JP6054236B2

JP6054236B2 - Power supply circuit, semiconductor integrated circuit, isolated switching power supply

Info

Publication number: JP6054236B2
Application number: JP2013090705A
Authority: JP
Inventors: 木村　俊介; 俊介木村; 茂久田
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: JP2014217119A

Description

本発明は、電力供給回路、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スイッチ制御回路に動作電力を供給する電力供給回路、該電力供給回路を半導体基板上に形成した半導体集積回路、および該電力供給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 power supply circuit, a semiconductor integrated circuit, and an isolated switching power supply. More specifically, the present invention relates to a power supply circuit that supplies operating power to a switch control circuit of an insulated switching power supply, a semiconductor integrated circuit in which the power supply circuit is formed on a semiconductor substrate, and an insulation type that includes the power supply circuit It relates to a switching power supply.

従来より、入力した交流電源を整流して得られた電圧（以下、単に「入力整流電圧」ともいう。）を、スイッチ制御回路によりスイッチをスイッチング動作させることで交流電圧にしてトランス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, a voltage obtained by rectifying an input AC power supply (hereinafter, also simply referred to as “input rectified voltage”) is converted into an AC voltage by switching the switch by a switch control circuit, and the primary side winding of the transformer. 2. Description of the Related Art An insulated switching power supply that outputs a desired DC voltage by supplying a line and rectifying and smoothing an AC voltage generated in a secondary winding is known.

なお、特許文献１には、電流共振型の絶縁型スイッチング電源が記載されている。 Note that Patent Document 1 describes a current resonance type isolated switching power supply.

特開２００９−１８９１０８号公報JP 2009-189108 A

絶縁型スイッチング電源の中には、スイッチ制御回路に動作電力を供給する電力供給回路を備えているものがある。この電力供給回路は、補助電圧が所定の切替閾値未満の場合、入力整流電圧をスイッチ制御回路に供給し、補助電圧が切替閾値以上の場合、補助電圧をスイッチ制御回路に供給する。この補助電圧は、一次側巻線の電圧に基づく電圧である。補助電圧は、例えば、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した交流電圧を整流平滑して得られる直流電圧である。 Some insulated switching power supplies include a power supply circuit that supplies operating power to the switch control circuit. The power supply circuit supplies the input rectified voltage to the switch control circuit when the auxiliary voltage is less than a predetermined switching threshold, and supplies the auxiliary voltage to the switch control circuit when the auxiliary voltage is equal to or higher than the switching threshold. This auxiliary voltage is a voltage based on the voltage of the primary side winding. The auxiliary voltage is, for example, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding.

即ち、上記の電力供給回路は、起動後スイッチング電源の出力電圧が低い段階では入力整流電圧をスイッチ制御回路に供給し、出力電圧が所定の電圧以上まで上昇すると補助電圧を供給する。 That is, the power supply circuit supplies an input rectified voltage to the switch control circuit when the output voltage of the switching power supply is low after startup, and supplies an auxiliary voltage when the output voltage rises to a predetermined voltage or higher.

しかしながら、従来の絶縁型スイッチング電源では、交流電源が停止して再投入された際に、電力供給回路からスイッチ制御回路に動作電力が供給されない場合があるという課題があった。これについて、図６を参照して説明する。図６は、従来の電力供給回路の動作を説明するためのタイミングチャートを示している。 However, the conventional insulated switching power supply has a problem that when the AC power supply is stopped and turned on again, operating power may not be supplied from the power supply circuit to the switch control circuit. This will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a timing chart for explaining the operation of the conventional power supply circuit.

図６に示すように、時刻ｔ_１において、交流電源が停止し、入力整流電圧がゼロになる。この後、補助電圧は、補助電圧を生成するための平滑コンデンサの静電容量に基づく時定数に従って、徐々に低下する。このため、補助電圧が前述の切替閾値未満に低下するまでには長い時間を要する。 As shown in FIG. 6, at time t _1, the AC power is stopped, the input rectified voltage becomes zero. Thereafter, the auxiliary voltage gradually decreases according to a time constant based on the capacitance of the smoothing capacitor for generating the auxiliary voltage. For this reason, it takes a long time for the auxiliary voltage to drop below the switching threshold.

一方、前述のように、電力供給回路は、補助電圧が切替閾値未満に低下しないと、電力供給元を補助電圧から入力整流電圧に切替えない。そのため、交流電源が停止してから短時間のうちに、より正確には、補助電圧が切替閾値未満に低下しないうちに、交流電源が再投入された場合には、電力供給回路からスイッチ制御回路に動作電力が供給されない。 On the other hand, as described above, the power supply circuit does not switch the power supply source from the auxiliary voltage to the input rectified voltage unless the auxiliary voltage falls below the switching threshold. Therefore, in a short time after the AC power supply stops, more precisely, when the AC power supply is turned on again before the auxiliary voltage drops below the switching threshold, the power supply circuit switches to the switch control circuit. Is not supplied with operating power.

即ち、図６に示すように、時刻ｔ_２において交流電源が再投入されても、スイッチ制御回路に供給される電圧（供給電圧）は下がり続け、時刻ｔ_１以前の水準に回復しない。 That is, as shown in FIG. 6, the AC power supply at time t ₂ is also turned on again, the voltage (supply voltage) supplied to the switch control circuit falls continued, the time t ₁ does not recover to the level before.

本発明は、上記の技術的認識に基づいてなされたものであり、交流電源の再投入時に、スイッチ制御回路に動作電力を確実に供給することが可能な電力供給回路、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。 The present invention has been made on the basis of the above technical recognition. A power supply circuit, a semiconductor integrated circuit, and an insulation that can reliably supply operating power to a switch control circuit when AC power is turned on again. An object is to provide a type switching power supply.

本発明に係る電力供給回路は、
入力端子に接続された交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と、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、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に動作電力を供給する電力供給回路であって、
前記一次側巻線の電圧に基づく補助電圧が入力される補助電圧入力端子と、
前記入力整流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記交流電源に基づくモニタ電圧が入力されるラインセンス端子と、
前記スイッチ制御回路に動作電力を供給する電力供給端子と、
前記補助電圧が切替閾値未満の場合には、前記電圧入力端子に入力された前記入力整流電圧に基づく電圧を前記電力供給端子から出力し、前記補助電圧が前記切替閾値以上の場合には、前記補助電圧入力端子に入力された前記補助電圧に基づく電圧を前記電力供給端子から出力する電力供給切替部と、
前記ラインセンス端子に入力される前記モニタ電圧が入力閾値を下回った場合に、電圧低下信号を出力する入力電圧監視部と、
前記入力電圧監視部から前記電圧低下信号を受信すると、前記補助電圧入力端子を接地して前記補助電圧を放電させる放電部と、を備えることを特徴とする。 The power supply circuit according to the present invention includes:
A rectifying unit that rectifies an AC power source connected to the input terminal and outputs a rectified input rectified voltage, and 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 connection point of the high side switch and the low side switch, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding; and the secondary A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the side winding and outputs the rectified and smoothed DC voltage to the output terminal, and the high-side switch and the low-side switch are complementarily turned on or off. A power supply circuit for supplying operating power to the switch control circuit.
An auxiliary voltage input terminal to which an auxiliary voltage based on the voltage of the primary winding is input;
A voltage input terminal to which the input rectified voltage is input;
A line sense terminal to which a monitor voltage based on the AC power supply is input;
A power supply terminal for supplying operating power to the switch control circuit;
When the auxiliary voltage is less than a switching threshold, a voltage based on the input rectified voltage input to the voltage input terminal is output from the power supply terminal, and when the auxiliary voltage is greater than or equal to the switching threshold, A power supply switching unit that outputs from the power supply terminal a voltage based on the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal;
An input voltage monitoring unit that outputs a voltage drop signal when the monitor voltage input to the line sense terminal falls below an input threshold;
And a discharge unit that discharges the auxiliary voltage by grounding the auxiliary voltage input terminal when receiving the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit.

