JP3147441B2 - スイッチング電源制御用半導体装置及びスイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源制御
用半導体装置及びスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スイッチング電源装置は、パワ
ーコンバータ部と、制御用ＩＣを用いて構成される。こ
のような電源装置において、同一の装置内に複数の電源
回路を設ける場合もあるが、このような場合は、相互の
スイッチング動作の干渉による誤動作を防止する必要が
ある。このため、複数の電源回路は、主電源回路となる
マスター回路と、これに付随する電源回路となるスレー
ブ回路と分けられ、スレーブ回路は、マスター回路と同
期を取って駆動される。

【０００３】図４に、複数の電源回路が設けられた場合
の従来例を示してある。一般にマスターおよびスレーブ
側に同じＩＣが用いられていることが多く、主となるマ
スター側ＩＣ１は、三角波、または鋸歯状波を出力する
パルス幅変調（ＰＷＭ）動作用発振出力端子２を有し、
この発振出力端子２と従となるスレーブ側ＩＣ３の発振
出力端子４とが接続されることにより同期を取る方法が
採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなマスタース
レーブ動作において重要な点は、マスター側が動作を停
止した場合は、スレーブ側も停止しなくてはならず、ま
た、スレーブ側が停止した場合は、マスター側に影響を
与えてはならないことである。しかしながら、従来のＩ
Ｃでは、発振回路の周波数設定用のコンデンサー５が接
続されたマスター側１の発振出力端子２とスレーブ側３
の発振出力端子４とが接続されている。このため、何ら
かの手段によりマスター側１の回路を停止状態として
も、共通に接続されているコンデンサー５によりスレー
ブ側３の発振動作が継続してしまい、スレーブ側３の動
作が停止できない。従って、何らかの手段を付加してス
レーブ側３を停止させる必要があった。一方、逆にスレ
ーブ側３が停止した場合は、発振出力端子２に接続され
た作動停止のスレーブ側３の回路が寄生容量となりマス
ター側１に影響を与える。この影響を防止するために
は、複雑な停止手段を付加する必要があった。

【０００５】そこで、本発明においては、上記の問題点
に鑑みて、マスター側に影響を与えないようなマスター
スレーブ動作を簡易な構成の回路により実現することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、出力端子に接続された周波数設定用コ
ンデンサで規定される周波数の発振信号を当該出力端子
自身に出力する発振手段を有する同期回路部と、上記発
振信号によりスイッチング制御動作を行うスイッチング
制御回路部と、を備えたスイッチング電源制御用半導体
装置において、上記同期回路部は、同期入力端子から入
力される同期信号に同期して上記発振信号を生成する上
記発振手段と、上記同期信号の入来有無を検出し、その
入来がないことを検出したときは、上記スイッチング制
御回路部に対しスイッチング停止制御のための停止信号
を出力する入力電圧弁別手段と、を有することを特徴と
する。

【０００７】上記入力電圧弁別手段としては、上記同期
信号の入力電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと
することができる。

【０００８】上記のスイッチング電源制御用半導体装置
を少なくとも２個用いて成るスイッチング電源装置とし
ては、同期入力端子に所定電圧を印加し、出力端子に周
波数設定用コンデンサを接続して成るマスター側スイッ
チング電源制御用半導体装置と、このマスター側スイッ
チング電源制御用半導体装置の出力端子に入力端子を接
続すると共に、マスター側スイッチング電源制御用半導
体装置の周波数設定用コンデンサとは別の同容量のコン
デンサを出力端子に接続して成るスレーブ側スイッチン
グ電源制御用半導体装置とを備えている。

【０００９】

【作用】かかる構成のスイッチング電源制御用半導体装
置を少なくとも２個用いてマスター・スレーブ動作する
スイッチング電源装置を構成できる。即ち、このスイッ
チング電源装置は、同期入力端子に所定電圧を印加し、
出力端子に周波数設定用コンデンサを接続して成るマス
ター側のスイッチング電源制御用半導体装置と、このマ
スター側スイッチング電源制御用半導体装置の出力端子
に入力端子を接続すると共に、マスター側スイッチング
電源制御用半導体装置の周波数設定用コンデンサとは別
の同容量のコンデンサを前記出力端子に接続して成るス
レーブ側の前記スイッチング電源制御用半導体装置とを
備える。スレーブ側スイッチング電源制御用半導体装置
の同期入力端子に、マスター側スイッチング電源制御用
半導体装置の出力端子からの発振信号を同期信号として
入力すると、スレーブ側スイッチング電源制御用半導体
装置の同期回路部の発振手段がその同期信号たるマスタ
ー側の発振信号に同期して発振するので、スレーブ側ス
イッチング電源制御用半導体装置のスイッチング制御回
路部はマスター側スイッチング電源制御用半導体装置の
スイッチング制御回路部と同期を取った状態でスイッチ
ング制御動作を行う。

