JP2005295630A - Power supply and power supply control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電源装置及び電源制御回路に係り、特に、入力電圧を昇圧手段により昇圧し、昇圧された昇圧電圧を整流手段により整流して、負荷に供給する電源装置及び電源制御回路に関する。 The present invention relates to a power supply device and a power supply control circuit, and more particularly to a power supply device and a power supply control circuit that boost an input voltage by a boosting unit, rectify the boosted boosted voltage by a rectifying unit, and supply the boosted voltage to a load.
近年、携帯電話を始めとした携帯機器が広く普及している。携帯機器は、電池で駆動されるため、その表示装置として液晶ディスプレイパネルが搭載されている。 In recent years, mobile devices such as mobile phones have become widespread. Since the portable device is driven by a battery, a liquid crystal display panel is mounted as the display device.
液晶ディスプレイパネルは、光源が必要となる。液晶ディスプレイパネルの光源としては、外光の他、陰極線管やLEDなどがある。 A liquid crystal display panel requires a light source. As a light source of the liquid crystal display panel, there are a cathode ray tube, an LED and the like in addition to external light.
携帯機器に搭載される液晶ディスプレイの光源としては、高輝度、高効率であり、かつ、小型化が可能である白色LEDを用いた光源が注目されている。液晶ディスプレイの光源として白色LEDを搭載する場合には、画面のちらつきを防いだり、輝度を均一化したりするために複数のLEDを直列接続して使用している。 As a light source of a liquid crystal display mounted on a portable device, a light source using a white LED that has high luminance, high efficiency, and can be miniaturized has attracted attention. When a white LED is mounted as a light source of a liquid crystal display, a plurality of LEDs are connected in series in order to prevent flickering of the screen and to make the luminance uniform.
このとき、携帯機器の電池は、小型化、小電力化のため低電圧化されているため、直列接続された複数のLEDを駆動するには電圧が低い。このため、電池電圧を昇圧してLEDを駆動するための電源電圧を得る昇圧型の電源回路が搭載されている(特許文献1参照)。 At this time, since the battery of the portable device has a low voltage for miniaturization and low power, the voltage is low to drive a plurality of LEDs connected in series. For this reason, a booster type power supply circuit that boosts the battery voltage and obtains a power supply voltage for driving the LED is mounted (see Patent Document 1).
また、携帯機器では、電池の消耗を防ぐため、非操作時間などに応じてLEDの発光を停止させる動作がしばしば行われる。このとき、電源回路を制御して、LEDへの駆動電源の供給を停止することにより、LEDの発光を停止していた。 Also, in portable devices, in order to prevent battery consumption, an operation of stopping the light emission of the LED is often performed according to the non-operation time. At this time, the light emission of the LED is stopped by controlling the power supply circuit and stopping the supply of the drive power to the LED.
図5は従来のLED発光装置の回路構成図を示す。 FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of a conventional LED light emitting device.
LED発光装置1は、電流制御IC11、電源12、負荷13、平滑用キャパシタCin、Cout、昇圧用コイルL0、整流用ショットキーバリアダイオードSBD、遮断用MOSトランジスタM0、出力検出用抵抗Rsから構成される。
The LED
電源12からの入力電圧Vinは、平滑用キャパシタCinにより平滑化されてコイルL0の一端、及び電流制御IC11の端子T1に印加される。コイルL0の他端は、ショットキーバリアダイオードSBDのアノード及び電流制御IC11の端子T2に接続されている。ショットキーバリアダイオードSBDのカソードは、電流制御IC11の端子T3に接続されるとともに、遮断用MOSトランジスタM0を通して負荷13に接続されている。
The input voltage Vin from the
負荷13は、発光ダイオードD1〜Dnを直列接続した構成とされている。発光ダイオードD1〜Dnは、出力電圧Voutに応じた電流が流れ、発光する。発光ダイオードD1〜Dnを流れた電流は、抵抗Rsを介して接地に流れる。抵抗Rsには、負荷13に流れる電流に応じた電圧が発生する。負荷13と抵抗Rsとの接続点は、電流制御IC11の端子T5に接続されている。
