JP2024058585A - スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源 Download PDF

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Abstract

【課題】出力電圧、負荷及び入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを総合的に制御するスイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源を提供する。【解決手段】方法は、出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が重負荷である場合は、スイッチング電源がＣＣＭ（連続導通モード）又はＤＣＭ（不連続導通モード）のモードで動作するよう制御することで、スイッチング電源に低出力電圧の需要がある場合に、ＱＲ（擬似共振モード）の制限によってスイッチング電源の動作周波数が低くなり、かつ、損壊しやすくなるという問題を回避し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ、負荷が重負荷である場合は、入力線電圧に基づいて、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ又はＱＲの中のいずれかのモードで動作するよう制御することで、スイッチング電源の動作効率を保証している。【選択図】図１

Description

本願は、２０２２年１０月１３日に中国特許局に提出された、出願番号２０２２１１２５３６５７．Ｘ、発明の名称「スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源」の中国特許出願の優先権を請求しており、そのすべての内容は引用により本願に組み込まれている。
本発明はスイッチング電源制御分野に関し、特に広い出力範囲のスイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源に関する。
スイッチング電源は、その回路構造が簡単で、マルチ直流出力を高効率で提供できるという特徴から、幅広く応用されている。スイッチング電源の動作モードには、ＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｏｕｓ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ、連続導通モード）、ＤＣＭ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｏｕｓ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ、不連続導通モード）、ＱＲ（Ｑｕａｓｉ－Ｒｅｓｏｎａｎｔ、擬似共振モード）が含まれている。従来の技術では、スイッチング電源の後端に接続される負荷が重負荷で、かつ入力線電圧が高電圧である場合、スイッチング電源がＱＲモードで動作するよう制御される。しかし、スイッチング電源に広めの出力電圧需要がある場合、例えば低めの出力電圧需要がある場合には、ＱＲモード自体の特性によりスイッチング電源の動作周波数が制限され、スイッチング電源内の変圧器の応力が増加し、磁気素子の飽和やスイッチング電源の損壊といった問題が発生しやすくなる。
本発明の目的は、スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源を提供することにあり、スイッチング電源の出力電圧、負荷及びスイッチング電源の入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを総合的に制御することができる。
上記の技術的課題を解決するために、本発明では、以下を含むスイッチング電源の動作モード制御方法を提供している。
前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断すること、
もし小さければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御すること、
もし小さくなければ、前記スイッチング電源の負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御すること。
好適には、前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
もし小さければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
好適には、前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
もし小さくなければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
好適には、前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することは、
前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合は、前記スイッチング電源が前記ＱＲの動作モードに入るよう制御し、
前記入力線電圧が前記第２の所定電圧閾値を上回らない場合は、前記スイッチング電源が前記ＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
好適には、前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することは、
前記入力線電圧の全電圧範囲内で、前記スイッチング電源が前記ＱＲの動作モードに入るよう制御することを含む。
上記の技術的課題を解決するために、本願ではさらにスイッチング電源の動作モード制御回路を提供しており、
スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に、前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて第２クロック信号を生成するために用いられるモード制御モジュールと、
前記第１クロック信号に基づいて前記スイッチング電源のパワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第２クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御するために用いられるパワースイッチ制御モジュールと、を含む。
好適には、前記モード制御モジュールは、クロック出力セレクタと、第１クロックモジュールと、第２クロックモジュールとを含み、
前記第１クロックモジュールの出力端と前記第２クロックモジュールの出力端はそれぞれ前記クロック出力セレクタの第１クロック入力端及び第２クロック入力端と接続されており、前記クロック出力セレクタの出力端は前記モード制御モジュールの出力端であり、
前記第１クロックモジュールは前記第１クロック信号を生成するために用いられ、かつ前記第１クロック信号の周波数は前記負荷の大きさと正相関を呈しており、
前記第２クロックモジュールは、前記スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を下回る場合、前記一次共振波形に基づいて第２クロック信号を生成し、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値より大きい場合は、周波数と前記負荷の大きさが正相関を呈する第２クロック信号を生成するために用いられ、
前記クロック出力セレクタは、前記出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に前記第１クロックモジュールが生成した第１クロック信号を出力し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に前記第２クロック出力セレクタが出力した第２クロック信号を出力するために用いられる。
