JP3490922B2 - スイッチング電源回路 - Google Patents
スイッチング電源回路Info
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- JP3490922B2 JP3490922B2 JP06686999A JP6686999A JP3490922B2 JP 3490922 B2 JP3490922 B2 JP 3490922B2 JP 06686999 A JP06686999 A JP 06686999A JP 6686999 A JP6686999 A JP 6686999A JP 3490922 B2 JP3490922 B2 JP 3490922B2
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- power supply
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、トランスの１次側
に流れる電流をスイッチングすることによってトランス
の２次側に所定の電源電圧を発生するスイッチング電源
回路に関する。
に流れる電流をスイッチングすることによってトランス
の２次側に所定の電源電圧を発生するスイッチング電源
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビやビデオテープレコーダ等の電子
機器の電源に使用される電源回路には、スイッチング電
源回路が使用される。このようなスイッチング電源回路
には、３端子から５端子程度の集積回路が使用され、ト
ランスの１次側をスイッチングするスイッチングトラン
ジスタとこのスイッチングトランジスタを駆動する駆動
回路が集積される。
機器の電源に使用される電源回路には、スイッチング電
源回路が使用される。このようなスイッチング電源回路
には、３端子から５端子程度の集積回路が使用され、ト
ランスの１次側をスイッチングするスイッチングトラン
ジスタとこのスイッチングトランジスタを駆動する駆動
回路が集積される。
【０００３】図２は、このようなスイッチング電源回路
を示すブロック図である。交流電源は、ブリッジ整流回
路１によって直流に整流され、トランス２の１次側巻き
線の一端に供給される。１次側巻き線の他端は、スイッ
チング駆動用ＩＣ３に接続される。トランス２の２次側
巻き線２ａの出力は、ダイオード４によって整流され、
電子機器の主電源Ｖ１として内部回路に供給されるとと
もに、電子機器を制御するためのマイコン５にもスイッ
チ６を介して供給される。また、２次側巻き線２ｂの出
力は、ダイオード７によって整流され、フォトトランジ
スタ８を介してＩＣ３の電源として供給される。このフ
ォトトランジスタ８は、主電源Ｖ１の安定化の制御のた
めの帰還信号入力として用いられ、主電源Ｖ１に接続さ
れたフォトダイオード９と光学的に結合される。トラン
ス２の２次側巻き線２ｃは、ダイオード１０によって整
流され、電子機器のスタンバイ状態におけるマイコン５
の電源Ｖ３としてスイッチ６を介してマイコン５に印加
される。
を示すブロック図である。交流電源は、ブリッジ整流回
路１によって直流に整流され、トランス２の１次側巻き
線の一端に供給される。１次側巻き線の他端は、スイッ
チング駆動用ＩＣ３に接続される。トランス２の２次側
巻き線２ａの出力は、ダイオード４によって整流され、
電子機器の主電源Ｖ１として内部回路に供給されるとと
もに、電子機器を制御するためのマイコン５にもスイッ
チ６を介して供給される。また、２次側巻き線２ｂの出
力は、ダイオード７によって整流され、フォトトランジ
スタ８を介してＩＣ３の電源として供給される。このフ
ォトトランジスタ８は、主電源Ｖ１の安定化の制御のた
めの帰還信号入力として用いられ、主電源Ｖ１に接続さ
れたフォトダイオード９と光学的に結合される。トラン
ス２の２次側巻き線２ｃは、ダイオード１０によって整
流され、電子機器のスタンバイ状態におけるマイコン５
の電源Ｖ３としてスイッチ６を介してマイコン５に印加
される。
【０００４】ＩＣ３は、最初の電源投入時にＩＣ３を駆
動するためにＩＣ３の各部に電圧を供給するためのスタ
ート回路１１と、フォトトランジスタ８によってＩＣ３
の電源に帰還された信号を検出するエラー検出回路１２
と、スタンバイ状態においてスイッチング動作を間欠的
に行うための間欠帰還を決定するタイマー回路１３と、
トランス２の１次側巻き線をスイッチングするＭＯＳト
ランジスタ１４と、マイコン５からの制御信号ＣＯＮＴ
２によって開閉が制御されるスイッチ１５によって発振
周波数が切り替えられる発振回路１６と、発振回路１６
