JP5748276B2 - スイッチング電源の制御回路 - Google Patents
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Description
(1) 本発明は、スイッチング電源(例えば、図1のスイッチング電源AAに相当)に設けられたスイッチ素子(例えば、図1のスイッチ素子Q1、Q2に相当)をスイッチング制御して、必要な出力電圧に入力電圧から変換制御させる制御回路(例えば、図1の制御回路1に相当)であって、前記制御回路を動作させるのに必要な制御電力が供給されている期間に前記スイッチ素子をスイッチング制御する制御手段(例えば、図1の制御部10に相当)と、通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードにおいて、前記スイッチング電源に設けられたコイルの制御巻線(例えば、図1の補助巻線W2に相当)の巻線電圧に基づいて、前記制御手段への制御電力の供給を制御する電力供給制御手段(例えば、図1の間欠制御部20に相当)と、を備え、前記電力供給制御手段は、前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧(例えば、図2の巻線電圧VW2に相当)が、予め定められた第1の閾値電圧(例えば、図2の第1の閾値電圧VONに相当)まで上昇した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を停止し、前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、前記第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧(例えば、図2の第2の閾値電圧VOFFに相当)まで低下した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を開始することを特徴とするスイッチング電源の制御回路を提案している。
[スイッチング電源AAの構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係る制御回路1を備えるスイッチング電源AAの回路図である。スイッチング電源AAは、いわゆる電流共振型のスイッチング電源であり、負荷200に直流電力を供給する。
以上の構成を備えるスイッチング電源AAは、制御回路1により、スイッチ素子Q1、Q2をスイッチング制御し、直流電源Vinの電源電圧を所望の電圧に変換して、負荷200に出力する。制御回路1は、間欠制御部20およびSS制御部31に入力されるバースト信号に基づいて、通常動作モードと、通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードと、を切り替える。
間欠制御部20は、スイッチ素子SW1、SW2と、抵抗R2、R3と、ダイオードD4と、インバータINV1と、比較器CMPと、リファレンス電圧源Vrefと、を備える。
ソフトスタート制御部30は、図1を用いて上述したように、SS制御部31およびキャパシタC6を備える。SS制御部31は、スイッチ素子SW3と、フリップフロップFF1、FF2と、インバータINV2と、を備える。
以上の間欠制御部20およびソフトスタート制御部30の動作について、図4を用いて以下に説明する。図4は、間欠制御部20およびソフトスタート制御部30のタイミングチャートである。VBURSTは、バースト信号の電圧を示し、STSW1は、スイッチ素子SW1の状態を示す。VFF1_CKは、フリップフロップFF1のクロック端子の電圧を示し、VFF2_CKは、フリップフロップFF2のクロック端子の電圧を示す。VFF1_Dは、フリップフロップFF1の入力端子の電圧を示し、VFF2_Dは、フリップフロップFF2の入力端子の電圧を示す。STSW3は、スイッチ素子SW3の状態を示す。また、VHは、Hレベル電圧を示し、VLは、Lレベル電圧を示す。また、時刻t11において、スタンバイモードでスイッチング電源AAを起動させ、時刻t12において、間欠制御部20およびソフトスタート制御部30が起動したものとする。
まず、時刻t17〜t18の期間を参照して、通常動作モードにおける間欠制御部20の動作について説明する。
次に、時刻t17〜t18の期間を参照して、通常動作モードにおけるソフトスタート制御部30の動作について説明する。
次に、時刻t11〜t17の期間や、時刻t18〜t25の期間を参照して、スタンバイモードにおける間欠制御部20の動作について説明する。
次に、時刻t11〜t17の期間や、時刻t18〜t25の期間を参照して、スタンバイモードにおけるソフトスタート制御部30の動作について説明する。
[スイッチング電源BBの構成]
本発明の第2実施形態に係る制御回路1Aを備えるスイッチング電源BBについて、図5を用いて以下に説明する。スイッチング電源BBは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源AAとは、制御回路1の代わりに制御回路1Aを備える点が異なる。制御回路1Aは、制御回路1とは、間欠制御部20の代わりに間欠制御部20Aを備える点と、ソフトスタート制御部30の代わりにソフトスタート制御部30Aを備える点と、が異なる。なお、スイッチング電源BBにおいて、スイッチング電源AAと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
間欠制御部20Aは、図3に示した間欠制御部20とは、インバータINV1および比較器CMPの代わりに、スイッチ素子SW4と、抵抗R4と、ツェナーダイオードZDと、シャントレギュレータTLと、を備える点が異なる。
ソフトスタート制御部30Aは、図3に示したソフトスタート制御部30とは、インバータINV3を備える点が異なる。
以上の構成を備える間欠制御部20Aおよびソフトスタート制御部30Aは、それぞれ、間欠制御部20およびソフトスタート制御部30と同様に動作する。
[スイッチング電源CCの構成]