好適には、前記第２クロックモジュールは、第２クロックサブモジュールと、ボトムロックモジュールと、第２クロック出力セレクタとを含み、
前記第２クロックサブモジュールの出力端と前記ボトムロックモジュールの出力端はそれぞれ前記第２クロック出力セレクタの第１入力端及び第２入力端と接続され、前記第２クロック出力セレクタの出力端は前記クロック出力セレクタの第２クロック入力端と接続されており、
前記第２クロックサブモジュールは、前記スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合に第２クロックサブ信号を生成するために用いられ、前記第２クロックサブ信号の周波数と前記一次共振波形のボトム数は負相関を呈し、前記一次共振波形のボトム数と前記負荷の大きさは負相関を呈しており、
前記ボトムロックモジュールは、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値を上回らない場合に、前記一次共振波形が前記ボトム数分のボトム部分で展開するよう制御するために用いられ、かつ前記ボトム数分のボトム部分で展開する一次共振波形を第２クロックボトム信号とし、
前記第２クロック出力セレクタは、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値より大きい場合に、前記ボトムロックモジュールが生成した第２クロックボトム信号を前記第２クロック信号として前記クロック出力セレクタに出力し、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値を上回らない場合は、前記第２クロックサブモジュールが生成する第２クロックサブ信号を前記第２クロック信号として前記クロック出力セレクタに出力するために用いられる。
好適には、前記パワースイッチ制御モジュールは、アンドゲートと、Ｄフリップフロップと、駆動回路とを含み、
前記アンドゲートの第１入力端及び前記Ｄフリップフロップのクロック信号入力端は、いずれも前記モード制御モジュールの出力端と接続され、前記Ｄフリップフロップの正相出力端は前記アンドゲートの第２入力端と接続されており、前記アンドゲートの出力端は前記駆動回路の入力端と接続され、前記駆動回路の出力端は前記パワースイッチ制御モジュールの出力端として前記パワースイッチの制御端と接続されており、
前記駆動回路は、前記アンドゲートの出力端が出力する信号を増幅することで、前記パワースイッチの状態を制御するために用いられる。
好適には、前記モード制御モジュールはさらに、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第３クロック信号を生成するために用いられ、
前記パワースイッチ制御モジュールはさらに、前記第３クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
好適には、前記モード制御モジュールはさらに、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第４クロック信号を生成するために用いられ、
前記パワースイッチ制御モジュールはさらに、前記第４クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
好適には、前記モード制御モジュールは、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、しかも前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合に第５クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、しかも前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値を上回らない場合に第６クロック信号を生成するために用いられ、
前記パワースイッチ制御モジュールは、具体的には、前記第１クロック信号に基づいて前記スイッチング電源のパワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第５クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御し、前記第６クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
好適には、前記モード制御モジュールは、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、しかも前記入力線電圧が全電圧範囲内である場合に前記第２クロック信号を生成するために用いられ、
前記パワースイッチ制御モジュールは、具体的には、前記第１クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第２クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
上記の技術的課題を解決するために、本願ではさらに、上記のスイッチング電源の動作モード制御回路を含むスイッチング電源を提供しており、さらに、
入力された交流を直流に変換し、かつフィルタリング後の前記直流を変圧器の一次側に出力するための整流フィルタリングモジュールと、
前記変圧器と、
前記変圧器の二次側と負荷との間に設置されている出力モジュールであって、前記変圧器の二次側の電圧に基づいて電圧を生成するために用いられ、かつ各前記出力電圧の２つの電圧値の間が互いに異なる出力モジュールと、
制御端が前記スイッチング電源の制御装置の出力端と接続されているパワースイッチと、を含む。
以上のように、本発明では、スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源を提供しており、スイッチング電源の出力電圧、負荷及び入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを総合的に制御している。出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が重負荷である場合は、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭのモードで動作するよう制御することで、スイッチング電源に低出力電圧の需要がある場合に、ＱＲモードの制限によってスイッチング電源の動作周波数が低くなり、かつ損壊しやすくなるという問題を回避している。出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が重負荷である場合は、入力線電圧に基づいてスイッチング電源を制御して、ＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの中のいずれかのモードで動作させることで、スイッチング電源の動作効率を保証すると同時に、出力電圧／電流の範囲が比較的広いスイッチング電源応用システムにも適用することができる。
本発明の実施例中の技術手法をより明確に説明するために、以下では、従来技術及び実施例において使用する必要のある図面について簡単に紹介しているが、以下の記述における図面は本発明のいくつかの実施例にすぎず、当業者であれば、創造的な労働を行わないという前提において、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができることは自明である。