The
また、負荷13及び抵抗Rsからなる直列回路には、並列に平滑用キャパシタCoutが接続されている。平滑用キャパシタCoutは、負荷13に印加される電圧Voutを平滑化する。
Further, a smoothing capacitor Cout is connected in parallel to the series circuit including the
電流制御IC11は、制御部21、ドライバ22、バッファアンプ23、遮断回路24、スイッチング用MOSトランジスタM11から構成される。
The
制御部21には、端子T5から負荷13と抵抗Rsとの接続点の電圧Vsが印加される。制御部21は、端子T5の印加電圧Vsが一定となるように出力パルスをPWM(pulse width modulation)制御している。制御部21の出力パルスは、ドライバ22を介してMOSトランジスタM11のゲートに供給される。ドライバ22は、例えば、反転アンプから構成されており、制御部21の出力パルスを反転増幅してMOSトランジスタM11のゲートに供給している。
A voltage Vs at a connection point between the
MOSトランジスタM11は、端子T2と接地端子T6との間に接続されており、ドライバ22からのパルスに応じてスイッチングされ、オン時に端子T2と接地端子T6とを接続し、オフ時に端子T2を開放状態とする。MOSトランジスタM11がオンすることにより、コイルL0から電流が接地に流れる。なお、このとき、ショットキーバリアダイオードSBDは、逆方向電圧が印加されることになり、オフするため、負荷13側からは電流は引き込まれない。
The MOS transistor M11 is connected between the terminal T2 and the ground terminal T6, is switched according to the pulse from the
次に、MOSトランジスタM11がオフすると、コイルL0に逆起電力が発生する。コイルL0に発生する逆起電力によりコイルL0の他端の電圧が昇圧される。コイルL0の他端に発生する昇圧された電圧がショットキーバリアダイオードSBD、MOSトランジスタM0を通して出力され、平滑用キャパシタCoutにより平滑化されて負荷13に印加される。
Next, when the MOS transistor M11 is turned off, a back electromotive force is generated in the coil L0. The voltage at the other end of the coil L0 is boosted by the counter electromotive force generated in the coil L0. The boosted voltage generated at the other end of the coil L0 is output through the Schottky barrier diode SBD and the MOS transistor M0, smoothed by the smoothing capacitor Cout, and applied to the
また、電流制御IC11には、端子T7に負荷13への電流供給を停止させるためのコントロール信号が供給されている。コントロール信号は、負荷13への電流供給を停止させるときにローレベルとなり、負荷13に電流を供給するときにはハイレベルとされる。
The
端子T7に供給されたコントロール信号は、バッファアンプ23に供給される。バッファアンプ23は、反転増幅回路から構成され、コントロール信号を反転増幅する。なお、このとき、バッファアンプ23は、端子T1と端子T6との間に接続されて、入力電圧Vinが印加され、入力電圧Vinによって駆動される。
The control signal supplied to the terminal T7 is supplied to the
バッファアンプ23で反転増幅された反転コントロール信号は、制御部21及び遮断回路24に供給される。制御部21及び遮断回路24には、端子T7に供給されるコントロール信号がハイレベルのときには、ローレベルの反転コントロール信号が供給される。制御部21は、反転コントロール信号がローレベルのときには、端子T5の印加電圧Vsに応じてPWM制御されたパルス信号を、ドライバ22を介してMOSトランジスタM11に供給する。一方、遮断回路24は、反転コントロール信号がローレベルのときには、MOSトランジスタM0のゲートをローレベルとして、MOSトランジスタM0をオンする。これによって、昇圧された出力電圧Voutが負荷13に印加される。
The inverted control signal inverted and amplified by the
また、制御部21及び遮断回路24には、端子T7に供給されるコントロール信号がローレベルのときには、ハイレベルの反転コントロール信号が供給される。制御部21は、反転コントロール信号がハイレベルのときには、出力パルスをハイレベルに保持する。制御部21の出力パルスがハイレベルに保持されると、MOSトランジスタM11のゲートがローレベルに保持され、MOSトランジスタM11はオフする。これによって、コイルL0による昇圧動作は停止される。 また、遮断回路24は、反転コントロール信号がハイレベルのときには、MOSトランジスタM0のゲートをハイレベルとして、MOSトランジスタM0をオフする。MOSトランジスタM0がオフすることにより負荷13への電流の供給が完全に遮断される。これによって、昇圧動作停止時に負荷13である発光ダイオードD1〜Dnに微小電流が流れ、発光ダイオードD1〜Dnが微発光することを防止できる。
Further, when the control signal supplied to the terminal T7 is at a low level, a high level inversion control signal is supplied to the
図6は従来のLED発光装置の動作波形図を示す。図6(A)は端子T2の電圧波形、図6(B)はコントロール信号の波形を示す。 FIG. 6 shows an operation waveform diagram of a conventional LED light emitting device. FIG. 6A shows the voltage waveform at the terminal T2, and FIG. 6B shows the waveform of the control signal.
