JP2004180385A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004180385A JP2004180385A JP2002341830A JP2002341830A JP2004180385A JP 2004180385 A JP2004180385 A JP 2004180385A JP 2002341830 A JP2002341830 A JP 2002341830A JP 2002341830 A JP2002341830 A JP 2002341830A JP 2004180385 A JP2004180385 A JP 2004180385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- voltage
- output
- switching power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
【課題】本発明はスイッチング電源に関し、確実に出力電圧の起動を検出することができ、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することを目的としている。
【解決手段】複数のスイッチング電源を持ち、これらスイッチング電源を一定の順番で立ち上げていくようにしたスイッチング電源において、出力電圧の立ち上がりを滑らかに上昇させるためのソフトスタート回路の制御信号を検出し、この制御信号がある値に達した時に、他の電源を起動するように構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】複数のスイッチング電源を持ち、これらスイッチング電源を一定の順番で立ち上げていくようにしたスイッチング電源において、出力電圧の立ち上がりを滑らかに上昇させるためのソフトスタート回路の制御信号を検出し、この制御信号がある値に達した時に、他の電源を起動するように構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング電源に関し、更に詳しくは複数のスイッチ電源を所定の順序でオンしていくようにしたスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多種の電源電圧を扱う負荷装置において、その装置が正常に動作するために電源の投入の順序が規定されている場合がある。このため、電源装置はこの規定に従って、個々の電源の投入順序を制御するシーケンス起動回路を必要とする。
【０００３】
図６は従来のスイッチング電源（コンバータともいう）の第１の構成例を示すブロック図である。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示し、遅延信号方式で電源のオンを決定する回路を示している。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１のスイッチング電源１０及び第２のスイッチング電源２０に接続されている。
【０００４】
第１のスイッチング電源１０において、１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。３は整流・平滑回路２の出力段に接続される負荷である。
【０００５】
４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路５の出力は、前記制御回路４に与えられている。また、整流・平滑回路２の出力は、制御回路４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。
【０００６】
６はスイッチＳＷの後段から入力電圧Ｅｉを取り入れ、信号遅延を行なう遅延回路である。該遅延回路６の出力は、第２のスイッチング電源２０にオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）信号として入力されている。
【０００７】
第２のスイッチング電源２０において、１１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。１３は整流・平滑回路１２の出力段に接続される負荷である。
【０００８】
１４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、１５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路１５の出力は、前記制御回路１４に与えられている。また、整流・平滑回路１２の出力は、制御回路１４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。また、前記第１のスイッチング電源１０の遅延回路６の出力は、制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ信号として入っている。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【０００９】
スイッチＳＷがオンになると、第１のスイッチング電源１０の制御回路１４は電力変換回路１の動作を制御し、その出力が一定値になるように電力変換回路１のスイッチング素子のオン幅を制御する。この場合において、制御回路４にはソフトスタート回路５の出力が入力されているので、整流・平滑回路２の出力は穏やかに立ち上がる。この整流・平滑回路２からは、スイッチング電源の出力が取り出され、負荷３にパワーを供給する。
【００１０】
一方、入力電圧Ｅｉに接続された遅延回路６の出力は、入力電圧Ｅｉの遅延しした信号をＯＮ／ＯＦＦ信号として第２のスイッチング回路２０の制御回路１４に与える。第２のスイッチング電源２０の基本的動作は、第１のスイッチング電源１０と同じである。
【００１１】
制御回路１４は、第１のスイッチング電源１０が立ち上がってから、電力変換回路１１の駆動を制御する。この結果、第２のスイッチング電源２０は、第１のスイッチング電源が立ち上がってから所定時間経過した後、立ち上がるようになる。
【００１２】
図７は従来のスイッチング電源の第２の構成例を示すブロック図である。図６と同一のものは同一の符号を付して示す。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示し、出力電圧検出方式で電源のオンを決定する回路を示している。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１の電源１０及び第２の電源２０に接続されている。
【００１３】
７は第１のスイッチング電源１０の出力電圧を受けてその出力電圧を監視する出力電圧監視回路であり、その出力は第２のスイッチング電源２０の制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として入っている。その他の構成は、図６と同一であるので、その説明は省略する。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
スイッチＳＷがオンになると、第１のスイッチング電源１０の制御回路１４は電力変換回路１の動作を制御し、その出力が一定値になるように電力変換回路１のスイッチング素子のオン幅を制御する。この場合において、制御回路４にはソフトスタート回路５の出力が入力されているので、整流・平滑回路２の出力は穏やかに立ち上がる。この整流・平滑回路２からは、スイッチング電源の出力が取り出され、負荷３にパワーを供給する。
【００１５】
第１のスイッチング電源１０の出力は、出力電圧監視回路７によりモニタされており、その出力電圧が所定値以上の値に立ち上がったら、制御回路１４にオン信号を与える。制御回路１４は、第１のスイッチング電源１０が立ち上がってから、電力変換回路１１の駆動を制御する。この結果、第２のスイッチング電源２０は、第１のスイッチング電源が立ち上がってから所定時間経過した後、立ち上がるようになる。
【００１６】
なお、複数のスイッチング素子を順次、ソフトスタートさせて、それぞれ予め設定された電圧の電力を供給させるようにしたスイッチング電源がある（例えば特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１０−１６４８２５号公報（第５頁、第６頁、図２）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す遅延回路方式では、入力電源の投入信号を遅延して次の電源に伝達するため、直接に出力電圧の状態を監視してシーケンスの制御を行なっていない。従って、電源の起動からその電源の出力電圧の立ち上がりまでに遅延時間は必ず存在するので、その遅れ時間を加味して、遅延信号回路の遅延時間の設定を行なう必要がある。
【００１９】
しかしながら、個々の電源の特性、負荷の状態や環境条件により、この遅れ時間は変化するので、この遅延時間の調整は、個別に行なう必要があり、煩雑なものとなる。
【００２０】
一方、図７に示す出力電圧検出方式は、入出力が絶縁されている電源においては、出力電圧の監視信号をフォトカプラのような絶縁素子にて１次入力側に制御信号を送る必要がある。しかしながら、電源の出力電圧監視回路は、その電源自身からしか電力を得られないので、出力電圧が立ち上がっていることを監視するためには、停止時にはフォトカプラを滅灯状態に、通常運転時にはフォトカプラを常に発光状態としなければならない。
【００２１】
しかしながら、フォトカプラは常時発光状態で使用すると、特性が劣化するので、寿命や信頼性の低下を避けることができない。また、近年、回路素子の低電圧化により、フォトカプラの発光側の順方向電圧が約１．１Ｖであるので、出力電圧が１．２Ｖ以下になるとフォトカプラが動作しなくなる。これにより、出力電圧検出方式は、低電圧回路には使用することができない。
