JP2005198456A - Resonant circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel resonant circuit in which an MOSFET constituting a switch is protected against breakdown by preventing off-resonance without causing malfunction. <P>SOLUTION: A series circuit of a high side switch 2 and a low side switch 3 is connected across a DC power supply 1, a control circuit 10 is connected with the gate terminals of these switches 2 and 3, a series circuit of the primary winding 5 of a transformer 4 insulated between primary and secondary and a resonant capacitor 7 is connected in parallel with the low side switch 3 and the switches 2 and 3 are turned on/off alternately. In such a resonant circuit, a current detecting resistor 8 is connected in series with the resonant capacitor 7, a decision is made whether a current flowing through the resonant circuit detected by the current detecting resistor 8 exceeds a first detection level or not within a heavy load detection period. When the first detection level is exceeded, the current flowing through the resonant circuit and lower than a second detection level is detected and the gate signal of the switches 2 and 3 is inverted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、直流電源の両端を、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの直列回路に接続し、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチが交互にオン・オフする共振回路に関するものである。   The present invention relates to a resonance circuit in which both ends of a DC power supply are connected to a series circuit of a high side switch and a low side switch, and the high side switch and the low side switch are alternately turned on and off.

共振回路について図1に示す。共振回路は、直流電源1の両端を、ハイサイドスイッチ2とローサイドスイッチ3との直列回路に接続し、これらスイッチ2,3のゲート端子に制御回路10を接続してある。また、ローサイドスイッチ3に並列に、一次・二次間が絶縁されたトランス4の一次巻線5と共振コンデンサ7との直列回路を接続して、ハイサイドスイッチ2とローサイドスイッチ3が交互にオン・オフするように構成してある。共振コンデンサ7と直列に電流検出抵抗8を接続し、この電流検出抵抗8の一端に制御回路10を接続してある。   The resonance circuit is shown in FIG. In the resonance circuit, both ends of the DC power source 1 are connected to a series circuit of a high-side switch 2 and a low-side switch 3, and a control circuit 10 is connected to the gate terminals of these switches 2 and 3. Further, in parallel with the low-side switch 3, a series circuit of the primary winding 5 of the transformer 4 and the resonance capacitor 7 which are insulated between the primary and secondary is connected, and the high-side switch 2 and the low-side switch 3 are alternately turned on.・ It is configured to turn off. A current detection resistor 8 is connected in series with the resonance capacitor 7, and a control circuit 10 is connected to one end of the current detection resistor 8.

従来例に係る制御回路10を、図6に示してある。この制御回路10は電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流が正の検出レベル以下になったか否かを検出する第一レベル検出回路と、負の検出レベル以上になったか否かを検出する第二レベル検出回路とを備えた位相制御回路11と、制御用の三角波を発振する発振器12と、この発振器12より発振した三角波よりハイサイドスイッチ2及びローサイドスイッチ3のオン・オフをするための制御パルスを形成するパルス形成回路13とを設けてある。位相制御回路11を構成する第一及び第二レベル検出回路はそれぞれ比較器61,62、NOT回路63,64、フリップフロップ回路65,66、AND回路67,68、OR回路69、スイッチ70を備えてある。   A control circuit 10 according to a conventional example is shown in FIG. The control circuit 10 detects a first level detection circuit that detects whether or not the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 is less than or equal to a positive detection level, and detects whether or not the current is greater than or equal to a negative detection level. A phase control circuit 11 having a second level detection circuit for performing the control, an oscillator 12 that oscillates a control triangular wave, and a high-side switch 2 and a low-side switch 3 that are turned on and off by the triangular wave oscillated from the oscillator 12 And a pulse forming circuit 13 for generating the control pulse. The first and second level detection circuits constituting the phase control circuit 11 include comparators 61 and 62, NOT circuits 63 and 64, flip-flop circuits 65 and 66, AND circuits 67 and 68, an OR circuit 69, and a switch 70, respectively. It is.

第一レベル検出回路を構成する比較器61の検出端子に電流検出抵抗8を接続し、比較器61の出力端子はフリップフロップ回路65のセット端子に接続してある。また、NOT回路63の入力端子はパルス制御回路13のハイサイド側の出力に接続し、このNOT回路63の出力端子はフリップフロップ回路65のリセット側に接続してある。AND回路67の入力端子は一方で比較器61の出力端子と接続し、他方でフリップフロップ回路65の出力端子に接続してある。   The current detection resistor 8 is connected to the detection terminal of the comparator 61 constituting the first level detection circuit, and the output terminal of the comparator 61 is connected to the set terminal of the flip-flop circuit 65. The input terminal of the NOT circuit 63 is connected to the output on the high side of the pulse control circuit 13, and the output terminal of the NOT circuit 63 is connected to the reset side of the flip-flop circuit 65. The input terminal of the AND circuit 67 is connected to the output terminal of the comparator 61 on the one hand and to the output terminal of the flip-flop circuit 65 on the other hand.

一方、第二レベル検出回路を構成する比較器62の検出端子に電流検出抵抗8を接続し、比較器62の出力端子はフリップフロップ回路66のセット端子に接続してある。また、NOT回路64の入力端子はパルス制御回路13のローサイド側の出力に接続し、このNOT回路64の出力端子はフリップフロップ回路66のリセット側に接続してある。AND回路68の入力端子は一方で比較器62の出力端子と接続し、他方でフリップフロップ回路66の出力端子に接続してある。   On the other hand, the current detection resistor 8 is connected to the detection terminal of the comparator 62 constituting the second level detection circuit, and the output terminal of the comparator 62 is connected to the set terminal of the flip-flop circuit 66. The input terminal of the NOT circuit 64 is connected to the output on the low side of the pulse control circuit 13, and the output terminal of the NOT circuit 64 is connected to the reset side of the flip-flop circuit 66. The input terminal of the AND circuit 68 is connected to the output terminal of the comparator 62 on the one hand and to the output terminal of the flip-flop circuit 66 on the other hand.

2つのAND回路67,68の出力端子はOR回路69のそれぞれの入力端子に接続してある。このOR回路69の出力端子はスイッチ70の制御端子に接続し、発振器12の発振のタイミングを制御するように構成してある(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−308243号公報
The output terminals of the two AND circuits 67 and 68 are connected to respective input terminals of the OR circuit 69. The output terminal of the OR circuit 69 is connected to the control terminal of the switch 70 to control the oscillation timing of the oscillator 12 (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-9-308243

作用としては、図7のタイミングチャートに示すように、ハイサイドスイッチ2のゲート信号がオンの期間に、電流検出抵抗8を流れる電流が負の電流またはゼロになったことを検出し、ハイサイドスイッチ2のゲートを反転させ、また、ローサイドスイッチ3のゲート信号がオンの期間に、電流検出抵抗8を流れる電流が正の電流またはゼロになったことを検出して、ローサイドスイッチ3のゲートを反転させる。   As the operation, as shown in the timing chart of FIG. 7, it is detected that the current flowing through the current detection resistor 8 becomes a negative current or zero during the period when the gate signal of the high side switch 2 is on, and the high side switch 2 The gate of the low side switch 3 is detected by inverting the gate of the switch 2 and detecting that the current flowing through the current detection resistor 8 becomes a positive current or zero while the gate signal of the low side switch 3 is on. Invert.