しかるに、従来の回路では、コントロール信号に基づいてMOSトランジスタM0、M11を同時にスイッチングさせていた。このため、図6(B)に示すように昇圧電圧出力時の時刻t1でコントロール信号をハイレベルからローレベルに遷移させると、MOSトランジスタM0、M11が同時にオフされる。時刻t1で、MOSトランジスタM0、M11が同時にオフされると、コイルL0に蓄積された電磁エネルギーの放電経路が同時に遮断されるため、図6(A)に示すように端子T2の電圧が急激に上昇する。このため、MOSトランジスタM11、M0などの素子の耐圧を高く設定する必要があり、電源ICの小型化が阻害さるなどの問題点があった。 However, in the conventional circuit, the MOS transistors M0 and M11 are simultaneously switched based on the control signal. Therefore, as shown in FIG. 6B, when the control signal is changed from the high level to the low level at the time t1 when the boosted voltage is output, the MOS transistors M0 and M11 are simultaneously turned off. When the MOS transistors M0 and M11 are simultaneously turned off at time t1, the discharge path of the electromagnetic energy accumulated in the coil L0 is cut off at the same time, so that the voltage at the terminal T2 rapidly increases as shown in FIG. Rise. For this reason, it is necessary to set the breakdown voltage of the elements such as the MOS transistors M11 and M0 high, and there is a problem that miniaturization of the power supply IC is hindered.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、遮断時の昇圧電圧による高電圧化を防止できる電源装置及び電源制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power supply device and a power supply control device that can prevent a voltage increase due to a boosted voltage at the time of interruption.
本発明は、入力電圧(Vin)を昇圧する昇圧手段(L0)と、昇圧手段(L0)で昇圧された昇圧電圧を整流して、負荷(13)に供給する整流手段(SBD)と、負荷(13)に流れる電流に応じて昇圧手段(L0)を制御するとともに、外部から供給されるコントロール信号に応じて昇圧手段(L0)の昇圧動作を停止させる制御手段(111、211)とを有する電源装置(101、201)において、整流手段(SBD)と負荷(13)との間に接続され、整流手段(SBD)と負荷(13)との接続をスイッチングするスイッチ手段(M0)と、昇圧手段(L0)の昇圧動作が停止されるときに、昇圧手段(L0)の昇圧動作の停止より遅れて、スイッチ手段(M0)をオフさせる遮断手段(124、224)とを有することを特徴とする。 The present invention includes a booster (L0) that boosts an input voltage (Vin), a rectifier (SBD) that rectifies the boosted voltage boosted by the booster (L0) and supplies the boosted voltage to a load (13), Control means (111, 211) for controlling the boosting means (L0) according to the current flowing through (13) and stopping the boosting operation of the boosting means (L0) according to the control signal supplied from the outside. In the power supply device (101, 201), the switch means (M0) connected between the rectifying means (SBD) and the load (13), and switching the connection between the rectifying means (SBD) and the load (13), and the booster And a blocking means (124, 224) for turning off the switch means (M0) behind the stop of the boosting operation of the boosting means (L0) when the boosting operation of the means (L0) is stopped. To.
遮断手段(124)は、コントロール信号を遅延させる遅延手段(132、134、C1)を有し、遅延手段(132、132、C1)により遅延された信号によりスイッチ手段(M0)をオフさせることを特徴とする。 The cutoff means (124) has delay means (132, 134, C1) for delaying the control signal, and turns off the switch means (M0) by the signal delayed by the delay means (132, 132, C1). Features.
スイッチ手段(M0)は、整流手段(SBD)と負荷(13)との間にソース−ドレーンが接続されたMOSトランジスタから構成され、遮断手段(224)は昇圧手段(L0)の昇圧動作が停止されるときに、MOSトランジスタ(M0)のゲートに入力電圧(Vin)を印加することを特徴とする。 The switch means (M0) is composed of a MOS transistor having a source-drain connected between the rectifier means (SBD) and the load (13), and the cutoff means (224) stops the boosting operation of the boosting means (L0). In this case, an input voltage (Vin) is applied to the gate of the MOS transistor (M0).
