JP2014197943A - スイッチング電源装置、及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ソフトスタート期間が経過した後、同期整流を開始する際に、出力電圧に電圧ドロップ（変動）が発生することを回避できる、スイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】本発明のスイッチング電源装置１では、トランスＴｓの二次コイル側に誘起される交流電圧の整流を、ソフトスタート期間中はダイオード（ボディーダイオードＤ５及びＤ６）を用いたダイオード整流により行い、ソフトスタート期間が経過した後は同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６を用いた同期整流により行う。そして、ソフトスタート期間が経過して、同期整流を開始する際に、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御する操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋと比較し、操作量Ｕｖが所定の規定値Ｕｋよりも小さい場合には、この操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチング電源装置、より詳細には、同期整流型のスイッチング電源装置、及び同期整流型のスイッチング電源装置の制御方法に関する。

従来の同期整流型のスイッチング電源装置においては、ソフトスタート回路を備えるものがある（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載のスイッチング電源装置では、装置起動とともにトランスの一次コイル側へ電力を供給するスイッチ素子のオン／オフ動作を開始し、ソフトスタート期間中は、トランスの二次コイル側に誘起される交流電圧をダイオードにより整流し、ソフトスタート期間が経過した後に、トランスの二次コイル側の同期整流用のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始するようにしている。これにより、同期整流用のスイッチ素子に過大な電流が流れることを回避している。

特開２００４−２１５３５６号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のスイッチング電源装置のように、ソフトスタート期間の経過後に、トランスの二次コイル側の同期整流用のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始する際に、出力電圧に変動が生じる場合がある。

この出力電圧の変動について、以下、具体的な例を示して説明する。図６は、従来のスイッチング電源装置の構成を示す図である。また、従来のスイッチング電源装置における出力電圧の変動について説明するための図である。
図６に示すスイッチング電源装置１’は、広く知られた一般的な構成のものであり、スイッチング電源装置１’は、電源回路部２と、この電源回路部２内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を制御する制御回路１０’とで構成されている。

電源回路部２は、トランスＴｓにより一次／二次間を絶縁するように構成されており、トランスＴｓの一次コイル側には、フルブリッジ回路３と、ＬＬＣ共振回路（チョークコイルＬ１１とコンデンサＣ１２とトランスＴｓの一次インダクタンスとによる共振回路）とが設けられている。また、トランスＴｓの二次コイル側には、同期整流回路４が設けられており、この同期整流回路４は、同期整流スイッチ回路５と、整流平滑回路（チョークコイルＬ２１及びＬ２２とコンデンサＣ２１）とで構成されている。

この電源回路部２では、フルブリッジ回路３とＬＬＣ共振回路とによりトランスＴｓの一次コイル側を交流駆動し、二次コイル側に誘起される交流電圧を、同期整流回路４により全波整流して平滑することで、所望の直流の出力電圧Ｖｏｕｔを発生させるようにしている。

また、制御回路１０’は、ソフトスタート処理部１１と、電圧検出回路１２と、定電圧制御部１３と、整流方式制御部１４と、ＰＷＭ出力変換部１５と、ドライバ回路１６と、を有して構成されている。

ソフトスタート処理部１１は、装置起動から所定のソフトスタート期間をもって、初期値から一定値まで徐々に増加する目標値Ｖｒｅｆの信号を生成し、この目標値Ｖｒｅｆの信号を、スイッチング電源装置１’が出力する出力電圧Ｖｏｕｔの基準設定値の信号として、定電圧制御部１３に対して出力する。
このソフトスタート処理部１１から出力される目標値Ｖｒｅｆの信号波形の例を図７（Ａ）に示している。
この図７（Ａ）に示すように、ソフトスタート処理部１１は、時刻ｔ１におけるスイッチング電源装置１’の起動後、所定のソフトスタート期間ＬＴをもって、目標値Ｖｒｅｆを、初期値Ｖｏから所定の基準設定値Ｖｃまで徐々に増加させ、目標値Ｖｒｅｆの信号として定電圧制御部１３に対して出力する。

また、電圧検出回路１２は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルを検出し電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋを生成し、この電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋを定電圧制御部１３に対して出力する。
定電圧制御部１３は、目標値Ｖｒｅｆの信号と電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋとを入力し、この目標値Ｖｒｅｆの信号と電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋとを比較し、その比較結果に応じて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を制御するための操作量Ｕｖを生成する。定電圧制御部１３は、この操作量Ｕｖの信号をＰＷＭ出力変換部１５に対して出力する。

ＰＷＭ出力変換部１５は、定電圧制御部１３から入力する操作量Ｕｖの信号に基いて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミング（デューティ比（Ｄｕｔｙ））を制御するためのＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを生成してドライバ回路１６に出力する。ドライバ回路１６は、ＰＷＭ出力変換部１５から入力したＰＷＭ信号Ｕｐｗｍに基いて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフ駆動するためのゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成して出力する。

整流方式制御部１４は、同期整流回路４における整流方式を制御するための処理部である。この整流方式制御部１４は、ＰＷＭ出力変換部１５に対してダイオード整流を行うか、又は同期整流を行うかの制御信号ＤＳＥＬを出力する。

そして、ＰＷＭ出力変換部１５は、ソフトスタート期間ＬＴ中において整流方式制御部１４からダイオード整流を行うように制御された場合、図７（Ｃ）及び（Ｄ）のＰＷＭ信号に示すように、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオフにした状態にするとともに、定電圧制御部１３から入力する操作量Ｕｖの信号に基いて、フルブリッジ回路３内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ動作（デューティ比）を制御するＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを生成する。
これにより、ソフトスタート期間中において、電源回路部２は、トランスの二次コイル側に誘起される交流電圧をボディーダイオードＤ５及びＤ６（「ボディーダイオード」を、単に「ダイオード」とも呼ぶ）により整流するダイオード整流を行うとともに、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御することにより、出力電圧Ｖｏｕｔを目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように制御することができる。

そして、ＰＷＭ出力変換部１５は、ソフトスタート期間ＬＴの経過後に整流方式制御部１４により同期整流を行うように制御された場合、図７（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２から同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオン／オフ動作を開始する。また、ＰＷＭ出力変換部１５は、この同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオン／オフのタイミング（デューティ比）と、フルブリッジ回路３内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）とを制御するＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを、定電圧制御部１３から入力する操作量Ｕｖの信号に基いて生成する。

これにより、ソフトスタート期間が経過した後において、電源回路部２は、トランスの二次コイル側に誘起される交流電圧をスイッチ素子Ｑ５及びＱ６により整流する同期整流を行うとともに、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御することにより、出力電圧Ｖｏｕｔを目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように制御することができる。