【００２２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、確実に出力電圧の起動を検出することができ、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
（１）図１は本発明の原理ブロック図である。図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示す。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１の電源１０及び第２の電源２０に接続されている。
【００２４】
第１のスイッチング電源１０において、１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。３は整流・平滑回路２の出力段に接続される負荷である。
【００２５】
４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路５の出力は、前記制御回路４に与えられている。また、整流・平滑回路２の出力は、制御回路４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。
【００２６】
８はソフトスタート回路５の出力を受けて、ソフトスタートを検出するソフトスタート検出回路である。該ソフトスタート検出回路８の出力は、第２のスイッチング電源２０にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として与えられている。
【００２７】
第２のスイッチング電源２０において、１１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。１３は整流・平滑回路１２の出力段に接続される負荷である。
【００２８】
１４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、１５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路１５の出力は、前記制御回路１４に与えられている。また、整流・平滑回路１２の出力は、制御回路１４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。また、前記第１のスイッチング電源１０のソフトスタート検出回路８の出力は、制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ信号として入っている。
【００２９】
本発明は、第１のスイッチング電源１０のソフトスタート検出回路の出力を第２のスイッチング電源２０の制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として与えているのが特徴である。このソフトスタート検出回路８の出力を第２のスイッチング電源のＯＮ信号として用いている原理について以下に説明する。
【００３０】
ソフトスタート回路５は、電源の起動時において、出力側に接続されているコンデンサの充電電流を抑制し、また出力電圧の立ち上がりを滑らかに上昇させるための回路である。もし、ソフトスタート回路がないと、制御回路４は電源投入時に出力電圧が０Ｖのため、最大のオン時間幅でスイッチングを始める。
【００３１】
よって、最大オン時間幅でスイッチングが行なわれると、急峻に出力電圧が立ち上がり、出力側のコンデンサには急激な充電電流が流れる。そして、この急激な充電電流により、電源のスイッチング素子や整流素子に過電流が流れて破損したり、トランスやチョークコイルが飽和する等の問題が生じる。
【００３２】
また、急激な出力電圧の立ち上がりに制御回路４の応答が追随できずに、出力電圧にオーバシュートが生じるという問題も生じる。よって、電源の起動時において、強制的にスイッチングのオン幅を抑えて、徐々に出力電圧が上昇するように制御するソフトスタート回路５が必要となっている。
【００３３】
そして、このソフトスタート回路５は、出力電圧が定格値になるまで、スイッチング幅を制御しているので、このソフトスタート回路５の状態を監視していれば、出力電圧の立ち上がりの状態を監視することができることになる。
【００３４】
本発明はこのような原理に基づいて、出力電圧をモニタする代わりに、ソフトスタート回路の出力をモニタし、第２のスイッチング回路２０に立ち上げ信号（ＯＮ信号）を与えているものである。
【００３５】
従って、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明は、前記ソフトスタート回路は、入力電源より作成する補助電源を用い、補助電源の後段に配置されたコンデンサを充電させ、その充電電圧に基づいて制御信号を発生するものであることを特徴とする。
【００３６】
このように構成すれば、出力電圧に対応したソフトスタート回路を実現することができ、第２のスイッチング電源の起動を確実に行なうことができる。
（３）請求項３記載の発明は、スイッチング電源のスイッチング素子のオン幅を制御するパルス幅制御回路への出力電圧のフィードバックを、実際の出力電圧ではなく、変換トランスの３次巻線から得るようにしたことを特徴とする。
【００３７】
このように構成すれば、出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００３９】
図２は制御回路とソフトスタート回路の構成例を示す図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、３１は鋸波又は三角波を生成する発振器、３２は電源の出力電圧を検出してフィードバックする出力電圧検出回路、３３は電源起動時から徐々に変化する電圧スロープ信号を発生する電圧スロープ発生回路である。該電圧スロープ発生回路３３は、ソフトスタート回路５と同じ回路である。
【００４０】
ＩＣ１は発振器３１、出力電圧検出回路３２及び電圧スロープ発生回路３３の出力を受けて、出力電圧の制御を行なうパルス幅制御信号を送出するパルス幅制御変調回路である。ＩＣ２は電圧スロープ発生回路３３の電圧信号と基準電圧Ｖｒを比較してＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する比較器である。該比較器ＩＣ２は、図１のソフトスタート検出回路８と同じものである。発振器３１と、出力電圧検出回路３２は、図１の制御回路４に含まれる。
【００４１】
このように構成された回路の動作を図３を用いて説明すれば、以下の通りである。図３は、本発明の各部の動作波形を示す図である。図３において、（ａ）はＩＣ１、ＩＣ２の入力信号、（ｂ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力制御信号、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）は比較器ＩＣ２の出力である。（ａ）において、▲１▼〜▲４▼は、図２の▲１▼〜▲４▼と同じ信号である。即ち、▲１▼は電圧スロープ発生信号、▲２▼は出力電圧検出信号、▲３▼は基準電圧信号、▲４▼は発振器３１の出力信号である。
【００４２】
スイッチＳＷがオンになり、電源が起動されると、電圧スロープ発生回路３３は、徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波状の一定周期の信号▲４▼を発生する。最初は出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧が０のため信号出力▲２▼も０となる。ここで、電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼が発振器３１の三角波電圧▲４▼より低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。つまり、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになる。
【００４３】
そして、図に示すように、時間経過と共に電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼が低くなるにつれて、発振器３１の出力である三角波▲４▼が電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼を超えるようになり、この超えた部分がパルス幅として（ｂ）に示すように現れてきて、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００４４】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力電圧値▲２▼も徐々に上昇していく。そして、出力電圧値が定格値になった時に、フィードバック制御となり、出力電圧はある一定値に落ち着く。
【００４５】
つまり、電源の起動から出力電圧が規格値に達するまでの出力電圧値とソフトスタート回路の出力信号、ここでは電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値は比例関係にある。よって、このソフトスタート回路の信号、ここでは電圧スロープ発生回路３３の電圧信号を監視すれば、直接出力電圧値を検出することなく、出力電圧の立ち上がりの状態を検出することができる。そこで、この電圧スロープ発生回路３３の電圧信号▲１▼をある基準電圧値▲３▼であるＶｒと比較して、ある値に達したら比較器ＩＣ２を反転させ（“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに反転）、次に起動させる第２のスイッチング電源２０に起動信号を送出する。このようにしてシーケンス起動を制御することができる。
