JP2017131033A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1はスイッチング電源装置1の電気的構成を示している。スイッチング電源装置1は、内部にスイッチング素子としてのNチャンネル型のMOSFET2およびこれを制御する回路を備えている。スイッチング電源装置1は、直流電源VDから電流検出抵抗3を介して給電され、これをスイッチング素子2をオンオフ制御することでコイル4に通電し、還流ダイオード5を通じてコンデンサ6に充電する。コンデンサ6の端子電圧が出力端子OUTの出力電圧Voutとなる。
図4(a)〜(e)は、図3中の各部での信号の時間推移を示すもので、図4(a)は電流検出回路9からの電流検出信号S1を示す。ここでは、MOSFET2に流れる電流が徐々に上昇していき、その後下降していく状態を示している。また、この電流検出信号S1は、MOSFET2をPWM信号によりスイッチング動作させたときの電流を検出しているので、断続的に通電されている状態となっている。
図5および図6は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、図5に示すように、ブリーダ回路16を駆動するゲート駆動回路26を設ける構成としている。ゲート駆動回路26には、制御回路8から前述のラッチ判定信号S5に加えて、電流検出信号S1から生成される電流レベルに相当する電流レベル信号S1aが入力される。
図7および図8は第3実施形態を示すもので、以下、第2実施形態と異なる部分について説明する。
図7に示すように、制御回路8内に保護回路30が設けられている。保護回路30は、AD変換回路31、比較回路32、タイマー33および過電圧データ記憶部34が設けられている。AD変換回路31は、電圧検出回路13の電圧検出信号が入力され、その電圧レベルに応じたデジタル信号に変換する。AD変換回路31は、比較回路32にデジタル信号を出力するとともに、デジタル信号のレベルに応じてブリーダ回路35による電荷の放電量を可変させる信号を出力する。
図9および図10は第4実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態では、電流検出信号S1を処理する制御回路41として、ピークホールド回路42、サンプリング回路43およびコンパレータ44を設ける構成としている。制御回路41は平坦化回路の機能を備えたもので、具体的にはピークホールド回路42が平坦化回路に相当する。ピークホールド回路42は、ダイオード42a、コンデンサ42bおよび抵抗42cから構成されている。ピークホールド回路42は、電流検出信号S1が入力されるとダイオード42aを介してコンデンサ42bに充電してピーク値をホールドし、充電後は抵抗42cを介して徐々に放電する。このときのコンデンサ42bの端子電圧をピークホールド信号S6として出力する。
図10(a)〜(e)は、図9中の各部での信号の時間推移を示すもので、図10(a)は電流検出回路9からの電流検出信号S1を示す。前述と同様に、MOSFET2に流れる電流が徐々に上昇していき、その後下降していく状態を示している。また、この電流検出信号S1は、MOSFET2をPWM信号によりスイッチング動作させたときの電流を検出しているので、断続的に通電されている状態となっている。
以上のように、第4実施形態によっても第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図11は第5実施形態を示すもので、以下、第4実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、図9に示した構成のうち、サンプリング回路43を省き、コンパレータ44としてヒステリシス機能を有するものを設けた構成としている。コンパレータ44は、参照電圧としてVTH、VTLが設定される。
したがって、このような第5実施形態によっても第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
図12および図13は第6実施形態を示すもので、以下、第4実施形態と異なる部分について説明する。
図13(a)〜(e)は、図12中の各部での信号の時間推移を示すもので、図13(a)は電流検出回路9からの電流検出信号S1を示す。前述と同様に、MOSFET2に流れる電流が徐々に上昇していき、その後下降していく状態を示している。また、この電流検出信号S1は、MOSFET2をPWM信号によりスイッチング動作させたときの電流を検出しているので、断続的に通電されている状態となっている。
したがって、このような第6実施形態によっても第4実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
また、ブリーダ回路35を、低負荷電流時あるいは過電圧時のいずれかの放電に用いる構成としてもよい。さらに、いずれか一方を段階的に負荷電流のレベルを設定して放電する構成としてもよい。
Claims (8)
- スイッチング素子(2)のオン時にコイル(4)に通電し、前記スイッチング素子のオフ時に前記コイルの還流電流をダイオード(5)を通じて出力端子(OUT)に出力するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング素子のオン時の電流を検出して電流検出信号として出力する電流検出回路(9)と、
前記出力端子の電圧をモニタしてフィードバック電圧を生成する電圧検出回路(13)と、
前記電流検出回路の電流検出信号および前記電圧検出回路のフィードバック電圧に基づいて前記スイッチング素子を電流モード制御によりオンオフ制御する制御回路(8、30、41、45)と、
前記出力端子に接続され、負荷電流を流すブリーダ回路(16、35)とを備え、
前記制御回路は、前記電流検出回路の電流検出信号のレベルが所定以下のときに前記ブリーダ回路を駆動して前記出力端子に負荷電流を流すスイッチング電源装置。 - 請求項1に記載のスイッチング電源装置において、
前記ブリーダ回路(16、35)は、前記負荷電流の電流レベルを複数段階に切り替え可能に構成され、
前記制御回路(30)は、前記電流検出回路の電流検出信号の所定以下のレベルの値に応じて前記ブリーダ回路の電流レベルを切り替えるように構成されているスイッチング電源装置。 - 請求項1または2に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御回路(8)は、前記電圧検出回路のフィードバック電圧が前記出力端子の過電圧レベルであるときには前記ブリーダ回路(16、35)により負荷電流を流すように制御するスイッチング電源装置。 - 請求項2に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御回路(8)は、前記電圧検出回路のフィードバック電圧が前記出力端子の過電圧レベルであるときには、その過電圧レベルの大きさに応じて前記ブリーダ回路(35)の電流レベルを切り替えるように構成されているスイッチング電源装置。 - 請求項1から4の何れか一項に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御回路(8、41、45)は、前記スイッチング素子のオン時の電流を電流レベルに相当する信号に変換する平坦化回路(21、42、43、46)を備えるスイッチング電源装置。 - 請求項5に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御回路が備える平坦化回路は、電流レベルの信号をラッチするラッチ回路(21)により構成されるスイッチング電源装置。 - 請求項5に記載のスイッチング電源装置において、
前記電流検出回路が備える平坦化回路は、ピークホールド回路(42)およびサンプリング回路(43)により構成されるスイッチング電源装置。 - 請求項7に記載のスイッチング電源装置において、
前記電流検出回路が備える平坦化回路は、積分回路(46)により構成されるスイッチング電源装置。
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