JP5290526B2 - Switching power supply circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that abnormal noise occurs from a transformer at the time of shift from thinning oscillation to regular oscillation when thinning oscillation is performed at the time of a light load since shift between thinning oscillation and regular oscillation periodically occurs and the period becomes an audio range band. <P>SOLUTION: Since mask time MT is increased by increase time PT when thinning oscillation is started in a switching power supply, a periodical change in thinning oscillation and regular oscillation is suppressed. Abnormal noise hardly occurs from the transformer at the time of shift from thinning oscillation to regular oscillation. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源回路に関し、特に負荷電力が低下したときにスイッチング損失を抑制する機能を有したスイッチング電源回路に関する。   The present invention relates to a switching power supply circuit, and more particularly to a switching power supply circuit having a function of suppressing switching loss when load power is reduced.

各種電子機器は、安定した直流電圧を必要とするものが多く、このため、トランスを利用したスイッチング電源が広く用いられている。   Many types of electronic devices require a stable DC voltage, and for this reason, switching power supplies using a transformer are widely used.

つまり、スイッチング電源は、トランスの一次側において、商用交流から整流平滑された直流電圧が入力され、スイッチング素子により断続的な一次電流に変換される。そして、トランスの二次側において、二次電流が、商用交流の電圧よりも低電圧の直流電圧に整流平滑される。このように、トランスを利用したスイッチング電源は、商用交流と電気的に絶縁した状態で、安定した低電圧の直流電圧を供給することができる。   That is, the switching power supply receives a DC voltage rectified and smoothed from commercial AC on the primary side of the transformer, and is converted into an intermittent primary current by the switching element. Then, on the secondary side of the transformer, the secondary current is rectified and smoothed to a DC voltage lower than the commercial AC voltage. Thus, the switching power supply using a transformer can supply a stable low-voltage DC voltage while being electrically insulated from commercial AC.

ここで、スイッチング素子は、随時、強制的にオンオフされると、スイッチングノイズ及びスイッチング損失が大きくなってしまう。かかる問題を解決すべく、例えば、スイッチング素子は、コンデンサが並列接続され、コンデンサの両端に生じる振動電圧が極小値のときに、オンするように制御される。   Here, if the switching element is forcibly turned on and off at any time, switching noise and switching loss increase. In order to solve such a problem, for example, the switching element is controlled to be turned on when capacitors are connected in parallel and the oscillating voltage generated at both ends of the capacitor is a minimum value.

ところで、スイッチング電源は、電子機器の定格消費電力時に電力変換効率が最大となるように設計されている。このため、例えば、電子機器が長時間にわたり待機状態となった場合等、軽負荷時には、トランスの発振周波数が高くなり、スイッチングロスが大きくなって電力変換効率が低下してしまう。   By the way, the switching power supply is designed so that the power conversion efficiency is maximized at the rated power consumption of the electronic device. For this reason, for example, when the electronic device has been in a standby state for a long time, the oscillation frequency of the transformer becomes high and the switching loss increases and the power conversion efficiency decreases when the load is light.

図5は、従来技術に係るスイッチング電源について、軽負荷時のスイッチングロスを抑制する機能を説明するためのフローチャートを示す。また、図6は、振動電圧Vds、エッジ検出信号EG、マスク時間MT、トリガー信号TG及びソース・ドレイン信号Idsの波形図を示す。   FIG. 5: shows the flowchart for demonstrating the function which suppresses the switching loss at the time of light load about the switching power supply which concerns on a prior art. FIG. 6 shows waveform diagrams of the oscillating voltage Vds, the edge detection signal EG, the mask time MT, the trigger signal TG, and the source / drain signal Ids.

はじめに、定格消費電力時について説明する。   First, the case of rated power consumption will be described.

振動電圧検出回路141は、スイッチング素子と並列接続されたコンデンサの振動電圧Vdsまたはそれと同等な電圧を検出して、エッジ検出回路142に出力する。エッジ検出回路142は、振動電圧Vdsが極小値となったとき、または振動電圧Vdsが極小値になると想定された時間になったとき、そのタイミングでエッジ検出信号EGをトリガー回路140に出力する。トリガー回路140は、エッジ検出信号EGが入力されると、トリガー信号TGを発振器126に出力する。発振器126は、トリガー信号TGが入力されると、フリップフロップ170のセット端Sに幅の狭いパルスを出力する。   The vibration voltage detection circuit 141 detects the vibration voltage Vds of the capacitor connected in parallel with the switching element or a voltage equivalent thereto, and outputs it to the edge detection circuit 142. The edge detection circuit 142 outputs the edge detection signal EG to the trigger circuit 140 at the timing when the oscillating voltage Vds becomes the minimum value or when it is assumed that the oscillating voltage Vds becomes the minimum value. When the edge detection signal EG is input, the trigger circuit 140 outputs the trigger signal TG to the oscillator 126. When the trigger signal TG is input, the oscillator 126 outputs a narrow pulse to the set end S of the flip-flop 170.