【００４６】
なお、図３の波形は、動作原理を説明するために、数周期にて出力電圧が立ち上がっているように示されているが、実際はもっと長い周期で出力電圧は立ち上がる。
【００４７】
このように、本発明によれば、出力電圧をモニタする代わりに、ソフトスタート回路の出力をモニタし、第２のスイッチング回路２０に立ち上げ信号（ＯＮ信号）を与えているものである。従って、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
【００４８】
図４は本発明の一実施の形態例を示す回路図である。図１、図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、Ｖｉｎ＋、Ｖｉｎ−は入力電圧Ｅｉが入力される入力端子である。Ｑ１は入力電圧Ｅｉをスイッチングするスイッチング素子で、例えばＦＥＴが用いられる。Ｔ１は変換トランスであり、スイッチング素子Ｑ１は変換トランスＴ１の１次側をスイッチングする。トランスＴ１の１次側には、スイッチＳＷを介して入力電圧Ｅｉが印加されている。
【００４９】
２はトランスＴ１の２次巻線側に設けられた整流・平滑回路である。該整流・平滑回路２の出力端子Ｖｏ＋、Ｖｏ−は負荷３に接続されている。３２はトランスＴ１の３次巻線に接続され、出力電圧に対応する電圧を発生する出力電圧検出回路である。該出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧のフィードバック信号としてパルス幅制御変調回路ＩＣ１に与えられる。３５はスイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路である。駆動回路３５、スイッチング素子Ｑ１及び変換トランスＴ１とで図１の電力変換回路１を構成している。
【００５０】
３６は該スイッチング電源の制御回路を動作させるための補助電源であり、入力電圧Ｅｉから作られる。Ｃ１はコンデンサ、Ｒ１は該コンデンサＣ１と接続される抵抗である。コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の直列回路は、電圧スロープ信号発生回路を構成している。電圧スロープ信号▲１▼は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の接続点から取り出される。
【００５１】
３１は三角波を発生する発振器、ＩＣ１はスイッチング素子Ｑ１の駆動信号を発生するパルス幅制御変調回路である。該パルス幅制御変調回路３１には、前記電圧スロープ信号▲１▼と、出力電圧検出回路３２の出力である出力電圧信号▲２▼と、発振器３１の出力である三角波▲４▼が入力されている。そして、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力は、駆動回路３５を介してスイッチング素子Ｑ１に与えられる。
【００５２】
Ｑ２はコンデンサＣ１の両端に接続され、コンデンサＣ１の電圧を急速に放電或いは放電させるためのトランジスタであり、そのエミッタは補助電源３６の出力に接続されている。Ｒ２は補助電源３６の出力に接続された抵抗、Ｒ３は該抵抗Ｒ２と接続される抵抗、Ｑ３は該抵抗Ｒ３にそのコレクタが接続されるトランジスタである。該トランジスタＱ３のエミッタはコモンラインに接続されている。また、トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点に接続されている。
【００５３】
Ｒ４、Ｒ６はトランジスタＱ３のベースに接続されるバイアス抵抗、Ｒ５はトランジスタＱ３のベースとエミッタ間に接続される抵抗である。トランジスタＱ３のベースには、前段のスイッチング電源からの電源オン信号入力が端子ＲＣｉｎを介して入力されている。この回路では、初段のスイッチング電源なので、電源オン信号は０Ｖである。
【００５４】
ＩＣ２は、電圧スロープ信号▲１▼と基準電圧▲３▼（Ｖｒ）とを比較する比較器である。該比較器ＩＣ２の出力は、電源オン信号として端子ＲＣｏｕｔから出力されており、ここでは第２のスイッチング電源２０の入力端子ＲＣｉｎに電源オン信号として入力されている。
【００５５】
発振器３１の出力は、スイッチング周波数の三角波▲４▼を発生させる回路である。この三角波のピーク値は、補助電源３６の電圧、即ち抵抗Ｒ１の初期電圧よりも十分に低いものとする。なお、パルス幅制御変調回路ＩＣ１へフィードバックする出力電圧は、通常は出力電圧を直接取り出すのが普通であるが、近年の出力電圧の低電圧化により出力電圧検出回路３２を動作させる駆動電圧不足を解決するために、トランスＴ１の巻線電圧が巻数比に比例することを利用してトランスＴ１の第３巻線電圧から出力電圧を得るようにしている。この結果、出力電圧が出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００５６】
以上の構成は、第２のスイッチング電源２０についても同様である。詳細な説明は省略する。Ｔ２は変換トランス、１２は整流・平滑回路、４１は発振器、４２は電圧検出回路、Ｑ４はスイッチング素子としてのＦＥＴ、４５は該スイッチング素子Ｑ４の駆動回路、４６は補助電源、ＩＣ３はパルス幅制御変調回路、ＩＣ４は比較器、Ｒ６〜Ｒ１１は抵抗、Ｃ２はコンデンサ、Ｑ５、Ｑ６はトランジスタである。このように構成された回路の動作を図５に示す動作波形図を参照しつつ説明すれば、以下の通りである。
【００５７】
図５は本発明の一実施の形態例の各部の動作波形を示す図である。図５において、（ａ）はＩＣ１、ＩＣ２の入力信号、（ｂ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力制御信号、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）はＩＣ２の出力である。（ａ）において、▲１▼〜▲４▼は、図４の▲１▼〜▲４▼と同じ信号である。即ち、▲１▼は電圧スロープ発生信号、▲２▼は出力電圧検出信号、▲３▼は基準電圧信号、▲４▼は発振器３１の出力信号である。
（ｅ）はスイッチング電源２０のパルス幅制御変調回路ＩＣ３の入力信号、（ｆ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ３の出力信号、（ｇ）はスイッチング電源２０の出力電圧である。
【００５８】
先ず、図４の回路の動作を概説する。スイッチＳＷがオンになり、電源が起動されると、電圧スロープ発生回路は、徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波状の一定周期の信号▲４▼を発生する。最初は出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧が０のため信号出力▲２▼も０となる。ここで、電圧スロープ発生回路の電圧信号値▲１▼が発振器３１の三角波電圧▲４▼より低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。即ち、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになる。
【００５９】
そして、図に示すように、時間経過と共に電圧スロープ発生回路の電圧信号値▲１▼が低くなるにつれて、発振器３１の出力である三角波▲４▼が電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼を超えるようになり、この超えた部分がパルス幅として（ｂ）に示すように現れてきて、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００６０】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力電圧値▲２▼も徐々に上昇していく。そして、出力電圧値が定格値になった時に、フィードバック制御となり、出力電圧はある一定値に落ち着く。
【００６１】
つまり、電源の起動から出力電圧が規格値に達するまでの出力電圧値とソフトスタート回路の出力信号、ここでは電圧スロープ発生回路の電圧信号値は比例関係にある。よって、このソフトスタート回路の信号、ここでは電圧スロープ発生回路の電圧信号を監視すれば、直接出力電圧値を検出することなく、出力電圧の立ち上がりの状態を検出することができる。そこで、この電圧スロープ発生回路の電圧信号▲１▼をある基準電圧値▲３▼であるＶｒと比較して、ある値に達したら比較器ＩＣ２を反転させ（“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに反転）、次に起動させる第２のスイッチング電源２０に起動信号を送出する。このようにしてシーケンス起動を制御することができる。
【００６２】
通常の動作においては、トランスＴ１の２次巻線に比例した３次巻線の巻線電圧を出力電圧検出回路３２が検出した定格電圧値よりも上昇すると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅を狭め、定格電圧よりも下降するとパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅を広げて出力電圧を一定にするようにフィードバック制御を行なう。
【００６３】
