JP2016152738A - 電源制御用半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、チョッパ方式のスイッチングレギュレータにおいて、電流検出用抵抗の端子間電圧を検出する回路を設け、両端間電圧が0Vになったことを検出した場合に基準電圧発生回路の出力を低下させることで、スイッチング制御回路の動作を停止させるようにした発明が提案されている(特許文献2参照)。
電圧変換用のトランスの一次側巻線に間欠的に電流を流すためのスイッチング素子を、前記トランスの一次側巻線に流れる電流に比例した電圧と前記トランスの二次側からの出力電圧検出信号が入力されることで、オン、オフ制御する駆動パルスを生成し出力する電源制御用半導体装置であって、
前記スイッチング素子をオン、オフ制御する制御信号を生成するオン、オフ制御信号生成回路と、
前記トランスの一次側巻線に流れる電流に比例した電圧が入力される電流検出端子と、
前記電流検出端子と内部電源電圧もしくはそれに応じた電圧が印加される端子との間に設けられた高インピーダンスのプルアップ手段と、
前記電流検出端子の電圧と所定の電圧とを比較して前記電流検出端子の電圧が前記所定の電圧よりも高いことを検出した場合に前記電流検出端子の異常と判定する端子監視回路と、
を備え、前記端子監視回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記端子監視回路から出力される信号によって前記オン、オフ制御信号生成回路の信号生成動作が停止されるように構成した。
前記トランスの補助巻線に誘起された電圧を整流、平滑した電圧が入力される第2電源端子と、
前記第1電源端子と前記第2電源端子との間に設けられたスイッチ手段と、
前記第2電源端子の電圧に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ制御して前記第2電源端子の電圧が、所定の第1電圧範囲に入るように制御する起動回路と、
前記第2電源端子の電圧に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ制御して前記第2電源端子の電圧が、前記第1電圧範囲よりも狭い第2電圧範囲に入るように制御する状態制御回路と、
を備え、前記端子監視回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記端子監視回路から出力される信号によって前記状態制御回路が動作状態になるように構成する。
前記電流検出端子および前記外部入力端子の状態を監視して異常状態を検出する異常検出回路と、
を備え、前記異常検出回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記異常検出回路から出力される信号によって、前記オン、オフ制御信号生成回路の信号生成動作が停止されるとともに前記状態制御回路が動作状態になるように構成する。
これにより、電流検出端子と接地点との間が短絡したり電流検出用の抵抗がショートした場合にも、スイッチング素子をオン、オフさせる信号を生成する信号生成回路の動作が停止されるため、電源装置を安全に停止させることができるとともに、起動回路(スタートアップ回路)により不合理な動作状態に陥るのを防止することができる。
図1は、本発明を適用した絶縁型直流電源装置としてのAC−DCコンバータの一実施形態を示す回路構成図である。
一方、電源制御用IC13には、ダイオード・ブリッジ回路12で整流される前の電圧がダイオードD11,D12および抵抗R1を介して印加される高圧入力起動端子HVが設けられており、電源投入時(プラグが差し込まれた直後)は、この高圧入力起動端子HVからの電圧で動作することができるように構成されている。
図2に示すように、本実施例の電源制御用IC13は、フィードバック端子FBの電圧VFBに応じた周波数で発振する発振回路31と、該発振回路31で生成された発振信号φcに基づいて一次側スイッチングトランジスタSWをオンさせるタイミングを与えるクロック信号CKを生成するワンショットパルス生成回路のような回路からなるクロック生成回路32と、クロック信号CKによってセットされるRS・フリップフロップ33と、該フリップフロップ33の出力に応じてスイッチングトランジスタSWの駆動パルスGATEを生成するドライバ(駆動回路)34を備える。
図5に示すように、CS端子監視回路40は、内部電源電圧Vregを供給する電源ラインと電流検出端子CSとの間に接続された定電流源41と、電流検出端子CSに非反転入力端子が接続され反転入力端子に検出電圧Vref0(例えば2.5V)が印加されたコンパレータ42とから構成されている。また、図5には、アンプAMPと抵抗R21,R22とからなり、電流検出端子CSの電圧Vcsを例えば4.8倍のような増幅率で増幅して、過電流検出用の前記コンパレータ36aへ供給するアンプ(増幅回路)35が併せて示されている。