フリップフロップ170は、セット端Sへの入力が立ち下がるとHにセットされる。そして、ドライブ回路172は、出力端QからHが入力されると、スイッチング素子SWをオンし、ソース・ドレイン電流Idsを流すように制御する。   The flip-flop 170 is set to H when the input to the set end S falls. When H is input from the output terminal Q, the drive circuit 172 controls the switching element SW to be turned on so that the source / drain current Ids flows.

そして、ソース・ドレイン電流Idsが過電流となると、過電流検出回路132または誤差増幅器(不図示)は、フリップフロップ170のリセット端RにHを出力する。このとき、フリップフロップ170は、Lにセットされ、ドライブ回路172は、スイッチング素子SWをオフして、ソース・ドレイン電流Idsを流すのを停止する。   When the source / drain current Ids becomes an overcurrent, the overcurrent detection circuit 132 or the error amplifier (not shown) outputs H to the reset terminal R of the flip-flop 170. At this time, the flip-flop 170 is set to L, and the drive circuit 172 turns off the switching element SW and stops the flow of the source / drain current Ids.

つづいて、軽負荷時について説明する。   Next, the light load will be described.

軽負荷検出回路150は、軽負荷時を検出すると、ゲート制御回路144にHを出力する。ゲート制御回路144は、この出力を受けて、一定時間のマスク時間MTをゲート回路140に命令する。このとき、ゲート回路140は、マスク時間MTが命令されているときには、トリガー信号TGを間引いて、発振周波数を歯抜けさせる。   When the light load detection circuit 150 detects a light load, the light load detection circuit 150 outputs H to the gate control circuit 144. The gate control circuit 144 receives this output and commands the gate circuit 140 for a mask time MT of a certain time. At this time, when the mask time MT is commanded, the gate circuit 140 thins out the trigger signal TG to eliminate the oscillation frequency.

かかる手法により、スイッチング電源は、軽負荷時におけるトランスの発振周波数が抑制され、電力変換効率が向上した。   With this method, the switching power supply suppresses the oscillation frequency of the transformer at a light load, and the power conversion efficiency is improved.

関連した技術文献としては、例えば以下の特許文献が挙げられる。
特開平4−217865号公報 特開2001−245471号公報 特開2001−268907号公報
Examples of related technical literatures include the following patent literatures.
JP-A-4-217865 JP 2001-245471 A JP 2001-268907 A

ところが、歯抜け発振を行うと、歯抜け発振と通常発振との移行時において、トランスからジージーという異音が発生する場合があった。これは、歯抜け発振と通常発振との移行が周期的に起こってしまい、しかもこの周期が可聴周波数帯になっていたことに起因する。   However, when tooth loss oscillation is performed, there is a case where an unusual noise such as zy is generated from the transformer at the time of transition between tooth loss oscillation and normal oscillation. This is due to the fact that the transition between tooth loss oscillation and normal oscillation occurred periodically, and this cycle was in the audible frequency band.

上記に鑑み、本発明に係るスイッチング電源回路は、トリガー信号に応じてトランスの一次側に電流を流すスイッチング素子と、前記トランスの二次側に誘起された電流を整流平滑して直流電圧に変換する出力回路と、を備え、前記トリガー信号は、周期的なマスク時間において、前記スイッチング素子に供給されないように間引かれ、前記マスク時間は、前記トリガー信号を間引くか否かで変化し、前記トリガー信号を間引くと増加することを特徴とする。 In view of the above, the switching power supply circuit according to the present invention converts the current induced on the secondary side of the transformer into a DC voltage by rectifying and smoothing the switching element that sends current to the primary side of the transformer in response to the trigger signal. The trigger signal is thinned out so as not to be supplied to the switching element in a periodic mask time, and the mask time varies depending on whether the trigger signal is thinned , It increases when the trigger signal is thinned out .

本発明に係るスイッチング電源では、歯抜け発振と通常発振とが短期間で周期的に変化することが抑制され、歯抜け発振と通常発振との移行時において、トランスからジージーという異音が発生しにくくなる。   In the switching power supply according to the present invention, the periodical oscillation and the normal oscillation are prevented from periodically changing in a short period, and an abnormal noise such as zy is generated from the transformer at the time of the transition between the periodical oscillation and the normal oscillation. It becomes difficult.

以下、本発明に係るスイッチング電源の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of a switching power supply according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

[スイッチング電源の全体構成]
図1は、スイッチング電源回路の全体構成を示す。スイッチング電源回路は、トランスTの一次側に、入力DCinが入力され、制御回路20によりスイッチング素子SWがオンオフ制御されると、これによってトランスTの一次側に一次電流が流れる。そして、トランスの二次側には、一次側と電気的に絶縁されて、一次電流に応じた二次電流が流れ、これが整流平滑されて、所望の直流電圧DCoutが得られる。なお、入力DCinは、商用交流から整流平滑された直流電圧である。
[Overall configuration of switching power supply]
FIG. 1 shows the overall configuration of a switching power supply circuit. In the switching power supply circuit, when the input DCin is input to the primary side of the transformer T and the switching element SW is on / off controlled by the control circuit 20, a primary current flows to the primary side of the transformer T. The secondary side of the transformer is electrically insulated from the primary side, and a secondary current corresponding to the primary current flows. The secondary current is rectified and smoothed to obtain a desired DC voltage DCout. The input DCin is a DC voltage rectified and smoothed from commercial AC.