共振回路は、トランスのインダクタンスとコンデンサのキャパシタンスで決まる共振周波数にできるだけ近いところで動作するのが理想的で、つまり、共振回路を流れる電流の検出レベルをできるだけ零に近づけるのが理想的である。ところが、従来の検出方法では、検出レベルを零に近づけると、ノイズによる誤動作が生じたり、制御回路の応答遅れによる共振はずれを回避できず、共振周波数に近い周波数で動作させることが困難であり、また、共振外れの際にハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはdi/dtモードなどの過大なストレスで破壊する場合があった。   The resonance circuit ideally operates as close as possible to the resonance frequency determined by the inductance of the transformer and the capacitance of the capacitor. In other words, the detection level of the current flowing through the resonance circuit is ideally as close to zero as possible. However, in the conventional detection method, if the detection level is brought close to zero, malfunction due to noise occurs or resonance deviation due to response delay of the control circuit cannot be avoided, and it is difficult to operate at a frequency close to the resonance frequency. Further, when the resonance is lost, the high side switch and the low side switch may be broken due to excessive stress such as di / dt mode.

di/dtモードとは、ハーフブリッジ構成の共振回路の時、片方のスイッチのボディーダイオードを電流が流れている期間に他方のスイッチがオンするモードをいう。この時、スイッチのボディーダイオードから急激に電流が引き抜かれることにより、このスイッチやダイオードに過大なストレスが加わり破壊することがある。   The di / dt mode is a mode in which, in a half-bridge resonant circuit, the other switch is turned on while a current is flowing through the body diode of one switch. At this time, when a current is suddenly drawn from the body diode of the switch, an excessive stress may be applied to the switch or the diode to cause destruction.

di/dtモードでの破壊を防ぐためにはスイッチの片側のボディーダイオードを電流が流れている最中に、他方のスイッチを導通させない(つまり、共振はずれしない)方法が必要である。   In order to prevent breakdown in the di / dt mode, a method is required in which the other switch is not turned on (that is, resonance does not shift) while a current flows through the body diode on one side of the switch.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、誤動作せずに共振はずれ防止して、スイッチの破壊を防ぐ新規の共振回路を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a novel resonance circuit that prevents the switch from being broken by preventing the resonance from deviating without malfunctioning.

上記課題を解決するために、本発明共振回路は、直流電源の両端を、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの直列回路に接続し、これらスイッチのゲート端子に制御回路を接続し、前記ローサイドスイッチに並列に、一次・二次間が絶縁されたトランスの一次巻線と共振コンデンサとの直列回路を接続して、前記ハイサイドスイッチとローサイドスイッチが交互にオン・オフする共振回路であって、前記共振コンデンサまたは前記ローサイドスイッチと直列に電流検出手段を接続し、この電流検出手段の一端に前記制御回路を接続し、この電流検出手段の一端に前記制御回路を接続し、この制御回路は前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出し、この第一の検出レベルを超えた場合、さらに前記共振回路を流れる電流が前記第一の検出レベル以下で設定した第二の検出レベルより下がったことを検出して、前記ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのゲート信号を反転させるようにしてある。   In order to solve the above problems, the resonance circuit of the present invention connects both ends of a DC power supply to a series circuit of a high-side switch and a low-side switch, connects a control circuit to the gate terminal of these switches, and connects the low-side switch to the low-side switch. A resonance circuit in which a high-side switch and a low-side switch are alternately turned on and off by connecting a series circuit of a primary winding of a transformer and a resonance capacitor in parallel between the primary and secondary in parallel, A current detection means is connected in series with a resonant capacitor or the low-side switch, the control circuit is connected to one end of the current detection means, and the control circuit is connected to one end of the current detection means. It is detected whether the current flowing through the resonance circuit detected by the detection means has exceeded the first detection level within the heavy load detection period. When the output level is exceeded, it is further detected that the current flowing through the resonance circuit has dropped below the second detection level set below the first detection level, and the gate signals of the high side switch and the low side switch are detected. Inverted.

前記制御回路は、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出する第一レベル検出手段と、前記第一の検出レベルを超えた場合、さらに前記共振回路を流れる電流が前記第二の検出レベルより下がったことを検出する第二レベル検出手段とを備えた位相制御手段と、前記ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのオン・オフをするための制御パルスを形成するパルス形成手段とを設けてある。   The control circuit includes first level detection means for detecting whether a current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means has exceeded a first detection level within a heavy load detection period; and the first detection A phase control means comprising a second level detection means for detecting that the current flowing through the resonance circuit has dropped below the second detection level when the level is exceeded, and turning on the high side switch and the low side switch A pulse forming means for forming a control pulse for turning off is provided.

前記位相制御手段は、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と正の第一の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第一のレベルを超えたか否かを検出する第一の比較器と、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と負の第一の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第一のレベルを超えたか否かを検出する第二の比較器とを備え、これら比較器の出力端子をOR回路のそれぞれの入力端子に接続して、このOR回路の出力端子を前記パルス形成手段で形成したクロック波形とタイミングを合わせる第一のタイミング回路に接続してあるとともに、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と正の第二の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第二のレベルを超えたか否かを検出する第三の比較器と、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と負の第二の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第二のレベルを超えたか否かを検出する第四の比較器とを備え、これら比較器の出力端子をNOR回路のそれぞれの入力端子に接続して、このNOR回路の出力端子を前記パルス形成手段で形成したクロック波形とタイミングを合わせる第二のタイミング回路に接続してある。   The phase control means compares the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means with a positive first detection level, and detects whether the detection current exceeds a first level. And a comparator for comparing the current flowing through the resonance circuit detected by the current detecting means with a negative first detection level, and detecting whether or not the detected current exceeds the first level. A first timing circuit that connects the output terminals of these comparators to the respective input terminals of the OR circuit and matches the output terminal of the OR circuit with the clock waveform formed by the pulse forming means. And a current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means is compared with a positive second detection level to detect whether the detection current exceeds a second level. Three comparators A fourth comparator for comparing the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means with a negative second detection level and detecting whether the detection current exceeds the second level; The output terminals of these comparators are connected to the respective input terminals of the NOR circuit, and the output terminals of the NOR circuit are connected to a second timing circuit that matches the timing with the clock waveform formed by the pulse forming means. is there.

前記第一の検出レベルと前記第二の検出レベルとが等しくしてある。   The first detection level and the second detection level are equal.

本発明によれば、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができる効果がある。また、共振はずれする直前までの周波数を使用できるため、電源の高効率化を図ることができ、共振回路の小型化ができる。さらに、軽負荷状態と重負荷状態を区別できるため、誤動作しにくい回路が設計でき、加えて、回路の設計が簡略化できる効果もある。   According to the present invention, it is possible to create a power supply circuit that does not deviate from resonance, and it is possible to prevent the switch from being destroyed by di / dt. Further, since the frequency up to immediately before the resonance is lost can be used, the efficiency of the power source can be increased, and the resonance circuit can be reduced in size. Further, since the light load state and the heavy load state can be distinguished, it is possible to design a circuit that does not easily malfunction, and in addition, there is an effect that the circuit design can be simplified.

