JP2015023609A - Ac/dcコンバータおよびその制御回路、電源アダプタおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御回路10の入力検出端子VINには、交流電圧VACを整流した第1整流電圧VRECT1が入力される。デプレッション型高耐圧素子である第1NMOSトランジスタMN1のドレインは入力検出端子VINと接続され、そのゲートがそのソースと接続される。交流電圧検出回路50は、第1NMOSトランジスタMN1のソースと接地ラインの間に直列に設けられた第1抵抗R1および第2抵抗R2を含み、第1抵抗R1および第2抵抗R2の接続ノードに生ずる第2整流電圧VRECT2にもとづいて交流電圧VACの振幅を検出する。
【選択図】図2
Description
制御回路を1つのIC(Integrated Circuit)として集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
この態様によれば、第3抵抗によって、第1NMOSトランジスタの温度特性をキャンセルし、第1NMOSトランジスタのソース電圧を安定化することができる。
この態様によれば、コンセントプラグが抜かれた後に、放電トランジスタをオンすることにより、+極と−極の間の容量を放電することができるため、外付けの放電用抵抗が不要となり、コストを下げることができる。
この態様によれば、交流周波数の数サイクルにわたる短時間の電圧異常の検出が可能となる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
第2整流回路9は、交流電圧VAC、より具体的にはフィルタ3を経由した交流電圧VACを整流し、第1整流電圧VRECT1を生成する。制御回路10の入力検出端子VINには、第1整流電圧VRECT1が入力される。
Id=f(AAC) …(1)
VRECT2=Id×R2 …(2)
VRECT2=f(AAC)×R2 …(3)
つまり線形領域において、第2整流電圧VRECT2は振幅AACと1対1で対応する。
VTH=f(ABO)×R2 …(4)
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
図5は、第1の変形例に係る制御回路10aの一部を示す回路図である。この制御回路10aは、第1NMOSトランジスタMN1のソースと第1抵抗R1の間に挿入された第3抵抗R3をさらに備える。そして第1NMOSトランジスタMN1のゲートは、ソースと第1抵抗R1の接続ノードN2と結線される。
実施の形態では、交流電圧検出回路50において、しきい値振幅をバーンアウト用しきい値に設定する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。たとえばしきい値振幅は定格振幅141Vより高い過電圧検出用の電圧レベルに設定してもよい。
実施の形態では、シャントレギュレータ(誤差増幅器)212がトランスT1の2次側に設けられる場合を説明したが、この誤差増幅器は、1次側に設けてもよく、さらには制御回路10に内蔵してもよい。
DC/DCコンバータ6は降圧型には限定されず、昇圧型、あるいは昇降圧型であってもよい。
最後に、AC/DCコンバータ1の用途を説明する。AC/DCコンバータ1は、ACアダプタや電子機器の電源ブロックに好適に利用される。
プラグ902、図示しないコンセントから商用交流電圧VACを受ける。AC/DCコンバータは、筐体804内に実装される。AC/DCコンバータにより生成された直流出力電圧VOUTは、同じ筐体904内に搭載される、マイコン、DSP(Digital Signal Processor)、電源回路、照明機器、アナログ回路、デジタル回路などの負荷に供給される。
Claims (15)
- 交流電圧を第1直流電圧に変換するAC/DCコンバータに使用される制御回路であって、
前記AC/DCコンバータは、
前記交流電圧を整流、平滑化し、第2直流電圧に変換する第1整流回路と、
前記第2直流電圧を昇圧または降圧する、絶縁型のDC/DCコンバータと、
前記第1直流電圧に応じたフィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記交流電圧を整流した第1整流電圧が入力される入力検出端子と、
外部のキャパシタが接続されており、前記DC/DCコンバータの動作状態において、前記DC/DCコンバータのトランスの1次側にて生成される第3直流電圧が供給される電源端子と、
前記フィードバック電圧を受けるフィードバック端子と、
そのドレインが前記入力検出端子と接続され、そのゲートがそのソースと接続されたデプレッション型高耐圧の第1NMOSトランジスタと、
前記第1NMOSトランジスタのソースと接地ラインの間に直列に設けられた第1抵抗および第2抵抗を含み、前記第1抵抗および前記第2抵抗の接続ノードに生ずる第2整流電圧にもとづいて前記交流電圧の振幅を検出する交流電圧検出回路と、
前記入力検出端子と前記電源端子の間に設けられ、前記AC/DCコンバータの起動時において、前記第1整流電圧により前記電源端子に接続されたキャパシタを充電する経路を含むスタータ回路と、