以下、スイッチング電源回路の全体構成について具体的に説明するが、はじめに、トランスTの一次側について、制御回路20の各入力端子を基準にして説明する。   Hereinafter, the entire configuration of the switching power supply circuit will be described in detail. First, the primary side of the transformer T will be described with reference to each input terminal of the control circuit 20.

制御回路20は、EG入力端子、Vcc入力端子、VFB入力端子、Isen入力端子、COMP入力端子、及びOUT出力端子を備える。   The control circuit 20 includes an EG input terminal, a Vcc input terminal, a VFB input terminal, an Isen input terminal, a COMP input terminal, and an OUT output terminal.

EG入力端子は、コイルL3と抵抗R2との接続点と、抵抗R10を介して接続される。そして、制御回路20は、EG入力端子の入力に基づいて、コイルL3に発生する電圧の立ち下がりエッジを検出し、このエッジに同期するようにパルス信号をOUT出力端子からスイッチング素子SWのゲートに出力する。ここで、コイルL1の電圧とコイルL3の電圧は同期している。このため、スイッチング素子SWは、コンデンサCresの振動電圧が極小値または振動電圧が極小値になると想定されたタイミングにオンするように制御され、過大な電流発生が防止される。   The EG input terminal is connected to a connection point between the coil L3 and the resistor R2 via the resistor R10. The control circuit 20 detects the falling edge of the voltage generated in the coil L3 based on the input of the EG input terminal, and sends a pulse signal from the OUT output terminal to the gate of the switching element SW so as to be synchronized with this edge. Output. Here, the voltage of the coil L1 and the voltage of the coil L3 are synchronized. For this reason, the switching element SW is controlled so as to be turned on at the timing when the vibration voltage of the capacitor Cres is assumed to be a minimum value or the vibration voltage becomes a minimum value, and an excessive current generation is prevented.

Vcc入力端子は、抵抗R1を介して、入力DCinと接続される。ここで、抵抗R1とVcc入力端子との接続間において、コンデンサC1、C2が、それぞれグランドと接続される。さらに、コンデンサC1とC2の接続点において、ダイオードD1、抵抗R2及び一次側コイルL3を介して、グランドと接続される。このため、コンデンサC1及びC2は、入力DCinから抵抗R1を介して供給される電流と、コイルL3から供給される電流とから充電される。そして、制御回路20は、Vcc入力端子に入力される電圧が不安定な期間では、スイッチング素子SWがオフし続けるように制御する。   The Vcc input terminal is connected to the input DCin through the resistor R1. Here, between the connection of the resistor R1 and the Vcc input terminal, the capacitors C1 and C2 are respectively connected to the ground. Further, at the connection point between the capacitors C1 and C2, it is connected to the ground via the diode D1, the resistor R2, and the primary coil L3. For this reason, the capacitors C1 and C2 are charged from the current supplied from the input DCin via the resistor R1 and the current supplied from the coil L3. Then, the control circuit 20 performs control so that the switching element SW is kept off during a period in which the voltage input to the Vcc input terminal is unstable.

VFB入力端子は、抵抗R9を介してグランドと接続され、Vcc入力端子に入力される電圧が立ち上がっているか判定するための基準となる電圧が入力される。   The VFB input terminal is connected to the ground via a resistor R9, and a voltage serving as a reference for determining whether the voltage input to the Vcc input terminal is rising is input.

Isen入力端子は、スイッチング素子SWに流れる電流に対応する電圧信号が入力される。つまり、スイッチング素子SWは、ソース・ドレイン間において、コンデンサCresが並列接続されている。ここで、コンデンサCresは、スイッチング素子SWがオフしているきに充電され、スイッチング素子SWがオンすると放電される。そして、コンデンサCresは、電流検出抵抗Rsenを介してグランドと接続され、電流検出抵抗Rsenに流れる電流に基づいて、Isen入力端子に電位が入力される。かかる構成において、制御回路20は、Isen入力端子に入力される電圧に基づいて、スイッチング素子SWに過電流が流れていないか監視し、過電流が流れると、スイッチング素子SWをオフする。   A voltage signal corresponding to the current flowing through the switching element SW is input to the Isen input terminal. That is, in the switching element SW, the capacitor Cres is connected in parallel between the source and the drain. Here, the capacitor Cres is charged when the switching element SW is turned off, and is discharged when the switching element SW is turned on. The capacitor Cres is connected to the ground via the current detection resistor Rsen, and a potential is input to the Isen input terminal based on the current flowing through the current detection resistor Rsen. In such a configuration, the control circuit 20 monitors whether or not an overcurrent flows through the switching element SW based on the voltage input to the Isen input terminal, and turns off the switching element SW when the overcurrent flows.