発明を実施するための最良の形態の回路図を図1に示す。図1図示の共振回路は、直流電源1の両端を、ハイサイドスイッチ2とローサイドスイッチ3との直列回路に接続し、これらスイッチ2,3のゲート端子に制御回路10を接続してある。また、ローサイドスイッチ3に並列に、一次・二次間が絶縁されたトランス4の一次巻線5と共振コンデンサ7との直列回路を接続して、ハイサイドスイッチ2とローサイドスイッチ3が交互にオン・オフするように構成してある。共振コンデンサ7と直列に電流検出抵抗8を接続し、この電流検出抵抗8の一端に制御回路10を接続してある。   A circuit diagram of the best mode for carrying out the invention is shown in FIG. In the resonance circuit shown in FIG. 1, both ends of the DC power source 1 are connected to a series circuit of a high-side switch 2 and a low-side switch 3, and a control circuit 10 is connected to the gate terminals of these switches 2 and 3. Further, in parallel with the low-side switch 3, a series circuit of the primary winding 5 of the transformer 4 and the resonance capacitor 7 which are insulated between the primary and secondary is connected, and the high-side switch 2 and the low-side switch 3 are alternately turned on.・ It is configured to turn off. A current detection resistor 8 is connected in series with the resonance capacitor 7, and a control circuit 10 is connected to one end of the current detection resistor 8.

本願発明は、共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出し、この第一の検出レベルを超えた場合、さらに共振回路を流れる電流が第一の検出レベル以下で設定した第二の検出レベルより下がったことを検出して、ハイサイドスイッチ2及びローサイドスイッチ3のゲート信号を反転させるようにしてあることを特徴とする。この特徴を再現すべく制御回路10を以下のように構成する。   The present invention detects whether or not the current flowing through the resonance circuit has exceeded the first detection level within the heavy load detection period, and if the current exceeds the first detection level, the current flowing through the resonance circuit is further reduced to the first level. It is characterized in that the gate signals of the high-side switch 2 and the low-side switch 3 are inverted by detecting that the second detection level is set below the detection level. In order to reproduce this feature, the control circuit 10 is configured as follows.

制御回路10は、位相制御回路11を備え、この位相制御回路11は第一レベル検出手段と第二レベル検出手段を設けてある。第一レベル検出手段は、電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出する手段である。また、第二レベル検出手段は、第一の検出レベルを超えた場合、さらに共振回路を流れる電流が第二の検出レベルを下回ったことを検出する手段である。また、制御回路10は、ハイサイドスイッチ2及びローサイドスイッチ3のオン・オフをするための制御パルスを形成するパルス形成回路13を設けてある。   The control circuit 10 includes a phase control circuit 11, and this phase control circuit 11 is provided with first level detection means and second level detection means. The first level detection means is means for detecting whether or not the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 has exceeded the first detection level within the heavy load detection period. The second level detection means is means for detecting that the current flowing through the resonance circuit further falls below the second detection level when the first detection level is exceeded. In addition, the control circuit 10 is provided with a pulse forming circuit 13 that forms control pulses for turning on and off the high-side switch 2 and the low-side switch 3.

以上のように構成することにより、以下のような作用をする。先ず、ハイサイドスイッチ2がオンし、電流検出抵抗8に第一の検出レベル以上の電流が流れると、制御パルス形成回路13に第一検出レベル信号が送信され、クロック信号が保持される。続いて、電流検出抵抗8に第一の検出レベル以上の電流が流れた後に、第二の検出レベル以下に電流が減少すると、制御パルス形成回路13に第二検出レベル信号が送信され、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができる。また、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化小型化を図ることができる。さらに、軽負荷状態と重負荷状態を区別することができる。   By configuring as described above, the following operations are performed. First, when the high-side switch 2 is turned on and a current equal to or higher than the first detection level flows through the current detection resistor 8, the first detection level signal is transmitted to the control pulse forming circuit 13 and the clock signal is held. Subsequently, after a current equal to or higher than the first detection level flows through the current detection resistor 8, when the current decreases below the second detection level, a second detection level signal is transmitted to the control pulse forming circuit 13, and oscillation occurs. Shift the timing. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, and destruction of the switch due to di / dt can be prevented. Further, the frequency up to immediately before the resonance is lost can be used, so that the power source can be highly efficient and downsized. Furthermore, a light load state and a heavy load state can be distinguished.

一方、ローサイドスイッチ3がオンすると、電流検出抵抗8にはハイサイドスイッチ2がオンした場合と逆の電流が流れる。ローサイドスイッチ3がオンし、電流検出抵抗8に負の第一の検出レベルを下回る電流(負の電流であり、絶対値では検出レベルより大きい電流)が流れると、制御パルス形成回路13に第一検出レベル信号が送信され、クロック信号が保持される。続いて、電流検出抵抗8に負の第一検出レベルを下回る電流が流れた後に、第二の検出レベル以上の電流が流れると、制御パルス形成回路13に第二検出レベル信号が送信され、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができる。   On the other hand, when the low-side switch 3 is turned on, a current opposite to that when the high-side switch 2 is turned on flows through the current detection resistor 8. When the low-side switch 3 is turned on and a current lower than the negative first detection level (a negative current, which is larger than the detection level in absolute value) flows through the current detection resistor 8, the first current is supplied to the control pulse forming circuit 13. A detection level signal is transmitted and a clock signal is held. Subsequently, when a current lower than the first negative detection level flows through the current detection resistor 8 and then a current equal to or higher than the second detection level flows, a second detection level signal is transmitted to the control pulse forming circuit 13 to oscillate. Shift the timing. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, and destruction of the switch due to di / dt can be prevented.

図2に本発明共振回路に係る制御回路10の第一実施例の回路図を示す。この制御回路10は、位相制御回路11と発振器12とパルス形成回路13とを備えてある。位相制御回路11は正および負の2つの第一レベル検出手段と正および負の2つの第二レベル検出手段とを備えてある。第一レベル検出手段は、電流検出抵抗8で検出した電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出する手段である。また、第二レベル検出手段は、第一レベル検出手段で検出した第一の検出レベルを超えた場合に、さらに共振回路を流れる電流が第二の検出レベルより減少したことを検出する手段である。パルス形成回路13は、発振器12で発振するパルスからハイサイドスイッチ2及びローサイドスイッチ3のオン・オフをするための制御パルスを形成する回路である。   FIG. 2 shows a circuit diagram of a first embodiment of the control circuit 10 according to the resonance circuit of the present invention. The control circuit 10 includes a phase control circuit 11, an oscillator 12, and a pulse forming circuit 13. The phase control circuit 11 includes two positive and negative first level detecting means and two positive and negative second level detecting means. The first level detection means is means for detecting whether or not the current detected by the current detection resistor 8 exceeds the first detection level within the heavy load detection period. The second level detection means is means for detecting that the current flowing through the resonance circuit is further reduced from the second detection level when the first detection level detected by the first level detection means is exceeded. . The pulse forming circuit 13 is a circuit that forms a control pulse for turning on and off the high-side switch 2 and the low-side switch 3 from a pulse oscillated by the oscillator 12.

