JP6013263B2 - Soft start control circuit, semiconductor integrated circuit, and isolated switching power supply - Google Patents

Soft start control circuit, semiconductor integrated circuit, and isolated switching power supply Download PDF

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本発明は、ソフトスタート制御回路、半導体集積回路、および絶縁型スイッチング電源に関する。より詳しくは、本発明は、絶縁型スイッチング電源のソフトスタート動作を制御するソフトスタート制御回路、該ソフトスタート制御回路を半導体基板上に形成した半導体集積回路、および該ソフトスタート制御回路を備える絶縁型スイッチング電源に関する。   The present invention relates to a soft start control circuit, a semiconductor integrated circuit, and an isolated switching power supply. More specifically, the present invention relates to a soft start control circuit for controlling a soft start operation of an isolated switching power supply, a semiconductor integrated circuit in which the soft start control circuit is formed on a semiconductor substrate, and an insulating type including the soft start control circuit. It relates to a switching power supply.

従来より、交流電源から入力した電圧を整流して得られた電圧を、スイッチにより交流電圧にしてトランス部の一次側巻線に供給し、二次側巻線に発生した交流電圧を整流平滑化することで所望の直流電圧を出力する絶縁型スイッチング電源が知られている。   Conventionally, the voltage obtained by rectifying the voltage input from the AC power source is converted to AC voltage by the switch and supplied to the primary side winding of the transformer. The AC voltage generated in the secondary side winding is rectified and smoothed. Thus, an insulated switching power supply that outputs a desired DC voltage is known.

この絶縁型スイッチング電源には、通常モードに加えてバーストモードを有しているものがある。通常モードではスイッチを連続的にオン/オフ制御するのに対し、バーストモードでは、スイッチをオン/オフ制御するスイッチング期間と、スイッチをオン/オフ制御しないスイッチング休止期間とを交互に繰り返す。これにより、バーストモードにおけるスイッチング電源の消費電力は低減される。   Some of these insulated switching power supplies have a burst mode in addition to the normal mode. In the normal mode, the switch is continuously turned on / off, whereas in the burst mode, the switching period in which the switch is turned on / off and the switching pause period in which the switch is not turned on / off are alternately repeated. Thereby, the power consumption of the switching power supply in the burst mode is reduced.

また、絶縁型スイッチング電源の起動時における突入電流および出力電圧のオーバーシュートを軽減するために、電源起動時において出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタートと呼ばれる起動手法が知られている。ソフトスタート動作は、例えば、定電流源により充電されるコンデンサの電圧(ソフトスタート電圧)と所定の周期を有する三角波信号とを比較して得られるPWM信号を用いて、導通時間が徐々に長くなるようにスイッチをオン/オフ制御することにより行われる。   In addition, in order to reduce an inrush current and an overshoot of the output voltage at the start-up of the isolated switching power supply, a start-up method called soft start that gradually increases the output voltage at the time of power-up is known. In the soft start operation, for example, a conduction time is gradually increased by using a PWM signal obtained by comparing a voltage of a capacitor charged by a constant current source (soft start voltage) and a triangular wave signal having a predetermined period. In this way, the on / off control of the switch is performed.

特許文献1には、スイッチングパルスの発振器の動作を開始させるときに、ソフトスタート時間が通常の起動時より短くなるようにした電流共振型のスイッチング電源が記載されている。特許文献2には、複数の定電流源を設け、これを順次切り替えて用いることにより、ソフトスタート全体の時間を短縮したスイッチング電源が記載されている。   Patent Document 1 describes a current resonance type switching power supply in which a soft start time is shorter than that at a normal start-up time when an operation of a switching pulse oscillator is started. Patent Document 2 describes a switching power supply in which a plurality of constant current sources are provided, and these are sequentially switched and used to shorten the overall soft start time.

特開2009−189108号公報JP 2009-189108 A 特開2007−244086号公報JP 2007-244086 A

ところで、バーストモード設定下でソフトスタートによる電源起動を行う場合は、ソフトスタート時間が通常モードの場合に比べてずっと短くなる。即ち、ソフトスタート電圧が上昇する速度が通常モードの場合に比べてずっと速くなる。このため、出力電圧を徐々に上昇させることで突入電流やオーバーシュートを軽減するというソフトスタート動作による効果が低下する。   By the way, when the power is activated by soft start under the burst mode setting, the soft start time is much shorter than that in the normal mode. That is, the speed at which the soft start voltage rises is much faster than in the normal mode. For this reason, the effect by the soft start operation of reducing the inrush current and the overshoot by gradually increasing the output voltage is reduced.

そのため、出力電圧が上昇する電源起動の間、出力電圧が低く、かつ負荷に流れる電流が大きい状態となり、絶縁型スイッチング電源のトランス部に過大な電流が流れてしまう。その結果、例えば、トランス鳴きや、電流共振型電源の一種であるLLC電流共振型スイッチング電源の場合には共振はずれが起こるおそれがある。   For this reason, during the start-up of the power supply in which the output voltage rises, the output voltage is low and the current flowing through the load is large, and an excessive current flows through the transformer section of the insulated switching power supply. As a result, for example, in the case of a transformer squealing or an LLC current resonance type switching power supply which is a kind of current resonance type power supply, resonance may be lost.

この問題を解決するため、トランス部の一次側巻線の電圧に基づく参照電圧を用いて、ソフトスタート電圧の上昇速度を制御することが考えられる。即ち、参照電圧が所定の閾値電圧未満に低下した場合に、ソフトスタート電圧の上昇速度を通常モードにおけるソフトスタート電圧の上昇速度に切り替えて電源起動を行うことが考えられる。   In order to solve this problem, it is conceivable to control the rising speed of the soft start voltage using a reference voltage based on the voltage of the primary side winding of the transformer unit. That is, when the reference voltage drops below a predetermined threshold voltage, it is conceivable to start the power supply by switching the rising speed of the soft start voltage to the rising speed of the soft start voltage in the normal mode.

しかしながら、参照電圧は一次側巻線に磁気的に結合された補助巻線等により発生する電圧に基づくため、交流電源からの入力が途絶えた後、参照電圧が所定の閾値電圧未満に低下するのには、非常に長い時間を要する。このため、交流電源からの入力が短時間途絶えた後に回復した場合、より正確には、参照電圧が所定の閾値電圧まで低下しないうちに交流電源からの入力が回復した場合には、ソフトスタート電圧の上昇速度が切り替わらないという課題がある。   However, since the reference voltage is based on a voltage generated by an auxiliary winding or the like magnetically coupled to the primary winding, the reference voltage drops below a predetermined threshold voltage after the input from the AC power supply is interrupted. Takes a very long time. Therefore, if the input from the AC power supply is recovered after a short interruption, more precisely, if the input from the AC power supply recovers before the reference voltage drops to the predetermined threshold voltage, the soft start voltage There is a problem that the ascending speed does not switch.

そこで、本発明は、交流電源からの入力が途絶える時間の長短にかかわらず、バーストモードでソフトスタートによる電源起動を行う際、トランス部に過電流が流れることを確実に防止することが可能なソフトスタート制御回路、半導体集積回路、および絶縁型スイッチング電源を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a software that can reliably prevent an overcurrent from flowing in the transformer section when the power is started by the soft start in the burst mode regardless of the length of time that the input from the AC power supply is interrupted. An object is to provide a start control circuit, a semiconductor integrated circuit, and an isolated switching power supply.

本発明の一態様に係るソフトスタート制御回路は、
入力端子に接続された交流電源を整流する整流部と、前記整流部の出力と接地との間で直列接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するスイッチング部と、一端が前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチのスイッチ接続点に接続された一次側巻線および前記一次側巻線に磁気的に結合された二次側巻線を有するトランス部と、前記二次側巻線の両端に発生した交流電圧を整流平滑し、整流平滑された直流電圧を出力端子に出力する整流平滑部と、容量素子を有するコンデンサ部と、前記コンデンサ部の容量素子を充電するとともに、前記容量素子の充電電圧であるソフトスタート電圧が高くなるにつれて所定の上限導通時間を上限として導通時間が長くなるように前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを相補的に導通状態または遮断状態に制御するスイッチ制御回路と、を備える絶縁型スイッチング電源に用いられ、
前記スイッチ制御回路が間欠的に動作するバーストモードにおいて前記交流電源に基づくモニタ電圧が所定の入力閾値電圧未満に低下した場合、前記一次側巻線の電圧に基づく参照電圧が所定の出力閾値電圧に達するまで、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を、前記バーストモードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、前記第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替えることを特徴とする。
A soft start control circuit according to one embodiment of the present invention includes:
A rectifying unit for rectifying an AC power source connected to an input terminal, a switching unit having a high-side switch and a low-side switch connected in series between the output of the rectifying unit and the ground, and one end of the high-side switch and the A transformer unit having a primary side winding connected to a switch connection point of a low side switch and a secondary side winding magnetically coupled to the primary side winding, and an alternating current generated at both ends of the secondary side winding A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes a voltage and outputs a rectified and smoothed DC voltage to an output terminal, a capacitor unit having a capacitive element, a capacitor element of the capacitor unit, and a charge voltage of the capacitive element As the soft start voltage increases, the high side switch and the low size switch are set so that the conduction time becomes longer with a predetermined upper limit conduction time as an upper limit. A switch control circuit for controlling a complementary conductive state or blocking state switch, used in insulated switching power supply comprising,
In the burst mode in which the switch control circuit operates intermittently, when the monitor voltage based on the AC power supply drops below a predetermined input threshold voltage, the reference voltage based on the voltage of the primary winding becomes a predetermined output threshold voltage. Switching the rising speed of the soft start voltage from the first rising speed, which is the rising speed of the soft start voltage in the burst mode, to a second rising speed that is lower than the first rising speed until the first rising speed is reached. It is characterized by.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記コンデンサ部は、一端が前記スイッチ制御回路のコンデンサ電圧入力端子に接続された第1の容量素子と、一端が前記第1の容量素子の他端に接続され、他端が接地された第2の容量素子とを有し、
前記ソフトスタート制御回路は、前記第1の容量素子と前記第2の容量素子の間の容量素子接続点を接地することにより、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を前記第1の上昇速度から前記第2の上昇速度に切り替えるようにしてもよい。
In the soft start control circuit,
The capacitor unit has a first capacitor element having one end connected to the capacitor voltage input terminal of the switch control circuit, a second capacitor terminal connected to the other end of the first capacitor element, and the other end grounded. And a capacitive element,
The soft start control circuit grounds a capacitive element connection point between the first capacitive element and the second capacitive element, thereby increasing the rising speed of the soft start voltage from the first rising speed to the first rising speed. You may make it switch to 2 raise speed.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記モニタ電圧が入力されるラインセンス端子と、
前記参照電圧を分圧した分圧電圧が入力される分圧電圧入力端子と、
前記容量素子接続点に接続されるソフトスタート時間制御端子と、
前記モニタ電圧が前記入力閾値電圧未満の場合に、セット信号を出力するセット信号生成部と、
前記分圧電圧が前記出力閾値電圧に対応する電圧よりも大きい場合にリセット信号を出力するリセット信号生成部と、
前記セット信号を受信すると、前記容量素子接続点を接地に電気的に接続し、前記リセット信号を受信すると、前記容量素子接続点を接地から電気的に絶縁するソフトスタート時間制御部と、
を備えてもよい。
In the soft start control circuit,
A line sense terminal to which the monitor voltage is input;
A divided voltage input terminal to which a divided voltage obtained by dividing the reference voltage is input;
A soft start time control terminal connected to the capacitor element connection point;
A set signal generator for outputting a set signal when the monitor voltage is less than the input threshold voltage;
A reset signal generator that outputs a reset signal when the divided voltage is higher than a voltage corresponding to the output threshold voltage;
When the set signal is received, the capacitive element connection point is electrically connected to ground, and when the reset signal is received, the soft start time control unit electrically isolates the capacitive element connection point from the ground;
May be provided.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記モニタ電圧は、前記交流電源の電圧を整流し、前記整流した電圧を分圧して平滑化した直流電圧であるようにしてもよい。
In the soft start control circuit,
The monitor voltage may be a DC voltage obtained by rectifying the voltage of the AC power supply and dividing and smoothing the rectified voltage.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記第2の上昇速度は、前記スイッチ制御回路が連続的に動作する通常モードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度であるようにしてもよい。
In the soft start control circuit,
The second rising speed may be a rising speed of the soft start voltage in a normal mode in which the switch control circuit operates continuously.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記出力閾値電圧は、前記バーストモードにおける前記参照電圧の上限の電圧であるようにしてもよい。
In the soft start control circuit,
The output threshold voltage may be an upper limit voltage of the reference voltage in the burst mode.

