JP5145704B2 - Power control circuit - Google Patents

Power control circuit Download PDF

Info

Publication number
JP5145704B2
JP5145704B2 JP2006319782A JP2006319782A JP5145704B2 JP 5145704 B2 JP5145704 B2 JP 5145704B2 JP 2006319782 A JP2006319782 A JP 2006319782A JP 2006319782 A JP2006319782 A JP 2006319782A JP 5145704 B2 JP5145704 B2 JP 5145704B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
external terminal
switching
threshold level
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006319782A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008136293A (en
Inventor
宏志 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2006319782A priority Critical patent/JP5145704B2/en
Publication of JP2008136293A publication Critical patent/JP2008136293A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5145704B2 publication Critical patent/JP5145704B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、スイッチング電源の動作を制御する電源制御回路に関し、特にIC(集積回路)化された電源制御回路に関する。   The present invention relates to a power supply control circuit that controls the operation of a switching power supply, and more particularly to an IC (integrated circuit) power supply control circuit.

商用の交流電源から入力された交流を直流に変換して出力するAC−DCスイッチング電源は、広範な用途に利用されており、また種々の方式のものが実用化されている。このようなスイッチング電源の動作を制御する制御回路はIC化されたものがあり、パッケージ化された製品となっている。   An AC-DC switching power supply that converts an alternating current input from a commercial alternating current power source into a direct current and outputs the direct current is used in a wide range of applications, and various types of power supplies have been put into practical use. A control circuit for controlling the operation of such a switching power supply is in the form of an IC, which is a packaged product.

図6はこのようなIC化された電源制御回路によって制御されるスイッチング電源の回路構成を示す図である。ここでは、フライバック方式のコンバータとして構成された例を示している。   FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a switching power supply controlled by such an IC power supply control circuit. Here, an example configured as a flyback converter is shown.

同図の回路構成において、交流電源AP1からの交流はダイオードスタックDS1により全波整流され、コンデンサC1で平滑された直流が出力トランスT1の一次巻線N1に供給される。一次巻線N1にはスイッチング素子であるパワーMOSトランジスタQ1が直列に接続されており、電源制御回路を構成する制御IC1からの駆動信号によりパワーMOSトランジスタQ1がオン(ON)、オフ(OFF)し、これにより出力トランスT1の二次巻線N2に脈流が発生する。この脈流はダイオードD1によって整流され、コンデンサC2で平滑されて図示しない負荷に供給される。   In the circuit configuration shown in the figure, the alternating current from the alternating current power supply AP1 is full-wave rectified by the diode stack DS1, and the direct current smoothed by the capacitor C1 is supplied to the primary winding N1 of the output transformer T1. A power MOS transistor Q1, which is a switching element, is connected in series to the primary winding N1, and the power MOS transistor Q1 is turned on (ON) and turned off (OFF) by a drive signal from the control IC 1 constituting the power supply control circuit. As a result, a pulsating flow is generated in the secondary winding N2 of the output transformer T1. This pulsating current is rectified by the diode D1, smoothed by the capacitor C2, and supplied to a load (not shown).

上記負荷への出力電圧は抵抗R1と抵抗R2により分圧されて検出され、その検出値がフォトカプラPC1を介し、フィードバック信号として制御IC1のFB端子に入力される。また、出力トランスT1の一次巻線N1に電流が流れると補助巻線N3にも電圧が発生し、この電圧はダイオードD2により整流され、コンデンサC3で平滑されて、制御IC1の電源端子であるVcc端子に供給される。   The output voltage to the load is divided and detected by the resistors R1 and R2, and the detected value is input to the FB terminal of the control IC 1 as a feedback signal via the photocoupler PC1. Further, when a current flows through the primary winding N1 of the output transformer T1, a voltage is also generated in the auxiliary winding N3. This voltage is rectified by the diode D2, smoothed by the capacitor C3, and Vcc which is the power supply terminal of the control IC1. Supplied to the terminal.

また、制御IC1のOTP端子には、スイッチング電源の異常状態として過熱状態を検知するための温度検知素子(サーミスタ)RTが外付けされている。C4はコンデンサ、ZD1はシャントレギュレータ、R3は高圧系からの電流を制限する制限抵抗、R4はパワーMOSトランジスタQ1の電流を検出する検出抵抗、R5はIS端子へのノイズを低減するフィルタ抵抗、R6はパワーMOSトランジスタQ1のゲート駆動電流を調整する抵抗である。   In addition, a temperature detection element (thermistor) RT for detecting an overheating state as an abnormal state of the switching power supply is externally attached to the OTP terminal of the control IC 1. C4 is a capacitor, ZD1 is a shunt regulator, R3 is a limiting resistor for limiting the current from the high voltage system, R4 is a detection resistor for detecting the current of the power MOS transistor Q1, R5 is a filter resistor for reducing noise to the IS terminal, R6 Is a resistor for adjusting the gate drive current of the power MOS transistor Q1.

ここで、上記のようなスイッチング電源の場合、外部のパワーMOSトランジスタQ1を電力用のスイッチング素子として駆動する制御IC1は、比較的安価な外部端子8ピン構成の汎用的なICを用いるのが一般的である。その場合、上記の電源入力用のVcc端子、接地用のGND端子及びパワーMOSトランジスタQ1のゲートドライブ用のOUT端子の必須の3端子の他に、パワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流検出用のIS端子及びフィードバック信号入力用のFB端子の制御用の2端子を設定すると、残りは3端子になる。   Here, in the case of the switching power supply as described above, the control IC 1 that drives the external power MOS transistor Q1 as a power switching element generally uses a relatively inexpensive general-purpose IC having an 8-pin external terminal configuration. Is. In this case, in addition to the above three essential terminals of the Vcc terminal for power supply input, the GND terminal for grounding, and the OUT terminal for gate drive of the power MOS transistor Q1, the IS terminal for detecting the drain current of the power MOS transistor Q1. If two terminals for control of the feedback signal input FB terminal are set, the rest becomes three terminals.

残りの3端子の中で、必要時にだけ高電圧系からVcc端子に電流(起動電流及びラッチ保持電流)を供給する高耐圧スイッチ機能付きで、軽負荷時の消費電力を低減するためのVH端子を設定し、安全規格上の要求からそのVH端子の隣接ピンである未接続のNC端子を除くと、その他の機能に利用できる端子は1端子のみとなる。   Among the remaining 3 terminals, the VH terminal has a high voltage switch function that supplies current (starting current and latch holding current) from the high voltage system to the Vcc terminal only when necessary, and reduces power consumption at light loads. And the non-connected NC terminal that is an adjacent pin of the VH terminal is excluded from the safety standard requirement, there is only one terminal that can be used for other functions.

上記の残りの1端子は、スイッチング電源が何を必要とするかの最重要な機能によって、ソフトスタート、ブラウンアウト軽負荷時の周波数調整、ラッチタイマ、出力トランスT1の一次側の過電流制限レベルの調整など、様々な機能に割り当てられることがある。どの機能に重点を置くかによってこの端子の役割が変わり、できるだけ多機能な使用方法が盛り込まれる。   The remaining one terminal has the most important functions of what the switching power supply requires, such as soft start, frequency adjustment during brownout light load, latch timer, and overcurrent limit level on the primary side of the output transformer T1. It may be assigned to various functions such as adjustment. The role of this terminal changes depending on which function is emphasized, and incorporates as many functions as possible.

スイッチング素子周りの温度を高精度で抑える必要のあるスイッチング電源では、内部機能として負の温度特性(高温で抵抗値が減少)を持つ温度検知素子を使用した過熱保護機能が最優先される場合がある(例えば、特許文献1参照。)。この場合、上記の1端子は温度検知素子のドライブ端子として利用され、この端子にある一定の吐き出し電流を常に供給する定電流源が設けられる。そして、その端子電圧をモニタし、あらかじめ設定されたスレッシュレベルまで低下すると過熱状態として検出し、その検出信号を保護機能発動の遅延タイマへ送出し、そのタイマ時間の経過後にスイッチング停止などの保護動作を行う。   In a switching power supply that needs to suppress the temperature around the switching element with high accuracy, the overheat protection function that uses a temperature detection element that has a negative temperature characteristic (resistance value decreases at high temperatures) as an internal function may be given top priority. (For example, refer to Patent Document 1). In this case, the one terminal is used as a drive terminal for the temperature detecting element, and a constant current source for always supplying a certain discharge current at this terminal is provided. Then, the terminal voltage is monitored, and when it falls to a preset threshold level, it is detected as an overheat state, and the detection signal is sent to the delay timer that activates the protection function. I do.