昇圧手段(L0)は、一端に入力電圧(Vin)が印加され、他端が整流手段(SBD)に接続されたコイル(L0)から構成され、制御手段(124、224)はコイル(L0)の他端と整流手段(SBD)との接続点と接地との間に接続された昇圧用スイッチ手段(M11)を有し、昇圧用スイッチ手段(M11)を負荷(13)に流れる電流に応じてスイッチング制御することを特徴とする。 The boosting means (L0) is composed of a coil (L0) having one end applied with an input voltage (Vin) and the other end connected to a rectifying means (SBD), and the control means (124, 224) are coil (L0). Booster switch means (M11) connected between the connection point between the other end of the rectifier means and the rectifier means (SBD) and the ground, and the booster switch means (M11) according to the current flowing through the load (13) Switching control.
入力電圧(Vin)を昇圧させる昇圧手段(L0)と、昇圧手段(L0)により昇圧された昇圧電圧を整流する整流手段(SBD)と整流手段(SBD)により整流された電流が供給される負荷(13)との間に接続され、整流手段(SBD)と負荷(13)との接続をスイッチングするスイッチ手段(M0)とが接続され、負荷(13)に流れる電流に応じて制御しており、外部から供給されるコントロール信号に応じて昇圧手段(L0)の昇圧動作を停止させるとともに、スイッチ手段(M0)をオフさせる制御手段(21)を有する電源制御装置(111、211)において、昇圧手段(L0)の昇圧動作が停止されるときに、昇圧手段(L0)の昇圧動作の停止より遅れて、スイッチ手段(M0)をオフさせる遮断手段(124、224)を有することを特徴とする。 A booster (L0) for boosting the input voltage (Vin), a rectifier (SBD) for rectifying the boosted voltage boosted by the booster (L0), and a load supplied with a current rectified by the rectifier (SBD) (13) is connected to the switch means (M0) for switching the connection between the rectifying means (SBD) and the load (13), and is controlled according to the current flowing through the load (13). In the power supply control device (111, 211) having the control means (21) for stopping the boosting operation of the boosting means (L0) according to the control signal supplied from the outside and turning off the switching means (M0), When the boosting operation of the means (L0) is stopped, the blocking means (124, 22) for turning off the switch means (M0) after the stop of the boosting operation of the boosting means (L0). ) And having a.
遮断手段(124)は、コントロール信号を遅延させる遅延手段(132、134、C1)を有し、遅延手段(132、134、C1)により遅延された信号によりスイッチ手段(M0)をオフさせることを特徴とする。 The blocking means (124) has delay means (132, 134, C1) for delaying the control signal, and turns off the switch means (M0) by the signal delayed by the delay means (132, 134, C1). Features.
スイッチ手段(M0)は、整流手段(SBD)と負荷(13)との間にソース−ドレーンが接続されたMOSトランジスタから構成され、遮断手段(224)は昇圧手段(L0)の昇圧動作が停止されるときに、MOSトランジスタ(M0)のゲートに入力電圧(Vin)を印加することを特徴とする。 The switch means (M0) is composed of a MOS transistor having a source-drain connected between the rectifier means (SBD) and the load (13), and the cutoff means (224) stops the boosting operation of the boosting means (L0). In this case, an input voltage (Vin) is applied to the gate of the MOS transistor (M0).
なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。 In addition, the said reference code is a reference to the last, This does not limit a claim.