の発振出力をエラー検出回路１２の出力に基づいてパル
ス幅変調するＰＷＭ回路１７と、パルス幅変調された信
号をタイマー回路１３の出力状態に従ってＭＯＳトラン
ジスタ１４に印加するロジック回路１８と、電源投入時
及び間欠動作時に、外部接続されたコンデンサＣ２によ
って決定される時定数に従い最小デューティから徐々に
デューティ比を大きくするソフトスタート回路１９から
構成される。
動するためにＩＣ３の各部に電圧を供給するためのスタ
ート回路１１と、フォトトランジスタ８によってＩＣ３
の電源に帰還された信号を検出するエラー検出回路１２
と、スタンバイ状態においてスイッチング動作を間欠的
に行うための間欠帰還を決定するタイマー回路１３と、
トランス２の１次側巻き線をスイッチングするＭＯＳト
ランジスタ１４と、マイコン５からの制御信号ＣＯＮＴ
２によって開閉が制御されるスイッチ１５によって発振
周波数が切り替えられる発振回路１６と、発振回路１６
の発振出力をエラー検出回路１２の出力に基づいてパル
ス幅変調するＰＷＭ回路１７と、パルス幅変調された信
号をタイマー回路１３の出力状態に従ってＭＯＳトラン
ジスタ１４に印加するロジック回路１８と、電源投入時
及び間欠動作時に、外部接続されたコンデンサＣ２によ
って決定される時定数に従い最小デューティから徐々に
デューティ比を大きくするソフトスタート回路１９から
構成される。
【０００５】図２の動作を説明する。電源が投入されて
いない状態では、トランスの２次側巻き線２ｂには電圧
が発生していないため、ＩＣ３には電源電圧が供給され
ていないので、ＩＣ３は動作していない。最初に電源が
投入されるとブリッジ整流回路１によって整流された電
圧が、トランス２の１次側巻き線からスタート回路１１
を介してＩＣ３に供給される。これにより、ＩＣ３の動
作が開始され、発振回路１６の発振が開始する。このと
きの発振回路１６の発振周波数は、１００ＫＨｚであ
る。ソフトスタート回路１９は、デューティ比が徐々に
大きくなるような出力を発生するため、発振出力はＰＷ
Ｍ回路１７によって初期状態のパルス幅変調を行う。Ｐ
ＷＭ回路１７の出力はロジック回路１８を介してＭＯＳ
トランジスタ１４に印加され、ＭＯＳトランジスタ１４
は、パルス幅変調された信号に従って１次側巻き線のス
イッチング動作を行う。これにより、トランス２の各２
次側巻き線に電圧が発生する。これによりマイコン５も
動作し、マイコン５は、その出力信号によって発行ダイ
オード９を動作させる。従って、フォトトランジスタ８
がオンして、２次側巻き線２ｂの電圧がＩＣ３に供給さ
れる。ＩＣ３に電圧が供給されると、スタート回路１１
は、動作を停止し、１次側巻き線からＩＣ３の内部に電
源供給することを止める。これにより通常の動作状態が
持続される。
いない状態では、トランスの２次側巻き線２ｂには電圧
が発生していないため、ＩＣ３には電源電圧が供給され
ていないので、ＩＣ３は動作していない。最初に電源が
投入されるとブリッジ整流回路１によって整流された電
圧が、トランス２の１次側巻き線からスタート回路１１
を介してＩＣ３に供給される。これにより、ＩＣ３の動
作が開始され、発振回路１６の発振が開始する。このと
きの発振回路１６の発振周波数は、１００ＫＨｚであ
る。ソフトスタート回路１９は、デューティ比が徐々に
大きくなるような出力を発生するため、発振出力はＰＷ
Ｍ回路１７によって初期状態のパルス幅変調を行う。Ｐ
ＷＭ回路１７の出力はロジック回路１８を介してＭＯＳ
トランジスタ１４に印加され、ＭＯＳトランジスタ１４
は、パルス幅変調された信号に従って１次側巻き線のス
イッチング動作を行う。これにより、トランス２の各２
次側巻き線に電圧が発生する。これによりマイコン５も
動作し、マイコン５は、その出力信号によって発行ダイ
オード９を動作させる。従って、フォトトランジスタ８
がオンして、２次側巻き線２ｂの電圧がＩＣ３に供給さ
れる。ＩＣ３に電圧が供給されると、スタート回路１１
は、動作を停止し、１次側巻き線からＩＣ３の内部に電
源供給することを止める。これにより通常の動作状態が
持続される。
【０００６】次に、スタンバイ状態、即ち、電子機器の
内部が電源を必要とせずマイコン５だけが動作状態にな
る状態では、マイコン５は、その制御信号ＣＯＮＴ１に
よってスイッチ６を制御してマイコン５自身の電源を電
流容量の少ない２次巻き線２ｃからの電源に切り替える
とともに、発光ダイオード９の動作を停止させる。更
に、スイッチ１５をオンして発振回路１６の発振周波数
を２０ＫＨｚに切り替える。これにより、フォトトラン
ジスタ８がオフするため２次巻き線２ｂからＩＣ３への