図7は上記の負の温度特性を持つ温度検知素子の特性を示す図であり、温度と抵抗値の関係を示している。図では3つの温度検知素子の特性を示しており、何れも温度が高くなると抵抗値が減少する。   FIG. 7 is a diagram showing the characteristics of the temperature sensing element having the negative temperature characteristics described above, and shows the relationship between temperature and resistance value. In the figure, the characteristics of three temperature detecting elements are shown, and the resistance value decreases as the temperature increases.

図8は上記のような過熱状態を検出して保護動作を行う従来の電源制御回路の要部の構成を示す図である。この電源制御回路は制御IC1内に構成されるもので、図示していないが起動素子を内蔵しており、過熱保護用としてOTP端子が割り当てられている。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a main part of a conventional power supply control circuit that performs a protection operation by detecting an overheat state as described above. This power supply control circuit is configured in the control IC 1 and has a built-in activation element (not shown), and an OTP terminal is assigned for overheat protection.

OTP端子には負の温度特性を持つ温度検知素子RTが外付けされ、+5Vの電源ラインから定電流源IS101を通して70μAの吐き出し電流が供給される。そして、その端子電圧が演算増幅器からなるコンパレータCP101で1.0Vのスレッシュレベルと比較され、スレッシュレベルまで低下、つまり温度検知素子RTの抵抗値が14.286kΩ(1V/70μA=14.286kΩ)まで低下するとコンパレータCP101の出力が反転し、過熱状態を検出する。   A temperature detecting element RT having a negative temperature characteristic is externally attached to the OTP terminal, and a discharge current of 70 μA is supplied from the +5 V power supply line through the constant current source IS101. The terminal voltage is compared with the threshold level of 1.0 V by the comparator CP101 composed of an operational amplifier, and is reduced to the threshold level, that is, the resistance value of the temperature detection element RT is 14.286 kΩ (1 V / 70 μA = 14.286 kΩ). When the voltage drops, the output of the comparator CP101 is inverted, and an overheat state is detected.

上記過熱状態の検出信号は、ノイズによる誤動作防止のために遅延時間50μsの遅延回路101に入力され、遅延時間が経過するまでコンパレータCP101の出力が反転したままであると、遅延回路101からラッチ用のフリップフロップFF101にセット信号が入力される。このフリップフロップFF101はスイッチング停止などを発令するためのもので、セット信号が入力されると、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成回路102からPWM信号が入力されている出力回路103にディスエイブル信号を出力する。これにより、OUT端子からのPWM信号が停止され、スイッチングは停止状態に固定される。なお、ラッチ用のフリップフロップFF101は、制御IC1の起動時やリスタート時にリセットされる。   The overheat detection signal is input to the delay circuit 101 with a delay time of 50 μs to prevent malfunction due to noise. If the output of the comparator CP101 remains inverted until the delay time elapses, the delay circuit 101 outputs a latch signal. The set signal is input to the flip-flop FF101. This flip-flop FF101 is for issuing a switching stop signal. When a set signal is input, a disable signal is output from the PWM (Pulse Width Modulation) signal generation circuit 102 to the output circuit 103 to which the PWM signal is input. Output. As a result, the PWM signal from the OUT terminal is stopped, and the switching is fixed to the stopped state. The latch flip-flop FF101 is reset when the control IC 1 is started or restarted.

なお、特許文献1の電源制御回路では、温度上昇から回路を保護するためにサーミスタが付加されており、サーミスタと並列にコンデンサが接続されているが、このサーミスタが接続される端子は単機能であり、コンデンサも必ずしも必要ではないものとなっている。
特開2004−242427号公報
In the power supply control circuit of Patent Document 1, a thermistor is added to protect the circuit from temperature rise, and a capacitor is connected in parallel with the thermistor, but the terminal to which this thermistor is connected is a single function. Yes, capacitors are not always necessary.
JP 2004-242427 A

上記のように構成された従来の電源制御回路においては、過熱検出保護機能を内蔵すると、外部端子に外付けされる温度検知素子が温度によって抵抗値を変化させるので、定電流源として作用するこの外部端子の電圧も温度によって変動する。   In the conventional power supply control circuit configured as described above, if the overheat detection protection function is built in, the temperature detection element externally attached to the external terminal changes the resistance value depending on the temperature, so that this acts as a constant current source. The voltage at the external terminal also varies depending on the temperature.

このため、この外部端子に何かを追加して他機能を動作させることが難しく、外部端子をGNDにショートさせてスイッチングを強制停止させる停止機能以外に兼用させることができないという問題点がある。   For this reason, it is difficult to add something to the external terminal to operate other functions, and there is a problem that it cannot be used for anything other than a stop function for forcibly stopping switching by shorting the external terminal to GND.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、過熱検出保護機能を内蔵する場合でも、容易に他の機能を付加することができる電源制御回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a power supply control circuit capable of easily adding other functions even when an overheat detection protection function is incorporated.

本発明では上記課題を解決するために、スイッチング電源のスイッチング動作を制御する集積回路化された電源制御回路において、所定の外部端子に接続されたコンデンサと、前記外部端子に電流を供給する第1の定電流源と、前記外部端子から電流を放出する第2の定電流源と、前記外部端子の電圧レベルを異常状態検出用の第1のスレッシュレベル、及びそれより順に高い第2,第3のスレッシュレベルとそれぞれ比較する第1、及び第2,第3のコンパレータと、前記第1の定電流源の電流供給により前記外部端子の電圧レベルが前記第3のスレッシュレベルまで上昇したときに前記第1の定電流源の電流供給から前記第2の定電流源の電流放出に切り換え、前記第2の定電流源の電流放出により前記外部端子の電圧レベルが前記第2のスレッシュレベルまで下降したときに前記第2の定電流源の電流放出から前記第1の定電流源の電流供給に切り換えることにより、前記第2のスレッシュレベルと前記第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を持たせる切り換え手段と、を備え、前記外部端子の電圧レベルの変化に基づいて前記スイッチング電源のスイッチング周波数に変調かけることを特徴とする電源制御回路が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, in an integrated circuit power supply control circuit for controlling the switching operation of a switching power supply, a capacitor connected to a predetermined external terminal and a first current for supplying a current to the external terminal are provided. A constant current source, a second constant current source that discharges current from the external terminal, a voltage level of the external terminal that is higher than a first threshold level for detecting an abnormal state, and second, third When the voltage level of the external terminal rises to the third threshold level due to the current supply of the first constant current source and the first, second and third comparators respectively comparing with the threshold level of Switching from the current supply of the first constant current source to the current discharge of the second constant current source, the voltage level of the external terminal is changed to the second by the current discharge of the second constant current source. By switching from the current discharge of the second constant current source to the current supply of the first constant current source when the level drops to the threshold level, the second threshold level and the third threshold level are changed between the second threshold level and the third threshold level. comprising a switching means to provide an oscillator function voltage changes, and based on the change in the voltage level of said external terminals, a power supply control circuit according to claim Rukoto by modulating the switching frequency of the switching power supply is provided The

このような電源制御回路によれば、異常状態検出用の第1のスレッシュレベルより高い第2のスレッシュレベルと第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を有し、コンデンサが接続された外部端子の電圧レベルの変化に基づいてスイッチング電源のスイッチング周波数に変調かけるので、過熱検出保護機能を内蔵する場合でも、発振器機能を利用して容易に他の機能を付加することができる。 According to such a power supply control circuit, it has an oscillator function in which a voltage changes between a second threshold level and a third threshold level higher than the first threshold level for detecting an abnormal condition, and a capacitor is connected. and an external terminal based on a change of the voltage level of the applied modulation on the switching frequency of the switching power supply Runode, even when an internal thermal detection protection, be utilized oscillator functions easily add other functions it can.

本発明の電源制御回路は、異常状態検出用の第1のスレッシュレベルより高い第2のスレッシュレベルと第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を有し、コンデンサが接続された外部端子の電圧レベルの変化に基づいてスイッチング電源のスイッチング周波数に変調かけるので、過熱検出保護機能を内蔵する場合でも、発振器機能を利用して容易に他の機能を付加することができるという利点がある。
The power supply control circuit of the present invention has an oscillator function in which a voltage changes between a second threshold level and a third threshold level higher than the first threshold level for detecting an abnormal state, and a capacitor is connected Runode by modulating the switching frequency of the switching power supply based on a change of the voltage level of the external terminal, even when an internal thermal detection protection, that may utilize the oscillator function easily add other functions There are advantages.