位相制御回路11に係る正の第一レベル検出手段と正の第二レベル検出手段は、ハイサイドスイッチ2のオン期間を制御する手段である。この正の第一と正の第二レベル検出手段は、第一の比較器21と第三の比較器23とを備えてある。第一の比較器21は、電流検出抵抗8で検出した電流と正の第一の検出レベルとを比較し、検出電流が第一のレベルを超えたか否かを検出するものである。第三の比較器23は、電流検出抵抗8で検出した電流と正の第二の検出レベルとを比較し、検出電流が第二のレベルを下回ったか否かを検出するものである。第一の比較器21の出力端子をOR回路25の入力端子に接続し、第二の比較器23の出力端子をNOR回路26の入力端子に接続してある。   The positive first level detection means and the positive second level detection means related to the phase control circuit 11 are means for controlling the ON period of the high-side switch 2. The positive first and positive second level detection means include a first comparator 21 and a third comparator 23. The first comparator 21 compares the current detected by the current detection resistor 8 with a positive first detection level, and detects whether or not the detected current exceeds the first level. The third comparator 23 compares the current detected by the current detection resistor 8 with a positive second detection level, and detects whether or not the detected current has fallen below the second level. The output terminal of the first comparator 21 is connected to the input terminal of the OR circuit 25, and the output terminal of the second comparator 23 is connected to the input terminal of the NOR circuit 26.

位相制御回路11に係る負の第一レベル検出手段と負の第二レベル検出手段は、ローサイドスイッチ3のオン期間を制御する手段である。この負の第一と負の第二レベル検出手段は、第二の比較器22と第四の比較器24とを備えてある。第二の比較器22は、電流検出抵抗8で検出した電流と負の第一の検出レベルとを比較し、検出電流が第一のレベルを下回ったか否か(負の電流であり、絶対値では上回ったか否か)を検出するものである。第四の比較器24は、電流検出抵抗8で検出した電流と負の第二の検出レベルとを比較し、検出電流が第二のレベルを上回ったか否かを検出するものである。第二の比較器22の出力端子をOR回路25の入力端子に接続し、第四の比較器24の出力端子をNOR回路26の入力端子に接続してある。   The negative first level detection means and the negative second level detection means related to the phase control circuit 11 are means for controlling the ON period of the low-side switch 3. The negative first and negative second level detection means include a second comparator 22 and a fourth comparator 24. The second comparator 22 compares the current detected by the current detection resistor 8 with the negative first detection level, and determines whether or not the detection current is lower than the first level (it is a negative current and has an absolute value). Then, it is detected whether or not it exceeds. The fourth comparator 24 compares the current detected by the current detection resistor 8 with a negative second detection level, and detects whether or not the detection current exceeds the second level. The output terminal of the second comparator 22 is connected to the input terminal of the OR circuit 25, and the output terminal of the fourth comparator 24 is connected to the input terminal of the NOR circuit 26.

パルス形成回路13には重負荷検出期間を決定する第一の比較器41が設けてある。第一のタイミング回路はフリップフロップ回路27で構成され、第二のタイミング回路はフリップフロップ回路28で構成されている。OR回路25の出力端子を重負荷検出期間とタイミングを合わせる第一のフリップフロップ回路27のデータ端子に接続し、NOR回路26の出力端子をパルス形成回路13で形成したクロック波形とタイミングを合わせる第二のフリップフロップ回路28のクロック端子に接続してある。   The pulse forming circuit 13 is provided with a first comparator 41 that determines the heavy load detection period. The first timing circuit is composed of a flip-flop circuit 27, and the second timing circuit is composed of a flip-flop circuit 28. The output terminal of the OR circuit 25 is connected to the data terminal of the first flip-flop circuit 27 that synchronizes with the heavy load detection period, and the output terminal of the NOR circuit 26 is synchronized with the clock waveform formed by the pulse forming circuit 13. The second flip-flop circuit 28 is connected to the clock terminal.

発振器12はフォトトランジスタ31を備え、フォトトランジスタ31は直流電源端子とグランドとの間にトランジスタ33とを介して接続してある。このトランジスタ33とは別にトランジスタ34を備えてあり、このトランジスタ34のエミッタを電源端子に接続し、このトランジスタ34のコレクタを三角波発生用のコンデンサ35を介してグランドに接続してある。フォトトランジスタ31と並列に抵抗32を接続してある。   The oscillator 12 includes a phototransistor 31, and the phototransistor 31 is connected via a transistor 33 between a DC power supply terminal and the ground. In addition to the transistor 33, a transistor 34 is provided. The emitter of the transistor 34 is connected to a power supply terminal, and the collector of the transistor 34 is connected to the ground via a capacitor 35 for generating a triangular wave. A resistor 32 is connected in parallel with the phototransistor 31.

パルス形成回路13は2つの比較器41,42と、3つのAND回路43,46,47と、フリップフロップ回路45と、NOT回路48と、スイッチ49を備えている。発振器12に第一の比較器41の検出端子を接続してあり、第一の比較器41は第一のフリップフロップ回路27に重負荷検出期間を信号として伝える。また、同じく発振器12と位相制御回路11を構成するスイッチ49のコレクタには電流源40を介して第二の比較器42の基準端子を接続してある。この比較器42の検出端子にはスイッチ44を接続してあり、このスイッチ44は電位差が異なる基準電圧部V1,V2をそれぞれ接続してある。第二の比較器42の出力端子にはAND回路43の入力端子を接続してある。このAND回路43の他方の入力端子には、位相制御回路11に設けた第二のフリップフロップ回路28の反転出力端子に接続してある。   The pulse forming circuit 13 includes two comparators 41 and 42, three AND circuits 43, 46, and 47, a flip-flop circuit 45, a NOT circuit 48, and a switch 49. A detection terminal of a first comparator 41 is connected to the oscillator 12, and the first comparator 41 transmits a heavy load detection period as a signal to the first flip-flop circuit 27. Similarly, the reference terminal of the second comparator 42 is connected to the collector of the switch 49 constituting the oscillator 12 and the phase control circuit 11 via the current source 40. A switch 44 is connected to the detection terminal of the comparator 42, and the switch 44 is connected to reference voltage portions V1 and V2 having different potential differences. The output terminal of the second comparator 42 is connected to the input terminal of the AND circuit 43. The other input terminal of the AND circuit 43 is connected to the inverting output terminal of the second flip-flop circuit 28 provided in the phase control circuit 11.

AND回路43の出力端子は、電圧切り替え用スイッチ44の制御端子に接続し、AND回路43の出力に応じてスイッチ44を切り替えるようにしてある。また、AND回路43の出力端子は、NOT回路48の入力端子及びフロップフリップ回路45に接続してある。また、NOT回路48の入力端子には位相制御回路11を構成する第一及び第二のフリップフロップ回路27,28のクリア端子を接続し、このNOT回路48の出力端子をトランジスタで構成したスイッチ49のベースに接続してある。このスイッチ49のコレクタは電流源40を介して比較器42の基準端子に接続してある。また、AND回路43の出力端子はAND回路46,47の一方の入力端子に接続してある。第二のAND回路46の他方の入力端子にはフリップフロップ回路45の出力端子を接続し、第三のAND回路47の他方の入力端子にはフリップフロップ回路45の位相反転出力端子を接続してある。第二のAND回路46の出力端子にはレベルシフト回路9を介してハイサイドスイッチ2を接続し、第三のAND回路47の出力端子にはローサイドスイッチ3を接続してある。   The output terminal of the AND circuit 43 is connected to the control terminal of the voltage switching switch 44 so that the switch 44 is switched according to the output of the AND circuit 43. The output terminal of the AND circuit 43 is connected to the input terminal of the NOT circuit 48 and the flop flip circuit 45. Further, a clear terminal of the first and second flip-flop circuits 27 and 28 constituting the phase control circuit 11 is connected to an input terminal of the NOT circuit 48, and a switch 49 in which an output terminal of the NOT circuit 48 is constituted by a transistor. Connected to the base. The collector of the switch 49 is connected to the reference terminal of the comparator 42 via the current source 40. The output terminal of the AND circuit 43 is connected to one input terminal of the AND circuits 46 and 47. The output terminal of the flip-flop circuit 45 is connected to the other input terminal of the second AND circuit 46, and the phase inversion output terminal of the flip-flop circuit 45 is connected to the other input terminal of the third AND circuit 47. is there. The high-side switch 2 is connected to the output terminal of the second AND circuit 46 via the level shift circuit 9, and the low-side switch 3 is connected to the output terminal of the third AND circuit 47.