また、通常の動作状態では、コンデンサＣ１は充電を完了し、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼は０Ｖに下がっており、出力電圧検出回路３２の出力信号▲２▼よりも低いため、抵抗Ｒ１の両端電圧値▲１▼は、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の動作には影響を与えない。
【００６４】
起動時においては、第１のスイッチング電源１０のトランジスタＱ３のベースは０Ｖに接地されているので、オフ状態、トランジスタＱ２オフ状態でコンデンサＣ１の両端は解放されている。これにより、コンデンサＣ１は充電を開始し、抵抗Ｒ１の両端の電位▲１▼が基準電圧▲３▼（Ｖｒ）よりも高い状態になっているので、比較器ＩＣ２の出力は“Ｈ”状態となっている。
【００６５】
また、第２のスイッチング電源２０のトランジスタＱ６のベースは、比較器ＩＣ２の出力である“Ｈ”レベルを入力するので、トランジスタＱ６はオン状態となり、トランジスタＱ５もオン状態となり、抵抗Ｒ６の電圧▲５▼は常に発振器４１の三角波信号▲７▼より高い状態のままとなる。これにより、パルス幅制御変調回路ＩＣ３は、出力が０の状態となり、スイッチング電源２０は動作停止状態となる。
【００６６】
従って、第１のスイッチング電源１０が起動すると、コンデンサＣ１が徐々に充電されて、抵抗Ｒ１の両端電圧は徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波上の一定周期の信号▲４▼を出力している。出力電圧検出回路３２は、出力電圧が０Ｖのため、信号出力▲２▼も０となる。
【００６７】
ここで、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が発振器３１の三角波電圧値▲４▼よりも低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。そして、図５に示すように、時間経過と共に抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が低くなるにつれてこのパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００６８】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力▲２▼も徐々に上昇して出力電圧が定格値になった時にある一定値に落ち着く。そして、抵抗Ｒ１の両端電圧値▲１▼が徐々に垂下して、それに伴いパルス幅が広がり、出力電圧は上昇し、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が基準電圧Ｖｒの電圧値▲３▼以下になると、比較器ＩＣ２が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。
【００６９】
第１のスイッチング電源１０の比較器ＩＣ２が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わると、第２のスイッチング電源のトランジスタＱ６のベース電位が“Ｌ”に落ちるので、トランジスタＱ６はオンからオフ状態になり、同様にトランジスタＱ５もオンからオフ状態になって、コンデンサＣ２を解放する。
【００７０】
これにより、第２のスイッチング電源２０のコンデンサＣ２が充電を開始し、抵抗Ｒ６の両端電圧▲５▼が図５の（ｅ）に示すように徐々に垂下する。そして、第１のスイッチング電源１０と同様に徐々にパルス幅を広げて出力電圧が立ち上がる。この時の動作は、上述した第１のスイッチング電源１０の動作と全く同じである。
【００７１】
このように、第１のスイッチング電源１０の出力電圧が立ち上がってから、第２のスイッチング電源２０が起動するシーケンス起動制御が行なわれることになる。
【００７２】
上述の実施の形態例では、２台のスイッチング電源を接続して電源の投入順序制御を行なった場合を示したが、本発明はこれに限るものではなく、３台以上のスイッチング電源が接続される場合でも同様に適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、出力電圧に対応したソフトスタート回路を実現することができ、第２のスイッチング電源の起動を確実に行なうことができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００７４】
このように、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができ、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の制御回路とソフトスタート回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の各部の動作波形を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態例を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例の形態例の各部の動作波形を示す図である。
【図６】従来のスイッチング電源の第１の構成例を示すブロック図である。
【図７】従来のスイッチング電源の第２の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 電力変換回路
２ 整流・平滑回路
３ 負荷
４ 制御回路
５ ソフトスタート回路
８ ソフトスタート検出回路
１０ 第１のスイッチング電源
１１ 電力変換回路
１２ 整流・平滑回路
１３ 負荷
１４ 制御回路
１５ ソフトスタート回路
２０ 第２のスイッチング電源
ＳＷ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング電源に関し、更に詳しくは複数のスイッチ電源を所定の順序でオンしていくようにしたスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多種の電源電圧を扱う負荷装置において、その装置が正常に動作するために電源の投入の順序が規定されている場合がある。このため、電源装置はこの規定に従って、個々の電源の投入順序を制御するシーケンス起動回路を必要とする。
【０００３】
図６は従来のスイッチング電源（コンバータともいう）の第１の構成例を示すブロック図である。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示し、遅延信号方式で電源のオンを決定する回路を示している。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１のスイッチング電源１０及び第２のスイッチング電源２０に接続されている。
【０００４】
第１のスイッチング電源１０において、１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。３は整流・平滑回路２の出力段に接続される負荷である。
【０００５】
４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路５の出力は、前記制御回路４に与えられている。また、整流・平滑回路２の出力は、制御回路４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。
【０００６】
６はスイッチＳＷの後段から入力電圧Ｅｉを取り入れ、信号遅延を行なう遅延回路である。該遅延回路６の出力は、第２のスイッチング電源２０にオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）信号として入力されている。
【０００７】
第２のスイッチング電源２０において、１１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。１３は整流・平滑回路１２の出力段に接続される負荷である。
【０００８】
１４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、１５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路１５の出力は、前記制御回路１４に与えられている。また、整流・平滑回路１２の出力は、制御回路１４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。また、前記第１のスイッチング電源１０の遅延回路６の出力は、制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ信号として入っている。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【０００９】
スイッチＳＷがオンになると、第１のスイッチング電源１０の制御回路１４は電力変換回路１の動作を制御し、その出力が一定値になるように電力変換回路１のスイッチング素子のオン幅を制御する。この場合において、制御回路４にはソフトスタート回路５の出力が入力されているので、整流・平滑回路２の出力は穏やかに立ち上がる。この整流・平滑回路２からは、スイッチング電源の出力が取り出され、負荷３にパワーを供給する。
【００１０】
一方、入力電圧Ｅｉに接続された遅延回路６の出力は、入力電圧Ｅｉの遅延しした信号をＯＮ／ＯＦＦ信号として第２のスイッチング回路２０の制御回路１４に与える。第２のスイッチング電源２０の基本的動作は、第１のスイッチング電源１０と同じである。
【００１１】
制御回路１４は、第１のスイッチング電源１０が立ち上がってから、電力変換回路１１の駆動を制御する。この結果、第２のスイッチング電源２０は、第１のスイッチング電源が立ち上がってから所定時間経過した後、立ち上がるようになる。