また、前記ソフトスタート制御回路において、
前記参照電圧は、前記一次側巻線に磁気的に結合された補助巻線の両端に発生する交流電圧を整流平滑した直流電圧であるようにしてもよい。
In the soft start control circuit,
The reference voltage may be a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding magnetically coupled to the primary winding.

本発明の一態様に係る半導体集積回路は、本発明のソフトスタート制御回路を所定の半導体基板上に形成したことを特徴とする。   A semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention is characterized in that the soft start control circuit of the present invention is formed over a predetermined semiconductor substrate.

本発明の一態様に係る半導体集積回路は、本発明のソフトスタート制御回路と、前記スイッチ制御回路とを所定の半導体基板上に形成したことを特徴とする。   A semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention is characterized in that the soft start control circuit of the present invention and the switch control circuit are formed over a predetermined semiconductor substrate.

本発明の一態様に係る絶縁型スイッチング電源は、
入力端子に接続された交流電源を整流する整流部と、
前記整流部の出力と接地との間で直列接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するスイッチング部と、
一端が前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチのスイッチ接続点に接続された一次側巻線と、前記一次側巻線に磁気的に結合された二次側巻線とを有するトランス部と、
前記二次側巻線の両端に発生した交流電圧を整流平滑し、整流平滑された直流電圧を出力端子に出力する整流平滑部と、
容量素子を有するコンデンサ部と、
前記コンデンサ部の容量素子を充電するとともに、前記容量素子の充電電圧であるソフトスタート電圧が高くなるにつれて所定の上限導通時間を上限として導通時間が長くなるように前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを相補的に導通状態または遮断状態に制御するスイッチ制御回路と、
前記入力端子に接続され、前記交流電源に基づくモニタ電圧を生成するモニタ電圧生成部と、
前記スイッチ制御回路が間欠的に動作するバーストモードにおいて前記モニタ電圧が所定の入力閾値電圧未満に低下した場合、前記一次側巻線の電圧に基づく参照電圧が所定の出力閾値電圧に達するまで、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を、前記バーストモードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、前記第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替えるソフトスタート制御回路と、
を備えることを特徴とする。
An insulated switching power supply according to one aspect of the present invention is provided.
A rectifying unit for rectifying the AC power source connected to the input terminal;
A switching unit having a high-side switch and a low-side switch connected in series between the output of the rectifying unit and the ground;
A transformer unit having a primary winding connected at one end to a switch connection point of the high-side switch and the low-side switch, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding;
A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the secondary winding, and outputs the rectified and smoothed DC voltage to an output terminal;
A capacitor unit having a capacitive element;
The high-side switch and the low-side switch are charged so as to increase the conduction time with a predetermined upper limit conduction time as an upper limit as the soft start voltage, which is the charging voltage of the capacitance element, increases, while charging the capacitance element of the capacitor unit. A switch control circuit which controls the conduction state or the interruption state in a complementary manner;
A monitor voltage generator connected to the input terminal for generating a monitor voltage based on the AC power supply;
In the burst mode in which the switch control circuit operates intermittently, when the monitor voltage falls below a predetermined input threshold voltage, until the reference voltage based on the voltage of the primary winding reaches a predetermined output threshold voltage, A soft start control circuit that switches a rising speed of the soft start voltage from a first rising speed that is a rising speed of the soft start voltage in the burst mode to a second rising speed that is lower than the first rising speed; ,
It is characterized by providing.

前記絶縁型スイッチング電源において、
前記モニタ電圧生成部は、前記交流電源の電圧を整流し、前記整流した電圧を分圧して平滑化した直流電圧を、前記モニタ電圧として、前記ソフトスタート制御回路に出力するようにしてもよい。
In the insulated switching power supply,
The monitor voltage generation unit may rectify the voltage of the AC power supply and output a DC voltage obtained by dividing and smoothing the rectified voltage as the monitor voltage to the soft start control circuit.

前記絶縁型スイッチング電源において、
前記トランス部は、前記一次側巻線に磁気的に結合された補助巻線をさらに有し、
前記参照電圧は、前記補助巻線の両端に発生する交流電圧を整流平滑した直流電圧であるようにしてもよい。
In the insulated switching power supply,
The transformer unit further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary winding,
The reference voltage may be a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding.

前記絶縁型スイッチング電源において、
前記一次側巻線に直列又は並列に接続された共振用の容量素子をさらに備えてもよい。
In the insulated switching power supply,
A resonance capacitive element connected in series or in parallel to the primary winding may be further provided.

本発明では、バーストモードにおいて、交流電源に基づくモニタ電圧が所定の入力閾値電圧未満に低下した場合、一次側巻線の電圧に基づく参照電圧が所定の出力閾値電圧に達するまで、ソフトスタート電圧の上昇速度を、バーストモードにおけるソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替える。これにより、バーストモードでソフトスタートによる電源起動を行った場合においても、ソフトスタートの効果が低下せず、トランス部に過電流が流れることを防止することができる。   In the present invention, in the burst mode, when the monitor voltage based on the AC power supply drops below a predetermined input threshold voltage, the soft start voltage is increased until the reference voltage based on the voltage of the primary winding reaches the predetermined output threshold voltage. The rising speed is switched from the first rising speed, which is the rising speed of the soft start voltage in the burst mode, to the second rising speed that is lower than the first rising speed. Thereby, even when the power supply is activated by the soft start in the burst mode, the effect of the soft start is not deteriorated, and it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the transformer unit.

また、本発明では、交流電源に基づくモニタ電圧に基づいてソフトスタート電圧の上昇速度を切り替えることから、交流電源からの入力が短時間途絶えた場合であっても、ソフトスタート電圧の上昇電圧を第1の上昇速度から第2の上昇速度に確実に切り替えることができる。   In the present invention, since the soft start voltage rise speed is switched based on the monitor voltage based on the AC power supply, even if the input from the AC power supply is interrupted for a short time, the soft start voltage rise voltage is increased. It is possible to reliably switch from the rising speed of 1 to the second rising speed.

よって、本発明によれば、交流電源からの入力が途絶える時間の長短にかかわらず、バーストモードでソフトスタートによる電源起動を行う際、トランス部に過電流が流れることを確実に防止することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the transformer section when the power is activated by the soft start in the burst mode regardless of the length of time that the input from the AC power supply is interrupted. .

本発明の第1の実施形態に係る絶縁型スイッチング電源の概略的な構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an isolated switching power supply according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るソフトスタート制御回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a soft start control circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る絶縁型スイッチング電源の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the insulation type switching power supply which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る絶縁型スイッチング電源におけるスイッチ制御回路の一部およびコンデンサ部の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram of a part of switch control circuit and capacitor | condenser part in the insulation type switching power supply which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る絶縁型スイッチング電源1について説明する。図1は、本実施形態に係る絶縁型スイッチング電源1の概略的な構成図を示している。
(First embodiment)
An insulated switching power supply 1 according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an insulating switching power supply 1 according to the present embodiment.

絶縁型スイッチング電源1は、入力端子2a,2bに交流電源(図示せず)が接続され、該交流電源から入力された交流電力を所望の直流電力に変換して、出力端子7a,7bから出力するスイッチング電源である。   The insulation type switching power supply 1 is connected to input terminals 2a and 2b with an AC power supply (not shown), converts AC power input from the AC power supply into desired DC power, and outputs it from output terminals 7a and 7b. Switching power supply.

図1に示すように、絶縁型スイッチング電源1は、入力端子2a,2bと、整流部3と、スイッチング部4と、トランス部5と、整流平滑部6と、出力端子7a,7bと、コンデンサ部8と、スイッチ制御回路9と、ソフトスタート制御回路10と、整流平滑部11と、モニタ電圧生成部12とを備えている。   As shown in FIG. 1, an insulating switching power supply 1 includes input terminals 2a and 2b, a rectifying unit 3, a switching unit 4, a transformer unit 5, a rectifying and smoothing unit 6, output terminals 7a and 7b, and a capacitor. Unit 8, switch control circuit 9, soft start control circuit 10, rectifying / smoothing unit 11, and monitor voltage generating unit 12.

なお、絶縁型スイッチング電源1は、整流部3の出力とハイサイドスイッチQ1との間に、インダクタを有する力率改善回路(PFC、図示せず)を備えていてもよい。   The isolated switching power supply 1 may include a power factor correction circuit (PFC, not shown) having an inductor between the output of the rectifying unit 3 and the high-side switch Q1.