図１は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法のフローチャートである。 図２は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法における第１の制御方式の概略図である。 図３は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法における第２の制御方式の概略図である。 図４は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法における第３の制御方式の概略図である。 図５は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御回路の構造概略図である。 図６は、本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御回路におけるモード制御モジュールの構造概略図である。 図７は、本発明で提供するスイッチング電源の回路図である。
本発明の核心は、スイッチング電源の動作モード制御方法、回路及びスイッチング電源を提供することによって、スイッチング電源の出力電圧、負荷及びスイッチング電源の入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを総合的に制御することができるという点にある。
本発明の実施例の目的、技術手法及び長所をより明確にするために、以下では本発明の実施例における図面と結び付けて、本発明の実施例における技術手法を明確に、完全に記述しているが、記述している実施例は本発明の一部の実施例であって、すべての実施例ではないことは明らかである。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に獲得したその他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に属する。
図１を参照すると、図１は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法のフローチャートであり、該方法は以下を含む。
Ｓ１：スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断し、小さければＳ２に進み、小さくなければＳ３に進む；
Ｓ２：スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御する；
Ｓ３：スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合、スイッチング電源の入力線電圧に基づいて、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御する。
スイッチング電源は、充電器などに用いることのできる、電圧値の異なるマルチ出力電圧を提供することができ、応用範囲はかなり広い。現在、スイッチング電源に常用されている動作モードには、不連続動作モード（ＤＣＭ）、連続動作モード（ＣＣＭ）、擬似共振モード（ＱＲ）の３種類がある。各動作モードにはそれぞれの特徴があり、ＤＣＭにはスイッチングロスが小さく、安定性が良いという長所があるが、同時に動作周波数が比較的低く、効率が比較的低いという短所もある。ＣＣＭには動作周波数が比較的高いという長所はあるが、安定性の面で問題が生じやすい。ＱＲモードは、ＤＣＭよりも動作周波数及び効率はより高いが、共振のボトムに近づいた時に電力増幅管が導通し、スペクトルが比較的集中するので、ＥＭＩが相対的に悪い。
スイッチング電源を制御する場合、通常は、上記の数種類の動作モードを組み合わせることによって様々な状況での需要を満たしているが、従来の技術では、一般的に、スイッチング電源の入力線電圧が高ライン電圧か低ライン電圧か、スイッチング電源に接続されている負荷が軽負荷か重負荷か、または全負荷かということだけを、異なる動作モードを選択する条件としているので、実際の応用において、出力電圧範囲が比較的広いスイッチング電源に対して、即ち異なる出力電圧の需要を有する場合、最適な動作モードを選択することができない。例えば、従来の技術では、負荷が重負荷であり、かつ入力電圧が高ライン電圧である場合にはＱＲモードで動作するようスイッチング電源を制御し、入力電圧が低ライン電圧である場合にはＣＣＭで動作するようスイッチング電源を制御している。しかし、負荷が重負荷で、かつ入力電圧が高ライン電圧である状況では、スイッチング電源に低出力電圧、大電流の出力要求があると（例えばマルチ出力の場合）、ＱＲモード自体の動作特性により全負荷の状況ではシステム周波数が低下してしまうことが比較的多く、スイッチング電源内の変圧器の応力が大きくなり、磁気素子の飽和が発生しやすくなって、電源損壊を引き起こしてしまう。
よって、本願では、スイッチング電源の出力電圧、負荷及び入力線電圧を、同時に、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを制御する選択根拠としている。具体的には、まず出力電圧に基づいてスイッチング電源を低出力電圧と高出力電圧の２種類の状況に区分する。具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値よりも小さいか否かを判断することで区分する。出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さい、即ち低出力電圧の状況において、負荷が重負荷であれば、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードで動作するよう制御することで、スイッチング電源の周波数を高めることができ、またスイッチング電源の体積を縮小することもでき、それと同時に、従来技術において該状況下でスイッチング電源をＱＲモードで動作するよう制御することによりシステム周波数がかなり低下したり、変圧器の応力が大きくなったり、磁気素子の飽和が生じやすかったり、電源損壊が引き起こされたりする問題を回避することもできる。
説明しておかなければならないが、第１の所定電圧閾値の具体的な数値も実際の状況に基づいて設定すればよく、通常は７．５Ｖに設定することができる。本願は、所定の重負荷条件についても特に限定はしておらず、全負荷の状況は所定の重負荷条件に含めることができる。
本願では、スイッチング電源の、出力電圧が高電圧で、かつ負荷が重負荷である条件での具体的な動作モードについては特に限定しておらず、入力線電圧の違いに基づいて、スイッチング電源が常にＱＲモードで動作するか、または入力線電圧が高ライン電圧である場合にはＱＲモードで動作し、入力線電圧が低ライン電圧である場合にはＣＣＭまたはＤＣＭのモードで動作するかを選択することができる。
以上のように、本発明では、スイッチング電源の制御方法を提供しており、スイッチング電源の出力電圧、負荷及び入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを総合的に制御している。出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が重負荷である場合は、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭのモードで動作するよう制御することで、スイッチング電源に低出力電圧の需要がある場合に、ＱＲモードの制限によってスイッチング電源の動作周波数が低くなり、かつ損壊しやすくなるという問題を回避している。出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が重負荷である場合は、入力線電圧に基づいてスイッチング電源を制御し、ＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの中のいずれかのモードで動作させることで、スイッチング電源の動作効率を保証している。
上記の実施例を基に、
１つの好適な実施例として、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
もし小さければ、スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
