JP2005333699A - Switching power supply - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain an operation delay period sufficient for avoiding lack of a sync signal for instantaneous lack of the sync signal. <P>SOLUTION: The switching power supply comprises a free running oscillation circuit 26 generating a frequency lower than the synchronizing frequency of a sync signal and delivering an oscillation output when the sync signal is inputted, a section 28 for controlling the on interval of a switching element Q1 such that the output voltage has a target value by determining the on timing of the switching element Q1 based on the output from the free running oscillation circuit 26 or the sync signal, and a lack period generation circuit 23 for stopping operation when the sync signal is iputted and starting operation when the sync signal is not iputted. When the sync signal is not iputted, the on interval control section 28 performs switching operation of the switching element Q1 at the on timing of the free running oscillation circuit 26 and performs intermittent switching operation based on the output from the lack period generation circuit 23 upon elapsing a predetermined time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、外部からの同期信号に同期してスイッチング素子のスイッチング動作を行うスイッチング電源装置において、特に負荷の待機動作に合わせて、スイッチング素子を間欠動作させて待機電力の削減を図る技術に関する。   The present invention relates to a technique for reducing standby power by operating a switching element intermittently in accordance with a standby operation of a load in a switching power supply apparatus that performs a switching operation of the switching element in synchronization with an external synchronization signal.

外部からの同期信号に同期した周波数でスイッチング素子を駆動し、負荷に電力を供給するスイッチング電源装置は、例えば陰極線管(CRT)表示装置(ディスプレイ)等では画面ノイズを削減するという目的で、水平同期周波数にスイッチング電源装置のスイッチング周波数を同期させている。   A switching power supply device that drives a switching element at a frequency synchronized with an external synchronization signal and supplies power to a load is horizontal for the purpose of reducing screen noise in, for example, a cathode ray tube (CRT) display device (display). The switching frequency of the switching power supply is synchronized with the synchronization frequency.

この場合、負荷が待機状態になったときに、スイッチング電源装置の動作モードを待機動作モードに切り替え、スイッチング素子を間欠動作させることにより電源部の損失を押さえ、入力電力の削減を図っている。このスイッチング電源装置は、前述の同期信号の有無を検出し、同期信号の有無により負荷の状態を判断している。このため、負荷からの特別な信号を必要としないで負荷の状態を判断できるので、簡単な構成で且つ安価となる。   In this case, when the load enters a standby state, the switching power supply device is switched from the operation mode to the standby operation mode, and the switching element is operated intermittently, thereby suppressing the loss of the power supply unit and reducing the input power. This switching power supply device detects the presence or absence of the aforementioned synchronization signal, and determines the state of the load based on the presence or absence of the synchronization signal. For this reason, since the state of the load can be determined without requiring a special signal from the load, the configuration is simple and inexpensive.

図7は従来のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。このスイッチング電源装置は、直流電源Vinの両端に、トランスTの1次巻線NPとスイッチング素子Q1との直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1は、例えばMOSFETから構成されており、ドレインは1次巻線NPに接続され、ソースは直流電源Vinの負極(アース)に接続され、ゲートはスイッチング素子駆動部19に接続されている。スイッチング素子Q1は、スイッチング素子駆動部19からゲートに供給される駆動信号によりオン/オフする。   FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional switching power supply device. In this switching power supply device, a series circuit of a primary winding NP of a transformer T and a switching element Q1 is connected to both ends of a DC power supply Vin. The switching element Q1 is composed of, for example, a MOSFET, the drain is connected to the primary winding NP, the source is connected to the negative electrode (earth) of the DC power supply Vin, and the gate is connected to the switching element drive unit 19. . The switching element Q1 is turned on / off by a drive signal supplied from the switching element drive unit 19 to the gate.

トランスTの2次巻線NSには、ダイオードD1と平滑コンデンサC1とからなる整流平滑回路が接続され、この整流平滑回路の出力端子には図示しない負荷が接続されている。また、整流平滑回路の出力端子間には誤差増幅器11が接続され、誤差増幅器11には、フォトカプラPCの発光部が接続されている。   A rectifying / smoothing circuit including a diode D1 and a smoothing capacitor C1 is connected to the secondary winding NS of the transformer T, and a load (not shown) is connected to the output terminal of the rectifying / smoothing circuit. An error amplifier 11 is connected between the output terminals of the rectifying and smoothing circuit, and the light amplifier of the photocoupler PC is connected to the error amplifier 11.

また、同期信号検出回路12は、同期信号Vtrig(以下、同期信号と略する。)を検出するもので、ダイオードD2、コンデンサC2、抵抗R1、コンパレータ121から構成されている。間欠周期発生回路13は、同期信号検出回路12が同期信号を検出しない場合に、自走発振回路16によるスイッチング動作と停止を繰り返す間欠動作をスイッチング素子Q1に行わせるための間欠信号を発生する。   The synchronization signal detection circuit 12 detects a synchronization signal Vtrig (hereinafter abbreviated as a synchronization signal), and includes a diode D2, a capacitor C2, a resistor R1, and a comparator 121. The intermittent cycle generation circuit 13 generates an intermittent signal for causing the switching element Q1 to perform an intermittent operation that repeats the switching operation and the stop by the free-running oscillation circuit 16 when the synchronization signal detection circuit 12 does not detect the synchronization signal.

自走発振回路16は、間欠周期発生回路13からの間欠信号の有無により発振の断続を行い、間欠信号がHレベルのときに発振を停止し、Lレベルのときに発振を行う。オア回路17は、同期信号と自走発振回路16の出力のオアをとる。オン期間制御部18は、オア回路17の出力とフォトカプラPCの受光部に流れる電流とに基づき整流平滑回路の出力電圧が誤差増幅器11で決定される目標値になるようにパルスのオン幅を制御する。スイッチング素子駆動部19は、オン期間制御部18で制御されたパルスのオン幅に基づき制御信号を生成し、制御信号によりスイッチング素子Q1のスイッチング動作を制御する。   The free-running oscillation circuit 16 intermittently oscillates depending on the presence / absence of an intermittent signal from the intermittent cycle generation circuit 13, stops oscillation when the intermittent signal is at the H level, and oscillates when the intermittent signal is at the L level. The OR circuit 17 takes the OR of the synchronization signal and the output of the free-running oscillation circuit 16. The ON period control unit 18 sets the ON width of the pulse so that the output voltage of the rectifying and smoothing circuit becomes a target value determined by the error amplifier 11 based on the output of the OR circuit 17 and the current flowing in the light receiving unit of the photocoupler PC. Control. The switching element driving unit 19 generates a control signal based on the ON width of the pulse controlled by the ON period control unit 18, and controls the switching operation of the switching element Q1 by the control signal.

このように構成されたスイッチング電源装置において、同期信号が同期信号検出回路12に入力された場合には、同期信号はダイオードD2とコンデンサC2とで整流平滑されて、整流平滑電圧がコンパレータ121の非反転端子に入力される。整流平滑電圧は基準電圧Vrefを越えるため、コンパレータ121の出力はHレベルとなり、間欠周期発生回路13は、間欠信号を自走発振回路16に出力しない。また、同期信号が自走発振回路16に入力された場合には、発振出力を出力しないが、オア回路17に入力された同期信号は、オン期間制御部18に送られる。即ち、同期信号がある場合には、同期信号に同期したスイッチング動作を行いながら、出力電圧を目標値に制御するオン期間でスイッチング素子Q1を駆動し、出力電圧を負荷に供給する。   In the switching power supply device configured as described above, when the synchronization signal is input to the synchronization signal detection circuit 12, the synchronization signal is rectified and smoothed by the diode D 2 and the capacitor C 2, and the rectified and smoothed voltage is not applied to the comparator 121. Input to the inverting terminal. Since the rectified and smoothed voltage exceeds the reference voltage Vref, the output of the comparator 121 becomes H level, and the intermittent cycle generation circuit 13 does not output the intermittent signal to the free-running oscillation circuit 16. When the synchronization signal is input to the free-running oscillation circuit 16, the oscillation output is not output, but the synchronization signal input to the OR circuit 17 is sent to the ON period control unit 18. That is, when there is a synchronization signal, the switching element Q1 is driven during the ON period in which the output voltage is controlled to the target value while the switching operation is synchronized with the synchronization signal, and the output voltage is supplied to the load.

