成されている。
【0014】タイミングコンデンサCtの電圧(三角
波電圧または発振波電圧という)Vctを2つのコンパ
レータCPl、CP2に入力し、発振波形の上下限電圧
と比較する。 図の例では、コンパレータCPlが上限電圧3V、C
P2が下限電圧1Vとの比較を行っており、この上限電
圧3Vと下限電圧1Vは、5Vの基準電圧Vdd1を分
割する分圧抵抗R11〜R13により作り出される。
【0015】コンパレータCPl,CP2の出力はN
ANDゲートからなるRSフリップフロツプFF1とイ
ンバータINV1,INV2を介して、スイッチSW
1,SW2を切り換える入力とする。 タイミングコンデンサCtの電圧Vctが1V以下の
場合、コンパレータの出力はCPlが“H”、CP2が
“L”となり、フリップフロツプFF1の出力が“H”
になるため、上側のスイッチSW1がオンしてコンデン
サCtの充電を行う。充電が開始され、コンデンサCt
の電圧Vctが3V以上になると、コンパレータCPl
の出力が“L”、CP2の出力が“H”となり、フリッ
プフロツプFF1は“L”を出力する。そのため、上側
のスイッチSW1は切れて下側のスイッチSW2が入
り、コンデンサCtの放電が開始される。
【0016】この充放電は定電流で行われるため、充
放電の速度が一定である。従って、コンデンサCtの電
圧Vctは、上下限電圧(この例では3Vと1V)の間
を一定の時間をかけて昇降する。 以上の仕組みによるタイミングコンデンサCtの電圧
Vctの波形が図の三角波電圧端子CT部分に示すよう
な発振波形で、立上り時間と立下がり時間の等しい三角
波の発振波形となる。
【0017】このように、スイッチング電源装置を制御
するPWM制御方式の制御用IC01では、RT端子の
タイミング抵抗Rtに流れる電流によって定まる定電流
で、制御用IC内のCT端子に接続されたタイミングコ
ンデンサCtを一定の電圧振幅範囲内で充放電し、その
三角波によって一定の周波数で周期を刻み、この三角波
の発振電圧波形VctとFB端子のフィードバック電圧
VfbをPWMコンパレータCP0で比較し、三角波電
圧波形Vctより、フィードバック電圧Vfbが高い期
間、オンパルスを発生する回路方式が一般的である。
【0018】電源が安定動作している状態では、制御用
IC01のFB端子のフィードバック電圧Vfbは一定
値に安定し、その電圧値に相当する期間、MOSFET
のMN1をオンさせる駆動パルスVoutが、制御用I
C01のOUT端子からMOSFETのゲートに出力さ
れる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにスイッチ
ング電源制御用ICは、最近は低消費電力化の要求から
CMOS化が進んでいる。この結果、動作電流が減って
端子のインピーダンスが大きくなりノイズ耐量が低下す
るなどの不具合が発生することがある。また、さらに低
消費電力化を進めるため、軽負荷時には発振器のRT端
子部のタイミング抵抗Rtの電流を調整し、三角波電圧
の発振周波数を低減させスイッチングロスの削減を行う
機能を内蔵した制御用ICもある。このような制御用I
Cでは軽負荷状態で次のような問題を発生し易くなる。
【0020】図8は従来のPWM制御パルス生成回路の
問題点を説明するための図7の各部の波形図である。図
7では前述のように発振回路OSCからの三角波電圧V
ctと、FB端子のフィードバック電圧Vfbを比較
し、フィードバック電圧Vfbが三角波電圧Vctより
高い時にOUT端子がHighレベルの駆動パルスVo
utを出力し、図外の半導体スイッチング素子としての
MOSFETのMN1をオンさせる。
【0021】この場合、図8の波形に示したように、駆
動パルスVoutのHighレベルの期間(オン期間)
が短くなっている軽負荷状態で、発振回路OSCの発振
周波数が遅くなっている(つまり、三角波電圧Vctの
昇降の勾配が緩やかな)時に、急激に負荷が重くなるよ
うな状態を想定してFB端子のフィードバック電圧Vf
bが周期の後半で急激に上昇したとすると、駆動パルス
Voutに斜線部のような不要なオンパルスが発生し、
三角波電圧Vctの1周期の中で2度のオンパルス(い
わゆるダブルパルス)が発生する場合が生ずる。
【0022】この状態はトランスの飽和、従って1次電
流の急増を招き易いため避けたいところである。そこ
で、主として請求項1,2に関わる発明(以下第1発明
という)は、このダブルパルスの発生を防止するスイッ
チング電源装置の制御回路を提供することを目的とす