【００１２】
図７は従来のスイッチング電源の第２の構成例を示すブロック図である。図６と同一のものは同一の符号を付して示す。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示し、出力電圧検出方式で電源のオンを決定する回路を示している。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１の電源１０及び第２の電源２０に接続されている。
【００１３】
７は第１のスイッチング電源１０の出力電圧を受けてその出力電圧を監視する出力電圧監視回路であり、その出力は第２のスイッチング電源２０の制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として入っている。その他の構成は、図６と同一であるので、その説明は省略する。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
スイッチＳＷがオンになると、第１のスイッチング電源１０の制御回路１４は電力変換回路１の動作を制御し、その出力が一定値になるように電力変換回路１のスイッチング素子のオン幅を制御する。この場合において、制御回路４にはソフトスタート回路５の出力が入力されているので、整流・平滑回路２の出力は穏やかに立ち上がる。この整流・平滑回路２からは、スイッチング電源の出力が取り出され、負荷３にパワーを供給する。
【００１５】
第１のスイッチング電源１０の出力は、出力電圧監視回路７によりモニタされており、その出力電圧が所定値以上の値に立ち上がったら、制御回路１４にオン信号を与える。制御回路１４は、第１のスイッチング電源１０が立ち上がってから、電力変換回路１１の駆動を制御する。この結果、第２のスイッチング電源２０は、第１のスイッチング電源が立ち上がってから所定時間経過した後、立ち上がるようになる。
【００１６】
なお、複数のスイッチング素子を順次、ソフトスタートさせて、それぞれ予め設定された電圧の電力を供給させるようにしたスイッチング電源がある（例えば特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１０−１６４８２５号公報（第５頁、第６頁、図２）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す遅延回路方式では、入力電源の投入信号を遅延して次の電源に伝達するため、直接に出力電圧の状態を監視してシーケンスの制御を行なっていない。従って、電源の起動からその電源の出力電圧の立ち上がりまでに遅延時間は必ず存在するので、その遅れ時間を加味して、遅延信号回路の遅延時間の設定を行なう必要がある。
【００１９】
しかしながら、個々の電源の特性、負荷の状態や環境条件により、この遅れ時間は変化するので、この遅延時間の調整は、個別に行なう必要があり、煩雑なものとなる。
【００２０】
一方、図７に示す出力電圧検出方式は、入出力が絶縁されている電源においては、出力電圧の監視信号をフォトカプラのような絶縁素子にて１次入力側に制御信号を送る必要がある。しかしながら、電源の出力電圧監視回路は、その電源自身からしか電力を得られないので、出力電圧が立ち上がっていることを監視するためには、停止時にはフォトカプラを滅灯状態に、通常運転時にはフォトカプラを常に発光状態としなければならない。
【００２１】
しかしながら、フォトカプラは常時発光状態で使用すると、特性が劣化するので、寿命や信頼性の低下を避けることができない。また、近年、回路素子の低電圧化により、フォトカプラの発光側の順方向電圧が約１．１Ｖであるので、出力電圧が１．２Ｖ以下になるとフォトカプラが動作しなくなる。これにより、出力電圧検出方式は、低電圧回路には使用することができない。
【００２２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、確実に出力電圧の起動を検出することができ、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
（１）図１は本発明の原理ブロック図である。図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す例では、第１のスイッチング電源１０と第２のスイッチング電源２０が設けられている場合を示す。入力電圧Ｅｉは、スイッチＳＷを介して第１の電源１０及び第２の電源２０に接続されている。
【００２４】
第１のスイッチング電源１０において、１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。３は整流・平滑回路２の出力段に接続される負荷である。
【００２５】
４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路５の出力は、前記制御回路４に与えられている。また、整流・平滑回路２の出力は、制御回路４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。
【００２６】
８はソフトスタート回路５の出力を受けて、ソフトスタートを検出するソフトスタート検出回路である。該ソフトスタート検出回路８の出力は、第２のスイッチング電源２０にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として与えられている。
【００２７】
第２のスイッチング電源２０において、１１は入力電圧Ｅｉを入力して電力変換を行なう電力変換回路、２は該電力変換回路１１の出力を受けて整流・平滑して直流電圧を発生させる整流・平滑回路である。１３は整流・平滑回路１２の出力段に接続される負荷である。
【００２８】
１４は電力変換回路１の動作を制御する制御回路、１５は穏やかな電圧出力を得るためのソフトスタート回路である。該ソフトスタート回路１５の出力は、前記制御回路１４に与えられている。また、整流・平滑回路１２の出力は、制御回路１４に出力電圧を一定にするためのフィードバック信号として与えられている。また、前記第１のスイッチング電源１０のソフトスタート検出回路８の出力は、制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ信号として入っている。
【００２９】
本発明は、第１のスイッチング電源１０のソフトスタート検出回路の出力を第２のスイッチング電源２０の制御回路１４にＯＮ／ＯＦＦ制御信号として与えているのが特徴である。このソフトスタート検出回路８の出力を第２のスイッチング電源のＯＮ信号として用いている原理について以下に説明する。
【００３０】
ソフトスタート回路５は、電源の起動時において、出力側に接続されているコンデンサの充電電流を抑制し、また出力電圧の立ち上がりを滑らかに上昇させるための回路である。もし、ソフトスタート回路がないと、制御回路４は電源投入時に出力電圧が０Ｖのため、最大のオン時間幅でスイッチングを始める。
【００３１】
よって、最大オン時間幅でスイッチングが行なわれると、急峻に出力電圧が立ち上がり、出力側のコンデンサには急激な充電電流が流れる。そして、この急激な充電電流により、電源のスイッチング素子や整流素子に過電流が流れて破損したり、トランスやチョークコイルが飽和する等の問題が生じる。
【００３２】
また、急激な出力電圧の立ち上がりに制御回路４の応答が追随できずに、出力電圧にオーバシュートが生じるという問題も生じる。よって、電源の起動時において、強制的にスイッチングのオン幅を抑えて、徐々に出力電圧が上昇するように制御するソフトスタート回路５が必要となっている。
【００３３】
そして、このソフトスタート回路５は、出力電圧が定格値になるまで、スイッチング幅を制御しているので、このソフトスタート回路５の状態を監視していれば、出力電圧の立ち上がりの状態を監視することができることになる。
【００３４】
本発明はこのような原理に基づいて、出力電圧をモニタする代わりに、ソフトスタート回路の出力をモニタし、第２のスイッチング回路２０に立ち上げ信号（ＯＮ信号）を与えているものである。
【００３５】
従って、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明は、前記ソフトスタート回路は、入力電源より作成する補助電源を用い、補助電源の後段に配置されたコンデンサを充電させ、その充電電圧に基づいて制御信号を発生するものであることを特徴とする。
【００３６】
このように構成すれば、出力電圧に対応したソフトスタート回路を実現することができ、第２のスイッチング電源の起動を確実に行なうことができる。
（３）請求項３記載の発明は、スイッチング電源のスイッチング素子のオン幅を制御するパルス幅制御回路への出力電圧のフィードバックを、実際の出力電圧ではなく、変換トランスの３次巻線から得るようにしたことを特徴とする。
【００３７】
このように構成すれば、出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００３９】
図２は制御回路とソフトスタート回路の構成例を示す図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、３１は鋸波又は三角波を生成する発振器、３２は電源の出力電圧を検出してフィードバックする出力電圧検出回路、３３は電源起動時から徐々に変化する電圧スロープ信号を発生する電圧スロープ発生回路である。該電圧スロープ発生回路３３は、ソフトスタート回路５と同じ回路である。
【００４０】