同期信号が入力されない場合には、自走発振回路16は発振出力を発生し、オア回路17に出力する。また、コンパレータ121の出力はLレベルとなり、間欠周期発生回路13は、間欠信号を発生し、その間欠信号は自走発振回路16に入力される。自走発振回路16は入力される間欠信号に従って間欠発振動作を行う。即ち、同期信号がない場合には、間欠信号により自走発振回路16に基づくスイッチング動作と停止を繰り返す間欠動作を行う。   When no synchronization signal is input, the free-running oscillation circuit 16 generates an oscillation output and outputs it to the OR circuit 17. Further, the output of the comparator 121 becomes L level, the intermittent cycle generation circuit 13 generates an intermittent signal, and the intermittent signal is input to the free-running oscillation circuit 16. The free-running oscillation circuit 16 performs an intermittent oscillation operation according to the input intermittent signal. That is, when there is no synchronization signal, an intermittent operation that repeats a switching operation and a stop based on the free-running oscillation circuit 16 by an intermittent signal is performed.

このように、同期信号の有無の判定を行い、同期信号がないことが検出された場合には、スイッチング電源を間欠動作させ、待機状態の負荷に適した動作モードにしている。   In this way, the presence / absence of the synchronization signal is determined, and when it is detected that there is no synchronization signal, the switching power supply is intermittently operated to set the operation mode suitable for the standby load.

また、従来の技術に関連した技術として、例えば特許文献1がある。
特開平9−9174号公報
Further, as a technique related to the conventional technique, there is, for example, Patent Document 1.
JP-A-9-9174

しかしながら、上述した図7に示すスイッチング電源装置にあっては、同期信号を整流する部分(同期信号検出回路12)が必要となり、部品点数が増えるという問題があった。   However, in the switching power supply device shown in FIG. 7 described above, there is a problem that a part for rectifying the synchronization signal (synchronization signal detection circuit 12) is required, and the number of parts increases.

また、CRTの水平同期信号では、同期信号の切り替え時に数ミリ秒オーダーの欠落が生じる場合がある。このため、同期信号消失の検出回路をスイッチング電源装置用の集積回路に集積し、部品点数及びコストの削減を図ろうとすると、同期信号の瞬時的な欠落に対する対策として数十ミリ秒の動作遅延が必要となる。しかし、このような長い時定数を持つ時定数回路を集積回路内にそのまま集積するのは大きな実装面積を要し、また外付け部品が必要であった。間欠周期発生回路も同様であり、両方を集積するのは困難であった。   Further, in the case of a CRT horizontal synchronization signal, there is a case in which a loss of several milliseconds is generated when the synchronization signal is switched. For this reason, when the detection circuit for the synchronization signal loss is integrated in the integrated circuit for the switching power supply device to reduce the number of parts and the cost, an operation delay of several tens of milliseconds is taken as a countermeasure against the instantaneous loss of the synchronization signal. Necessary. However, integrating such a time constant circuit having a long time constant as it is in an integrated circuit requires a large mounting area and requires external components. The intermittent cycle generation circuit is also the same, and it is difficult to integrate both.

特に、スイッチング電源装置は、入力商用交流電源に直結しているので、安全性規格のために各部品の端子間の短絡及び開放等のアブノーマル試験が行われる。このため、集積回路の外付け部品とそれによる端子数の増加は、コストや実装面積のみならず、安全性を確認するための試験項目も増加することから、外付け部品点数は極力削減し、安全性の低下する可能性を少なくすることが望ましい。   In particular, since the switching power supply device is directly connected to the input commercial AC power supply, an abnormal test such as a short circuit and an open circuit between terminals of each component is performed for safety standards. For this reason, the increase in the number of external components and the number of terminals due to this increases not only the cost and mounting area, but also increases the number of test items for confirming safety, reducing the number of external components as much as possible. It is desirable to reduce the possibility of a decrease in safety.

本発明は、同期信号の検出と、同期信号の消失に伴い、待機モード動作を行わせるための回路をスイッチング電源装置制御用の集積回路内に集積させ、同期信号の瞬時的な欠落に対して、同期信号の欠落を回避する充分な動作遅延期間を得ると同時に、部品点数の増加を防止できるスイッチング電源装置を提供することにある。   The present invention integrates a circuit for performing a standby mode operation in an integrated circuit for controlling a switching power supply device in response to the detection of a synchronization signal and the disappearance of the synchronization signal, to prevent an instantaneous loss of the synchronization signal. An object of the present invention is to provide a switching power supply device that can obtain a sufficient operation delay period that avoids the loss of a synchronization signal and can prevent an increase in the number of components.

本発明は前記課題を解決するために以下の手段を採用した。請求項1の発明は、同期信号に同期してスイッチング素子のスイッチング動作を行うことにより入力電源の電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチング電源装置において、前記同期信号の同期周波数より低い周波数を発生し、前記同期信号が入力されたとき発振出力を出力しない自走発振回路と、前記自走発振回路の出力又は前記同期信号により前記スイッチング素子のオンタイミングを決定し、前記出力電圧が目標値になるように前記スイッチング素子のオン期間を制御するオン期間制御部と、前記同期信号が入力されいる間は動作を停止し、前記同期信号が入力されないと動作を開始する間欠周期発生回路を備え、前記オン期間制御部は、前記同期信号が入力されない時は、前記自走発振回路のオンタイミングで前記スイッチング素子のスイッチング動作を行い、所定の時間経過後、前記間欠周期発生回路の出力に基づきスイッチング動作を間欠動作させることを特徴とする。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems. The invention according to claim 1 is a switching power supply device that converts a voltage of an input power supply into a DC output voltage by performing a switching operation of a switching element in synchronization with a synchronization signal, and generates a frequency lower than the synchronization frequency of the synchronization signal. A self-running oscillation circuit that does not output an oscillation output when the synchronization signal is input, and an on-timing of the switching element is determined based on an output of the free-running oscillation circuit or the synchronization signal, and the output voltage becomes a target value. An on-period controller that controls the on-period of the switching element, and an intermittent period generation circuit that stops operation while the synchronization signal is input and starts operation when the synchronization signal is not input, The on-period control unit is configured to switch the switching element at an on-timing of the free-running oscillation circuit when the synchronization signal is not input. Performs switching operation, after a predetermined time, characterized in that for intermittently operating the switching operation based on an output of said intermittent cycle generating circuit.

請求項2の発明は、請求項1記載のスイッチング電源装置において、前記入力電源を起動した後に始めて前記同期信号が入力されたことを記憶する履歴記憶回路を有し、前記オン期間制御部は、前記同期信号が入力されたことを前記履歴記憶回路が記憶していない場合には、前記同期信号の有無に関わらず、前記自走発振回路の出力に基づき前記スイッチング素子のスイッチング動作を連続することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the switching power supply device according to claim 1, further comprising a history storage circuit that stores that the synchronization signal is input for the first time after the input power supply is activated, and the on-period control unit includes: When the history storage circuit does not store the input of the synchronization signal, the switching operation of the switching element is continued based on the output of the free-running oscillation circuit regardless of the presence or absence of the synchronization signal. It is characterized by.

請求項3の発明は、請求項2記載のスイッチング電源装置において、前記スイッチング素子に流れるスイッチング電流を検出し該スイッチング電流が所定の電流値以上になったかどうかを検出する電流検出回路を有し、前記間欠周期発生回路の出力に基づき前記スイッチング素子のスイッチング動作を行っているときに、前記電流検出回路により前記所定の電流値以上のスイッチング電流が流れていることが検出されたときには、前記履歴記憶回路の前記同期信号が入力された記憶を解除させる記憶解除手段を有することを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the switching power supply device according to the second aspect, further comprising a current detection circuit that detects a switching current flowing through the switching element and detects whether or not the switching current exceeds a predetermined current value. When the switching operation of the switching element is performed based on the output of the intermittent cycle generation circuit, when the current detection circuit detects that a switching current greater than or equal to the predetermined current value flows, the history storage It has a memory releasing means for releasing the memory to which the synchronizing signal of the circuit is inputted.