る。また、図9は従来のPWM制御パルス生成回路のみ
ならず、第1発明の同回路においても残る問題点を説明
するための波形図である。図9に示すように発振回路O
SCの発振周波数が遅く、三角波電圧Vctの傾きが少
ない場合に、FB端子のフィードバック電圧VfbにO
UT端子の駆動パルスVoutに同期したスイッチング
ノイズが重畳した場合、従来回路においては駆動パルス
VoutがHighレベルに変化した直後にパルス割れ
する場合がある。
【0023】また第1発明の回路では後述のように三角
波電圧Vctの発振の1周期内における駆動パルスVo
utの2度目のオンパルスはOUT端子からは出力され
ないため、駆動パルスVoutが1回目の非常に細いオ
ンパルスのみとなってしまう場合がある。このような駆
動パルスVoutが有害であることは言うまでもない。
そこで、主として請求項3,4に関わる発明(以下第2
発明という)は、この駆動パルスVoutのパルス割れ
を防止するスイッチング電源装置の制御回路を提供する
ことを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、 請求項1のスイッチング電源装置の制御回路
は、半導体スイッチング素子(MOSFETのMN1な
ど)をオン/オフ駆動して、少なくともエネルギ源とな
る原直流電源(商用電源を全波整流器DB1を介し整流
してコンデンサC101の両端に得られた直流電源な
ど)を開閉し、安定化直流電源(コンデンサC102等
の両端に得られた直流電源など)を作って外部の負荷へ
供給するスイッチング電源装置を制御する回路であっ
て、所定の最大値と最小値との間で昇降を繰り返す三角
波電圧(Vct)を発振出力する発振手段(発振回路O
SC)、前記安定化直流電源の外部負荷への供給電圧に
対応するフィードバック電圧(Vfb)と前記三角波電
圧とを比較してこの比較結果を示す(“H”,“L”な
どの)2値信号を、該2値信号のうち前記フィードバッ
ク電圧の波形が正常な状態で前記供給電圧が上昇したと
き時間幅が減少すべき側(“H”など)の信号をオン信
号、同じく時間幅が増加すべき側(“L”など)の信号
をオフ信号とするPWM制御信号として出力するPWM
比較手段(PWMコンパレータCP0)、該PWM制御
信号のオン信号が前記オン/オフ駆動のオン駆動に対応
するように前記PWM制御信号を増幅し、駆動パルス
(Vout)として前記半導体スイッチング素子に与え
るバッファ手段(バッファ回路BUF))を備えたスイ
ッチング電源装置の制御回路(制御用IC01など)に
おいて、前記PWM制御信号のオン信号が消滅した第1
の時点(t4など)から、前記オン信号が正常に消滅す
べき時点(t4)の後に最初に前記三角波電圧の昇降が
切り替わる第2の時点(t5)までの間、前記PWM制
御信号のオン信号が前記バッファ手段に入力されること
を阻止するダブルパルス防止手段を備えたものとする。
【0025】また請求項2のスイッチング電源装置の制
御回路は、請求項1に記載のスイッチング電源装置の制
御回路において、前記ダブルパルス防止手段が、(クロ
ック端子CLKに入力する)前記PWM制御信号のオン
信号の消滅によって前記第1の時点にセットされ、この
セットの後の前記第2の時点に前記発振手段から得ら
れ、少なくとも前記三角波電圧の昇降を切り換えるタイ
ミングを示す信号(リセット信号RST2)によってリ
セットされるフリップフロップ(DフリップフロップF
F12など)と、前記PWM比較手段とバッファ手段と
の間に挿入され、前記PWM制御信号のオン信号が前記
バッファ手段に入力されることを前記フリップフロップ
のセット時の出力信号(QBまたはQ)によって阻止す
るゲート回路(ANDゲートG1,NANDゲートG
1’など)とを備えたものとする。
【0026】また請求項3のスイッチング電源装置の制
御回路は、請求項1の前文に記したと同様なスイッチン
グ電源装置の制御回路において、前記PWM制御信号の
オン信号が発生した第1の時点(t2など)から、前記
オン信号が正常に発生すべき時点(t2)の後に最初に
前記三角波電圧の昇降が切り替わる第2の時点(t3)
までの間、前記PWM制御信号のオフ信号が前記バッフ
ァ手段に入力されることを阻止するパルス割れ防止手段
を備えたものとする。
【0027】また請求項4のスイッチング電源装置の制
御回路は、請求項3に記載のスイッチング電源装置の制
御回路において、前記パルス割れ防止手段が、前記PW