また、前記電力供給回路において、
前記絶縁型スイッチング電源の前記トランス部は、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、前記補助電圧入力端子には、前記補助電圧として、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が入力されるようにしてもよい。 In the power supply circuit,
The transformer unit of the insulation type switching power supply further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding, and the auxiliary voltage input terminal has both ends of the auxiliary winding as the auxiliary voltage. Alternatively, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated in the circuit may be input.

また、前記電力供給回路において、
前記放電部は、一端が前記補助電圧入力端子に接続され、他端が接地された放電用スイッチを有するようにしてもよい。 In the power supply circuit,
The discharge unit may include a discharge switch having one end connected to the auxiliary voltage input terminal and the other end grounded.

また、前記電力供給回路において、
前記入力電圧監視部は、前記ラインセンス端子に接続された第１の入力端子と、前記入力閾値が入力される第２の入力端子と、前記第１の入力端子の電圧が前記第２の入力端子の電圧よりも小さい場合に前記電圧低下信号を出力する出力端子とを有する入力電圧監視用比較器を含むようにしてもよい。 In the power supply circuit,
The input voltage monitoring unit includes a first input terminal connected to the line sense terminal, a second input terminal to which the input threshold value is input, and a voltage at the first input terminal as the second input. An input voltage monitoring comparator having an output terminal for outputting the voltage drop signal when the voltage is lower than the terminal voltage may be included.

また、前記電力供給回路において、
前記電力供給切替部は、
一端が前記電圧入力端子に接続され、他端が前記電力供給端子に接続された第１のスイッチと、
入力端が前記補助電圧入力端子に接続され、出力端が前記第１のスイッチの他端に接続され、前記補助電圧を所定の電圧に降下させるレベルシフト回路と、
前記補助電圧入力端子に接続された第１の入力端子と、前記切替閾値が入力される第２の入力端子と、前記第１の入力端子の電圧が前記第２の入力端子の電圧よりも小さい場合にオン信号を出力し、そうでない場合にオフ信号を出力する出力端子とを有する起動用比較器と、
を有し、
前記第１のスイッチは、前記オン信号により導通状態になり、前記オフ信号により遮断状態になるようにしてもよい。 In the power supply circuit,
The power supply switching unit is
A first switch having one end connected to the voltage input terminal and the other end connected to the power supply terminal;
A level shift circuit having an input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, an output terminal connected to the other end of the first switch, and dropping the auxiliary voltage to a predetermined voltage;
The first input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, the second input terminal to which the switching threshold is input, and the voltage of the first input terminal is smaller than the voltage of the second input terminal A start-up comparator having an output terminal for outputting an ON signal in the case and an OFF signal in other cases;
Have
The first switch may be turned on by the on signal and cut off by the off signal.

また、前記電力供給回路において、
前記電力供給切替部は、前記第１のスイッチの他端と前記電力供給端子との間に設けられた第２のスイッチと、前記電圧低下信号を受信すると、前記第２のスイッチが遮断状態になるように前記第２のスイッチのゲート電圧を制御するゲート電圧制御部と、をさらに備えてもよい。 In the power supply circuit,
When the power supply switching unit receives the voltage drop signal and the second switch provided between the other end of the first switch and the power supply terminal, the second switch enters the cut-off state. And a gate voltage control unit for controlling the gate voltage of the second switch.

また、前記電力供給回路において、
前記電力供給切替部は、前記補助電圧入力端子と、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの接続点との間で前記レベルシフト回路に直列接続され、前記補助電圧入力端子から前記第１のスイッチの他端に向かう方向に電流を流す整流素子をさらに有してもよい。 In the power supply circuit,
The power supply switching unit is connected in series to the level shift circuit between the auxiliary voltage input terminal and a connection point of the first switch and the second switch, and from the auxiliary voltage input terminal to the first You may further have a rectifier which sends an electric current in the direction which goes to the other end of this switch.

本発明に係る半導体集積回路は、本発明の電力供給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 the present invention is characterized in that the power supply circuit of the present invention is formed on a predetermined semiconductor substrate.

本発明に係る半導体集積回路は、本発明の電力供給回路と、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 the present invention is characterized in that the power supply circuit of the present invention and the switch control circuit are formed on a predetermined semiconductor substrate.

本発明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し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と、
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接続点に接続され、他端が接地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、
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、
前記スイッチ制御回路に動作電力を供給する電力供給回路と、
を備え、
前記電力供給回路は、
前記一次側巻線の電圧に基づく補助電圧が入力される補助電圧入力端子と、
前記入力整流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記交流電源に基づくモニタ電圧が入力されるラインセンス端子と、
前記スイッチ制御回路に動作電力を供給する電力供給端子と、
前記補助電圧が切替閾値未満の場合には、前記電圧入力端子に入力された前記入力整流電圧に基づく電圧を前記電力供給端子から出力し、前記補助電圧が前記切替閾値以上の場合には、前記補助電圧入力端子に入力された前記補助電圧に基づく電圧を前記電力供給端子から出力する電力供給切替部と、
前記ラインセンス端子に入力される前記モニタ電圧が入力閾値を下回った場合に、電圧低下信号を出力する入力電圧監視部と、
前記入力電圧監視部から前記電圧低下信号を受信すると、前記補助電圧入力端子を接地して前記補助電圧を放電させる放電部と、
を有する、
ことを特徴とする。 Insulated switching power supply according to the present invention,
A rectifying unit that rectifies an AC power source connected to the input terminal and outputs a rectified input rectified voltage;
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 having a primary winding having one end connected to a connection point of the high side switch and the low side switch and the other end grounded, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding. And
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 switch control circuit that controls the high-side switch and the low-side switch in a complementary or conductive state; and
A power supply circuit for supplying operating power to the switch control circuit;
With
The power supply circuit includes:
An auxiliary voltage input terminal to which an auxiliary voltage based on the voltage of the primary winding is input;
A voltage input terminal to which the input rectified voltage is input;
A line sense terminal to which a monitor voltage based on the AC power supply is input;
A power supply terminal for supplying operating power to the switch control circuit;
When the auxiliary voltage is less than a switching threshold, a voltage based on the input rectified voltage input to the voltage input terminal is output from the power supply terminal, and when the auxiliary voltage is greater than or equal to the switching threshold, A power supply switching unit that outputs from the power supply terminal a voltage based on the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal;
An input voltage monitoring unit that outputs a voltage drop signal when the monitor voltage input to the line sense terminal falls below an input threshold;
When receiving the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit, a discharge unit for grounding the auxiliary voltage input terminal and discharging the auxiliary voltage;
Having
It is characterized by that.