COMP入力端子は、フォトカプラPCのフォトトランジスタPTと接続される。そして、制御回路20は、COMP入力端子に入力される電圧に基づいて、トランスTの二次側に大電圧が発生していないか監視し、大電圧が発生すると、スイッチング素子SWをオフする。   The COMP input terminal is connected to the phototransistor PT of the photocoupler PC. Then, the control circuit 20 monitors whether a large voltage is generated on the secondary side of the transformer T based on the voltage input to the COMP input terminal, and turns off the switching element SW when the large voltage is generated.

続いて、トランスTの二次側について説明する。トランスTの二次側は、トランスTの二次側と電気的に絶縁されている。このため、商用交流と電気的に絶縁した状態で、安定して直流電圧を出力することができる。   Subsequently, the secondary side of the transformer T will be described. The secondary side of the transformer T is electrically insulated from the secondary side of the transformer T. For this reason, a DC voltage can be stably output in a state electrically insulated from commercial AC.

トランスTは、二次側コイルL2は、一端がダイオードD2のアノードと接続され、他端がコンデンサC5を介してダイオードD2のカソードと接続される。これにより、出力側コイルL2に得られる二次電流は、ダイオードD2を通るものだけがコンデンサC5を充電する。そして、コンデンサC5は、両端に直流電圧を生じ、これが、出力DCoutとして出力される。   The transformer T has a secondary coil L2 having one end connected to the anode of the diode D2 and the other end connected to the cathode of the diode D2 via the capacitor C5. Thereby, only the secondary current obtained in the output side coil L2 passes through the diode D2 to charge the capacitor C5. And the capacitor | condenser C5 produces a DC voltage at both ends, and this is output as output DCout.

また、コンデンサC5は、両端に電圧検出回路136が接続されている。そして、電圧検出回路136は、フォトカプラPCのフォトダイオードPDと接続され、トランスTの二次電圧と目的の電圧値との差がCOMP入力端子に入力されて、制御回路20により比較される。   The capacitor C5 has a voltage detection circuit 136 connected to both ends. The voltage detection circuit 136 is connected to the photodiode PD of the photocoupler PC, and the difference between the secondary voltage of the transformer T and the target voltage value is input to the COMP input terminal and compared by the control circuit 20.

[制御回路の内部構成]
次に、図2を参照して、制御回路20の内部構成について、具体的に説明する。
[Internal configuration of control circuit]
Next, the internal configuration of the control circuit 20 will be specifically described with reference to FIG.

入力端子EGより、スイッチング素子SWのドレイン電圧に基づく振動電圧Vdsがエッジ検出回路42に入力される。そして、エッジ検出回路42は、振動電圧Vdsの立ち下がりを検出し、エッジ検出信号EGを出力する。さらに、発振器26は、エッジ検出信号EGが入力されると、フリップフロップ70のセット端S及びゲート制御回路44に出力する。ここで、定格消費電力時には、ゲート回路40は、エッジ検出信号EGを発振器26のトリガー信号TGとしてそのまま出力する。しかし、発振器26の発振周波数が高くなると、ゲート制御回路44は、軽負荷時の状態と判定して、ゲート回路40にマスク時間MTを命令する。そして、ゲート回路40は、マスク時間MTにおいては、エッジ検出信号EGが入力されても、トリガー信号TGを出力しない。   An oscillation voltage Vds based on the drain voltage of the switching element SW is input to the edge detection circuit 42 from the input terminal EG. The edge detection circuit 42 detects the falling edge of the oscillating voltage Vds and outputs an edge detection signal EG. Further, when the edge detection signal EG is input, the oscillator 26 outputs the signal to the set terminal S of the flip-flop 70 and the gate control circuit 44. Here, at the rated power consumption, the gate circuit 40 outputs the edge detection signal EG as it is as the trigger signal TG of the oscillator 26. However, when the oscillation frequency of the oscillator 26 increases, the gate control circuit 44 determines that the light load state is in effect and instructs the gate circuit 40 to set the mask time MT. The gate circuit 40 does not output the trigger signal TG during the mask time MT even if the edge detection signal EG is input.

Vcc端子より、電圧Vccが比較回路22の正入力端に入力される。ここで、比較回路22は、負入力端に低電圧Vstが入力されている。このため、比較回路22は、電圧Vccが低電圧Vstを下回る間にはLを出力し、電圧Vccが低電圧Vstを上回ると電圧Vccが確実に立ち上がったと判定してHを出力する。比較回路22の出力は、基準電圧回路34、及び、ノア回路4の反転入力端に入力される。そして、基準電圧回路34は、比較回路22からHが供給される間に基準電圧Vaを、比較回路30の正入力端に入力する。   The voltage Vcc is input to the positive input terminal of the comparison circuit 22 from the Vcc terminal. Here, the low voltage Vst is input to the negative input terminal of the comparison circuit 22. For this reason, the comparison circuit 22 outputs L while the voltage Vcc falls below the low voltage Vst, and when the voltage Vcc exceeds the low voltage Vst, it determines that the voltage Vcc has risen reliably and outputs H. The output of the comparison circuit 22 is input to the reference voltage circuit 34 and the inverting input terminal of the NOR circuit 4. The reference voltage circuit 34 inputs the reference voltage Va to the positive input terminal of the comparison circuit 30 while H is supplied from the comparison circuit 22.