本発明は、スイッチング電源の制御ICの1つの外部端子を利用して多機能を実現させるものであり、過熱検出保護機能を内蔵する場合には、その外部端子に温度で抵抗値が変化する温度検知素子が接続されるため、高精度の制御が必要な用途には難しい点もあるが、その過熱検出のスレッシュレベルより高い領域を利用することにより他の機能を動作させるようにしている。具体的には、外部端子に温度検知素子とともにコンデンサを接続し、このコンデンサの充電と放電を第2,第3のスレッシュレベルによって切り換えることで、IC内蔵化が難しい5ms以上の長い周期の発振器を構成する。そして、この長い周期の電圧の変化を利用して、スイッチング電源のスイッチング周波数に変調をかけることにより、ノイズ成分のピークを低減する周波数ジッタリング機能、スイッチング電源の起動時や過負荷検出時にリスタートするときにスイッチングのオンパルスの幅を徐々に広げていくソフトスタート機能などを実現する。   The present invention realizes multiple functions by using one external terminal of the control IC of the switching power supply. When the overheat detection protection function is built in, the temperature at which the resistance value changes with temperature at the external terminal. Since the sensing element is connected, there are some difficulties in applications that require high-precision control, but other functions are operated by using a region higher than the threshold level for overheating detection. Specifically, a capacitor with a temperature detection element is connected to the external terminal, and charging and discharging of this capacitor are switched according to the second and third threshold levels, thereby enabling an oscillator with a long period of 5 ms or more that is difficult to incorporate an IC. Configure. The frequency jittering function that reduces the peak of the noise component by modulating the switching frequency of the switching power supply using this long-cycle voltage change, restarts when the switching power supply is started or overload is detected. A soft start function that gradually widens the width of the switching on-pulse is realized.

ただし、過熱検出保護機能との兼用のために温度による変動が大きく、特に過熱検出保護機能が働く温度付近では発振器としての動作が難しいので、高温時にその機能がなくなったり、時間的要素が0.5〜3倍程度変動しても、スイッチング電源の使用上で大きな問題とならないようにすることが必要である。このため、周波数ジッタリングとソフトスタートの機能を追加内蔵させるのが有効である。   However, because it is also used as an overheat detection protection function, the fluctuation due to temperature is large. In particular, it is difficult to operate as an oscillator near the temperature at which the overheat detection protection function works. Even if the fluctuation is about 5 to 3 times, it is necessary not to cause a big problem in using the switching power supply. For this reason, it is effective to incorporate frequency jittering and soft start functions.

図1は本発明の第1の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図である。この電源制御回路は、図6に示すスイッチング電源の制御IC1内に構成されて、スイッチング動作を制御するもので、スイッチング電源から起動電流が供給されるVH端子、その隣の使用しない未接続のNC端子、電源電圧Vccが供給されるVcc端子、パワーMOSトランジスタドライブ用のOUT端子、接地用のGND端子、スイッチング電源のフィードバック信号が入力されるFB端子、及びパワーMOSトランジスタQ1を流れる電流の検出信号が入力されるIS端子と、過熱検出用のOTP端子(所定の外部端子)の8ピンの外部端子を有する構成となっている。ここでは、その一部の回路を示している。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of the power supply control circuit according to the first embodiment of the present invention. This power supply control circuit is configured in the control IC 1 of the switching power supply shown in FIG. 6, and controls the switching operation. The VH terminal to which the starting current is supplied from the switching power supply, the unused unconnected NC next to it. Terminal, Vcc terminal to which power supply voltage Vcc is supplied, OUT terminal for driving a power MOS transistor, GND terminal for grounding, FB terminal to which a feedback signal of a switching power supply is input, and a detection signal of a current flowing through the power MOS transistor Q1 Is input, and an OTP terminal (predetermined external terminal) for detecting overheating has an 8-pin external terminal. Here, a part of the circuit is shown.

OTP端子には温度検知素子RTとコンデンサCoが外付けされ、このOTP端子に吐き出し電流(70μA)を供給する第1の定電流源IS1と、OTP端子から吸い込み電流(70μA)を放出する第2の定電流源IS2を備えている。第1の定電流源IS1には直列にスイッチ素子としてPチャネルのMOSトランジスタPM1が接続され、第2の定電流源IS2には直列にスイッチ素子としてNチャネルのMOSトランジスタNM1が接続されている。   A temperature detecting element RT and a capacitor Co are externally attached to the OTP terminal, a first constant current source IS1 that supplies a discharge current (70 μA) to the OTP terminal, and a second current that discharges a sink current (70 μA) from the OTP terminal. Constant current source IS2. A P-channel MOS transistor PM1 is connected as a switch element in series to the first constant current source IS1, and an N-channel MOS transistor NM1 is connected as a switch element in series to the second constant current source IS2.

また、OTP端子の電圧レベルを異常状態(過熱状態)検出用の第1のスレッシュレベル(1.0V)、及びそれより順に高い第2,第3のスレッシュレベル(1.1V,1.5V)とそれぞれ比較する第1のコンパレータCP1、及び第2,第3のコンパレータCP2,CP3を備えている。第1のコンパレータCP1から出力された過熱状態の検出信号は、ノイズによる誤動作防止のために遅延時間50μsの遅延回路11に入力され、遅延時間が経過するまでコンパレータCP1の出力が反転したままであると、遅延回路11からラッチ用のフリップフロップFF1にセット信号が入力される。このフリップフロップFF1はスイッチング停止などを発令するためのもので、セット信号が入力されると、PWM信号生成回路12からPWM信号が入力されている出力回路13にディスエイブル信号を出力する。これにより、OUT端子からのPWM信号が停止され、スイッチングは停止状態に固定される。なお、ラッチ用のフリップフロップFF1は、制御IC1の起動時やリスタート時にリセットされる。   Further, the first threshold level (1.0 V) for detecting the abnormal state (overheated state) of the voltage level of the OTP terminal, and the second and third threshold levels (1.1 V, 1.5 V) that are higher in that order. Are respectively provided with a first comparator CP1 and second and third comparators CP2 and CP3. The overheat detection signal output from the first comparator CP1 is input to the delay circuit 11 having a delay time of 50 μs to prevent malfunction due to noise, and the output of the comparator CP1 remains inverted until the delay time elapses. Then, the set signal is input from the delay circuit 11 to the latching flip-flop FF1. The flip-flop FF1 is for issuing a switching stop signal. When a set signal is input, the flip-flop FF1 outputs a disable signal to the output circuit 13 to which the PWM signal is input from the PWM signal generation circuit 12. As a result, the PWM signal from the OUT terminal is stopped, and the switching is fixed to the stopped state. The latch flip-flop FF1 is reset when the control IC 1 is activated or restarted.

また、第1の定電流源IS1の電流供給によりOTP端子の電圧レベルが第3のスレッシュレベルまで上昇したときに第1の定電流源IS1の電流供給から第2の定電流源IS2の電流放出に切り換え、第2の定電流源IS2の電流放出によりOTP端子の電圧レベルが第2のスレッシュレベルまで下降したときに第2の定電流源IS2の電流放出から第1の定電流源IS1の電流供給に切り換えることにより、第2のスレッシュレベルと第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を持たせる切り換え手段としてフリップフロップFF2を備えている。   Further, when the voltage level of the OTP terminal rises to the third threshold level due to the current supply of the first constant current source IS1, the current emission of the second constant current source IS2 from the current supply of the first constant current source IS1. When the voltage level of the OTP terminal drops to the second threshold level due to the current emission of the second constant current source IS2, the current of the first constant current source IS1 is changed from the current emission of the second constant current source IS2. A flip-flop FF2 is provided as switching means for providing an oscillator function in which the voltage changes between the second threshold level and the third threshold level by switching to supply.

上記のように構成された電源制御回路においては、発振器作用によるOTP端子の電圧レベルの変化に基づいてスイッチング電源のスイッチングが制御されるが、発振のタイミングを司るコンデンサCoは外付けであるので、大きな容量(0.1μF以上)のコンデンサCoを使用することができ、IC内蔵化の難しい周期5ms以上の遅い周期の発振器を構成することができる。   In the power supply control circuit configured as described above, switching of the switching power supply is controlled based on a change in the voltage level of the OTP terminal due to the action of the oscillator, but the capacitor Co that controls the oscillation timing is externally attached. A capacitor Co having a large capacitance (0.1 μF or more) can be used, and an oscillator with a slow period of 5 ms or more, which is difficult to incorporate in an IC, can be configured.