さらにスイッチング電源が各種の条件下でいずれも最適な動作モードを選択できることを保証するために、本実施例ではさらに、スイッチング電源の軽負荷時の動作モードも提供している。図２を参照すると、図２は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法の第１の制御方式の概略図であり、図２中の横軸は負荷、縦軸は入力線電圧、Ｖｏは出力電圧、Ｖｒｅｆは第１の所定電圧閾値である。具体的には、まず引き続きスイッチング電源の出力電圧に基づいてスイッチング電源が低出力電圧か高出力電圧かを判断する必要がある。本実施例では、出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さい、即ち低出力電圧である場合、負荷が無負荷であれば、スイッチング電源がＤＣＭを動作モードとするよう制御することで、変圧器の体積を小さくすると同時に、システム効率も併せて考慮することができる。
本願では、負荷が軽負荷であると判断された場合に必要な所定の軽負荷条件については特に限定しておらず、無負荷は所定の軽負荷条件の範囲に含むことができる。
以上のように、本実施例では、実際の応用において、スイッチング電源の体積を縮小することを優先的に考慮すると同時に、スイッチング電源の効率も併せて考慮しなければならないという状況において、スイッチング電源が、負荷が無負荷で、かつ出力電圧が低電圧であるという状況を同時に満たす場合には、スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御している。
１つの好適な実施例として、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
小さくなければ、スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
さらにスイッチング電源が各種の条件下でいずれも最適な動作モードを選択できることを保証するために、本実施例ではさらに、スイッチング電源の軽負荷時の動作モードを提供している。具体的には、まず引き続きスイッチング電源の出力電圧に基づいてスイッチング電源が低出力電圧か高出力電圧かを判断する必要がある。本実施例では、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らない、即ち高出力電圧である場合、負荷が無負荷であれば、スイッチング電源がＤＣＭを動作モードとするよう制御することで、システムの安定性を保証し、かつスイッチングロスを減らすことができる。
図３を参照すると、図３は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法の第２の制御方式の概略図であり、図３中の横軸は負荷、縦軸は入力線電圧、Ｖｏは出力電圧、Ｖｒｅｆは第１の所定電圧閾値である。
１つの好適な実施例として、スイッチング電源の入力線電圧に基づいてスイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することは、
入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合は、スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御し、
入力線電圧が第２の所定電圧閾値を上回らない場合は、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含む。
スイッチング電源が各種の条件下でいずれも最適な動作モードを選択できることをさらに保証するために、本実施例では、スイッチング電源の後端の負荷が重負荷または全負荷である場合に、さらに入力線電圧の違いに基づいて様々な動作モードを選択する。具体的には、負荷が重負荷で、かつ入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい、即ち高ライン電圧の場合は、スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御することによりシステム効率を引き上げ、負荷が重負荷で、かつ入力線電圧が第２の所定電圧閾値を上回らない、即ち低ライン電圧の場合は、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御することにより、システム効率をさらに引き上げるとともに、スイッチング電源の体積が比較的小さいことも保証する。
図３を参照すると、図３は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法の第２の制御方式の概略図であり、図３中の横軸は負荷、縦軸は入力線電圧、Ｖｏは出力電圧、Ｖｒｅｆは第１の所定電圧閾値、ＶＬ１は第２の所定電圧閾値である。
本願では、第２の所定電圧閾値の具体的な数値については特に限定しておらず、例えばスイッチング電源の出力電圧の範囲が３．３Ｖ～２０Ｖ、または５Ｖ～２０Ｖの間である場合、第１の所定電圧閾値は７．５Ｖであってよく、第２の所定電圧閾値は１８０Ｖであってよい。
１つの好適な実施例として、スイッチング電源の入力線電圧に基づいてスイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することは、
入力線電圧の全電圧範囲内で、スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御することを含む。
図４を参照すると、図４は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御方法の第３の制御方式の概略図であり、図４中の横軸は負荷、縦軸は入力線電圧、Ｖｏは出力電圧、Ｖｒｅｆは第１の所定電圧閾値である。
スイッチング電源が各種の条件下でいずれも最適な動作モードを選択できることをさらに保証するために、本実施例では、スイッチング電源の後端の負荷が重負荷である場合は、入力線電圧が低ライン電圧であるか高ライン電圧であるかに関わらず、スイッチング電源が常にＱＲの動作モードで動作するよう制御しており、即ち、入力線電圧の全電圧範囲において、スイッチング電源が常にＱＲの動作モードで動作するよう制御することで、スイッチング電源の効率を最大限に保証し、スイッチング電源の性能を高めることができるのである。よって、システム効率の向上を優先的に考慮することを前提に、スイッチング電源が重負荷であり、かつ出力電圧が高電圧である状況では、本実施例中の制御手段を選択することができるのである。
図５を参照すると、図５は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御回路の構造概略図であり、該制御回路は、
スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつスイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合は第１クロック信号を生成し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が所定の重負荷条件に合致する場合はスイッチング電源の入力線電圧に基づいて第２クロック信号を生成するためのモード制御モジュール１と、
第１クロック信号に基づいてスイッチング電源のパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、第２クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御するパワースイッチ制御モジュール２と、を含む。