ところで、スイッチング電源装置１’において、負荷電流ＩＬが小さい状態でソフトスタートを開始すると、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に流れる電流が少ないため、ダイオード整流を行うボディーダイオードＤ５及びＤ６の順電圧降下の電圧に起因して、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に流れる電流が不連続となる期間が発生することがある。
このように、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に流れる電流が不連続になる期間が発生すると、チョークコイルＬ２１及びＬ２２による電圧ドロップが発生しない期間が生じるため、その分、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。このため、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に電流が連続して流れる場合と比較して、操作量Ｕｖが小さくなる。
つまり、図７（Ｅ）に示すように、ソフトスタート期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）において、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に流れる電流が不連続となりチョークコイルＬ２１及びＬ２２による電圧降下が発生しない条件での操作量（実線で示す操作量）は、チョークコイルＬ２１及びＬ２２に流れる電流が連続のときとの操作量（破線で示す操作量）と比較して、操作量の値が小さくなっている。

この状態でソフトスタートが完了し、例えば、同期整流用のスイッチ素子Ｑ６がオンすると、ボディーダイオードＤ６による順電圧降下分がなくなることにより、チョークコイルＬ２１に流れる電流の不連続が解消される。このため、スイッチ素子Ｑ６がオンする瞬間に、チョークコイルＬ２１による電圧降下が発生し、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップ（変動）Ｖｄｒｏｐが発生してしまう。例えば、図７（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２において、スイッチ素子Ｑ６がオンするタイミングで、出力電圧Ｖｏｕｔに瞬時的な電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生してしまう。なお、時刻ｔ２において、スイッチ素子Ｑ５がオンするとした場合のチョークコイルＬ２２による電圧ドロップＶｄｒｏｐの発生についても同様である。

通常の制御状態の場合であれば、定電圧制御部１３が出力する操作量Ｕｖは、出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに近づくように出力電圧Ｖｏｕｔの増減を調整する信号であり、出力電圧Ｖｏｕｔが低下しようとすると、出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに近づくように操作量Ｕｖを変化させて、出力電圧Ｖｏｕｔの低下を抑制することができる。

しかしながら、スイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンすることにより急激にボディーダイオードＤ５又はＤ６が短絡される場合は、図７（Ｅ）に示すように、操作量Ｕｖの応答の遅れによる操作量不足が発生し、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生してしまう。その後、操作量Ｕｖの信号が徐々に変化することにより、時刻ｔ３において、出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに近づくようになる。
このように、スイッチング電源装置１’において、ソフトスタート期間が経過し、同期整流を開始する際に、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップ（変動）Ｖｄｒｏｐが発生するという問題があり、この問題を解決することが望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ソフトスタート期間が経過した後、同期整流を開始する際に、出力電圧に電圧ドロップ（変動）が発生することを回避できる、スイッチング電源装置、及び制御方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためのなされたものであり、本発明のスイッチング電源装置は、トランスの一次コイル側に流れる電流をスイッチングして前記一次コイル側に電力を供給する第１のスイッチ回路と、トランスの二次コイル側から出力される交流電圧を同期整流する第２のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子に並列に接続されるダイオードと、前記第２のスイッチ回路により整流された電圧を平滑するチョークコイルと、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置であって、前記制御回路は、起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力の基準となる目標出力を、初期出力から所定の出力まで徐々に増加させるソフトスタート処理部と、前記目標出力と前記スイッチング電源装置の出力とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力が前記目標出力に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成する出力制御部と、前記ソフトスタート期間中は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子をオフにした状態で、前記第１のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御するとともに、前記トランスの二次コイル側に発生する交流電圧を前記ダイオードにより整流するダイオード整流を行い、前記ソフトスタート期間が経過した後は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始し、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御して同期整流を行う整流方式制御部と、前記ソフトスタート期間が経過し、前記整流方式制御部が前記同期整流を開始する際に、前記操作量が所定の規定値よりも小さいか否かを判定するとともに、前記操作量が前記所定の規定値よりも小さいと判定された場合に、この操作量を前記所定の規定値に差替える操作量差替部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置において、前記制御回路は、スイッチング電源装置の出力電圧を検出する電圧検出回路を備え、前記ソフトスタート処理部は、起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力電圧の基準となる目標値を、初期値から所定の値まで徐々に増加させ、前記出力制御部は、前記目標値と前記スイッチング電源装置の出力電圧の検出値とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記目標値に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成することを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置において、前記所定の規定値は、無負荷でかつ前記同期整流が行われている状態における前記操作量に相当する値であることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置において、前記トランスの一次コイル側には、前記第１のスイッチ回路としてのフルブリッジ回路と、前記トランスの一次コイルに直列に接続されるチョークコイルとコンデンサと、を備え、前記フルブリッジ回路は、前記一次コイルに直列に接続されるチョークコイルとコンデンサとを介して、ＬＬＣ共振回路により前記一次コイルに電力を供給するように制御され、前記トランスの二次コイル側には、二次コイルの各端子と直流出力電圧の基準電位端子との間にそれぞれ接続される前記第２のスイッチ回路内の２つのスイッチ素子と、前記二次コイルの各端子にそれぞれの一端が接続され、他端が共通接続される２つのチョークコイルと、一端が直流出力電圧の正電圧側の出力端子と前記２つのチョークコイルの他端とに接続されるとともに、他端が前記基準電位端子に接続される平滑用のコンデンサと、を備え、前記第２のスイッチ回路内の２つのスイッチ素子は、前記二次コイル側に発生する交流電圧を全波整流するとともに、前記全波整流された電圧を前記チョークコイルと前記平滑用コンデンサとにより平滑するカレントダブラ方式の同期整流を行うように制御されることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置の制御方法は、トランスの一次コイル側に流れる電流をスイッチングして前記一次コイル側に電力を供給する第１のスイッチ回路と、トランスの二次コイル側から出力される交流電圧を同期整流する第２のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子に並列に接続されるダイオードと、前記第２のスイッチ回路により整流された電圧を平滑するチョークコイルと、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置の制御方法であって、前記制御回路により、起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力の基準となる目標出力を、初期出力から所定の出力まで徐々に増加させるソフトスタート処理手順と、前記目標出力と前記スイッチング電源装置の出力とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力が前記目標出力に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成する出力制御手順と、前記ソフトスタート期間中は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子をオフにした状態で、前記第１のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御するとともに、前記トランスの二次コイル側に発生する交流電圧を前記ダイオードにより整流するダイオード整流を行い、前記ソフトスタート期間が経過した後は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始し、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御して同期整流を行う整流方式制御手順と、前記ソフトスタート期間が経過し、前記整流方式制御手順により前記同期整流を開始する際に、前記操作量が所定の規定値よりも小さいか否かを判定するとともに、前記操作量が前記所定の規定値よりも小さいと判定された場合に、この操作量を前記所定の規定値に差替える操作量差替手順と、が行われることを特徴とする。

