JP2020078240A - 電源制御装置、および電源回路 - Google Patents
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Abstract
Description
前記帰還電圧が第1基準電圧を下回ると、前記入力状態から前記非入力状態へ切替える第1入力状態切替部と、
前記帰還電圧が前記第1基準電圧より低い第2基準電圧を上回ると、前記非入力状態から前記入力状態へ切替える第2入力状態切替部と、
を有することとしてもよい(第2の構成)。
前記帰還電圧を前記第1基準電圧と比較する第1コンパレータと、
前記第1コンパレータの出力が入力されるクロック端子を含む第1Dフリップフロップと、
前記第1DフリップフロップのQ出力端子からの出力が入力される第1インバータと、
前記第1インバータの出力が入力されるリセット端子を含む第2Dフリップフロップと、
前記第2Dフリップフロップからの出力が入力される第2インバータと、
定電流源と、
前記第2インバータからの出力に応じて、前記定電流源による電流のオンオフを切替えるトランジスタと、
を有し、
前記第2入力状態切替部は、
前記帰還電圧を前記第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、
前記第2コンパレータの出力に基づく信号が入力されるクロック端子を含む前記第2Dフリップフロップと、
前記第2インバータと、
前記定電流源と、
前記トランジスタと、
を有することとしてもよい(第3の構成)。
前記バースト検出部の出力と前記前記第2コンパレータの出力とが入力されて、前記第2Dフリップフロップの前記クロック端子に前記信号を出力する第1AND回路と、
を有することとしてもよい(第4の構成)。
図1は、本発明の一実施形態に係るAC/DCコンバータ5の構成を示す回路図である。AC/DCコンバータ5は、大きく分けて、前段側のPFC(力率改善)回路51と、後段側のLLC共振コンバータ52と、から構成される。なお、AC/DCコンバータ5は、民生機器(TV、PC、サーバー等)電源、LED照明電源、産業機器電源、OA機器(レーザプリンター等)電源など、各種の電源に適用される。
次に、電源制御IC2における帰還経路構成について詳述する。図2は、電源制御IC2におけるスイッチングのオフタイミングを決定する構成を要部的に示す概略図である。
次に、上述したオフ閾値生成回路21の具体的な構成例について述べる。図3は、オフ閾値生成回路21の一構成例を示す回路図である。
次に、上述した帰還電流合算回路22の具体的な構成例について述べる。図6は、帰還電流合算回路22の一構成例を示す回路図である。
図10は、電源制御IC2のより具体的な内部構成を示す回路図である。図10に示すように、電源制御IC2において、上述したオフ閾値生成回路21と帰還電流合算回路22とは接続される。より具体的には、接続ノードNHとトランスコンダクタンスアンプ222の出力端が接続ノードNH2で接続され、接続ノードNLとトランスコンダクタンスアンプ223の出力端が接続ノードNL2で接続される。
また、図10に示すように、電源制御IC2は、スイッチングのオンタイミングを制御するための構成を有する。オンタイミング制御部26は、上側オン信号QHと下側オン信号QLを出力する。AND回路A3の一方の入力端には、上側オン信号QHが入力され、他方の入力端には、最小デッドタイム部DT1の出力がインバータIV1を介して入力される。
次に、オンタイミング制御部26の具体的な構成について説明する。図11は、オンタイミング制御部26の一構成例を示す回路図である。
ここで、図13は、LLC共振コンバータ52の負荷が軽負荷である場合の各信号波形を示すタイミングチャートである。図14は、LLC共振コンバータ52の負荷が重負荷である場合の各信号波形を示すタイミングチャートである。図13および図14ともに、上段から順に、共振電圧検出信号VCR、共振電圧検出信号VCR’、共振電流検出信号VIS、および、ゲート駆動信号GH,GLを示す。なお、共振電圧検出信号VCR’は、上側オフ閾値VTHH’および下側オフ閾値VTHL’と併せて示す。
また、図10に示す電源制御IC2は、バースト動作を行うための構成を有する。具体的には、電源制御IC2は、コンパレータCP1を有する。
次に、電源制御IC2とPFC回路51との連携機能について述べる。図15は、電源制御IC2における上記連携機能に関する要部構成と、PFC制御IC1の内部構成例を示す回路図である。
ここで、電源制御IC2(図1)の端子配置について述べる。なお、以下では、端子を1番ピン〜16番ピンと記載して説明する。
11 エラーアンプ
12 コンパレータ
13 ドライバ
2 電源制御IC
21 オフ閾値生成回路
211 出力電流生成回路
22 帰還電流合算回路
221 エラーアンプ
222、223 トランスコンダクタンスアンプ
23 DCレベルシフト回路
24 上側コンパレータ
25 下側コンパレータ
26 オンタイミング制御部
261 トランジスタ
262、263 コンパレータ
264、265 インバータ
266、267 Dフリップフロップ
268、269 AND回路
27 立下りエッジ検出部
28 立上りエッジ検出部
201 定電流源
202 トランジスタ
203 コンパレータ
204 AND回路
205 Dフリップフロップ
206 インバータ
207 コンパレータ
208 Dフリップフロップ