本願では、スイッチング電源の出力電圧、負荷及び入力線電圧を、同時に、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを制御する選択根拠としている。具体的には、まず出力電圧に基づいてスイッチング電源を低出力電圧と高出力電圧の２種類の状況に区分する。具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値よりも小さいか否かを判断することで区分する。出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さい、即ち低出力電圧の状況において、負荷が重負荷であれば、モード制御モジュール１によって第１クロック信号を生成し、パワースイッチ制御モジュール２が第１クロック信号を受信した後、第１クロック信号に基づいてスイッチング電源をＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードで動作するよう制御することで、スイッチング電源の周波数を高めることができ、またスイッチング電源の体積を縮小することもでき、それと同時に、従来技術において該状況下でスイッチング電源をＱＲモードで動作するよう制御することによりシステム周波数がかなり低下したり、変圧器の応力が大きくなったり、磁気素子の飽和が生じやすかったり、電源損壊が引き起こされたりする問題を回避することもできる。
説明しておかなければならないが、第１の所定電圧閾値の具体的な数値は実際の状況に基づいて設定すればよく、通常は７．５Ｖに設定することができる。本願は所定の重負荷条件についても特に限定していないので、実際の状況に基づいて設定すればよい。
本願では、スイッチング電源の、出力電圧が高電圧で、かつ負荷が重負荷であるという条件での具体的な動作モードについては特に限定しておらず、入力線電圧の違いに基づいて、スイッチング電源が常にＱＲモードで動作するか、または入力線電圧が高ライン電圧である場合にはＱＲモードで動作し、入力線電圧が低ライン電圧である場合にはＣＣＭまたはＤＣＭのモードで動作するかを選択することができる。具体的には、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らない、即ち出力電圧が高電圧で負荷が重負荷である場合には第２クロック信号を生成し、かつ第２クロック信号とスイッチング電源の入力線電圧を関連付ける。パワースイッチ制御モジュール２は、第２クロック信号に基づいて、スイッチング電源がＣＣＭ、ＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御する。
以上のように、本発明では、モード制御モジュール１とパワースイッチ制御モジュール２を含むスイッチング電源の動作モード制御回路を公開している。モード制御モジュール１は、スイッチング電源の出力電圧、負荷及び入力線電圧に基づいて、スイッチング電源が異なる動作モードに入ることを制御するクロック信号を総合的に生成する。パワースイッチ制御モジュール２がスイッチング電源を制御して、出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が重負荷である場合に、ＣＣＭまたはＤＣＭのモードに入るよう制御することで、スイッチング電源に低出力電圧の需要がある場合に、ＱＲモードの制限によってスイッチング電源の動作周波数が低くなり、かつ損壊しやすくなるという問題を回避している。出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が重負荷である場合は、ＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲのモードに入ることで、スイッチング電源の動作効率を保証している。
上記の実施例を基に、
１つの好適な実施例として、モード制御モジュール１は、クロック出力セレクタ０１１と、第１クロックモジュール０１２と、第２クロックモジュール０１３とを含み、
第１クロックモジュール０１２の出力端と第２クロックモジュール０１３の出力端はそれぞれクロック出力セレクタ０１１の第１クロック入力端及び第２クロック入力端と接続されており、クロック出力セレクタ０１１の出力端はモード制御モジュール１の出力端であり、
第１クロックモジュール０１２は第１クロック信号を生成するために用いられ、かつ第１クロック信号の周波数は負荷の大きさと正相関を呈しており、
第２クロックモジュール０１３は、スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を上回らない場合、一次共振波形に基づいて第２クロック信号を生成し、一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合は、周波数と負荷の大きさが正相関を呈する第２クロック信号を生成するために用いられ、
クロック出力セレクタ０１１は、出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロックモジュール０１２が生成した第１クロック信号を出力し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第２クロック出力セレクタ１３３が出力した第２クロック信号を出力するために用いられる。
本実施例では、第１クロックモジュール自体が第１クロック信号を生成することができ、かつ第１クロック信号の周波数は負荷の大きさと正相関を呈するので、負荷が重負荷の場合には第１クロック信号の周波数は比較的高くなり、この時、パワースイッチ制御モジュール２が第１クロック信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＣＣＭの動作モードに入らせる。負荷が低下すると、第１クロック信号の周波数もそれに伴って低くなり、この時、パワースイッチ制御モジュール２が第１クロック信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＤＣＭの動作モードに入らせる。
ＱＲ動作モードは一次共振波形の事前設定ボトム数閾値分のボトム部分で導通し、ＤＣＭ動作モードは一次共振波形の任意のタイミングで導通するため、第２クロックモジュールは、スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を上回らない場合、一次共振波形に基づいて第２クロック信号を生成することによりスイッチング電源をＱＲ動作モードに入らせ、一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合は、周波数と負荷の大きさが正相関を呈する第２クロック信号を生成することにより、スイッチング電源をＤＣＭ動作モードに入らせる。
１つの好適な実施例として、第２クロックモジュール０１３は、第２クロックサブモジュール１３１と、ボトムロックモジュール１３２と、第２クロック出力セレクタ１３３とを含み、
第２クロックサブモジュール１３１の出力端とボトムロックモジュール１３２の出力端はそれぞれ第２クロック出力セレクタ１３３の第１入力端及び第２入力端と接続され、第２クロック出力セレクタ１３３の出力端はクロック出力セレクタ０１１の第２クロック入力端と接続されており、
第２クロックサブモジュール１３１は、スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合に第２クロックサブ信号を生成するために用いられ、第２クロックサブ信号の周波数と一次共振波形のボトム数は負相関を呈し、一次共振波形のボトム数と負荷の大きさは負相関を呈しており、
ボトムロックモジュール１３２は、一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を上回らない場合に、一次共振波形がボトム数分のボトム部分で展開するよう制御するために用いられ、かつボトム数分のボトム部分で展開する一次共振波形を第２クロックボトム信号としており、
第２クロック出力セレクタ１３３は、一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合に、ボトムロックモジュール１３２が生成した第２クロックボトム信号を第２クロック信号としてクロック出力セレクタ０１１に出力し、一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を上回らない場合は、第２クロックサブモジュール１３１が生成した第２クロックサブ信号を第２クロック信号としてクロック出力セレクタ０１１に出力するために用いられる。