M制御信号のオン信号の発生によって前記第1の時点に
セットされ、このセットの後の前記第2の時点に前記発
振手段から得られ、少なくとも前記三角波電圧の昇降を
切り換えるタイミングを示す信号(リセット信号RST
1)によってリセットされるフリップフロップ(RSフ
リップフロップFF11など)と、前記PWM比較手段
とバッファ手段との間に挿入され、前記PWM制御信号
のオフ信号が前記バッファ手段に入力されることを前記
フリップフロップのセット時の出力信号(Qなど)によ
って阻止するゲート回路(NORゲートG2など)とを
備えたものとする。
【0028】また請求項5のスイッチング電源装置の制
御回路は、請求項1ないし4のいずれかに記載のスイッ
チング電源装置の制御回路において、IC回路からなる
ものとする。即ち、主として請求項1,2に関わる第1
発明(主として請求項3,4に関わる第2発明)の作用
は、PWMコンパレータCP0が現実にオフ(オン)信
号を発生した時点から、PWMコンパレータCP0が正
常にオフ(オン)信号を発生すべき時点の後に最初に三
角波電圧の昇降が切り替わる時点までの間は、オン(オ
フ)信号がPWMコンパレータCP0の出力信号を増幅
するバッファ回路BUFに入力されることを阻止し、バ
ッファ回路BUFが半導体スイッチング素子へ与える駆
動パルスVoutが、ダブルパルスになる(パルス割れ
する)ことを防止するものである。
【0029】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は第1発明
の1実施例としての、負荷急変時における駆動パルスV
outのダブルパルス化を防止するPWM制御パルス生
成回路を示し、この図は図7に対応している。図1にお
いては、PWMコンパレータCP0とバッファ回路BU
Fとの間に、インバータINV11、Dフリップフロッ
プFF12、ANDゲートG1が挿入されている。
【0030】DフリップフロップFF12は、三角波電
圧Vctが上昇過程から下降過程に、換言すればタイミ
ングコンデンサCtが充電過程から放電過程に切り替わ
る時点ごとに、立上がっては直ちに立下がる極く狭幅の
信号として発振回路OSCから取出されるリセット信号
RST2によってリセットされて、その反転出力QBが
“H”となり、インバータINV11の立上がり出力、
従ってPWMコンパレータCP0の立下がり出力によっ
てセットされて、反転出力QBが“L”となる。
【0031】そして、この反転出力QBがANDゲート
G1に入力されて、ANDゲートG1がPWMコンパレ
ータCP0の出力のバッファ回路BUF側への通過を開
閉する構成となっている。図2は図1の要部の信号波形
を示し、同図(A)はフィードバック電圧Vfbが安定
している状態を、同図(B)はフィードバック電圧Vf
bが急変する状態をそれぞれ示す。
【0032】ここで先ず図2の(A)を説明すると、時
点t1でフリップフロップFF12はリセットされて、
反転出力QBが“H”となり、以後、時点t4までPW
MコンパレータCP0の出力はANDゲートG1を素通
りする。なお、PWMコンパレータCP0の出力は時点
t2〜t4の間は、三角波電圧Vctがフィードバック
電圧Vfbを下回るため“H”となり、時点t2〜t4
の期間を“H”(オン)とする駆動パルスVoutが出
力される。
【0033】時点t4において、PWMコンパレータC
P0の出力が“L”に立下がると、フリップフロップF
F12はインバータINV11を介し、クロック端子C
LKでこのエッジを捉えてセットされ、フリップフロッ
プFF12の反転出力QBは“L”になる。このため、
時点t4からフリップフロップFF12が次にリセット
される時点t5までは、PWMコンパレータCP0の出
力と無関係にANDゲートG1の出力は“L”となり、
駆動パルスVoutもオフ状態を保つ。
【0034】この場合は図示のように、PWMコンパレ
ータCP0の出力波形と駆動パルスVoutの波形は一
致する。次に図2の(B)を説明する。上述の時点t1
からt5までの説明は、PWMコンパレータCP0の出
力波形を除き、この場合も同様に当てはまる。この場
合、時点t4において、PWMコンパレータCP0の出
力が立下がることによりフリップフロップ反転出力QB
が“L”に反転したのち、フィードバック電圧Vfbの
急変によって時点ta〜tbの間に、PWMコンパレー
タCP0が斜線部のような“H”の信号(つまり、三角
波電圧Vctの1発振周期内の2回目の駆動パルスに相
当する信号)を出している。