通常の温度範囲では、OTP端子の端子電圧が1.1Vを下回ると、コンパレータCP2の出力が反転し、フリップフロップFF2はリセットされてQ出力はL(低)レベルになり、MOSトランジスタPM1はオン、MOSトランジスタNM1はオフとなり、第1の定電流源IS1から70μAの吐き出し電流が供給される。この電流から、温度検知素子RTの抵抗分によりGND側に流れる電流を差し引いた残りの電流で、OTP端子に接続されたコンデンサCoが充電され、OTP端子の電圧レベルが上昇する。   In the normal temperature range, when the terminal voltage of the OTP terminal falls below 1.1V, the output of the comparator CP2 is inverted, the flip-flop FF2 is reset, the Q output becomes L (low) level, and the MOS transistor PM1 is turned on. The MOS transistor NM1 is turned off, and a discharge current of 70 μA is supplied from the first constant current source IS1. The capacitor Co connected to the OTP terminal is charged with the remaining current obtained by subtracting the current flowing to the GND side by the resistance of the temperature detection element RT from this current, and the voltage level of the OTP terminal rises.

このとき、温度検知素子RTの抵抗値は、70μAの電流で1.5V以上に上げられる値を通常の温度範囲と想定している。つまり、1.5V÷70μA=21.428kΩ以上の抵抗値の範囲がここでの通常の温度範囲となる。   At this time, the resistance value of the temperature detection element RT is assumed to be a value that can be increased to 1.5 V or more with a current of 70 μA in the normal temperature range. That is, the range of the resistance value of 1.5V ÷ 70 μA = 21.428 kΩ or more is the normal temperature range here.

OTP端子の電圧レベルが1.5Vまで上昇すると、コンパレータCP3の出力が反転し、フリップフロップFF2はセットがかかってQ出力はH(高)レベルになり、MOSトランジスタPM1はオフ、MOSトランジスタNM1はオンとなり、第2の定電流源IS2により70μAの吸い込み電流が放出される。この電流と、温度検知素子RTに流れる電流を足し合わせた電流でコンデンサCoが放電され、OTP端子の電圧レベルが下降する。   When the voltage level of the OTP terminal rises to 1.5V, the output of the comparator CP3 is inverted, the flip-flop FF2 is set and the Q output becomes H (high) level, the MOS transistor PM1 is off, and the MOS transistor NM1 is The second constant current source IS2 is turned on, and a sink current of 70 μA is released. The capacitor Co is discharged by a current obtained by adding this current and the current flowing through the temperature detection element RT, and the voltage level of the OTP terminal decreases.

以上の動作を繰り返すことにより、OTP端子は低周波の発振器として動作する。そして、このOTP端子の信号(端子電圧)を周波数ジッター用の変調信号として使用することができ、スイッチング周波数に変調をかけることができる。   By repeating the above operation, the OTP terminal operates as a low frequency oscillator. This OTP terminal signal (terminal voltage) can be used as a frequency jitter modulation signal, and the switching frequency can be modulated.

また、高温時には、OTP端子の端子電圧は1.1Vまで低下し、上記のようにコンデンサCoが放電から充電に切り換わった時点で温度検知素子RTが70μA以上の電流を流すと端子電圧はさらに低下し、過熱検出のスレッシュレベルを1V下回ると、コンパレータCP1により過熱状態として検出される。この検出信号は、上記のように遅延回路11に入力され、遅延時間経過後に過熱保護状態となる。   Further, at a high temperature, the terminal voltage of the OTP terminal decreases to 1.1 V, and when the capacitor Co is switched from discharging to charging as described above, if the temperature detection element RT passes a current of 70 μA or more, the terminal voltage further increases. When the voltage level drops to 1V below the overheat detection threshold level, the comparator CP1 detects the overheat state. This detection signal is input to the delay circuit 11 as described above, and enters the overheat protection state after the delay time has elapsed.

このように、異常状態検出用の第1のスレッシュレベルより高い第2のスレッシュレベルと第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を有し、コンデンサCoが接続されたOTP端子の電圧レベルの変化に基づいてスイッチング電源のスイッチングを制御するので、過熱検出保護機能を内蔵する場合でも、発振器機能を利用して容易に他の機能を付加することができる。   As described above, the oscillator function of changing the voltage between the second threshold level and the third threshold level higher than the first threshold level for detecting the abnormal state has the function of the OTP terminal to which the capacitor Co is connected. Since switching of the switching power supply is controlled based on a change in voltage level, even when an overheat detection protection function is incorporated, other functions can be easily added using the oscillator function.

なお、通常状態と過熱保護状態の間に、70μAの充電電流でOTP端子の端子電圧を1V以上で1.5Vまでしか上昇させられない中間の状態があり、この範囲で発振動作がつりあったところで停止してしまう(周波数ジッターが働かない)領域があり、このことをスイッチング電源の仕様が許容できることが前提となっている。この中間における領域を減らすには、周波数ジッター用の第2,第3のコンパレータCP2,CP3のスレッシュレベルをできるだけ過熱検出のスレッシュレベルの近くに設定すればよく、改善は可能である。   There is an intermediate state between the normal state and the overheat protection state in which the terminal voltage of the OTP terminal can be raised only to 1V to 1.5V with a charging current of 70 μA. There is a region that stops (frequency jitter does not work), and this is based on the assumption that the specifications of the switching power supply are acceptable. In order to reduce the intermediate region, the threshold level of the second and third comparators CP2 and CP3 for frequency jitter may be set as close as possible to the threshold level for overheat detection, and improvement is possible.

図2は上述の第1の実施の形態の電源制御回路における発振器の構成例を示す回路図である。
基準電圧Vref1として例えば2.5Vが入力されると、タイミング抵抗R11にかかる電圧がその基準電圧Vref1と同じになるように演算増幅器OP1により制御される。そして、タイミング抵抗R11に流れる電流がMOSトランジスタPM11〜PM13からなるカレントミラー回路でコピーされ、MOSトランジスタPM13に流れる電流がタイミングコンデンサCtを充電する定電流源となる。また、MOSトランジスタPM12に流れる電流がMOSトランジスタNM12,NM13からなるカレントミラー回路で折り返されて、MOSトランジスタNM13に流れる電流がタイミングコンデンサCtを放電する電流源となる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an oscillator in the power supply control circuit according to the first embodiment.
When 2.5 V, for example, is input as the reference voltage Vref1, the operational amplifier OP1 controls the voltage applied to the timing resistor R11 to be the same as the reference voltage Vref1. The current flowing through the timing resistor R11 is copied by a current mirror circuit including the MOS transistors PM11 to PM13, and the current flowing through the MOS transistor PM13 becomes a constant current source for charging the timing capacitor Ct. Further, the current flowing through the MOS transistor PM12 is folded back by a current mirror circuit including the MOS transistors NM12 and NM13, and the current flowing through the MOS transistor NM13 becomes a current source for discharging the timing capacitor Ct.

コンパレータCP11,CP12は、タイミングコンデンサCtの電圧を監視し、3V,1VのスレッシュレベルになるたびにフリップフロップFF11を反転させて、充放電の切り換えスイッチであるMOSトランジスタPM14、MOSトランジスタNM11を交互にオンさせる。これにより、発振器として動作する。   The comparators CP11 and CP12 monitor the voltage of the timing capacitor Ct, invert the flip-flop FF11 every time the threshold level becomes 3V or 1V, and alternately switch the MOS transistor PM14 and the MOS transistor NM11 which are charge / discharge changeover switches. Turn it on. Thereby, it operates as an oscillator.

図3は上述の第1の実施の形態の電源制御回路における周波数ジッタリング回路の構成例を示す図である。
図6のパワーMOSトランジスタQ1をスイッチングさせる上記の発振器の周波数に変調をかける場合、上述の基準電圧Vref1を例えば2.5Vに対して±2.5%周期的に変化させると、図2のタイミングコンデンサCtに対する充放電電流も同様に±2.5%変化し、スイッチング周波数を±2.5%変化させることができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the frequency jittering circuit in the power supply control circuit according to the first embodiment.
When modulating the frequency of the oscillator for switching the power MOS transistor Q1 of FIG. 6, if the reference voltage Vref1 is periodically changed, for example, by ± 2.5% with respect to 2.5 V, the timing of FIG. Similarly, the charging / discharging current for the capacitor Ct also changes by ± 2.5%, and the switching frequency can be changed by ± 2.5%.