請求項1の発明によれば、間欠周期発生回路は、同期信号が入力されいる間は動作を停止し、同期信号が入力されないと動作を開始し、オン期間制御部は、同期信号が入力されない時は、自走発振回路のオンタイミングでスイッチング素子のスイッチング動作を行い、所定の時間経過後、間欠周期発生回路の出力に基づきスイッチング動作を間欠動作させる。即ち、同期信号の検出及び同期信号の瞬時的な欠落に対して、待機動作時の間欠周期の最初の立ち上がりが発生するまでの時間を動作遅延時間として利用しているため、同期信号の欠落を回避する充分な動作遅延期間を得ると同時に、部品点数の増加を防止できる。   According to the first aspect of the present invention, the intermittent cycle generation circuit stops operating while the synchronization signal is input, starts operation when the synchronization signal is not input, and the on period control unit does not receive the synchronization signal. When the self-running oscillation circuit is turned on, the switching element performs a switching operation, and after a predetermined time has elapsed, the switching operation is intermittently performed based on the output of the intermittent cycle generation circuit. In other words, the time until the first rise of the intermittent cycle during standby operation is used as the operation delay time for the detection of the synchronization signal and the instantaneous loss of the synchronization signal. Thus, an increase in the number of parts can be prevented at the same time as obtaining a sufficient operation delay period.

請求項2の発明によれば、オン期間制御部は、同期信号が入力されたことを履歴記憶回路が記憶していない場合には、同期信号の有無に関わらず、自走発振回路の出力に基づきスイッチング素子のスイッチング動作を連続する。即ち、電源起動後、同期信号が一度も入力されない状態を電源起動時と判断し、その状態では待機動作モードの間欠動作を行わず、自走発振回路によるスイッチング素子のスイッチング動作を行うことができる。   According to the invention of claim 2, when the history storage circuit does not store that the synchronization signal is input, the on-period control unit outputs to the output of the free-running oscillation circuit regardless of the presence or absence of the synchronization signal. Based on this, the switching operation of the switching element is continued. That is, after the power is turned on, a state in which no synchronization signal is input is determined as the time when the power is turned on. .

請求項3の発明によれば、電流検出回路は、スイッチング素子に流れるスイッチング電流が所定の電流値以上になったかどうかを検出し、記憶解除手段は、間欠周期発生回路の出力に基づきスイッチング素子のスイッチング動作を行っているときに、電流検出回路により所定の電流値以上のスイッチング電流が流れていることが検出されたときには、履歴記憶回路の同期信号が入力された記憶を解除させる。即ち、同期信号が消失しただけではなくそのときに負荷状態が充分に軽いかどうかを検出して、間欠動作を行うかどうかを判断できる。   According to the invention of claim 3, the current detection circuit detects whether the switching current flowing through the switching element is equal to or greater than a predetermined current value, and the memory release means is configured to detect the switching element based on the output of the intermittent period generation circuit. When the switching operation is performed, if the current detection circuit detects that a switching current of a predetermined current value or more is flowing, the storage to which the synchronization signal of the history storage circuit is input is released. That is, it is possible to determine whether or not to perform an intermittent operation by detecting whether or not the load state is sufficiently light at that time in addition to the disappearance of the synchronization signal.

以下、本発明に係るスイッチング電源装置の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments of a switching power supply apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。このスイッチング電源装置において、直流電源Vin、トランスT、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、平滑コンデンサC1、フォトカプラPC、及び誤差増幅器11の構成は、図7に示す従来のスイッチング電源装置のそれらの構成と同一構成であるので、それらの説明は省略する。   1 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In this switching power supply, the configurations of the DC power supply Vin, the transformer T, the switching element Q1, the diode D1, the smoothing capacitor C1, the photocoupler PC, and the error amplifier 11 are the same as those of the conventional switching power supply shown in FIG. Since it is the same structure, those description is abbreviate | omitted.

スイッチング電源制御部21は、同期信号記憶回路22からなるフリップフロップFF1、間欠周期発生回路23、制御部電源24、間欠信号記憶回路25からなるフリップフロップFF2、オア回路U1,U4、インバータ回路IV2、ノア回路U3、自走発振回路26、オン期間制御部28、スイッチング素子駆動回路29を有している。スイッチング電源制御部21は、スイッチング電源装置制御用の集積回路内に集積されている。   The switching power supply control unit 21 includes a flip-flop FF1 including a synchronization signal storage circuit 22, an intermittent cycle generation circuit 23, a control unit power supply 24, a flip-flop FF2 including an intermittent signal storage circuit 25, OR circuits U1 and U4, an inverter circuit IV2, A NOR circuit U3, a free-running oscillation circuit 26, an ON period control unit 28, and a switching element drive circuit 29 are provided. The switching power supply control unit 21 is integrated in an integrated circuit for controlling the switching power supply device.

フリップフロップFF1は、同期信号をセット端子Sに入力することで同期信号があったことを記憶し、自走発振回路26の出力をリセット端子Rに入力することで自走発振回路26が動作すると同期信号の記憶を解除する。   The flip-flop FF1 stores the synchronization signal by inputting the synchronization signal to the set terminal S, and inputs the output of the free-running oscillation circuit 26 to the reset terminal R to operate the free-running oscillation circuit 26. Release the memory of the sync signal.

間欠周期発生回路23は、フリップフロップFF1が同期信号が入力されたことを記憶している間は動作を停止するもので、オア回路U2、インバータ回路IV1、FETQ2、FETQ3、コンパレータCP1を有している。オア回路U2は、フリップフロップFF1出力とコンパレータCP1出力とのオアをとる。FETQ2のソースとFETQ3のドレインとは共通接続され、FETQ2のドレインは定電流源を介して制御部電源24に接続され、FETQ3のソースはアースされている。FETQ2のソースとFETQ3のドレインとの接続点は、コンデンサCtの一端及びコンパレータCP1の非反転端子に接続されている。オア回路U2の出力は、FETQ2のゲートへはインバータ回路IV1を介して接続され、FETQ3のゲートへは直接接続されている。コンパレータCP1は、ヒステリシスコンパレータであり、コンデンサCtの両端電圧が電圧Vt2(Vt1<Vt2)に達した後に電圧Vt2〜Vt1の範囲にあるときはHレベルを出力し、コンデンサCtの両端電圧が電圧ゼロ〜Vt2未満のときはLレベルを出力する。即ち、間欠周期発生回路23は、同期信号が入力されないときコンデンサCtの両端電圧とに基づきコンパレータCP1出力である間欠周期信号を発生する。 The intermittent cycle generation circuit 23 stops the operation while the flip-flop FF1 stores the input of the synchronization signal, and has an OR circuit U2, an inverter circuit IV1, an FET Q2, an FET Q3, and a comparator CP1. Yes. The OR circuit U2 takes an OR of the output of the flip-flop FF1 and the output of the comparator CP1. The source of the FET Q2 and the drain of the FET Q3 are commonly connected, the drain of the FET Q2 is connected to the control unit power supply 24 through a constant current source, and the source of the FET Q3 is grounded. A connection point between the source of the FET Q2 and the drain of the FET Q3 is connected to one end of the capacitor Ct and the non-inverting terminal of the comparator CP1. The output of the OR circuit U2 is connected to the gate of the FET Q2 via the inverter circuit IV1, and is directly connected to the gate of the FET Q3. The comparator CP1 is a hysteresis comparator, and outputs an H level when the voltage between both ends of the capacitor Ct reaches the voltage V t2 (V t1 <V t2 ) and is in the range of the voltage V t2 to V t1 . voltage across when less than zero voltage ~V t2 and outputs the L level. That is, the intermittent cycle generation circuit 23 generates an intermittent cycle signal that is an output of the comparator CP1 based on the voltage across the capacitor Ct when no synchronization signal is input.