また、前記絶縁型スイッチング電源において、
前記絶縁型スイッチング電源の前記トランス部は、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、前記補助電圧入力端子には、前記補助電圧として、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が入力されるようにしてもよい。 Moreover, in the insulated switching power supply,
The transformer unit of the insulation type switching power supply further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding, and the auxiliary voltage input terminal has both ends of the auxiliary winding as the auxiliary voltage. Alternatively, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated in the circuit may be input.

また、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コンデンサをさらに備えてもよい。 Moreover, in the insulated switching power supply,
A resonance capacitor connected in series or in parallel to the primary winding may be further provided.

本発明において、電力供給回路の電力供給切替部は、補助電圧入力端子に入力される補助電圧が切替閾値未満の場合には、交流電源を整流した入力整流電圧に基づく電圧を電力供給端子から出力し、一方、補助電圧が切替閾値以上の場合には、補助電圧に基づく電圧を電力供給端子から出力する。 In the present invention, the power supply switching unit of the power supply circuit outputs, from the power supply terminal, a voltage based on the input rectified voltage obtained by rectifying the AC power supply when the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal is less than the switching threshold. On the other hand, when the auxiliary voltage is equal to or higher than the switching threshold, a voltage based on the auxiliary voltage is output from the power supply terminal.

また、本発明において、入力電圧監視部は、交流電源に基づくモニタ電圧が入力閾値を下回った場合に、電圧低下信号を出力する。 In the present invention, the input voltage monitoring unit outputs a voltage drop signal when the monitor voltage based on the AC power source falls below the input threshold.

また、本発明において、放電部は、入力電圧監視部から電圧低下信号を受信すると、補助電圧が入力される補助電圧入力端子を接地して補助電圧を放電させる。 In the present invention, when the discharge unit receives the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit, the discharge unit discharges the auxiliary voltage by grounding the auxiliary voltage input terminal to which the auxiliary voltage is input.

これにより、補助電圧は急速に低下するため、交流電源が再投入された際、補助電圧は切替閾値未満となっている。したがって、電力供給回路は、交流電源を整流した入力整流電圧に基づく電圧を確実にスイッチ制御回路に供給することができる。 As a result, the auxiliary voltage decreases rapidly, so that the auxiliary voltage is less than the switching threshold when the AC power supply is turned on again. Therefore, the power supply circuit can reliably supply a voltage based on the input rectified voltage obtained by rectifying the AC power supply to the switch control circuit.

よって、本発明によれば、交流電源の再投入時に、スイッチ制御回路に動作電力を確実に供給することができる。 Therefore, according to the present invention, the operating power can be reliably supplied to the switch control circuit when the AC power supply is turned on again.

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の実施形態に係る電力供給回路の概略的なブロック図である。1 is a schematic block diagram of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る電力供給回路の具体的な回路図である。1 is a specific circuit diagram of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る電力供給回路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 electric power supply circuit 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の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram of the insulated switching power supply which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の電力供給回路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 conventional power supply circuit.

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について説明する。図１は、第１の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 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an isolated switching power supply 1 according to the first 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、スイッチ制御回路８と、電力供給回路９と、整流平滑部１０と、モニタ電圧生成部１１と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the isolated 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 switch. A control circuit 8, a power supply circuit 9, a rectifying / smoothing unit 10, and a monitor voltage generating unit 11 are provided.

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、ＰＦＣ回路用のインダクタ（図示せず）を備えてもよい。 The insulated switching power supply 1 may include an inductor (not shown) for the PFC circuit 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、共振用のコンデンサＣ１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。コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１は、一次側巻線Ｗ１と接地との間で直列接続されている。なお、絶縁型スイッチング電源１は、電流共振型に限らない。この場合、一次側巻線Ｗ１の他端は、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を介さずに直接接地される。 As shown in FIG. 1, the insulating switching power supply 1 may further include a resonance capacitor C1 and a resistor R1, and may be configured as a current resonance switching power supply. The capacitor C1 and the resistor R1 are connected in series between the primary winding W1 and the ground. The insulated switching power supply 1 is not limited to the current resonance type. In this case, the other end of the primary side winding W1 is directly grounded without passing through the capacitor C1 and the resistor R1.

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）し、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により構成される。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 outputs the rectified input rectified voltage. The rectifying unit 3 is configured by, 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 side winding W1 is connected to a connection point M between 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、直列接続されたコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を介して接地されている。なお、共振用のコンデンサＣ１は、一次側巻線Ｗ１の一端と接続点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、コンデンサＣ１は、一次側巻線Ｗ１に並列接続されていてもよい。即ち、コンデンサＣ１の一端が接続点Ｍに接続され、他端が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 capacitor C1 and a resistor R1 connected in series. The resonance capacitor C1 may be connected in series with the primary winding W1 between one end of the primary winding W1 and the connection point M. Alternatively, the capacitor C1 may be connected in parallel to the primary side winding W1. That is, one end of the capacitor C1 may be connected to the connection point M and the other end may be grounded.

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および平滑用のコンデンサＣ２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。コンデンサＣ２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 capacitor C2. 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 capacitor C2 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、上記の構成に限られない。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.

スイッチ制御回路８は、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。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。 The switch control circuit 8 controls the high side switch Q1 and the low side switch Q2 to be in a conductive state or a cutoff state in a complementary manner. 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８は、例えば、所定の半導体基板上に形成された半導体集積回路である。 The switch control circuit 8 is a semiconductor integrated circuit formed on a predetermined semiconductor substrate, for example.

電力供給回路９は、スイッチ制御回路８に動作電力を供給する。即ち、スイッチ制御回路８は電力供給回路９から受信する電力により動作する。この電力供給回路９の詳しい構成および動作については後述する。 The power supply circuit 9 supplies operating power to the switch control circuit 8. That is, the switch control circuit 8 operates with the power received from the power supply circuit 9. The detailed configuration and operation of the power supply circuit 9 will be described later.

整流平滑部１０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、電力供給回路９に出力する。この整流平滑部１０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、カソードが電力供給回路９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コンデンサＣ３とにより構成される。 The rectifying / smoothing unit 10 rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding W3 and outputs the rectified and smoothed output to the power supply circuit 9. For example, as shown in FIG. 1, the rectifying / smoothing unit 10 includes a rectifying element D3 having an anode connected to one end of the auxiliary winding W3 and a cathode connected to the power supply circuit 9, and one end being a cathode of the rectifying element D3. And the other end of the auxiliary winding W3 is connected to the other end of the auxiliary winding W3.