また、図1に示すように、絶縁型スイッチング電源1は、一次側巻線W1と接地との間で直列接続された共振用の容量素子C4および抵抗R1をさらに備え、電流共振型のスイッチング電源として構成されてもよい。容量素子C4は、一次側巻線W1の一端とスイッチ接続点Mとの間に一次側巻線W1に直列に接続されていてもよい。あるいは、容量素子C4は、一次側巻線W1に並列接続されていてもよい。   As shown in FIG. 1, the insulating switching power supply 1 further includes a resonance capacitive element C4 and a resistor R1 connected in series between the primary winding W1 and the ground, and is a current resonance switching power supply. It may be configured as. The capacitive element C4 may be connected in series with the primary winding W1 between one end of the primary winding W1 and the switch connection point M. Alternatively, the capacitive element C4 may be connected in parallel to the primary side winding W1.

整流部3は、入力端子2a,2bに接続された交流電源を整流(半波整流または全波整流)する。そして、整流部3は、整流された入力整流電圧を出力する。整流部3は、例えば、ブリッジダイオードを用いて構成される。なお、整流部3は、平滑用コンデンサを備えて交流電源を整流平滑して出力するようにしてもよい。   The rectification unit 3 rectifies (half-wave rectification or full-wave rectification) the AC power supply connected to the input terminals 2a and 2b. And the rectifier 3 outputs the rectified input rectified voltage. The rectifying unit 3 is configured using, for example, a bridge diode. Note that the rectifying unit 3 may include a smoothing capacitor and rectify and smooth the AC power supply for output.

スイッチング部4は、図1に示すように、整流部3の出力と接地との間で直列接続されたハイサイドスイッチQ1およびローサイドスイッチQ2を有する。ハイサイドスイッチQ1およびローサイドスイッチQ2は、n型MOSFETなどの半導体スイッチング素子である。   As shown in FIG. 1, the switching unit 4 includes a high-side switch Q1 and a low-side switch Q2 connected in series between the output of the rectifying unit 3 and the ground. The high side switch Q1 and the low side switch Q2 are semiconductor switching elements such as an n-type MOSFET.

トランス部5は、図1に示すように、一次側巻線W1と、二次側巻線W2と、補助巻線W3とを有する。一次側巻線W1は、一端がハイサイドスイッチQ1とローサイドスイッチQ2のスイッチ接続点Mに接続されている。二次側巻線W2および補助巻線W3は、一次側巻線W1に磁気的に結合されている。   As shown in FIG. 1, the transformer unit 5 includes a primary winding W1, a secondary winding W2, and an auxiliary winding W3. One end of the primary winding W1 is connected to a switch connection point M of the high side switch Q1 and the low side switch Q2. Secondary winding W2 and auxiliary winding W3 are magnetically coupled to primary winding W1.

一次側巻線W1の他端は、図1に示すように、直列接続された容量素子C4および抵抗R1を介して接地されている。なお、一次側巻線W1の他端は、容量素子C4および抵抗R1を介さずに直接接地されていてもよい。   As shown in FIG. 1, the other end of the primary winding W1 is grounded via a series-connected capacitive element C4 and a resistor R1. Note that the other end of the primary winding W1 may be directly grounded without passing through the capacitive element C4 and the resistor R1.

整流平滑部6は、二次側巻線W2の両端に発生した交流電圧を整流平滑し、整流平滑された直流電圧を出力端子7a,7bに出力する。整流平滑部6は、例えば、図1に示すように、整流素子D1,D2および平滑用の容量素子C3を有するものとして構成される。より詳しくは、整流素子D1は、二次側巻線W2の一端にアノードが接続され、出力端子7aにカソードが接続されている。整流素子D2は、二次側巻線W2の他端にアノードが接続され、出力端子7aにカソードが接続されている。容量素子C3は、一端が出力端子7aに接続され、他端が出力端子7bに接続されている。また、出力端子7bは、二次側巻線W2のセンタータップに接続されている。   The rectifying / smoothing unit 6 rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the secondary winding W2, and outputs the rectified and smoothed DC voltage to the output terminals 7a and 7b. For example, as shown in FIG. 1, the rectifying / smoothing unit 6 is configured to include rectifying elements D1, D2 and a smoothing capacitive element C3. More specifically, in the rectifying element D1, an anode is connected to one end of the secondary winding W2, and a cathode is connected to the output terminal 7a. The rectifier element D2 has an anode connected to the other end of the secondary winding W2, and a cathode connected to the output terminal 7a. The capacitive element C3 has one end connected to the output terminal 7a and the other end connected to the output terminal 7b. The output terminal 7b is connected to the center tap of the secondary winding W2.

なお、整流平滑部6は、二次側巻線W2の両端に発生した交流電圧を整流平滑することが可能であれば、上記の構成に限らない。また、図1では、整流平滑部6は1つのみ記載しているが、これに限らず、二次側巻線W2を2つ以上並列的に設けて、各々の二次側巻線W2に整流平滑部6を設けてもよい。   Note that the rectifying / smoothing unit 6 is not limited to the above configuration as long as it can rectify and smooth the AC voltage generated at both ends of the secondary winding W2. In FIG. 1, only one rectifying / smoothing unit 6 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and two or more secondary windings W2 are provided in parallel, and each secondary winding W2 is provided. A rectifying / smoothing unit 6 may be provided.

コンデンサ部8は、図1に示すように、直列接続された容量素子C1およびC2を有する。容量素子C1は、一端がスイッチ制御回路9のコンデンサ電圧入力端子SSに接続されている。容量素子C2は、一端が容量素子C1の他端に接続され、他端が接地されている。   As shown in FIG. 1, the capacitor unit 8 includes capacitive elements C1 and C2 connected in series. One end of the capacitive element C <b> 1 is connected to the capacitor voltage input terminal SS of the switch control circuit 9. One end of the capacitive element C2 is connected to the other end of the capacitive element C1, and the other end is grounded.

なお、コンデンサ部8の有する容量素子の数は2個に限らず、コンデンサ部8は3個以上の容量素子を有してもよい。   Note that the number of capacitor elements included in the capacitor unit 8 is not limited to two, and the capacitor unit 8 may include three or more capacitor elements.

スイッチ制御回路9は、スイッチを介してコンデンサ電圧入力端子SSに接続された定電流源(図示せず)を有しており、ソフトスタート動作の際、スイッチを導通状態にして、定電流源によりコンデンサ部8の容量素子C1,C2を充電する。   The switch control circuit 9 has a constant current source (not shown) connected to the capacitor voltage input terminal SS through the switch. During the soft start operation, the switch is turned on and the constant current source Capacitance elements C1 and C2 of the capacitor unit 8 are charged.

また、スイッチ制御回路9は、ソフトスタート動作の際、コンデンサ電圧入力端子SSの電圧である容量素子C1,C2の充電電圧(ソフトスタート電圧)に基づいて、ハイサイドスイッチQ1およびローサイドスイッチQ2をスイッチングさせる。   In addition, the switch control circuit 9 switches the high-side switch Q1 and the low-side switch Q2 based on the charging voltage (soft-start voltage) of the capacitive elements C1 and C2, which is the voltage at the capacitor voltage input terminal SS, during the soft-start operation. Let

より詳しくは、スイッチ制御回路9は、ソフトスタート動作の際、ソフトスタート電圧が高くなるにつれて所定の上限導通時間(上限オン幅)を上限として導通時間(オン幅)が長くなるように、ハイサイドスイッチQ1およびローサイドスイッチQ2を相補的に導通状態または遮断状態に制御する。   More specifically, in the soft start operation, the switch control circuit 9 sets the high side so that the conduction time (on width) becomes longer with a predetermined upper limit conduction time (upper on width) as the upper limit as the soft start voltage becomes higher. The switch Q1 and the low-side switch Q2 are complementarily controlled to a conductive state or a cut-off state.

ここで、「相補的に」という文言は、いわゆるデッドタイムを挟んでスイッチングする場合も含んでいる。即ち、ハイサイドスイッチQ1およびローサイドスイッチQ2の両方が遮断状態になる時間を挟んで、一方のスイッチを導通状態にして他方のスイッチを遮断状態にすることも含む。   Here, the term “complementarily” includes the case of switching with a so-called dead time. That is, including the time when both the high-side switch Q1 and the low-side switch Q2 are in the cut-off state, one switch is turned on and the other switch is cut-off.

なお、スイッチ制御回路9は、例えば、ICチップとして構成される。即ち、スイッチ制御回路9は、所定の半導体基板上に形成された半導体集積回路として構成することが可能である。   The switch control circuit 9 is configured as an IC chip, for example. That is, the switch control circuit 9 can be configured as a semiconductor integrated circuit formed on a predetermined semiconductor substrate.

ソフトスタート制御回路10は、ソフトスタート動作を制御する。ソフトスタート制御回路10の詳細な構成および動作は後述する。   The soft start control circuit 10 controls the soft start operation. The detailed configuration and operation of the soft start control circuit 10 will be described later.

整流平滑部11は、補助巻線W3の両端に発生した交流電圧を整流平滑して、ソフトスタート制御回路10に出力する。この整流平滑部11は、例えば、図1に示すように、アノードが補助巻線W3の一端に接続され、カソードがソフトスタート制御回路10に接続された整流素子D3と、一端が整流素子D3のカソードに接続され、他端が補助巻線W3の他端に接続された平滑用の容量素子C5とを有するものとして構成される。   The rectifying / smoothing unit 11 rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding W3 and outputs the rectified and smoothed output to the soft start control circuit 10. For example, as shown in FIG. 1, the rectifying / smoothing unit 11 includes a rectifying element D3 having an anode connected to one end of the auxiliary winding W3 and a cathode connected to the soft start control circuit 10, and one end of the rectifying element D3. A smoothing capacitive element C5 is connected to the cathode and the other end is connected to the other end of the auxiliary winding W3.

モニタ電圧生成部12は、絶縁型スイッチング電源1の入力端子2a,2bに接続され、交流電源に基づくモニタ電圧を生成し、ソフトスタート制御回路10に出力する。   The monitor voltage generator 12 is connected to the input terminals 2 a and 2 b of the insulating switching power supply 1, generates a monitor voltage based on the AC power supply, and outputs the monitor voltage to the soft start control circuit 10.

このモニタ電圧生成部12は、例えば、図1に示すように、整流素子D4,D5と、抵抗R4,R5と、平滑用の容量素子C6とにより構成される。ここで、整流素子D4および整流素子D5は、アノードが入力端子2aおよび入力端子2bにそれぞれ接続され、カソードが互いに接続されている。また、抵抗R4と抵抗R5は直列接続されている。抵抗R4は整流素子D4,D5のカソードに接続され、抵抗R5は接地されている。容量素子C6は、一端が抵抗R4と抵抗R5の接続点に接続され、他端が接地されている。   For example, as shown in FIG. 1, the monitor voltage generation unit 12 includes rectifying elements D4 and D5, resistors R4 and R5, and a smoothing capacitive element C6. Here, the rectifier element D4 and the rectifier element D5 have anodes connected to the input terminal 2a and the input terminal 2b, respectively, and cathodes connected to each other. Further, the resistor R4 and the resistor R5 are connected in series. The resistor R4 is connected to the cathodes of the rectifying elements D4 and D5, and the resistor R5 is grounded. One end of the capacitive element C6 is connected to the connection point between the resistor R4 and the resistor R5, and the other end is grounded.