電源供給が停止されるので、ＩＣ３の電源はスタート回
路１１から供給される。このとき、ＩＣ３の電源に接続
されたコンデンサ１９には、充電電流が流れ、ＩＣ３の
電源電圧は上昇する。タイマー回路１３は、電源電圧が
所定のレベル、例えば、５．６Ｖに達するとスタート回
路１１からの電源供給を停止する。するとコンデンサ１
９からは放電電流が流れることになり、電源電圧が低下
する。タイマー回路１３は、電源電圧の電圧が所定電
圧、例えば、４．７Ｖに低下すると再びスタート回路１
１からの電源供給を開始させる。このような動作によ
り、ＩＣ３の電源電圧ラインには、４．７Ｖと５．６Ｖ
の振幅の三角波が繰り返し発生する。そして、タイマー
回路１３は、この三角波の周期を計数して、例えば、２
周期ごとにロジック回路１８を制御して、ＰＷＭ回路１
７の出力をＭＯＳトランジスタ１４に印加する。尚、Ｍ
ＯＳトランジスタ１４を制御する期間は、コンデンサ１
９の放電期間、即ち、三角波の下降期間である。間欠駆
動の駆動期間において、ソフトスタート回路１９が動作
し、コンデンサＣ２ので決定される時定数に従い、パル
ス幅変調の最小デューティ比から徐々にデューティ比を
上昇するようにしている。これは、起動時の突入電流に
よってスイッチング素子１４が破壊するのを防止するも
のであり、且つ、消費電力を低下させるためのものであ
る。
内部が電源を必要とせずマイコン５だけが動作状態にな
る状態では、マイコン５は、その制御信号ＣＯＮＴ１に
よってスイッチ６を制御してマイコン５自身の電源を電
流容量の少ない２次巻き線２ｃからの電源に切り替える
とともに、発光ダイオード９の動作を停止させる。更
に、スイッチ１５をオンして発振回路１６の発振周波数
を２０ＫＨｚに切り替える。これにより、フォトトラン
ジスタ８がオフするため２次巻き線２ｂからＩＣ３への
電源供給が停止されるので、ＩＣ３の電源はスタート回
路１１から供給される。このとき、ＩＣ３の電源に接続
されたコンデンサ１９には、充電電流が流れ、ＩＣ３の
電源電圧は上昇する。タイマー回路１３は、電源電圧が
所定のレベル、例えば、５．６Ｖに達するとスタート回
路１１からの電源供給を停止する。するとコンデンサ１
９からは放電電流が流れることになり、電源電圧が低下
する。タイマー回路１３は、電源電圧の電圧が所定電
圧、例えば、４．７Ｖに低下すると再びスタート回路１
１からの電源供給を開始させる。このような動作によ
り、ＩＣ３の電源電圧ラインには、４．７Ｖと５．６Ｖ
の振幅の三角波が繰り返し発生する。そして、タイマー
回路１３は、この三角波の周期を計数して、例えば、２
周期ごとにロジック回路１８を制御して、ＰＷＭ回路１
７の出力をＭＯＳトランジスタ１４に印加する。尚、Ｍ
ＯＳトランジスタ１４を制御する期間は、コンデンサ１
９の放電期間、即ち、三角波の下降期間である。間欠駆
動の駆動期間において、ソフトスタート回路１９が動作
し、コンデンサＣ２ので決定される時定数に従い、パル
ス幅変調の最小デューティ比から徐々にデューティ比を
上昇するようにしている。これは、起動時の突入電流に
よってスイッチング素子１４が破壊するのを防止するも
のであり、且つ、消費電力を低下させるためのものであ
る。
【０００７】以上の如く、ＭＯＳトランジスタ１４は２
０ＫＨｚの周波数で所定間隔で所定時間駆動されること
になる。これにより、スタンバイ状態での消費電力が削
減されることになる。
０ＫＨｚの周波数で所定間隔で所定時間駆動されること
になる。これにより、スタンバイ状態での消費電力が削
減されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図２に示されたスイッ
チング電源回路において、間欠動作に入った場合に、最
初の間欠駆動時には、ソフトスタート回路が働くが、次
の間欠動作の時に最小デューティにならず２時側の巻き
線２ｃの電圧が急上昇して、消費電流が増大する場合が
あった。
チング電源回路において、間欠動作に入った場合に、最
初の間欠駆動時には、ソフトスタート回路が働くが、次
の間欠動作の時に最小デューティにならず２時側の巻き
線２ｃの電圧が急上昇して、消費電流が増大する場合が
あった。
【０００９】その原因を調べると、パルス幅変調回路を
構成する比較回路の基準電圧が低下せずに前の電圧が保
持されていることが判明した。これは、ソフトスタート
回路とエラー検出回路で決定される基準電圧がローパス
フィルタを介して比較回路に印加されているため、ロー
パスフィルタのコンデンサに充電された電荷が抜けてい
ないことが原因であった。
構成する比較回路の基準電圧が低下せずに前の電圧が保
持されていることが判明した。これは、ソフトスタート