モニタ電圧生成部１１は、絶縁型スイッチング電源１の入力端子２ａ，２ｂに接続された交流電源を監視するための電圧（モニタ電圧）を生成し、電力供給回路９に出力する。このモニタ電圧生成部１１は、例えば、図１に示すように、整流素子Ｄ４，Ｄ５と、抵抗Ｒ２，Ｒ３と、平滑用のコンデンサＣ４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Ｒ２と抵抗Ｒ３は直列接続されている。抵抗Ｒ２は整流素子Ｄ４，Ｄ５のカソードに接続され、抵抗Ｒ３は接地されている。コンデンサＣ４は、一端が抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点に接続され、他端が接地されている。このような構成により、モニタ電圧生成部１１は、交流電源の電圧を整流し、その整流された電圧を抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３で分圧し、分圧された電圧をコンデンサＣ４で平滑化して得られた直流電圧をモニタ電圧として電力供給回路９に出力する。 The monitor voltage generation unit 11 generates a voltage (monitor voltage) for monitoring the AC power supply connected to the input terminals 2 a and 2 b of the insulating switching power supply 1 and outputs the voltage to the power supply circuit 9. For example, as shown in FIG. 1, the monitor voltage generator 11 includes rectifying elements D4 and D5, resistors R2 and R3, and a smoothing capacitor C4. 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 R2 and the resistor R3 are connected in series. The resistor R2 is connected to the cathodes of the rectifying elements D4 and D5, and the resistor R3 is grounded. One end of the capacitor C4 is connected to a connection point between the resistor R2 and the resistor R3, and the other end is grounded. With such a configuration, the monitor voltage generator 11 rectifies the voltage of the AC power supply, divides the rectified voltage with the resistors R2 and R3, and smoothes the divided voltage with the capacitor C4. The obtained DC voltage is output to the power supply circuit 9 as a monitor voltage.

なお、モニタ電圧生成部１１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１１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電力供給回路９に出力する。 Note that the monitor voltage generation unit 11 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 11 divides the input rectified voltage output from the rectifier 3 as necessary and outputs the divided voltage to the power supply circuit 9.

次に、電力供給回路９の構成について図１〜図３を参照して詳しく説明する。図２は、電力供給回路９の概略的なブロック図を示し、図３は、電力供給回路９の具体的な回路図を示している。 Next, the configuration of the power supply circuit 9 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 shows a schematic block diagram of the power supply circuit 9, and FIG. 3 shows a specific circuit diagram of the power supply circuit 9.

図２に示すように、電力供給回路９は、４つの端子、即ち、補助電圧入力端子ＶＷと、電圧入力端子Ｖｉｎと、ラインセンス端子ＬＳｉｎと、電力供給端子ＫＶｃ１とを有する。 As shown in FIG. 2, the power supply circuit 9 has four terminals, that is, an auxiliary voltage input terminal VW, a voltage input terminal Vin, a line sense terminal LSin, and a power supply terminal KVc1.

補助電圧入力端子ＶＷは、図１に示すように、整流平滑部１０の出力に接続されており、一次側巻線Ｗ１の電圧に基づく補助電圧が入力される。本実施形態では、補助巻線Ｗ３の両端に発生する交流電圧を整流平滑部１０により整流平滑した直流電圧が補助電圧として補助電圧入力端子ＶＷに入力される。 As shown in FIG. 1, the auxiliary voltage input terminal VW is connected to the output of the rectifying / smoothing unit 10, and receives an auxiliary voltage based on the voltage of the primary side winding W <b> 1. In the present embodiment, 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 10 is input to the auxiliary voltage input terminal VW as an auxiliary voltage.

電圧入力端子Ｖｉｎは、図１に示すように、整流部３の出力に接続されており、入力整流電圧が入力される。ラインセンス端子ＬＳｉｎは、モニタ電圧生成部１１の出力に接続され、モニタ電圧が入力される。電力供給端子ＫＶｃ１は、スイッチ制御回路８に接続され、スイッチ制御回路８に動作電力を出力する。 As shown in FIG. 1, the voltage input terminal Vin is connected to the output of the rectifying unit 3 and receives an input rectified voltage. The line sense terminal LSin is connected to the output of the monitor voltage generator 11 and receives the monitor voltage. The power supply terminal KVc 1 is connected to the switch control circuit 8 and outputs operating power to the switch control circuit 8.

また、図２に示すように、電力供給回路９は、電力供給切替部２１と、入力電圧監視部２２と、放電部２３とを有する。 As illustrated in FIG. 2, the power supply circuit 9 includes a power supply switching unit 21, an input voltage monitoring unit 22, and a discharge unit 23.

電力供給切替部２１は、補助電圧が所定の切替閾値未満の場合には、電圧入力端子Ｖｉｎに入力された入力整流電圧に基づく電圧を電力供給端子ＫＶｃ１から出力する。また、電力供給切替部２１は、補助電圧が切替閾値以上の場合には、補助電圧入力端子ＶＷに入力された補助電圧に基づく電圧を電力供給端子ＫＶｃ１から出力する。 When the auxiliary voltage is less than a predetermined switching threshold, the power supply switching unit 21 outputs a voltage based on the input rectified voltage input to the voltage input terminal Vin from the power supply terminal KVc1. Further, when the auxiliary voltage is equal to or higher than the switching threshold, the power supply switching unit 21 outputs a voltage based on the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal VW from the power supply terminal KVc1.

なお、電力供給切替部２１が電力供給端子ＫＶｃ１から出力する電圧は、入力整流電圧（または補助電圧）そのものでもよいし、必要に応じて入力整流電圧（または補助電圧）をレベルシフトした電圧であってもよい。例えば、入力整流電圧（または補助電圧）をスイッチ制御回路８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ようにしてもよい。 Note that the voltage output from the power supply terminal KVc1 by the power supply switching unit 21 may be the input rectified voltage (or auxiliary voltage) itself, or a voltage obtained by level shifting the input rectified voltage (or auxiliary voltage) as necessary. May be. For example, a voltage obtained by level-shifting the input rectified voltage (or auxiliary voltage) so as to be the operating voltage of the switch control circuit 8 may be output.

入力電圧監視部２２は、ラインセンス端子ＬＳｉｎに入力されるモニタ電圧が入力閾値を下回った場合に、電圧低下信号を出力する。 The input voltage monitoring unit 22 outputs a voltage drop signal when the monitor voltage input to the line sense terminal LSin falls below the input threshold value.

放電部２３は、入力電圧監視部２２から電圧低下信号を受信すると、補助電圧入力端子ＶＷを接地して補助電圧を放電させる。 When receiving the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit 22, the discharging unit 23 grounds the auxiliary voltage input terminal VW and discharges the auxiliary voltage.

次に、図３を参照して、電力供給切替部２１、入力電圧監視部２２および放電部２３の具体的な構成例について説明する。 Next, specific configuration examples of the power supply switching unit 21, the input voltage monitoring unit 22, and the discharging unit 23 will be described with reference to FIG.