第一の比較器41にも基準電圧V3を接続してある。この基準電圧部の電圧はV2>V3>V1になるように設定してある。この第一の比較器41の出力端子には位相制御回路11の第一のフリップフロップ回路27のクロック端子に接続してある。   The reference voltage V3 is also connected to the first comparator 41. The voltage of the reference voltage section is set so that V2> V3> V1. The output terminal of the first comparator 41 is connected to the clock terminal of the first flip-flop circuit 27 of the phase control circuit 11.

以上のように構成してある共振回路は以下のように作用する。この共振回路のタイミングチャートを図3に示す。先ず、ハイサイドスイッチ2がオンし、電流検出抵抗8にE3以上の電流が流れると、第一の比較器21がオンする。一方、第二の比較器22はオフしている。第一の比較器21からの信号がOR回路25に送信されると、OR回路25がオンする。これにより、第一のフリップフロップ回路27のデータ端子に信号が入力される。次に比較器41から重負荷検出期間の信号がフリップフロップ回路27のクロック端子に入力して、フリップフロップ回路27の出力信号が保持される為、フリップフロップ回路28のデータ端子の入力信号が保持される。   The resonant circuit configured as described above operates as follows. A timing chart of this resonance circuit is shown in FIG. First, when the high-side switch 2 is turned on and a current equal to or greater than E3 flows through the current detection resistor 8, the first comparator 21 is turned on. On the other hand, the second comparator 22 is off. When the signal from the first comparator 21 is transmitted to the OR circuit 25, the OR circuit 25 is turned on. As a result, a signal is input to the data terminal of the first flip-flop circuit 27. Next, since the signal of the heavy load detection period is input from the comparator 41 to the clock terminal of the flip-flop circuit 27 and the output signal of the flip-flop circuit 27 is held, the input signal of the data terminal of the flip-flop circuit 28 is held. Is done.

電流検出抵抗8にE3以上の電流が流れた後にE3より低く設定したE1以下に電流が減少すると、第一の比較器21はオフし、第三の比較器23もオフする。第三の比較器23からの信号がNOR回路26に送信されて、この時、第四の比較器24がオフであるので、NOR回路26がオンする。これにより、第二のフリップフロップ回路28の位相反転出力端子から信号が出力され、パルス形成回路13の第一のAND回路43に信号が送信されることにより、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができる。また、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化を図ることができる。また、軽負荷状態と重負荷状態を区別することができる。   When a current of E3 or more flows through the current detection resistor 8 and the current decreases to E1 or less set lower than E3, the first comparator 21 is turned off and the third comparator 23 is also turned off. A signal from the third comparator 23 is transmitted to the NOR circuit 26. At this time, since the fourth comparator 24 is off, the NOR circuit 26 is turned on. As a result, a signal is output from the phase inversion output terminal of the second flip-flop circuit 28, and the signal is transmitted to the first AND circuit 43 of the pulse forming circuit 13, thereby shifting the oscillation timing. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, and destruction of the switch due to di / dt can be prevented. Further, the frequency up to immediately before the resonance is lost can be used, and the efficiency of the power supply can be increased. Further, it is possible to distinguish between a light load state and a heavy load state.

一方、ローサイドスイッチ3がオンすると、電流検出抵抗8にはハイサイドスイッチ2がオンした場合と逆の電流が流れる。ローサイドスイッチ3がオンし、電流検出抵抗8にE4以下の電流が流れると、第二の比較器22がオンする。一方、第四の比較器24はオフしている。第二の比較器22からの信号がOR回路25に送信されると、OR回路25がオンする。これにより、第一のフリップフロップ回路27のデータ端子に信号が入力される。次に第一の比較器41からフリップフロップ回路27のクロック端子に信号が入力すると、フリップフロップ回路27の出力が保持され、フリップフロップ回路28のデータ端子に入力信号が保持される。   On the other hand, when the low-side switch 3 is turned on, a current opposite to that when the high-side switch 2 is turned on flows through the current detection resistor 8. When the low-side switch 3 is turned on and a current equal to or lower than E4 flows through the current detection resistor 8, the second comparator 22 is turned on. On the other hand, the fourth comparator 24 is off. When the signal from the second comparator 22 is transmitted to the OR circuit 25, the OR circuit 25 is turned on. As a result, a signal is input to the data terminal of the first flip-flop circuit 27. Next, when a signal is input from the first comparator 41 to the clock terminal of the flip-flop circuit 27, the output of the flip-flop circuit 27 is held, and the input signal is held at the data terminal of the flip-flop circuit 28.

電流検出抵抗8にE4以下の電流が流れた後にE4より高く設定したE2以上に電流が減少すると、第二の比較器22はオフし、続いて第四の比較器24はオンする。第四の比較器24からの信号がNOR回路26に送信されて、NOR回路26がオンする。これにより、第二のフリップフロップ回路28の位相反転出力端子から信号が出力され、パルス形成回路13の第一のAND回路43にも信号が送信され、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができるまた、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化を図ることができる。また、軽負荷状態と重負荷状態を区別することができる。   When a current equal to or lower than E4 flows after a current equal to or lower than E4 flows through the current detection resistor 8, the second comparator 22 is turned off, and then the fourth comparator 24 is turned on. A signal from the fourth comparator 24 is transmitted to the NOR circuit 26, and the NOR circuit 26 is turned on. As a result, a signal is output from the phase inversion output terminal of the second flip-flop circuit 28, and the signal is also transmitted to the first AND circuit 43 of the pulse forming circuit 13, thereby shifting the oscillation timing. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, the switch can be prevented from being destroyed by di / dt, and the frequency up to immediately before the resonance deviates can be used, so that the efficiency of the power supply can be improved. Further, it is possible to distinguish between a light load state and a heavy load state.

なお、本実施例に示した制御回路10は集積回路で一回路として組み込むことが可能である。制御回路10を集積回路で組み込む場合は、第一の検出レベルと、この第一の検出レベルより低い値の第二の検出レベルを設け、電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出し、第一の検出レベルを超えた場合、さらに共振回路を流れる電流が第二の検出レベルより減少したことを検出するように構成すると、この実施例と同様の作用をする制御回路10を得られる。   Note that the control circuit 10 shown in this embodiment can be integrated as an integrated circuit. When the control circuit 10 is incorporated as an integrated circuit, a first detection level and a second detection level lower than the first detection level are provided, and the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 is overlapped. It is detected whether or not the first detection level is exceeded within the load detection period, and when the first detection level is exceeded, it is further detected that the current flowing through the resonance circuit has decreased from the second detection level. When configured, the control circuit 10 having the same operation as this embodiment can be obtained.