フリップフロップFF2は、間欠周期発生回路23のコンパレータCP1出力をセット端子Sに入力し、フリップフロップFF1出力をリセット端子Rに入力し、間欠周期発生回路23の最初のパルスの立ち上がりを記憶し、同期信号が入力されたときにはその記憶を解除する。即ち、フリップフロップFF2は、間欠周期発生回路23のコンパレータCP1出力と同期信号とに基づき、間欠動作を記憶する。   The flip-flop FF2 inputs the comparator CP1 output of the intermittent cycle generation circuit 23 to the set terminal S, inputs the output of the flip-flop FF1 to the reset terminal R, stores the rising edge of the first pulse of the intermittent cycle generation circuit 23, and synchronizes When a signal is input, the memory is released. That is, the flip-flop FF2 stores the intermittent operation based on the output of the comparator CP1 of the intermittent cycle generation circuit 23 and the synchronization signal.

インバータ回路IV2は、フリップフロップFF2出力を反転する。ノア回路U3は、コンパレータCP1出力を反転し、インバータ回路IV2出力を反転し、これら2つの反転出力のアンドをとる。オア回路U1は、同期信号とノア回路U3出力とのオアをとる。   Inverter circuit IV2 inverts the output of flip-flop FF2. The NOR circuit U3 inverts the output of the comparator CP1, inverts the output of the inverter circuit IV2, and takes the AND of these two inverted outputs. The OR circuit U1 takes an OR of the synchronization signal and the NOR circuit U3 output.

自走発振回路26は、オア回路U1出力を入力し、同期信号の同期周波数より低い周波数を発振する時定数回路を有し、同期信号により時定数回路がリセットされて同期信号が入力されている間は発振出力が出力されず、同期信号が入力されないとき発振出力を出力するように構成されている。オア回路U4は、同期信号と自走発振回路26の出力とのオアをとる。   The free-running oscillation circuit 26 has an OR circuit U1 output and has a time constant circuit that oscillates at a frequency lower than the synchronization frequency of the synchronization signal. The time constant circuit is reset by the synchronization signal and the synchronization signal is input. During this period, no oscillation output is output, and when no synchronization signal is input, the oscillation output is output. The OR circuit U4 takes an OR of the synchronization signal and the output of the free-running oscillation circuit 26.

オン期間制御部28は、オア回路U4出力、即ち、自走発振回路26の出力又は同期信号によりスイッチング素子Q1のオンタイミングを決定し、フォトカプラPCの受光部に流れる電流に基づき整流平滑回路の出力電圧が誤差増幅器11で決定される目標値になるようにスイッチング素子Q1のオン期間を制御する。また、オン期間制御部28は、フリップフロップFF2が間欠周期発生回路23の最初のパルスの立ち上がりを記憶している間は、間欠周期発生回路23のコンパレータCP1出力に基づき、自走発振回路26に基づくスイッチング素子Q1のスイッチング動作を間欠動作させる。   The ON period control unit 28 determines the ON timing of the switching element Q1 based on the output of the OR circuit U4, that is, the output of the free-running oscillation circuit 26 or the synchronization signal, and based on the current flowing in the light receiving unit of the photocoupler PC, The ON period of the switching element Q1 is controlled so that the output voltage becomes a target value determined by the error amplifier 11. The on-period control unit 28 controls the free-running oscillation circuit 26 based on the output of the comparator CP1 of the intermittent period generation circuit 23 while the flip-flop FF2 stores the rising edge of the first pulse of the intermittent period generation circuit 23. The switching operation of the based switching element Q1 is intermittently operated.

スイッチング素子駆動回路29は、オン期間制御部28で制御されたパルスのオン期間に基づき制御信号を生成し、制御信号によりスイッチング素子Q1のスイッチング動作を制御する。   The switching element drive circuit 29 generates a control signal based on the ON period of the pulse controlled by the ON period control unit 28, and controls the switching operation of the switching element Q1 by the control signal.

次にこのように構成された実施例1のスイッチング電源装置の動作を図2に示す動作波形図を参照しながら説明する。   Next, the operation of the switching power supply apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to an operation waveform diagram shown in FIG.

(1)同期信号が入力されているときの同期動作を説明する。 (1) A synchronization operation when a synchronization signal is input will be described.

図2に示す期間T1、期間T3、期間T6においては、まず、同期信号がオア回路U4を介してオン期間制御部28に入力される。この同期信号は、スイッチング素子Q1のオンタイミングを決めている。このため、オン期間制御部28は、同期信号のパルスによりスイッチング素子Q1のオンタイミングを決め、トランスTの2次側からのフィードバック信号であるフォトカプラPCからの信号によりスイッチング素子Q1のオン期間信号を発生する。   In the period T1, the period T3, and the period T6 illustrated in FIG. 2, first, a synchronization signal is input to the on period control unit 28 via the OR circuit U4. This synchronization signal determines the on-timing of the switching element Q1. For this reason, the ON period control unit 28 determines the ON timing of the switching element Q1 by the pulse of the synchronization signal, and the ON period signal of the switching element Q1 by the signal from the photocoupler PC that is a feedback signal from the secondary side of the transformer T. Is generated.

スイッチング素子駆動回路29は、オン期間制御部28で発生したオン期間信号によりスイッチング素子Q1を駆動する。これにより、オン期間制御部28は、オン期間だけスイッチング素子Q1をオンさせた後にオフさせる。このため、同期信号に同期してスイッチング素子Q1に電流が流れるため、スイッチング素子Q1は同期動作を行う。   The switching element driving circuit 29 drives the switching element Q1 by the on period signal generated by the on period control unit 28. Thereby, the on period control unit 28 turns on the switching element Q1 after turning it on for the on period. For this reason, since a current flows through the switching element Q1 in synchronization with the synchronization signal, the switching element Q1 performs a synchronization operation.

一方、同期信号は、オア回路U1を介して自走発振回路26に入力されるが、自走発振回路26では、同期信号が入力され続けている間は、発振出力は発生しない。   On the other hand, the synchronization signal is input to the free-running oscillation circuit 26 via the OR circuit U1, but the free-running oscillation circuit 26 does not generate an oscillation output while the synchronization signal is continuously input.

また、フリップフロップFF1のセット端子Sに同期信号が入力されることで、フリップフロップFF1は、同期信号が入力されたことを記憶する。即ち、同期信号が入力されている間、フリップフロップFF1はセットされるため、HレベルのFF1出力電圧がオア回路U2を介してインバータ回路IV1及びFETQ3に出力される。このため、FETQ2がオフし、FETQ3がオンする。すると、コンデンサCtの電荷がFETQ3を介して放電するため、コンパレータCP1の非反転端子の電圧が略ゼロ電圧となるので、間欠周期発振回路23は、停止状態に保持される。このため、コンパレータCP1出力は、Lレベルとなる。   Further, when the synchronization signal is input to the set terminal S of the flip-flop FF1, the flip-flop FF1 stores that the synchronization signal has been input. That is, since the flip-flop FF1 is set while the synchronization signal is input, the H level FF1 output voltage is output to the inverter circuit IV1 and the FET Q3 via the OR circuit U2. Therefore, the FET Q2 is turned off and the FET Q3 is turned on. Then, since the electric charge of the capacitor Ct is discharged through the FET Q3, the voltage at the non-inverting terminal of the comparator CP1 becomes substantially zero voltage, so that the intermittent period oscillation circuit 23 is held in a stopped state. For this reason, the output of the comparator CP1 becomes L level.

次に、フリップフロップFF2は、間欠周期発振回路23のコンパレータCP1出力であるLレベルをセット端子Sに入力し、フリップフロップFF1出力をリセット端子Rに入力するので、同期信号により記憶を解除する。即ち、同期信号が入力されている間は、フリップフロップFF1は、セットされ、フリップフロップFF2は、リセットされ続ける。このため、ノア回路U3出力はLレベルに保持される。   Next, the flip-flop FF2 inputs the L level, which is the output of the comparator CP1 of the intermittent oscillation circuit 23, to the set terminal S, and inputs the output of the flip-flop FF1 to the reset terminal R, so that the memory is released by the synchronization signal. That is, while the synchronization signal is input, the flip-flop FF1 is set and the flip-flop FF2 is continuously reset. For this reason, the NOR circuit U3 output is held at the L level.