【0035】しかし、この斜線部の“H”信号はフリッ
プフロップ反転出力QBが“L”のため、ANDゲート
G1により阻止されバッファ回路BUF側には出力され
ない。このようにして、駆動パルスVoutのダブルパ
ルス化を防止することができる。 (実施の形態2)図3は第2発明の1実施例としての、
フィードバック電圧Vfbのノイズ変動時における駆動
パルスVoutのパルス割れを防止するPWM制御パル
ス生成回路を示し、図4は図3の要部の動作波形を示
す。但し図3の実施例は第1発明も併せ実施した場合を
示している。
【0036】次に図4を参照しつつ図3の構成と動作を
述べる。この図3においては、PWMコンパレータCP
0とバッファ回路BUFの間にRSフリップフロップF
F11、DフリップフロップFF12、NORゲートG
2、NANDゲートG1’が設けられている。ここで、
第2発明に関わる回路はRSフリップフロップFF11
およびNORゲートG2からなる回路で、Dフリップフ
ロップFF12およびNANDゲートG1’からなる回
路は、図1のDフリップフロップFF12およびAND
ゲートG1からなる第1発明に関わる回路と同等の機能
を持つ。
【0037】即ち、図3のDフリップフロップFF12
およびNANDゲートG1’の機能を述べると、Dフリ
ップフロップFF12は三角波電圧Vctが上昇から下
降に切り替わる時点t1ごとにリセットされてNAND
ゲートG1’を開く。そしてNORゲートG2の出力が
時点t3(三角波電圧Vctの下降→上昇の切替時点)
以後に“H”に立上がる時点(従って本例では、PWM
コンパレータCP0の出力が正常に“L”に立下がる時
点)t4にセットされてNANDゲートG1’を閉じ
る。
【0038】ここで、DフリップフロップFF12のセ
ット時点がt3以後となるのは、PWMコンパレータC
P0の出力が最初に“H”になる時点t2から時点t3
までは、後述する第2発明の働きにより、NORゲート
G2の出力が“L”に保たれ、PWMコンパレータCP
0の出力は時点t3以後、NORゲートG2を自由通過
(但し論理は通過後反転)するようになるからである。
【0039】DフリップフロップFF12は、こうして
時点t4から次のリセット時点t5までセットされてN
ANDゲートG1’を閉じるため、この間に負荷の急変
などによりPWMコンパレータCP0が2回目のオンパ
ルス(“H”)を発生したとしても、この2回目のオン
パルスはNANDゲートG1’によって阻止され、バッ
ファ回路BUF側には出力されない。
【0040】なお、図3のDフリップフロップFF12
およびNANDゲートG1’の回路が図1の対応する回
路と異なる点は、図3の場合、NANDゲートG1’と
PWMコンパレータCP0との間にNORゲートG2が
挿入されているため、NANDゲートG1’が図1とは
逆論理の信号を開閉するようにし、このために図3のD
フリップフロップFF12からNANDゲートG1’へ
も図1とは逆論理のQ出力を与えている点である。
【0041】次に、本第2発明の主眼となるRSフリッ
プフロップFF11およびNORゲートG2の機能を説
明する。時点t2においてPWMコンパレータCP0の
出力が一度“H”になると、この“H”の信号がRSフ
リップ・フロツプFF11のセット信号となり、その出
力Qを“H”とする。RSフリップ・フロツプFF11
のリセット信号には、タイミングコンデンサCtの充電
期間に“H”、放電期間に“L”となる発振回路OSC
からのリセット信号RST1が用いられ、RSフリップ
・フロツプFF11はタイミングコンデンサCtが放電
から充電に切り替わる時点t3にリセットされてその出
力Qが“L”となる。従って、RSフリップ・フロツプ
FF11の出力Qは時点t2からt3まで“H”を保
つ。
【0042】NORゲートG2は、PWMコンパレータ
CP0の出力とこのRSフリップ・フロツプFF11の
出力Qとを入力とするので、NORゲートG2の出力は
時点t2からt3までは“L”を保ち、PWMコンパレ
ータCP0の出力が時点t2の直後の時点tc〜tdの
期間のようにパルス割れを起こしても変化しない。そし
て、NORゲートG2は、時点t3以後は次のセット時
点までPWMコンパレータCP0の出力を自由に反転通
過させる。この結果、NORゲートG2の出力は時点t
2〜t4の期間、パルス割れなしに“L”となる。
【0043】一方、前述のように時点t1〜t4の期
間、従って時点t2からt4まではNANDゲートG