【００１０】 そして、マスター側スイッチング電源制御
用半導体装置の発振を停止しスイッチング制御動作を停
止した場合は、スレーブ側スイッチング電源制御用半導
体装置の入力電圧弁別手段が同期入力端子に入来する発
振信号の減衰を検出して停止信号を発生するため、スレ
ーブ側スイッチング電源制御用半導体装置のスイッチン
グ制御回路部のスイッチング制御動作は同期信号の減衰
時に生じる発振手段の誤発振などに拘わらず強制的に停
止することができる。

【００１１】一方、マスター側スイッチング電源制御用
半導体装置のスイッチング制御動作中、スレーブ側スイ
ッチング電源制御用半導体装置のスイッチング動作を停
止した場合は、スレーブ側スイッチング電源制御用半導
体装置の発振手段は同期発振し続けるものの、マスター
側スイッチング電源制御用半導体装置にはスレーブ側ス
イッチング電源制御用半導体装置の出力端子とは独立の
出力端子に別の周波数設定用コンデンサが接続されてい
るので、マスター側スイッチング電源制御用半導体装置
の発振手段は正常に発振し続け、マスター側スイッチン
グ電源制御用半導体装置のスイッチング制御回路部のス
イッチング制御動作も正常に継続する。 そして、スレー
ブ側スイッチング電源制御用半導体装置の発振手段は同
期発振し続けているため、スレーブ側スイッチング電源
制御用半導体装置のスイッチング制御動作を再開する
と、スレーブ側スイッチング電源制御用半導体装置のス
イッチング制御回路部はマスター側スイッチング電源制
御用半導体装置のスイッチング制御回路部と同期してス
イッチング制御動作を行うことができる。

【００１２】このように、上記の手段を用いることによ
り、マスター側が動作を停止するとスレーブ側が停止
し、スレーブ側が停止してもマスター側に影響を与えな
いマスタースレーブ動作を簡易な回路により実現するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

【００１４】図１に、本実施例に係るスイッチ電源制御
用ＩＣの接続方法の一例を示し、図２に、スイッチ電源
制御用ＩＣに採用されている同期回路の構成の一例を示
してある。 図１に示す本例の制御用ＩＣ１０、１３の
接続においては、制御用ＩＣ１０をマスター側ＩＣとし
ており、このマスター側ＩＣ１０にスレーブ側ＩＣ１３
が接続されている。そして、本例の制御用ＩＣ１０、１
３においては、周波数設定用のコンデンサー１６、１７
が接続される発振器出力端子１１、１４に加え、同期入
力端子１２、１５が設定されており、マスター側ＩＣ１
０の発振器出力端子１１と、スレーブ側ＩＣ１３の同期
入力端子１５が接続されている。

【００１５】本例の制御用ＩＣ１０、および１３は同じ
構成のＩＣであり、その構成をＩＣ１３を以て図２に示
してある。本例のＩＣ１３は、スイッチング制御動作の
同期を取る同期回路部２０と、電源のスイッチング制御
を行う制御回路部２１とを有している。制御回路部２１
は、比較回路、増幅回路、時間比率制御回路などにより
構成される周知の回路につき説明を省略する。本ＩＣ１
３の同期回路部２０は、同期入力端子１５から入力され
る入力信号に基づきこれに同期して発振する発振回路２
２と、同期入力端子１５からの入力信号の電圧を基準電
圧Ｅ３と比較する入力電圧弁別回路３０とから構成され
ている。発振回路２２は、同期入力端子１５からの入力
信号に基づき、発振器出力端子１４に接続された周波数
設定用コンデンサー１７による設定周波数の発振を行う
回路であり、その出力により制御回路部２１におけるス
イッチング制御動作の周波数が決定される。一方、入力
電圧弁別回路３０は同期入力端子１５から入力された入
力信号の電圧を識別する回路であり、基準電圧Ｅ３と入
力信号の電圧とを比較することにより入力信号の出力
側、すなわち、マスターＩＣ１０の動作状態を判断する
回路である。そして、マスター側ＩＣ１０が停止状態と
なった場合は、入力電圧弁別回路から停止信号が制御回
路部２１に出力され、スレーブ側ＩＣ１３の動作は強制
的に停止される。