このような構成により、モニタ電圧生成部12は、交流電源の電圧を整流し、その整流された電圧を抵抗R4と抵抗R5で分圧し、分圧された電圧を容量素子C6で平滑化して得られた直流電圧を、モニタ電圧として、ソフトスタート制御回路10に出力する。   With such a configuration, the monitor voltage generator 12 rectifies the voltage of the AC power supply, divides the rectified voltage with the resistors R4 and R5, and smoothes the divided voltage with the capacitive element C6. The obtained DC voltage is output to the soft start control circuit 10 as a monitor voltage.

なお、モニタ電圧生成部12は、整流部3の入力側電圧のモニタではなく、整流部3の出力側電圧をモニタするものとして構成されてもよい。この場合、モニタ電圧生成部12は、整流部3が出力した入力整流電圧を必要に応じて分圧してソフトスタート制御回路10に出力する。   Note that the monitor voltage generation unit 12 may be configured not to monitor the input side voltage of the rectification unit 3 but to monitor the output side voltage of the rectification unit 3. In this case, the monitor voltage generator 12 divides the input rectified voltage output from the rectifier 3 as necessary and outputs the divided voltage to the soft start control circuit 10.

<ソフトスタート制御回路10の構成>
ソフトスタート制御回路10は、図1に示すように、端子として、参照電圧入力端子VWと、分圧電圧入力端子COMPと、ソフトスタート時間制御端子SSCと、電圧入力端子Vinと、電力供給端子KVc1と、ラインセンス端子LSinとを備える。
<Configuration of Soft Start Control Circuit 10>
As shown in FIG. 1, the soft start control circuit 10 includes, as terminals, a reference voltage input terminal VW, a divided voltage input terminal COMP, a soft start time control terminal SSC, a voltage input terminal Vin, and a power supply terminal KVc1. And a line sense terminal LSin.

参照電圧入力端子VWは、整流平滑部11を介して補助巻線W3に接続され、参照電圧が入力される。参照電圧は、補助巻線W3の両端に発生する交流電圧を整流平滑部11により整流平滑した直流電圧である。なお、参照電圧は、補助電源の出力する直流電圧であってもよい。ここで、補助電源は、直流電源を有し、一次側巻線W1の両端に発生する電圧に応じた直流電圧を参照電圧入力端子VWに出力する電源である。このように参照電圧は、一次側巻線W1の電圧に基づく電圧であり、絶縁型スイッチング電源1の動作レベル(出力電圧)を反映している。   The reference voltage input terminal VW is connected to the auxiliary winding W3 via the rectifying / smoothing unit 11 and receives a reference voltage. The reference voltage is a DC voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding W3 by the rectifying and smoothing unit 11. The reference voltage may be a DC voltage output from the auxiliary power source. Here, the auxiliary power supply is a power supply that has a DC power supply and outputs a DC voltage corresponding to a voltage generated at both ends of the primary winding W1 to the reference voltage input terminal VW. Thus, the reference voltage is a voltage based on the voltage of the primary winding W1, and reflects the operation level (output voltage) of the isolated switching power supply 1.

分圧電圧入力端子COMPは、参照電圧を抵抗R2および抵抗R3により分圧した分圧電圧が入力される。ソフトスタート時間制御端子SSCは、容量素子接続点Nに接続されている。電圧入力端子Vinは、整流部3が出力した入力整流電圧が入力される端子である。電力供給端子KVc1は、スイッチ制御回路9に動作電力を供給するための端子である。ラインセンス端子LSinは、モニタ電圧生成部12の出力に接続され、モニタ電圧が入力される。   A divided voltage obtained by dividing the reference voltage by the resistors R2 and R3 is input to the divided voltage input terminal COMP. The soft start time control terminal SSC is connected to the capacitor element connection point N. The voltage input terminal Vin is a terminal to which the input rectified voltage output from the rectifying unit 3 is input. The power supply terminal KVc 1 is a terminal for supplying operating power to the switch control circuit 9. The line sense terminal LSin is connected to the output of the monitor voltage generator 12 and receives the monitor voltage.

次に、図2を参照して、本実施形態に係るソフトスタート制御回路10の内部構成について詳しく説明する。図2はソフトスタート制御回路10の回路図の一例を示している。   Next, the internal configuration of the soft start control circuit 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a circuit diagram of the soft start control circuit 10.

ソフトスタート制御回路10は、セット信号生成部21と、リセット信号生成部22と、比較器CMP3と、SRフリップフロップFF2と、ソフトスタート時間制御部23と、比較器CMP4と、スイッチQ4と、スイッチQ5と、ゲート電圧制御部25と、レベルシフト回路24と、整流素子D6とを備えている。   The soft start control circuit 10 includes a set signal generation unit 21, a reset signal generation unit 22, a comparator CMP3, an SR flip-flop FF2, a soft start time control unit 23, a comparator CMP4, a switch Q4, and a switch Q5, a gate voltage control unit 25, a level shift circuit 24, and a rectifier element D6 are provided.

セット信号生成部21は、モニタ電圧が入力閾値電圧Vth_LS未満の場合に、セット信号(Hレベル信号)を出力するものとして構成されている。セット信号は、交流電源からの入力電圧が所定の値を下回ったことを示す入力電圧低下信号である。   The set signal generation unit 21 is configured to output a set signal (H level signal) when the monitor voltage is less than the input threshold voltage Vth_LS. The set signal is an input voltage drop signal indicating that the input voltage from the AC power supply has fallen below a predetermined value.

上記のセット信号生成部21は、例えば、図2に示すように、比較器CMP1で構成される。比較器CMP1は、ラインセンス端子LSinに接続された入力端子(−)と、入力閾値電圧Vth_LSが入力される入力端子(+)と、入力端子(−)の電圧が入力端子(+)の電圧よりも小さい場合にセット信号を出力する出力端子とを有する。   The set signal generation unit 21 includes, for example, a comparator CMP1 as shown in FIG. The comparator CMP1 includes an input terminal (−) connected to the line sense terminal LSin, an input terminal (+) to which the input threshold voltage Vth_LS is input, and the voltage at the input terminal (−) is the voltage at the input terminal (+). And an output terminal for outputting a set signal when it is smaller.

リセット信号生成部22は、分圧電圧入力端子COMPに入力される分圧電圧が出力閾値電圧Vth_HLに対応する電圧Vaよりも大きい場合にリセット信号(Hレベル信号)を出力するものとして構成されている。出力閾値電圧Vth_HLに対応する電圧Vaは、出力閾値電圧Vth_HLを抵抗R2および抵抗R3で分圧した電圧である。リセット信号は、出力電圧がバーストモードにおける上限値に達したことを示す出力電圧上昇完了信号である。   The reset signal generation unit 22 is configured to output a reset signal (H level signal) when the divided voltage input to the divided voltage input terminal COMP is higher than the voltage Va corresponding to the output threshold voltage Vth_HL. Yes. The voltage Va corresponding to the output threshold voltage Vth_HL is a voltage obtained by dividing the output threshold voltage Vth_HL by the resistor R2 and the resistor R3. The reset signal is an output voltage rise completion signal indicating that the output voltage has reached the upper limit value in the burst mode.

上記のリセット信号生成部22は、例えば、図2に示すように、比較器CMP2および比較器CMP2の出力端子に接続されたNOTゲートN1で構成される。比較器CMP2は、分圧電圧入力端子COMPに接続された入力端子(−)と、電圧Vaが入力される入力端子(+)と、入力端子(−)の電圧が入力端子(+)の電圧よりも小さい場合にリセット信号を出力する出力端子とを有する。   For example, as shown in FIG. 2, the reset signal generation unit 22 includes a comparator CMP2 and a NOT gate N1 connected to the output terminal of the comparator CMP2. The comparator CMP2 includes an input terminal (−) connected to the divided voltage input terminal COMP, an input terminal (+) to which the voltage Va is input, and the voltage at the input terminal (−) is the voltage at the input terminal (+). And an output terminal for outputting a reset signal when it is smaller.

比較器CMP3は、分圧電圧入力端子COMPに接続された入力端子(−)と、出力閾値電圧Vth_LLに対応する電圧Vbが入力される入力端子(+)と、入力端子(−)の電圧が入力端子(+)の電圧よりも小さい場合にHレベル信号を出力し、そうでない場合にLレベル信号を出力する出力端子とを有する。出力閾値電圧Vth_LLに対応する電圧Vbは、出力閾値電圧Vth_LLを抵抗R2および抵抗R3で分圧した電圧である。   The comparator CMP3 has an input terminal (−) connected to the divided voltage input terminal COMP, an input terminal (+) to which a voltage Vb corresponding to the output threshold voltage Vth_LL is input, and a voltage at the input terminal (−). An output terminal that outputs an H level signal when the voltage is lower than the voltage of the input terminal (+), and outputs an L level signal otherwise. The voltage Vb corresponding to the output threshold voltage Vth_LL is a voltage obtained by dividing the output threshold voltage Vth_LL by the resistor R2 and the resistor R3.

出力閾値電圧Vth_LLは、出力閾値電圧Vth_HLよりも低い。例えば、出力閾値電圧Vth_HLはバーストモードにおける参照電圧の上限の電圧であり、出力閾値電圧Vth_LLはバーストモードにおける参照電圧の下限の電圧である。   The output threshold voltage Vth_LL is lower than the output threshold voltage Vth_HL. For example, the output threshold voltage Vth_HL is the upper limit voltage of the reference voltage in the burst mode, and the output threshold voltage Vth_LL is the lower limit voltage of the reference voltage in the burst mode.

SRフリップフロップFF2は、リセット信号生成部22の出力端子に接続されたセット入力端子Sと、比較器CMP3の出力端子に接続されたリセット入力端子Rと、ゲート電圧制御部25に接続された出力端子Qとを有する。   The SR flip-flop FF2 includes a set input terminal S connected to the output terminal of the reset signal generation unit 22, a reset input terminal R connected to the output terminal of the comparator CMP3, and an output connected to the gate voltage control unit 25. Terminal Q.

SRフリップフロップFF2は、セット入力端子SにHレベル信号(リセット信号)が入力された場合、ゲート電圧制御部25にHレベルバースト制御信号を出力し、リセット入力端子RにHレベル信号が入力された場合、ゲート電圧制御部25にLレベルバースト制御信号を出力する。   When an H level signal (reset signal) is input to the set input terminal S, the SR flip-flop FF2 outputs an H level burst control signal to the gate voltage control unit 25, and an H level signal is input to the reset input terminal R. In the case, the L level burst control signal is output to the gate voltage control unit 25.