回路とエラー検出回路で決定される基準電圧がローパス
フィルタを介して比較回路に印加されているため、ロー
パスフィルタのコンデンサに充電された電荷が抜けてい
ないことが原因であった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した点に
鑑みて創作されたものであり、トランスの１次側に流れ
る電流をスイッチングするスイッチング素子と、該スイ
ッチング素子を駆動する周波数信号を発生する発振回路
と、前記トランスの２次側からの帰還信号を検出するエ
ラー検出回路と、該エラー検出回路の検出出力に基づき
前記発振回路の出力をパルス幅変調するパルス幅変調回
路と、通常動作状態とスタンバイ状態によって前記パル
ス幅変調回路の出力を連続的又は間欠的にスイッチング
素子に供給するロジック回路と、前記スタンバイ状態時
の間欠周波数を作成するタイマー回路と、前記間欠動作
時に前記パルス幅変調のデューティ比を最小値から徐々
に大きくするソフトスタート回路とを備えたスイッチン
グ電源回路において、前記パルス幅変調回路は、前記ソ
フトスタート回路とエラー検出回路によって作成された
基準信号と前記発振回路の発信出力を比較する比較回路
からなり、前記基準電圧が印加される比較回路の入力に
間欠周波数信号によって制御されるスイッチ回路を設け
たものである。
鑑みて創作されたものであり、トランスの１次側に流れ
る電流をスイッチングするスイッチング素子と、該スイ
ッチング素子を駆動する周波数信号を発生する発振回路
と、前記トランスの２次側からの帰還信号を検出するエ
ラー検出回路と、該エラー検出回路の検出出力に基づき
前記発振回路の出力をパルス幅変調するパルス幅変調回
路と、通常動作状態とスタンバイ状態によって前記パル
ス幅変調回路の出力を連続的又は間欠的にスイッチング
素子に供給するロジック回路と、前記スタンバイ状態時
の間欠周波数を作成するタイマー回路と、前記間欠動作
時に前記パルス幅変調のデューティ比を最小値から徐々
に大きくするソフトスタート回路とを備えたスイッチン
グ電源回路において、前記パルス幅変調回路は、前記ソ
フトスタート回路とエラー検出回路によって作成された
基準信号と前記発振回路の発信出力を比較する比較回路
からなり、前記基準電圧が印加される比較回路の入力に
間欠周波数信号によって制御されるスイッチ回路を設け
たものである。
【００１１】また、前記基準信号は、ローパスフィルタ
を介して前記比較回路に印加され、前記ローパスフィル
タの入力と接地間に高抵抗を設けたものである。
を介して前記比較回路に印加され、前記ローパスフィル
タの入力と接地間に高抵抗を設けたものである。
【００１２】更に、前記ソフトスタート回路には、時定
数を決定するコンデンサが接続される端子が設けられ、
該端子を制御信号によって短絡することにより任意のタ
イミングでソフトスタート動作させることを可能とした
ものである。
数を決定するコンデンサが接続される端子が設けられ、
該端子を制御信号によって短絡することにより任意のタ
イミングでソフトスタート動作させることを可能とした
ものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
回路図であり、エラー検出回路１２と、ＰＷＭ回路１７
と、ソフトスタート回路１９の具体的な回路である。Ｐ
ＷＭ回路１７は、発振回路１６からの三角波出力が入力
に印加されたコンパレータ２０と、コンパレータ２０の
他方の入力に基準電圧を印加するローパスフィルタ２１
で構成される。
回路図であり、エラー検出回路１２と、ＰＷＭ回路１７
と、ソフトスタート回路１９の具体的な回路である。Ｐ
ＷＭ回路１７は、発振回路１６からの三角波出力が入力
に印加されたコンパレータ２０と、コンパレータ２０の
他方の入力に基準電圧を印加するローパスフィルタ２１
で構成される。
【００１４】エラー検出回路１２は、電源ラインＶｃの
電圧が抵抗２２，２３，２４によって分圧された電圧と
基準電圧Ｖｒｅｆを比較するコンパレータ２５と、コン
パレータ２５の出力が印加されたＰチャネルＭＯＳ２６
と、カレントミラー回路を構成するチャネルＭＯＳ２
７，２８とで構成され、ＭＯＳ２８のドレインは、ロー
パスフィルタ２１および抵抗２９を介してトランジスタ
３０のエミッタに接続される。
電圧が抵抗２２，２３，２４によって分圧された電圧と
基準電圧Ｖｒｅｆを比較するコンパレータ２５と、コン
パレータ２５の出力が印加されたＰチャネルＭＯＳ２６
と、カレントミラー回路を構成するチャネルＭＯＳ２
７，２８とで構成され、ＭＯＳ２８のドレインは、ロー
パスフィルタ２１および抵抗２９を介してトランジスタ