図６を参照すると、図６は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御回路におけるモード制御モジュールの構造概略図である。図６において、クロック選択１はクロック出力セレクタ０１１であり、周波数制御１とクロック１が共同で第１クロックモジュール０１２を構成し、周波数制御２とクロック２が共同で第２クロックモジュール０１３を構成しており、クロック選択２は第２クロック出力セレクタ１３３であり、ｎは一次共振波形のボトム数、Ｎは所定のボトム数閾値、ＣＯＭＰは負荷と正相関を呈するパラメータ、Ｖａｌｌｅｙは一次共振波、Ｌｉｎｅは入力線電圧、Ｖｏｕｔは出力電圧、ＣＬＫ１は第１クロック信号、ＣＬＫ２は第２クロック信号、ＣＬＫは最終的にパワースイッチを制御するためのクロック信号である。また、図６中のＳｌｏｐｅ信号は、スイッチング電源のＣＣＭモードにおけるスロープ補償を実現することにより調波振動を抑制するために用いられる。
本実施例では、第１クロック信号及び第２クロック信号を生成するためのモード制御モジュール１の具体的な構造を提供しており、クロック出力セレクタ０１１は、スイッチング電源の出力電圧に基づいて、第１クロックモジュール０１２が生成した第１クロック信号を出力するか、または第２クロックサブモジュール１３１、ボトムロックモジュール１３２及び第２クロック出力セレクタ１３３が生成した第２クロック信号を出力するかを選択することができる。
具体的には、第１クロックモジュール自体が第１クロック信号を生成することができ、かつ第１クロック信号の周波数は負荷の大きさと正相関を呈するので、負荷が重負荷の場合には第１クロック信号の周波数が比較的高くなり、この時、パワースイッチ制御モジュール２が第１クロック信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＣＣＭの動作モードに入らせる。負荷が低下すると、第１クロック信号の周波数もそれに伴って低くなり、この時、パワースイッチ制御モジュール２が第１クロック信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＤＣＭの動作モードに入らせる。
一次共振波形のボトム数と負荷の大きさは負の相関を呈するので、負荷が重負荷である場合、一次共振波形のボトム数は所定のボトム数閾値より小さいため、ボトムロックモジュール１３２がボトム数分のボトム部分で展開され、新たなクロック信号、即ち第２クロックボトム信号を生成し、かつそれを第２クロック信号とし、パワースイッチ制御モジュール２が該信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＱＲの動作モードに入らせる。負荷が徐々に低下するにつれて、一次共振波形のボトム数は、所定のボトム数閾値を上回るまで徐々に増加する。そのため、第２クロックサブモジュール１３１自体が第２クロックサブ信号を生成し、かつ第２クロックサブ信号の周波数は負荷の大きさと正相関を呈するので、パワースイッチ制御モジュール２が第２クロックサブ信号を利用してパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源をＤＣＭの動作モードに入らせる。
以上のように、本実施例で提供するモード制御モジュール１により、スイッチング電源を各種の動作モードに入らせるクロック信号を生成することができ、その後、モード制御モジュール１内のクロック出力セレクタ０１１が、様々な条件下で様々なクロック信号を選択し、それにより様々な条件下でスイッチング電源を制御して様々な動作モードに入らせるという目的を実現することができ、しかも回路構造が簡単で、実現しやすい。
１つの好適な実施例として、パワースイッチ制御モジュール２は、アンドゲートと、Ｄフリップフロップと、駆動回路とを含み、
アンドゲートの第１入力端及びＤフリップフロップのクロック信号入力端はいずれもモード制御モジュール１の出力端と接続され、Ｄフリップフロップの正相出力端はアンドゲートの第２入力端と接続されており、アンドゲートの出力端は駆動回路の入力端と接続され、駆動回路の出力端はパワースイッチ制御モジュール２の出力端としてパワースイッチの制御端と接続されており、
駆動回路は、パワースイッチの状態を制御しやすいよう、アンドゲートの出力端が出力する信号を増幅するために用いられる。
図５を参照すると、図５は本発明で提供するスイッチング電源の動作モード制御回路の構造概略図であり、図５中のＣＯＭＰは負荷の大きさを反映する信号、Ｖａｌｌｅｙは一次共振波、Ｌｉｎｅは入力線電圧、Ｖｏｕｔは出力電圧、ＣＬＫはパワースイッチを制御するためのクロック信号、Ｇａｔｅはパワースイッチの制御端が受信する信号であり、Ｓｌｏｐｅ信号は、スイッチング電源のＣＣＭモードにおけるスロープ補償を実現することにより調波振動を抑制するために用いられる。
モード制御モジュール１が出力するクロック信号はパワースイッチ制御モジュール２中のＤフリップフロップのクロック信号入力端及びアンドゲートの第１入力端と接続され、アンドゲートはモード制御モジュール１１が出力するクロック信号とＤフリップフロップが出力する信号を合わせて駆動回路まで伝送し、駆動回路はアンドゲートが出力する信号をパワースイッチを制御するための信号に増幅した後、それをパワースイッチの制御端に入力することによりパワースイッチの状態を制御して、スイッチング電源の動作モードに対する制御を実現する。
以上のように、本実施例で提供するパワースイッチ制御モジュール２により、第１クロック信号及び第２クロック信号に基づいてパワースイッチを制御するという目的を実現することができ、しかも回路構造が簡単で、実現しやすい。
１つの好適な実施例として、モード制御モジュール１はさらに、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第３クロック信号を生成するために用いられ、
パワースイッチ制御モジュール２はさらに、第３クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
本実施例に関連する紹介については、スイッチング電源の動作モード制御方法に対応する実施例を参照すればよいので、本願では繰り返し述べないものとする。
１つの好適な実施例として、モード制御モジュール１はさらに、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第４クロック信号を生成するために用いられ、
パワースイッチ制御モジュール２はさらに、第４クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
本実施例に関連する紹介については、スイッチング電源の動作モード制御方法に対応する実施例を参照すればよいので、本願では繰り返し述べないものとする。
１つの好適な実施例として、モード制御モジュール１は、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつスイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が所定の重負荷条件に合致し、しかも入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合に第５クロック信号を生成し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ負荷が所定の重負荷条件に合致し、しかも入力線電圧が第２の所定電圧閾値を上回らない場合に第６クロック信号を生成するために用いられ、
パワースイッチ制御モジュール２は、具体的には、第１クロック信号に基づいてスイッチング電源中のパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、第５クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御し、第６クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
本実施例に関連する紹介については、スイッチング電源の動作モード制御方法に対応する実施例を参照すればよいので、本願では繰り返し述べないものとする。