OTP端子の端子電圧(1.1Vから1.5Vで発振)を図3の回路のJ_IN入力として、トランジスタTr11のベースに入力し、このトランジスタTr11と電流源IS11とトランジスタTr12で構成される電流バッファ回路B1によりインピーダンス変換し、十分な駆動電流を確保する。このとき、トランジスタTr11のベース電位とトランジスタTr12のエミッタ電位はほぼ等しくなる。   The terminal voltage (oscillated from 1.1 V to 1.5 V) of the OTP terminal is input to the base of the transistor Tr11 as the J_IN input of the circuit of FIG. 3, and a current buffer constituted by the transistor Tr11, the current source IS11, and the transistor Tr12. Impedance conversion is performed by the circuit B1 to ensure a sufficient drive current. At this time, the base potential of the transistor Tr11 and the emitter potential of the transistor Tr12 are substantially equal.

J_OFF入力は、Lレベルのときにジッター機能が有効となる信号であり、このときスイッチSW1がオン、スイッチSW2がオフとなる。
抵抗R21〜R23は基準電圧Vref1の発生回路を構成し、5Vの電圧を分圧する。そして、抵抗R24にかかるスイッチSW2側の電圧が1.3Vのときに、基準電圧が2.5Vとなるように調整する。抵抗R24にかかるスイッチSW1側の電圧はOTP端子の電圧となるので、1.3Vを挟んで1.1Vから1.5Vの間で変化する。このとき、抵抗R24を通って抵抗R23へ流れる電流が、抵抗R21,R22から抵抗R23へ流れる電流に加算され、抵抗R23での電圧降下を変化させる。この変化を利用して、基準電圧Vref1の電位変化が2.5V±2.5%になるように調整することができる。また、抵抗R24の抵抗値を小さくし、電流を大きくすると、それだけ基準電圧Vref1の変化を大きくすることができる。
The J_OFF input is a signal that enables the jitter function when it is at the L level. At this time, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off.
Resistors R21 to R23 constitute a reference voltage Vref1 generating circuit and divide a voltage of 5V. When the voltage on the switch SW2 side of the resistor R24 is 1.3V, the reference voltage is adjusted to 2.5V. Since the voltage on the switch SW1 side applied to the resistor R24 becomes the voltage of the OTP terminal, the voltage varies between 1.1V and 1.5V across 1.3V. At this time, the current flowing through the resistor R24 to the resistor R23 is added to the current flowing from the resistors R21 and R22 to the resistor R23, and the voltage drop at the resistor R23 is changed. By utilizing this change, the potential change of the reference voltage Vref1 can be adjusted to 2.5V ± 2.5%. Further, if the resistance value of the resistor R24 is decreased and the current is increased, the change in the reference voltage Vref1 can be increased accordingly.

図4は本発明の第2の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図であり、図1と同一符号は同一構成部分を示している。この電源制御回路では、スイッチング電源の起動時あるいはリスタート時に、第1の定電流源IS1の供給電流より大きな吐き出し電流で一旦OTP端子の電圧レベルを第2もしくは第3のスレッシュレベルまで上昇させるようにしている。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of the power supply control circuit according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. In this power supply control circuit, when the switching power supply is started or restarted, the voltage level of the OTP terminal is once increased to the second or third threshold level with a discharge current larger than the supply current of the first constant current source IS1. I have to.

具体的には、図1の電源制御回路にフリップフロップFF3とPチャネルのMOSトランジスタPM2からなるプルアップ回路B2を追加し、スイッチング電源の起動時あるいはリスタート時にOTP端子の電圧をラッチ機能が働かない電圧まで急速に上昇させるようにしている。   Specifically, a pull-up circuit B2 comprising a flip-flop FF3 and a P-channel MOS transistor PM2 is added to the power supply control circuit of FIG. 1, and the function of latching the voltage at the OTP terminal is activated when the switching power supply is started or restarted. Try to increase rapidly to no voltage.

OTP端子にコンデンサCoを接続することで、起動時や保護機能で停止した後のリスタート時にその端子電圧が上昇するまでに時間がかかり、異常状態に対応するためのラッチ機能が働くまでの50μsの遅延時間の間にスレッシュレベルの1.0Vより電圧が上がらずにラッチ停止してしまう恐れがある。第2の実施の形態ではプルアップ回路B2を設け、そのフリップフロップFF3のQ出力側にプルアップスイッチであるMOSトランジスタPM2のゲートを接続し、MOSトランジスタPM2のドレインをOTP端子に接続し、上記のラッチ停止に至るのを防止している。   By connecting the capacitor Co to the OTP terminal, it takes time until the terminal voltage rises at the time of start-up or restart after being stopped by the protection function, and 50 μs until the latch function for dealing with the abnormal state works. During this delay time, the voltage may not rise above the threshold level of 1.0 V and the latch may stop. In the second embodiment, a pull-up circuit B2 is provided, the gate of the MOS transistor PM2, which is a pull-up switch, is connected to the Q output side of the flip-flop FF3, the drain of the MOS transistor PM2 is connected to the OTP terminal, This prevents the latch from stopping.

すなわち、起動時やリスタート時などにフリップフロップFF3はリセットされ、MOSトランジスタPM2はオンとなる。これにより、OTP端子に接続される温度検知素子RTの抵抗とコンデンサCoの容量に対し、ラッチにおける50μsの遅延時間内で確実にOTP端子の端子電圧が1.0V以上まで引き上げられる。   That is, the flip-flop FF3 is reset at the time of starting or restarting, and the MOS transistor PM2 is turned on. Thereby, the terminal voltage of the OTP terminal is reliably raised to 1.0 V or more within the delay time of 50 μs in the latch with respect to the resistance of the temperature detection element RT connected to the OTP terminal and the capacitance of the capacitor Co.

図4の回路では、1.5Vのスレッシュレベルを持つコンパレータCP3の出力が反転すると、その出力信号を受けてフリップフロップFF3が反転し、MOSトランジスタPM2がオフとなってプルアップ電流を止めるようになっている。   In the circuit of FIG. 4, when the output of the comparator CP3 having a threshold level of 1.5V is inverted, the flip-flop FF3 is inverted in response to the output signal, and the MOS transistor PM2 is turned off to stop the pull-up current. It has become.

なお、プルアップ電流を増やしたくない場合には、プルアップ回路B2もしくはMOSトランジスタPM2を設けずに、上記のコンパレータCP3の出力もしくはフリップフロップFF3のQ出力が反転するまでの間、ラッチ用のフリップフロップFF1へのセット信号の入力を無効にするロジックゲート回路を追加するようにしてもよい。   If it is not desired to increase the pull-up current, the pull-up circuit B2 or the MOS transistor PM2 is not provided, and the latch flip-flop until the output of the comparator CP3 or the Q output of the flip-flop FF3 is inverted. A logic gate circuit that invalidates the input of the set signal to the FF 1 may be added.

図5は本発明の第3の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図であり、図1と同一符号は同一構成部分を示している。この電源制御回路は、上述の周波数ジッタリング機能とソフトスタート機能の両方の機能を備えている。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the main part of the power supply control circuit according to the third embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. This power supply control circuit has both the above-described frequency jittering function and soft start function.

すなわち、第3の実施の形態では、OTP端子の電圧レベルを第1のスレッシュレベルより順に高い第4,第5のスレッシュレベルと比較するコンパレータを有し、OTP端子の電圧レベルを一旦第5のスレッシュレベルまで上昇させてから徐々にその電圧を降下させる機能を持たせ、OTP端子の電圧レベルが第5のスレッシュレベルから第4のスレッシュレベルに低下する間のOTP端子の電圧変化に基づいてスイッチング電源のスイッチングのオン幅あるいはオンデューティを徐々に広げていき、ソフトスタート機能も同時に実現させている。実際には、第3のスレッシュレベルと第4のスレッシュレベルは兼用で同一のスレッシュレベルとしている。   In other words, the third embodiment has a comparator that compares the voltage level of the OTP terminal with the fourth and fifth threshold levels that are higher in order than the first threshold level. A function of gradually decreasing the voltage after increasing to the threshold level, and switching based on the voltage change of the OTP terminal while the voltage level of the OTP terminal decreases from the fifth threshold level to the fourth threshold level. The on-switching width or on-duty of power supply switching is gradually increased, and the soft start function is also realized at the same time. Actually, the third threshold level and the fourth threshold level are combined and set to the same threshold level.