VFB端子より、比較回路30の負入力端には、電圧VFBが入力される。ここで、電圧VFBは、グランド電圧と同様の電圧である。したがって、基準電圧回路34が立ち上がると、比較回路30は、正入力端が負入力端より高くなり、Hを出力する。なお、比較回路30の出力には、アノードがグランドに接続されたツェナーダイオードZDのカソードが接続されており、比較回路30の出力はツェナーダイオードZDの降伏電圧である電圧Vsにセットされる。そして、電圧Vsは、比較回路32の負入力端に入力される。   The voltage VFB is input to the negative input terminal of the comparison circuit 30 from the VFB terminal. Here, the voltage VFB is the same voltage as the ground voltage. Therefore, when the reference voltage circuit 34 rises, the comparison circuit 30 outputs the H because the positive input terminal becomes higher than the negative input terminal. The output of the comparison circuit 30 is connected to the cathode of a Zener diode ZD whose anode is connected to the ground, and the output of the comparison circuit 30 is set to a voltage Vs that is the breakdown voltage of the Zener diode ZD. The voltage Vs is input to the negative input terminal of the comparison circuit 32.

Isen端子より、比較回路32の正入力端には、スイッチング素子SWのドレイン電流に基づく電圧Isenが入力される。ここで、電圧Vs及び電圧Isenは、スイッチング素子SWの電流が過電流になった場合に比較回路32がHを出力するように設定されている。   The voltage Isen based on the drain current of the switching element SW is input to the positive input terminal of the comparison circuit 32 from the Isen terminal. Here, the voltage Vs and the voltage Isen are set so that the comparison circuit 32 outputs H when the current of the switching element SW becomes an overcurrent.

COMP端子より、比較回路30の出力には、フォトカプラPCからの出力が接続される。ここで、フォトカプラPCは、二次側コイルL2に大電圧が発生すると、フォトトランジスタがオンしてLを出力する。このため、二次側コイルL2に大電圧が発生すると、比較回路32の負入力にLが入力される。   The output from the photocoupler PC is connected to the output of the comparison circuit 30 from the COMP terminal. Here, in the photocoupler PC, when a large voltage is generated in the secondary coil L2, the phototransistor is turned on and outputs L. For this reason, when a large voltage is generated in the secondary coil L2, L is input to the negative input of the comparison circuit 32.

つまり、比較回路32は、負入力にCOMP端子からの信号、正入力にIsen端子からの信号が供給される。したがって、トランスTの二次側の出力電圧が高く、スイッチング素子SWの電流が大きいほど、比較回路32の出力がHになりやすい。そして、この比較回路32の出力は、フリップフロップ70のリセット端Rに入力される。   That is, the comparison circuit 32 is supplied with a signal from the COMP terminal as a negative input and a signal from the Isen terminal as a positive input. Therefore, the higher the output voltage on the secondary side of the transformer T and the larger the current of the switching element SW, the higher the output of the comparison circuit 32 becomes. The output of the comparison circuit 32 is input to the reset terminal R of the flip-flop 70.

フリップフロップ70は、セット端Sへの入力の立ち下がりによって、Hにセットされ、リセット端Rへの入力の立ち上がりによって、Lにセットされる。そして、フリップフロップ70の反転Q出力端の出力がノア回路24に入力される。   The flip-flop 70 is set to H when the input to the set terminal S falls, and is set to L when the input to the reset terminal R rises. The output of the inverted Q output terminal of the flip-flop 70 is input to the NOR circuit 24.

ドライブ回路72は、ノア回路24の出力を、十分な電流能力の出力に変化して、スイッチング素子SWのゲートに出力する。   The drive circuit 72 changes the output of the NOR circuit 24 to an output with sufficient current capability and outputs it to the gate of the switching element SW.

[スイッチング素子の動作]
かかる構成により、スイッチング素子SWは、以下のように動作する。
[Operation of switching element]
With this configuration, the switching element SW operates as follows.

まず、電圧Vccが立ち上がるまでは、比較回路22からLが出力され、ノア回路24の出力がLに固定されるため、スイッチング素子SWはオフする。   First, until the voltage Vcc rises, L is output from the comparison circuit 22 and the output of the NOR circuit 24 is fixed to L, so that the switching element SW is turned off.

一方、電圧Vccが完全に立ち上がると、比較回路22からHが出力され、それが反転されて、ノア回路24の反転入力端にLが入力される。   On the other hand, when the voltage Vcc rises completely, H is output from the comparison circuit 22, which is inverted and L is input to the inverting input terminal of the NOR circuit 24.