３０のエミッタに接続される。
【００１５】ソフトスタート回路１９は、抵抗２９にエ
ミッタが接続されたトランジスタ３０と、トランジスタ
３０のバイアスを設定する抵抗３１，３２と、トランジ
スタ３０のベースと接地間に接続されたＮチャネルＭＯ
Ｓ３３とで構成され、トランジスタ３０のベースは、Ｉ
Ｃ３の外部端子として導出され、そこにコンデンサＣ２
とマイコンからの制御信号ＣＯＮＴ３によって制御され
るスイッチＳＷ２が設けられる。ＮチャネルＭＯＳ３３
のゲートには、タイマー回路１３から出力されたクロッ
ク信号ＣＬが印加される。クロック信号ＣＬは、ＰＷＭ
出力によってＭＯＳトランジスタ１４をスイッチング動
作させる期間に「Ｌ」レベルとなる信号であり、スタン
バイ状態においては、タイマー回路１３が間欠動作を行
う周期、例えば２周期毎に「Ｌ」レベルとなる。
ミッタが接続されたトランジスタ３０と、トランジスタ
３０のバイアスを設定する抵抗３１，３２と、トランジ
スタ３０のベースと接地間に接続されたＮチャネルＭＯ
Ｓ３３とで構成され、トランジスタ３０のベースは、Ｉ
Ｃ３の外部端子として導出され、そこにコンデンサＣ２
とマイコンからの制御信号ＣＯＮＴ３によって制御され
るスイッチＳＷ２が設けられる。ＮチャネルＭＯＳ３３
のゲートには、タイマー回路１３から出力されたクロッ
ク信号ＣＬが印加される。クロック信号ＣＬは、ＰＷＭ
出力によってＭＯＳトランジスタ１４をスイッチング動
作させる期間に「Ｌ」レベルとなる信号であり、スタン
バイ状態においては、タイマー回路１３が間欠動作を行
う周期、例えば２周期毎に「Ｌ」レベルとなる。
【００１６】図１において、エラー検出回路１２は、電
源ラインＶｃの分圧された電圧と基準電圧Ｖｒｅｆを比
較することによって、通常動作状態の場合に電源ライン
Ｖｃの電圧が５．６ＶとなるようにＰＷＭ回路１７を制
御する。即ち、電源ラインＶｃの電圧が５．６Ｖより高
くなった場合にはコンパレータ２５の出力電圧が低下
し、ＰチャネルＭＯＳ２６がオンして、ＮチャネルＭＯ
Ｓ２７に電流を多く流すように作用する。従って、Ｎチ
ャネルＭＯＳ２８の電流も増加し、トランジスタ３０の
エミッタ電圧が低下するので、コンパレータ２０の基準
電圧が低下する。これにより、コンパレータ２０の出力
パルスの幅が狭くなる。
源ラインＶｃの分圧された電圧と基準電圧Ｖｒｅｆを比
較することによって、通常動作状態の場合に電源ライン
Ｖｃの電圧が５．６ＶとなるようにＰＷＭ回路１７を制
御する。即ち、電源ラインＶｃの電圧が５．６Ｖより高
くなった場合にはコンパレータ２５の出力電圧が低下
し、ＰチャネルＭＯＳ２６がオンして、ＮチャネルＭＯ
Ｓ２７に電流を多く流すように作用する。従って、Ｎチ
ャネルＭＯＳ２８の電流も増加し、トランジスタ３０の
エミッタ電圧が低下するので、コンパレータ２０の基準
電圧が低下する。これにより、コンパレータ２０の出力
パルスの幅が狭くなる。
【００１７】ここで、ローパスフィルタ２１の印加され
たコンパレータ２０の入力と接地間には、ＮチャネルＭ
ＯＳ３４が接続され、このＮチャネルＭＯＳ３４のゲー
トにはＮチャネルＭＯＳ３３と同じクロック信号ＣＬが
印加される。このＮチャネルＭＯＳ３４は、ローパスフ
ィルタ２１のコンデンサに充電された電荷を放電するた
めのトランジスタであり、間欠動作をする駆動期間のみ
オフとなる。更に、ローパスフィルタ２１の入力側、即
ち、トランジスタ３０のエミッタと抵抗２９の接続点に
一端が接続され、他端が接地された抵抗３５が設けられ
る。この抵抗は、５０ＫΩから２ＭΩ程度の抵抗値を有
し、間欠動作期間中にスイッチＳＷ２が閉じられること
によってトランジスタ３０がオフしたとき、ローパスフ
ィルタ２１のコンデンサの電化を放電する作用をする。
たコンパレータ２０の入力と接地間には、ＮチャネルＭ
ＯＳ３４が接続され、このＮチャネルＭＯＳ３４のゲー
トにはＮチャネルＭＯＳ３３と同じクロック信号ＣＬが
印加される。このＮチャネルＭＯＳ３４は、ローパスフ
ィルタ２１のコンデンサに充電された電荷を放電するた
めのトランジスタであり、間欠動作をする駆動期間のみ
オフとなる。更に、ローパスフィルタ２１の入力側、即
ち、トランジスタ３０のエミッタと抵抗２９の接続点に
一端が接続され、他端が接地された抵抗３５が設けられ
る。この抵抗は、５０ＫΩから２ＭΩ程度の抵抗値を有
し、間欠動作期間中にスイッチＳＷ２が閉じられること
によってトランジスタ３０がオフしたとき、ローパスフ
ィルタ２１のコンデンサの電化を放電する作用をする。
【００１８】次に、図１及び図２を参照して、スタンバ
イ状態の動作を説明する。マイコン５からの制御信号Ｃ
ＯＮＴ１によって発光ダイオード９がオフするため、フ