図5の回路では、図1に示すPWM信号生成回路12の代わりに、図2の発振器の出力が入力される1ショット回路14とフリップフロップFF4を備えている。OG1,OG2はオア(OR)ゲート、AG1はアンド(AND)ゲートである。また、OTP端子の端子電圧を2.0Vのスレッシュレベルと比較するコンパレータCP4と、FB端子の端子電圧を0.8Vのスレッシュレベルと比較するコンパレータCP5を備えており、コンパレータCP4の出力はフリップフロップFF5とPチャネルのMOSトランジスタPM3からなるプルアップ回路B3に入力され、コンパレータCP5の出力は1ショット回路14にクリア信号として入力される。B4はFB端子の端子電圧を増幅する増幅回路で、2.25Vの比較電圧が入力される負帰還増幅器OP2及び抵抗R31,R32から構成されている。B5はPWMコンパレータCP6,CP7からなるPWM処理回路、B6は抵抗R33,R34からなる分圧回路である。   The circuit shown in FIG. 5 includes a one-shot circuit 14 to which the output of the oscillator shown in FIG. 2 is input and a flip-flop FF4 instead of the PWM signal generation circuit 12 shown in FIG. OG1 and OG2 are OR gates, and AG1 is an AND gate. Further, a comparator CP4 that compares the terminal voltage of the OTP terminal with a threshold level of 2.0V and a comparator CP5 that compares the terminal voltage of the FB terminal with a threshold level of 0.8V are provided. The output of the comparator CP4 is a flip-flop. The signal is input to the pull-up circuit B3 including the FF5 and the P-channel MOS transistor PM3, and the output of the comparator CP5 is input to the one-shot circuit 14 as a clear signal. B4 is an amplifier circuit for amplifying the terminal voltage of the FB terminal, and is composed of a negative feedback amplifier OP2 to which a comparison voltage of 2.25 V is input and resistors R31 and R32. B5 is a PWM processing circuit composed of PWM comparators CP6 and CP7, and B6 is a voltage dividing circuit composed of resistors R33 and R34.

ソフトスタート機能について説明すると、図4のプルアップ回路B2と同様、プルアップ回路B3によりOTP端子の端子電圧を起動時やリスタート時に2V(第5のスレッシュレベル)まで上昇させ、その後2VからコンデンサCoの放電電流によってジッター用発振の上限である1.5V(第4のスレッシュレベル)まで下がる最初(1回目)の期間を利用して、OTP端子の端子電圧をPWM処理回路B5のPWMコンパレータCP6に入力する。このPWMコンパレータCP6は、FB端子からのフィードバック信号を処理するPWMコンパレータCP7と同じ機能を有しており、その比較レベルはIS端子から入力されたパワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流の検出信号である。PWMコンパレータCP6,CP7によりドレイン電流の検出信号がOTP端子の端子電圧もしくは分圧回路B6の出力電圧の何れか高い方の電圧レベル(電流レベルとしては何れか低い方の電流に相当する)より低いことを検知してパワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流の増加を検出すると、パワーMOSトランジスタQ1をオフさせる信号を出力する。この信号はオアゲートOG2を通してフリップフロップFF4にリセット信号として入力される。   The soft start function will be described. Like the pull-up circuit B2 in FIG. 4, the pull-up circuit B3 raises the terminal voltage of the OTP terminal to 2V (fifth threshold level) at the time of start-up or restart, and then from 2V to the capacitor The terminal voltage of the OTP terminal is changed to the PWM comparator CP6 of the PWM processing circuit B5 using the first (first time) period when the discharge current of Co is lowered to 1.5 V (fourth threshold level) which is the upper limit of jitter oscillation. To enter. The PWM comparator CP6 has the same function as the PWM comparator CP7 that processes the feedback signal from the FB terminal, and the comparison level is a detection signal of the drain current of the power MOS transistor Q1 input from the IS terminal. The PWM comparators CP6 and CP7 cause the drain current detection signal to be lower than the higher of the terminal voltage of the OTP terminal or the output voltage of the voltage dividing circuit B6 (which corresponds to the lower current as the current level). When this is detected and an increase in the drain current of the power MOS transistor Q1 is detected, a signal for turning off the power MOS transistor Q1 is output. This signal is input as a reset signal to the flip-flop FF4 through the OR gate OG2.

ここで、図6のスイッチング電源では、制御IC1のIS端子によるパワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流検出を、制御IC1のGND(接地)レベルに対してマイナス側の電圧で行う方式としている。すなわち、パワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流がゼロであるとIS端子への入力電圧もゼロであるが、ドレイン電流が増加するに従いIS端子への入力電圧は負の値で低下していく信号となる(絶対値は大きくなる)。この信号は分圧回路B6により正の値で低下する信号に変換されて、PWMコンパレータCP6,CP7に入力される。パワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流が増加するにつれて電流検出信号が低下するという特性と整合をとるために、ソフトスタート機能を実現するためにPWMコンパレータCP6の非反転入力端子に入力する信号も、2.0Vを初期値として低下するものとしている。   Here, in the switching power supply of FIG. 6, the drain current detection of the power MOS transistor Q1 by the IS terminal of the control IC 1 is performed with a negative voltage with respect to the GND (ground) level of the control IC 1. That is, when the drain current of the power MOS transistor Q1 is zero, the input voltage to the IS terminal is also zero, but the input voltage to the IS terminal becomes a negative value as the drain current increases. (Absolute value increases). This signal is converted into a signal that decreases by a positive value by the voltage dividing circuit B6, and is input to the PWM comparators CP6 and CP7. In order to achieve a match with the characteristic that the current detection signal decreases as the drain current of the power MOS transistor Q1 increases, a signal input to the non-inverting input terminal of the PWM comparator CP6 in order to realize the soft start function is also used. It is assumed that 0V is lowered as an initial value.

ドレイン電流検出をGNDレベルに対してプラス側の電圧で行う方式の場合でも本発明を適用することができるが、この場合、ドレイン電流検出信号(電圧信号)が、電流が増えるにしたがって減少するものであればよい。通常のセンサは電流が増えると検出信号が増加してしまうが、オペアンプによる反転増幅回路で信号を反転させてやればよい。   The present invention can also be applied to the case where the drain current detection is performed with a voltage on the plus side with respect to the GND level, but in this case, the drain current detection signal (voltage signal) decreases as the current increases. If it is. In a normal sensor, the detection signal increases as the current increases. However, the signal may be inverted by an inverting amplifier circuit using an operational amplifier.

図5の回路では、パワーMOSトランジスタQ1のドレイン電流をマイナス側で検出するカレントモードのPWM制御を行っており、そのため、FB端子の端子電圧の1V(パワーMOSトランジスタQ1のオンパルス幅最小)から3V(パルス幅最大)の入力範囲を、増幅回路B4の負帰還増幅器OP2で2V(パルス幅最小)から1.5V(パルス幅最大)の入力範囲に変換してPWMコンパレータCP7に入力している。IS端子の検出信号も、0Vから−1Vの入力範囲を、制御IC1内部の基準電圧4Vを分圧回路B6で抵抗分圧により正の電位に変換し、2Vから1.5Vの範囲に変換してPWMコンパレータCP6,CP7に入力している。   In the circuit of FIG. 5, PWM control is performed in a current mode in which the drain current of the power MOS transistor Q1 is detected on the minus side. Therefore, the terminal voltage of the FB terminal is 1V (minimum on pulse width of the power MOS transistor Q1) to 3V. The input range (maximum pulse width) is converted from an input range of 2 V (minimum pulse width) to 1.5 V (maximum pulse width) by the negative feedback amplifier OP2 of the amplifier circuit B4 and input to the PWM comparator CP7. The detection signal of the IS terminal is also converted from the input range of 0V to -1V, the reference voltage 4V inside the control IC 1 is converted to a positive potential by resistance voltage division by the voltage dividing circuit B6, and converted to the range of 2V to 1.5V. Are input to the PWM comparators CP6 and CP7.