209 インバータ
210 タイマ
211 タイマ
212 Dフリップフロップ
213 立下がりエッジ検出部
214 AND回路 215 コンパレータ
5 AC/DCコンバータ
51 PFC回路
52 LLC共振コンバータ
DB ダイオードブリッジ
L1 インダクタ
D1〜D5 ダイオード
M1 スイッチング素子
R1〜R8 抵抗
C1〜C9 コンデンサ
Z1 ツェナーダイオード
Q1、Q2 スイッチング素子
Cr 共振コンデンサ
Tr トランス
Np 1次巻線
Ns1、Ns2 2次巻線
Na 補助巻線
D11、D12 ダイオード
PC フォトカプラ
P1 発光素子
P2 受光素子
SR シャントレギュレータ
C10 出力コンデンサ
R11、R12 抵抗
DH 上側Dフリップフロップ
DL 下側Dフリップフロップ
CP1 コンパレータ
A1〜A4 AND回路
IV1、IV2 インバータ
OR1 OR回路
DT1、DT2 最小デッドタイム部
Claims (13)
- スイッチング素子と、出力電圧を分圧する分圧抵抗と、前記分圧抵抗の接続ノードに発生する帰還電圧に基づいて前記スイッチング素子を駆動制御する制御部と、を含むPFC回路(力率改善回路)から出力される前記出力電圧を入力とする電源回路を駆動制御する電源制御装置であり、
前記接続ノードに電流を入力する入力状態と非入力状態とを繰り返す電流入力部を有する、電源制御装置。 - 前記電流入力部は、
前記帰還電圧が第1基準電圧を下回ると、前記入力状態から前記非入力状態へ切替える第1入力状態切替部と、
前記帰還電圧が前記第1基準電圧より低い第2基準電圧を上回ると、前記非入力状態から前記入力状態へ切替える第2入力状態切替部と、
を有する、請求項1に記載の電源制御装置。 - 前記第1入力状態切替部は、
前記帰還電圧を前記第1基準電圧と比較する第1コンパレータと、
前記第1コンパレータの出力が入力されるクロック端子を含む第1Dフリップフロップと、
前記第1DフリップフロップのQ出力端子からの出力が入力される第1インバータと、
前記第1インバータの出力が入力されるリセット端子を含む第2Dフリップフロップと、
前記第2Dフリップフロップからの出力が入力される第2インバータと、
定電流源と、
前記第2インバータからの出力に応じて、前記定電流源による電流のオンオフを切替えるトランジスタと、
を有し、
前記第2入力状態切替部は、
前記帰還電圧を前記第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、
前記第2コンパレータの出力に基づく信号が入力されるクロック端子を含む前記第2Dフリップフロップと、
前記第2インバータと、
前記定電流源と、
前記トランジスタと、
を有する、請求項2に記載の電源制御装置。 - 前記電源回路のバースト動作を検出するバースト検出部と、
前記バースト検出部の出力と前記前記第2コンパレータの出力とが入力されて、前記第2Dフリップフロップの前記クロック端子に前記信号を出力する第1AND回路と、
を有する、請求項3に記載の電源制御装置。 - 前記バースト検出部は、前記電源回路の出力電圧を帰還した第2帰還電圧を第3基準電圧および第4基準電圧と比較するヒステリシスコンパレータを含む、請求項4に記載の電源制御装置。
- 前記バースト検出部は、
前記ヒステリシスコンパレータによって前記第2帰還電圧が前記第3基準電圧を下回ったことを検出されると、カウントを開始し、前記ヒステリシスコンパレータによって前記第2帰還電圧が前記第4基準電圧を上回ったことが検出されるまでに所定時間カウントをカウントすれば、前記バースト検出部にHighレベルの信号を出力させるタイマを含む、請求項5に記載の電源制御装置。 - 前記バースト検出部の出力がHighレベルからLowレベルへ切り替わったことを検出すると、その瞬間だけLowレベルの信号を出力する立下がりエッジ検出部と、
前記立下がりエッジ検出部の出力と前記第1インバータの出力とが入力されて、前記第2Dフリップフロップのリセット端子への出力を行う第2AND回路と、
を有する、請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の電源制御装置。 - ICパッケージとしての請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電源制御装置であり、
前記接続ノードに接続可能な第1外部端子は、前記ICパッケージの同一辺に沿って配置される同レベル耐圧の端子群に含まれる。 - 前記PFC回路へ交流電圧を印加する印加端にダイオードを介して接続可能な第2外部端子と、
非接続端子である第3外部端子と、
を前記同一辺においてさらに有し、
前記第3外部端子は、前記端子群と前記第2外部端子との間に配置される、請求項8に記載の電源制御装置。 - 前記第1外部端子と接続されるUVLO(Under Voltage Lock Out)用コンパレータを有する、請求項8または請求項9に記載の電源制御装置。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電源制御装置を有する電源回路。
- LLC共振コンバータである請求項11に記載の電源回路。
- 請求項11または請求項12に記載の電源回路と、前記電源回路の前段側に配置されるPFC回路と、を有するAC/DCコンバータ。
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