JP2018026951A - スイッチング電源装置及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖｃｃ端子に接続される制御回路用電源に応じて、制御回路の動作開始電圧Ｖｏｎを適切な値に切り換えることできるスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】一次巻線を介して直流電源に接続されたスイッチング素子と、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する制御回路２とを有し、一次巻線Ｐを用いて電圧変換した出力電圧を負荷に出力するスイッチング電源装置であって、制御回路２に電力を供給するＩＣ用電源が接続されるＶｃｃ端子と、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源の種類を判定する接続判定部２４と、を具備し、制御回路２は、接続判定部２４による判定結果に応じて動作開始電圧を切り換える。【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチング動作によって出力電圧制御を行うスイッチング電源装置及びそれを構成する半導体装置に関する。

スイッチング電源装置におけるスイッチング素子を制御する制御回路は、通常、集積回路（以下、制御用ＩＣと称す）により構成され、Ｖｃｃ（制御回路用電源入力）端子から供給される電力に基づいて、制御回路全体に対して動作に必要な電力を供給する内部電源を備えている。

Ｖｃｃ端子への電力供給に補助電源回路を用いる場合、補助電源回路は、トランスの補助巻線に誘起される電圧を整流して平滑コンデンサに充電し、Ｖｃｃ端子に電力を供給する。従って、スイッチング電源装置が動作していない状態では、補助電源回路からＶｃｃ端子に電力が供給されないため、制御用ＩＣは、電源投入時に起動電流を供給して補助電源回路のコンデンサを充電する起動回路を必要としている（例えば、特許文献１参照）。

入力電圧が印加されると、起動回路によってＶｃｃ端子に接続された補助電源回路のコンデンサが充電され、図６（ａ）に示すように、Ｖｃｃ端子の電圧Ｖｃｃが上昇する。そして、電圧Ｖｃｃが動作開始電圧Ｖｏｎ（＝１５Ｖ）に達すると内部電源からの電力供給が開始され、制御用ＩＣは動作を開始する。起動回路は、制御用ＩＣの動作開始に伴って、ＯＦＦされる。従って、補助電源回路のコンデンサに蓄えられた電荷が消費されて電圧Ｖｃｃが低下するが、電圧Ｖｃｃが動作停止電圧Ｖｏｆｆ（＝８Ｖ）まで下がる前に補助巻線からの電力供給が始まり、制御用ＩＣの動作は継続される。

特開２００９−２３２４９５号公報

ここで、補助電源回路の代わりに外部電源をＶｃｃ端子への電力供給に用いることもできる。外部電源を用いる場合には、動作開始電圧Ｖｏｎ（＝１５Ｖ）より高い外部電圧を用意することで対応できるが、制御ＩＣの消費電力が大きくなってしまう。そこで、図６（ｂ）に示すように、動作開始電圧Ｖｏｎを従来の電圧（＝１５Ｖ）から低い電圧（＝１１Ｖ）に設定を変更すれば、制御用ＩＣの動作開始を可能とし、且つ、動作開始後の電圧Ｖｃｃは低下せず安定する。また、制御ＩＣの消費電力も増えない。従って、外部電源の使用を想定する場合、動作開始電圧Ｖｏｎを低く設定することで、低い電圧（＝１２Ｖ）しか得られない外部電源でも使用することが可能になる。

しかしながら、動作開始電圧Ｖｏｎを低い電圧（＝１１Ｖ）に設定した場合、Ｖｃｃ端子への電力供給に補助電源回路を用いることができなくなってしまう虞がある。すなわち、動作開始電圧Ｖｏｎを低い電圧（＝１１Ｖ）に設定した場合、動作停止電圧Ｖｏｆｆ（＝８Ｖ）との差が小さくなる。すると、図７に示すように、制御用ＩＣの動作開始に伴う電圧Ｖｃｃの低下によって、補助巻線からの電力供給が始まる前に、電圧Ｖｃｃが動作停止電圧Ｖｏｆｆ（＝８Ｖ）を下回ってしまい、最悪の場合は起動ミスとなってしまうという問題点があった。

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、Ｖｃｃ端子に接続される制御回路用電源に応じて、制御回路の動作開始電圧Ｖｏｎを適切な値に切り換えることできるスイッチング電源装置及び半導体装置を提供することにある。

