JP2012034557A - スイッチング電源用起動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードバック電圧論理が反転された出力電圧検出用集積回路を使用した場合、電源起動時に電源制御用集積回路のフィードバック入力にフィードバック信号が伝達されず、起動を停止する問題があった。
【解決手段】スイッチング電源の起動直後から出力電圧検出用集積回路が出力電圧を検出して、電源制御用集積回路にフィードバックするまでを、電源制御用集積回路にコンバータートランスの３次巻線から供給される直流電源電圧が設定した電圧に到達するまで、電源制御用集積回路のフィードバック信号を固定電圧に設定し、電源投入時の起動停止を回避する手段。
【選択図】図３

Description

本発明は、スイッチング電源における電源投入時の起動回路構成に関する。

従来のスイッチング電源は図１のように、出力安定用の出力電圧検出用シャントレギュレーターＩＣ２は、出力が上昇するとＩＣ２に接続されたフォトカプラＰＣ１０１のダイオードに電流を増加させ、出力電圧検出信号フィードバック用フォトカプラＰＣ１のトランジスタのコレクタに接続されている電源制御用集積回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢ１の電圧が低下し、低下量に応じて一定周波数で動作しているスイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティーが大きくなり、出力電圧を安定供給することができる。

上述のスイッチング電源に、図２のようにフィードバック電圧論理が反転された出力電圧検出用集積回路ＩＣ４を使用した場合、電源制御用集積回路ＩＣ３のＦＢ２入力信号論理を反転して使用するため、電圧検出用集積回路ＩＣ４内部に反転器ＴＲ１を使用する。

この構成のスイッチング電源動作は、入力電源の投入時に、入力電源から電源制御用集積回路ＩＣ３に抵抗Ｒ９でバイアスされることにより、電源制御用集積回路ＩＣ３は起動を開始するが、連続して電源制御用集積回路ＩＣ３を駆動するためには、コンバータートランスＴ２の３次巻線コイルＬ６から電源制御用集積回路ＩＣ３に電流を供給しなければならない。しかしながら、電源制御用集積回路ＩＣ３の起動直後は、２次側出力電圧ＶＯ２は充分に電圧が上昇していないため、フォトカプラＰＣ２０１のダイオードに２次側出力電圧ＶＯ２が許容値以下の電圧でも、フォトカプラＰＣ２０１のダイオードに電流を流すことができないため、電源制御用集積回路ＩＣ３のフィードバック端子ＦＢ２に接続されているフォトカプラＰＣ２は、コンバータートランスＴ２の２次側出力電圧ＶＯ２が許容値以下の電圧にもかかわらず、電源制御用集積回路ＩＣ３に出力電圧が許容値以上の状態の信号を伝達している問題があった。

本発明は、このような構成が有していた問題を解決しようとするものであり、スイッチング電源の起動時に、２次側出力電圧ＶＯ２に接続されている電圧検出用集積回路ＩＣ４からのフィードバック信号が供給されていない時でも、電源制御用集積回路ＩＣ３のフィードバック信号入力回路に、フィードバック信号が供給されている電位にすることによりスイッチング電源の起動を可能にしたものである。

そして本発明は上記目的を達成するために、スイッチング電源の起動直後から出力電圧検出用集積回路が出力電圧を検出して電源制御用集積回路にフィードバックするまでを、電源制御用集積回路にコンバータートランスの３次巻線から供給される直流電源電圧が設定した電圧に到達するまで、電源制御用集積回路のフィードバック信号を固定電圧に設定する回路構成である。

上述したように、スイッチング電源の起動時に２次側出力電圧のフィードバック信号が電源制御用集積回路にフィードバックされなくても、スイッチング電源の起動を安定に提供できる。

従来の回路図 従来の回路にフィードバック信号の論理が反転された回路 本発明の回路

以下、本発明の実施の形態を適用したスイッチング電源の一例を、図３に基づいて説明する。

この回路は、フライバックコンバータであり、Ｔ３は、１次側に蓄積されたエネルギーを２次側へ伝達するためのコンバータトランス、Ｑ３は、スイッチング素子であるＦＥＴ、Ｃ７は、電源入力平滑用コンデンサ、Ｃ８は、２次側出力平滑用コンデンサであり、ＩＣ５は電源制御用集積回路、Ｃ９はＩＣ５の３次側出力平滑用コンデンサ、ＩＣ６は出力電圧検出用集積回路であり、Ｒ１０とＲ１１の抵抗器は出力電圧検出用集積回路ＩＣ６内の基準電圧と比較するために、出力電圧を分圧するために設けられたものである。ＰＣ３とＰＣ３０１は、２次側回路に電圧を安定供給するための信号を１次側にフィードバックするフォトカプラであり、Ｒ１３はフィードバック用フォトカプラＰＣ３０１のダイオードに流れる電流を設定する抵抗器である。ＰＷＭコントローラーはスイッチング素子Ｑ３のゲート電圧をスイッチングし、ＰＷＭコントローラーの信号入力ＳＥは電圧値によってスイッチング波形のデューテイーを変化させ、スイッチング素子Ｑ３はフライバックトランスＴ３の１次巻線コイルＬ７をスイッチングし、ＳＴＲは電源制御用集積回路ＩＣ５の起動用入力端子、Ｒ１７は入力電圧が印加された時に電源制御用集積回路ＩＣ５を起動するためのバイアス用抵抗器である。

