JP2015091206A - 絶縁型スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁型スイッチング電源装置1は、トランス10と、スイッチング制御装置20と、出力監視装置70とを有する。トランス10は、一次巻線11と二次巻線12のほか、第1補助巻線13と第2補助巻線14を含む。出力監視装置70は、出力電圧Voが所定の閾値電圧を下回ったときに第2補助巻線14を駆動して第1補助巻線13に誘起電圧Vauxを生じさせる。スイッチング制御装置20は、軽負荷状態を検出したときに一次巻線11の駆動を一時停止し、誘起電圧Vauxを検出したときに一次巻線11の駆動を再開する。
【選択図】図12
Description
図1は、絶縁型スイッチング電源装置の第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態の絶縁型スイッチング電源装置1は、一次回路系1p(GND1系)と二次回路系1s(GND2系)との間を電気的に絶縁しつつ、商用交流電源PWから供給される交流電圧Vacを直流の出力電圧Voに変換して負荷Zに供給するAC/DCコンバータであり、トランス10と、半導体装置20と、AC/DC変換部30と、電源電圧生成部40と、帰還電圧生成部50と、整流平滑部60と、を有する。
図2は、スイッチング制御動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、オン信号S1、オフ信号S2、ゲート信号G1、センス電圧Vc(一次電流Ip)、検出電圧Vd、及び、比較信号Saが描写されている。
図3は、定電圧制御と定電流制御との切替動作を説明するための図である。出力電圧Voと目標電圧Vtargetとの乖離が小さく、誤差電圧Vbが基準電圧Vref2よりも低い場合、コントローラ224は、誤差電圧Vbと検出電圧Vdとの比較結果(=比較信号Sa)に応じてオフ信号S2のパルス生成を行う。この状態は、一次電流Ipが上限値Ilimitに達しておらず、比較信号Saに応じた定電圧制御が行われている状態に相当する((A)欄及び(B)欄の符号CV[constant voltage]を参照)。
図4はサンプル/ホールド回路21の一構成例を示す図である。本構成例のサンプル/ホールド回路21は、コンパレータ211と、タイミングジェネレータ212と、サンプル/ホールド部213と、差分処理部214と、比較処理部215と、制御部216と、セレクタ217と、を含む。
図5は、サンプル/ホールド動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順番に、ゲート信号G1、帰還電圧Vfb、一次電流Ip、二次電流Is、比較信号S10、タイミング信号S11〜S14、及び、保持電圧Vaが描写されている。
図6は、制御部216によるホールド値選択動作の一例を示す図である。本図(A)欄で示すように、出力スイッチ227のオフ期間Toffに二次電流Isがゼロ値とならない場合(いわゆる電流連続モード)には、出力スイッチ227がオンされるまで帰還電圧Vfbがほぼ低下しない。従って、隣接するホールド値同士の差分値V21〜V23は、いずれも基準電圧Vref(閾値下げ幅に相当)よりも低くなるので、比較信号S21〜S23はいずれもローレベルとなる。従って、これを受けた制御部216は、最後(最も遅いタイミング)に取得されたホールド値V11を保持電圧Vaとして選択する。
図7は、別手法のサンプル/ホールド動作を示す図である。第1の別手法としては、本図(X)欄で示したように、出力スイッチ227のオフタイミング(時刻t31)を起点に、サンプル/ホールド動作の開始タイミングT11と終了タイミングT12を設定する手法が考えられる。しかしながら、当該手法では、二次電流Isがゼロとなる直前(時刻t32)の帰還電圧Vfbをサンプル/ホールドすることが非常に難しい。また、サンプル/ホールド動作は、帰還電圧Vfbのリンギングが収束してから二次電流Isがゼロとなるまでの間に実行しなければならないという制約がある。このような制約を鑑みると、サンプル/ホールド動作の開始タイミングT11と終了タイミングT12には、非常にシビアな制限が掛かるので、セットの応用範囲が狭くなる。
図8は、絶縁型スイッチング電源装置の第2実施形態(半導体装置20のみを描写)を示す図である。第2実施形態の絶縁型スイッチング電源装置1は、基本的に第1実施形態と同様の構成であり、半導体装置20にバースト制御部229が集積化された点に特徴を有する。そこで、第1実施形態と同様の構成要素については、図1と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第2実施形態の特徴部分であるバースト制御部229について重点的に説明する。
図12は、絶縁型スイッチング電源装置の第3実施形態を示す図である。第3実施形態の絶縁型スイッチング電源装置1は、基本的に第2実施形態と同様の構成であり、先に述べた問題点を解消するための手段として、出力電圧Voを監視する半導体装置70が追加された点に主たる特徴を有している。そこで、第1実施形態や第2実施形態と同様の構成要素については、図1と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第3実施形態の特徴部分について重点的に説明する。
図18は、絶縁型スイッチング電源装置の第4実施形態(半導体装置70のみを描写)を示す図である。第4実施形態の絶縁型スイッチング電源装置1は、基本的に第3実施形態と同様の構成であり、半導体装置70に減電圧検出用のコンパレータ76が集積化された点に特徴を有する。そこで、第3実施形態と同様の構成要素については、図13と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第4実施形態の特徴部分であるコンパレータ76について重点的な説明を行う。
絶縁型スイッチング電源装置1の用途を説明する。絶縁型スイッチング電源装置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。
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
1p 一次回路系(GND1系)
1s 二次回路系(GND2系)
10 トランス
11 一次巻線
12 二次巻線
13 第1補助巻線
14 第2補助巻線