その結果、オア回路U1からは同期信号のみが出力され、自走発振回路26は、オア回路U1からの同期信号により時定数回路の時定数をリセットされつづけるため、発振出力を出力しない。   As a result, only the synchronization signal is output from the OR circuit U1, and the free-running oscillation circuit 26 does not output the oscillation output because the time constant of the time constant circuit is continuously reset by the synchronization signal from the OR circuit U1.

このように、同期信号が入力される期間T1、期間T3、期間T6においては、同期信号に同期したスイッチング動作である同期動作を行いながら、出力電圧を目標値に制御するオン期間でスイッチング素子Q1を駆動し、出力電圧を負荷に供給する。   As described above, in the period T1, the period T3, and the period T6 in which the synchronization signal is input, the switching element Q1 is in the on period in which the output voltage is controlled to the target value while performing the synchronization operation that is the switching operation synchronized with the synchronization signal. To supply the output voltage to the load.

(2)次に、同期信号が瞬時的に消失したときの自走発振器動作を説明する。 (2) Next, the free-running oscillator operation when the synchronization signal disappears instantaneously will be described.

図2に示す期間T2、期間T4においては、まず、オア回路U1を介して自走発振回路26へ同期信号が入力されなくなると、自走発振回路26の発振出力が発生する。この発振出力の周波数は同期信号の周波数より低い。   In the period T2 and the period T4 shown in FIG. 2, first, when the synchronization signal is not input to the free-running oscillation circuit 26 via the OR circuit U1, the oscillation output of the free-running oscillation circuit 26 is generated. The frequency of this oscillation output is lower than the frequency of the synchronization signal.

すると、フリップフロップFF1は、セット端子Sに同期信号が入力されなくなり、リセット端子Rに自走発振回路26の発振出力が入力されるため、フリップフロップFF1出力はLレベルとなる。このため、Lレベルの信号により、オア回路U2を介して間欠周期発生回路23のFETQ3がオフし、FETQ2がオンとなる。すると、制御電源24から定電流源、FETQ2を介してコンデンサCtに電流が流れて、コンデンサCtが充電されていく。   Then, in the flip-flop FF1, since no synchronization signal is input to the set terminal S and the oscillation output of the free-running oscillation circuit 26 is input to the reset terminal R, the output of the flip-flop FF1 becomes L level. For this reason, the L level signal turns off the FET Q3 of the intermittent cycle generation circuit 23 via the OR circuit U2, and turns on the FET Q2. Then, a current flows from the control power supply 24 to the capacitor Ct via the constant current source and the FET Q2, and the capacitor Ct is charged.

コンパレータCP1は、コンデンサCtの電圧が電圧Vt2に充電されるまではその出力はLレベルである。このため、フリップフロップFF2は、リセットされた状態を保持しているので、フリップフロップFF2出力は、Lレベルであり、ノア回路U3の入力の一方はHレベルである。従って、ノア回路U3出力はLレベルとなるが、このLレベルは、オア回路U1を介して自走発振回路26には作用しない。 The comparator CP1 is, until the voltage of the capacitor Ct is charged to a voltage V t2 the output is at the L level. For this reason, since the flip-flop FF2 holds the reset state, the output of the flip-flop FF2 is L level, and one of the inputs of the NOR circuit U3 is H level. Therefore, the NOR circuit U3 output becomes L level, but this L level does not act on the free-running oscillation circuit 26 via the OR circuit U1.

このため、期間T2、期間T4では、自走発振回路26で決まるスイッチング周期で、スイッチング素子Q1のスイッチングを行い続ける。即ち、自走発振器動作が行われる。   For this reason, in the period T2 and the period T4, the switching element Q1 continues to be switched at the switching period determined by the free-running oscillation circuit 26. That is, a free-running oscillator operation is performed.

また、コンデンサCtの電圧がコンパレータCP1で決まる電圧Vt2に上昇する前に同期信号が復活すると(図2に示す例では、期間T2から期間T3へ切り替わる場合)、オア回路U1を通して自走発振回路26に同期信号が入力され、自走発振回路26の発振出力が停止する。これと同時にフリップフロップFF1がセットされ、オア回路U2を介してFETQ3がオンし、FETQ2がオフとなり、コンデンサCtは放電される。その結果、同期信号が消失する前の状態になり、そのままスイッチング素子Q1のスイッチング動作を続行する。 Further, when the synchronization signal is restored before the voltage of the capacitor Ct rises to the voltage V t2 determined by the comparator CP1 (in the example shown in FIG. 2, when switching from the period T2 to the period T3), the free-running oscillation circuit through the OR circuit U1. The synchronization signal is input to 26, and the oscillation output of the free-running oscillation circuit 26 is stopped. At the same time, the flip-flop FF1 is set, the FET Q3 is turned on via the OR circuit U2, the FET Q2 is turned off, and the capacitor Ct is discharged. As a result, the state before the disappearance of the synchronization signal is entered, and the switching operation of the switching element Q1 is continued as it is.

(3)次に、同期信号が連続的に消失した場合の動作を説明する。 (3) Next, the operation when the synchronization signal disappears continuously will be described.

図2に示す期間T5においては、同期信号が連続的に消失した場合である。この場合、同期信号が瞬時的に消失した場合の動作と略同様の動作となるが、コンデンサCtがコンパレータCP1で決まる電圧Vt2に充電されるまで同期信号が連続的に消失した場合、コンパレータCP1出力はHレベルとなる。このため、フリップフロップFF2が、コンパレータCP1出力の最初のHレベルの立ち上がり時刻t51でセットされる。同期信号が入力されなくなってから時刻t51まで(期間T4)が待機動作遅延時間となる。 In the period T5 shown in FIG. 2, the sync signal is continuously lost. In this case, the operation is substantially the same as the operation when the synchronization signal disappears instantaneously, but when the synchronization signal disappears continuously until the capacitor Ct is charged to the voltage V t2 determined by the comparator CP1, the comparator CP1 The output becomes H level. Therefore, the flip-flop FF2 is set by the first H level of the rising time t 51 of the comparator CP1 output. After synchronization signal is no longer inputted to the time t 51 (time T4) is waiting operation delay time.

この状態では、コンパレータCP1出力はHレベルであるため、ノア回路U3入力の一方がHレベルであり、ノア回路U3出力はLレベルとなり、その出力は、自走発振回路26にはこの時点では作用しない。このため、自走発振回路26は、動作を続けてスイッチング素子Q1は、スイッチング動作を継続する。   In this state, since the output of the comparator CP1 is at the H level, one of the NOR circuit U3 inputs is at the H level, the NOR circuit U3 output is at the L level, and the output acts on the free-running oscillation circuit 26 at this time. do not do. For this reason, the free-running oscillation circuit 26 continues to operate, and the switching element Q1 continues the switching operation.

コンパレータCP1がHレベルになると、このHレベルによりオア回路U2を介してFETQ3がオンし、FETQ2がオフとなり、コンデンサCtの放電が開始される。コンパレータCP1出力がLレベルとなるためには、コンデンサCtの電圧がコンパレータCP1のヒステリシス電圧分放電されなければならない。このため、コンパレータCP1のヒステリシス電圧分(Vt2−Vt1)が放電されるまではコンパレータCP1出力はHレベルのままであり、本回路は自走発振回路26によるスイッチング動作を継続している。 When the comparator CP1 becomes H level, the FET Q3 is turned on via the OR circuit U2 due to this H level, the FET Q2 is turned off, and the discharge of the capacitor Ct is started. In order for the output of the comparator CP1 to become L level, the voltage of the capacitor Ct must be discharged by the hysteresis voltage of the comparator CP1. Therefore, the output of the comparator CP1 remains at H level until the hysteresis voltage of the comparator CP1 (V t2 −V t1 ) is discharged, and this circuit continues the switching operation by the free-running oscillation circuit 26.

そして、コンデンサCtが放電されて、コンパレータCP1出力が例えば、時刻t52でLレベルになると、フリップフロップFF2は、セットされた状態を記憶しているので、ノア回路U3入力は両方ともLレベルとなり、ノア回路U3出力はHレベルとなる。 Then, when the capacitor Ct is discharged and the output of the comparator CP1 becomes L level, for example, at time t52 , since the flip-flop FF2 stores the set state, both the NOR circuit U3 inputs become L level, The output of the NOR circuit U3 becomes H level.