そして、起動時やリスタート時には、スイッチング電源の出力トランスT1の二次側の電圧はまだ低いので、より大きな電力を出すために、FB端子の端子電圧は3V以上に上昇する。この端子電圧は負帰還増幅器OP2で1.5V以下に変換され、IS端子の端子電圧が−1V以下になるまで、オンパルスを止めない最大設定となる。このとき、急にパルス幅を最大にすると、異音が発生したり、出力トランスT1の二次側電圧のオーバーシュートで過電圧が発生したりするため、徐々にパルス幅を広げていく。この起動時やリスタート時にパワーMOSトランジスタQ1のオンパルス幅を徐々に広げていく機能が、ソフトスタート機能である。   At the time of start-up and restart, since the voltage on the secondary side of the output transformer T1 of the switching power supply is still low, the terminal voltage of the FB terminal rises to 3 V or more in order to output more power. This terminal voltage is converted to 1.5 V or less by the negative feedback amplifier OP2, and the ON pulse is not stopped until the terminal voltage at the IS terminal becomes -1 V or less. At this time, if the pulse width is suddenly maximized, abnormal noise is generated or an overvoltage is generated due to an overshoot of the secondary voltage of the output transformer T1, so the pulse width is gradually increased. The function of gradually increasing the on-pulse width of the power MOS transistor Q1 at the time of starting or restarting is a soft start function.

また、起動時やリスタート時に、PWMコンパレータCP7と同じ機能を持つPWMコンパレータCP6にも2Vから1.5V以下へ徐々に変化するOTP端子の信号(端子電圧)を入力してIS端子からの信号と比較させ、2つのPWMコンパレータCP6,CP7のどちらかが上記のパワーMOSトランジスタQ1をオフさせる信号を出すと、OUT端子はLレベルとなってパワーMOSトランジスタQ1はオフとなる。これにより、パルス幅を徐々に広げることが可能となる。その後は、OTP端子は1.5V以上には上昇しないので、PWMコンパレータCP6は動作しない。   In addition, when starting up or restarting, a signal (terminal voltage) of the OTP terminal that gradually changes from 2 V to 1.5 V or less is input to the PWM comparator CP6 having the same function as the PWM comparator CP7, and the signal from the IS terminal When either of the two PWM comparators CP6 and CP7 outputs a signal for turning off the power MOS transistor Q1, the OUT terminal becomes L level and the power MOS transistor Q1 is turned off. Thereby, the pulse width can be gradually increased. After that, since the OTP terminal does not rise to 1.5V or higher, the PWM comparator CP6 does not operate.

ここで、OTP端子に外付けのコンデンサCoは、第2の定電流源IS2の70μAの電流と温度検知素子RTに流れる電流を合わせた電流で放電されるため、温度によってソフトスタート時間にばらつきが発生する。すなわち、低温時に温度検知素子RTが電流を流さないときは、コンデンサCoは70μAで放電され、停止寸前の温度であれば、過熱検出スレッシュレベルの14.286kΩで約140μAの電流を温度検知素子RTが流しているので、合わせて210μAで放電される。このため、最大3倍程度(70μA〜210μA)のソフトスタート時間のばらつきが発生し、このことをスイッチング電源の仕様で許容できることが前提となる。   Here, the capacitor Co attached externally to the OTP terminal is discharged with a current that is the sum of the current of 70 μA of the second constant current source IS2 and the current flowing through the temperature detection element RT, so the soft start time varies depending on the temperature. Occur. That is, when the temperature detection element RT does not flow current at a low temperature, the capacitor Co is discharged at 70 μA. If the temperature is just before the stop, the current of about 140 μA is applied to the temperature detection element RT at the overheat detection threshold level of 14.286 kΩ. Are discharged at a total of 210 μA. For this reason, the variation of the soft start time of about three times (70 μA to 210 μA) at the maximum occurs, and it is assumed that this can be allowed by the specification of the switching power supply.

なお、上記のソフトスタート時間のばらつきは、第2の定電流源IS2による内部放電電流を大きくして、温度検知素子RTに流れる電流の変化の影響を抑えることで改善することができる。例えば、内部放電電流を140μAにすれば最大2倍程度(140μA〜280μA)となる。ただし、電流は増えるので、Coとしてその分大きなコンデンサを接続しないと時間が短くなってしまう。   Note that the variation in the soft start time can be improved by increasing the internal discharge current from the second constant current source IS2 to suppress the influence of the change in the current flowing through the temperature detection element RT. For example, if the internal discharge current is 140 μA, the maximum is about twice (140 μA to 280 μA). However, since the current increases, the time is shortened unless a large capacitor is connected as Co.

さらに、図3に示すOTP端子の電圧が第4のスレッシュレベル以下に下がるまでJ_OFF入力をHレベルにしておけば、ソフトスタート機能が働いている間はジッター機能を無効とすることができる。同様に、第1,第2の実施の形態において、OTP端子の電圧が第2のスレッシュレベルと第3のスレッシュレベルの間に入るまでJ_OFF入力をHレベルにしておくことにより、それまでの期間はジッター機能を無効とすることができる。   Furthermore, if the J_OFF input is kept at the H level until the voltage at the OTP terminal shown in FIG. 3 falls below the fourth threshold level, the jitter function can be disabled while the soft start function is operating. Similarly, in the first and second embodiments, the J_OFF input is set to the H level until the voltage of the OTP terminal enters between the second threshold level and the third threshold level. Can disable the jitter function.

また、第3の実施の形態として周波数ジッタリング機能とソフトスタート機能の両方の機能をもつものを示したが、回路規模を抑えるためにソフトスタート機能のみをもつようにしてもよい。ソフトスタート機能のみとする場合は第2,第3のスレッシュレベルは不要となり、第1,第4および第5のスレッシュレベルのみ残すようにすればよい。この場合は、第3の実施の形態における第4および第5のスレッシュレベルが第2,第3のスレッシュレベルということになる。   Although the third embodiment has been described as having both the frequency jittering function and the soft start function, it may have only the soft start function in order to reduce the circuit scale. When only the soft start function is used, the second and third threshold levels are not necessary, and only the first, fourth and fifth threshold levels may be left. In this case, the fourth and fifth threshold levels in the third embodiment are the second and third threshold levels.

本発明の第1の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the power supply control circuit of the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態の電源制御回路における発振器の構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an oscillator in the power supply control circuit according to the first embodiment. 第1の実施の形態の電源制御回路における周波数ジッタリング回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the frequency jittering circuit in the power supply control circuit of 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the power supply control circuit of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の電源制御回路の要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the power supply control circuit of the 3rd Embodiment of this invention. スイッチング電源の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a switching power supply. 負の温度特性を持つ温度検知素子の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the temperature detection element with a negative temperature characteristic. 従来の電源制御回路の要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the conventional power supply control circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御IC
11 遅延回路
12 PWM信号生成回路
13 出力回路
14 1ショット回路
AP1 交流電源
Co コンデンサ
Ct タイミングコンデンサ
CP1 第1のコンパレータ
CP2 第2のコンパレータ
CP3 第3のコンパレータ
CP4,CP5,CP11,CP12 コンパレータ
CP6,CP7 PWMコンパレータ
D1 ダイオード
DS1 ダイオードスタック
FF1〜FF5 フリップフロップ
IS1 第1の定電流源
IS2 第2の定電流源
NM1,NM11〜NM13 NチャネルのMOSトランジスタ
OP1 演算増幅器
OP2 負帰還増幅器
PM1〜PM3,PM11〜PM14 PチャネルのMOSトランジスタ
Q1 パワーMOSトランジスタ
R11 タイミング抵抗
RT 温度検知素子
T1 出力トランス
1 Control IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Delay circuit 12 PWM signal generation circuit 13 Output circuit 14 1 shot circuit AP1 AC power supply Co capacitor Ct Timing capacitor CP1 1st comparator CP2 2nd comparator CP3 3rd comparator CP4, CP5, CP11, CP12 Comparator CP6, CP7 PWM Comparator D1 Diode DS1 Diode stack FF1 to FF5 Flip-flop IS1 First constant current source IS2 Second constant current source NM1, NM11 to NM13 N-channel MOS transistor OP1 Operational amplifier OP2 Negative feedback amplifier PM1 to PM3, PM11 to PM14 P Channel MOS transistor Q1 Power MOS transistor R11 Timing resistance RT Temperature sensing element T1 Output transformer

Claims (9)