１つの好適な実施例として、モード制御モジュール１は、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつスイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、出力電圧が第１の所定電圧閾値を下回らず、負荷が所定の重負荷条件に合致し、かつ入力線電圧が全電圧範囲内である時に第２クロック信号を生成するために用いられ、
パワースイッチ制御モジュール２は、具体的には、第１クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、第２クロック信号に基づいてパワースイッチの状態を制御することで、スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御するために用いられる。
本実施例に関連する紹介については、スイッチング電源の動作モード制御方法に対応する実施例を参照すればよいので、本願では繰り返し述べないものとする。
上記の技術的課題を解決するために、本願ではさらに、上記のスイッチング電源の動作モード制御回路を含むスイッチング電源を提供しており、さらに、
入力された交流を直流に変換し、かつフィルタリング後の直流を変圧器の一次側に出力するための整流フィルタリングモジュールと、
変圧器と、
変圧器の二次側と負荷との間に設置されている出力モジュールであって、変圧器の二次側の電圧に基づいて電圧を生成するために用いられ、かつ各出力電圧の２つの電圧値の間が互いに異なる出力モジュールと、
制御端がスイッチング電源の制御装置の出力端と接続されているパワースイッチと、を含む。
本願のスイッチング電源は、異なる出力電圧の需要に対して最適な動作モードを選択することができる、比較的広い電圧出力範囲を有するスイッチング電源であってよい。図７を参照すると、図７は本発明で提供するスイッチング電源の回路図である。図７中のスイッチング電源はフライバック式スイッチング電源であり、スイッチング電源の制御装置によってパワースイッチの導通状況を制御することにより、スイッチング電源を異なる動作モードで動作させ、スイッチング電源の動作性能を保証しており、本願で提供するスイッチング電源に関する紹介については上記のスイッチング電源の制御方法の実施例を参照すればよいので、本願では多くは述べないものとする。
本明細書の各実施例は漸進方式で記述しているが、各実施例の説明のポイントは、いずれもその他の実施例とは異なる点にあり、各実施例の間で同一または類似する部分については相互に参照すればよい。実施例で公開している装置については、実施例で公開している方法に対応しており、比較的簡単に記述しているので、関連する箇所については、方法部分の説明を参照すればよい。
また、本明細書では、第１、第２といった関係性の用語は、１つの実体または操作を別の実体または操作とを区別するためにのみ使用されており、必ずしもこれらの実体または操作の間に何らかの実質的な関係または順序が存在することを求めたり、暗示したりするものではないことも、説明しておかなければならない。また、用語の「含む」、「包括する」またはその他の何らかの変形は、非排他的な包括をカバーしているので、一連の要素を含むプロセス、方法、物品または設備には、それらの要素が含まれるだけでなく、明確に列挙されていないその他の要素、またはその種のプロセス、方法、物品または設備に固有の要素も含まれている。より多くの限定がない限り、語句の「１つの・・・を含む」によって限定される要素は、前記の要素を含むプロセス、方法、物品または設備の中に、さらに別の同一要素が存在することを排除するものではない。
公開された実施例の上記の説明は、当業者が本発明を実現または使用することを可能にしている。これらの実施例に対する様々な修正は、当業者には自明のものであり、本文中で定義されている一般的な原理は、本発明の主旨または範囲から逸脱しない状況において、他の実施例でも実現することができる。よって、本発明は、本文に示されるこれらの実施例に限定されるものではなく、本文で公開されている原理及び新しい特徴と一致する最も広い範囲に適合しなければならない。

Claims (14)

  1. スイッチング電源の動作モード制御方法において、
    前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断し、
    もし小さければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、
    もし小さくなければ、前記スイッチング電源の負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することを含むことを特徴とする、
    スイッチング電源の動作モード制御方法。
  2. 前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
    もし小さければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含むことを特徴とする、
    請求項１に記載のスイッチング電源の動作モード制御方法。
  3. 前記スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さいかどうかを判断した後、さらに、
    もし小さくなければ、前記スイッチング電源の負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含むことを特徴とする、
    請求項１に記載のスイッチング電源の動作モード制御方法。
  4. 前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することが、
    前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合は、前記スイッチング電源が前記ＱＲの動作モードに入るよう制御し、
    前記入力線電圧が前記第２の所定電圧閾値を下回る場合は、前記スイッチング電源が前記ＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御することを含むことを特徴とする、
    請求項１～３のいずれかに記載のスイッチング電源の動作モード制御方法。
  5. 前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御することが、
    前記入力線電圧の全電圧範囲内で、前記スイッチング電源が前記ＱＲの動作モードに入るよう制御することを含むことを特徴とする、
    請求項１～３のいずれかに記載のスイッチング電源の動作モード制御方法。
  6. スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に前記スイッチング電源の入力線電圧に基づいて第２クロック信号を生成するためのモード制御モジュールと、
    前記第１クロック信号に基づいて前記スイッチング電源のパワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第２クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭ、またはＱＲの動作モードに入るよう制御するためのパワースイッチ制御モジュールと、を含むことを特徴とする、
    スイッチング電源の動作モード制御回路。
  7. 前記モード制御モジュールは、クロック出力セレクタと、第１クロックモジュールと、第２クロックモジュールとを含み、
    前記第１クロックモジュールの出力端と前記第２クロックモジュールの出力端はそれぞれ前記クロック出力セレクタの第１クロック入力端及び第２クロック入力端と接続されており、前記クロック出力セレクタの出力端は前記モード制御モジュールの出力端であり、
    前記第１クロックモジュールは前記第１クロック信号を生成するために用いられ、かつ前記第１クロック信号の周波数は前記負荷の大きさと正相関を呈しており、