なお、上記定電流源41は、抵抗素子Rpに置き換えることが可能である(図6参照)。定電流源41および抵抗素子Rpは、電流検出端子CSと内部電源電圧との間に設けられた高インピーダンスのプルアップ手段として機能する。
図6の実施例は、CS端子監視回路40が電流検出端子CSの異常(CS端子オープン)を検出すると、ドライバ34の出力GATEをローレベルにした状態で動作を停止させるとともに、ラッチ停止制御回路51を動作させて、電源制御用IC13をラッチ停止モードに移行させるように構成したものである。
なお、上記ラッチ停止モードは、AC電源側のプラグをコンセントから引き抜くことで解除される。
これにより、CS端子もしくはセンス抵抗Rsの短絡により、一次巻線に電流が流れ続けるのを防止することができるとともに、ラッチ停止モードに移行することで起動回路(スタートアップ回路)52による電源制御用ICの再起動により電源装置が再起動されるのを回避し、電源装置を停止し続けることが可能である。
さらに、前記実施形態では、本発明をフライバック方式のAC−DCコンバータを構成する電源制御用ICに適用した場合について説明したが、本発明はフォワード型や疑似共振型のAC−DCコンバータさらには一次側で取得した情報のみで二次側の出力電圧の制御を行ういわゆる Primary Side Regulation (以下PSR)方式のAC−DCコンバータを構成する電源制御用ICにも適用することができる。
12 ダイオード・ブリッジ回路(整流回路)
13 電源制御回路(電源制御用IC)
14 二次側検出回路(検出用IC)
15a フォトカプラの発光側ダイオード
15b フォトカプラの受光側トランジスタ
31 発振回路
32 クロック生成回路
34 ドライバ(駆動回路)
35 アンプ(非反転増幅回路)
36a 過電流検出用コンパレータ(過電流検出回路)
36b 電圧/電流制御用コンパレータ(電圧/電流制御回路)
36c CS端子オープン検出用コンパレータ(端子電圧監視回路)
37 波形生成回路
38 周波数制御回路
39 デューティ制限回路
40 CS端子監視回路
51 ラッチ停止制御回路(状態制御回路)
Claims (3)
- 電圧変換用のトランスの一次側巻線に間欠的に電流を流すためのスイッチング素子を、前記トランスの一次側巻線に流れる電流に比例した電圧と前記トランスの二次側からの出力電圧検出信号が入力されることで、オン、オフ制御する駆動パルスを生成し出力する電源制御用半導体装置であって、
前記スイッチング素子をオン、オフ制御する制御信号を生成するオン、オフ制御信号生成回路と、
前記トランスの一次側巻線に流れる電流に比例した電圧が入力される電流検出端子と、
前記電流検出端子と内部電源電圧もしくはそれに応じた電圧が印加される端子との間に設けられた高インピーダンスのプルアップ手段と、
前記電流検出端子の電圧と所定の電圧とを比較して前記電流検出端子の電圧が前記所定の電圧よりも高いことを検出した場合に前記電流検出端子の異常と判定する端子監視回路と、
を備え、前記端子監視回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記端子監視回路から出力される信号によって前記オン、オフ制御信号生成回路の信号生成動作が停止されるように構成されていることを特徴とする電源制御用半導体装置。 - AC入力の電圧が入力される第1電源端子と、
前記トランスの補助巻線に誘起された電圧を整流、平滑した電圧が入力される第2電源端子と、
前記第1電源端子と前記第2電源端子との間に設けられたスイッチ手段と、
前記第2電源端子の電圧に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ制御して前記第2電源端子の電圧が、所定の第1電圧範囲に入るように制御する起動回路と、
前記第2電源端子の電圧に基づいて前記スイッチ手段をオン、オフ制御して前記第2電源端子の電圧が、前記第1電圧範囲よりも狭い第2電圧範囲に入るように制御する状態制御回路と、
を備え、前記端子監視回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記端子監視回路から出力される信号によって前記状態制御回路が動作状態になるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電源制御用半導体装置。 - 前記トランスの二次側からの出力電圧検出信号が入力される外部入力端子と、
前記電流検出端子および前記外部入力端子の状態を監視して異常状態を検出する異常検出回路と、
を備え、前記異常検出回路が前記電流検出端子の異常を検出すると、前記異常検出回路から出力される信号によって、前記オン、オフ制御信号生成回路の信号生成動作が停止されるとともに前記状態制御回路が動作状態になるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の電源制御用半導体装置。
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