1’は開の状態にある。結果としてNANDゲートG
1’の出力、従って駆動パルスVoutは時点t2〜t
4の期間、パルス割れのない“H”(オン)のパルスと
なる。このようにして、フィードバック電圧Vfbにノ
イズ変動があっても、正常なパルス幅の駆動パルスVo
utを得ることができる。
【0044】
【発明の効果】三角波電圧Vctを発振出力する発振回
路OSC、外部負荷への供給電圧に対応するフィードバ
ック電圧Vfbと三角波電圧とを比較してその比較結果
を半導体スイッチング素子のオン/オフ期間を定めるP
WM制御信号として出力するPWMコンパレータCP
0、PWM制御信号を増幅し、駆動パルスVoutとし
て半導体スイッチング素子に与えるバッファ回路BUF
を備えたスイッチング電源装置の制御回路において、第
1発明によれば、PWMコンパレータCP0が現実にオ
フ信号(オフのPWM制御信号)を発生した時点から、
PWMコンパレータCP0が正常にオフ信号を発生すべ
き時点の後に最初に三角波電圧の昇降が切り替わる時点
までの間は、PWMコンパレータCP0とバッファ回路
BUFとの間に挿入したゲート回路をフリップフロップ
により閉状態として、オン信号(オンのPWM制御信
号)がバッファ回路BUFに入力されることを阻止する
ようにしたので、軽負荷状態のスイッチング電源装置に
急激に負荷が掛かり、フィードバック電圧が急変し、P
WMコンパレータCP0が三角波電圧の1周期内に2回
目のオン信号を出した場合にも、この2回目のオン信号
はバッファ回路BUFに入力されず、半導体スイッチン
グ素子への駆動パルスVoutがダブルパルスになるこ
とを防止することができる。
【0045】また第2発明によれば、PWMコンパレー
タCP0が現実にオン信号を発生した時点から、PWM
コンパレータCP0が正常にオン信号を発生すべき時点
の後に最初に三角波電圧の昇降が切り替わる時点までの
間は、PWMコンパレータCP0とバッファ回路BUF
との間に挿入したゲート回路をフリップフロップにより
閉状態として、オフ信号がバッファ回路BUFに入力さ
れることを阻止するようにしたので、三角波電圧の発振
周波数が低い状態でフィードバック電圧がノイズによっ
て変動し、PWMコンパレータCP0のオン信号が割れ
て、本来のオン信号内にオフ信号が介入した場合にも、
この介入したオフ信号はバッファ回路BUFに入力され
ず、半導体スイッチング素子への駆動パルスVoutが
パルス割れすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1発明の1実施例としてのPWM制御パルス
生成回路の構成を示す回路図
【図2】図1の要部の槻略の動作波形図
【図3】第2発明の1実施例としてのPWM制御パルス
生成回路の構成を示す回路図
【図4】図3の要部の槻略の動作波形図
【図5】スイッチング電源装置の構成例を示す回路図
【図6】スイッチング電源装置の制御用IC内の発振回
路の原理説明用の回路図
【図7】図1に対応する従来の回路図
【図8】ダブルパルス説明用の波形図
【図9】パルス割れ説明用の波形図
【符号の説明】
01 制御用IC MN1 NチャネルMOSFET(半導体スイ
ッチング素子) DB1 全波整流器 C101,C102 コンデンサ Ct タイミングコンデンサ Rt タイミング抵抗 CP0 PWMコンパレータ BUF バッファ回路 OSC 発振回路 FF11 RSフリップフロップ FF12 Dフリップフロップ G1 ANDゲート G1’ NANDゲート G2 NORゲート INV11 インバータ Vct 三角波電圧(発振波電圧) Vfb フィードバック電圧 Vout 駆動パルス RST1,RST2 リセット信号 CT 三角波電圧端子 FB フィードバック電圧端子 RT タイミング抵抗端子 OUT 駆動パルス出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体スイッチング素子をオン/オフ駆動
    して、少なくともエネルギ源となる原直流電源を開閉
    し、安定化直流電源を作って外部の負荷へ供給するスイ
    ッチング電源装置を制御する回路であって、 所定の最大値と最小値との間で昇降を繰り返す三角波電
    圧を発振出力する発振手段、 前記安定化直流電源の外部負荷への供給電圧に対応する
    フィードバック電圧と前記三角波電圧とを比較してこの
    比較結果を示す2値信号を、該2値信号のうち前記フィ
    ードバック電圧の波形が正常な状態で前記供給電圧が上
