JP5485390B2 - スイッチング電源装置および半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1のスイッチング電源装置を説明する。
VEAO:I−Vコンバータの出力電圧
VR0:定電圧源132の定電圧値
Vbe:NPNバイポーラトランジスタのBE間電圧
R0:抵抗133の抵抗値
I0:抵抗133に流れる電流
C1:コンデンサ327の容量値
Vth:バッファ回路328の閾値
I5:定電流源324に流れる電流値
次に、本発明の実施の形態2のスイッチング電源装置を説明する。
本発明の実施の形態3のスイッチング電源装置を説明する。
1a 一次巻線
1b 二次巻線
1c 補助巻線
2 スイッチング素子
4 整流平滑回路
4a、7a 整流ダイオード
4b、7b、31、264、327、337 コンデンサ
5 補助巻線電圧分圧回路
5a、5b、133、173、183、273 抵抗
6 出力電圧検出回路
7 出力電圧生成部
8 負荷
9 レギュレータ
10 内部回路電圧源
11 起動停止回路
12 フィードバック制御回路
13、174、184、274、336 比較器
14 ドレイン電流検出回路
15 オン時ブランキングパルス発生回路
16、21、351 AND回路
17 ボトム検出回路
18 間欠発振制御回路
20、352 OR回路
22、262、323、333、341 RSフリップフロップ
23 NAND回路
24 ゲートドライバ
26 発振回路
121、122、171、172、181、182、265、266、267、324、344 定電流源
29 ターンオン制御回路
32、33、35 ボトム監視時間計時回路
34 リンギング周期測定回路
91、92、 間欠復帰回路
100、200、300、900、910 スイッチング電源装置
101、201、301、901、911 制御回路(半導体装置)
123、124、175、185、268、269、275、325、346、347 P型MOSFET
125、126、127、129、263、270、271、326、334、348、349 N型MOSFET
128、132、335 定電圧源
130 I−Vコンバータ
131 NPNバイポーラトランジスタ
176、276、322、332、345 パルス発生器
261、272、321、331、338、342 インバータ回路
328 バッファ回路
343 Dフリップフロップ
Claims (14)
- スイッチング素子を用いて入力直流電圧を供給および遮断するスイッチング動作を間欠的に行うことにより前記入力直流電圧を調整された出力直流電圧に変換するスイッチング電源を制御するための半導体装置であって、
前記スイッチング動作の実行および停止を交互に指示する間欠発振制御回路と、
前記スイッチング素子がオフ状態にあるときに前記スイッチング素子に発生するリンギング電圧の極小点であるボトムを検出するボトム検出回路と、
前記間欠発振制御回路から前記スイッチング動作の実行が指示された時点を起点として、前記リンギング電圧のボトムが監視されるべき期間の長さであるボトム監視時間を計時するボトム監視時間計時回路と、
前記ボトム監視時間の計時中は、前記ボトム検出回路にて前記リンギング電圧のボトムが検出されるに応じてのみ、前記スイッチング素子をターンオンさせるターンオン制御回路と
を備える半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、前記ボトム監視時間として前記リンギング電圧の1周期以上の長さを計時する
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ターンオン制御回路は、前記ボトム監視時間の計時が完了したときに、前記リンギング電圧のボトムとは無関係に、前記スイッチング素子をターンオンさせる
請求項1および請求項2に記載の半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、前記ボトム監視時間の計時中に前記スイッチング素子のゲート信号がオンレベルになるに応じて前記ボトム監視時間の計時を中止する
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、定電流源とコンデンサとを有し、前記定電流源の電流値と前記コンデンサの容量値とで決まる時定数により前記ボトム監視時間を計時する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、前記間欠発振制御回路から前記スイッチング動作の停止が指示された後、前記ボトム検出回路で検出される前記リンギング電圧の最初のボトムから2番目のボトムまでの時間をリンギング周期として測定するリンギング周期測定回路を有し、
前記ボトム監視時間計時回路は、前記測定されたリンギング周期に対応する長さの時間を前記ボトム監視時間として計時する
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記リンギング周期測定回路は、定電流源とコンデンサとを有し、前記ボトム検出回路で前記最初のボトムが検出されるに応じて前記定電流源にて生成される電流で前記コンデンサの充電を開始し、前記ボトム検出回路で前記2番目のボトムが検出されるに応じて前記コンデンサの充電を停止する
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、前記間欠発振制御回路から前記スイッチング動作の実行が指示されるに応じて前記定電流源にて生成される電流で前記コンデンサの放電を開始し、前記コンデンサの電圧が、前記リンギング周期測定回路による充電開始時の電圧以下に低下したときに前記ボトム監視時間の計時を完了する
請求項7に記載の半導体装置。 - 前記ボトム監視時間計時回路は、前記間欠発振制御回路から前記スイッチング動作の実行が指示された後、前記スイッチング素子のゲート信号がオンレベルになるに応じて、前記コンデンサを前記リンギング周期測定回路による充電開始時の電圧である初期電圧に初期化する
請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体装置は、さらに、
前記リンギング電圧のボトムとは無関係に発振動作を行うことによって、前記スイッチング素子がターンオンまたはターンオフすべき時点を指示する発振回路を備え、
前記発振回路は、前記間欠発振制御回路からスイッチング動作の停止が指示されるに応じて前記発振動作を停止し、前記間欠発振制御回路からスイッチング動作の実行が指示された後、前記スイッチング素子のゲート信号がオンレベルになるに応じて、前記発振動作を再開する
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体装置は、前記スイッチング素子を含み、
前記スイッチング素子を含む前記半導体装置は、1つの半導体基板上に形成されている
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記入力直流電圧を前記スイッチング素子にてスイッチングすることにより生成された入力交流電圧を出力交流電圧に変換する変換器と、
前記出力交流電圧を前記出力直流電圧に変換する平滑回路と
を備えるスイッチング電源装置。 - スイッチング素子を用いて入力直流電圧を供給および遮断するスイッチング動作を間欠的に行うことにより前記入力直流電圧を調整された出力直流電圧に変換するスイッチング電源を制御するための制御方法であって、
前記スイッチング動作の実行および停止を交互に指示する間欠発振制御ステップと、
前記スイッチング素子がオフ状態にあるときに前記スイッチング素子に発生するリンギング電圧の極小点であるボトムを検出するボトム検出ステップと、
前記間欠発振制御ステップにて前記スイッチング動作の実行が指示された時点を起点として、前記リンギング電圧のボトムが監視されるべき期間の長さであるボトム監視時間を計時するボトム監視時間計時ステップと、
前記ボトム監視時間の計時中は、前記ボトム検出ステップにて前記リンギング電圧のボトムが検出されるに応じてのみ、前記スイッチング素子をターンオンさせるターンオン制御ステップと
を含む制御方法。 - さらに、前記ボトム監視時間の計時が完了したときに、前記リンギング電圧のボトムとは無関係に、前記スイッチング素子をターンオンさせる強制ターンオン制御ステップを含む
請求項13に記載の制御方法。
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