本発明のスイッチング電源装置は、インダクタを介して直流電源に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを有し、前記インダクタを用いて電圧変換した出力電圧を負荷に出力するスイッチング電源装置であって、前記制御回路に電力を供給する制御回路用電源が接続される制御回路用電源入力端子と、前記制御回路用電源入力端子に接続された前記制御回路用電源の種類を判定する接続判定部と、を具備し、前記制御回路は、前記接続判定部による判定結果に応じて動作開始電圧を切り換えることを特徴とする。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記接続判定部は、前記制御回路用電源入力端子に接続された前記制御回路用電源が、前記スイッチング素子のオンオフ制御に伴って生成される電力を用いる補助電源回路であるか否かを判定し、前記制御回路は、前記接続判定部によって前記制御回路用電源が前記補助電源回路であると判定されると、前記動作開始電圧を、前記制御回路用電源が外部電源であることを想定して設定された第１電圧から前記第１電圧よりも高い第２電圧に切り換えても良い。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記直流電源と前記制御回路用電源入力端子との間に接続され、前記直流電源からの電力供給を用いて前記補助電源回路に起動電流を供給する起動回路を具備し、前記接続判定部は、前記起動回路の動作を検出することで、前記制御回路用電源の種類を判定しても良い。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記起動回路は、定電流を前記起動電流として出力する定電流源と、前記定電流源と前記制御回路用電源入力端子との間に、前記起動電流に対して順方向に接続された整流素子とを具備し、前記接続判定部は、前記定電流源と前記整流素子との接続点の電圧が、前記制御回路用電源が外部電源であることを想定して設定された第１電圧よりも低い基準電圧に到達すると、前記制御回路用電源が前記補助電源回路であると判定しても良い。
また、本発明の半導体装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置に使用される半導体装置であって、前記制御回路及び前記接続判定部が単一の基板上に集積化されていることを特徴とする。

本発明によれば、Ｖｃｃ端子に接続される制御回路用電源に応じて、制御回路の動作開始電圧Ｖｏｎを適切な値に切り換えることできるという効果を奏する。

本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。 図１に示すコントローラＩＣの実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。 図２（ａ）に示す補助電源回路が接続された際の起動時のＶｃｃ端子電圧を示す波形図である。 図２（ｂ）に示す外部電源が接続された際の起動時のＶｃｃ端子電圧を示す波形図である。 本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態における他の接続判定動作を説明するための波形図である。 従来のスイッチング電源装置における起動時のＶｃｃ電圧を示す波形図である。 従来のスイッチング電源装置における起動ミス時のＶｃｃ電圧を示す波形図である。

本実施の形態のスイッチング電源装置は、図１を参照すると、整流回路ＤＢと、平滑コンデンサＣｉｎ、Ｃｏ、Ｃｄと、トランスＴと、コントローラＩＣ１と、整流ダイオードＤ１、Ｄ２と、シャントレギュレータＺ１と、フォトカプラを構成する発光ダイオードＰＣ１及び受光トランジスタＰＣ２と、電流検出抵抗Ｒｏｃｐと、抵抗Ｒａ、Ｒｂと、コンデンサＣ１とを備えている。

ダイオードがブリッジ構成された整流回路ＤＢの交流入力端子ＡＣｉｎ１、ＡＣｉｎ２には商用交流電源ＡＣが接続され、商用交流電源ＡＣから入力された交流電圧が全波整流されて整流回路ＤＢから出力される。整流回路ＤＢの整流出力正極端子と整流出力負極端子との間には、平滑コンデンサＣｉｎが接続されている。また、整流回路ＤＢの整流出力負極端子は接地端子に接続されている。これにより、商用交流電源ＡＣを整流回路ＤＢと平滑コンデンサＣｉｎとで整流平滑した入力電圧が得られる。

コントローラＩＣ１は、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行うための制御回路２と、起動回路３とを内蔵して集積回路化した半導体装置であり、Ｄ（ＭＯＳＦＥＴドレイン）端子と、ＳＴ（起動電力入力）端子と、Ｓ／ＯＣＰ（ＭＯＳＦＥＴソース／過電流保護）端子と、Ｖｃｃ（ＩＣ用電源入力）端子と、ＦＢ（フィードバック信号入力）端子と、ＳＳ（ソフトスタート）端子と、ＧＮＤ端子とを備えている。