本発明によれば、入力電圧を昇圧する昇圧手段と、昇圧手段で昇圧された昇圧電圧を整流して、負荷に供給する整流手段と、負荷に流れる電流に応じて昇圧手段を制御するとともに、外部から供給されるコントロール信号に応じて昇圧手段の昇圧動作を停止させる制御手段とを有する電源装置において、整流手段と負荷との間に接続され、整流手段と負荷との接続をスイッチングするスイッチ手段と、昇圧手段の昇圧動作が停止されるときに、昇圧手段の昇圧動作の停止より遅れて、スイッチ手段をオフさせる遮断手段とを設けることにより、昇圧手段による昇圧動作が停止された後でも昇圧電圧を、スイッチ手段を通して負荷に供給することができるため、昇圧手段の動作を昇圧状態のまま停止させたときでも、電流を負荷で消費する、あるいは、負荷を通して接地などに逃がすことができ、よって、昇圧手段や制御手段などに高電圧が印加されることを防止できるなどの特長を有する。 According to the present invention, the booster that boosts the input voltage, the rectifier that rectifies the boosted voltage boosted by the booster, supplies the load, and controls the booster according to the current flowing through the load. In a power supply apparatus having a control means for stopping the boosting operation of the boosting means in response to a control signal supplied from the outside, a switching means connected between the rectifying means and the load and for switching the connection between the rectifying means and the load And a shut-off means for turning off the switch means behind the stop of the boosting operation of the boosting means when the boosting operation of the boosting means is stopped, so that the boosting operation is stopped even after the boosting operation by the boosting means is stopped. Since the voltage can be supplied to the load through the switch means, the current is consumed by the load even when the operation of the boost means is stopped in the boosted state. There may be released to such ground through the load, thus having the advantages such as it is possible to prevent the high voltage such as boosting means and the control means is applied.
〔第1実施例〕
図1は本発明の第1実施例の回路構成図を示す。同図中、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG.
本実施例のLED発光装置101は、電源制御IC111の構成が図5のLED発光装置1とは相違する。
The LED
本実施例の電源制御IC111は、遮断回路124の構成が図5とは相違する。本実施例の遮断回路124は、バッファアンプ23の出力を遅延してMOSトランジスタM0を制御する構成とされている。
The power
遮断回路124は、バッファアンプ131、133、充放電用アンプ132、電流源134、遅延用キャパシタC1、ゲート電圧制御用MOSトランジスタM21から構成されている。
The
バッファアンプ23から出力される反転コントロール信号は、バッファアンプ131に供給される。バッファアンプ131は、反転増幅回路から構成されており、バッファアンプ23から供給される反転コントロール信号を反転して出力する。バッファアンプ23の出力信号は、充放電用アンプ132に供給される。
The inversion control signal output from the
充放電アンプ132は、反転電流増幅回路から構成され、バッファアンプ131の出力信号がローレベルのときに、電流源134からの一定の充電電流により遅延用キャパシタC1を充電する。また、充放電アンプ132は、バッファアンプ131の出力信号がハイレベルになると、遅延用キャパシタC1を放電する。
The charge /
遅延用キャパシタC1の充放電電圧は、バッファアンプ133に供給されている。バッファアンプ133は、反転増幅回路から構成されており、遅延用キャパシタC1の充電電圧が一定電圧より大きいときには出力をローレベルとし、遅延用キャパシタC1の充電電圧が一定電圧より小さいときには出力をハイレベルとする。
The charge / discharge voltage of the delay capacitor C <b> 1 is supplied to the
バッファアンプ133の出力信号は、MOSトランジスタM21のゲートに供給されている。MOSトランジスタM21は、NチャネルMOS電界効果トランジスタから構成されており、ソース−ドレインが端子T4と端子T6との間に接続されている。MOSトランジスタM21は、バッファアンプ133の出力信号がハイレベルのときにオンし、バッファアンプ133の出力信号がローレベルのときにオフする。
The output signal of the
MOSトランジスタM21がオンすると、電流制御IC111の端子T4が接地レベルとなり、端子T4にゲートが接続されたMOSトランジスタM0はオンする。MOSトランジスタM21がオフすると、電流制御IC111の端子T4がハイレベルとなるため、MOSトランジスタM0はオフする。
When the MOS transistor M21 is turned on, the terminal T4 of the
本実施例の遮断回路124は、端子T7のコントロール信号がハイレベルからローレベルになるとき、すなわち、負荷13への電流の供給を停止させるときに、MOSトランジスタM11がオフしていから所定時間遅延してMOSトランジスタM0をオフさせることができる。
The
図2は本発明の第1実施例の動作波形図を示す。図2(A)は端子T2の電圧波形、図2(B)は端子T7に供給されるコントロール信号の動作波形、図2(C)はMOSトランジスタM0のスイッチング状態を示す。 FIG. 2 shows an operation waveform diagram of the first embodiment of the present invention. 2A shows the voltage waveform at the terminal T2, FIG. 2B shows the operation waveform of the control signal supplied to the terminal T7, and FIG. 2C shows the switching state of the MOS transistor M0.