電力供給切替部２１は、スイッチ２１ａと、レベルシフト回路２１ｂと、起動用比較器２１ｃと、スイッチ２１ｄと、ゲート電圧制御部２１ｅと、整流素子２１ｆとを有する。 The power supply switching unit 21 includes a switch 21a, a level shift circuit 21b, a startup comparator 21c, a switch 21d, a gate voltage control unit 21e, and a rectifying element 21f.

スイッチ２１ａは、一端が電圧入力端子Ｖｉｎに接続され、他端がスイッチ２１ｄの一端に接続されている。スイッチ２１ａ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２１ｄの一端に接続される。 The switch 21a has one end connected to the voltage input terminal Vin and the other end connected to one end of the switch 21d. The switch 21a is a semiconductor switching element such as an n-type MOSFET, for example. 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 21d.

レベルシフト回路２１ｂは、入力端が補助電圧入力端子ＶＷに接続され、出力端が整流素子２１ｆを介してスイッチ２１ａの他端に接続され、補助電圧を所定の電圧に降下させる。 The level shift circuit 21b has an input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal VW and an output terminal connected to the other end of the switch 21a via the rectifying element 21f, and drops the auxiliary voltage to a predetermined voltage.

起動用比較器２１ｃは、補助電圧入力端子ＶＷに接続された第１の入力端子（−端子）と、切替閾値Ｖｔｈ＿ＳＷが入力される第２の入力端子（＋端子）と、第１の入力端子の電圧が第２の入力端子の電圧よりも小さい場合にオン信号を出力し、そうでない場合にオフ信号を出力する出力端子とを有する。起動用比較器２１ｃの出力端子は、スイッチ２１ａのゲート端子に接続されている。なお、ノイズ耐性を高めるため、起動用比較器２１ｃは、ヒステリシスコンパレータであることが好ましい。 The startup comparator 21c includes a first input terminal (− terminal) connected to the auxiliary voltage input terminal VW, a second input terminal (+ terminal) to which the switching threshold Vth_SW is input, and a first input terminal. And an output terminal that outputs an off signal when the voltage is lower than the voltage of the second input terminal, and otherwise outputs an off signal. The output terminal of the startup comparator 21c is connected to the gate terminal of the switch 21a. In order to increase noise resistance, the startup comparator 21c is preferably a hysteresis comparator.

スイッチ２１ａは、起動用比較器２１ｃが出力したオン信号により導通状態になり、オフ信号により遮断状態になる。 The switch 21a is turned on by an on signal output from the starting comparator 21c, and is cut off by an off signal.

スイッチ２１ｄは、スイッチ２１ａの他端と電力供給端子ＫＶｃ１との間に設けられている。スイッチ２１ｄ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２１ａの他端に接続され、ドレイン端子が電力供給端子ＫＶｃ１に接続される。 The switch 21d is provided between the other end of the switch 21a and the power supply terminal KVc1. The switch 21d is a semiconductor switching element such as a p-type MOSFET, for example. In this case, the source terminal of the p-type MOSFET is connected to the other end of the switch 21a, and the drain terminal is connected to the power supply terminal KVc1.

ゲート電圧制御部２１ｅは、入力電圧監視部２２から電圧低下信号ＬＳｏｕｔを受信していない場合は、スイッチ２１ｄが導通状態になるようにスイッチ２１ｄのゲート電圧を制御する。なお、ゲート電圧制御部２１ｅは、スイッチ２１ｄ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ことで、絶縁型スイッチング電源１をいわゆるバーストモードで動作させることも可能である。 When the voltage drop signal LSout is not received from the input voltage monitoring unit 22, the gate voltage control unit 21e controls the gate voltage of the switch 21d so that the switch 21d becomes conductive. The gate voltage control unit 21e can also operate the isolated switching power supply 1 in a so-called burst mode by controlling the gate voltage so that the switch 21d is intermittently turned on.

また、ゲート電圧制御部２１ｅは、入力電圧監視部２２から電圧低下信号ＬＳｏｕｔを受信すると、スイッチ２１ｄが遮断状態になるようにスイッチ２１ｄのゲート電圧を制御する。例えばスイッチ２１ｄがｐ型ＭＯＳＦＥＴの場合、ゲート電圧制御部２１ｅはｐ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子にＨレベル信号を出力する。これにより、交流電源が停止してラインセンス端子ＬＳｉｎの電圧が入力閾値Ｖｔｈ＿ＬＳを下回った場合に、スイッチ制御回路８への動作電力の供給を停止することができる。よって、動作電力が不十分になることによりスイッチ制御回路８が誤動作することを防止できる。 Further, when the gate voltage control unit 21e receives the voltage drop signal LSout from the input voltage monitoring unit 22, the gate voltage control unit 21e controls the gate voltage of the switch 21d so that the switch 21d is cut off. For example, when the switch 21d is a p-type MOSFET, the gate voltage control unit 21e outputs an H level signal to the gate terminal of the p-type MOSFET. As a result, when the AC power supply is stopped and the voltage of the line sense terminal LSin falls below the input threshold Vth_LS, the supply of operating power to the switch control circuit 8 can be stopped. Therefore, it is possible to prevent the switch control circuit 8 from malfunctioning due to insufficient operating power.

整流素子２１ｆは、アノードがレベルシフト回路２１ｂの出力に接続され、カソードがスイッチ２１ａおよびスイッチ２１ｄの接続点Ｎに接続されている。これにより、電圧入力端子Ｖｉｎに入力され電力供給端子ＫＶｃ１から出力される入力整流電圧が補助電圧入力端子ＶＷに流入することを防止できる。 The rectifying element 21f has an anode connected to the output of the level shift circuit 21b and a cathode connected to a connection point N between the switch 21a and the switch 21d. Thereby, it is possible to prevent the input rectified voltage input to the voltage input terminal Vin and output from the power supply terminal KVc1 from flowing into the auxiliary voltage input terminal VW.

なお、整流素子２１ｆは、補助電圧入力端子ＶＷとレベルシフト回路２１ｂとの間に設けられてもよい。この場合、整流素子２１ｆのアノードが補助電圧入力端子ＶＷに接続され、カソードがレベルシフト回路２１ｂの入力に接続される。よって、一般的に言えば、整流素子２１ｆは、補助電圧入力端子ＶＷと、スイッチ２１ａおよびスイッチ２１ｄの接続点Ｎとの間でレベルシフト回路２１ｂに直列接続され、補助電圧入力端子ＶＷからスイッチ２１ａ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。 The rectifying element 21f may be provided between the auxiliary voltage input terminal VW and the level shift circuit 21b. In this case, the anode of the rectifying element 21f is connected to the auxiliary voltage input terminal VW, and the cathode is connected to the input of the level shift circuit 21b. Therefore, generally speaking, the rectifying element 21f is connected in series to the level shift circuit 21b between the auxiliary voltage input terminal VW and the connection point N of the switch 21a and the switch 21d, and from the auxiliary voltage input terminal VW to the switch 21a. It is provided as a current flowing in the direction toward the other end of the.