ソフトスタート時間制御部23は、セット信号生成部21からセット信号を受信すると、コンデンサ部8の容量素子接続点Nを接地に電気的に接続する。また、ソフトスタート時間制御部23は、リセット信号生成部22からリセット信号を受信すると、コンデンサ部8の容量素子接続点Nを接地から電気的に絶縁するものとして構成されている。   When the soft start time control unit 23 receives the set signal from the set signal generation unit 21, the soft start time control unit 23 electrically connects the capacitive element connection point N of the capacitor unit 8 to the ground. Further, the soft start time control unit 23 is configured to electrically insulate the capacitive element connection point N of the capacitor unit 8 from the ground when receiving the reset signal from the reset signal generation unit 22.

上記のソフトスタート時間制御部23は、例えば、図2に示すように、スイッチQ3およびSRフリップフロップFF1で構成される。スイッチQ3は、一端がソフトスタート時間制御端子SSCに接続され、他端が接地されている。このスイッチQ3は、n型MOSFETなどの半導体スイッチング素子である。この場合、n型MOSFETのドレイン端子がソフトスタート時間制御端子SSCに接続され、ソース端子が接地に接続される。   The soft start time control unit 23 includes, for example, a switch Q3 and an SR flip-flop FF1, as shown in FIG. The switch Q3 has one end connected to the soft start time control terminal SSC and the other end grounded. The switch Q3 is a semiconductor switching element such as an n-type MOSFET. In this case, the drain terminal of the n-type MOSFET is connected to the soft start time control terminal SSC, and the source terminal is connected to the ground.

SRフリップフロップFF1は、セット信号生成部21の出力端子SET_OUTに接続されたセット入力端子Sと、リセット信号生成部22の出力端子RESET_OUTに接続されたリセット入力端子Rと、スイッチQ3のゲート端子に接続された出力端子Qとを有する。   The SR flip-flop FF1 is connected to the set input terminal S connected to the output terminal SET_OUT of the set signal generator 21, the reset input terminal R connected to the output terminal RESET_OUT of the reset signal generator 22, and the gate terminal of the switch Q3. And an output terminal Q connected thereto.

そして、SRフリップフロップFF1は、セット入力端子Sにセット信号が入力された場合、スイッチQ3を導通状態にするHレベル信号を出力する。また、SRフリップフロップFF1は、リセット入力端子Rにリセット信号が入力されるとスイッチQ3を遮断状態にするLレベル信号を出力する。   When the set signal is input to the set input terminal S, the SR flip-flop FF1 outputs an H level signal that makes the switch Q3 conductive. In addition, when a reset signal is input to the reset input terminal R, the SR flip-flop FF1 outputs an L level signal that turns off the switch Q3.

比較器CMP4は、参照電圧入力端子VWに接続された入力端子(−)と、閾値電圧Vth_SWが入力される入力端子(+)と、入力端子(−)の電圧が入力端子(+)の電圧よりも小さい場合にHレベル信号を出力し、そうでない場合にL信号を出力する出力端子とを有する。なお、この比較器CMP4は、ノイズ耐性を高めるため、ヒステリシスコンパレータであることが好ましい。また、閾値電圧Vth_SWは、出力閾値電圧Vth_LLよりも低い。   The comparator CMP4 includes an input terminal (−) connected to the reference voltage input terminal VW, an input terminal (+) to which the threshold voltage Vth_SW is input, and the voltage at the input terminal (−) is the voltage at the input terminal (+). And an output terminal that outputs an H level signal when it is smaller, and outputs an L signal otherwise. The comparator CMP4 is preferably a hysteresis comparator in order to increase noise resistance. Further, the threshold voltage Vth_SW is lower than the output threshold voltage Vth_LL.

スイッチQ4は、バースト制御用のスイッチであり、一端がスイッチQ5に接続され、他端が電力供給端子KVc1に接続されている。このスイッチQ4は、例えば、p型MOSFETなどの半導体スイッチング素子である。この場合、p型MOSFETのソース端子がスイッチQ5に接続され、ドレイン端子が電力供給端子KVc1に接続される。   The switch Q4 is a burst control switch, and one end is connected to the switch Q5 and the other end is connected to the power supply terminal KVc1. The switch Q4 is a semiconductor switching element such as a p-type MOSFET. In this case, the source terminal of the p-type MOSFET is connected to the switch Q5, and the drain terminal is connected to the power supply terminal KVc1.

スイッチQ5は、一端が電圧入力端子Vinに接続され、他端がスイッチQ4の一端に接続されている。スイッチQ5は、比較器CMP4からHレベル信号を受信すると導通状態になり、Lレベル信号を受信すると遮断状態になる。なお、スイッチQ5は、例えば、n型MOSFETなどの半導体スイッチング素子である。この場合、n型MOSFETのドレイン端子が電圧入力端子Vinに接続され、ソース端子がスイッチQ4の一端に接続される。   The switch Q5 has one end connected to the voltage input terminal Vin and the other end connected to one end of the switch Q4. The switch Q5 becomes conductive when it receives an H level signal from the comparator CMP4, and enters a cutoff state when it receives an L level signal. The switch Q5 is a semiconductor switching element such as an n-type MOSFET. In this case, the drain terminal of the n-type MOSFET is connected to the voltage input terminal Vin, and the source terminal is connected to one end of the switch Q4.

ゲート電圧制御部25は、スイッチQ4が間欠的に導通状態になるようにゲート電圧を制御する。具体的には、SRフリップフロップFF2からHレベルバースト制御信号を受信すると、ゲート電圧制御部25は、スイッチQ4を遮断状態にしてスイッチ制御回路9への動作電力の供給を停止する。一方、SRフリップフロップFF2からLレベルバースト制御信号を受信すると、ゲート電圧制御部25は、スイッチQ4を導通状態してスイッチ制御回路9への動作電力の供給を行う。   The gate voltage control unit 25 controls the gate voltage so that the switch Q4 is intermittently turned on. Specifically, when receiving the H level burst control signal from the SR flip-flop FF2, the gate voltage control unit 25 turns off the switch Q4 and stops supplying the operating power to the switch control circuit 9. On the other hand, when receiving the L-level burst control signal from the SR flip-flop FF2, the gate voltage control unit 25 turns on the switch Q4 and supplies operating power to the switch control circuit 9.

また、ゲート電圧制御部25は、セット信号生成部21からセット信号(入力電圧低下信号)を受信した場合は、スイッチQ4が遮断状態になるようにスイッチQ4のゲート電圧を制御する。これにより、交流電源からの入力が低下した場合にスイッチ制御回路9への動作電力の供給を停止し、不十分な動作電力によりスイッチ制御回路9が誤動作することを防止できる。   Moreover, when the gate voltage control unit 25 receives the set signal (input voltage drop signal) from the set signal generation unit 21, the gate voltage control unit 25 controls the gate voltage of the switch Q4 so that the switch Q4 is in the cut-off state. As a result, when the input from the AC power supply decreases, the supply of the operating power to the switch control circuit 9 is stopped, and the switch control circuit 9 can be prevented from malfunctioning due to insufficient operating power.

レベルシフト回路24は、入力端が参照電圧入力端子VWに接続され、出力端が整流素子D6を介してスイッチQ4とスイッチQ5との接続点に接続され、参照電圧を所定の電圧に降下させる。レベルシフト回路24は、例えば、参照電圧をスイッチ制御回路9の動作電圧になるようにレベルシフトした電圧を出力する。   The level shift circuit 24 has an input terminal connected to the reference voltage input terminal VW and an output terminal connected to a connection point between the switch Q4 and the switch Q5 via the rectifying element D6, and drops the reference voltage to a predetermined voltage. The level shift circuit 24 outputs, for example, a voltage obtained by shifting the reference voltage so as to become the operating voltage of the switch control circuit 9.

整流素子D6は、アノードがレベルシフト回路24の出力端に接続され、カソードがスイッチQ4およびスイッチQ5との接続点に接続されている。これにより、電圧入力端子Vinに入力された入力整流電圧を電力供給端子KVc1から出力する際に、入力整流電圧が参照電圧入力端子VWに流入することを防止できる。   The rectifier element D6 has an anode connected to the output terminal of the level shift circuit 24 and a cathode connected to a connection point between the switch Q4 and the switch Q5. Thus, when the input rectified voltage input to the voltage input terminal Vin is output from the power supply terminal KVc1, it is possible to prevent the input rectified voltage from flowing into the reference voltage input terminal VW.

なお、整流素子D6は、参照電圧入力端子VWとレベルシフト回路24との間に設けられてもよい。この場合、整流素子D6のアノードが参照電圧入力端子VWに接続され、カソードがレベルシフト回路24の入力端に接続される。このように整流素子D6は、参照電圧入力端子VWと、スイッチQ4およびスイッチQ5の接続点との間でレベルシフト回路24に直列接続され、参照電圧入力端子VWからスイッチQ5の他端に向かう方向に電流を流すものとして設けられる。   Note that the rectifying element D6 may be provided between the reference voltage input terminal VW and the level shift circuit 24. In this case, the anode of the rectifying element D6 is connected to the reference voltage input terminal VW, and the cathode is connected to the input terminal of the level shift circuit 24. Thus, the rectifying element D6 is connected in series to the level shift circuit 24 between the reference voltage input terminal VW and the connection point of the switches Q4 and Q5, and is directed from the reference voltage input terminal VW to the other end of the switch Q5. It is provided as a device for passing current.

また、整流素子D6を削除してもよい。この場合、レベルシフト回路24の出力端はスイッチQ4およびスイッチQ5の接続点に接続される。   Further, the rectifying element D6 may be deleted. In this case, the output terminal of the level shift circuit 24 is connected to the connection point of the switches Q4 and Q5.

上記のセット信号生成部21、リセット信号生成部22およびソフトスタート時間制御部23を備えることにより、ソフトスタート制御回路10は、モニタ電圧が入力閾値電圧Vth_LS未満となると、スイッチQ3を導通状態にしてソフトスタート時間制御端子SSC(容量素子接続点N)を接地に電気的に接続し、一方、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLよりも高くなると、スイッチQ3を遮断状態にしてソフトスタート時間制御端子SSC(容量素子接続点N)を接地から電気的に絶縁する。   By providing the set signal generation unit 21, the reset signal generation unit 22, and the soft start time control unit 23, the soft start control circuit 10 sets the switch Q3 in a conductive state when the monitor voltage becomes less than the input threshold voltage Vth_LS. When the soft start time control terminal SSC (capacitor element connection point N) is electrically connected to the ground and the reference voltage becomes higher than the output threshold voltage Vth_HL, the switch Q3 is turned off and the soft start time control terminal SSC ( The capacitive element connection point N) is electrically isolated from ground.