本発明のスイッチング電源装置及び制御方法では、トランスの二次コイル側に誘起される交流電圧の整流を、ソフトスタート期間中はダイオード整流により行い、ソフトスタート期間が経過した後は同期整流により行う。そして、ソフトスタート期間が経過して、同期整流を開始する際に、第１及び第２のスイッチング回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する操作量を所定の規定値と比較し、操作量が所定の規定値よりも小さい場合には、この操作量を所定の規定値に差替える。
これにより、本発明のスイッチング電源装置及び制御方法では、ソフトスタート期間が経過した後、同期整流を開始する際に、出力電圧に電圧ドロップ（変動）が発生することを回避できる。

本発明の実施形態に係わる同期整流型のスイッチング電源装置の構成を示す図である。 同期整流回路における整流動作について説明するための図である。 スイッチング電源装置１の各部の動作を説明するための波形図である。 操作量ＵｖとＰＷＭ信号のデューティ比との関係について説明するための図である。 スイッチング電源装置１における制御の流れを示す図である。 従来のスイッチング電源装置の構成を示す図である。 従来のスイッチング電源装置における出力電圧の変動について説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る同期整流型のスイッチング電源装置の構成を示す図である。また、図２は、同期整流回路における整流動作について説明するための図である。
図１に示すスイッチング電源装置１は、電源回路部２と、この電源回路部２の動作を制御する制御回路１０と備える。
図１に示すスイッチング電源装置１において、電源回路部２は、ＬＬＣ共振型の電源回路であり、かつカレントダブラ方式の全波整流回路を用いた電源回路として、広く知られた一般的な構成の回路である。本実施形態のスイッチング電源装置１は、制御回路１０の構成とこの制御回路１０による電源回路部２の制御動作に特徴があるものである。

なお、この図１に示す本実施形態のスイッチング電源装置１は、図６に示す従来のスイッチング電源装置１’と比較して、図１に示す制御回路１０内に新たに操作量差替部１７を追加したが異なり、他の構成は、図６に示すスイッチング電源装置１’と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。

（電源回路部２の構成）
スイッチング電源装置１において、電源回路部２は、上述のように広く知られた一般的な構成の回路であるため、以下、その構成と動作について簡単に説明する。
電源回路部２は、トランスＴｓにより一次／二次間を絶縁するように構成されており、トランスＴｓの一次コイル側には、直流電源Ｖｉｎに接続されてトランスＴｓの一次コイル側を交流駆動するフルブリッジ回路（第１のスイッチ回路）３と、ＬＬＣ共振回路（チョークコイルＬ１１とコンデンサＣ１２と一次コイルのインダクタンスで構成される共振回路）と、が設けられている。
また、電源回路部２において、トランスＴｓの二次コイル側には、同期整流回路４が設けられており、この同期整流回路４は、同期整流スイッチ回路５と、チョークコイルＬ２１及びＬ２２と、平滑用のコンデンサＣ２１とで構成され、カレントダブラ方式の全波整流回路が構成されている。

上記電源回路部２において、フルブリッジ回路３は、供給トランスＴｓの１次側コイルを交流駆動するブリッジ回路であり、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を用いた４つのスイッチ素子Ｑ１、スイッチ素子Ｑ２、スイッチ素子Ｑ３、及びスイッチ素子Ｑ４で構成されている。このスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれは、並列に接続されるボディーダイオードＤ１〜Ｄ４を備えている。
スイッチ素子Ｑ１及びＱ３のドレインは、直流電源Ｖｉｎの正電圧側の電源線Ｖｉｎ＋に接続されており、スイッチ素子Ｑ２及びＱ４のソースは、直流電源Ｖｉｎの負電圧側の電源線Ｖｉｎ−に接続されている。

そして、スイッチ素子Ｑ１のソースとスイッチ素子Ｑ２のドレインとの接続点には、コンデンサＣ１２の一方の電極が接続され、コンデンサＣ１２の他方の電極は、トランスＴｓの一次コイルの端子ａに接続されている。
また、スイッチ素子Ｑ３のソースとスイッチ素子Ｑ４のドレインとの接続点には、チョークコイルＬ１１の一端が接続され、チョークコイルＬ１１の他端は、トランスＴｓの一次コイルの端子ｂに接続されている。
これにより、トランスＴｓの一次コイル側をフルブリッジ回路３により交流駆動するＬＬＣ共振回路が構成される。

そして、フルブリッジ回路３内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれを制御回路１０により制御して、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４がオン状態でかつスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３がオフ状態である期間と、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４がオフ状態でかつスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３がオン状態である期間と、を交互に設ける。これにより、チョークコイルＬ１１及びコンデンサＣ１２で構成される共振回路による共振電流が、トランスＴｓの一次コイルの一端から他端に流れたり、トランスＴｓの一次コイルの他端から一端に流れたりする。トランスＴｓの一次コイル側に電流が流れると、トランスＴｓの二次コイル側には、交流電圧Ｖ１が誘起される。

なお、このＬＬＣ共振回路では、チョークコイルＬ１１と、コンデンサＣ１２との間における共振作用を利用し、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４の寄生容量に蓄積される電荷が最も小さくなるタイミングで、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をオンにすることにより、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４におけるスイッチング損失を抑制することができる。

また、トランスＴｓの一次コイルの端子ｂには、ダイオードＤ１１のアノード端子が接続され、ダイオードＤ１１のカソード端子は、直流電源Ｖｉｎの正電圧側の電源線Ｖｉｎ＋に接続されている。このダイオードＤ１１は、端子ｂの電位を直流電源Ｖｉｎの正側の電位にクランプするためのクランプ用ダイオードである。
また、一次コイルの端子ｂには、ダイオードＤ１２のカソード端子が接続され、ダイオードＤ１２のアノード端子は、直流電源Ｖｉｎの負電圧側の電源線Ｖｉｎ−に接続されている。このダイオードＤ１２は、端子ｂの電位を直流電源Ｖｉｎの負側の電位にクランプするためのクランプ用ダイオードである。
また、正電圧側の電源線Ｖｉｎ＋と負電圧側の電源線Ｖｉｎ−の間には、ノイズ吸収用のコンデンサＣ１１が設けられている。