なお、スイッチ２１ｄおよびゲート電圧制御部２１ｅを削除してもよい。この場合、スイッチ２１ａの一端が電圧入力端子Ｖｉｎに接続され、他端が電力供給端子ＫＶｃ１に接続される。 The switch 21d and the gate voltage control unit 21e may be deleted. In this case, one end of the switch 21a is connected to the voltage input terminal Vin, and the other end is connected to the power supply terminal KVc1.

また、整流素子２１ｆを削除してもよい。この場合、レベルシフト回路２１ｂの出力端はスイッチ２１ａに接続される。 Further, the rectifying element 21f may be deleted. In this case, the output terminal of the level shift circuit 21b is connected to the switch 21a.

入力電圧監視部２２は、図３に示すように、入力電圧監視用比較器２２ａを含む。この入力電圧監視用比較器２２ａは、ラインセンス端子ＬＳｉｎに接続された第１の入力端子（−端子）と、入力閾値Ｖｔｈ＿ＬＳが入力される第２の入力端子（＋端子）と、第１の入力端子の電圧が第２の入力端子の電圧よりも小さい場合に電圧低下信号ＬＳｏｕｔを出力する出力端子とを有する。 As shown in FIG. 3, the input voltage monitoring unit 22 includes an input voltage monitoring comparator 22a. The input voltage monitoring comparator 22a includes a first input terminal (− terminal) connected to the line sense terminal LSin, a second input terminal (+ terminal) to which the input threshold Vth_LS is input, and a first input terminal (−terminal). And an output terminal that outputs a voltage drop signal LSout when the voltage of the input terminal is smaller than the voltage of the second input terminal.

放電部２３は、図３に示すように、一端が補助電圧入力端子ＶＷに接続され、他端が接地された放電用スイッチ２３ａを有する。放電用スイッチ２３ａ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のゲート端子が入力電圧監視用比較器２２ａの出力端子に接続され、ドレイン端子が補助電圧入力端子ＶＷに接続され、ソース端子が接地される。 As shown in FIG. 3, the discharge unit 23 has a discharge switch 23a having one end connected to the auxiliary voltage input terminal VW and the other end grounded. The discharge switch 23a is, for example, a semiconductor switching element such as an n-type MOSFET. In this case, the gate terminal of the n-type MOSFET is connected to the output terminal of the input voltage monitoring comparator 22a, the drain terminal is connected to the auxiliary voltage input terminal VW, and the source terminal is grounded.

上記の構成を備える電力供給回路９においては、絶縁型スイッチング電源１が起動後、補助電圧が切替閾値Ｖｔｈ＿ＳＷに達するまでの間、スイッチ２１ａが導通状態になり、電圧入力端子Ｖｉｎに入力された入力整流電圧が電力供給端子ＫＶｃ１からスイッチ制御回路８に出力される。その後、補助電圧が切替閾値Ｖｔｈ＿ＳＷまで上昇すると、スイッチ２１ａが遮断状態になり、補助電圧入力端子ＶＷされた補助電圧が電力供給端子ＫＶｃ１からスイッチ制御回路８に出力される。 In the power supply circuit 9 having the above configuration, the switch 21a is in a conductive state until the auxiliary voltage reaches the switching threshold value Vth_SW after the isolated switching power supply 1 is activated, and the input input to the voltage input terminal Vin. The rectified voltage is output from the power supply terminal KVc1 to the switch control circuit 8. Thereafter, when the auxiliary voltage rises to the switching threshold value Vth_SW, the switch 21a is turned off, and the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal VW is output from the power supply terminal KVc1 to the switch control circuit 8.

次に、図４を参照して、電力供給回路９の動作についてさらに詳しく説明する。図４は、電力供給回路９の動作を説明するためのタイミングチャートを示している。なお、時刻ｔ_１以前において、絶縁型スイッチング電源１は通常動作している。 Next, the operation of the power supply circuit 9 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 shows a timing chart for explaining the operation of the power supply circuit 9. Incidentally, at time t ₁ earlier, insulated switching power supply 1 is operating normally.

時刻ｔ_１において、交流電源が停止することにより、図４に示すように、整流部３が出力する入力整流電圧がゼロになる。また、ラインセンス端子ＬＳｉｎの入力電圧（モニタ電圧）がモニタ電圧生成部１１の時定数に従って漸減する。補助電圧入力端子ＶＷの入力電圧（補助電圧）も整流平滑部１０の時定数に従って漸減する。電力供給端子ＫＶｃ１の出力電圧（供給電圧）は、補助電圧の減少に対応して漸減する。 At time t _1, by the AC power supply is stopped, as shown in FIG. 4, the input rectified voltage rectifier 3 outputs becomes zero. Further, the input voltage (monitor voltage) of the line sense terminal LSin gradually decreases in accordance with the time constant of the monitor voltage generator 11. The input voltage (auxiliary voltage) of the auxiliary voltage input terminal VW also gradually decreases according to the time constant of the rectifying and smoothing unit 10. The output voltage (supply voltage) of the power supply terminal KVc1 gradually decreases corresponding to the decrease in the auxiliary voltage.

その後、時刻ｔ_２において、モニタ電圧が入力閾値Ｖｔｈ＿ＬＳ未満となる。これにより、入力電圧監視部２２は、図４に示すように、電圧低下信号ＬＳｏｕｔを出力する。この電圧低下信号ＬＳｏｕｔを受信すると、放電部２３は、補助電圧入力端子ＶＷを接地して補助電圧を放電させる。具体的には、放電用スイッチ２３ａを導通状態にすることにより、補助電圧入力端子ＶＷを接地する。これにより、整流平滑部１０のコンデンサＣ３に蓄電された電荷が放電され、補助電圧は、図４に示すように、急速にゼロまで低下する。 Then, at time _{t 2, the} monitor voltage becomes less than input threshold Vth_LS. As a result, the input voltage monitoring unit 22 outputs the voltage drop signal LSout as shown in FIG. When receiving the voltage drop signal LSout, the discharge unit 23 grounds the auxiliary voltage input terminal VW to discharge the auxiliary voltage. Specifically, the auxiliary voltage input terminal VW is grounded by turning on the discharge switch 23a. As a result, the electric charge stored in the capacitor C3 of the rectifying / smoothing unit 10 is discharged, and the auxiliary voltage rapidly decreases to zero as shown in FIG.

補助電圧入力端子ＶＷの電圧が急速に低下することで、起動用比較器２１ｃの第１の入力端子の電圧は第２の入力端子の電圧（Ｖｔｈ＿ＳＷ）を下回るため、起動用比較器２１ｃはオン信号を出力する。よって、スイッチ２１ａは導通状態となり、電圧入力端子Ｖｉｎと電力供給端子ＫＶｃ１は電気的に接続された状態となる。 Since the voltage at the auxiliary voltage input terminal VW rapidly decreases, the voltage at the first input terminal of the startup comparator 21c is lower than the voltage at the second input terminal (Vth_SW), so that the startup comparator 21c is turned on. Output a signal. Therefore, the switch 21a becomes conductive, and the voltage input terminal Vin and the power supply terminal KVc1 are electrically connected.