20 半導体装置(スイッチング制御IC)
21 サンプル/ホールド回路
211 コンパレータ
212 タイミングジェネレータ
213 サンプル/ホールド部
214 差分処理部
215 比較処理部
216 制御部
217 セレクタ
22 一次電流制御回路
221 エラーアンプ
222、223 コンパレータ
224 コントローラ
225 オシレータ
226 RSフリップフロップ
227 出力スイッチ(Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ)
228 検出電圧生成部
228a センス抵抗
228b マスク処理部
229 バースト制御部
229a コンパレータ
229b 信号遅延部
229c タイミング信号生成部
229d ORゲート
30 AC/DC変換部
31 フィルタ
32 ダイオードブリッジ
33、34 キャパシタ
40 電源電圧生成部
41 ダイオード
42 キャパシタ
50 帰還電圧生成部
51、52 抵抗
60 整流平滑部
61 ダイオード
62 キャパシタ
70 半導体装置(出力監視IC)
71 ロジック部
72、76 コンパレータ
73 レギュレータ
74 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
75 抵抗
80 監視電圧生成部
81、82 抵抗
PW 商用交流電源
Z 負荷
T21〜T24、T71〜T74 外部端子
SW11〜SW14 アナログスイッチ
C1〜C4 キャパシタ
N1〜N4 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
AMP1〜AMP3 電流出力アンプ
R1〜R3 抵抗
CMP1〜CMP3 コンパレータ
800 ACアダプタ
802 プラグ
804 筐体
806 コネクタ
900 電子機器
902 プラグ
904 筐体
Claims (12)
- 一次回路系と二次回路系を絶縁しつつ一次巻線及び二次巻線を用いて入力電圧を出力電圧に変圧するトランスと、
前記一次回路系に設けられて前記一次巻線を駆動するスイッチング制御装置と、
前記二次回路系に設けられて前記出力電圧を監視する出力監視装置と、
を有し、
前記トランスは、前記一次巻線及び前記二次巻線のほか、前記一次回路系に設けられた第1補助巻線と、前記二次回路系に設けられた第2補助巻線と、を含み、
前記出力監視装置は、前記出力電圧が所定の閾値電圧を下回ったときに前記第2補助巻線を駆動して前記第1補助巻線に誘起電圧を生じさせ、
前記スイッチング制御装置は、軽負荷状態を検出したときに前記一次巻線の駆動を一時停止し、前記第1補助巻線の誘起電圧を検出したときに前記一次巻線の駆動を再開する、
ことを特徴とする絶縁型スイッチング電源装置。 - 前記スイッチング制御装置は、前記誘起電圧の検出判定に際して、前記誘起電圧が所定のオン時間に亘って継続的に生じているか否かを監視することを特徴とする請求項1に記載の絶縁型スイッチング電源装置。
- 前記スイッチング制御装置は、前記誘起電圧の検出判定に際して、前記一次巻線の通常駆動時よりも高い誘起電圧が生じているか否かを監視することを特徴とする請求項1に記載の絶縁型スイッチング電源装置。
- 前記出力監視装置は、
前記出力電圧と前記閾値電圧とを比較して出力検出信号を生成するコンパレータと、
前記出力検出信号に応じてゲート信号を生成するロジック部と、
前記ゲート信号に応じて前記第2補助巻線の電流経路を導通/遮断するスイッチと、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の絶縁型スイッチング電源装置。 - 前記出力監視装置は、起動してから前記出力電圧が減電解除電圧を上回るまで前記第2補助巻線の駆動を禁止することを特徴とする請求項4に記載の絶縁型スイッチング電源装置。
- 前記出力監視装置は、前記出力電圧と前記減電解除電圧とを比較してUVLO[under voltage locked out]信号を生成する減電検出用コンパレータをさらに含み、
前記ロジック部は、前記UVLO信号に応じて前記スイッチの駆動可否を制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の絶縁型スイッチング電源装置。 - 前記スイッチング制御装置は、
前記誘起電圧に応じた帰還電圧をサンプル/ホールドして保持電圧を生成するサンプル/ホールド回路と、
前記保持電圧に応じて前記一次巻線に流れる一次電流を制御する一次電流制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の絶縁型スイッチング電源装置。 - 前記一次電流制御回路は、
前記保持電圧と第1基準電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、
前記一次電流に応じた検出電圧を生成する検出電圧生成部と、
前記誤差電圧と前記検出電圧を比較して第1比較信号を生成する第1コンパレータと、
前記第1比較信号に応じてオフ信号にパルスを生成するコントローラと、
所定周波数でオン信号にパルスを生成するオシレータと、
前記オン信号と前記オフ信号に応じて出力制御信号を生成するフリップフロップと、
前記出力制御信号に応じて前記一次電流をオン/オフする出力スイッチと、
前記帰還電圧と前記誤差電圧を監視して前記オシレータのオン/オフ制御を行うバースト制御部と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載の絶縁型スイッチング電源装置。 - 前記一次電流制御回路は、前記検出電圧と第2基準電圧とを比較して第2比較信号を生成する第2コンパレータをさらに含み、
前記コントローラは、前記一次電流が上限値に達しているか否かに応じて前記第1比較信号に応じた定電圧制御と前記第2比較信号に応じた定電流制御のいずれか一方を行う、
ことを特徴とする請求項8に記載の絶縁型スイッチング電源装置。 - 交流電圧から前記入力電圧を生成するAC/DC変換部をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の絶縁型スイッチング電源装置。
- 請求項10に記載の絶縁型スイッチング電源装置を有するACアダプタ。
- 請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の絶縁型スイッチング電源装置と、