図4に本発明共振回路に係る制御回路10の第二実施例の回路図を示す。この制御回路10は、位相制御回路11と発振器12とパルス形成回路13とを備えてある。先ず、この実施例では、前記第一実施例と異なり、第一の検出レベルと第二の検出レベルと等しくしている。位相制御回路11は第一の比較器51を備えてある。この第一の比較器51は、電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流と正の検出レベルとを比較し、検出電流が正の検出レベルを超えたか否かを検出するものである。続いて、位相制御回路11は第二の比較器52を備えてある。第二の比較器52は電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流と負の検出レベルとを比較して、検出電流が負の検出レベルを超えたか否かを検出するものである。第一の比較器51及び第二の比較器52のそれぞれの出力端子をAND回路53の入力端子に接続してある。第一の比較器41で形成した重負荷検出期間とタイミングを合わせるタイミング回路はフリップフロップ回路54で構成される。AND回路53の出力端子をフリップフロップ回路54のクロック端子に接続してある。   FIG. 4 shows a circuit diagram of a second embodiment of the control circuit 10 according to the resonance circuit of the present invention. The control circuit 10 includes a phase control circuit 11, an oscillator 12, and a pulse forming circuit 13. First, in this embodiment, unlike the first embodiment, the first detection level and the second detection level are made equal. The phase control circuit 11 includes a first comparator 51. The first comparator 51 compares the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 with a positive detection level, and detects whether or not the detection current exceeds the positive detection level. Subsequently, the phase control circuit 11 includes a second comparator 52. The second comparator 52 compares the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 with a negative detection level, and detects whether or not the detection current exceeds the negative detection level. The output terminals of the first comparator 51 and the second comparator 52 are connected to the input terminal of the AND circuit 53. A timing circuit that synchronizes the timing with the heavy load detection period formed by the first comparator 41 includes a flip-flop circuit 54. The output terminal of the AND circuit 53 is connected to the clock terminal of the flip-flop circuit 54.

発振器12はフォトトランジスタ31を備え、フォトトランジスタ31は直流電源端子とグランドとの間にトランジスタ33とを介して接続してある。このトランジスタ33とは別にトランジスタ34を備えてあり、このトランジスタ34のエミッタを電源端子に接続し、コレクタを三角波発生用のコンデンサ35を介してグランドに接続してある。フォトトランジスタ31と並列に抵抗32を接続してある。   The oscillator 12 includes a phototransistor 31, and the phototransistor 31 is connected via a transistor 33 between a DC power supply terminal and the ground. A transistor 34 is provided in addition to the transistor 33. The emitter of the transistor 34 is connected to a power supply terminal, and the collector is connected to the ground via a capacitor 35 for generating a triangular wave. A resistor 32 is connected in parallel with the phototransistor 31.

パルス形成回路13は2つの比較器41,42と、3つのAND回路43,46,47と、フリップフロップ回路45と、2つのNOT回路48,55と、スイッチ49を備え、発振器12に第一の比較器41の検出端子を接続してある。また、同じく発振器12と位相制御回路11を構成するスイッチ49のコレクタには電流源40を介して第二の比較器42の基準端子を接続してある。この比較器42の検出端子にはスイッチ44を接続してあり、このスイッチ44は電位差が異なる基準電圧部V1,V2をそれぞれ接続してある。第二の比較器42の出力端子にはAND回路43の入力端子を接続してある。このAND回路43の他方の入力端子には、位相制御回路11に設けたフリップフロップ回路54の位相反転出力端子に接続してある。   The pulse forming circuit 13 includes two comparators 41 and 42, three AND circuits 43, 46 and 47, a flip-flop circuit 45, two NOT circuits 48 and 55, and a switch 49. The detection terminal of the comparator 41 is connected. Similarly, the reference terminal of the second comparator 42 is connected to the collector of the switch 49 constituting the oscillator 12 and the phase control circuit 11 via the current source 40. A switch 44 is connected to the detection terminal of the comparator 42, and the switch 44 is connected to reference voltage portions V1 and V2 having different potential differences. The output terminal of the second comparator 42 is connected to the input terminal of the AND circuit 43. The other input terminal of the AND circuit 43 is connected to the phase inversion output terminal of the flip-flop circuit 54 provided in the phase control circuit 11.

AND回路43の出力端子は、電圧切り替え用スイッチ44の制御端子に接続し、AND回路43の出力に応じてスイッチ44を切り替えるようにしてある。また、AND回路43の出力端子は、NOT回路48の入力端子及びフリップフロップ回路45に接続してある。また、NOT回路48の出力端子をトランジスタで構成したスイッチ49のベースに接続してある。このスイッチ49のコレクタは電流源40を介して比較器42の基準端子に接続してある。また、AND回路43の出力端子はAND回路46,47の一方の端子に接続してある。第二のAND回路46の他方の端子にはフリップフロップ回路45の出力端子を接続し、第三のAND回路47の他方の端子にはフリップフロップ回路45の位相反転出力端子を接続してある。第二のAND回路46の出力端子にはレベルシフト回路9を介してハイサイドスイッチ2を接続し、第三のAND回路47の出力端子にはローサイドスイッチ3を接続してある。   The output terminal of the AND circuit 43 is connected to the control terminal of the voltage switching switch 44 so that the switch 44 is switched according to the output of the AND circuit 43. The output terminal of the AND circuit 43 is connected to the input terminal of the NOT circuit 48 and the flip-flop circuit 45. The output terminal of the NOT circuit 48 is connected to the base of a switch 49 formed of a transistor. The collector of the switch 49 is connected to the reference terminal of the comparator 42 via the current source 40. The output terminal of the AND circuit 43 is connected to one terminal of the AND circuits 46 and 47. The other terminal of the second AND circuit 46 is connected to the output terminal of the flip-flop circuit 45, and the other terminal of the third AND circuit 47 is connected to the phase inversion output terminal of the flip-flop circuit 45. The high-side switch 2 is connected to the output terminal of the second AND circuit 46 via the level shift circuit 9, and the low-side switch 3 is connected to the output terminal of the third AND circuit 47.

第一の比較器41には基準電圧部V3を接続してある。この基準電圧部の電圧はV2>V3>V1になるように設定してある。この第一の比較器41の出力端子には第二のNOT回路55の入力端子が接続してある。このNOT回路55の出力端子は位相制御回路11のフリップフロップ回路54のクリア端子に接続してある。   A reference voltage unit V3 is connected to the first comparator 41. The voltage of the reference voltage section is set so that V2> V3> V1. The input terminal of the second NOT circuit 55 is connected to the output terminal of the first comparator 41. The output terminal of the NOT circuit 55 is connected to the clear terminal of the flip-flop circuit 54 of the phase control circuit 11.