また、リセット信号生成部22、比較器CMP3、SRフリップフロップFF2、ゲート電圧制御部25およびスイッチQ4を備えることにより、ソフトスタート制御回路10は、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLと出力閾値電圧Vth_LLとの間の電圧になるように、スイッチ制御回路9を間欠的に動作させる。これにより、絶縁型スイッチング電源1はバーストモードで動作する。   In addition, by providing the reset signal generation unit 22, the comparator CMP3, the SR flip-flop FF2, the gate voltage control unit 25, and the switch Q4, the soft start control circuit 10 has a reference voltage of the output threshold voltage Vth_HL and the output threshold voltage Vth_LL. The switch control circuit 9 is operated intermittently so that the voltage is between. As a result, the insulating switching power supply 1 operates in the burst mode.

また、比較器CMP4、スイッチQ5、レベルシフト回路24および整流素子D6を備えることにより、ソフトスタート制御回路10は、スイッチ制御回路9に動作電力を供給する電力供給回路としての機能も有する。即ち、ソフトスタート制御回路10は、参照電圧が閾値電圧Vth_SWに達するまでの間、電圧入力端子Vinに入力された電圧を電力供給端子KVc1からスイッチ制御回路9の電力入力端子Vc1に出力し、参照電圧が閾値電圧Vth_SWに達すると、参照電圧入力端子VWに入力された電圧を電力供給端子KVc1からスイッチ制御回路9の電力入力端子Vc1に出力する。   Further, by including the comparator CMP4, the switch Q5, the level shift circuit 24, and the rectifying element D6, the soft start control circuit 10 also has a function as a power supply circuit that supplies operating power to the switch control circuit 9. That is, the soft start control circuit 10 outputs the voltage input to the voltage input terminal Vin from the power supply terminal KVc1 to the power input terminal Vc1 of the switch control circuit 9 until the reference voltage reaches the threshold voltage Vth_SW. When the voltage reaches the threshold voltage Vth_SW, the voltage input to the reference voltage input terminal VW is output from the power supply terminal KVc1 to the power input terminal Vc1 of the switch control circuit 9.

なお、ソフトスタート制御回路10は、単独で、またはスイッチ制御回路9とともに、所定の半導体基板上に形成した半導体集積回路として構成することが可能である。   The soft start control circuit 10 can be configured as a semiconductor integrated circuit formed on a predetermined semiconductor substrate alone or together with the switch control circuit 9.

<絶縁型スイッチング電源1の動作>
次に、図3を参照して絶縁型スイッチング電源1の動作について説明する。図3は、本実施形態に係る絶縁型スイッチング電源1の動作を説明するためのタイミングチャートである。
<Operation of Isolated Switching Power Supply 1>
Next, the operation of the insulating switching power supply 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the isolated switching power supply 1 according to this embodiment.

時刻t1以前において、絶縁型スイッチング電源1はスイッチ制御回路9が間欠的に動作するバーストモードで動作しており、参照電圧は、出力閾値電圧Vth_HLと出力閾値電圧Vth_LLとの間の範囲に制御されている。   Before time t1, the isolated switching power supply 1 operates in a burst mode in which the switch control circuit 9 operates intermittently, and the reference voltage is controlled in a range between the output threshold voltage Vth_HL and the output threshold voltage Vth_LL. ing.

時刻tにおいて、交流電源の停止、あるいは交流電源と絶縁型スイッチング電源1との接続が切断されること等によって、交流電源からの入力が途絶える。これにより、整流部3が出力する入力整流電圧がゼロになり、モニタ電圧がモニタ電圧生成部12で決まる時定数に従って低下し始める。また、参照電圧が補助巻線W3および整流平滑部11で決まる時定数に従って漸減し始める。 At time t 1, such as by connecting the stop of the AC power source, or an AC power source and the insulated switching power supply 1 is disconnected, is interrupted input from the AC power supply. As a result, the input rectified voltage output from the rectifier 3 becomes zero, and the monitor voltage starts to decrease according to the time constant determined by the monitor voltage generator 12. Further, the reference voltage starts to gradually decrease according to the time constant determined by the auxiliary winding W3 and the rectifying / smoothing unit 11.

その後、時刻tにおいて、モニタ電圧が入力閾値電圧Vth_LS未満となる。これにより、セット信号生成部21は、セット信号(入力電圧低下信号)を出力する。この入力電圧低下信号を受信すると、ソフトスタート時間制御部23のSRフリップフロップFF1がHレベル信号をスイッチQ3のゲート端子に出力する。Hレベル信号によりスイッチQ3は導通状態となるため、容量素子接続点Nは接地される。よって、スイッチ制御回路9からみたコンデンサ部8の静電容量は、容量素子C1および容量素子C2の合成容量よりも大きい容量素子C1の静電容量となる。 Then, at time t 2, the monitor voltage is less than the input threshold voltage Vth_LS. Thereby, the set signal generation unit 21 outputs a set signal (input voltage drop signal). When this input voltage drop signal is received, the SR flip-flop FF1 of the soft start time control unit 23 outputs an H level signal to the gate terminal of the switch Q3. Since the switch Q3 is turned on by the H level signal, the capacitive element connection point N is grounded. Therefore, the capacitance of the capacitor unit 8 viewed from the switch control circuit 9 is the capacitance of the capacitive element C1 that is larger than the combined capacitance of the capacitive element C1 and the capacitive element C2.

その後、時刻tにおいて、交流電源からの入力が回復する。これにより、モニタ電圧が回復し、セット信号生成部21はセット信号(入力電圧低下信号)の出力を停止する。また、入力整流電圧がスイッチ制御回路9に供給され、スイッチング部4が動作するため、参照電圧が上昇し始める。また、スイッチ制御回路9は定電流源をコンデンサ電圧入力端子SSに接続してコンデンサ部8の充電を開始する。これにより、図3に示すように、ソフトスタート電圧Vssが容量素子C1の静電容量に応じた上昇速度で上昇し始める。 Then, at time t 3, the input from the AC power supply is restored. As a result, the monitor voltage is restored, and the set signal generator 21 stops outputting the set signal (input voltage drop signal). Further, since the input rectified voltage is supplied to the switch control circuit 9 and the switching unit 4 operates, the reference voltage starts to rise. The switch control circuit 9 connects the constant current source to the capacitor voltage input terminal SS and starts charging the capacitor unit 8. As a result, as shown in FIG. 3, the soft start voltage Vss starts to rise at a rising speed corresponding to the capacitance of the capacitive element C1.

その後、時刻tにおいて、参照電圧は出力閾値電圧Vth_HLに達する。このため、リセット信号生成部22がリセット信号を出力し、SRフリップフロップFF1がLレベル信号をスイッチQ3のゲート端子に出力する。スイッチQ3はLレベル信号の受信により遮断状態となるため、容量素子接続点Nは接地から電気的に絶縁される。よって、スイッチ制御回路9からみたコンデンサ部8の静電容量は、容量素子C1の静電容量よりも小さい、容量素子C1および容量素子C2の合成容量となる。 Then, at time t 4, the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_HL. Therefore, the reset signal generation unit 22 outputs a reset signal, and the SR flip-flop FF1 outputs an L level signal to the gate terminal of the switch Q3. Since the switch Q3 is cut off by receiving the L level signal, the capacitive element connection point N is electrically insulated from the ground. Therefore, the capacitance of the capacitor unit 8 as viewed from the switch control circuit 9 is a combined capacitance of the capacitive element C1 and the capacitive element C2, which is smaller than the capacitance of the capacitive element C1.

また、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLに達すると、ゲート電圧制御部25は、Hレベルバースト制御信号を受信し、スイッチQ4を遮断状態にしてスイッチ制御回路9への動作電力の供給を停止する。そのため、スイッチング部4の動作が停止し、参照電圧が低下し始める。   When the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_HL, the gate voltage control unit 25 receives the H level burst control signal, turns off the switch Q4, and stops supplying the operating power to the switch control circuit 9. Therefore, the operation of the switching unit 4 stops and the reference voltage starts to decrease.

時刻t以降における絶縁型スイッチング電源1の動作については、図3に示すように、通常のバーストモードにおける動作と同じである。即ち、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLと出力閾値電圧Vth_LLの間になるように、スイッチ制御回路9が間欠的に動作する。また、スイッチ制御回路9からみたコンデンサ部8の静電容量は容量素子C1の静電容量よりも小さい容量であるため、ソフトスタート電圧Vssの上昇速度は起動途中における上昇速度よりも速い。よって、時刻t以降、ソフトスタート電圧Vssは、通常のバーストモードと同じ速度で上昇する。 The operation of the insulated switching power supply 1 at time t 4 later, as shown in FIG. 3, it is the same as the operation in the normal burst mode. That is, the switch control circuit 9 operates intermittently so that the reference voltage is between the output threshold voltage Vth_HL and the output threshold voltage Vth_LL. Further, since the capacitance of the capacitor unit 8 as viewed from the switch control circuit 9 is smaller than the capacitance of the capacitive element C1, the rising speed of the soft start voltage Vss is faster than the rising speed during the start-up. Therefore, the time t 4 and later, the soft-start voltage Vss is increased at the same rate as the normal burst mode.

参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLと出力閾値電圧Vth_LLの範囲にある状態では絶縁型スイッチング電源1の出力電圧は十分に上昇しているため、ソフトスタート電圧Vssが通常のバーストモードと同じ速度で上昇しても、図3に示すようにトランス部5に流れる電流Iwが過大になることはない。   In the state where the reference voltage is in the range between the output threshold voltage Vth_HL and the output threshold voltage Vth_LL, the output voltage of the isolated switching power supply 1 is sufficiently increased, so the soft start voltage Vss increases at the same speed as in the normal burst mode. However, the current Iw flowing through the transformer unit 5 does not become excessive as shown in FIG.

上記のように、本実施形態に係るソフトスタート制御回路10は、バーストモードにおいてモニタ電圧が入力閾値電圧Vth_LS未満に低下した場合、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLに達するまで、ソフトスタート電圧の上昇速度を、バーストモードにおけるソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替える。この第2の上昇速度は、例えば、スイッチ制御回路9が連続的に動作する通常モードにおけるソフトスタート電圧の上昇速度である。   As described above, in the soft start control circuit 10 according to the present embodiment, when the monitor voltage drops below the input threshold voltage Vth_LS in the burst mode, the soft start voltage increases until the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_HL. Are switched from the first rising speed, which is the rising speed of the soft start voltage in the burst mode, to the second rising speed that is lower than the first rising speed. This second rising speed is, for example, the rising speed of the soft start voltage in the normal mode in which the switch control circuit 9 operates continuously.