前記電源端子の電圧を受けて動作し、前記フィードバック電圧に応じて前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを駆動する駆動回路と、
を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする制御回路。 - 前記第1NMOSトランジスタのソースと前記第1抵抗の間に挿入された第3抵抗をさらに備え、
前記第1NMOSトランジスタのゲートは、前記ソースと前記第1抵抗の接続ノードと結線されることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 前記電源端子と前記接地ラインの間に設けられた放電トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の制御回路。
- 前記スタータ回路は、高耐圧の第2NMOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の制御回路。
- 前記第2NMOSトランジスタは、デプレッション型であり、ソースとバックゲートが共通に接続されることを特徴とする請求項4に記載の制御回路。
- 前記交流電圧検出回路は、
前記第2整流電圧を所定のしきい値電圧と比較し、比較結果を示す比較信号を生成するコンパレータと、
前記比較信号にもとづいて、前記交流電圧の振幅と前記しきい値電圧に対応したしきい値振幅の大小関係を判定するロジック部と、
を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の制御回路。 - 前記ロジック部は、前記比較信号が前記交流電圧の所定サイクル数にわたり連続して一定レベルを維持するとき、前記交流電圧の振幅が前記しきい値振幅より小さいものと判定することを特徴とする請求項6に記載の制御回路。
- 前記交流電圧検出回路は、前記交流電圧の振幅が、定格振幅より低く定められたしきい値振幅より小さいとき、前記DC/DCコンバータを停止することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の制御回路。
- 前記第1NMOSトランジスタのサイズ、前記第1抵抗および前記第2抵抗の抵抗値は、前記交流電圧の振幅が検出範囲に含まれるときに、前記第1NMOSトランジスタが線形領域で動作するよう定められることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。
- 前記しきい値電圧はヒステリシスを有することを特徴とする請求項8または9に記載の制御回路。
- 交流電圧を第1直流電圧に変換するAC/DCコンバータであって、
前記交流電圧を整流、平滑化し、第2直流電圧に変換する第1整流回路と、
前記第2直流電圧を昇圧または降圧する、絶縁型のDC/DCコンバータと、
前記交流電圧を整流し、第1整流電圧を生成する第2整流回路と、
1次側に設けられた1次巻線、補助巻線および2次側に設けられた2次巻線を有するトランスと、
前記トランスの1次巻線と接続されるスイッチングトランジスタと、
アノードが前記2次巻線と接続される第1ダイオードと、
一端が接地され、他端が前記第1ダイオードのカソードと接続された第1出力キャパシタと、
アノードが前記補助巻線と接続される第2ダイオードと、
一端が接地され、他端が前記第2ダイオードのカソードと接続された第2出力キャパシタと、
前記第1出力キャパシタに生ずる前記第1直流電圧に応じたフィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、
その入力検出端子には、前記第2直流電圧が入力され、その電源端子には、前記第2出力キャパシタに生ずる前記第2直流電圧が供給され、そのフィードバック端子には、前記フィードバック電圧が入力される請求項1から10のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするAC/DCコンバータ。 - 前記フィードバック回路は、
前記第1直流電圧を分圧した電圧と所定の目標値の誤差がゼロとなるようにレベルが調節されるフィードバック信号を生成するシャントレギュレータと、
その1次側の発光素子が前記フィードバック信号によって制御されるフォトカプラと、
を含み、前記フォトカプラの2次側の受光素子に生ずる信号が、前記フィードバック電圧として前記制御回路に供給されることを特徴とする請求項11に記載のAC/DCコンバータ。 - 前記交流電圧をフィルタリングするフィルタをさらに備え、
前記第2整流回路は、前記フィルタを経た後の前記交流電圧を整流することを特徴とする請求項11または12に記載のAC/DCコンバータ。 - 負荷と、
前記負荷に前記第1直流電圧を供給する請求項11から13のいずれかに記載のAC/DCコンバータと、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 請求項11から13のいずれかに記載のAC/DCコンバータを備えることを特徴とする電源アダプタ。
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