この状態で、発振器26からパルスが出力されてその立ち下がりが入力されると、フリップフロップ70がLにセットされ、これによってノア回路24の出力がHになる。このノア回路24の出力のHにより、ドライブ回路72より、スイッチング素子SWのゲートにHが供給され、スイッチング素子SWがオンし、コイルL1に電流が流れる。   In this state, when a pulse is output from the oscillator 26 and its falling edge is input, the flip-flop 70 is set to L, whereby the output of the NOR circuit 24 becomes H. Due to the output H of the NOR circuit 24, H is supplied from the drive circuit 72 to the gate of the switching element SW, the switching element SW is turned on, and a current flows through the coil L1.

また、この電流によって、Isen端子の電圧が高くなるとともに、COMP端子の電圧が低くなり、比較器32の出力が立ち上がると、フリップフロップ70はHにセットされ、ノア回路24の出力がLとなり、スイッチング素子SWがオフされる。   Also, this current increases the voltage at the Isen terminal and decreases the voltage at the COMP terminal, and when the output of the comparator 32 rises, the flip-flop 70 is set to H and the output of the NOR circuit 24 becomes L, The switching element SW is turned off.

ここで、軽負荷時では、コイルL2に供給する電流が少なくなるため、コイルL1へ流れる電流の変化が早くなり、スイッチング素子SWのスイッチングが早くなり、スイッチングロスが大きくなってしまう。   Here, at a light load, since the current supplied to the coil L2 is reduced, the change of the current flowing to the coil L1 is accelerated, the switching of the switching element SW is accelerated, and the switching loss is increased.

そこで、発振器26の周波数が所定値よりも高くなると、ゲート制御回路44は、軽負荷時と判定して、ゲート回路40を閉じるマスク時間を命令し、エッジ検出信号が発振器26に入力されないようにする。   Therefore, when the frequency of the oscillator 26 becomes higher than a predetermined value, the gate control circuit 44 determines that the load is light, commands a mask time for closing the gate circuit 40, and prevents the edge detection signal from being input to the oscillator 26. To do.

このとき、従来においては、マスク時間が一定時間であったため、発振器26の出力に可聴帯域の周波数のパルス出力が生じてしまう。このため、歯抜け発振と通常発振との移行が可聴周波数帯で周期的に起こってしまい、トランスからジージーという異音が発生する場合があった。   At this time, conventionally, since the mask time is a fixed time, a pulse output having an audible frequency band is generated at the output of the oscillator 26. For this reason, the transition between tooth loss oscillation and normal oscillation occurs periodically in the audible frequency band, and there is a case where an abnormal noise such as zy is generated from the transformer.

この点、本発明では、マスク時間が所定のルールで変更されるため、異音の発生が抑制される。以下、波形図を参照して、マスク時間の変更ルールについて、具体的に説明する。   In this regard, in the present invention, since the mask time is changed according to a predetermined rule, the occurrence of abnormal noise is suppressed. Hereinafter, the mask time change rule will be described in detail with reference to waveform diagrams.

[マスク時間の変化]
本発明では、異音の発生を防ぐべく、ゲート制御回路44は、歯抜け発振と通常発振との移行時にマスク時間が変化するように動作する。つまり、マスク時間にトリガー信号が入力されて歯抜け発振が始まると、マスク時間が増加され、強制的に歯抜け発振が継続しやすい状態が作られる。一方、マスク時間にトリガー信号が入力されず、歯抜け発振から通常発振に移行すると、マスク時間が初期値に戻るように制御される。
[Change in mask time]
In the present invention, in order to prevent the generation of abnormal noise, the gate control circuit 44 operates so that the mask time changes at the time of transition between the tooth loss oscillation and the normal oscillation. In other words, when the trigger signal is input at the mask time and the missing tooth oscillation starts, the mask time is increased, and a state in which the missing tooth oscillation is easily forcibly continued is created. On the other hand, when the trigger signal is not input during the mask time and the shift from the tooth loss oscillation to the normal oscillation is performed, the mask time is controlled to return to the initial value.

以下、図1及び図2の各部の波形図を参照しながら、マスク時間の変化について具体的に説明する。なお、以下おいては、軽負荷状態が継続しており、ゲート制御回路44は、ゲート回路40にマスク時間を命令し続けている状態とする。   Hereinafter, the change in the mask time will be specifically described with reference to the waveform diagrams of the respective parts in FIGS. 1 and 2. In the following description, it is assumed that the light load state continues and the gate control circuit 44 continues to instruct the gate circuit 40 for the mask time.

図3は、通常発振から歯抜け発振への移行時における、振動電圧Vds、エッジ検出信号EG、マスク時間MT、トリガー信号TG及びソース・ドレイン電流Idsを示す。   FIG. 3 shows the oscillating voltage Vds, the edge detection signal EG, the mask time MT, the trigger signal TG, and the source / drain current Ids at the time of transition from normal oscillation to tooth loss oscillation.