ノア回路U3出力がHレベルとなると、オア回路U1を介して自走発振回路26の同期信号入力は連続的にHレベルになる。自走発振回路26は、同期信号によってその時定数をリセットする動作を行うので、同期信号入力が連続的にHレベルの状態を保つと、時定数はリセットされたままとなり、発振出力を発生しない。このため、ノア回路U3出力がHレベルの間(例えば時刻t52〜時刻t53)はスイッチング素子Q1のスイッチング動作を停止する。 When the output of the NOR circuit U3 becomes H level, the synchronization signal input of the free-running oscillation circuit 26 continuously becomes H level via the OR circuit U1. Since the free-running oscillation circuit 26 performs an operation of resetting the time constant by the synchronization signal, when the synchronization signal input is continuously kept at the H level, the time constant remains reset and no oscillation output is generated. Therefore, the switching operation of the switching element Q1 is stopped while the output of the NOR circuit U3 is at the H level (for example, from time t 52 to time t 53 ).

また、コンデンサCtが放電されていき、コンパレータCP1出力が例えば時刻t52でLレベルとなると、オア回路U2を介して今度はFETQ3がオフし、FETQ2がオンとなる。このため、コンデンサCtは充電され、コンデンサCtがコンパレータCP1のヒステリシス電圧分上昇して例えば時刻t53で電圧Vt2になると、再びコンパレータCP1出力がHレベルとなる。 Further, when the capacitor Ct is discharged and the output of the comparator CP1 becomes L level at time t52 , for example, the FET Q3 is turned off and the FET Q2 is turned on via the OR circuit U2. Therefore, the capacitor Ct is charged, the capacitor Ct is the voltage V t2 hysteresis voltage component rises and for example, time t 53 of the comparator CP1, the comparator CP1 output becomes H level again.

すると、FETQ3がオンし、FETQ2がオフし、コンデンサCtは放電を開始する。コンパレータCP1出力がHレベルとなると、ノア回路U3出力がLレベルとなり、自走発振回路26への入力がなくなる。このため、再び自走発振回路26の出力によりスイッチングを開始する。   Then, the FET Q3 is turned on, the FET Q2 is turned off, and the capacitor Ct starts discharging. When the output of the comparator CP1 becomes H level, the output of the NOR circuit U3 becomes L level and there is no input to the free-running oscillation circuit 26. For this reason, switching is started again by the output of the free-running oscillation circuit 26.

以上の動作は、同期信号が再び入力される時刻t54まで継続され、コンデンサCtの充放電による間欠周期発振回路23のコンパレータCP1出力によってスイッチング素子Q1のスイッチング動作が断続的に行われる。即ち、軽負荷時のスイッチング損失を低減する間欠動作が行われる。 The above operation is continued until time t 54 which synchronizing signal is inputted again, the switching operation of the switching element Q1 is intermittently performed by the comparator CP1 outputs the intermittent period oscillation circuit 23 by charging and discharging the capacitor Ct. That is, an intermittent operation is performed to reduce switching loss at light load.

このように、実施例1のスイッチング電源装置によれば、CRTディスプレイに用いる電源では外部からの同期信号に同期させてスイッチング動作を行わせ、外部からの同期信号が入力されない時は、自走発振回路によりスイッチング動作を行う。同時に待機時と判断し、スイッチング動作を間欠動作させ、待機時消費電力を低減させる。しかし、画面の解像度を切替える時などに、瞬時の同期信号の欠落が起こることがあるが、これを検出して待機モード動作になる必要は無い。実施例1のスイッチング電源装置によれば、これらの動作を行わせるスイッチング電源制御部21をスイッチング電源装置制御用の集積回路内に集積させ、同期信号の瞬時的な欠落に対して、待機動作時の間欠周期の最初のパルスが発生するまでの時間を動作遅延時間として利用しているため、同期信号の欠落を回避する充分な動作遅延期間を得ると同時に、別途動作遅延時間を作る必要がないので、部品点数の増加、端子数の増加を防止できる。   As described above, according to the switching power supply device of the first embodiment, the power source used for the CRT display performs the switching operation in synchronization with the synchronization signal from the outside, and when the synchronization signal from the outside is not input, free-running oscillation Switching operation is performed by the circuit. At the same time, it is determined that the system is in the standby state, and the switching operation is intermittently performed to reduce standby power consumption. However, there is a case where an instantaneous synchronization signal may be lost when switching the screen resolution. However, it is not necessary to detect this and enter a standby mode operation. According to the switching power supply device of the first embodiment, the switching power supply control unit 21 for performing these operations is integrated in the integrated circuit for controlling the switching power supply device, and during the standby operation against the instantaneous loss of the synchronization signal. Since the time until the first pulse of the missing period is used as the operation delay time, it is not necessary to obtain a sufficient operation delay period to avoid the loss of the synchronization signal and to make a separate operation delay time. It is possible to prevent an increase in the number of parts and an increase in the number of terminals.

次に、実施例2のスイッチング電源装置について説明する。図1及び図2に示す実施例1のスイッチング電源装置では、電源の起動時にまず待機動作モードに入り、その後に同期信号が入力されることによって通常動作に入ることを想定している。   Next, a switching power supply device according to the second embodiment will be described. In the switching power supply device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, it is assumed that the standby operation mode is first entered when the power supply is started, and then the normal operation is entered by inputting the synchronization signal.

しかし、実際の使用上では、電源投入時に待機動作モードを介さずに直接通常動作に入れる場合も考えられる。待機モードからではなく、電源投入後待機モードを経てから通常モードへ移行するのでは正常起動に時間がかかるなどの問題がある。このため、実施例2のスイッチング電源装置では、電源起動後に、同期信号が一度も到来しない状態を電源起動時と判断し、その状態では待機モードの間欠発振動作を行わずに、自走発振回路26によるスイッチング素子Q1のスイッチング動作を継続することを特徴とする。   However, in actual use, there may be a case where the normal operation is entered directly without going through the standby operation mode when the power is turned on. There is a problem that it takes a long time for normal startup when the mode is shifted from the standby mode to the normal mode after the power is turned on instead of the standby mode. For this reason, in the switching power supply device according to the second embodiment, a state in which no synchronization signal arrives after power activation is determined as power activation, and in this state, a self-running oscillation circuit is not performed without performing an intermittent oscillation operation in a standby mode. 26, the switching operation of the switching element Q1 is continued.

図3は本発明の実施例2に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。図3に示す実施例2のスイッチング電源装置は、図1に示す実施例1のスイッチング電源装置に対して、さらに、初期化回路30、履歴記憶回路31からなるフリップフロップFF3、オア回路U5を備えたことを特徴とする。   FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The switching power supply device according to the second embodiment illustrated in FIG. 3 further includes a flip-flop FF3 including an initialization circuit 30, a history storage circuit 31, and an OR circuit U5 in addition to the switching power supply device according to the first embodiment illustrated in FIG. It is characterized by that.

初期化回路30は、電源起動後に初期化信号を一度だけフリップフロップFF3に出力する。フリップフロップFF3は、電源を起動した後、初期化回路30から始めて初期化信号が入力されたことを記憶する。オア回路U5は、フリップフロップFF1の出力とフリップフロップFF3の出力とのオアをとる。オン期間制御部28は、フリップフロップFF3が同期信号の入力を記憶していない場合には、同期信号の有無に関わらず、自走発振回路26の出力によってスイッチング素子Q1のスイッチング動作を連続させる。   The initialization circuit 30 outputs an initialization signal to the flip-flop FF3 only once after the power is turned on. The flip-flop FF3 stores the fact that the initialization signal is input starting from the initialization circuit 30 after starting the power supply. The OR circuit U5 takes an OR of the output of the flip-flop FF1 and the output of the flip-flop FF3. When the flip-flop FF3 does not store the input of the synchronization signal, the on period control unit 28 continues the switching operation of the switching element Q1 by the output of the free-running oscillation circuit 26 regardless of the presence or absence of the synchronization signal.

次にこのように構成された実施例2のスイッチング電源装置の動作を図4に示す動作波形図を参照しながら説明する。   Next, the operation of the switching power supply device according to the second embodiment configured as described above will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG.