一次側（入力側）から二次側（負荷側）へ電力を供給するトランスＴは、一次巻線Ｐおよび補助巻線Ｄと、二次巻線Ｓとで構成されており、整流回路ＤＢの整流出力正極端子がトランスＴの一次巻線Ｐの一端部に接続され、トランスＴの一次巻線Ｐの他端部がコントローラＩＣ１のＤ端子に接続されている。そして、コントローラＩＣ１のＳ／ＯＣＰ端子が抵抗Ｒｏｃｐを介して接地端子に接続されている。これにより、コントローラＩＣ１が内蔵するスイッチング素子をオン／オフ制御することで、トランスＴの一次巻線Ｐに与えられた電力が、トランスＴの二次巻線Ｓに伝達され、トランスＴの二次巻線Ｓにパルス電圧が発生する。また、電流検出抵抗Ｒｏｃｐは、コントローラＩＣ１が内蔵するスイッチング素子を流れる電流を電圧信号Ｖ_ｏｃｐとして検出する抵抗として接続されている。コントローラＩＣ１は、スイッチング素子を流れる電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが予め設定された過電流閾値以上になると、二次側に供給する電力を制限する過電流保護（ＯＣＰ）機能を有している。

トランスＴの二次巻線Ｓの両端子間には、整流ダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣｏが接続されている。トランスＴの二次巻線Ｓに誘起される電圧は、整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣｏにより整流平滑され、平滑コンデンサＣｏの端子間電圧が出力電圧Ｖｏとして出力端子から出力される。なお、平滑コンデンサＣｏの正極端子に接続されているラインが電源ラインとなり、平滑コンデンサＣｏの負極端子が接続されたラインは接地端子に接続されたＧＮＤラインとなる。

出力の電源ラインとＧＮＤラインとの間には、発光ダイオードＰＣ１とエラーアンプとして機能するシャントレギュレータＺ１とが直列に接続されている。出力の電源ラインに発光ダイオードＰＣ１のアノードが接続され、発光ダイオードＰＣ１のカソードがシャントレギュレータＺ１のカソードが接続され、シャントレギュレータＺ１のアノードがＧＮＤラインに接続されている。また、電源ラインとＧＮＤラインとの間には、分圧用の抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂが直列に接続され、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続点がシャントレギュレータＺ１の制御端子ａに接続されている。抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとで分圧された出力電圧Ｖｏは、シャントレギュレータＺ１の制御端子ａに入力され、シャントレギュレータＺ１の内部基準電圧と比較される。これにより、誤差電圧に応じた電流が発光ダイオードＰＣ１を流れ、発光ダイオードＰＣ１を流れる電流がＦＢ（フィードバック）信号として発光ダイオードＰＣ１から１次側の受光トランジスタＰＣ２に出力される。コントローラＩＣ１のＦＢ端子と接地端子との間には、受光トランジスタＰＣ２とコンデンサＣ１とが並列に接続され、コントローラＩＣ１は、ＦＢに入力されるＦＢ信号に基づいてスイッチング素子のデューティ比やスイッチング周波数を制御し、二次側に供給する電力量を制御する。

また、トランスＴの補助巻線Ｄの両端子間には、整流ダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣｄが接続され、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣｄとの接続点がコントローラＩＣ１のＶｃｃ端子に接続されている。補助巻線Ｄ、整流ダイオードＤ２及び平滑コンデンサＣｄは、補助電源回路４として機能する。補助電源回路４は、コントローラＩＣ１に電力を供給するＩＣ用電源である。これにより、補助巻線Ｄに発生した電圧は、整流ダイオードＤ２及び平滑コンデンサＣｄにより整流平滑され、コントローラＩＣ１用の電源電圧ＶｃｃとしてコントローラＩＣ１のＶｃｃ端子に供給される。

起動回路３は、電解コンデンサＣｉｎの正極端子に接続されているＳＴ端子と、電解コンデンサＣｄの正極端子に接続されているＶｃｃ端子との間に接続されている。起動回路３は、スイッチング制御が開始される前の起動時に動作し、Ｖｃｃ端子に接続されている電解コンデンサＣｄに対して定電流を供給する。そして、起動回路３は、制御回路１の起動後は電流供給を停止する。