次に、トランスＴｓの二次コイル側の同期整流回路４の構成について説明する。
この同期整流回路４は、同期整流スイッチ回路（第２のスイッチ回路）５と、整流平滑回路（チョークコイルＬ２１及びＬ２２とコンデンサＣ２１）とで構成され、二次コイルに誘起される交流電圧を整流して直流電圧に変換する全波整流回路である。
この同期整流回路４では、同期整流スイッチ回路５を構成するスイッチ素子Ｑ５、Ｑ６のオン／オフのタイミングを制御回路１０により制御して、トランスＴｓの第１の二次コイルに生じた起電力を同期整流し、同期整流した直流電圧をチョークコイルＬ２１及びＬ２２とコンデンサＣ２１で平滑化し、負荷ＲＬに電力を供給する。

本実施形態では、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６は、ＭＯＳＦＥＴで構成されている。そして、スイッチ素子Ｑ５には、ボディーダイオードＤ５が並列に接続され、スイッチ素子Ｑ６には、ボディーダイオードＤ６が並列に接続されている（以下、「ボディーダイオード」を、単に「ダイオード」とも呼ぶ）。

上記同期整流回路４において、トランスＴｓの二次コイルの端子ｃには、チョークコイルＬ２１の一端が接続される。チョークコイルＬ２１の他端は、コンデンサＣ２１の正電圧側の電極に接続されるとともに、電源線ＤＣ＋を介して、直流電圧の正電圧側の出力端子Ｏｕｔ１と、負荷ＲＬの一端とに接続されている。この負荷ＲＬの他端は、開閉スイッチＳＷ１の一端に接続され、スイッチＳＷ１の他端は、基準電位線ＧＮＤに接続されている。
また、トランスＴｓの二次コイルの端子ｃには、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５のドレインが接続され、スイッチ素子Ｑ５のソースは、基準電位線ＧＮＤを介して、直流電圧の基準電位側の出力端子Ｏｕｔ２（基準電位端子）に接続されている。

トランスＴｓの二次コイルの端子ｄには、チョークコイルＬ２２の一端が接続される。チョークコイルＬ２２の他端は、コンデンサＣ２１の正電圧側の電極に接続されるとともに、電源線ＤＣ＋を介して、直流電圧の正電圧側の出力端子Ｏｕｔ１と、負荷ＲＬの一端とに接続されている。コンデンサＣ２１の負電圧側の電極は、出力端子Ｏｕｔ２（基準電位端子）に接続されている。
また、トランスＴｓの二次コイルの端子ｄには、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ６のドレインが接続され、スイッチ素子Ｑ６のソースは、基準電位線ＧＮＤを介して、出力端子Ｏｕｔ２に接続されている。

上記構成において、ソフトスタート期間中に、スイッチング電源装置１をダイオード整流方式の電源装置として作動させる場合は、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオフ状態にし、トランスＴｓの二次コイル側に誘起する交流電圧を、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のボディーダイオードＤ５及びＤ６により整流する。

例えば、図２に示すように、トランスＴｓの二次コイルの端子ｃ−ｄ間に、図２のＶ１に示す方向に電圧が誘起される場合は、一点鎖線で示す経路Ａにより負荷ＲＬに電流が流れる。つまり、Ｖ１の方向に電圧が誘起される場合は、「二次コイルの端子ｃ→チョークコイルＬ２１→負荷ＲＬ→スイッチＳＷ１→ダイオードＤ６→二次コイルの端子ｄ」の経路で電流が流れる。
また、トランスＴｓの二次コイルの端子ｃ−ｄ間に、図のＶ１と逆方向に電圧が誘起される場合は、破線で示す経路Ｂで負荷ＲＬに電流が流れる。つまり、Ｖ１と逆方向に電圧が誘起される場合は、「二次コイルの端子ｄ→チョークコイルＬ２２→負荷ＲＬ→スイッチＳＷ１→ダイオードＤ５→二次コイルの端子ｃ」の経路で電流が流れる。

そして、このダイオード整流の場合は、トランスＴｓの一次コイル側のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）を、定電圧制御部１３から出力される操作量Ｕｖに基づいて制御することにより、ボディーダイオードＤ５及びＤ６によりダイオード整流された出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように制御することができる。

一方、スイッチング電源装置１を同期整流方式の電源装置として作動させる場合は、二次コイル側に交流電圧Ｖ１が誘起されるタイミングに同期して、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御する。例えば、二次コイル側にＶ１の方向に電圧が誘起される場合は、「二次コイルの端子ｃ→チョークコイルＬ２１→負荷ＲＬ→スイッチＳＷ１→スイッチ素子Ｑ６→二次コイルの端子ｄ」の経路Ａで電流を流す。また、Ｖ１と逆方向に電圧が誘起される場合は、「二次コイルの端子ｄ→チョークコイルＬ２２→負荷ＲＬ→スイッチＳＷ１→スイッチ素子Ｑ５→二次コイルの端子ｃ」の経路で電流を流す。

そして、トランスＴｓの一次コイル側のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）を、定電圧制御部１３から出力される操作量Ｕｖに基づいて制御するととともに、トランスＴｓの二次コイル側のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御することにより、出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように制御することができる。

なお、同期整流の場合に、ダイオードＤ５及びＤ６の代わりに整流素子としてスイッチ素子Ｑ５及びＱ６を使用するのは、ダイオードＤ５及びＤ６の順方向電圧による電力損失を減らすためである。つまり、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６（ＭＯＳＦＥＴ）のオン抵抗によるソース・ドレイン間電圧降下はダイオードの順方向電圧よりも小さくすることができるためである。

このスイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフのタイミングは、例えば、スイッチ素子Ｑ６をオンにして一点鎖線で示す経路Ａにより負荷ＲＬに電流が流れる場合は、スイッチ素子Ｑ５をオフにし、トランスＴｓの二次コイル側が短絡しないように制御される。また、スイッチ素子Ｑ５をオンにして破線で示す経路Ｂにより負荷ＲＬに電流が流れる場合は、スイッチ素子Ｑ６をオフにし、トランスＴｓの二次コイル側が短絡しないように制御される。

（制御回路１０の構成と動作）
次に、図１に戻って、図３を参照しながら制御回路１０の構成と動作について説明する。図３は、スイッチング電源装置１の各部の動作を説明するための波形図である。
図１に示す様に、制御回路１０は、ソフトスタート処理部１１と、電圧検出回路１２と、定電圧制御部１３と、整流方式制御部１４と、ＰＷＭ出力変換部１５と、ドライバ回路１６と、操作量差替部１７と、を有して構成されている。
この制御回路１０は、トランスＴｓの一次コイル側のフルブリッジ回路３内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４にゲート信号Ｇ１〜Ｇ４をそれぞれ供給し、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御する。また、制御回路１０は、トランスＴｓの二次コイル側の同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６にゲート信号Ｇ５及びＧ６を供給して、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御する。