まず、期間T11において、電源起動後に初期化回路30から一度だけ出力される信号によりフリップフロップFF3がセット(Hレベル)される。その後、同期信号が入力されない状態では、フリップフロップFF3は、セットされ続けるので、オア回路U5を介してオア回路U2出力はHレベルを維持することから、間欠周期発生回路23は動作しない。このため、この状態では、自走発振回路26の出力に従って、スイッチング素子Q1のスイッチング動作を継続する。   First, in the period T11, the flip-flop FF3 is set (H level) by a signal that is output only once from the initialization circuit 30 after the power is turned on. Thereafter, in a state where no synchronization signal is input, the flip-flop FF3 continues to be set, and the OR circuit U2 output is maintained at the H level via the OR circuit U5, so that the intermittent cycle generation circuit 23 does not operate. Therefore, in this state, the switching operation of the switching element Q1 is continued according to the output of the free-running oscillation circuit 26.

次に、電源起動後に期間T12において同期信号が入力されると、同期信号によりフリップフロップFF3がリセットされ、自走発振回路26は発振出力を出力せず、同期信号がオア回路U4を介してオン期間制御部28に入力される。このため、同期信号に同期した同期動作が行われる。   Next, when a synchronization signal is input in the period T12 after the power is turned on, the flip-flop FF3 is reset by the synchronization signal, the free-running oscillation circuit 26 does not output an oscillation output, and the synchronization signal is turned on via the OR circuit U4. Input to the period control unit 28. For this reason, a synchronization operation synchronized with the synchronization signal is performed.

次に、期間T13において、同期信号が入力されなくなると、フリップフロップFF3出力はLレベルであるため、今度は間欠周期発生回路23が動作し、そのまま同期信号が入力されない状態が継続すると、即ち、期間T14になると、図1に示す実施例1の期間T5と同様に間欠動作に入る。   Next, when the synchronization signal is not input in the period T13, the output of the flip-flop FF3 is at the L level, so that the intermittent period generation circuit 23 operates this time and the state where the synchronization signal is not input is continued, that is, In the period T14, the intermittent operation is started as in the period T5 of the first embodiment shown in FIG.

このように実施例2のスイッチング電源装置によれば、電源投入時は自走発振回路26による連続発振(自走発振器動作)を行い、一度、同期信号が入力された後、同期信号が消失したことを検出することで、間欠発振による待機動作モードに入る。即ち、電源起動後、同期信号が一度も入力されない状態を電源起動時と判断し、その状態では待機動作モードの間欠動作を行わず、自走発振回路26によるスイッチング素子のスイッチング動作を行う。このため、電源投入時に待機動作モードを介さずに直接通常動作に入る場合に対応できる。   As described above, according to the switching power supply device of the second embodiment, when the power is turned on, continuous oscillation (self-running oscillator operation) is performed by the free-running oscillation circuit 26, and once the synchronization signal is input, the synchronization signal disappears. By detecting this, a standby operation mode by intermittent oscillation is entered. That is, after the power supply is activated, a state in which no synchronization signal is input is determined to be when the power supply is activated. In this state, the intermittent operation in the standby operation mode is not performed, and the switching operation of the switching element by the free-running oscillation circuit 26 is performed. For this reason, it is possible to cope with the case where the normal operation is directly started without going through the standby operation mode when the power is turned on.

次に、実施例3のスイッチング電源装置について説明する。実施例3のスイッチング電源装置は、実施例2のスイッチング電源装置に対して、同期信号が消失しただけではなくそのときに負荷状態が充分に軽いかどうかを検出して、間欠動作を行うかどうかを判断する手段を設けたことを特徴とする。   Next, a switching power supply device according to Embodiment 3 will be described. Whether or not the switching power supply according to the third embodiment performs an intermittent operation by detecting whether the load signal is sufficiently light at that time as well as the synchronization signal disappears with respect to the switching power supply according to the second embodiment. A means for judging the above is provided.

図5は本発明の実施例3に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。図5に示す実施例3のスイッチング電源装置は、図3に示す実施例2のスイッチング電源装置に対して、さらに、スイッチング素子Q1のソースに直列に接続されたスイッチング電流検出抵抗Rs、オア回路U7、コンパレータCP2、アンド回路U6を備えたことを特徴とする。   FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The switching power supply device according to the third embodiment shown in FIG. 5 is further different from the switching power supply device according to the second embodiment shown in FIG. 3 in that the switching current detection resistor Rs and the OR circuit U7 are connected in series to the source of the switching element Q1. And a comparator CP2 and an AND circuit U6.

スイッチング電流検出抵抗Rsの両端には、スイッチング素子Q1に流れるスイッチング電流に比例した電圧が発生する。コンパレータCP2は、スイッチング電流検出抵抗Rsの両端電圧が基準電圧Vsを越える場合はHレベルを出力し、両端電圧が基準電圧Vs以下の場合はLレベルを出力することにより、スイッチング電流が所定の電流値以上になったかどうかを検出する。スイッチング電流検出抵抗RsとコンパレータCP2とは、本発明の電流検出回路を構成する。   At both ends of the switching current detection resistor Rs, a voltage proportional to the switching current flowing through the switching element Q1 is generated. The comparator CP2 outputs an H level when the voltage across the switching current detection resistor Rs exceeds the reference voltage Vs, and outputs an L level when the voltage across the switching current detection resistor Rs is equal to or lower than the reference voltage Vs. Detect if the value is greater than or equal to. The switching current detection resistor Rs and the comparator CP2 constitute a current detection circuit of the present invention.

アンド回路U6は、コンパレータCP1出力とコンパレータCP2出力とのアンドをとる。オア回路U7は、初期化回路30の出力とアンド回路U6の出力とのオアをとる。即ち、アンド回路U6及びオア回路U7は、間欠周期発生回路23の出力に基づきスイッチング素子Q1のスイッチング動作を行っているときに、所定の電流値以上のスイッチング電流が流れていることが検出されたときには、フリップフロップFF3の同期信号が入力された記憶を解除させる。   The AND circuit U6 takes an AND of the comparator CP1 output and the comparator CP2 output. The OR circuit U7 takes an OR of the output of the initialization circuit 30 and the output of the AND circuit U6. That is, when the AND circuit U6 and the OR circuit U7 are performing the switching operation of the switching element Q1 based on the output of the intermittent period generation circuit 23, it is detected that a switching current greater than a predetermined current value flows. In some cases, the memory to which the synchronization signal of the flip-flop FF3 is input is released.

次にこのように構成された実施例3のスイッチング電源装置の動作を図6に示す動作波形図を参照しながら説明する。   Next, the operation of the switching power supply device according to the third embodiment configured as described above will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG.

まず、スイッチング素子Q1に流れるスイッチング電流をスイッチング電流検出抵抗Rsで検出し、コンパレータCP2は、スイッチング電流検出抵抗Rsの両端電圧が基準電圧Vs(図6では所定の電流値CP2検出レベルに対応している。)を越えると、コンパレータCP2出力はHレベルとなる。   First, the switching current flowing through the switching element Q1 is detected by the switching current detection resistor Rs, and the comparator CP2 determines that the voltage across the switching current detection resistor Rs corresponds to the reference voltage Vs (in FIG. 6, a predetermined current value CP2 detection level). The output of the comparator CP2 becomes H level.

コンパレータCP2出力は、間欠周期発生回路23のコンパレータCP1出力とアンド(論理積)がとられているので、間欠周期発生回路23から、間欠動作を行う出力が出力されているときだけ(図6に示す例では、期間T24)、コンパレータCP2出力がアンド回路U6からオア回路U7に出力される。   Since the output of the comparator CP2 is ANDed with the output of the comparator CP1 of the intermittent cycle generation circuit 23, only when an output for performing an intermittent operation is output from the intermittent cycle generation circuit 23 (FIG. 6). In the example shown, the output of the comparator CP2 is output from the AND circuit U6 to the OR circuit U7 during the period T24).