ォトトランジスタ８がオフし、２次側巻き線２ｂから電
圧がＩＣ３に供給されなくなる。これにより、タイマー
回路１３は、スタート回路１１からのコンデンサＣ１へ
の充電とコンデンサＣ１からの放電を繰り返すため、電
源ラインＶｃの波形は、５．６Ｖと４．７Ｖ振幅を持っ
た三角波となる。
イ状態の動作を説明する。マイコン５からの制御信号Ｃ
ＯＮＴ１によって発光ダイオード９がオフするため、フ
ォトトランジスタ８がオフし、２次側巻き線２ｂから電
圧がＩＣ３に供給されなくなる。これにより、タイマー
回路１３は、スタート回路１１からのコンデンサＣ１へ
の充電とコンデンサＣ１からの放電を繰り返すため、電
源ラインＶｃの波形は、５．６Ｖと４．７Ｖ振幅を持っ
た三角波となる。
【００１９】更に、タイマー回路１３は、電源ラインＶ
ｃの三角波をカウンタで計数することによって２周期毎
のコンデンサＣ１の放電期間、即ち、電源ラインＶｃの
波形が下降する期間にクロック信号ＣＬを「Ｌ」レベル
とする。また、この期間は、ロジック回路１８がＰＷＭ
出力をＭＯＳトランジスタ１４に印加してスイッチング
を行う期間である。尚、スタンバイ状態では、制御信号
ＣＯＮＴ２が「Ｈ」レベルとなってスイッチＳＷ１が閉
じられる。これにより発振回路１６は、１００ＫＨｚの
発振周波数から２０ＫＨｚの発振周波数に切り替えられ
る。
ｃの三角波をカウンタで計数することによって２周期毎
のコンデンサＣ１の放電期間、即ち、電源ラインＶｃの
波形が下降する期間にクロック信号ＣＬを「Ｌ」レベル
とする。また、この期間は、ロジック回路１８がＰＷＭ
出力をＭＯＳトランジスタ１４に印加してスイッチング
を行う期間である。尚、スタンバイ状態では、制御信号
ＣＯＮＴ２が「Ｈ」レベルとなってスイッチＳＷ１が閉
じられる。これにより発振回路１６は、１００ＫＨｚの
発振周波数から２０ＫＨｚの発振周波数に切り替えられ
る。
【００２０】クロック信号ＣＬが「Ｈ」レベルの期間
は、ＭＯＳ３３がオンしているため、コンデンサＣ２は
放電され、トランジスタ３０はオフしている。また、Ｍ
ＯＳ３４もオンしているためローパスフィルタ２１のコ
ンデンサも放電されている。
は、ＭＯＳ３３がオンしているため、コンデンサＣ２は
放電され、トランジスタ３０はオフしている。また、Ｍ
ＯＳ３４もオンしているためローパスフィルタ２１のコ
ンデンサも放電されている。
【００２１】次に、間欠動作期間になってクロック信号
ＣＬが「Ｌ」レベルになると、ＭＯＳ３３及び３４がオ
フするため、コンデンサＣ２には充電電流が抵抗３２を
介して流れ始める。すると、トランジスタ３０のベース
電圧が徐々に上昇することになり、エミッタ電圧が上昇
する。従って、コンパレータ２０に印加される基準電圧
は、徐々に高くなり、ＰＷＭ出力のパルス幅は徐々に広
くなる。
ＣＬが「Ｌ」レベルになると、ＭＯＳ３３及び３４がオ
フするため、コンデンサＣ２には充電電流が抵抗３２を
介して流れ始める。すると、トランジスタ３０のベース
電圧が徐々に上昇することになり、エミッタ電圧が上昇
する。従って、コンパレータ２０に印加される基準電圧
は、徐々に高くなり、ＰＷＭ出力のパルス幅は徐々に広
くなる。
【００２２】このように間欠動作を行う場合、駆動期間
になる直前までＭＯＳ３４がオンしているため、コンパ
レータ２０に印加される基準電圧は、接地電位に保持さ
れる。尚、基準電圧が接地電位の場合は、コンパレータ
２０の出力は、「Ｌ」レベルのままであるが、この時コ
ンパレータ２０の出力が印加されるロジック回路１８
は、所定の最小デューティ比、例えば２％のデューティ
のパルスをスイッチング素子１４に印加するように構成
されている。
になる直前までＭＯＳ３４がオンしているため、コンパ
レータ２０に印加される基準電圧は、接地電位に保持さ
れる。尚、基準電圧が接地電位の場合は、コンパレータ
２０の出力は、「Ｌ」レベルのままであるが、この時コ
ンパレータ２０の出力が印加されるロジック回路１８
は、所定の最小デューティ比、例えば２％のデューティ
のパルスをスイッチング素子１４に印加するように構成
されている。
【００２３】一方、間欠動作における駆動期間にマイコ
ン５からの制御信号ＣＯＮＴ３によってスイッチＳＷ２
が閉じられると、コンデンサＣ２に充電されていた電荷
が放電される。この時、ＭＯＳ３４はオフ状態にあるた
め、ＭＯＳ３４によってローパスフィルタ２１のコンデ
ンサの放電は行われない。この場合には、このコンデン
サの放電は、ローパスフィルタ２１の抵抗と抵抗３５を
介して行われることになる。
ン５からの制御信号ＣＯＮＴ３によってスイッチＳＷ２
が閉じられると、コンデンサＣ２に充電されていた電荷