以上のように構成してある共振回路は以下のように作用する。この共振回路のタイミングチャートを図5に示す。先ず、ハイサイドスイッチ2がオンし、電流検出抵抗8にE1以上の電流が流れると、第一の比較器51がオフし、この信号がAND回路53に送信される。このとき第二の比較器52はオンしているため、AND回路53はオフする。次に比較器41から重負荷検出期間のタイミングでオン信号が出力され、この信号がNOT回路55に入力する。これによりNOT回路55の出力がオフし、フリップフロップ回路54のクリア信号が解除される。ここで電流検出抵抗8を流れる電流がE1以下に減少すると、比較器51がオンし、AND回路53がオンするので、フリップフロップ回路54にクロック信号が入力し、フリップフロップ回路54の位相反転出力端子からオフ信号が出力され、制御パルス形成回路13のクロック信号が反転し、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができるまた、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化を図ることができる。また、軽負荷状態と重負荷状態を区別することができる。   The resonant circuit configured as described above operates as follows. A timing chart of this resonance circuit is shown in FIG. First, when the high-side switch 2 is turned on and a current equal to or greater than E1 flows through the current detection resistor 8, the first comparator 51 is turned off, and this signal is transmitted to the AND circuit 53. At this time, since the second comparator 52 is on, the AND circuit 53 is off. Next, an ON signal is output from the comparator 41 at the timing of the heavy load detection period, and this signal is input to the NOT circuit 55. As a result, the output of the NOT circuit 55 is turned off, and the clear signal of the flip-flop circuit 54 is released. When the current flowing through the current detection resistor 8 decreases below E1, the comparator 51 is turned on and the AND circuit 53 is turned on, so that the clock signal is input to the flip-flop circuit 54 and the phase-inverted output of the flip-flop circuit 54 is output. An OFF signal is output from the terminal, the clock signal of the control pulse forming circuit 13 is inverted, and the oscillation timing is shifted. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, the switch can be prevented from being destroyed by di / dt, and the frequency up to immediately before the resonance deviates can be used, so that the efficiency of the power supply can be improved. Further, it is possible to distinguish between a light load state and a heavy load state.

一方、ローサイドスイッチ3がオンすると、電流検出抵抗8にはハイサイドスイッチ2がオンした場合と逆の電流が流れる。ローサイドスイッチ3がオンし、電流検出抵抗8にE2以下の電流(絶対値では以上の電流)が流れると、第二の比較器52がオフする。一方、第一の比較器51はオンしているため、AND回路25がオフする。次に比較器41から重負荷検出期間のタイミングでオン信号が出力され、この信号がNOT回路55に入力する。NOT回路55の出力はオフする為に、フリップフロップ回路54のクリア信号が解除される。ここで電流検出抵抗8を流れる電流がE2以上になる(電流としては減少)と、比較器52がオンし、AND回路53がオンするので、フリップフロップ回路54にクロック信号が入力し、フリップフロップ回路54の位相反転出力端子からオフ信号が出力され、制御パルス形成回路13のクロック信号が反転し、発振のタイミングをずらす。これにより、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができるまた、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化を図ることができる。また、軽負荷状態と重負荷状態を区別することができる。   On the other hand, when the low-side switch 3 is turned on, a current opposite to that when the high-side switch 2 is turned on flows through the current detection resistor 8. When the low-side switch 3 is turned on and a current equal to or less than E2 (current in absolute value) flows through the current detection resistor 8, the second comparator 52 is turned off. On the other hand, since the first comparator 51 is on, the AND circuit 25 is turned off. Next, an ON signal is output from the comparator 41 at the timing of the heavy load detection period, and this signal is input to the NOT circuit 55. Since the output of the NOT circuit 55 is turned off, the clear signal of the flip-flop circuit 54 is canceled. When the current flowing through the current detection resistor 8 becomes equal to or greater than E2 (decreases as current), the comparator 52 is turned on and the AND circuit 53 is turned on, so that the clock signal is input to the flip-flop circuit 54 and the flip-flop An off signal is output from the phase inversion output terminal of the circuit 54, the clock signal of the control pulse forming circuit 13 is inverted, and the oscillation timing is shifted. As a result, a power supply circuit that does not deviate from resonance can be created, the switch can be prevented from being destroyed by di / dt, and the frequency up to immediately before the resonance deviates can be used, so that the efficiency of the power supply can be improved. Further, it is possible to distinguish between a light load state and a heavy load state.

なお、本実施例に示した制御回路10は集積回路で一回路として組み込むことが可能である。制御回路10を集積回路で組み込む場合は、検出レベルを設け、電流検出抵抗8で検出した共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に検出レベルを超えたか否かを検出し、この検出レベルを超えた場合、さらに共振回路を流れる電流が検出レベルより下がったことを検出するように構成すると、この実施例と同様の作用をする制御回路10を得られる。   Note that the control circuit 10 shown in this embodiment can be integrated as an integrated circuit. When the control circuit 10 is incorporated in an integrated circuit, a detection level is provided to detect whether or not the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection resistor 8 has exceeded the detection level within the heavy load detection period. If it is exceeded, it is possible to obtain a control circuit 10 that operates in the same manner as in this embodiment by further detecting that the current flowing through the resonance circuit has fallen below the detection level.

本発明の共振回路は、共振はずれしない電源回路が作成でき、スイッチのdi/dtによる破壊を防止することができる。また、共振はずれする直前までの周波数を使用でき、電源の高効率化や小型化を図ることができる。また、軽負荷状態と重負荷状態を区別できるため、誤動作し難く電源の設計が簡単にできる。   The resonance circuit of the present invention can create a power supply circuit that does not deviate from resonance, and can prevent destruction of the switch due to di / dt. Further, the frequency up to immediately before the resonance is lost can be used, and the efficiency and size of the power source can be increased. Further, since the light load state and the heavy load state can be distinguished, it is difficult to malfunction, and the power supply design can be simplified.

本発明に係る共振回路の回路図である。It is a circuit diagram of the resonant circuit which concerns on this invention. 本発明共振回路に係る第一実施例の要部を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the principal part of 1st Example which concerns on this invention resonant circuit. 図2図示実施例におけるタイミングチャートである。2 is a timing chart in the embodiment shown in FIG. 本発明共振回路に係る第二実施例の要部を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the principal part of the 2nd Example which concerns on this invention resonant circuit. 図4図示実施例におけるタイミングチャートである。4 is a timing chart in the embodiment shown in FIG. 本発明共振回路における従来例の要部を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the principal part of the prior art example in this invention resonant circuit. 図6図示従来例のタイミングチャートである。7 is a timing chart of the conventional example shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源
2 ハイサイドスイッチ
3 ローサイドスイッチ
4 トランス
5 トランス4の一次巻線
6 トランス4の二次巻線
7 共振コンデンサ
8 電流検出抵抗
9 レベルシフト回路
10 制御回路
11 位相制御回路
12 発振器
13 パルス形成回路
21,22,23,24 比較器
25 OR回路
26 NOR回路
27,28 フリップフロップ回路
31 フォトトランジスタ
32 抵抗
33,34 トランジスタ
35 三角波発生用コンデンサ
40 電流源
41,42 比較器
43,46,47 AND回路
44 スイッチ
45 フリップフロップ回路
48 NOT回路
49 スイッチ
51,52 比較器
53 AND回路
54 フリップフロップ回路
55 NOT回路
61,62 比較器
63,64 NOT回路
65,66 フリップフロップ回路
67,68 AND回路
69 OR回路
70 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 High side switch 3 Low side switch 4 Transformer 5 Primary winding 6 of transformer 4 Secondary winding 7 of transformer 4 Resonance capacitor 8 Current detection resistor 9 Level shift circuit 10 Control circuit 11 Phase control circuit 12 Oscillator 13 Pulse formation Circuits 21, 22, 23, 24 Comparator 25 OR circuit 26 NOR circuit 27, 28 Flip-flop circuit 31 Phototransistor 32 Resistor 33, 34 Transistor 35 Triangle wave generating capacitor 40 Current source 41, 42 Comparators 43, 46, 47 AND Circuit 44 switch 45 flip-flop circuit 48 NOT circuit 49 switch 51, 52 comparator 53 AND circuit 54 flip-flop circuit 55 NOT circuit 61, 62 comparator 63, 64 NOT circuit 65, 66 flip-flop circuit 67, 68 AND circuit 69 OR circuit 70 switch