時刻t11でMOSトランジスタM11がオフし、図2(A)に示すように端子T2の電圧が昇圧状態になった後に、時刻t12で図2(B)に示すように端子T7に供給されるコントロール信号がハイレベルからローレベルになる、すなわち、負荷13への電流の供給を停止するコントロール信号が供給されると、制御部21によりMOSトランジスタM11がオフ状態となるように保持される。時刻t12から遮断回路124に設定された所定の遅延時間Δt経過した時刻t13で遮断回路124によりMOSトランジスタM0がオフされる。このとき、時刻t12でMOSトランジスタM11がオフされてから所定の遅延時間Δtの間、MOSトランジスタM0はオン状態に保持される。なお、端子T2の電圧は、MOSトランジスタM0がオフした後は、入力電圧Vinに保持される。
At time t11, after the MOS transistor M11 is turned off and the voltage at the terminal T2 is in a boosted state as shown in FIG. 2A, the control supplied to the terminal T7 as shown in FIG. 2B at time t12. When the signal changes from high level to low level, that is, when a control signal for stopping supply of current to the
本実施例によれば、MOSトランジスタM11がオフしてから、所定遅延時間Δt遅延した後に、MOSトランジスタM0がオフされるため、コイルL0に蓄積された電磁エネルギーを、MOSトランジスタM0を通して負荷13で消費させた後、MOSトランジスタM0をオフさせることができるため、端子T2がコイルL0に蓄積された電磁エネルギー、すなわち、コイルL0に発生する逆起電力により高電圧になることを防止できる。
According to the present embodiment, since the MOS transistor M0 is turned off after the MOS transistor M11 is turned off and delayed by a predetermined delay time Δt, the electromagnetic energy accumulated in the coil L0 is transferred to the
よって、端子T2の周囲に接続される素子の耐圧を低くできる。これによって、素子を小型化できる。また、部品を安価にでき、コストを低減できる。 Therefore, the breakdown voltage of the element connected around the terminal T2 can be reduced. Thereby, the element can be miniaturized. Moreover, parts can be made inexpensive and the cost can be reduced.
〔第2実施例〕
図3は本発明の第2実施例の回路構成図を示す。同図中、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG.
本実施例のLED発光装置201は、電源制御IC211の構成が図5のLED発光装置1とは相違する。
The LED light-emitting
本実施例の電源制御IC211は、遮断回路224の構成が図5とは相違する。本実施例の遮断回路224は、MOSトランジスタM0のソース−ゲート電圧の設定により、MOSトランジスタM0をオンさせて、コイルL0に蓄積されたエネルギーの放電経路を確保し、端子T2の電圧上昇を抑制する構成とされている。
In the power
遮断回路224は、MOSトランジスタM31、M32から構成されている。MOSトランジスタM31、M32は、CMOSインバータ回路を構成しており、端子T1に印加される入力電圧Vinにより駆動する構成とされている。
The
図4は本発明の第2実施例の動作波形図を示す。図4(A)は端子T2の電圧波形、図4(B)は端子T7に供給されるコントロール信号の動作波形、図4(C)はMOSトランジスタM0のソース電圧VDの動作波形を示す。 FIG. 4 shows an operation waveform diagram of the second embodiment of the present invention. 4A shows the voltage waveform at the terminal T2, FIG. 4B shows the operation waveform of the control signal supplied to the terminal T7, and FIG. 4C shows the operation waveform of the source voltage VD of the MOS transistor M0.