図２（ａ）を参照すると、起動回路３は、定電流源ＵＶＬ１と、スイッチＳＷ１と、ダイオードＤ３とを備えている。定電流源ＵＶＬ１の入力端子は、ＳＴ端子に接続され、電解コンデンサＣｉｎからの起動電力の供給を受ける。定電流源ＵＶＬ１の出力端子は、スイッチＳＷ１を介してダイオードＤ３のアノードに接続され、ダイオードＤ３のカソードは、Ｖｃｃ端子に接続されている。

制御回路２は、内部電源２１と、ヒステリシスコンパレータ２２と、ＳＴスイッチ制御部２３と、接続判定部２４とを備えている。

内部電源２１は、Ｖｃｃ端子から供給される電力に基づき、制御回路２を起動させると共に、制御回路２全体に対して動作に必要な電力を供給する。また、内部電源２１は、ヒステリシスコンパレータ２２の出力を検出し、ヒステリシスコンパレータ２２の出力がＨ（ハイ）レベルの信号である場合に動作を行い、ヒステリシスコンパレータ２２の出力がＬ（ロー）レベルの信号である場合には動作を停止して制御回路２全体に対する電力供給を止める。

ＳＴスイッチ制御部２３は、ヒステリシスコンパレータ２２の出力を検出し、ヒステリシスコンパレータ２２の出力がＨレベルの信号である場合に、起動回路３のスイッチＳＷ１をオフさせ、ヒステリシスコンパレータ２２の出力がＬレベルの信号である場合に、起動回路３のスイッチＳＷ１をオンさせる。

ヒステリシスコンパレータ２２の非反転入力端子は、Ｖｃｃ端子に接続されていると共に、ヒステリシスコンパレータ２２の反転入力端子と接地端子との間には、可変電圧Ｖｔｈ１が接続されている。

可変電圧Ｖｔｈ１は、制御回路２が動作を開始する動作開始電圧と、制御回路２が動作を停止する動作停止電圧Ｖｏｆｆ（＝８Ｖ）とを設定する。可変電圧Ｖｔｈ１は、動作開始電圧が第１電圧ＶｏｎＬ（＝１１Ｖ）に設定されており、接続判定部２４による判定結果に応じて、動作開始電圧が第１電圧ＶｏｎＬよりも高い第２電圧ＶｏｎＨ（＝１５Ｖ）に切り換えられる。

ヒステリシスコンパレータ２２は、Ｖｃｃ端子の電圧Ｖｃｃが動作開始電圧（第１電圧ＶｏｎＬもしくは第２電圧ＶｏｎＨ）以上である場合にＨレベルの信号を出力する。その後、電圧Ｖｃｃが動作停止電圧Ｖｏｆｆ以下に低下すると、ヒステリシスコンパレータ２２は、Ｌレベルの信号を出力する。

図２（ｂ）に示すように、Ｖｃｃ端子に電力を供給するＩＣ用電源として、動作開始電圧として設定される第１電圧ＶｏｎＬ以上の出力を有する外部電源５を用いることができる。外部電源５を用いる場合、ＳＴ端子は接地端子に接続される。

接続判定部２４は、Ｖｃｃ端子に電力を供給するＩＣ用電源の種類として、スイッチング素子Ｑ１のオンオフ制御に伴って生成される電力を用いる補助電源回路４であるか否かを判定し、ＩＣ用電源が補助電源回路４であると判定すると、可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧を第１電圧ＶｏｎＬから第２電圧ＶｏｎＨに切り換える。本実施の形態では、接続判定部２４は、起動回路３の動作を検出することで、ＩＣ用電源の種類を判定する。例えば、接続判定部２４は、起動回路３におけるダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘと、第１電圧ＶｏｎＬよりも低い電圧に設定されている基準電圧Ｖｒｅｆ１（＝１．５Ｖ）とを比較するコンパレータＣＯＭＰ１で構成することができる。図２（ａ）に示す回路において、コンパレータＣＯＭＰ１は、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆ１以上の場合に、Ｈレベルの信号を出力して可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧を第１電圧ＶｏｎＬから第２電圧ＶｏｎＨに切り換えて設定する。すなわち、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆ１以上の場合に、起動回路３の動作を検出し、ＩＣ用電源の種類が補助電源回路４であると判定する。
また、図２（ｂ）に示す回路において、コンパレータＣＯＭＰ１は、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆ１未満の場合に、Ｌレベルの信号を出力して可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧を第１電圧ＶｏｎＬに設定する。