図6は、本発明の第3実施形態に係る制御回路1Bを備えるスイッチング電源CCの回路図である。スイッチング電源CCは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源AAとは、スイッチ素子Q1、Q2の代わりにスイッチ素子Q3を備える点と、制御回路1の代わりに制御回路1Bを備える点と、が異なる。制御回路1Bは、制御回路1とは、制御部10の代わりに制御部10Aを備える点が異なる。
なお、スイッチング電源CCにおいて、スイッチング電源AAと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
スイッチ素子Q3は、NチャネルMOSFETで構成される。このスイッチ素子Q3のドレインには、1次巻線W1の他端が接続され、スイッチ素子Q3のソースには、基準電位源GNDが接続される。スイッチ素子Q3のゲートには、制御部10Aの端子P5が接続される。制御部10Aは、制御部10と同様に、通常動作モードにおいては、スイッチング電源CCの出力電圧に応じてスイッチ素子Q3をスイッチング制御し、スタンバイモードにおいては、補助巻線W2の巻線電圧に応じてスイッチ素子Q3をバースト制御する。
10、10A;制御部
20、20A;間欠制御部
30、30A;ソフトスタート制御部
31;SS制御部
40;起動回路部
200;負荷
AA、BB、CC;スイッチング電源
C1〜C6;キャパシタ
CMP;比較器
FF1、FF2;フリップフロップ
Q1〜Q3;スイッチ素子
R1〜R4;抵抗
SW1〜SW4;スイッチ素子
VON;第1の閾値電圧
VOFF;第2の閾値電圧
VSTART;起動電圧
W2;補助巻線
Claims (7)
- スイッチング電源に設けられたスイッチ素子をスイッチング制御して、必要な出力電圧に入力電圧から変換制御させる制御回路であって、
前記制御回路を動作させるのに必要な制御電力が供給されている期間に前記スイッチ素子をスイッチング制御する制御手段と、
通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードにおいて、前記スイッチング電源に設けられたコイルの制御巻線の巻線電圧に基づいて、前記制御手段への制御電力の供給を制御する電力供給制御手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、予め定められた第1の閾値電圧まで上昇した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を停止し、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、前記第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧まで低下した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を開始し、
前記制御手段には、前記制御電力として、前記制御巻線の巻線電圧が供給されるとともに、前記制御巻線の巻線電圧が前記制御回路において予め定められた起動電圧以下であれば、前記スイッチング電源に設けられた起動回路から電力が供給され、
前記制御手段は、予め定められた上限オン幅を上限として時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くするソフトスタート制御と、前記制御巻線の巻線電圧が前記起動電圧以下になると前記ソフトスタート制御の初期化を行う初期化制御と、を行い、
前記制御手段によるソフトスタート制御時に、時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くする度合いを制御して、当該ソフトスタート制御を行う時間を制御するソフトスタート制御手段を備え、
前記ソフトスタート制御手段は、前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が予め定められた上限回数に達してから、当該スタンバイモードが終了するまでの間においては、前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が当該上限回数未満である場合と比べて、前記ソフトスタート制御を行う時間を短くすることを特徴とするスイッチング電源の制御回路。 - スイッチング電源に設けられたスイッチ素子をスイッチング制御して、必要な出力電圧に入力電圧から変換制御させる制御回路であって、
前記制御回路を動作させるのに必要な制御電力が供給されている期間に前記スイッチ素子をスイッチング制御する制御手段と、
通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードにおいて、前記スイッチング電源に設けられたコイルの制御巻線の巻線電圧に基づいて、前記制御手段への制御電力の供給を制御する電力供給制御手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、予め定められた第1の閾値電圧まで上昇した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を停止し、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、前記第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧まで低下した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を開始し、
前記制御手段には、前記制御電力として、前記制御巻線の巻線電圧が供給されるとともに、前記制御巻線の巻線電圧が前記制御回路において予め定められた起動電圧以下であれば、前記スイッチング電源に設けられた起動回路から電力が供給され、
前記制御手段は、予め定められた上限オン幅を上限として時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くするソフトスタート制御と、前記制御巻線の巻線電圧が前記起動電圧以下になると前記ソフトスタート制御の初期化を行う初期化制御と、を行い、