今、期間T24において、コンパレータCP1から間欠発振の最初のパルスの立ち上がり出力があり、さらに、コンパレータCP2からスイッチング電流が所定値を超えたことを示すHレベル出力がある場合には、アンド回路U6出力は、Hレベルとなり、フリップフロップFF3がセットされる。   If there is a rising output of the first pulse of the intermittent oscillation from the comparator CP1 in the period T24, and if there is an H level output indicating that the switching current has exceeded a predetermined value from the comparator CP2, the AND circuit U6 output Becomes H level and flip-flop FF3 is set.

フリップフロップFF3がセットされると、オア回路U5出力及びオア回路U2出力がHレベルとなり、間欠周期発生回路23が停止しフリップフロップFF2がリセットされる。これにより、間欠動作を停止して、自走発振回路26によるスイッチング素子Q1の連続発振状態となる(期間T25)。   When the flip-flop FF3 is set, the OR circuit U5 output and the OR circuit U2 output become H level, the intermittent cycle generation circuit 23 is stopped, and the flip-flop FF2 is reset. Thereby, the intermittent operation is stopped, and the switching element Q1 is continuously oscillated by the free-running oscillation circuit 26 (period T25).

このように、同期信号が消失し、間欠周期発生回路23のコンパレータCP1からHレベルの信号が出力されているときに、スイッチング電流が所定値以上流れ、負荷が重いと判断される場合には、自走発振回路23の出力による連続発振を継続する。即ち、同期信号が消失しただけではなくそのときに負荷状態を検出して、負荷が重い場合に自走発振器動作に切替えることができる。CRTディスプレイによっては、解像度の設定を大幅に変更した場合、内部の部品をリレーで切替える必要が有り、このような場合は比較的長い時間、同期信号が欠落し、動作遅延時間より長くなることが有る。この場合は一旦、間欠動作に入るが負荷が重いので、直ちに自走発振回路によるスイッチング素子のスイッチング動作に切替り、その後、同期信号が入力されると同期信号によるスイッチング動作が開始する。   As described above, when the synchronization signal disappears and the H level signal is output from the comparator CP1 of the intermittent cycle generation circuit 23, when the switching current flows more than a predetermined value and it is determined that the load is heavy, Continuous oscillation by the output of the free-running oscillation circuit 23 is continued. That is, not only the sync signal disappears but also the load state is detected at that time, and when the load is heavy, the operation can be switched to the free-running oscillator operation. Depending on the CRT display, when the resolution setting is changed significantly, it is necessary to switch the internal components with a relay. In such a case, the synchronization signal is lost for a relatively long time, which may be longer than the operation delay time. Yes. In this case, the intermittent operation is temporarily started but the load is heavy, so that the switching operation of the switching element by the free-running oscillation circuit is immediately switched, and thereafter, when the synchronization signal is inputted, the switching operation by the synchronization signal is started.

本発明は、CRT表示装置の電源装置等に適用可能である。   The present invention is applicable to a power supply device for a CRT display device.

本発明の実施例1に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the switching power supply device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るスイッチング電源装置の動作を説明するための動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating operation | movement of the switching power supply which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the switching power supply which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るスイッチング電源装置の動作を説明するための動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating operation | movement of the switching power supply which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the switching power supply apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るスイッチング電源装置の動作を説明するための動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram for demonstrating operation | movement of the switching power supply which concerns on Example 3 of this invention. 従来のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional switching power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

11 誤差増幅器
12 間欠信号検出回路
13,23 間欠周期発生回路
16,26 自走発振回路
17 オア回路
19 スイッチング素子制御部
21 スイッチング電源制御部
22 同期信号記憶回路
24 制御電源
25 間欠信号記憶回路
18,28 オン期間制御部
29 スイッチング素子駆動回路
30 初期化回路
31 履歴記憶回路
U1,U2,U4,U5,U7 オア回路
U3 ノア回路
U6 アンド回路
Q1 スイッチング素子
Q2〜Q3 FET
R1 抵抗
C1 平滑コンデンサ
C2,C3 コンデンサ
D1,D2 ダイオード
FF1〜FF3 フリップフロップ
CP1〜CP2 コンパレータ
PC フォトカプラ
T トランス
NP 1次巻線
NS 2次巻線
11 Error amplifier 12 Intermittent signal detection circuit 13, 23 Intermittent cycle generation circuit 16, 26 Self-running oscillation circuit 17 OR circuit
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Switching element control part 21 Switching power supply control part 22 Synchronization signal memory | storage circuit 24 Control power supply 25 Intermittent signal memory | storage circuit 18, 28 ON period control part 29 Switching element drive circuit 30 Initialization circuit 31 History memory | storage circuit U1, U2, U4, U5 , U7 OR circuit U3 NOR circuit U6 AND circuit Q1 Switching element Q2-Q3 FET
R1 Resistor C1 Smoothing capacitor C2, C3 Capacitor D1, D2 Diode FF1-FF3 Flip-flop CP1-CP2 Comparator PC Photocoupler T Transformer NP Primary winding NS Secondary winding

Claims (3)

同期信号に同期してスイッチング素子のスイッチング動作を行うことにより入力電源の電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチング電源装置において、
前記同期信号の同期周波数より低い周波数を発生し、前記同期信号が入力されたとき発振出力を出力しない自走発振回路と、
前記自走発振回路の出力又は前記同期信号により前記スイッチング素子のオンタイミングを決定し、前記出力電圧が目標値になるように前記スイッチング素子のオン期間を制御するオン期間制御部と、
前記同期信号が入力されいる間は動作を停止し、前記同期信号が入力されないと動作を開始する間欠周期発生回路を備え、
前記オン期間制御部は、前記同期信号が入力されない時は、前記自走発振回路のオンタイミングで前記スイッチング素子のスイッチング動作を行い、所定の時間経過後、前記間欠周期発生回路の出力に基づきスイッチング動作を間欠動作させることを特徴とするスイッチング電源装置。
In the switching power supply device that converts the voltage of the input power supply into a DC output voltage by performing the switching operation of the switching element in synchronization with the synchronization signal,
A free-running oscillation circuit that generates a frequency lower than the synchronization frequency of the synchronization signal and does not output an oscillation output when the synchronization signal is input;
An on-period controller that determines an on-timing of the switching element based on an output of the free-running oscillation circuit or the synchronization signal, and controls an on-period of the switching element so that the output voltage becomes a target value;
The operation is stopped while the synchronization signal is input, and includes an intermittent cycle generation circuit that starts operation when the synchronization signal is not input.
The on period control unit performs the switching operation of the switching element at the on timing of the free-running oscillation circuit when the synchronization signal is not input, and performs switching based on the output of the intermittent period generation circuit after a predetermined time has elapsed. A switching power supply device characterized by intermittent operation.
前記入力電源を起動した後に始めて前記同期信号が入力されたことを記憶する履歴記憶回路を有し、
前記オン期間制御部は、前記同期信号が入力されたことを前記履歴記憶回路が記憶していない場合には、前記同期信号の有無に関わらず、前記自走発振回路の出力に基づき前記スイッチング素子のスイッチング動作を連続することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
A history storage circuit for storing that the synchronization signal is input for the first time after starting the input power supply;
When the history storage circuit does not store that the synchronization signal is input, the on-period control unit is configured to switch the switching element based on the output of the free-running oscillation circuit regardless of the presence or absence of the synchronization signal. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching operation is continuous.
前記スイッチング素子に流れるスイッチング電流を検出し該スイッチング電流が所定の電流値以上になったかどうかを検出する電流検出回路を有し、
前記間欠周期発生回路の出力に基づき前記スイッチング素子のスイッチング動作を行っているときに、前記電流検出回路により前記所定の電流値以上のスイッチング電流が流れていることが検出されたときには、前記履歴記憶回路の前記同期信号が入力された記憶を解除させる記憶解除手段を有することを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。

A current detection circuit for detecting a switching current flowing through the switching element and detecting whether the switching current has exceeded a predetermined current value;
When the switching operation of the switching element is performed based on the output of the intermittent cycle generation circuit, when the current detection circuit detects that a switching current greater than or equal to the predetermined current value flows, the history storage 3. The switching power supply device according to claim 2, further comprising a memory canceling unit that cancels the memory to which the synchronization signal of the circuit is input.

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