次に、接続判定部２４による判定動作について図３及び図４を参照して詳細に説明する。
ＩＣ用電源として補助電源回路４を用いる場合、図２（ａ）のように、Ｖｃｃ端子には、平滑コンデンサＣｄの正極端子が、ＳＴ端子には、一次巻線Ｐと平滑コンデンサＣｉｎの正極端子がそれぞれ接続された状態となる。

この状態で入力電圧が印加されると、電解コンデンサＣｉｎから起動回路３の定電流源ＵＶＬ１に電力が供給される。なお、入力電圧の印加時には、起動回路３のスイッチＳＷ１はオンであり、可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧は第１電圧ＶｏｎＬに設定されている。これにより、定電流源ＵＶＬ１から出力される定電流は、スイッチＳＷ１及びダイオードＤ３を介してＶｃｃ端子に接続された補助電源回路のコンデンサを充電し、図６（ａ）に示すように、Ｖｃｃ端子の電圧Ｖｃｃが上昇する。

また、ダイオードＤ３がオン状態であるため、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘは、電圧Ｖｃｃ＋ＶＦ（ダイオードＤ３の順方向電圧）となり、図３（ｂ）に示すように、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘも電圧Ｖｃｃと共に上昇する。

接続判定部２４として機能するコンパレータＣＯＭＰ１は、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆ１に到達するまでは、Ｌレベルの信号を出力して可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧を第１電圧ＶｏｎＬに設定し、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆ１に到達すると、Ｈレベルの信号を出力して可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧を第１電圧ＶｏｎＬから第２電圧ＶｏｎＨに切り換えて設定する。なお、基準電圧Ｖｒｅｆ１は、動作停止電圧Ｖｏｆｆ未満に設定されている。これにより、動作開始電圧は、電圧Ｖｃｃが第１電圧ＶｏｎＬに達する前に、第２電圧ＶｏｎＨに切り換えられる。

電圧Ｖｃｃが第２電圧ＶｏｎＨに達すると、ヒステリシスコンパレータ２２は、Ｈレベルの信号を出力する。これにより、内部電源２１からの電力供給が開始され、制御回路２は動作を開始すると共に、ＳＴスイッチ制御部２３によって起動回路３のスイッチＳＷ１がオフされる。スイッチＳＷ１のオフによって補助電源回路４のコンデンサＣｄには、定電流源ＵＶＬ１からの定電流の供給が停止される。従って、制御回路２の動作開始に伴って、補助電源回路４のコンデンサＣｄに蓄えられた電荷が消費されて電圧Ｖｃｃが低下する。しかし、補助電源回路４のコンデンサＣｄは、第２電圧ＶｏｎＨまで上昇しているため、動作停止電圧Ｖｏｆｆとの差が確保されている。これにより、電圧Ｖｃｃが動作停止電圧Ｖｏｆｆまで下がる前に補助巻線Ｄからの電力供給が始まり、制御回路２の動作は継続される。

ＩＣ用電源として外部電源５を用いる場合、図２（ｂ）のように、Ｖｃｃ端子には、外部電源５の出力端子が、ＳＴ端子には、接地端子がそれぞれ接続された状態となる。

Ｖｃｃ端子に外部電源５の出力端子が接続されると、図４（ａ）のように、電圧Ｖｃｃが急速に立ち上がる。また、ダイオードＤ３がオフ状態となるため、ダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘは、電圧Ｖｃｃに伴って上昇することなく、０Ｖに維持される。これにより、図４（ｂ）のように、接続判定部２４として機能するコンパレータＣＯＭＰ１からはＬレベルの信号が出力される状態となり、可変電圧Ｖｔｈ１における動作開始電圧は第１電圧ＶｏｎＬに設定された状態で維持される。