ソフトスタート処理部１１は、スイッチング電源装置１を起動する際に、出力電圧Ｖｏｕｔの出力電圧を徐々に増加させるための回路であり、トランスＴｓの一次コイル側に急激に過大な電流が流れることを回避する。このソフトスタート処理部１１は、例えば、容量素子を定電流充電する積分回路を備えることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値Ｖｒｅｆを生成し、この目標値Ｖｒｅｆの信号を定電圧制御部１３に対して出力する。

このソフトスタート処理部１１から出力される目標値Ｖｒｅｆの信号波形の例を図３（Ａ）に示している。
なお、この図３は、横方向に時間の経過を示し、縦方向に、ソフトスタート処理部１１の目標値Ｖｒｅｆの信号（図３（Ａ））と、出力電圧Ｖｏｕｔ（図３（Ｂ））と、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ動作を制御するＰＷＭ信号（図３（Ｃ））と、スイッチ素子Ｑ５、Ｑ６のオン／オフ動作を制御するＰＷＭ信号（図３（Ｄ））と、操作量Ｕｖの信号（図３（Ｅ））と、のそれぞれの模式的な波形を並べて示したものである。

この図３（Ａ）に示すように、ソフトスタート処理部１１は、時刻ｔ１におけるスイッチング電源装置１の起動後、所定のソフトスタート期間ＬＴをもって、目標値Ｖｒｅｆを、初期値Ｖｏ（例えば、ほぼ０［Ｖ］などの任意の値）から所定の基準設定値Ｖｃまで徐々に増加させて出力する。また、ソフトスタート処理部１１は、ソフトスタート期間ＬＴが経過すると、ソフトスタート完了信号Ｔｕｐを、整流方式制御部１４と操作量差替部１７とに対して出力する。

電圧検出回路１２は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルを検出して電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋを生成する。例えば、図３（Ｂ）に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔは、ソフトスタート処理部１１から出力される目標値Ｖｒｅｆの信号に応じて変化する。電圧検出回路１２は、この出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルを検出し、電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋを生成して定電圧制御部１３に対して出力する。

定電圧制御部１３は、ソフトスタート処理部１１から出力される目標値Ｖｒｅｆと、電圧検出回路１２から出力される電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋとを比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミングを制御するための操作量Ｕｖの信号を生成し、この操作量Ｕｖの信号をＰＷＭ出力変換部１５に対して出力する。

整流方式制御部１４は、トランスＴｓの二次コイル側に誘起される交流電圧の整流動作を、ダイオード整流方式により行うか、又は、同期整流方式により行うかを制御するための処理部である。整流方式制御部１４は、整流動作を選択するための整流方式制御信号ＤＳＥＬをＰＷＭ出力変換部１５に対して出力することにより、ＰＷＭ出力変換部１５におけるＰＷＭ信号Ｕｐｗｍの生成動作を制御する。

例えば、整流方式制御部１４は、ＰＷＭ出力変換部１５に対してロー信号（Ｌ信号）の整流方式制御信号ＤＳＥＬを出力することにより、ＰＷＭ出力変換部１５がダイオード整流動作を行うためのＰＷＭ信号（Ｑ１〜Ｑ４に対するＰＷＭ信号）を生成するようにする。また、整流方式制御部１４は、ＰＷＭ出力変換部１５に対してハイ信号（Ｈ信号）の整流方式制御信号ＤＳＥＬを出力することにより、ＰＷＭ出力変換部１５が同期整流動作を行うためのＰＷＭ信号（Ｑ１〜Ｑ６に対するＰＷＭ信号）を生成するようにする。

この整流方式制御部１４は、スイッチング電源装置１の起動後、ソフトスタート処理部１１からソフトスタート完了信号Ｔｕｐを入力するまでは、ダイオード整流方式によるＰＷＭ信号を生成するようＰＷＭ出力変換部１５を制御する。そして、整流方式制御部１４は、ソフトスタート処理部１１からソフトスタート完了信号Ｔｕｐを入力した後は、同期整流方式によりＰＷＭ信号を生成するようＰＷＭ出力変換部１５を制御する。

ＰＷＭ出力変換部１５は、定電圧制御部１３から操作量Ｕｖの信号を入力し、また、整流方式制御部１４から整流方式制御信号ＤＳＥＬを入力する。ＰＷＭ出力変換部１５は、定電圧制御部１３から入力した操作量Ｕｖの信号と、整流方式制御部１４から入力した整流方式制御信号ＤＳＥＬとに基いて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ出力変換部１５は、このＰＷＭ信号をドライバ回路１６に対して出力する。
ドライバ回路１６は、ＰＷＭ出力変換部１５から入力したＰＷＭ信号Ｕｐｗｍに応じて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフするためのゲート信号Ｇ１〜Ｇ６（ＰＷＭ信号）を生成し、このゲート信号Ｇ１〜Ｇ６のそれぞれを、対応するスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート端子に対して出力する。

例えば、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１におけるスイッチング電源装置１の起動の後、ソフトスタート期間ＬＴが経過する迄の間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）は、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に対してＰＷＭ信号を出力し、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６に対してはＰＷＭ信号を出力しない。つまり、ソフトスタート期間ＬＴにおいては、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオフにすることにより、ダイオードＤ５及びＤ６によるダイオード整流を行う。

そして、ソフトスタート期間ＬＴが経過した後（時刻ｔ２以降）は、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に対してＰＷＭ信号を出力してオン／オフのタイミングを制御するとともに、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６に対してもＰＷＭ信号を出力してオン／オフのタイミングを制御する。つまり、ソフトスタート期間ＬＴの経過後は、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフのタイミングを制御することにより同期整流を行う。

操作量差替部１７は、ソフトスタート期間が経過し同期整流を開始する際に、定電圧制御部１３が出力する操作量Ｕｖを、所定の規定値に差替えて出力するように制御するための処理部である。この操作量差替部１７は、例えば、図３（Ｅ）に示すように、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンするタイミング（時刻ｔ２）で、その直前の操作量Ｕｖと所定の規定値Ｕｋとを比較し、直前の操作量Ｕｖが規定値Ｕｋよりも小さい場合に、操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替える。
これにより、同期整流を開始する際に、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生することを抑制することができる。なお、この所定の規定値Ｕｋは、スイッチング電源装置１が無負荷かつ同期整流時（スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフ動作時）の操作量Ｕｖに相当する値である。

