JP2012157191A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】MOS型FETの主スイッチング素子14及び転流側スイッチング素子24を備える。主スイッチング素子14のオン時間が短くなると、転流側スイッチング素子24をオフ状態に保持する同期整流駆動回路32を備える。出力電圧Voの誤差信号ΔVoに基づいてパルス幅変調すると共に、電流検出回路38のスイッチング電流信号が第1基準電圧Vr1に達すると駆動パルスV16をローレベルにするPWM制御回路16を備える。主スイッチング素子14のゲート・ソース端子間に可変抵抗素子46を備える。スイッチング電流信号が第2基準電圧Vr2に達すると、可変抵抗素子46の抵抗値を低下させ、主スイッチング素子14のゲート・ソース端子間電圧Vg14を抑える可変制御回路48を備える。
【選択図】図1
Description
14 主スイッチング素子
16,82,92 PWM制御回路
18 主トランス
20 整流側スイッチング素子
24 転流側スイッチング素子
22,30 寄生ダイオード
32 同期整流駆動回路
34 平滑回路
38,84,96 電流検出回路
46 可変抵抗素子
48 可変制御回路
68 第1抵抗
70 ツェナーダイオード
90 電圧保持コンデンサ
94 第2抵抗
Ir1 第1基準値
Ir2 第2基準値
Vr1 第1基準電圧
Vr2 第2基準電圧
Claims (6)
- 入力電源と直列に接続されたN−chのMOS型FETであって、所定のスイッチング周波数でオン・オフすることによって入力電圧を断続し交流電圧を発生させる主スイッチング素子と、
前記交流電圧が印加される1次巻線及びそれに磁気結合した2次巻線を有する主トランスと、
一端が前記2次巻線の一端に接続され、前記主スイッチング素子がオンの期間中に前記2次巻線に発生した電圧を整流する整流側スイッチング素子と、
前記2次巻線の他の一端と前記整流側スイッチング素子の他の一端にドレイン端子とソース端子が各々接続され、前記主スイッチング素子がオフの期間中にオンして前記ソース端子から前記ドレイン端子の向きに電流を流すN−chのMOS型FETである転流側スイッチング素子と、
前記転流側スイッチング素子の内部のドレイン・ソース端子間に形成された寄生ダイオードと、
前記転流側スイッチング素子をオン・オフ駆動する回路であって、前記主スイッチング素子のオン時間が一定以下に短くなると、前記転流側スイッチング素子をオフ状態に保持する同期整流駆動回路と、
平滑チョーク及び平滑コンデンサで成るローパスフィルタであって、前記転流側スイッチング素子のドレイン・ソース端子間にその入力側が接続され、前記平滑コンデンサ両端に直流の出力電圧を生成して負荷に電力を供給する平滑回路と、
前記主スイッチング素子に流れるスイッチング電流を検出する電流検出回路と、
前記出力電圧の誤差信号に基づいてパルス幅変調した矩形の駆動パルスを出力して前記主スイッチング素子のオン・オフを制御すると共に、前記電流検出回路の出力信号を受け前記スイッチング電流のピーク値が第1基準値に達すると前記主スイッチング素子をオフさせるため前記駆動パルスをローレベルにするパルス・バイ・パルス式の過電流保護動作を行うPWM制御回路と、を備えたシングルエンディッド・フォワード型のスイッチング電源装置において、
前記主スイッチング素子のゲート・ソース端子間に接続された可変抵抗素子と、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記可変抵抗素子の抵抗値を変化させる可変制御回路とを備え、
前記可変制御回路は、前記電流検出回路の出力信号を受けスイッチング周期ごとに前記スイッチング電流のピーク値と前記第1基準値よりも高い第2基準値とを比較し、前記スイッチング電流が前記第2基準値に達すると前記可変抵抗素子の抵抗値を低下させ、前記主スイッチング素子のゲート・ソース端子間電圧を上げないように制御することによって前記スイッチング電流のピーク値の上昇を抑制し、前記転流側スイッチング素子の寄生ダイオードのリカバリ電流のピーク値を制限することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記可変制御回路は、前記スイッチング電流のピーク値が前記第2基準値に達した後、前記PWM制御回路の過電流保護動作の遅延時間が経過するまでの期間、前記可変抵抗素子の抵抗値を低下させる動作を継続する請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記抵抗値可変素子は、コレクタ端子が前記主スイッチング素子のゲート端子側に接続され、エミッタ端子が前記主スイッチング素子のソース端子に接続されたNPNトランジスタであり、
前記可変制御回路は、前記NPNトランジスタのベース電流を制御することによって前記NPNトランジスタのコレクタ・エミッタ端子間の導通抵抗を変化させる請求項1又は2記載のスイッチング電源装置。 - 前記電流検出回路は、前記スイッチング電流を電圧信号に変換して出力し、
前記可変制御回路は、両端が前記NPNトランジスタのベース・エミッタ端子間に接続された第1抵抗と、カソード端子が前記電流検出回路の出力端に接続され、アノード端子が前記NPNトランジスタのベース端子に接続されたツェナーダイオードとで構成されている請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記電流検出回路は、前記スイッチング電流を電圧信号に変換して出力し、
前記可変制御回路は、両端が前記NPNトランジスタのベース・エミッタ端子間に接続された第1抵抗と、両端が前記電流検出回路の出力端と前記NPNトランジスタのベース端子の間に接続された第2抵抗とで構成されている請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記第1抵抗と並列に電圧保持コンデンサが接続され、
前記可変制御回路は、前記スイッチング電流のピーク値が前記第2基準値に達した後、前記PWM制御回路の過電流保護動作の遅延時間が経過するまでの期間、前記NPNトランジスタのベース電流を前記電圧保持コンデンサから供給することによって、前記可変抵抗素子の抵抗値を低下させる動作を継続する請求項4又は5記載のスイッチング電源装置。
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