Claims (4)

直流電源の両端を、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの直列回路に接続し、これらスイッチのゲート端子に制御回路を接続し、前記ローサイドスイッチに並列に、一次・二次間が絶縁されたトランスの一次巻線と共振コンデンサとの直列回路を接続して、前記ハイサイドスイッチとローサイドスイッチが交互にオン・オフする共振回路であって、前記共振コンデンサまたは前記ローサイドスイッチと直列に電流検出手段を接続し、この電流検出手段の一端に前記制御回路を接続し、この制御回路は前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出し、この第一の検出レベルを超えた場合、さらに前記共振回路を流れる電流が前記第一の検出レベル以下で設定した第二の検出レベルより下がったことを検出して、前記ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのゲート信号を反転させるようにしてあることを特徴とする共振回路。 Connect both ends of the DC power supply to the series circuit of the high-side switch and low-side switch, connect the control circuit to the gate terminal of these switches, and in parallel with the low-side switch, the transformer between the primary and secondary is insulated A resonance circuit in which a high-side switch and a low-side switch are alternately turned on and off by connecting a series circuit of a primary winding and a resonance capacitor, and a current detection means is connected in series with the resonance capacitor or the low-side switch. The control circuit is connected to one end of the current detection means, and the control circuit determines whether the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means has exceeded the first detection level within the heavy load detection period. When the first detection level is exceeded, the current flowing through the resonance circuit is set to be lower than the first detection level. It is detected that falls below second detection level, the resonant circuit, characterized in that it is constituted such that it inverts the gate signal of the high-side and low-side switches. 前記制御回路は、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流が重負荷検出期間内に第一の検出レベルを超えたか否かを検出する第一レベル検出手段と、前記第一の検出レベルを超えた場合、さらに前記共振回路を流れる電流が前記第二の検出レベルより下がったことを検出する第二レベル検出手段とを備えた位相制御手段と、前記ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのオン・オフをするための制御パルスを形成するパルス形成手段とを設けてあることを特徴とする請求項1記載の共振回路。 The control circuit includes first level detection means for detecting whether a current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means has exceeded a first detection level within a heavy load detection period; and the first detection A phase control means comprising a second level detection means for detecting that the current flowing through the resonance circuit has dropped below the second detection level when the level is exceeded, and turning on the high side switch and the low side switch 2. The resonance circuit according to claim 1, further comprising pulse forming means for forming a control pulse for turning off. 前記位相制御手段は、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と正の第一の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第一のレベルを超えたか否かを検出する第一の比較器と、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と負の第一の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第一のレベルを下回ったか否かを検出する第二の比較器とを備え、これら比較器の出力端子をOR回路のそれぞれの入力端子に接続して、このOR回路の出力端子を前記パルス形成手段で形成したクロック波形とタイミングを合わせる第一のタイミング回路に接続してあるとともに、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と正の第二の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第二のレベルより下がったか否かを検出する第三の比較器と、前記電流検出手段で検出した前記共振回路を流れる電流と負の第二の検出レベルとを比較し、前記検出電流が第二のレベルより上回ったか否かを検出する第四の比較器とを備え、これら比較器の出力端子をNOR回路のそれぞれの入力端子に接続して、このNOR回路の出力端子を前記パルス形成手段で形成したクロック波形とタイミングを合わせる第二のタイミング回路に接続してあることを特徴とする請求項2記載の共振回路。 The phase control means compares the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means with a positive first detection level, and detects whether the detection current exceeds a first level. And a comparator for comparing the current flowing through the resonance circuit detected by the current detecting means with a negative first detection level, and detecting whether the detected current has fallen below the first level. A first timing circuit that connects the output terminals of these comparators to the respective input terminals of the OR circuit and matches the output terminal of the OR circuit with the clock waveform formed by the pulse forming means. And a current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means is compared with a positive second detection level to detect whether the detection current has fallen below the second level. Third A fourth comparison for comparing the current flowing through the resonance circuit detected by the current detection means with a negative second detection level and detecting whether the detection current exceeds the second level. And connecting the output terminals of these comparators to the respective input terminals of the NOR circuit, and setting the output terminal of the NOR circuit to a second timing circuit that matches the timing with the clock waveform formed by the pulse forming means. The resonance circuit according to claim 2, wherein the resonance circuit is connected. 前記第一の検出レベルと前記第二の検出レベルとが等しくしてあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の共振回路。 4. The resonance circuit according to claim 1, wherein the first detection level and the second detection level are equal.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008301576A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Sanken Electric Co Ltd Dc converter
JP2011024301A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Control circuit of switching power supply
JP2011083186A (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Stmicroelectronics Srl Device for controlling resonant converter
WO2012105077A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-09 富士電機株式会社 Resonant-type switching power supply apparatus
JP2013188099A (en) * 2012-03-12 2013-09-19 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Control circuit for current resonance circuit and control method for current resonance circuit
US9455640B2 (en) 2015-02-20 2016-09-27 Sanken Electric Co., Ltd. Switching power-supply device
JP2016226085A (en) * 2015-05-27 2016-12-28 東芝デジタルメディアエンジニアリング株式会社 Current resonance type DC-DC converter
US11705814B2 (en) 2020-05-27 2023-07-18 Fuji Electric Co., Ltd. Switching control circuit and LLC converter
US11876441B2 (en) 2021-03-17 2024-01-16 Fuji Electric Co., Ltd. Switching control circuit and resonant converter

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6849143B2 (en) 2018-03-23 2021-03-24 富士電機株式会社 Resonant converter controller

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008301576A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Sanken Electric Co Ltd Dc converter
JP2011024301A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Control circuit of switching power supply
JP2011083186A (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Stmicroelectronics Srl Device for controlling resonant converter
CN105305783B (en) * 2009-10-12 2018-06-12 意法半导体股份有限公司 For the control device of resonance converter
CN105305783A (en) * 2009-10-12 2016-02-03 意法半导体股份有限公司 Control device for resonant converters
US9093904B2 (en) 2011-02-01 2015-07-28 Fuji Electric Co., Ltd. Resonant switching power supply device
CN103299526A (en) * 2011-02-01 2013-09-11 富士电机株式会社 Resonant-type switching power supply apparatus
WO2012105077A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-09 富士電機株式会社 Resonant-type switching power supply apparatus
JP2013188099A (en) * 2012-03-12 2013-09-19 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Control circuit for current resonance circuit and control method for current resonance circuit
US9455640B2 (en) 2015-02-20 2016-09-27 Sanken Electric Co., Ltd. Switching power-supply device
JP2016226085A (en) * 2015-05-27 2016-12-28 東芝デジタルメディアエンジニアリング株式会社 Current resonance type DC-DC converter
US11705814B2 (en) 2020-05-27 2023-07-18 Fuji Electric Co., Ltd. Switching control circuit and LLC converter
US11876441B2 (en) 2021-03-17 2024-01-16 Fuji Electric Co., Ltd. Switching control circuit and resonant converter

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