その後、時刻ｔ_３において、交流電源からの入力が回復する。このときスイッチ２１ａは導通状態になっているため、図４に示すように、電圧入力端子Ｖｉｎから入力された入力整流電圧は電力供給端子ＫＶｃ１からスイッチ制御回路８に出力される。 Then, at time t _3, the input from the AC power supply is restored. At this time, since the switch 21a is in a conducting state, as shown in FIG. 4, the input rectified voltage input from the voltage input terminal Vin is output from the power supply terminal KVc1 to the switch control circuit 8.

このように、第１の実施形態によれば、交流電源の再投入時に、スイッチ制御回路８に動作電力を確実に供給することができる。 As described above, according to the first embodiment, the operating power can be reliably supplied to the switch control circuit 8 when the AC power supply is turned on again.

なお、上記の電力供給回路９は、単独で、またはスイッチ制御回路８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してもよい。 The power supply circuit 9 may be configured as a semiconductor integrated circuit formed on a predetermined semiconductor substrate alone or together with the switch control circuit 8.

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の第１の実施形態との相違点の一つは、補助電圧の生成方法である。第１の実施形態では補助巻線Ｗ３を用いて補助電圧を生成していたのに対して、第２の実施形態では補助電源を用いて補助電圧を生成する。以下、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 according to the present invention will be described. One of the differences of the second embodiment from the first embodiment is an auxiliary voltage generation method. In the first embodiment, the auxiliary voltage is generated using the auxiliary winding W3, whereas in the second embodiment, the auxiliary voltage is generated using the auxiliary power source. Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences.

図５は、第２の実施形態に係る絶縁型スイッチング電源１Ａの概略的な構成図である。なお、図５において、図１と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an isolated switching power supply 1A according to the second embodiment. In FIG. 5, the same reference numerals are given to components having the same functions as those in FIG.

図５に示すように、絶縁型スイッチング電源１Ａ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５Ａと、整流平滑部６と、出力端子７ａ，７ｂと、スイッチ制御回路８と、電力供給回路９と、モニタ電圧生成部１１と、補助電源１２とを備えている。 As shown in FIG. 5, the isolated switching power supply 1A includes input terminals 2a and 2b, a rectifying unit 3, a switching unit 4, a transformer unit 5A, a rectifying and smoothing unit 6, output terminals 7a and 7b, a switch A control circuit 8, a power supply circuit 9, a monitor voltage generator 11, and an auxiliary power source 12 are provided.

トランス部５Ａは、図５に示すように、一次側巻線Ｗ１と、二次側巻線Ｗ２とを有する。 As shown in FIG. 5, the transformer unit 5A includes a primary side winding W1 and a secondary side winding W2.

補助電源１２は、図５に示すように、直流電源１２ａと、スイッチ１２ｂと、コンデンサ１２ｃとを有する。直流電源１２ａは、正極がスイッチ１２ｂの一端に接続され、負極が接地されている。スイッチ１２ｂの他端は補助電圧入力端子ＶＷに接続されている。コンデンサ１２ｃは一端がスイッチ１２ｂの他端に接続され、他端が接地されている。 As shown in FIG. 5, the auxiliary power supply 12 includes a DC power supply 12a, a switch 12b, and a capacitor 12c. The DC power supply 12a has a positive electrode connected to one end of the switch 12b and a negative electrode grounded. The other end of the switch 12b is connected to the auxiliary voltage input terminal VW. One end of the capacitor 12c is connected to the other end of the switch 12b, and the other end is grounded.

スイッチ１２ｂは、一次側巻線Ｗ１の両端に発生する電圧が所定の値以上になると、導通状態になるように制御される。これにより、コンデンサ１２ｃが充電されるに従って直流電源１２ａの電圧が補助電圧入力端子ＶＷに入力される。 The switch 12b is controlled to be in a conductive state when the voltage generated at both ends of the primary side winding W1 exceeds a predetermined value. Thereby, as the capacitor 12c is charged, the voltage of the DC power supply 12a is input to the auxiliary voltage input terminal VW.

なお、スイッチ１２ｂの制御は、スイッチ制御回路８が行ってもよいし、別途設けられた制御回路が行ってもよい。スイッチ制御回路８等の制御回路は、一次側巻線Ｗ１の電圧を検出する検出部（図示せず）から当該電圧の値を取得して、上記のスイッチ１２ｂの制御を行う。 The switch 12b may be controlled by the switch control circuit 8 or a separately provided control circuit. A control circuit such as the switch control circuit 8 acquires the value of the voltage from a detector (not shown) that detects the voltage of the primary winding W1, and controls the switch 12b.

第２の実施形態においても、モニタ電圧が入力閾値Ｖｔｈ＿ＬＳ未満となると、電力供給回路９の放電部２３は補助電圧入力端子ＶＷを接地して補助電圧を放電させる。これにより、コンデンサ１２ｃに蓄積されていた電荷が放電され、補助電圧は急速にゼロまで低下する。 Also in the second embodiment, when the monitor voltage becomes less than the input threshold Vth_LS, the discharge unit 23 of the power supply circuit 9 grounds the auxiliary voltage input terminal VW to discharge the auxiliary voltage. As a result, the charge accumulated in the capacitor 12c is discharged, and the auxiliary voltage rapidly decreases to zero.

よって、第１の実施形態と同様、第２の実施形態によれば、交流電源の再投入時に、スイッチ制御回路８に動作電力を確実に供給することができる。 Therefore, similarly to the first embodiment, according to the second embodiment, the operating power can be reliably supplied to the switch control circuit 8 when the AC power supply is turned on again.

（スイッチ制御回路への電力供給方法）
次に、絶縁型スイッチング電源１，１Ａにおいて、スイッチ制御回路８に動作電力を供給する方法について説明する。 (Power supply method to switch control circuit)
Next, a method of supplying operating power to the switch control circuit 8 in the isolated switching power supplies 1 and 1A will be described.

本電力供給方法では、一次側巻線Ｗ１の電圧に基づく補助電圧が切替閾値未満の場合には、入力整流電圧に基づく電圧をスイッチ制御回路８に供給する。なお、補助電圧は、補助巻線Ｗ３の両端に発生する交流電圧を整流平滑した直流電圧、あるいは、補助電源１２の出力する直流電圧である。 In this power supply method, when the auxiliary voltage based on the voltage of the primary winding W1 is less than the switching threshold, the voltage based on the input rectified voltage is supplied to the switch control circuit 8. The auxiliary voltage is a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at both ends of the auxiliary winding W3, or a DC voltage output from the auxiliary power supply 12.

一方、本電力供給方法では、補助電圧が切替閾値以上の場合には、補助電圧に基づく電圧をスイッチ制御回路８に供給する。 On the other hand, in this power supply method, when the auxiliary voltage is equal to or higher than the switching threshold, a voltage based on the auxiliary voltage is supplied to the switch control circuit 8.