コンデンサCressの振動電圧Vdsが極小値となると、エッジ検出回路42は、そのタイミングでエッジ検出信号EGを出力する。   When the vibration voltage Vds of the capacitor Cres reaches a minimum value, the edge detection circuit 42 outputs an edge detection signal EG at that timing.

そして、マスク時間MTにおいて、ゲート回路40にエッジ検出信号EGが入力されると、そのエッジ検出信号EGは間引かれて、ゲート回路40から発振器26へトリガー信号TGが出力される。そして、トリガー信号TGに応じて、スイッチング素子SWにドレイン電流Idsが流れる。   When the edge detection signal EG is input to the gate circuit 40 at the mask time MT, the edge detection signal EG is thinned out and the trigger signal TG is output from the gate circuit 40 to the oscillator 26. Then, the drain current Ids flows through the switching element SW according to the trigger signal TG.

ここで、本発明では、ゲート回路40は、マスク時間MT内にエッジ検出信号EGが入力されると、ゲート制御回路44から、マスク時間MTに増加時間PTを追加するように命令される。これにより、次に入力されるトリガー検出信号TGは、増加時間PTにより間引きされやすくなり、短時間に歯抜け発振から通常発振に切り替わらないように抑制される。   Here, in the present invention, when the edge detection signal EG is input within the mask time MT, the gate circuit 40 is instructed by the gate control circuit 44 to add the increase time PT to the mask time MT. As a result, the trigger detection signal TG input next is easily thinned out by the increase time PT, and is suppressed so as not to switch from the tooth loss oscillation to the normal oscillation in a short time.

一方、図4は、歯抜け発振から通常発振への移行時における、振動電圧Vds、エッジ検出信号EG、マスク時間MT、トリガー信号TG及びソース・ドレイン電流Idsを示す。   On the other hand, FIG. 4 shows the oscillating voltage Vds, the edge detection signal EG, the mask time MT, the trigger signal TG, and the source / drain current Ids at the time of transition from the tooth loss oscillation to the normal oscillation.

本発明では、ゲート回路40は、マスク時間MTに増加時間が追加された状態において、マスク時間MT内にエッジ検出信号EGが入力されないと、ゲート制御回路44から、増加時間MTを無くして、通常のマスク時間MTのみが入力される。これにより、通常発振に戻った直後に、トリガー検出信号TGが間引きされる可能性が低くなり、短期間に通常発振から歯抜け発振に切り替わらないように抑制される。   In the present invention, the gate circuit 40 eliminates the increase time MT from the gate control circuit 44 when the edge detection signal EG is not input within the mask time MT in a state where the increase time is added to the mask time MT. Only the mask time MT is input. As a result, the possibility that the trigger detection signal TG is thinned out immediately after returning to the normal oscillation is reduced, and the normal oscillation is not switched to the toothless oscillation in a short time.

以上、本発明では、マスク時間MT内にエッジ検出信号EGを検出しなかった場合は、初期設定値のマスク時間MTで疑似共振回路を動作させる。検出した場合は、そのマスク時間MTに増加時間PTを加えることにより、確実には抜け発振し易い状況を作り出す。このため、歯抜け発振と通常発振とが短期間で周期的に変化することが抑制され、歯抜け発振と通常発振との移行時において、トランスからジージーという異音が発生しにくくなる。   As described above, in the present invention, when the edge detection signal EG is not detected within the mask time MT, the quasi-resonant circuit is operated at the mask time MT of the initial setting value. If it is detected, an increase time PT is added to the mask time MT, so that a situation in which oscillation is easily lost is surely created. For this reason, periodical oscillation and normal oscillation are prevented from periodically changing in a short period of time, and an audible noise from the transformer is less likely to occur at the time of transition between the missing oscillation and normal oscillation.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

例えば、上記実施形態においては、歯抜け発振時において、マスク時間MTは、増加時間PTが付加されて変化していた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、2種類のマスク時間MTが設定されており、歯抜け発振時と通常発振時とで切り替わるように制御されてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the mask time MT is changed by adding the increase time PT at the time of tooth loss oscillation. However, the present invention is not limited to this. For example, two types of mask time MT are set, and control may be performed so as to be switched between tooth loss oscillation and normal oscillation.

また、上記実施形態においては、歯抜け発振が始まると、ゲート制御回路44は、次に命令するマスク時間MTを増加していた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、所定の回数マスク時間MTを命令した後に、マスク時間PTを増加してもよい。   Further, in the above embodiment, when the tooth loss oscillation starts, the gate control circuit 44 increases the mask time MT to be commanded next. However, the present invention is not limited to this. For example, the mask time PT may be increased after commanding the mask time MT a predetermined number of times.

また、上記実施形態においてはVFB端子が設けられていたが、本発明はこれに限定されず、VFB端子が設けられていない構成でも同様に適用される。   In the above embodiment, the VFB terminal is provided. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to a configuration in which the VFB terminal is not provided.

