JP2012019632A - 半導体集積回路およびスイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御用IC10は、ゼロ電流検出端子ZCDに入力される補助巻線N3の電圧から半導体スイッチQ1のターンオフを検出する比較器CP1と、そのターンオフ検出から所定時間をカウントするタイマ21と、電流検出端子ISに入力される電圧から半導体スイッチQ1がオンしている時の通常の第1の電圧信号とは異なる第2の電圧信号を検出する比較器CP2とを備え、既存の電流検出端子ISでモード切替回路15a,15bにより供給される第2の電圧信号をも検出できるようにした。半導体スイッチQ1のターンオフから所定時間後に第2の電圧信号を検出することにより、専用の端子を新設することなく、たとえば過電流制限スレッシュレベル変更回路28による動作モードの切り替えが可能になる。
【選択図】図1
Description
図示のスイッチング電源装置は、自励発振を利用したスイッチングを行うスイッチング電源であり、トランスTと、半導体スイッチQ1と、制御用IC100と、フィードバック回路11とを有している。トランスTは、一次巻線N1、二次巻線N2および補助巻線N3を有している。トランスTの一次巻線N1の一端には、直流電源12が接続されている。トランスTの一次巻線N1の他端は、半導体スイッチQ1および電流検出用の抵抗R1を介して接地されている。トランスTの二次巻線N2は、ダイオードD1および出力コンデンサC1による整流平滑回路を介してこのスイッチング電源装置の出力端子13に接続されている。
スイッチング電源装置の正極側の出力端子13には、フィードバック回路11が接続されている。このフィードバック回路11は、出力端子13の出力電圧の変動を検出する抵抗R2,R3と、シャントレギュレータ14と、フォトカプラPC1e,PC1rと、電流制限用の抵抗R4とを有している。受光側のフォトカプラPC1rは、制御用IC100のフィードバック端子FBに接続されている。シャントレギュレータ14は、抵抗R2,R3によって検出された出力電圧の変動に応じた電流を発光側のフォトカプラPC1eに流し、受光側のフォトカプラPC1rがその変動に対応する誤差信号を制御用IC100のフィードバック端子FBに入力する。
図1は本発明の第1の実施の形態に係るスイッチング電源装置の一構成例を示す回路図、図2はこのスイッチング電源装置の基本部分の動作波形を示す図である。
スイッチング電源装置の正極側の出力端子13には、フィードバック回路11が接続されている。このフィードバック回路11は、正極側の出力端子13と二次側のグランドとの間に接続されて出力端子13の出力電圧の変動を検出する直列接続の抵抗R2,R3を有している。また、正極側の出力端子13と二次側のグランドとの間には、電流制限用の抵抗R4と、発光側のフォトカプラPC1eと、シャントレギュレータ14とが直列に接続されている。シャントレギュレータ14のリファレンス端子は、抵抗R2と抵抗R3との共通の接続部が接続されている。一方、発光側のフォトカプラPC1eと対の受光側のフォトカプラPC1rは、制御用IC10のフィードバック端子FBに接続されている。シャントレギュレータ14は、抵抗R2,R3によって検出された出力電圧の変動に応じた電流を発光側のフォトカプラPC1eに流し、受光側のフォトカプラPC1rがその変動に対応する誤差信号を制御用IC10のフィードバック端子FBに入力する。
この第2の実施の形態に係るスイッチング電源装置は、第1の実施の形態に係るスイッチング電源装置と比較して、半導体スイッチQ1のターンオフを検出する方法で相違している。すなわち、第2の実施の形態に係るスイッチング電源装置の制御用IC40では、RSフリップフロップ回路24の反転出力端子Qバーとタイマ21とを接続している。これにより、タイマ21は、半導体スイッチQ1のターンオフ時にHレベルとなるオフ制御信号を受けてカウントを開始し、所定時間経過後にパルス信号を出力し、Dフロップフロップ回路28のクロック入力端子CKに供給する。
11 フィードバック回路
12 直流電源
13 出力端子
14 シャントレギュレータ
15,15a,15b モード切替回路
16 モード切替信号入力端子
21 タイマ
22 バレー検出部
23 1ショット回路
24 RSフリップフロップ回路
25 ドライバ
26 レベルシフト回路
27 電流比較器
28 Dフリップフロップ回路
29 過電流制限スレッシュレベル変更回路
30 インバータ
40 制御用IC
CP1,CP2 比較器
FB フィードバック端子
GND グランド端子
IS 電流検出端子