電圧Ｖｃｃが可変電圧Ｖｔｈ１に達すると、ヒステリシスコンパレータ２２は、Ｈレベルの信号を出力する。これにより、内部電源２１からの電力供給が開始され、制御回路２は動作を開始する。電圧Ｖｃｃには、外部電源５から常に電力が供給されるため、制御用ＩＣの動作開始に伴って電圧Ｖｃｃが低下しない。従って、動作開始電圧を動作停止電圧Ｖｏｆｆとの差が小さい低い第１電圧ＶｏｎＬに設定することができ、外部電源が低い出力（＝１２Ｖ）しか得られないアプリケーション回路でも使用することが可能になる。

なお、本実施の形態において、接続判定部２４は、スイッチＳＷ１がオン状態で定電流源ＵＶＬ１の出力端子電圧となるダイオードＤ３のアノード電圧Ｖｘに基づいて、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源を判定するように構成したが、ＳＴ端子の電圧やＶｃｃ端子の電圧Ｖｃｃに基づいて、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源を判定することもできる。

ＳＴ端子の電圧は、Ｖｃｃ端子に外部電源５が接続される場合、０Ｖとなり、Ｖｃｃ端子に補助電源回路４が接続される場合、入力電圧となる。従って、ＳＴ端子の電圧を入力電圧よりも低い閾電圧と比較することで、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源を判定することもできる。

Ｖｃｃ端子の電圧Ｖｃｃは、Ｖｃｃ端子に補助電源回路４が接続される場合、図５（ａ）に示すように、起動電流に応じた所定の角度で立ち上がるのに対し、Ｖｃｃ端子に外部電源５が接続される場合、図５（ｂ）に示すように、急速に立ち上がる。そこで、この角度の違いを検出することで、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源を判定することができる。例えば、図５に示すように、電圧Ｖｃｃが、第１電圧ＶｏｎＬよりも低い電圧に設定されている基準電圧Ｖｒｅｆ２から、第１電圧ＶｏｎＬよりも低く、且つ基準電圧Ｖｒｅｆ２を上回る電圧に設定されている基準電圧Ｖｒｅｆ３に到達するまでの時間Ｔを計測し、時間Ｔが予め設定された閾値以上である場合に、Ｖｃｃ端子に補助電源回路４が接続されていると判定することができる。

さらに、本実施の形態のスイッチング電源装置は、フライバックコンバータの例を説明したが、本発明は、インダクタを介して直流電源に接続されたスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御するフォワードコンバータやプッシュプルコンバータ等の他の形式のコンバータにも適用することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、一次巻線Ｐ（インダクタ）を介して直流電源に接続されたスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する制御回路２とを有し、一次巻線Ｐを用いて電圧変換した出力電圧Ｖｏを負荷に出力するスイッチング電源装置であって、制御回路２に電力を供給するＩＣ用電源（制御回路用電源）が接続されるＶｃｃ端子（制御回路用電源入力端子）と、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源の種類を判定する接続判定部２４と、を具備し、制御回路２は、接続判定部２４による判定結果に応じて動作開始電圧を切り換える。
この構成により、Ｖｃｃ端子に接続されるＩＣ用電源に応じて、制御回路２の動作開始電圧を適切な値に切り換えることできる。

さらに、本実施の形態によれば、接続判定部２４は、Ｖｃｃ端子に接続されたＩＣ用電源が、前記スイッチング素子のオンオフ制御に伴って生成される電力を用いる補助電源回路４であるか否かを判定し、前記制御回路は、接続判定部２４によってＩＣ用電源が補助電源回路４であると判定されると、前記動作開始電圧を、ＩＣ用電源が外部電源５であることを想定して設定された第１電圧ＶｏｎＬから第１電圧ＶｏｎＬよりも高い第２電圧ＶｏｎＨに切り換える。
この構成により、ＩＣ用電源が補助電源回路４である場合、第２電圧ＶｏｎＨと動作停止電圧Ｖｏｆｆとの差を確保することができ、制御回路２の動作開始に伴って、補助電源回路４のコンデンサＣｄに蓄えられた電荷が消費されて電圧Ｖｃｃが低下しても、電圧Ｖｃｃが動作停止電圧Ｖｏｆｆまで下がる前に補助巻線Ｄからの電力供給が始まり、制御回路２の動作を継続させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、直流電源とＶｃｃ端子との間に接続され、直流電源からの電力供給を用いて補助電源回路４に起動電流を供給する起動回路３を具備し、接続判定部２４は、起動回路３の動作を検出することで、ＩＣ用電源の種類を判定する。
この構成により、ＩＣ用電源が補助電源回路４である場合には、起動回路３が動作するため、起動回路３の動作を検出することで、ＩＣ用電源が補助電源回路４であることを簡単に判定することができる。