【００１６】本例の装置においては、マスター側ＩＣ１
０の発振器出力端子１１から図３に示すような鋸歯状の
波形の発振信号が出力される。この発振信号の電圧は、
谷部において最低電圧Ｅ１、山部において最高電圧Ｅ２
となるように設定されている。この発振信号が同期入力
端子１５を介して入力される本例の発振回路２２は、波
形整形器２３と発振器２４により構成されている。すな
わち、波形整形器２３において入力されたマスター側Ｉ
Ｃ１０の発振信号が、整形されて同期信号となる。この
同期信号が発振器２４に印加され、発振器２４からマス
ター側ＩＣ１０に同期された周波数の発振信号が出力さ
れる。そして、このマスター側ＩＣ１０と同期の取られ
た周波数に基づき制御回路部２１が駆動されるので、１
つの装置内において複数の電源回路が作動する場合であ
っても、誤動作を防止することができるのである。

【００１７】一方、波形整形器２３と同時にマスター側
ＩＣ１０からの発振信号が入力される入力電圧弁別回路
３０は、２入力のオペアンプからなるコンパレータ３１
により構成されている。このコンパレータ３１の非反転
入力３２にマスター側ＩＣ１０からの発振信号が接続さ
れ、反転入力３３に基準電圧Ｅ３を有する電源３４が接
続されている。そして、この基準電圧Ｅ３は、発振信号
の最低電圧Ｅ１より低い電圧が設定されている。従っ
て、マスター側ＩＣ１０が時刻ｔ_０ に停止すると、作
動時は電圧Ｅ１とＥ２の間であるマスター側ＩＣ１０の
発振信号の電圧は時間と共に低下し、時刻ｔ_１ におい
て電圧Ｅ３を下回ることとなる。このため、コンパレー
タ３１の出力３５は反転して負に飽和し、この反転を機
に制御回路部２１の動作は停止される。従って、マスタ
ー側ＩＣ１０が停止した場合は、スレーブ側ＩＣ１３も
強制的に停止され、マスター側ＩＣ１０への影響を除く
ことができる。なお、スレーブ側ＩＣ１３と、マスター
側ＩＣ１０は同じ構成のＩＣであるので、マスター側Ｉ
Ｃ１０の動作に電圧弁別回路が影響を与えないようにす
るためには、図１に示すように、マスター側ＩＣ１０の
同期入力端子１２に、基準電圧Ｅ３より高い電圧Ｅ４を
有するプルアップ電源１８を接続すれば良い。

【００１８】このように、本例のスイッチング電源制御
用ＩＣにおいては、マスター側ＩＣからの発振信号の電
圧によりマスター側ＩＣの作動状況を確認し、マスター
側ＩＣが停止すると即スレーブ側ＩＣが停止されるよう
になっている。従って、マスター側ＩＣが停止中にスレ
ーブ側ＩＣが作動を継続し、マスター側ＩＣの制御動作
に影響を与えるようなことはない。また、マスター側Ｉ
Ｃとの同期を、発振回路とは独立した同期入力端子を介
して取っている。従って、スレーブ側ＩＣが停止した場
合であっても、同期入力端子を介してマスター側ＩＣに
接続されているインピーダンスの変動は非常に小さい。
このため、スレーブ側ＩＣが停止したことによるマスタ
ー側ＩＣへの影響を排除することができる。このよう
に、本例の制御用ＩＣは、発振回路と電圧弁別回路とい
う簡単な回路により構成された同期回路を用いることの
みにより、マスター側が動作を停止した場合は、スレー
ブ側も停止し、また、スレーブ側が停止した場合は、マ
スター側に影響を与えてはならないというマスター・ス
レーブ動作を実現することができる。

【００１９】なお、本例においては、マスターＩＣとス
レーブＩＣとが１対１に対応している場合に基づき説明
しているが、２以上のＩＣに対しマスター・スレーブ動
作をさせる場合であっても、図１に示す接続を順次拡大
していけば良いことは勿論である。また、電圧弁別回路
の構成もマスター側の発振信号の形態に合わせて選択す
れば良く、停止時に電圧がプルアップされる場合は、基
準電圧と入力信号との接続を変更するなど種々の構成を
採用することが可能である。さらに、発振回路の構成も
マスター側から同期入力端子を介して入力された信号と
同期を取って発振できる回路であれば良く、本例の回路
構成に限られるものではない。また、ＩＣなどの半導体
装置上に実現された回路に限らず、幾つかのトランジス
タなどの要素により構成された制御回路であっても良い
ことは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上において説明したように、本発明に
係るスイッチング電源制御用半導体装置は、周波数設定
用コンデンサを接続すべき出力端子の外に、同期入力端
子を有し、同期入力端子から入力される同期信号に同期
して発振信号を生成する発振手段と、同期信号の入来有
無を検出し、その入来がないことを検出したときは、ス
イッチング制御回路部に対しスイッチング停止制御のた
めの停止信号を出力する入力電圧弁別手段と有すること
を特徴とするものであるから、次のような効果を奏す
る。