時刻t21の以前の負荷13に電流を供給する定常動作状態では、制御部21により端子T5の電圧に応じてMOSトランジスタM11がスイッチングされる。このとき、端子T7に供給されるコントロール信号はハイレベルであるので、MOSトランジスタM31はオフ、MOSトランジスタM32がオンする。MOSトランジスタM31はオフ、MOSトランジスタM32がオンすることにより、端子T4の電位、すなわち、MOSトランジスタM0のゲート電位が略接地レベルとなるのでMOSトランジスタM0はオンする。
In a steady operation state in which current is supplied to the
MOSトランジスタM0がオンすることにより、コイルL0、MOSトランジスタ11により昇圧された電圧がショットキーバリアダイオードSBD、MOSトランジスタM0を通して出力される。出力された電圧は、平滑用キャパシタCoutにより平滑化された出力電圧Voutとして負荷13に印加される。
When the MOS transistor M0 is turned on, the voltage boosted by the coil L0 and the
時刻t21でMOSトランジスタM11がオフし、図4(A)に示すように端子T2の電圧が昇圧状態になった後に、時刻t22で図4(B)に示すように端子T7に供給されるコントロール信号がハイレベルからローレベルになる、すなわち、負荷13への電流の供給を停止するコントロール信号が供給されると、制御部21によりMOSトランジスタM11がオフ状態となるように保持される。また、このとき、遮断回路224は、コントロール信号がローレベルとなるので、MOSトランジスタM31がオンし、MOSトランジスタM32がオフする。
At time t21, after the MOS transistor M11 is turned off and the voltage at the terminal T2 is in a boosted state as shown in FIG. 4A, the control supplied to the terminal T7 as shown in FIG. 4B at time t22. When the signal changes from high level to low level, that is, when a control signal for stopping supply of current to the
このとき、MOSトランジスタM31、M32のソース−ドレインは、入力電圧Vinが印加される端子T1と接地電位とされた端子T6との間に接続されているので、MOSトランジスタM31がオンし、MOSトランジスタM32がオフすることにより、端子T4の電位、すなわち、MOSトランジスタM0のゲート電位が略入力電圧Vinとされる。 At this time, since the source and drain of the MOS transistors M31 and M32 are connected between the terminal T1 to which the input voltage Vin is applied and the terminal T6 having the ground potential, the MOS transistor M31 is turned on, and the MOS transistor When M32 is turned off, the potential of the terminal T4, that is, the gate potential of the MOS transistor M0 is made substantially equal to the input voltage Vin.
このとき、MOSトランジスタM0のソースには、ショットキーバリアダイオードSBDを通して昇圧された電圧Vhが供給されている。このため、MOSトランジスタM0は、ソース電位に比べてゲート電位が低い状態となっており、オン状態となる。よって、昇圧された電圧Vhは、負荷13、平滑用キャパシタCoutに印加され、負荷13により電力が消費される。
At this time, the voltage Vh boosted through the Schottky barrier diode SBD is supplied to the source of the MOS transistor M0. For this reason, the MOS transistor M0 has a gate potential lower than the source potential and is turned on. Therefore, the boosted voltage Vh is applied to the
このため、昇圧された状態の端子T2が急激に負荷13から切断されて、端子T2の電位が急激に上昇することを防止できる。
For this reason, it is possible to prevent the terminal T2 in the boosted state from being suddenly disconnected from the
コイルL0に蓄積された電磁エネルギーが負荷13に消費されると、図4(C)に示すようにMOSトランジスタM0のソース電位VDは徐々に低下する。MOSトランジスタM0のソース電位VDが低下し、時刻t22から遅延時間ΔT20程度経過した時刻t23で、MOSトランジスタM0のソース電位VDが入力電圧Vin程度になると、MOSトランジスタM0は、ソース電位とゲート電位が共に入力電圧Vinとなるので、オフする。
When the electromagnetic energy accumulated in the coil L0 is consumed by the
以上により、MOSトランジスタM0を、端子T7に供給されるコントロール信号がハイレベルからローレベルになる、すなわち、負荷13への電流の供給を停止するコントロール信号が供給されてから時間ΔT20程度遅延させて、オフさせることが可能となる。このため、MOSトランジスタM0によりコイルL0に蓄積された電磁エネルギーを放出する経路を確保でき、端子T2の急激な上昇を防止できる。
As described above, the MOS transistor M0 is delayed by a time ΔT20 after the control signal supplied to the terminal T7 changes from the high level to the low level, that is, after the control signal for stopping the supply of the current to the
よって、素子の耐圧などを低下させることができ、装置の小型化が可能となる。 Therefore, the breakdown voltage of the element can be reduced, and the device can be downsized.
〔その他〕
なお、本実施例では、ショットキーバリアダイオードSBDにより整流を行う電源回路に適用したが、ショットキーバリアダイオードSBDに代えてMOSトランジスタM11とは逆にスイッチングされるMOSトランジスタを設けた、いわゆる、同期整流型の電源回路に対しても適用可能であることは言うまでもない。
[Others]
In this embodiment, the present invention is applied to a power supply circuit that performs rectification using a Schottky barrier diode SBD. Needless to say, the present invention can also be applied to a rectification type power supply circuit.