さらに、本実施の形態によれば、起動回路３は、定電流を起動電流として出力する定電流源ＵＶＬ１と、定電流源ＵＶＬ１とＶｃｃ端子との間に、起動電流に対して順方向に接続されたダイオードＤ３（整流素子）とを具備し、接続判定部２４は、定電流源ＵＶＬ１とダイオードＤ３との接続点の電圧Ｖｘが、ＩＣ用電源が外部電源５であることを想定して設定された第１電圧ＶｏｎＬよりも低い基準電圧Ｖｒｅｆ１に到達すると、ＩＣ用電源が補助電源回路４であると判定する。
この構成により、第１電圧ＶｏｎＬよりも低い基準電圧Ｖｒｅｆ１を用いて、簡単な回路構成でＩＣ用電源の種類を判定することができる。

さらに、本実施の形態は、スイッチング電源装置に使用されるコントローラＩＣ１（半導体装置）であって、制御回路２及び接続判定部２４が単一の基板上に集積化されている。
この構成により、スイッチング電源装置の小型化を実現することができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。

１ コントローラＩＣ
２ 制御回路
３ 起動回路
４ 補助電源回路
５ 外部電源
２１ 内部電源
２２ ヒステリシスコンパレータ
２３ ＳＴスイッチ制御部
２４ 接続判定部
Ｃｉｎ、Ｃｏ、Ｃｄ 平滑コンデンサ
Ｃ１ コンデンサ
ＣＯＭＰ１ コンパレータ
Ｄ１、Ｄ２ 整流ダイオード
Ｄ３ ダイオード
ＤＢ 整流回路
ＰＣ１ 発光ダイオード
ＰＣ２ 受光トランジスタ
Ｑ１ スイッチング素子
Ｒａ、Ｒｂ 抵抗
Ｒｏｃｐ 電流検出抵抗
ＳＷ１ スイッチ
ＵＶＬ１ 定電流源
Ｔ トランス
Ｐ 一次巻線
Ｄ 補助巻線
Ｓ 二次巻線
Ｚ１ シャントレギュレータ

Claims (5)

1. インダクタを介して直流電源に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを有し、前記インダクタを用いて電圧変換した出力電圧を負荷に出力するスイッチング電源装置であって、
   前記制御回路に電力を供給する制御回路用電源が接続される制御回路用電源入力端子と、
   前記制御回路用電源入力端子に接続された前記制御回路用電源の種類を判定する接続判定部と、を具備し、
   前記制御回路は、前記接続判定部による判定結果に応じて動作開始電圧を切り換えることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記接続判定部は、前記制御回路用電源入力端子に接続された前記制御回路用電源が、前記スイッチング素子のオンオフ制御に伴って生成される電力を用いる補助電源回路であるか否かを判定し、
   前記制御回路は、前記接続判定部によって前記制御回路用電源が前記補助電源回路であると判定されると、前記動作開始電圧を、前記制御回路用電源が外部電源であることを想定して設定された第１電圧から前記第１電圧よりも高い第２電圧に切り換えることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
3. 前記直流電源と前記制御回路用電源入力端子との間に接続され、前記直流電源からの電力供給を用いて前記補助電源回路に起動電流を供給する起動回路を具備し、
   前記接続判定部は、前記起動回路の動作を検出することで、前記制御回路用電源の種類を判定することを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
4. 前記起動回路は、定電流を前記起動電流として出力する定電流源と、
   前記定電流源と前記制御回路用電源入力端子との間に、前記起動電流に対して順方向に接続された整流素子とを具備し、
   前記接続判定部は、前記定電流源と前記整流素子との接続点の電圧が、前記制御回路用電源が外部電源であることを想定して設定された第１電圧よりも低い基準電圧に到達すると、前記制御回路用電源が前記補助電源回路であると判定することを特徴とする請求項３記載のスイッチング電源装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置に使用される半導体装置であって、
   前記制御回路及び前記接続判定部が単一の基板上に集積化されていることを特徴とする半導体装置。

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