OUT 制御出力端子
VCC 電源端子
ZCD ゼロ電流検出端子
Q1 半導体スイッチ
T トランス
Claims (7)
- トランスの一次巻線に接続された半導体スイッチを駆動する信号を出力する制御出力端子と、前記半導体スイッチに流れる電流を電圧変換した第1の電圧信号を入力する電流検出端子と、二次側出力電圧の誤差分がフィードバックされるフィードバック端子と、前記トランスの補助巻線に接続されて前記トランスの補助巻線の出力から前記半導体スイッチがターンオンすべきタイミングまたは前記半導体スイッチがターンオンすべきタイミングおよび前記半導体スイッチのターンオフを検出するためのゼロ電流検出端子とを備えた半導体集積回路であって、
前記半導体スイッチがターンオフしたタイミングから所定時間をカウントするタイマと、
前記電流検出端子に接続されて前記第1の電圧信号と異なる第2の電圧信号を検出する比較器と、
前記タイマが前記半導体スイッチのターンオフから所定時間カウントした後の前記半導体スイッチがオフしている期間に前記比較器が前記第2の電圧信号を検出したかどうかに応じて動作モードの切り替えを行う動作モード切替部と、
を備えていることを特徴とする半導体集積回路。 - 前記ゼロ電流検出端子に入力された信号から前記半導体スイッチのターンオフを検出する別の比較器を備え、
前記タイマは、前記別の比較器が前記半導体スイッチのターンオフを検出したタイミングでカウントを開始することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。 - 前記タイマは、前記半導体スイッチを駆動する信号が入力され、前記制御出力端子に前記半導体スイッチをオフ制御する信号を出力したタイミングでカウントを開始することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
- 一次巻線、二次巻線および補助巻線を有するトランス、前記一次巻線に接続された半導体スイッチ、前記二次巻線から出力された出力電圧の誤差分をフィードバックするフィードバック回路、および、前記半導体スイッチに流れる電流を電圧変換した第1の電圧信号を入力する電流検出端子と、前記フィードバック回路による前記誤差分を入力するフィードバック端子と、前記補助巻線に接続されて前記補助巻線の出力から前記半導体スイッチがターンオンすべきタイミングまたは前記半導体スイッチがターンオンすべきタイミングおよび前記半導体スイッチのターンオフを検出するためのゼロ電流検出端子とを有して前記第1の電圧信号と前記誤差分とから前記出力電圧を安定化するよう前記半導体スイッチを制御する半導体集積回路を備えたスイッチング電源装置であって、
外部からのモード切替信号に応じて前記半導体スイッチがオフしている期間に前記第1の電圧信号と異なる第2の電圧信号を前記電流検出端子に供給できるモード切替回路を備え、
前記半導体集積回路は、前記半導体スイッチがターンオフしたタイミングから所定時間をカウントするタイマと、前記電流検出端子に接続されて前記第2の電圧信号を検出する比較器と、前記タイマが前記半導体スイッチのターンオフから所定時間カウントした後の前記半導体スイッチがオフしている期間に前記比較器が前記第2の電圧信号を検出したかどうかに応じて動作モードの切り替えを行う動作モード切替部とを有している、
ことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記モード切替回路は、前記ゼロ電流検出端子と前記電流検出端子との間にて前記ゼロ電流検出端子から前記電流検出端子へ順方向に直列に接続された整流素子、レベル調整用の抵抗および前記モード切替信号に応じてオン/オフを切り替える第1のトランジスタを有することを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。
- 前記レベル調整用の抵抗は、前記半導体スイッチと前記第1のトランジスタがともにオフしているときの前記半導体集積回路の前記比較器への入力電圧が前記半導体スイッチのターンオフを検出する基準電圧よりも高い電圧値となるよう選定されていることを特徴とする請求項5記載のスイッチング電源装置。
- 前記半導体集積回路の前記動作モード切替部は、前記モード切替信号の第1または第2の論理状態に応じて過電流制限スレッシュレベルを変更する過電流制限スレッシュレベル変更回路であることを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。
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