例えば、図４は、操作量ＵｖとＰＷＭ信号のデューティ比との関係について説明するための図である。この図４において、図４（Ａ）〜（Ｅ）は、図３（Ａ）〜（Ｅ）と同じであり、新たに、図４（Ｆ）のスイッチ素子Ｑ１及びＱ４（又はＱ２及びＱ３）のＰＷＭ信号と、図４（Ｇ）のスイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）のＰＷＭ信号とを並べて示している。さらに、図４（Ｈ）の従来技術の場合におけるスイッチ素子Ｑ１及びＱ４（又はＱ２及びＱ３）のＰＷＭ信号と、同じく図４（Ｉ）の従来技術の場合におけるスイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）のＰＷＭ信号とを並べて示している。

この図４（Ｅ）に示すように、時刻ｔ２においてスイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）がオンするタイミング（時刻ｔ２）で、この直前の操作量Ｕｖと所定の規定値Ｕｋとを比較し、直前の操作量Ｕｖが所定の規定値Ｕｋよりも小さい場合に、操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替える。
これにより、図４（Ｆ）に示すように、時刻ｔ２においてソフトスタート処理が完了する直前の一次コイル側のスイッチ素子Ｑ１及びＱ４（又はＱ２及びＱ３）を駆動するＰＷＭ信号Ｐ１のデューティ比に、チョークコイルＬ２１及びＬ２２による電圧降下分に相当するデューティ比ΔＤｕ１を加える。これにより、デューティ比が大きくされたＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。そして、時刻ｔ２から、このＰＷＭ信号Ｐ２によりスイッチ素子Ｑ１及びＱ４（又はＱ２及びＱ３）をオンさせる。

また、ＰＷＭ出力変換部１５は、ＰＷＭ信号Ｐ２のデューティ比が大きくなるように変化することに応じて、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）を駆動するＰＷＭ信のデューティ比も変化させる。
例えば、図４（Ｇ）に示すように、スイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）を駆動するＰＷＭ信号Ｐ１２について、従来のＰＷＭ信号（図４（Ｉ）に示すＰＷＭ信号）からデューティ比ΔＤｕ１１の分が短くされた（オフ期間が長くされた）ＰＷＭ信号Ｐ１２を時刻ｔ３から出力する。
これにより、スイッチング電源装置１では、ソフトスタート期間の終了後にスイッチ素子Ｑ５（又はＱ６）がオンしたときに出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生することを抑制できる。

（スイッチング電源装置１における制御の流れ）
また、図５は、上述したスイッチング電源装置１における制御の流れを示す図である。以下、図５を参照して、スイッチング電源装置１における制御の流れについて説明する。
まず、ソフトスタート処理部１１に、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値Ｖｒｅｆを生成するための基準設定値Ｖｃが入力される（ステップＳＴ１）。続いて、スイッチング電源装置１を起動するための出力開始タイミング信号Ｓｔ（起動信号）が入力される（ステップＳＴ２）。

ソフトスタート処理部１１は、出力開始タイミング信号Ｓｔ（起動信号）が入力されると、ソフトスタート処理を開始する（ステップＳＴ３）。このソフトスタート処理では、入力した基準設定値Ｖｃに基いて、所定のソフトスタート期間ＬＴをもって目標値Ｖｒｅｆを、初期値Ｖｏから所定の基準設定値Ｖｃまで徐々に増加させ、目標値Ｖｒｅｆの信号として定電圧制御部１３に対して出力する。定電圧制御部１３は、ソフトスタート処理部１１から目標値Ｖｒｅｆの信号を入力する（ステップＳＴ４）。

定電圧制御部１３は、ソフトスタート処理部１１から出力電圧Ｖｏｕｔの目標値Ｖｒｅｆの信号を入力すると、この目標値Ｖｒｅｆと電圧フィードバック信号Ｖｆｂｋとを比較演算（例えば、ＰＩ（比例・積分）演算）する（ステップＳＴ５）。そして、ソフトスタート期間ＬＴ中の場合、定電圧制御部１３は、ステップＳＴ５における比較演算の後、後述するステップＳＴ９の操作量Ｕｖの差替処理（操作量Ｕｖを規定値Ｕｃに差替える処理）を行うことなく、操作量Ｕｖの信号をＰＷＭ出力変換部１５に対して出力する。

ＰＷＭ出力変換部１５は、定電圧制御部１３から操作量Ｕｖの信号を入力し、また、整流方式制御部１４からダイオード整流方式又は同期整流方式を選択するための整流方式制御信号ＤＳＥＬを入力する。ＰＷＭ出力変換部１５は、定電圧制御部１３から入力した操作量Ｕｖの信号と、整流方式制御部１４から入力した整流方式制御信号ＤＳＥＬに基いて、ＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを生成する（ステップＳＴ６）。つまり、ＰＷＭ出力変換部１５は、ソフトスタート期間ＬＴ中の場合はダイオード整流方式を選択し、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング（デューティ比）を制御するためのＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを、操作量Ｕｖに応じて生成する。ＰＷＭ出力変換部１５は、このＰＷＭ信号Ｕｐｗｍをドライバ回路１６に対して出力する。

一方、ソフトスタート処理部１１においてソフトスタート期間ＬＴが経過し、ソフトスタート処理が完了すると、ソフトスタート処理部１１は、ソフトスタート完了信号Ｔｕｐを整流方式制御部１４と操作量差替部１７とに対して出力する（ステップＳＴ７）。

操作量差替部１７は、ソフトスタート処理部１１からソフトスタート完了信号Ｔｕｐを入力すると、同期整流スイッチ回路５のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６がオンするタイミングで、直前の操作量Ｕｖと所定の規定値Ｕｋとを比較し、直前の操作量Ｕｖが所定の規定値Ｕｋよりも小さい場合に、操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替えるように定電圧制御部１３に対して要求する（ステップＳＴ８）。定電圧制御部１３は、操作量差替部１７から操作量の差替えを要求された場合、現在の操作量Ｕｖを、操作量差替部１７から入力した所定の規定値Ｕｋに差替える（ステップＳＴ９）。

一方、整流方式制御部１４は、ソフトスタート処理部１１からソフトスタート完了信号Ｔｕｐを入力すると、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフ制御する同期整流の開始を指示する信号ＤＳＥＬを、ＰＷＭ出力変換部１５に対して出力する（ステップＳＴ１０）。

ＰＷＭ出力変換部１５は、整流方式制御部１４から同期整流の開始を指示する信号ＤＳＥＬを入力すると、同期整流スイッチ回路５内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフ動作を行う同期整流を開始する。この同期整流を開始する場合、ＰＷＭ出力変換部１５は、ステップＳＴ９において差替えられた操作量Ｕｖ（規定値Ｕｋ）に基づき、デューティ比が直前のＰＷＭ信号からΔＤｕ１だけ長くなるように補正されたＰＷＭ信号を生成して出力する（ステップＳＴ１１）。
これにより、本実施形態のスイッチング電源装置１では、ソフトスタート期間が経過した後、同期整流回路４のスイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンするタイミングで、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生することを回避できる。