前記絶縁型スイッチング電源装置から出力電圧の供給を受けて動作する負荷と、
を有する電子機器。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018064398A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
WO2019065049A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | ローム株式会社 | 電源ic |
WO2023002852A1 (ja) * | 2021-07-20 | 2023-01-26 | ローム株式会社 | 半導体装置、スイッチング電源、発光装置 |
JP7406371B2 (ja) | 2019-12-27 | 2023-12-27 | ローム株式会社 | 絶縁型電源およびその制御回路 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0568367A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Niigata Seimitsu Kk | スイツチングレギユレータ |
JPH09224372A (ja) * | 1996-02-20 | 1997-08-26 | Fuji Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2001309579A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 無接点給電装置 |
JP2004112992A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-04-08 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源装置 |
JP2005295669A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Murata Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
US20120025608A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Melanson John L | Multiple power sources for a switching power converter controller |
-
2013
- 2013-11-07 JP JP2013231093A patent/JP6403948B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0568367A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Niigata Seimitsu Kk | スイツチングレギユレータ |
JPH09224372A (ja) * | 1996-02-20 | 1997-08-26 | Fuji Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2001309579A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 無接点給電装置 |
JP2004112992A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-04-08 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源装置 |
JP2005295669A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Murata Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
US20120025608A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Melanson John L | Multiple power sources for a switching power converter controller |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018064398A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
WO2019065049A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | ローム株式会社 | 電源ic |
JPWO2019065049A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2020-10-15 | ローム株式会社 | 電源ic |
US11509225B2 (en) | 2017-09-28 | 2022-11-22 | Rohm Co., Ltd. | Power IC including a feedback resistor, and a switching power supply and electronic appliance including the power IC |
US11848615B2 (en) | 2017-09-28 | 2023-12-19 | Rohm Co., Ltd. | Power IC including a feedback resistor, and a switching power supply and electronic appliance including the power IC |
JP7406371B2 (ja) | 2019-12-27 | 2023-12-27 | ローム株式会社 | 絶縁型電源およびその制御回路 |
WO2023002852A1 (ja) * | 2021-07-20 | 2023-01-26 | ローム株式会社 | 半導体装置、スイッチング電源、発光装置 |
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