が放電される。この時、ＭＯＳ３４はオフ状態にあるた
め、ＭＯＳ３４によってローパスフィルタ２１のコンデ
ンサの放電は行われない。この場合には、このコンデン
サの放電は、ローパスフィルタ２１の抵抗と抵抗３５を
介して行われることになる。
【００２４】従って、間欠動作の駆動期間であってもス
イッチＳＷ２が閉じられると、コンパレータ２０に印加
される基準電圧が直ちに接地電位に固定されるので、コ
ンパレータ２０の出力は「Ｌ」レベルとなる。これによ
り、ロジック回路１８の出力は最小デューティのパルス
となるため、スイッチング素子１４の駆動は最小限のパ
ルス駆動となり、消費電力のさらなる低減が可能とな
る。
イッチＳＷ２が閉じられると、コンパレータ２０に印加
される基準電圧が直ちに接地電位に固定されるので、コ
ンパレータ２０の出力は「Ｌ」レベルとなる。これによ
り、ロジック回路１８の出力は最小デューティのパルス
となるため、スイッチング素子１４の駆動は最小限のパ
ルス駆動となり、消費電力のさらなる低減が可能とな
る。
【００２５】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、スタンバ
イ状態でのソフトスタート動作が確実に行えるととも
に、間欠動作の駆動期間にソフトスタート端子を接地す
ることによって、直ちに最小デューティのパルス幅駆動
に切り換えることができるので、２次側の電圧の急激な
上昇が抑えられるとともに、スタンバイ状態での消費電
力を更に低下することができるものである。
イ状態でのソフトスタート動作が確実に行えるととも
に、間欠動作の駆動期間にソフトスタート端子を接地す
ることによって、直ちに最小デューティのパルス幅駆動
に切り換えることができるので、２次側の電圧の急激な
上昇が抑えられるとともに、スタンバイ状態での消費電
力を更に低下することができるものである。
【図１】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図２】スイッチング電源回路のブロック図である。
１ ブリッジ整流回路
２ トランス
３ ＩＣ
４、７、１０ ダイオード
５ マイコン
６、１５ スイッチ
８ フォトトランジスタ
９ 発光ダイオード
１１ スタート回路
１２ エラー検出回路
１３ タイマー回路
１４ スイッチングトランジスタ
１６ 発振回路
１７ パルス幅変調回路
１８ ロジック回路
１９ ソフトスタート回路
２０，２５ コンパレータ
２６ ＰチャネルＭＯＳ
２７，２８，３３、３４ ＮチャネルＭＯＳ
３５ 抵抗
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−229672（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−304662（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 3/28
H02J 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 トランスの１次側に流れる電流をスイッ
チングするスイッチング素子と、該スイッチング素子を
駆動する周波数信号を発生する発振回路と、前記トラン
スの２次側からの帰還信号を検出するエラー検出回路
と、該エラー検出回路の検出出力に基づき前記発振回路
の出力をパルス幅変調するパルス幅変調回路と、通常動
作状態とスタンバイ状態によって前記パルス幅変調回路
の出力を連続的又は間欠的にスイッチング素子に供給す
るロジック回路と、前記スタンバイ状態時の間欠周波数
を作成するタイマー回路と、前記間欠動作時に前記パル
ス幅変調のデューティ比を最小値から徐々に大きくする
ソフトスタート回路とを備えたスイッチング電源回路に
おいて、前記パルス幅変調回路は、前記ソフトスタート
回路とエラー検出回路によって作成された基準信号と前
記発振回路の発振出力を比較する比較回路からなり、前
記基準電圧が印加される比較回路の入力と接地間に間欠
周波数信号によって制御されるスイッチ回路を設けたこ
とを特徴とするスイッチング電源回路。 - 【請求項２】 前記基準信号は、ローパスフィルタを介
して前記比較回路に印加され、前記ローパスフィルタの
入力と接地間にスタンバイ時の放電を行う高抵抗を設け
たことを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源回
路。 - 【請求項３】 前記ソフトスタート回路には、時定数を
決定するコンデンサが接続される端子が設けられ、該端
子を制御信号によって短絡することにより任意のタイミ