なお、ソフトスタート電圧の上昇速度を切り替える期間の終期は、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLに達したときに限らず、例えば、参照電圧が出力閾値電圧Vth_LLに達したときでもよい。一般的に言えば、参照電圧(ひいては出力電圧)がトランス部5に過電流が流れない程度に上昇する時点まで、ソフトスタート電圧の上昇速度が通常のバーストモードにおける上昇速度よりも低速に切り替えられていればよい。   The end of the period for switching the rising speed of the soft start voltage is not limited to when the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_HL, and may be, for example, when the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_LL. Generally speaking, the rising speed of the soft start voltage is switched to a lower speed than the rising speed in the normal burst mode until the reference voltage (and thus the output voltage) rises to such an extent that no overcurrent flows through the transformer unit 5. It only has to be.

以上説明したように、本実施形態では、ソフトスタート電圧の上昇速度の切り替えは、スイッチ制御回路9からみたコンデンサ部8の静電容量を変化させることにより行っている。即ち、ソフトスタート制御回路10は、容量素子C1と容量素子C2の間の容量素子接続点を接地することにより、ソフトスタート電圧Vssの上昇速度を、容量素子C1と容量素子C2の合成容量に基づく第1の上昇速度から、容量素子C1の静電容量に基づく第2の上昇速度に切り替えている。   As described above, in this embodiment, switching of the rising speed of the soft start voltage is performed by changing the capacitance of the capacitor unit 8 as viewed from the switch control circuit 9. That is, the soft start control circuit 10 grounds the capacitive element connection point between the capacitive element C1 and the capacitive element C2, so that the rising speed of the soft start voltage Vss is based on the combined capacitance of the capacitive element C1 and the capacitive element C2. The first rising speed is switched to the second rising speed based on the capacitance of the capacitive element C1.

これにより、絶縁型スイッチング電源1の起動途中(図3の場合、時刻t〜t)におけるソフトスタート電圧の上昇速度は通常のバーストモードにおける上昇速度よりも遅くなるため、バーストモードでソフトスタートによる電源起動を行った場合においても、ソフトスタートの効果が低下することなく、トランス部5に過電流が流れることを防止することができる。その結果、例えば、トランス鳴きや、LLC電流共振型スイッチング電源の共振はずれ等を防止することができる。 As a result, the rising speed of the soft start voltage during the start-up of the isolated switching power supply 1 (in the case of FIG. 3, time t 3 to t 4 ) is slower than the rising speed in the normal burst mode. Even when the power supply is activated by the above, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the transformer unit 5 without reducing the soft start effect. As a result, it is possible to prevent, for example, transformer squealing and resonance deviation of the LLC current resonance type switching power supply.

また、本実施形態では、モニタ電圧に基づいてスイッチQ3を導通状態にすることにより、ソフトスタート電圧の上昇電圧を低速の上昇電圧に切り替える。モニタ電圧は、交流電源からの入力が途絶えたとき、参照電圧などに比べてずっと早く低下する。このため、交流電源からの入力が短時間途絶えた場合であっても、ソフトスタート電圧の上昇電圧を第1の上昇速度から第2の上昇速度に確実に切り替えることができる。   Further, in the present embodiment, the switch Q3 is turned on based on the monitor voltage to switch the rising voltage of the soft start voltage to a lower rising voltage. The monitor voltage drops much earlier than the reference voltage when the input from the AC power supply is interrupted. For this reason, even when the input from the AC power supply is interrupted for a short time, the rising voltage of the soft start voltage can be reliably switched from the first rising speed to the second rising speed.

よって、本実施形態によれば、交流電源からの入力が途絶える時間の長短にかかわらず、バーストモードでソフトスタートによる電源起動を行う際、トランス部に過電流が流れることを確実に防止することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing in the transformer section when performing power supply start-up by soft start in the burst mode regardless of the length of time that the input from the AC power supply is interrupted. it can.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態と第1の実施形態との相違点の一つは、ソフトスタート電圧の上昇速度の切り替え方法である。第1の実施形態では、スイッチ制御回路9から見たコンデンサ部8の静電容量を変化させることで、ソフトスタート電圧の上昇速度を切り替えた。これに対し、第2の実施形態では、コンデンサ部8の容量素子を充電する定電流源の数を変化させることで、ソフトスタート電圧の上昇速度を切り替える。以下、第1の実施形態との相違点を中心に、第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. One of the differences between the second embodiment and the first embodiment is a method for switching the rising speed of the soft start voltage. In the first embodiment, the rising speed of the soft start voltage is switched by changing the capacitance of the capacitor unit 8 as viewed from the switch control circuit 9. On the other hand, in the second embodiment, the rising speed of the soft start voltage is switched by changing the number of constant current sources that charge the capacitive element of the capacitor unit 8. Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

第2の実施形態では、スイッチ制御回路9Aは、図4に示すように、2つの定電流源I1およびI2を有する。定電流源I1およびI2はそれぞれ、スイッチSW1およびSW2を介して、コンデンサ電圧入力端子SSに電気的に接続されている。また、コンデンサ部8Aは、容量素子C7を有する。   In the second embodiment, the switch control circuit 9A has two constant current sources I1 and I2, as shown in FIG. The constant current sources I1 and I2 are electrically connected to the capacitor voltage input terminal SS via the switches SW1 and SW2, respectively. Further, the capacitor unit 8A includes a capacitive element C7.

スイッチSW1およびSW2は、例えば、n型MOSFETなどの半導体スイッチング素子で構成される。   The switches SW1 and SW2 are composed of semiconductor switching elements such as n-type MOSFETs, for example.

第2の実施形態において、ソフトスタート電圧を第1の上昇速度で上昇させる場合は、スイッチSW1およびSW2をともに導通状態にすることにより、定電流源I1およびI2により容量素子C7を充電する。   In the second embodiment, when the soft start voltage is increased at the first rate of increase, the capacitive element C7 is charged by the constant current sources I1 and I2 by making both the switches SW1 and SW2 conductive.

一方、電源起動中においてソフトスタート電圧を第1の上昇速度より低速の第2の上昇速度で上昇させる場合は、スイッチSW1およびSW2の一方のみを導通状態にすることにより、定電流源I1およびI2の一方により容量素子C7を充電する。   On the other hand, when the soft start voltage is raised at a second rising speed that is lower than the first rising speed during power-on, only one of the switches SW1 and SW2 is turned on, thereby making the constant current sources I1 and I2 The capacitor C7 is charged by one of the above.

スイッチSW1,SW2の制御は、例えば、ソフトスタート制御回路10のSRフリップフロップFF1の出力信号に基づいて行う。この場合、ソフトスタート制御回路10は、例えば、スイッチQ3を備えず、SRフリップフロップFF1の出力端子Qはソフトスタート時間制御端子SSCに接続されている。そして、ソフトスタート時間制御端子SSCは、容量素子接続点Nではなく、スイッチ制御回路9Aの信号入力端子に接続される。   The switches SW1 and SW2 are controlled based on the output signal of the SR flip-flop FF1 of the soft start control circuit 10, for example. In this case, the soft start control circuit 10 does not include the switch Q3, for example, and the output terminal Q of the SR flip-flop FF1 is connected to the soft start time control terminal SSC. The soft start time control terminal SSC is connected not to the capacitor element connection point N but to the signal input terminal of the switch control circuit 9A.

スイッチ制御回路9Aは、SRフリップフロップFF1の出力を受信する端子介してHレベル信号を受信した場合には、スイッチSW1およびSW2の一方を導通状態にし、他方を遮断状態にする。一方、Lレベル信号を受信した場合には、スイッチ制御回路9Aは、スイッチSW1およびSW2の両方を導通状態にする。   When the switch control circuit 9A receives an H level signal via a terminal that receives the output of the SR flip-flop FF1, one of the switches SW1 and SW2 is turned on and the other is turned off. On the other hand, when the L level signal is received, the switch control circuit 9A makes both the switches SW1 and SW2 conductive.

このように本実施形態では、バーストモードにおいてモニタ電圧が入力閾値電圧Vth_LS未満に低下した場合、参照電圧が出力閾値電圧Vth_HLに達するまで、コンデンサ部8Aの容量素子を充電する定電流源の数を通常のバーストモードの場合よりも減らすことで、ソフトスタート電圧の上昇速度を第1の上昇速度から第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替える。   As described above, in the present embodiment, when the monitor voltage drops below the input threshold voltage Vth_LS in the burst mode, the number of constant current sources that charge the capacitive element of the capacitor unit 8A is reduced until the reference voltage reaches the output threshold voltage Vth_HL. By reducing it compared to the normal burst mode, the rising speed of the soft start voltage is switched from the first rising speed to the second rising speed that is lower than the first rising speed.

よって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   Therefore, according to the second embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment.

なお、第2の実施形態の変形例として、電流源の数ではなく、電流源の出力電流量を変化させることで、ソフトスタート電圧の上昇速度を変化させてもよい。   As a modification of the second embodiment, the rising speed of the soft start voltage may be changed by changing the output current amount of the current source instead of the number of current sources.

また、第2の実施形態に係るソフトスタート制御回路は、単独で、またはスイッチ制御回路9Aとともに、所定の半導体基板上に形成した半導体集積回路として構成することが可能である。   Further, the soft start control circuit according to the second embodiment can be configured as a semiconductor integrated circuit formed on a predetermined semiconductor substrate alone or together with the switch control circuit 9A.