なお、上述した実施形態では、操作量差替部１７が操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替えるタイミングを、スイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンする直前に行うものとして説明したが、操作量差替部１７が操作量Ｕｖを差替えるタイミングは、スイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンするタイミングと同じであってもよく、また、スイッチ素子Ｑ５又はＱ６がオンするタイミングの直後であってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで、本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。すなわち、本発明におけるスイッチング電源装置は、スイッチング電源装置１が対応し、本発明における第１のスイッチ回路は、フルブリッジ回路３が対応し、本発明における第１のスイッチ回路内のスイッチ素子は、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４が対応し、本発明における第２のスイッチ回路は、同期整流回路４内の同期整流スイッチ回路５が対応し、本発明における第２のスイッチ回路内のスイッチ素子は、スイッチ素子Ｑ５及びＱ６が対応し、本発明における第２のスイッチ回路のスイッチ素子に並列に接続されるダイオードは、ボディーダイオードＤ５及びＤ６が対応する。

また、本発明における制御回路は、制御回路１０が対応し、本発明におけるソフトスタート処理部は、ソフトスタート処理部１１が対応し、本発明における電圧検出回路は、電圧検出回路１２が対応する。また、本発明における出力制御部は、定電圧制御部１３が対応し、本発明における整流方式制御部は、整流方式制御部１４とこの整流方式制御部１４により動作が制御されるＰＷＭ出力変換部１５とが対応する（以下、整流方式制御部１４で代表される）。また、本発明における操作量差替部は、操作量差替部１７と、この操作量差替部１７から出力される所定の規定値Ｕｋにより操作量Ｕｖを差替える定電圧制御部１３内の機能が対応する(以下、操作量差替部１７で代表される)。

（１）そして、上記実施形態において、スイッチング電源装置１は、トランスＴｓの一次コイル側に流れる電流をスイッチングして一次コイル側に電力を供給する第１のスイッチ回路（フルブリッジ回路３）と、トランスＴｓの二次コイル側から出力される交流電圧を同期整流する第２のスイッチ回路（同期整流スイッチ回路５）と、第２のスイッチ回路内（同期整流スイッチ回路５）のスイッチ素子（Ｑ５及びＱ６）に並列に接続されるダイオード（ボディーダイオードＤ５及びＤ６）と、第２のスイッチ回路（同期整流スイッチ回路５）により整流された電圧を平滑するチョークコイル（チョークコイルＬ２１及びＬ２２）と、第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を制御する制御回路１０とを備えるスイッチング電源装置１であって、制御回路１０は、起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置１の出力の基準となる目標出力（目標値Ｖｒｅｆ）を、初期出力から所定の出力まで徐々に増加させるソフトスタート処理部１１と、目標出力（目標値Ｖｒｅｆ）とスイッチング電源装置１の出力（出力電圧Ｖｏｕｔ）とを比較し、スイッチング電源装置１の出力（出力電圧Ｖｏｕｔ）が目標出力（目標値Ｖｒｅｆ）に応じた値になるように第１及び第２のスイッチ回路内（同期整流スイッチ回路５）のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を制御するための操作量Ｕｖを生成する出力制御部（定電圧制御部１３）と、ソフトスタート期間中は、第２のスイッチ回路内（同期整流スイッチ回路５）のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６をオフにした状態で、第１のスイッチ回路（フルブリッジ回路３）内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ動作を操作量Ｕｖに基づいて制御するとともに、トランスＴｓの二次コイル側に発生する交流電圧をダイオード（ボディーダイオードＤ５及びＤ６）により整流するダイオード整流を行い、ソフトスタート期間が経過した後は、第２のスイッチ回路（同期整流スイッチ回路５）内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６のオン／オフ動作を開始し、第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を操作量Ｕｖに基づいて制御して同期整流を行う整流方式制御部１４と、ソフトスタート期間が経過し、整流方式制御部１４が同期整流を開始する際に、操作量Ｕｖが所定の規定値Ｕｋよりも小さいか否かを判定するとともに、操作量Ｕｖが所定の規定値Ｕｋよりも小さいと判定された場合に、この操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋに差替える操作量差替部１７と、を備える。

このような構成のスイッチング電源装置１では、トランスＴｓの二次コイル側に誘起される交流電圧の整流を、ソフトスタート期間中はダイオード（ボディーダイオードＤ５及びＤ６）を用いたダイオード整流により行い、ソフトスタート期間が経過した後は第２のスイッチ回路（同期整流スイッチ回路５）内のスイッチ素子Ｑ５及びＱ６を用いた同期整流により行う。そして、ソフトスタート期間が経過して、トランスＴｓの二次コイル側に誘起される交流電圧の整流方式をダイオード整流から同期整流に切り替える際に、直前の操作量Ｕｖ（ｔ）を規定値Ｕｋと比較し、操作量Ｕｖが規定値Ｕｋよりも小さい場合に、この操作量Ｕｖを規定値Ｕｋで差替える。
これにより、本発明のスイッチング電源装置では、ソフトスタート期間が経過した後、同期整流を開始する際に、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生することを回避できる。

（２）また、上記実施形態において、制御回路１０は、スイッチング電源装置１の出力電圧Ｖｏｕｔを検出する電圧検出回路１２を備え、ソフトスタート処理部１１は、起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置１の出力電圧Ｖｏｕｔの基準となる目標値Ｖｒｅｆを、初期値から所定の値まで徐々に増加させ、出力制御部（定電圧制御部１３）は、目標値とスイッチング電源装置の出力電圧Ｖｏｕｔの検出値とを比較し、スイッチング電源装置１の出力電圧Ｖｏｕｔが目標値Ｖｒｅｆに応じた値になるように第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ動作を制御するための操作量Ｕｖを生成することを特徴とする。
これにより、本発明のスイッチング電源装置１では、ソフトスタート期間中において出力電圧Ｖｏｕｔを徐々に増加させて出力することができるとともに、ソフトスタート期間が経過した後、同期整流を開始する際に、出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒｏｐが発生することを回避できる。