ＩＣ１は発振器３１、出力電圧検出回路３２及び電圧スロープ発生回路３３の出力を受けて、出力電圧の制御を行なうパルス幅制御信号を送出するパルス幅制御変調回路である。ＩＣ２は電圧スロープ発生回路３３の電圧信号と基準電圧Ｖｒを比較してＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する比較器である。該比較器ＩＣ２は、図１のソフトスタート検出回路８と同じものである。発振器３１と、出力電圧検出回路３２は、図１の制御回路４に含まれる。
【００４１】
このように構成された回路の動作を図３を用いて説明すれば、以下の通りである。図３は、本発明の各部の動作波形を示す図である。図３において、（ａ）はＩＣ１、ＩＣ２の入力信号、（ｂ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力制御信号、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）は比較器ＩＣ２の出力である。（ａ）において、▲１▼〜▲４▼は、図２の▲１▼〜▲４▼と同じ信号である。即ち、▲１▼は電圧スロープ発生信号、▲２▼は出力電圧検出信号、▲３▼は基準電圧信号、▲４▼は発振器３１の出力信号である。
【００４２】
スイッチＳＷがオンになり、電源が起動されると、電圧スロープ発生回路３３は、徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波状の一定周期の信号▲４▼を発生する。最初は出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧が０のため信号出力▲２▼も０となる。ここで、電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼が発振器３１の三角波電圧▲４▼より低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。つまり、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになる。
【００４３】
そして、図に示すように、時間経過と共に電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼が低くなるにつれて、発振器３１の出力である三角波▲４▼が電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼を超えるようになり、この超えた部分がパルス幅として（ｂ）に示すように現れてきて、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００４４】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力電圧値▲２▼も徐々に上昇していく。そして、出力電圧値が定格値になった時に、フィードバック制御となり、出力電圧はある一定値に落ち着く。
【００４５】
つまり、電源の起動から出力電圧が規格値に達するまでの出力電圧値とソフトスタート回路の出力信号、ここでは電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値は比例関係にある。よって、このソフトスタート回路の信号、ここでは電圧スロープ発生回路３３の電圧信号を監視すれば、直接出力電圧値を検出することなく、出力電圧の立ち上がりの状態を検出することができる。そこで、この電圧スロープ発生回路３３の電圧信号▲１▼をある基準電圧値▲３▼であるＶｒと比較して、ある値に達したら比較器ＩＣ２を反転させ（“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに反転）、次に起動させる第２のスイッチング電源２０に起動信号を送出する。このようにしてシーケンス起動を制御することができる。
【００４６】
なお、図３の波形は、動作原理を説明するために、数周期にて出力電圧が立ち上がっているように示されているが、実際はもっと長い周期で出力電圧は立ち上がる。
【００４７】
このように、本発明によれば、出力電圧をモニタする代わりに、ソフトスタート回路の出力をモニタし、第２のスイッチング回路２０に立ち上げ信号（ＯＮ信号）を与えているものである。従って、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
【００４８】
図４は本発明の一実施の形態例を示す回路図である。図１、図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、Ｖｉｎ＋、Ｖｉｎ−は入力電圧Ｅｉが入力される入力端子である。Ｑ１は入力電圧Ｅｉをスイッチングするスイッチング素子で、例えばＦＥＴが用いられる。Ｔ１は変換トランスであり、スイッチング素子Ｑ１は変換トランスＴ１の１次側をスイッチングする。トランスＴ１の１次側には、スイッチＳＷを介して入力電圧Ｅｉが印加されている。
【００４９】
２はトランスＴ１の２次巻線側に設けられた整流・平滑回路である。該整流・平滑回路２の出力端子Ｖｏ＋、Ｖｏ−は負荷３に接続されている。３２はトランスＴ１の３次巻線に接続され、出力電圧に対応する電圧を発生する出力電圧検出回路である。該出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧のフィードバック信号としてパルス幅制御変調回路ＩＣ１に与えられる。３５はスイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路である。駆動回路３５、スイッチング素子Ｑ１及び変換トランスＴ１とで図１の電力変換回路１を構成している。
【００５０】
３６は該スイッチング電源の制御回路を動作させるための補助電源であり、入力電圧Ｅｉから作られる。Ｃ１はコンデンサ、Ｒ１は該コンデンサＣ１と接続される抵抗である。コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の直列回路は、電圧スロープ信号発生回路を構成している。電圧スロープ信号▲１▼は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の接続点から取り出される。
【００５１】
３１は三角波を発生する発振器、ＩＣ１はスイッチング素子Ｑ１の駆動信号を発生するパルス幅制御変調回路である。該パルス幅制御変調回路３１には、前記電圧スロープ信号▲１▼と、出力電圧検出回路３２の出力である出力電圧信号▲２▼と、発振器３１の出力である三角波▲４▼が入力されている。そして、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力は、駆動回路３５を介してスイッチング素子Ｑ１に与えられる。
【００５２】
Ｑ２はコンデンサＣ１の両端に接続され、コンデンサＣ１の電圧を急速に放電或いは放電させるためのトランジスタであり、そのエミッタは補助電源３６の出力に接続されている。Ｒ２は補助電源３６の出力に接続された抵抗、Ｒ３は該抵抗Ｒ２と接続される抵抗、Ｑ３は該抵抗Ｒ３にそのコレクタが接続されるトランジスタである。該トランジスタＱ３のエミッタはコモンラインに接続されている。また、トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点に接続されている。
【００５３】
Ｒ４、Ｒ６はトランジスタＱ３のベースに接続されるバイアス抵抗、Ｒ５はトランジスタＱ３のベースとエミッタ間に接続される抵抗である。トランジスタＱ３のベースには、前段のスイッチング電源からの電源オン信号入力が端子ＲＣｉｎを介して入力されている。この回路では、初段のスイッチング電源なので、電源オン信号は０Ｖである。
【００５４】
ＩＣ２は、電圧スロープ信号▲１▼と基準電圧▲３▼（Ｖｒ）とを比較する比較器である。該比較器ＩＣ２の出力は、電源オン信号として端子ＲＣｏｕｔから出力されており、ここでは第２のスイッチング電源２０の入力端子ＲＣｉｎに電源オン信号として入力されている。
【００５５】
発振器３１の出力は、スイッチング周波数の三角波▲４▼を発生させる回路である。この三角波のピーク値は、補助電源３６の電圧、即ち抵抗Ｒ１の初期電圧よりも十分に低いものとする。なお、パルス幅制御変調回路ＩＣ１へフィードバックする出力電圧は、通常は出力電圧を直接取り出すのが普通であるが、近年の出力電圧の低電圧化により出力電圧検出回路３２を動作させる駆動電圧不足を解決するために、トランスＴ１の巻線電圧が巻数比に比例することを利用してトランスＴ１の第３巻線電圧から出力電圧を得るようにしている。この結果、出力電圧が出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００５６】
以上の構成は、第２のスイッチング電源２０についても同様である。詳細な説明は省略する。Ｔ２は変換トランス、１２は整流・平滑回路、４１は発振器、４２は電圧検出回路、Ｑ４はスイッチング素子としてのＦＥＴ、４５は該スイッチング素子Ｑ４の駆動回路、４６は補助電源、ＩＣ３はパルス幅制御変調回路、ＩＣ４は比較器、Ｒ６〜Ｒ１１は抵抗、Ｃ２はコンデンサ、Ｑ５、Ｑ６はトランジスタである。このように構成された回路の動作を図５に示す動作波形図を参照しつつ説明すれば、以下の通りである。
【００５７】
図５は本発明の一実施の形態例の各部の動作波形を示す図である。図５において、（ａ）はＩＣ１、ＩＣ２の入力信号、（ｂ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力制御信号、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）はＩＣ２の出力である。（ａ）において、▲１▼〜▲４▼は、図４の▲１▼〜▲４▼と同じ信号である。即ち、▲１▼は電圧スロープ発生信号、▲２▼は出力電圧検出信号、▲３▼は基準電圧信号、▲４▼は発振器３１の出力信号である。