    前記第２クロックモジュールは、前記スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値を下回る場合、前記一次共振波形に基づいて第２クロック信号を生成し、前記一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合は、周波数と前記負荷の大きさとが正相関を呈する第２クロック信号を生成するために用いられ、
    前記クロック出力セレクタは、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に前記第１クロックモジュールが生成した第１クロック信号を出力し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致する場合に前記第２クロック出力セレクタが出力した第２クロック信号を出力するために用いられることを特徴とする、
    請求項６に記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  8. 前記第２クロックモジュールは、第２クロックサブモジュールと、ボトムロックモジュールと、第２クロック出力セレクタとを含み、
    前記第２クロックサブモジュールの出力端と前記ボトムロックモジュールの出力端はそれぞれ前記第２クロック出力セレクタの第１入力端及び第２入力端と接続され、前記第２クロック出力セレクタの出力端は前記クロック出力セレクタの第２クロック入力端と接続されており、
    前記第２クロックサブモジュールは、前記スイッチング電源の一次共振波形のボトム数が所定のボトム数閾値より大きい場合に第２クロックサブ信号を生成するために用いられ、前記第２クロックサブ信号の周波数と前記一次共振波形のボトム数は負相関を呈し、前記一次共振波形のボトム数と前記負荷の大きさは負相関を呈しており、
    前記ボトムロックモジュールは、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値を上回らない場合に、前記一次共振波形が前記ボトム数分のボトム部分で展開するよう制御するために用いられ、かつ前記ボトム数分のボトム部分で展開する一次共振波形を第２クロックボトム信号としており、
    前記第２クロック出力セレクタは、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値より大きい場合に、前記ボトムロックモジュールが生成した第２クロックボトム信号を前記第２クロック信号として前記クロック出力セレクタに出力し、前記一次共振波形のボトム数が前記所定のボトム数閾値を上回らない場合は、前記第２クロックサブモジュールが生成した第２クロックサブ信号を前記第２クロック信号として前記クロック出力セレクタに出力するために用いられることを特徴とする、
    請求項７に記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  9. 前記パワースイッチ制御モジュールは、アンドゲートと、Ｄフリップフロップと、駆動回路とを含み、
    前記アンドゲートの第１入力端及び前記Ｄフリップフロップのクロック信号入力端は、いずれも前記モード制御モジュールの出力端と接続され、前記Ｄフリップフロップの正相出力端は前記アンドゲートの第２入力端と接続されており、前記アンドゲートの出力端は前記駆動回路の入力端と接続され、前記駆動回路の出力端は前記パワースイッチ制御モジュールの出力端として前記パワースイッチの制御端と接続されており、
    前記駆動回路が、前記アンドゲートの出力端が出力する信号を増幅して、前記パワースイッチの状態を制御するために用いられることを特徴とする、
    請求項６に記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  10. 前記モード制御モジュールがさらに、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第３クロック信号を生成するために用いられ、
    前記パワースイッチ制御モジュールがさらに、前記第３クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられることを特徴とする、
    請求項６に記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  11. 前記モード制御モジュールがさらに、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が所定の軽負荷条件に合致する場合に第４クロック信号を生成するために用いられ、
    前記パワースイッチ制御モジュールがさらに、前記第４クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられることを特徴とする、
    請求項６に記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  12. 前記モード制御モジュールは、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、しかも前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値より大きい場合に第５クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、しかも前記入力線電圧が第２の所定電圧閾値を上回らない場合に第６クロック信号を生成するために用いられ、
    前記パワースイッチ制御モジュールは、具体的には、前記第１クロック信号に基づいて前記スイッチング電源のパワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第５クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御し、前記第６クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御するために用いられることを特徴とする、
    請求項６～１１のいずれかに記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  13. 前記モード制御モジュールは、具体的には、スイッチング電源の出力電圧が第１の所定電圧閾値より小さく、かつ前記スイッチング電源の負荷が所定の重負荷条件に合致する場合に第１クロック信号を生成し、前記出力電圧が前記第１の所定電圧閾値を下回らず、かつ前記負荷が前記所定の重負荷条件に合致し、かつ前記入力線電圧が全電圧範囲内である場合に前記第２クロック信号を生成するために用いられ、
    前記パワースイッチ制御モジュールは、具体的には、前記第１クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＣＣＭまたはＤＣＭの動作モードに入るよう制御し、前記第２クロック信号に基づいて前記パワースイッチの状態を制御することで、前記スイッチング電源がＱＲの動作モードに入るよう制御するために用いられることを特徴とする、
    請求項６～１１のいずれかに記載のスイッチング電源の動作モード制御回路。
  14. 請求項６～１３のいずれかに記載のスイッチング電源の動作モード制御回路を含み、さらに、
    入力された交流を直流に変換し、かつフィルタリング後の前記直流を変圧器の一次側に出力するための整流フィルタリングモジュールと、
    前記変圧器と、
    前記変圧器の二次側と負荷との間に設置されている出力モジュールであって、前記変圧器の二次側の電圧に基づいて電圧を生成するために用いられ、かつ各前記出力電圧の２つの電圧値の間が互いに異なる出力モジュールと、
    制御端が前記スイッチング電源の制御装置の出力端と接続されているパワースイッチと、を含むことを特徴とする、
    スイッチング電源。
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