スイッチング電源のスイッチング動作を制御する集積回路化された電源制御回路において、
所定の外部端子に接続されたコンデンサと、
前記外部端子に電流を供給する第1の定電流源と、
前記外部端子から電流を放出する第2の定電流源と、
前記外部端子の電圧レベルを異常状態検出用の第1のスレッシュレベル、及びそれより順に高い第2,第3のスレッシュレベルとそれぞれ比較する第1、及び第2,第3のコンパレータと、
前記第1の定電流源の電流供給により前記外部端子の電圧レベルが前記第3のスレッシュレベルまで上昇したときに前記第1の定電流源の電流供給から前記第2の定電流源の電流放出に切り換え、前記第2の定電流源の電流放出により前記外部端子の電圧レベルが前記第2のスレッシュレベルまで下降したときに前記第2の定電流源の電流放出から前記第1の定電流源の電流供給に切り換えることにより、前記第2のスレッシュレベルと前記第3のスレッシュレベルとの間で電圧が変化する発振器機能を持たせる切り換え手段と、を備え、
前記外部端子の電圧レベルの変化に基づいて前記スイッチング電源のスイッチング周波数に変調かけることを特徴とする電源制御回路。
In an integrated circuit power supply control circuit that controls the switching operation of a switching power supply,
A capacitor connected to a predetermined external terminal;
A first constant current source for supplying a current to the external terminal;
A second constant current source for discharging current from the external terminal;
First, second, and third comparators respectively comparing a voltage level of the external terminal with a first threshold level for detecting an abnormal state and second and third threshold levels that are sequentially higher than the first threshold level;
When the voltage level of the external terminal rises to the third threshold level due to the current supply of the first constant current source, the current discharge of the second constant current source from the current supply of the first constant current source And when the voltage level of the external terminal drops to the second threshold level due to the current emission of the second constant current source, the current emission of the second constant current source is changed to the first constant current source. Switching means for providing an oscillator function that changes a voltage between the second threshold level and the third threshold level by switching to the current supply of
On the basis of the change in the voltage level of the external terminals, the power supply control circuit according to claim Rukoto by modulating the switching frequency of the switching power supply.
前記外部端子の電圧レベルを前記第1のスレッシュレベルより順に高い第4,第5のスレッシュレベルと比較するコンパレータを有し、
前記切り換え手段は、前記外部端子の電圧レベルを第5のスレッシュレベルまで上昇させてから降下させる機能を有し、
前記外部端子の電圧レベルが前記第5のスレッシュレベルから前記第4のスレッシュレベルに低下する間の前記外部端子の電圧変化に基づいて前記スイッチング電源のスイッチングのオン幅あるいはオンデューティを徐々に広げていくことを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。
A comparator that compares the voltage level of the external terminal with fourth and fifth threshold levels that are higher in order than the first threshold level;
The switching means has a function of raising the voltage level of the external terminal to a fifth threshold level and then lowering the voltage level;
Based on the voltage change of the external terminal while the voltage level of the external terminal decreases from the fifth threshold level to the fourth threshold level, the ON width or ON duty of the switching power supply is gradually increased. power control circuit according to claim 1, wherein the go.
前記第3のスレッシュレベルと前記第4のスレッシュレベルは、同一のスレッシュレベルであることを特徴とする請求項記載の電源制御回路。 3. The power supply control circuit according to claim 2, wherein the third threshold level and the fourth threshold level are the same threshold level . 前記スイッチング電源の起動時あるいはリスタート時に、前記第1の定電流源の供給電流より大きな供給電流で一旦前記外部端子の電圧レベルを前記第2もしくは第3のスレッシュレベルまで上昇させることを特徴とする請求項記載の電源制御回路。 When starting or restarting the switching power supply, the voltage level of the external terminal is temporarily increased to the second or third threshold level with a supply current larger than the supply current of the first constant current source. The power supply control circuit according to claim 1 . 前記外部端子の電圧レベルの変化に基づいて、前記スイッチング電源の起動時あるいはリスタート時にスイッチングパルスのオン幅もしくはオンデューティを制御することを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。 2. The power supply control circuit according to claim 1 , wherein an on-width or an on-duty of a switching pulse is controlled when the switching power supply is started or restarted based on a change in voltage level of the external terminal . 前記スイッチング電源の起動時あるいはリスタート時に、前記外部端子の電圧レベルが最初の1回目に前記第3のスレッシュレベルを超えてから前記第2のスレッシュレベルまで低下する間だけ、スイッチングパルスのオン幅もしくはオンデューティを制御することを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。 At the time of starting or restarting the switching power supply, the on-width of the switching pulse is only during the time when the voltage level of the external terminal drops from the third threshold level to the second threshold level for the first time. 2. The power supply control circuit according to claim 1, wherein the on-duty is controlled . スイッチングパルスのオン幅もしくはオンデューティを徐々に広げる制御しているときは、前記スイッチング電源のスイッチング周波数に変調をかけないことを特徴とする請求項記載の電源制御回路。
3. The power supply control circuit according to claim 2 , wherein when the control is performed to gradually increase the ON width or ON duty of the switching pulse, the switching frequency of the switching power supply is not modulated.
前記スイッチング電源の起動時に、前記外部端子の電圧レベルが前記第2のスレッシュレベルと前記第3のスレッシュレベルとの間に入るまでは、前記スイッチング電源のスイッチング周波数に変調をかけないことを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。 The switching frequency of the switching power supply is not modulated until the voltage level of the external terminal enters between the second threshold level and the third threshold level when the switching power supply is started. power control circuit according to claim 1 Symbol mounting to. 前記外部端子と、前記スイッチング電源に起動電流が供給される外部端子、その隣の使用しない未接続の外部端子、電源電圧が供給される外部端子、スイッチング素子ドライブ用の外部端子、接地用の外部端子、前記スイッチング電源のフィードバック信号が入力される外部端子、及びスイッチング素子を流れる電流の検出信号が入力される外部端子の8ピンの外部端子を有することを特徴とする請求項1記載の電源制御回路。 The external terminal, an external terminal to which a starting current is supplied to the switching power supply, an unconnected external terminal that is not used next to the external terminal, an external terminal to which a power supply voltage is supplied, an external terminal for driving a switching element, and an external for grounding terminal, an external terminal a feedback signal of the switching power supply is input, and a power supply of claim 1 Symbol mounting detection signal of the current flowing through the switching element and having an external terminal of the 8-pin external terminal input Control circuit.
JP2006319782A 2006-11-28 2006-11-28 Power control circuit Active JP5145704B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006319782A JP5145704B2 (en) 2006-11-28 2006-11-28 Power control circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006319782A JP5145704B2 (en) 2006-11-28 2006-11-28 Power control circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008136293A JP2008136293A (en) 2008-06-12
JP5145704B2 true JP5145704B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=39560745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006319782A Active JP5145704B2 (en) 2006-11-28 2006-11-28 Power control circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5145704B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5600456B2 (en) 2009-05-19 2014-10-01 ローム株式会社 Light emitting diode drive circuit, light emitting device and display device using the same, and drive circuit protection method
JP2017201572A (en) * 2014-09-16 2017-11-09 洋治 椋田 LED lighting device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3025950B2 (en) * 1997-02-27 2000-03-27 シャープ株式会社 Power supply device and switching power supply
JP3469154B2 (en) * 2000-01-21 2003-11-25 シャープ株式会社 DC stabilized power supply circuit
JP4158543B2 (en) * 2003-02-06 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 Current limit circuit
JP4148048B2 (en) * 2003-07-14 2008-09-10 富士電機デバイステクノロジー株式会社 Signal transmission method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008136293A (en) 2008-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101365873B1 (en) Power converter, controller ic and operation method thereof
JP4995184B2 (en) Terminals for multiple functions in the power supply
JP5733605B2 (en) Switching power supply
JP6424644B2 (en) Semiconductor device for power control
JP3652351B2 (en) Switching power supply
JP5118940B2 (en) Power supply
JP2008187813A (en) Switching power supply
JP4867500B2 (en) Switching power supply
WO2004030194A1 (en) Switching mode power supplies
JP2009153364A (en) Switching power supply device
JP2003333843A (en) Switching power supply
JP2007215316A (en) Switching power supply control circuit
WO2010106723A1 (en) Semiconductor apparatus and method of controlling operation thereof
JP2008245419A (en) Load detecting circuit, and switching power circuit
TWM574786U (en) Power converter and primary controller
JP6531424B2 (en) Semiconductor device for power control
JP4924007B2 (en) Power control circuit
JP2016208614A (en) Power supply device with overcurrent protection
JP5145704B2 (en) Power control circuit
JP2018113811A (en) Switching power source apparatus
JP7314783B2 (en) Switching control circuit, power supply circuit
JP3975828B2 (en) Semiconductor device
JP2006314189A (en) Power regulation circuit and semiconductor device
JP3659084B2 (en) Switching power supply
JP4521613B2 (en) Semiconductor integrated circuit for power control and switching power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091015

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20091112

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091112

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120814

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5145704

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250