（ｅ）はスイッチング電源２０のパルス幅制御変調回路ＩＣ３の入力信号、（ｆ）はパルス幅制御変調回路ＩＣ３の出力信号、（ｇ）はスイッチング電源２０の出力電圧である。
【００５８】
先ず、図４の回路の動作を概説する。スイッチＳＷがオンになり、電源が起動されると、電圧スロープ発生回路は、徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波状の一定周期の信号▲４▼を発生する。最初は出力電圧検出回路３２の出力は、出力電圧が０のため信号出力▲２▼も０となる。ここで、電圧スロープ発生回路の電圧信号値▲１▼が発振器３１の三角波電圧▲４▼より低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。即ち、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになる。
【００５９】
そして、図に示すように、時間経過と共に電圧スロープ発生回路の電圧信号値▲１▼が低くなるにつれて、発振器３１の出力である三角波▲４▼が電圧スロープ発生回路３３の電圧信号値▲１▼を超えるようになり、この超えた部分がパルス幅として（ｂ）に示すように現れてきて、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００６０】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力電圧値▲２▼も徐々に上昇していく。そして、出力電圧値が定格値になった時に、フィードバック制御となり、出力電圧はある一定値に落ち着く。
【００６１】
つまり、電源の起動から出力電圧が規格値に達するまでの出力電圧値とソフトスタート回路の出力信号、ここでは電圧スロープ発生回路の電圧信号値は比例関係にある。よって、このソフトスタート回路の信号、ここでは電圧スロープ発生回路の電圧信号を監視すれば、直接出力電圧値を検出することなく、出力電圧の立ち上がりの状態を検出することができる。そこで、この電圧スロープ発生回路の電圧信号▲１▼をある基準電圧値▲３▼であるＶｒと比較して、ある値に達したら比較器ＩＣ２を反転させ（“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに反転）、次に起動させる第２のスイッチング電源２０に起動信号を送出する。このようにしてシーケンス起動を制御することができる。
【００６２】
通常の動作においては、トランスＴ１の２次巻線に比例した３次巻線の巻線電圧を出力電圧検出回路３２が検出した定格電圧値よりも上昇すると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅を狭め、定格電圧よりも下降するとパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅を広げて出力電圧を一定にするようにフィードバック制御を行なう。
【００６３】
また、通常の動作状態では、コンデンサＣ１は充電を完了し、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼は０Ｖに下がっており、出力電圧検出回路３２の出力信号▲２▼よりも低いため、抵抗Ｒ１の両端電圧値▲１▼は、パルス幅制御変調回路ＩＣ１の動作には影響を与えない。
【００６４】
起動時においては、第１のスイッチング電源１０のトランジスタＱ３のベースは０Ｖに接地されているので、オフ状態、トランジスタＱ２オフ状態でコンデンサＣ１の両端は解放されている。これにより、コンデンサＣ１は充電を開始し、抵抗Ｒ１の両端の電位▲１▼が基準電圧▲３▼（Ｖｒ）よりも高い状態になっているので、比較器ＩＣ２の出力は“Ｈ”状態となっている。
【００６５】
また、第２のスイッチング電源２０のトランジスタＱ６のベースは、比較器ＩＣ２の出力である“Ｈ”レベルを入力するので、トランジスタＱ６はオン状態となり、トランジスタＱ５もオン状態となり、抵抗Ｒ６の電圧▲５▼は常に発振器４１の三角波信号▲７▼より高い状態のままとなる。これにより、パルス幅制御変調回路ＩＣ３は、出力が０の状態となり、スイッチング電源２０は動作停止状態となる。
【００６６】
従って、第１のスイッチング電源１０が起動すると、コンデンサＣ１が徐々に充電されて、抵抗Ｒ１の両端電圧は徐々に垂下する電圧信号▲１▼を発生する。また、発振器３１は三角波上の一定周期の信号▲４▼を出力している。出力電圧検出回路３２は、出力電圧が０Ｖのため、信号出力▲２▼も０となる。
【００６７】
ここで、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が発振器３１の三角波電圧値▲４▼よりも低くなると、パルス幅制御変調回路ＩＣ１は出力を反転する。そして、図５に示すように、時間経過と共に抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が低くなるにつれてこのパルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力信号幅は徐々に増えていく。
【００６８】
パルス幅制御変調回路ＩＣ１の出力パルス幅が徐々に増えていくに従い、出力パルス幅に比例して出力電圧が徐々に上昇していく。これにより、出力電圧検出回路３２の出力▲２▼も徐々に上昇して出力電圧が定格値になった時にある一定値に落ち着く。そして、抵抗Ｒ１の両端電圧値▲１▼が徐々に垂下して、それに伴いパルス幅が広がり、出力電圧は上昇し、抵抗Ｒ１の両端電圧▲１▼が基準電圧Ｖｒの電圧値▲３▼以下になると、比較器ＩＣ２が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。
【００６９】
第１のスイッチング電源１０の比較器ＩＣ２が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わると、第２のスイッチング電源のトランジスタＱ６のベース電位が“Ｌ”に落ちるので、トランジスタＱ６はオンからオフ状態になり、同様にトランジスタＱ５もオンからオフ状態になって、コンデンサＣ２を解放する。
【００７０】
これにより、第２のスイッチング電源２０のコンデンサＣ２が充電を開始し、抵抗Ｒ６の両端電圧▲５▼が図５の（ｅ）に示すように徐々に垂下する。そして、第１のスイッチング電源１０と同様に徐々にパルス幅を広げて出力電圧が立ち上がる。この時の動作は、上述した第１のスイッチング電源１０の動作と全く同じである。
【００７１】
このように、第１のスイッチング電源１０の出力電圧が立ち上がってから、第２のスイッチング電源２０が起動するシーケンス起動制御が行なわれることになる。
【００７２】
上述の実施の形態例では、２台のスイッチング電源を接続して電源の投入順序制御を行なった場合を示したが、本発明はこれに限るものではなく、３台以上のスイッチング電源が接続される場合でも同様に適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができる。本発明によればフォトカプラを用いないので、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、出力電圧に対応したソフトスタート回路を実現することができ、第２のスイッチング電源の起動を確実に行なうことができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、出力電圧が極めて低い電圧である場合にも、確実にフィードバック信号を得ることができる。
【００７４】
このように、本発明によれば、確実に出力電圧の起動を検出することができ、低電圧化にも対応したシーケンス制御を行なうことができるスイッチング電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の制御回路とソフトスタート回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の各部の動作波形を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態例を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例の形態例の各部の動作波形を示す図である。
【図６】従来のスイッチング電源の第１の構成例を示すブロック図である。
【図７】従来のスイッチング電源の第２の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 電力変換回路
２ 整流・平滑回路
３ 負荷
４ 制御回路
５ ソフトスタート回路
８ ソフトスタート検出回路
１０ 第１のスイッチング電源
１１ 電力変換回路
１２ 整流・平滑回路
１３ 負荷
１４ 制御回路
１５ ソフトスタート回路
２０ 第２のスイッチング電源
ＳＷ スイッチ
Claims (3)
- 複数のスイッチング電源を持ち、これらスイッチング電源を一定の順番で立ち上げていくようにしたスイッチング電源において、
出力電圧の立ち上がりを滑らかに上昇させるためのソフトスタート回路の制御信号を検出し、
この制御信号がある値に達した時に、他の電源を起動するように構成したスイッチング電源。 - 前記ソフトスタート回路は、入力電源より作成する補助電源を用い、補助電源の後段に配置されたコンデンサを充電させ、その充電電圧に基づいて制御信号を発生するもの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。