    昇したとき時間幅が減少すべき側の信号をオン信号、同
    じく時間幅が増加すべき側の信号をオフ信号とするPW
    M制御信号として出力するPWM比較手段、 該PWM制御信号のオン信号が前記オン/オフ駆動のオ
    ン駆動に対応するように前記PWM制御信号を増幅し、
    駆動パルスとして前記半導体スイッチング素子に与える
    バッファ手段を備えたスイッチング電源装置の制御回路
    において、 前記PWM制御信号のオン信号が消滅した第1の時点か
    ら、前記オン信号が正常に消滅すべき時点の後に最初に
    前記三角波電圧の昇降が切り替わる第2の時点までの
    間、前記PWM制御信号のオン信号が前記バッファ手段
    に入力されることを阻止するダブルパルス防止手段を備
    えたことを特徴とするスイッチング電源装置の制御回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のスイッチング電源装置の
    制御回路において、 前記ダブルパルス防止手段が、前記PWM制御信号のオ
    ン信号の消滅によって前記第1の時点にセットされ、こ
    のセットの後の前記第2の時点に前記発振手段から得ら
    れ、少なくとも前記三角波電圧の昇降を切り換えるタイ
    ミングを示す信号によってリセットされるフリップフロ
    ップと、 前記PWM比較手段とバッファ手段との間に挿入され、
    前記PWM制御信号のオン信号が前記バッファ手段に入
    力されることを前記フリップフロップのセット時の出力
    信号によって阻止するゲート回路とを備えたことを特徴
    とするスイッチング電源装置の制御回路。
  3. 【請求項3】半導体スイッチング素子をオン/オフ駆動
    して、少なくともエネルギ源となる原直流電源を開閉
    し、安定化直流電源を作って外部の負荷へ供給するスイ
    ッチング電源装置を制御する回路であって、 所定の最大値と最小値との間で昇降を繰り返す三角波電
    圧を発振出力する発振手段、 前記安定化直流電源の外部負荷への供給電圧に対応する
    フィードバック電圧と前記三角波電圧とを比較してこの
    比較結果を示す2値信号を、該2値信号のうち前記フィ
    ードバック電圧の波形が正常な状態で前記供給電圧が上
    昇したとき時間幅が減少すべき側の信号をオン信号、同
    じく時間幅が増加すべき側の信号をオフ信号とするPW
    M制御信号として出力するPWM比較手段、 該PWM制御信号のオン信号が前記オン/オフ駆動のオ
    ン駆動に対応するように前記PWM制御信号を増幅し、
    駆動パルスとして前記半導体スイッチング素子に与える
    バッファ手段を備えたスイッチング電源装置の制御回路
    において、 前記PWM制御信号のオン信号が発生した第1の時点か
    ら、前記オン信号が正常に発生すべき時点の後に最初に
    前記三角波電圧の昇降が切り替わる第2の時点までの
    間、前記PWM制御信号のオフ信号が前記バッファ手段
    に入力されることを阻止するパルス割れ防止手段を備え
    たことを特徴とするスイッチング電源装置の制御回路。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のスイッチング電源装置の
    制御回路において、 前記パルス割れ防止手段が、前記PWM制御信号のオン
    信号の発生によって前記第1の時点にセットされ、この
    セットの後の前記第2の時点に前記発振手段から得ら
    れ、少なくとも前記三角波電圧の昇降を切り換えるタイ
    ミングを示す信号によってリセットされるフリップフロ
    ップと、 前記PWM比較手段とバッファ手段との間に挿入され、
    前記PWM制御信号のオフ信号が前記バッファ手段に入
    力されることを前記フリップフロップのセット時の出力
    信号によって阻止するゲート回路とを備えたことを特徴
    とするスイッチング電源装置の制御回路。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4のいずれかに記載のスイ
    ッチング電源装置の制御回路において、 IC回路からなることを特徴とするスイッチング電源装
    置の制御回路。
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