フライバックトランスＴ３のコイルＬ９は電源制御用集積回路ＩＣ５のＶＣＣ端子に電力を供給するための３次巻線であり、スイッチング電源制御用集積回路ＩＣ５の内部には基準電源と、ＶＣＣ電圧を分圧するための抵抗器Ｒ１４とＲ１５と、分圧電圧を基準電圧と比較するための比較器と、比較結果からＦＢ３端子に接続されている反転回路ＴＲ３からＰＷＭコントローラー入力ＳＥに供給する信号が、固定電圧ＶＦに切り替えられるように配置した信号切り替え器ＳＷで構成されている。

入力電圧が印加され、起動用バイアス抵抗器Ｒ１７から電源制御用集積回路ＩＣ５のＳＴＲに電流が流れると、電源制御用集積回路ＩＣ５は動作を開始し、電源制御用集積回路ＩＣ５内のＶＣＣ電圧を分圧して得られた電圧ＶＴと基準電圧ＶＲを比較器で比較することにより、ＶＴがＶＲ以下の場合に比較器は固定電圧ＶＦを選択する。

ＰＷＭコントローラーのＳＥ電位は固定電圧に設定されるとスイッチング素子Ｑ３のオフ時間デューティーが小さくなるように設定されたＰＷＭコントローラーは、スイッチング素子Ｑ３のゲートをスイッチングして、スイッチング素子Ｑ３はフライバックトランスＴ３の１次巻線コイルＬ７をスイッチングする。

その結果、フライバックトランスＴ３の２次巻線コイルＬ８に電圧が発生し、出力電圧検出用集積回路のＩＣ６が動作を始め、フライバックトランスＴ３の３次巻線コイルＬ９の電位も上昇し、電源制御用集積回路ＩＣ５内のＶＣＣ電圧を分圧して得られた電圧ＶＴは基準電圧ＶＲよりも高い電位になることにより、電源制御用集積回路ＩＣ５内の比較器はＰＷＭコントローラーの信号線ＳＥを固定電圧ＶＴから電源制御用集積回路ＩＣ５内の反転器ＴＲ３にＳＷが切り替えをし、ＦＢ３に接続された２次側からのフィードバック電圧で、出力電圧を安定供給することができる。

Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ ＦＥＴ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード
Ｃ１，Ｃ４，Ｃ７ 電源入力平滑用コンデンサ
Ｃ２，Ｃ５，Ｃ８ ２次側出力平滑用コンデンサ
Ｃ３，Ｃ６，Ｃ９ ３次側出力平滑用コンデンサ
ＩＣ１，ＩＣ３，ＩＣ５ 電源制御用集積回路
ＩＣ２ シャントレギュレーターＩＣ
ＩＣ４，ＩＣ６ 出力電圧検出用集積回路
ＰＣ１，ＰＣ１０１，ＰＣ２，ＰＣ２０１，ＰＣ３，ＰＣ３０１ フォトカプラ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０ 抵抗器
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７ 抵抗器
ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３ フィードバック端子
ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４ 反転回路
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ コンバータートランス
Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７ １次巻線コイル
Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８ ２次巻線コイル
Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９ ３次巻線コイル
ＤＢ１，ＤＢ２，ＤＢ３ ブリッジダイオード
ＡＣ１，ＡＣ２，ＡＣ３ 交流電源
ＶＣＣ１，ＶＣＣ２，ＶＣＣ３ 入力電源端子
ＶＯ１，ＶＯ２，ＶＯ３ 出力電圧
ＶＲ 基準電圧
ＶＴ ＶＣＣ分圧電圧
ＶＦ 固定電圧
ＳＷ 信号切り替え器
ＳＥ ＰＷＭコントローラー入力信号

Claims (1)

1. スイッチング電源の起動時は、１次側電源制御回路のフィードバック入力に２次側出力電圧検出回路からのフィードバック信号が伝達されるまでの間、１次側電源制御回路のフィードバック入力信号を固定電圧に設定し、スイッチング電源の起動が停止しないようにする回路。

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