（３）また、上記実施形態において、所定の規定値Ｕｋは、無負荷でかつ同期整流が行われている状態における操作量Ｕｖに相当する値である。
このように、スイッチング電源装置１では、ソフトスタート期間が経過し同期整流を開始する際に、操作量Ｕｖを所定の規定値Ｕｋ（電流の不連続が発生していないときの操作量）に差替えることができるので、これにより、同期整流を開始する際に。出力電圧Ｖｏｕｔに電圧ドロップＶｄｒが発生することを回避できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述したスイッチング電源装置１において、制御回路１０内の各処理部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
すなわち、上述の制御回路１０内に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を有するマイクロコントローラやマイクロコンピュータ等のコンピュータシステムを搭載し、ＣＰＵが、ソフトウェアプログラムを読み込み実行することにより、制御回路１０の一部又は全部の処理機能を実現するようにしてもよい。

また、本発明のスイッチング電源装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上述した実施形態では、一次コイル側のスイッチング回路が、ＬＬＣ共振型のスイッチング回路で構成される場合の例について説明したが、本発明のスイッチング電源装置では、一次コイル側の回路構成についてはその構成が特定されず、二次コイル側の整流回路が同期整流方式の回路で構成されていればよい。例えば、一次コイル側の回路が、非共振型のＰＷＭ制御方式のものであってもよく、また、フェーズシフト型のスイッチ回路で構成されるスイッチング電源装置であってもよい。

さらに、上述した実施形態では、スイッチング電源装置の起動の際に、ソフトスタート処理部１１により目標値Ｖｒｅｆを徐々に増加させて、出力電圧Ｖｏｕｔを立ち上げる例について説明したが、スイッチング電源装置の起動からソフトスタート期間が経過するまでの間に、出力電流を徐々に増加させる電流制限モードを採用する場合にも、本発明を好適に適用できるものである。

１…スイッチング電源装置、２…電源回路部、３…フルブリッジ回路（第１のスイッチ回路）、４…同期整流回路、５…同期整流スイッチ回路（第２のスイッチ回路）、１０…制御回路、１１…ソフトスタート処理部、１２…電圧検出回路、１３…定電圧制御部、１４…整流方式制御部、１５…ＰＷＭ出力変換部、１６…ドライバ回路、１７…操作量差替部、Ｑ１〜Ｑ６…スイッチ素子、Ｄ１〜Ｄ６…ボディーダイオード、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１…コンデンサ、Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ２２・・・チョークコイル

Claims (5)

1. トランスの一次コイル側に流れる電流をスイッチングして前記一次コイル側に電力を供給する第１のスイッチ回路と、トランスの二次コイル側から出力される交流電圧を同期整流する第２のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子に並列に接続されるダイオードと、前記第２のスイッチ回路により整流された電圧を平滑するチョークコイルと、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置であって、
   前記制御回路は、
   起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力の基準となる目標出力を、初期出力から所定の出力まで徐々に増加させるソフトスタート処理部と、
   前記目標出力と前記スイッチング電源装置の出力とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力が前記目標出力に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成する出力制御部と、
   前記ソフトスタート期間中は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子をオフにした状態で、前記第１のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御するとともに、前記トランスの二次コイル側に発生する交流電圧を前記ダイオードにより整流するダイオード整流を行い、
   前記ソフトスタート期間が経過した後は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始し、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御して同期整流を行う整流方式制御部と、
   前記ソフトスタート期間が経過し、前記整流方式制御部が前記同期整流を開始する際に、前記操作量が所定の規定値よりも小さいか否かを判定するとともに、前記操作量が前記所定の規定値よりも小さいと判定された場合に、この操作量を前記所定の規定値に差替える操作量差替部と、
   を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記制御回路は、
   スイッチング電源装置の出力電圧を検出する電圧検出回路を備え、
   前記ソフトスタート処理部は、
   起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力電圧の基準となる目標値を、初期値から所定の値まで徐々に増加させ、
   前記出力制御部は、
   前記目標値と前記スイッチング電源装置の出力電圧の検出値とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記目標値に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
3. 前記所定の規定値は、無負荷でかつ前記同期整流が行われている状態における前記操作量に相当する値である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のスイッチング電源装置。
4. 前記トランスの一次コイル側には、
   前記第１のスイッチ回路としてのフルブリッジ回路と、
   前記トランスの一次コイルに直列に接続されるチョークコイルとコンデンサと、
   を備え、
   前記フルブリッジ回路は、
   前記一次コイルに直列に接続されるチョークコイルとコンデンサとを介して、ＬＬＣ共振回路により前記一次コイルに電力を供給するように制御され、
   前記トランスの二次コイル側には、
   二次コイルの各端子と直流出力電圧の基準電位端子との間にそれぞれ接続される前記第２のスイッチ回路内の２つのスイッチ素子と、
   前記二次コイルの各端子にそれぞれの一端が接続され、他端が共通接続される２つのチョークコイルと、
   一端が直流出力電圧の正電圧側の出力端子と前記２つのチョークコイルの他端とに接続されるとともに、他端が前記基準電位端子に接続される平滑用コンデンサと、
   を備え、
   前記第２のスイッチ回路内の２つのスイッチ素子は、
   前記二次コイル側に発生する交流電圧を全波整流するとともに、前記全波整流された電圧を前記チョークコイルと前記平滑用コンデンサとにより平滑するカレントダブラ方式の同期整流を行うように制御される
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスイッチング電源装置。
5. トランスの一次コイル側に流れる電流をスイッチングして前記一次コイル側に電力を供給する第１のスイッチ回路と、トランスの二次コイル側から出力される交流電圧を同期整流する第２のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子に並列に接続されるダイオードと、前記第２のスイッチ回路により整流された電圧を平滑するチョークコイルと、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置の制御方法であって、
   前記制御回路により、
   起動の際に、所定のソフトスタート期間をもって、スイッチング電源装置の出力の基準となる目標出力を、初期出力から所定の出力まで徐々に増加させるソフトスタート処理手順と、
   前記目標出力と前記スイッチング電源装置の出力とを比較し、前記スイッチング電源装置の出力が前記目標出力に応じた値になるように前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を制御するための操作量を生成する出力制御手順と、
   前記ソフトスタート期間中は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子をオフにした状態で、前記第１のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御するとともに、前記トランスの二次コイル側に発生する交流電圧を前記ダイオードにより整流するダイオード整流を行い、
   前記ソフトスタート期間が経過した後は、前記第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を開始し、前記第１及び第２のスイッチ回路内のスイッチ素子のオン／オフ動作を前記操作量に基づいて制御して同期整流を行う整流方式制御手順と、
   前記ソフトスタート期間が経過し、前記整流方式制御手順により前記同期整流を開始する際に、前記操作量が所定の規定値よりも小さいか否かを判定するとともに、前記操作量が前記所定の規定値よりも小さいと判定された場合に、この操作量を前記所定の規定値に差替える操作量差替手順と、
   が行われることを特徴とするスイッチング電源装置の制御方法。

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