また、上記実施形態においては、コンデンサCresは、スイッチング素子SWと並列接続されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンデンサCresは、一端が一次コイルL1とスイッチング素子SWとの接続点と接続され、他端がグランドと接続されても同様に適用される。   In the above embodiment, the capacitor Cres is connected in parallel with the switching element SW. However, the present invention is not limited to this, and the capacitor Cres is similarly applied even if one end is connected to the connection point between the primary coil L1 and the switching element SW and the other end is connected to the ground.

本発明に係るスイッチング電源回路の全体構成を示す。1 shows an overall configuration of a switching power supply circuit according to the present invention. 本発明に係るスイッチング電源の制御回路を示す。1 shows a control circuit for a switching power supply according to the present invention. 本発明に係るスイッチング電源の波形図を示す。The wave form diagram of the switching power supply which concerns on this invention is shown. 本発明に係るスイッチング電源の波形図を示す。The wave form diagram of the switching power supply which concerns on this invention is shown. 従来技術に係るスイッチング電源回路のフローチャートを示す。The flowchart of the switching power supply circuit which concerns on a prior art is shown. 従来技術に係るスイッチング電源回路の波形図を示す。The wave form diagram of the switching power supply circuit which concerns on a prior art is shown.

符号の説明Explanation of symbols

20 制御回路
22、30、32 比較回路
24 ノア回路
26 発振器
34 基準電圧回路
40 ゲート回路
42 エッジ検出回路
44 ゲート制御回路
70 フリップフロップ
72 ドライブ回路
SW スイッチング素子
20 control circuit 22, 30, 32 comparison circuit 24 NOR circuit 26 oscillator 34 reference voltage circuit 40 gate circuit 42 edge detection circuit 44 gate control circuit 70 flip-flop 72 drive circuit SW switching element

Claims (4)

トリガー信号に応じてトランスの一次側に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの二次側に誘起された電流を整流平滑して直流電圧に変換する出力回路と、を備え、
前記トリガー信号は、周期的なマスク時間において、前記スイッチング素子に供給されないように間引かれ、
前記マスク時間は、前記トリガー信号を間引くか否かで変化し、前記トリガー信号を間引くと増加することを特徴とするスイッチング電源回路。
A switching element for passing a current to the primary side of the transformer in response to the trigger signal;
An output circuit that rectifies and smoothes the current induced on the secondary side of the transformer and converts the current into a DC voltage;
The trigger signal is thinned out so as not to be supplied to the switching element in a periodic mask time,
The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the mask time varies depending on whether or not the trigger signal is thinned out, and increases when the trigger signal is thinned out .
トリガー信号に応じてトランスの一次側に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの二次側に誘起された電流を整流平滑して直流電圧に変換する出力回路と、を備え、
前記トリガー信号は、周期的なマスク時間において、前記スイッチング素子に供給されないように間引かれ、
前記マスク時間は、前記トリガー信号を間引くか否かで変化し、前記トリガー信号を間引かないと減少することを特徴とするスイッチング電源回路。
A switching element for passing a current to the primary side of the transformer in response to the trigger signal;
An output circuit that rectifies and smoothes the current induced on the secondary side of the transformer and converts the current into a DC voltage;
The trigger signal is thinned out so as not to be supplied to the switching element in a periodic mask time,
The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the mask time changes depending on whether or not the trigger signal is thinned out, and decreases unless the trigger signal is thinned out .
トリガー信号に応じてトランスの一次側に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの二次側に誘起された電流を整流平滑して直流電圧に変換する出力回路と、を備え、
前記トリガー信号は、周期的なマスク時間において、前記スイッチング素子に供給されないように間引かれ、
前記マスク時間は、前記トリガー信号を間引くか否かで変化し、前記トリガー信号を間引くと増加し、前記トリガー信号を間引かないと減少することを特徴とするスイッチング電源回路。
A switching element for passing a current to the primary side of the transformer in response to the trigger signal;
An output circuit that rectifies and smoothes the current induced on the secondary side of the transformer and converts the current into a DC voltage;
The trigger signal is thinned out so as not to be supplied to the switching element in a periodic mask time,
The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the mask time varies depending on whether or not the trigger signal is thinned out, increases when the trigger signal is thinned out, and decreases when the trigger signal is not thinned out .
トリガー信号に応じてトランスの一次側に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの二次側に誘起された電流を整流平滑して直流電圧に変換する出力回路と、を備え、
前記トリガー信号は、周期的なマスク時間において、前記スイッチング素子に供給されないように間引かれ、
前記マスク時間は、前記トリガー信号を間引く度合いに応じて変化し、前記トリガー信号を間引く度合いが増すと増加し、前記トリガー信号を間引く度合いが減ると減少することを特徴とするスイッチング電源回路。
A switching element for passing a current to the primary side of the transformer in response to the trigger signal;
An output circuit that rectifies and smoothes the current induced on the secondary side of the transformer and converts the current into a DC voltage;
The trigger signal is thinned out so as not to be supplied to the switching element in a periodic mask time,
The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the mask time changes according to a degree of thinning out the trigger signal, and increases when the degree of thinning out the trigger signal increases, and decreases when the degree of thinning out the trigger signal decreases .
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