さらに、本実施例では、ショットキーバリアダイオードSBDを電流制御IC111、211の外の配置した構成としたが、ショットキーバリアダイオードSBDを電流制御IC111、211に内蔵する構成とすることも可能である。
Further, in this embodiment, the Schottky barrier diode SBD is arranged outside the
101、201 LED発光装置
111、211 電源制御IC
12 電源、13 負荷
L0 コイル、SBD ショットキーバリアダイオード、M0 遮断用MOSトランジスタ
Rs 抵抗、Cin、Cout 平滑用キャパシタ
21 制御部、22 ドライバ、23 バッファアンプ
124、224 遮断回路
131、133 バッファアンプ、132 充放電用アンプ、134 電流源
C1 遅延用キャパシタ、M21 MOSトランジスタ
101, 201 LED
12 power supply, 13 load L0 coil, SBD Schottky barrier diode, M0 cutoff MOS transistor Rs resistance, Cin,
Claims (7)
前記整流手段と前記負荷との間に接続され、前記整流手段と前記負荷との接続をスイッチングするスイッチ手段と、
前記昇圧手段の昇圧動作が停止されるときに、前記昇圧手段の昇圧動作の停止より遅れて、前記スイッチ手段をオフさせる遮断手段とを有することを特徴とする電源装置。 Boosting means for boosting the input voltage, rectifying means for rectifying the boosted voltage boosted by the boosting means and supplying it to the load, and controlling the boosting means according to the current flowing through the load, and supplying from the outside A power supply device having control means for stopping the boosting operation of the boosting means in response to a control signal to be performed,
Switch means connected between the rectifying means and the load, and for switching the connection between the rectifying means and the load;
A power supply device comprising: a shut-off means for turning off the switch means after the boosting operation of the boosting means is stopped when the boosting operation of the boosting means is stopped.
前記遅延手段により遅延された信号により前記スイッチ手段をオフさせることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The blocking means has delay means for delaying the control signal,
2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switch means is turned off by a signal delayed by the delay means.
前記遮断手段は、前記昇圧手段の昇圧動作が停止されるときに、前記MOSトランジスタのゲートに前記入力電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The switch means is composed of a MOS transistor having a source-drain connected between the rectifier means and the load.
2. The power supply device according to claim 1, wherein the blocking means applies the input voltage to the gate of the MOS transistor when the boosting operation of the boosting means is stopped.
前記制御手段は、前記コイルの他端と前記整流手段との接続点と接地との間に接続された昇圧用スイッチ手段を有し、
前記昇圧用スイッチ手段を前記負荷に流れる電流に応じてスイッチング制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の電源装置。 The boosting means is composed of a coil having one end applied with the input voltage and the other end connected to the rectifying means,
The control means includes a boosting switch means connected between a connection point between the other end of the coil and the rectifying means and the ground,
4. The power supply device according to claim 1, wherein switching control of the boosting switch unit is performed according to a current flowing through the load.
前記昇圧手段の昇圧動作が停止されるときに、前記昇圧手段の昇圧動作の停止より遅れて、前記スイッチ手段をオフさせる遮断手段を有することを特徴とする電源制御装置。 A booster that boosts the input voltage, a rectifier that rectifies the boosted voltage boosted by the booster, and a load that is supplied with the current rectified by the rectifier, and is connected between the rectifier and the load And switching means for switching the connection to the load, and controlling according to the current flowing through the load, stopping the boosting operation of the boosting means according to a control signal supplied from the outside, and the switch means In a power supply control device having control means for turning off
A power supply control device comprising: a shut-off means for turning off the switch means with a delay from the stop of the boosting operation of the boosting means when the boosting operation of the boosting means is stopped.
前記遅延手段により遅延された信号により前記スイッチ手段をオフさせることを特徴とする請求項5記載の電源制御装置。 The blocking means has delay means for delaying the control signal,
6. The power supply control apparatus according to claim 5, wherein the switch means is turned off by a signal delayed by the delay means.
前記遮断手段は、前記昇圧手段の昇圧動作が停止されるときに、前記MOSトランジスタのゲートに前記入力電圧を印加することを特徴とする請求項5記載の電源制御装置。 The switch means is composed of a MOS transistor having a source-drain connected between the rectifier means and the load.
6. The power supply control device according to claim 5, wherein the blocking means applies the input voltage to the gate of the MOS transistor when the boosting operation of the boosting means is stopped.
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