- スイッチング電源のスイッチング素子のオン幅を制御するパルス幅制御回路への出力電圧のフィードバックを、実際の出力電圧ではなく、変換トランスの３次巻線から得るよう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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002341830A JP2004180385A (ja) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002341830A JP2004180385A (ja) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | スイッチング電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004180385A true JP2004180385A (ja) | 2004-06-24 |
Family
ID=32704046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002341830A Pending JP2004180385A (ja) | 2002-11-26 | 2002-11-26 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004180385A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057107A1 (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Thine Electronics, Inc. | スイッチング電源 |
| WO2006104194A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Panasonic Photo & Lighting Co., Ltd. | 放電装置 |
| JP2006276314A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| JP2006337879A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| JP2006337880A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| JP2008102707A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsumi Electric Co Ltd | 起動制御回路、起動制御方法、及びこれらを用いた多出力電源装置又は多出力電源起動制御方法 |
| US8174151B2 (en) | 2009-01-22 | 2012-05-08 | Fujitsu Limited | Power supply control apparatus |
-
2002
- 2002-11-26 JP JP2002341830A patent/JP2004180385A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057107A1 (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Thine Electronics, Inc. | スイッチング電源 |
| JP2006158055A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Thine Electronics Inc | スイッチング電源 |
| JP4673046B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-04-20 | ザインエレクトロニクス株式会社 | スイッチング電源 |
| US8183844B2 (en) | 2004-11-26 | 2012-05-22 | Thine Electronics, Inc. | Switching power source |
| WO2006104194A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Panasonic Photo & Lighting Co., Ltd. | 放電装置 |
| JP2006276314A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| US7859229B2 (en) | 2005-03-29 | 2010-12-28 | Panasonic Photo & Lighting Co., Ltd. | Discharge device |
| JP2006337879A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| JP2006337880A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Panasonic Photo & Lighting Co Ltd | ストロボ装置 |
| JP2008102707A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsumi Electric Co Ltd | 起動制御回路、起動制御方法、及びこれらを用いた多出力電源装置又は多出力電源起動制御方法 |
| US8174151B2 (en) | 2009-01-22 | 2012-05-08 | Fujitsu Limited | Power supply control apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7492615B2 (en) | Switching power supply | |
| KR100889528B1 (ko) | 소프트 스타트 회로와 이를 포함하는 전원공급장치 | |
| JP4687958B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| US7285991B2 (en) | Semiconductor device for controlling switching power supply and switching power supply unit using the same | |
| TWI233252B (en) | Switching power supply apparatus | |
| US20030026115A1 (en) | Switching-type DC-DC converter | |
| US7259973B2 (en) | Semiconductor apparatus for controlling a switching power supply | |
| TW201225495A (en) | Shunt regulator, flyback converter and control method for its output feedback | |
| JP3358588B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JP2010124572A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2003259641A (ja) | 直流電圧変換回路 | |
| WO2010125751A1 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP4862362B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US20080007976A1 (en) | Power supply device and electric appliance provided therewith | |
| JP2005518177A (ja) | パワーコンバータの騒音低減 | |
| TWI414921B (zh) | Ｐｗｍ控制器及形成ｐｗｍ控制器之震盪器的方法 | |
| JP2004180385A (ja) | スイッチング電源 | |
| US7974110B2 (en) | Switching power supply unit and method for setting switching frequency | |
| JPH08317637A (ja) | スイッチング電源装置のソフトスタート回路 | |
| JP2001224169A (ja) | スイッチング電源用半導体装置 | |
| JP2002171750A (ja) | 電源装置 | |
| JP2020096434A (ja) | 電源装置及び画像形成装置 | |
| JP3613731B2 (ja) | 無負荷時省電力電源装置 | |
| JP2003047242A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2001037219A (ja) | 電源装置及びその制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051104 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20081111 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090310 |