前記制御手段によるソフトスタート制御時に、時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くする度合いを制御して、当該ソフトスタート制御を行う時間を制御するソフトスタート制御手段を備え、
前記ソフトスタート制御手段は、前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が予め定められた上限回数に達してから、当該スタンバイモードが終了するまでの間においては、前記スタンバイモードで前記スイッチング電源を起動させる場合と比べて、前記ソフトスタート制御を行う時間を短くすることを特徴とするスイッチング電源の制御回路。 - スイッチング電源に設けられたスイッチ素子をスイッチング制御して、必要な出力電圧に入力電圧から変換制御させる制御回路であって、
前記制御回路を動作させるのに必要な制御電力が供給されている期間に前記スイッチ素子をスイッチング制御する制御手段と、
通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードにおいて、前記スイッチング電源に設けられたコイルの制御巻線の巻線電圧に基づいて、前記制御手段への制御電力の供給を制御する電力供給制御手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、予め定められた第1の閾値電圧まで上昇した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を停止し、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、前記第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧まで低下した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を開始し、
前記制御手段には、前記制御電力として、前記制御巻線の巻線電圧が供給されるとともに、前記制御巻線の巻線電圧が前記制御回路において予め定められた起動電圧以下であれば、前記スイッチング電源に設けられた起動回路から電力が供給され、
前記制御手段は、予め定められた上限オン幅を上限として時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くするソフトスタート制御と、前記制御巻線の巻線電圧が前記起動電圧以下になると前記ソフトスタート制御の初期化を行う初期化制御と、を行い、
前記制御手段によるソフトスタート制御時に、時間が経過するに従って前記スイッチ素子のオン幅を広くする度合いを制御して、当該ソフトスタート制御を行う時間を制御するソフトスタート制御手段を備え、
前記ソフトスタート制御手段は、
前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が予め定められた上限回数に達してから、当該スタンバイモードが終了するまでの間においては、前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が当該上限回数未満である場合と比べて、前記ソフトスタート制御を行う時間を短くするとともに、
前記スタンバイモードに切り替わった後に前記ソフトスタート制御を行った回数が予め定められた上限回数に達してから、当該スタンバイモードが終了するまでの間においては、前記スタンバイモードで前記スイッチング電源を起動させる場合と比べて、前記ソフトスタート制御を行う時間を短くすることを特徴とするスイッチング電源の制御回路。 - 前記第1の閾値電圧および前記第2の閾値電圧は、前記起動電圧より高く設定されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスイッチング電源の制御回路。
- 前記制御手段と、前記電力供給制御手段と、前記ソフトスタート制御手段とは、一体に形成されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のスイッチング電源の制御回路。
- 前記スイッチング電源は、直列接続された2つのスイッチ素子の接続点に、当該スイッチング電源に設けられたトランスの1次巻線とキャパシタとが直列接続された電流共振型のスイッチング電源であって、
前記制御手段は、前記スタンバイモードおいて、前記2つのスイッチ素子のそれぞれのオン幅を互いに異ならせることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のスイッチング電源の制御回路。 - スイッチング電源に設けられたスイッチ素子をスイッチング制御して、必要な出力電圧に入力電圧から変換制御させる制御回路であって、
前記制御回路を動作させるのに必要な制御電力が供給されている期間に前記スイッチ素子をスイッチング制御する制御手段と、
通常動作モードと比べて出力に必要な負荷電流の小さいスタンバイモードにおいて、前記スイッチング電源に設けられたコイルの制御巻線の巻線電圧に基づいて、前記制御手段への制御電力の供給を制御する電力供給制御手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、予め定められた第1の閾値電圧まで上昇した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を停止し、
前記スタンバイモードにおいて、前記制御巻線の巻線電圧が、前記第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧まで低下した場合には、前記制御手段への制御電力の供給を開始し、
前記スイッチング電源は、直列接続された2つのスイッチ素子の接続点に、当該スイッチング電源に設けられたトランスの1次巻線とキャパシタとが直列接続された電流共振型のスイッチング電源であって、
前記制御手段は、前記スタンバイモードおいて、前記2つのスイッチ素子のそれぞれのオン幅を互いに異ならせることを特徴とするスイッチング電源の制御回路。
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