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。   Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above. . You may combine suitably the component covering different embodiment. Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

1 絶縁型スイッチング電源
2a,2b 入力端子
3 整流部
4 スイッチング部
5 トランス部
6 整流平滑部
7a,7b 出力端子
8 コンデンサ部
9 スイッチ制御回路
10 ソフトスタート制御回路
11 整流平滑部
12 モニタ電圧生成部
21 セット信号生成部
22 リセット信号生成部
23 ソフトスタート時間制御部
24 レベルシフト回路
25 ゲート電圧制御部
C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7 容量素子
CMP1,CMP2,CMP3,CMP4 比較器
D1,D2,D3,D4,D5,D6 整流素子
FF1,FF2 SRフリップフロップ
I1,I2 定電流源
N1 NOTゲート
Q1 ハイサイドスイッチ
Q2 ローサイドスイッチ
Q3,Q4,Q5 スイッチ
R1,R2,R3,R4,R5 抵抗
SW1,SW2 スイッチ
W1 一次側巻線
W2 二次側巻線
W3 補助巻線
M スイッチ接続点
N 容量素子接続点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Isolated switching power supply 2a, 2b Input terminal 3 Rectification part 4 Switching part 5 Transformer part 6 Rectification smoothing part 7a, 7b Output terminal 8 Capacitor part 9 Switch control circuit 10 Soft start control circuit 11 Rectification smoothing part 12 Monitor voltage generation part 21 Set signal generator 22 Reset signal generator 23 Soft start time controller 24 Level shift circuit 25 Gate voltage controller C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 Capacitance elements CMP1, CMP2, CMP3, CMP4 Comparator D1, D2, D3, D4, D5, D6 Rectifier elements FF1, FF2 SR flip-flops I1, I2 Constant current source N1 NOT gate Q1 High side switch Q2, Low side switch Q3, Q4, Q5 Switch R1, R2, R3, R4, R5 Resistor SW1 , SW2 Switch W1 Primary winding W2 secondary winding W3 auxiliary winding M switch connection point N capacitance elements connected point

Claims (13)

入力端子に接続された交流電源を整流する整流部と、前記整流部の出力と接地との間で直列接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するスイッチング部と、一端が前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチのスイッチ接続点に接続された一次側巻線および前記一次側巻線に磁気的に結合された二次側巻線を有するトランス部と、前記二次側巻線の両端に発生した交流電圧を整流平滑し、整流平滑された直流電圧を出力端子に出力する整流平滑部と、容量素子を有するコンデンサ部と、前記コンデンサ部の容量素子を充電するとともに、前記容量素子の充電電圧であるソフトスタート電圧が高くなるにつれて所定の上限導通時間を上限として導通時間が長くなるように前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを相補的に導通状態または遮断状態に制御するスイッチ制御回路と、を備える絶縁型スイッチング電源に用いられ、
前記スイッチ制御回路が間欠的に動作するバーストモードにおいて前記交流電源に基づくモニタ電圧が所定の入力閾値電圧未満に低下した場合、前記一次側巻線の電圧に基づく参照電圧が所定の出力閾値電圧に達するまで、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を、前記バーストモードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、前記第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替えることを特徴とするソフトスタート制御回路。
A rectifying unit for rectifying an AC power source connected to an input terminal, a switching unit having a high-side switch and a low-side switch connected in series between the output of the rectifying unit and the ground, and one end of the high-side switch and the A transformer unit having a primary side winding connected to a switch connection point of a low side switch and a secondary side winding magnetically coupled to the primary side winding, and an alternating current generated at both ends of the secondary side winding A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes a voltage and outputs a rectified and smoothed DC voltage to an output terminal, a capacitor unit having a capacitive element, a capacitor element of the capacitor unit, and a charge voltage of the capacitive element As the soft start voltage increases, the high side switch and the low size switch are set so that the conduction time becomes longer with a predetermined upper limit conduction time as an upper limit. A switch control circuit for controlling a complementary conductive state or blocking state switch, used in insulated switching power supply comprising,
In the burst mode in which the switch control circuit operates intermittently, when the monitor voltage based on the AC power supply drops below a predetermined input threshold voltage, the reference voltage based on the voltage of the primary winding becomes a predetermined output threshold voltage. Switching the rising speed of the soft start voltage from the first rising speed, which is the rising speed of the soft start voltage in the burst mode, to a second rising speed that is lower than the first rising speed until the first rising speed is reached. Soft start control circuit characterized by
前記コンデンサ部は、一端が前記スイッチ制御回路のコンデンサ電圧入力端子に接続された第1の容量素子と、一端が前記第1の容量素子の他端に接続され、他端が接地された第2の容量素子とを有し、
前記ソフトスタート制御回路は、前記第1の容量素子と前記第2の容量素子の間の容量素子接続点を接地することにより、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を前記第1の上昇速度から前記第2の上昇速度に切り替えることを特徴とする請求項1に記載のソフトスタート制御回路。
The capacitor unit has a first capacitor element having one end connected to the capacitor voltage input terminal of the switch control circuit, a second capacitor terminal connected to the other end of the first capacitor element, and the other end grounded. And a capacitive element,
The soft start control circuit grounds a capacitive element connection point between the first capacitive element and the second capacitive element, thereby increasing the rising speed of the soft start voltage from the first rising speed to the first rising speed. The soft start control circuit according to claim 1, wherein the soft start control circuit is switched to a rising speed of 2.
前記モニタ電圧が入力されるラインセンス端子と、
前記参照電圧を分圧した分圧電圧が入力される分圧電圧入力端子と、
前記容量素子接続点に接続されるソフトスタート時間制御端子と、
前記モニタ電圧が前記入力閾値電圧未満の場合に、セット信号を出力するセット信号生成部と、
前記分圧電圧が前記出力閾値電圧に対応する電圧よりも大きい場合にリセット信号を出力するリセット信号生成部と、
前記セット信号を受信すると、前記容量素子接続点を接地に電気的に接続し、前記リセット信号を受信すると、前記容量素子接続点を接地から電気的に絶縁するソフトスタート時間制御部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のソフトスタート制御回路。
A line sense terminal to which the monitor voltage is input;
A divided voltage input terminal to which a divided voltage obtained by dividing the reference voltage is input;
A soft start time control terminal connected to the capacitor element connection point;
A set signal generator for outputting a set signal when the monitor voltage is less than the input threshold voltage;
A reset signal generator that outputs a reset signal when the divided voltage is higher than a voltage corresponding to the output threshold voltage;
When the set signal is received, the capacitive element connection point is electrically connected to ground, and when the reset signal is received, the soft start time control unit electrically isolates the capacitive element connection point from the ground;
The soft start control circuit according to claim 2, further comprising:
前記モニタ電圧は、前記交流電源の電圧を整流し、前記整流した電圧を分圧して平滑化した直流電圧であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のソフトスタート制御回路。   The soft start control circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the monitor voltage is a DC voltage obtained by rectifying the voltage of the AC power supply and dividing and smoothing the rectified voltage. 前記第2の上昇速度は、前記スイッチ制御回路が連続的に動作する通常モードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のソフトスタート制御回路。   5. The soft start control circuit according to claim 1, wherein the second rising speed is a rising speed of the soft start voltage in a normal mode in which the switch control circuit continuously operates. . 前記出力閾値電圧は、前記バーストモードにおける前記参照電圧の上限の電圧であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のソフトスタート制御回路。   6. The soft start control circuit according to claim 1, wherein the output threshold voltage is an upper limit voltage of the reference voltage in the burst mode. 前記参照電圧は、前記一次側巻線に磁気的に結合された補助巻線の両端に発生する交流電圧を整流平滑した直流電圧であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のソフトスタート制御回路。   7. The reference voltage according to claim 1, wherein the reference voltage is a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of an auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding. Soft start control circuit. 請求項1〜7のいずれかに記載のソフトスタート制御回路を所定の半導体基板上に形成したことを特徴とする半導体集積回路。   8. A semiconductor integrated circuit, wherein the soft start control circuit according to claim 1 is formed on a predetermined semiconductor substrate. 請求項1〜7のいずれかに記載のソフトスタート制御回路と、前記スイッチ制御回路とを所定の半導体基板上に形成したことを特徴とする半導体集積回路。   8. A semiconductor integrated circuit, wherein the soft start control circuit according to claim 1 and the switch control circuit are formed on a predetermined semiconductor substrate. 入力端子に接続された交流電源を整流する整流部と、
前記整流部の出力と接地との間で直列接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するスイッチング部と、
一端が前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチのスイッチ接続点に接続された一次側巻線と、前記一次側巻線に磁気的に結合された二次側巻線とを有するトランス部と、
前記二次側巻線の両端に発生した交流電圧を整流平滑し、整流平滑された直流電圧を出力端子に出力する整流平滑部と、
容量素子を有するコンデンサ部と、
前記コンデンサ部の容量素子を充電するとともに、前記容量素子の充電電圧であるソフトスタート電圧が高くなるにつれて所定の上限導通時間を上限として導通時間が長くなるように前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを相補的に導通状態または遮断状態に制御するスイッチ制御回路と、
前記入力端子に接続され、前記交流電源に基づくモニタ電圧を生成するモニタ電圧生成部と、
前記スイッチ制御回路が間欠的に動作するバーストモードにおいて前記モニタ電圧が所定の入力閾値電圧未満に低下した場合、前記一次側巻線の電圧に基づく参照電圧が所定の出力閾値電圧に達するまで、前記ソフトスタート電圧の上昇速度を、前記バーストモードにおける前記ソフトスタート電圧の上昇速度である第1の上昇速度から、前記第1の上昇速度よりも低速の第2の上昇速度に切り替えるソフトスタート制御回路と、
を備えることを特徴とする絶縁型スイッチング電源。
A rectifying unit for rectifying the AC power source connected to the input terminal;
A switching unit having a high-side switch and a low-side switch connected in series between the output of the rectifying unit and the ground;
A transformer unit having a primary winding connected at one end to a switch connection point of the high-side switch and the low-side switch, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding;
A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the secondary winding, and outputs the rectified and smoothed DC voltage to an output terminal;
A capacitor unit having a capacitive element;
The high-side switch and the low-side switch are charged so as to increase the conduction time with a predetermined upper limit conduction time as an upper limit as the soft start voltage, which is the charging voltage of the capacitance element, increases, while charging the capacitance element of the capacitor unit. A switch control circuit which controls the conduction state or the interruption state in a complementary manner;
A monitor voltage generator connected to the input terminal for generating a monitor voltage based on the AC power supply;
In the burst mode in which the switch control circuit operates intermittently, when the monitor voltage falls below a predetermined input threshold voltage, until the reference voltage based on the voltage of the primary winding reaches a predetermined output threshold voltage, A soft start control circuit that switches a rising speed of the soft start voltage from a first rising speed that is a rising speed of the soft start voltage in the burst mode to a second rising speed that is lower than the first rising speed; ,
An insulated switching power supply comprising:
前記モニタ電圧生成部は、前記交流電源の電圧を整流し、前記整流した電圧を分圧して平滑化した直流電圧を、前記モニタ電圧として、前記ソフトスタート制御回路に出力することを特徴とする請求項10に記載の絶縁型スイッチング電源。   The monitor voltage generation unit rectifies the voltage of the AC power supply and outputs a DC voltage obtained by dividing and smoothing the rectified voltage to the soft start control circuit as the monitor voltage. Item 11. The isolated switching power supply according to Item 10. 前記トランス部は、前記一次側巻線に磁気的に結合された補助巻線をさらに有し、
前記参照電圧は、前記補助巻線の両端に発生する交流電圧を整流平滑した直流電圧であることを特徴とする請求項10または11に記載の絶縁型スイッチング電源。
The transformer unit further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary winding,
The insulated switching power supply according to claim 10 or 11, wherein the reference voltage is a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding.
前記一次側巻線に直列又は並列に接続された共振用の容量素子をさらに備えることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の絶縁型スイッチング電源。   The insulated switching power supply according to any one of claims 10 to 12, further comprising a resonance capacitive element connected in series or in parallel with the primary winding.
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