ングでソフトスタート動作させること特徴とする請求項
２記載のスイッチング電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06686999A JP3490922B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | スイッチング電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06686999A JP3490922B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | スイッチング電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000270546A JP2000270546A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3490922B2 true JP3490922B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=13328314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06686999A Expired - Fee Related JP3490922B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | スイッチング電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490922B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106794776A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-05-31 | 三菱电机株式会社 | 电车的辅助电源装置 |
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| JP4442028B2 (ja) * | 2000-12-11 | 2010-03-31 | 富士電機システムズ株式会社 | Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御方法 |
| JP3496673B2 (ja) | 2002-01-11 | 2004-02-16 | サンケン電気株式会社 | 直流電源装置 |
| CN101207327B (zh) | 2006-12-22 | 2010-05-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电源软启动装置 |
| JP5167705B2 (ja) | 2007-07-02 | 2013-03-21 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP5316902B2 (ja) | 2010-11-05 | 2013-10-16 | ブラザー工業株式会社 | 電源システム及び画像形成装置 |
| JP6040768B2 (ja) | 2012-12-28 | 2016-12-07 | ブラザー工業株式会社 | スイッチング電源、電源供給システム及び画像形成装置 |
| JP6030468B2 (ja) | 2013-02-12 | 2016-11-24 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
| JP6364894B2 (ja) | 2014-04-01 | 2018-08-01 | ブラザー工業株式会社 | 電源システムおよび画像形成装置 |
| CN109951076B (zh) * | 2019-04-11 | 2020-05-12 | 成都盛芯微科技有限公司 | 一种降低系统睡眠功耗的开关电源自适应占空比调节方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP06686999A patent/JP3490922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN106794776A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-05-31 | 三菱电机株式会社 | 电车的辅助电源装置 |
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