【００２１】 同期入力端子とこれに入力される同期
信号に同期して発振信号を生成する発振手段とを有して
いるため、マスター側の出力端子にもスレーブ側の出力
端子にも別々の発振周波数設定用のコンデンサを接続す
ることができるため、同期スイッチング制御動作が可能
であることは勿論、マスター側のスイッチング制御動作
中、スレーブ側のスイッチング動作を停止した場合は、
マスター側の発振手段は正常に発振し続け、スイッチン
グ制御動作も正常に継続する。また、この間、スレーブ
側の発振手段は同期発振し続けているため、スレーブ側
のスイッチング制御動作を再開すると、マスター側と同
期したスイッチング制御動作を行うことができる。

【００２２】 更に、同期信号の入来有無を検出し、
その入来がないことを検出したときは、スイッチング制
御回路部に対しスイッチング停止制御のための停止信号
を出力する入力電圧弁別手段を有しているため、マスタ
ー側の発振を停止しスイッチング制御動作を停止した場
合は、スレーブ側の入力電圧弁別手段が停止信号を発 生
するため、スレーブ側のスイッチング制御回路部のスイ
ッチング制御動作は同期信号の減衰時に生じる発振手段
の誤発振などに拘わらず強制的に停止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】マスター側ＩＣとスレーブ側ＩＣとの接続状態
を示す説明図である。

【図２】本実施例に係る制御ＩＣの構成を示す説明図で
ある。

【図３】マスター側ＩＣから発振される同期信号を示す
説明図である。

【図４】従来のマスター側ＩＣとスレーブ側ＩＣとの接
続状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１０ ・・・ マスター側ＩＣ ２、３、１１、１４ ・・・ 発振器端子 ４、１３ ・・・ スレーブ側ＩＣ ５、１６、１７ ・・・ 周波数設定用コンデンサー １２、１５ ・・・ 同期入力端子 １８ ・・・ プルアップ電源 ２０ ・・・ 同期回路部 ２１ ・・・ 制御回路部 ２２ ・・・ 発振回路 ２３ ・・・ 波形整形器 ２４ ・・・ 発振器 ３０ ・・・ 電圧弁別回路 ３１ ・・・ コンパレータ ３２ ・・・ 非反転入力 ３３ ・・・ 反転入力 ３４ ・・・ 基準電源

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力端子に接続された周波数設定用コン
   デンサで規定される周波数の発振信号を当該出力端子自
   身に出力する発振手段を有する同期回路部と、前記発振
   信号によりスイッチング制御動作を行うスイッチング制
   御回路部と、を備えたスイッチング電源制御用半導体装
   置において、 前記同期回路部は、同期入力端子から入力される同期信
   号に同期して前記発振信号を生成する前記発振手段と、
   前記同期信号の入来有無を検出し、その入来がないこと
   を検出したときは、前記スイッチング制御回路部に対し
   スイッチング停止制御のための停止信号を出力する入力
   電圧弁別手段と、を有することを特徴とするスイッチン
   グ電源制御用半導体装置 。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記入力電圧弁別手
   段は、前記同期信号の入力電圧と基準電圧とを比較する
   コンパレータであることを特徴とするスイッチング電源
   制御用半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に規定するスイッ
   チング電源制御用半導体装置を少なくとも２個用いて成
   るスイッチング電源装置であって、 前記同期入力端子に所定電圧を印加し、前記出力端子に
   前記周波数設定用コンデンサを接続して成るマスター側
   の前記スイッチング電源制御用半導体装置と、このマス
   ター側スイッチング電源制御用半導体装置の前記出力端
   子に前記入力端子を接続すると共に、前記マスター側ス
   イッチング電源制御用半導体装置の前記周波数設定用コ
   ンデンサとは別の同容量のコンデンサを前記出力端子に
   接続して成るスレーブ側の前記スイッチング電源制御用
   半導体装置とを備えていることを特徴とするスイッチン
   グ電源装置 。