そして、交流電源に基づく電圧（例えば、交流電源を整流平滑した電圧を分圧した分圧電圧）が入力閾値未満に低下した場合には、補助電圧を放電させる。補助電圧の放電は、例えば、補助電圧を生成する平滑コンデンサ（コンデンサＣ３またはコンデンサ１２ｃ）の一端を接地することにより行う。 When the voltage based on the AC power supply (for example, a divided voltage obtained by dividing the voltage obtained by rectifying and smoothing the AC power supply) falls below the input threshold, the auxiliary voltage is discharged. The auxiliary voltage is discharged, for example, by grounding one end of a smoothing capacitor (capacitor C3 or capacitor 12c) that generates the auxiliary voltage.

このようにして補助電圧を放電させることにより、交流電源の再投入時に、スイッチ制御回路８に動作電力を供給することができる。 By discharging the auxiliary voltage in this way, operating power can be supplied to the switch control circuit 8 when the AC power supply is turned on again.

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.

１，１Ａ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
５，５Ａトランス部
６整流平滑部
７ａ，７ｂ出力端子
８スイッチ制御回路
９電力供給回路
１０整流平滑部
１１モニタ電圧生成部
１２補助電源
１２ａ直流電源
１２ｂスイッチ
１２ｃコンデンサ
２１電力供給切替部
２１ａ，２１ｄスイッチ
２１ｂレベルシフト回路
２１ｃ起動用比較器
２１ｅゲート電圧制御部
２１ｆ整流素子
２２入力電圧監視部
２２ａ入力電圧監視用比較器
２３放電部
２３ａ放電用スイッチ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５整流素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３抵抗
Ｑ１ハイサイドスイッチ
Ｑ２ローサイドスイッチ
Ｗ１一次側巻線
Ｗ２二次側巻線
Ｗ３補助巻線
Ｍ，Ｎ接続点 1, 1A Insulation type switching power supplies 2a, 2b Input terminal 3 Rectifier 4 Switching unit 5, 5A Transformer 6 Rectifier smoother 7a, 7b Output terminal 8 Switch control circuit 9 Power supply circuit 10 Rectifier smoother 11 Monitor voltage generator 12 Auxiliary power supply 12a DC power supply 12b Switch 12c Capacitor 21 Power supply switching unit 21a, 21d Switch 21b Level shift circuit 21c Start-up comparator 21e Gate voltage control unit 21f Rectifier 22 Input voltage monitoring unit 22a Input voltage monitoring comparator 23 Discharge unit 23a Discharge switch C1, C2, C3, C4 Capacitors D1, D2, D3, D4, D5 Rectifier R1, R2, R3 Resistor Q1 High side switch Q2 Low side switch W1 Primary side winding W2 Secondary side winding W3 Auxiliary winding Line M, N Connection point

Claims

A rectifying unit that rectifies an AC power source connected to the input terminal and outputs a rectified input rectified voltage, and 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 connection point of the high side switch and the low side switch, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding; and the secondary A rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes the AC voltage generated at both ends of the side winding and outputs the rectified and smoothed DC voltage to the output terminal, and the high-side switch and the low-side switch are complementarily turned on or off. A power supply circuit for supplying operating power to the switch control circuit.
An auxiliary voltage input terminal to which an auxiliary voltage based on the voltage of the primary winding is input;
A voltage input terminal to which the input rectified voltage is input;
A line sense terminal to which a monitor voltage based on the AC power supply is input;
A power supply terminal for supplying operating power to the switch control circuit;
When the auxiliary voltage is less than a switching threshold, a voltage based on the input rectified voltage input to the voltage input terminal is output from the power supply terminal, and when the auxiliary voltage is greater than or equal to the switching threshold, A power supply switching unit that outputs from the power supply terminal a voltage based on the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal;
An input voltage monitoring unit that outputs a voltage drop signal when the monitor voltage input to the line sense terminal falls below an input threshold;
When receiving the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit, a discharge unit for grounding the auxiliary voltage input terminal and discharging the auxiliary voltage ,
The power supply switching unit is
A first switch having one end connected to the voltage input terminal and the other end connected to the power supply terminal;
A level shift circuit having an input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, an output terminal connected to the other end of the first switch, and dropping the auxiliary voltage to a predetermined voltage;
The first input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, the second input terminal to which the switching threshold is input, and the voltage of the first input terminal is smaller than the voltage of the second input terminal A start-up comparator having an output terminal for outputting an ON signal in the case and an OFF signal in other cases.
The first switch is turned on by the on signal and turned off by the off signal,
The power supply switching unit is
A second switch provided between the other end of the first switch and the power supply terminal;
The power supply circuit further comprising: a gate voltage control unit that controls a gate voltage of the second switch so that the second switch is turned off when the voltage drop signal is received .

The transformer unit of the insulation type switching power supply further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding, and the auxiliary voltage input terminal has both ends of the auxiliary winding as the auxiliary voltage. The power supply circuit according to claim 1, wherein a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at the input is input.

The power supply circuit according to claim 1, wherein the discharge unit includes a discharge switch having one end connected to the auxiliary voltage input terminal and the other end grounded.

The input voltage monitoring unit includes a first input terminal connected to the line sense terminal, a second input terminal to which the input threshold value is input, and a voltage at the first input terminal as the second input. The power supply circuit according to claim 1, further comprising an input voltage monitoring comparator having an output terminal that outputs the voltage drop signal when the voltage is lower than a terminal voltage.

The power supply switching unit is connected in series to the level shift circuit between the auxiliary voltage input terminal and a connection point of the first switch and the second switch, and from the auxiliary voltage input terminal to the first 5. The power supply circuit according to claim 1 , further comprising a rectifying element that allows current to flow in a direction toward the other end of the switch.

6. A semiconductor integrated circuit, wherein the power supply circuit according to claim 1 is formed on a predetermined semiconductor substrate.

6. A semiconductor integrated circuit, wherein the power supply circuit according to claim 1 and the switch control circuit are formed on a predetermined semiconductor substrate.

A rectifying unit that rectifies an AC power source connected to the input terminal and outputs a rectified input rectified voltage;
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 having a primary winding having one end connected to a connection point of the high side switch and the low side switch and the other end grounded, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding. And
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 switch control circuit that controls the high-side switch and the low-side switch in a complementary or conductive state; and
A power supply circuit for supplying operating power to the switch control circuit;
With
The power supply circuit includes:
An auxiliary voltage input terminal to which an auxiliary voltage based on the voltage of the primary winding is input;
A voltage input terminal to which the input rectified voltage is input;
A line sense terminal to which a monitor voltage based on the AC power supply is input;
A power supply terminal for supplying operating power to the switch control circuit;
When the auxiliary voltage is less than a switching threshold, a voltage based on the input rectified voltage input to the voltage input terminal is output from the power supply terminal, and when the auxiliary voltage is greater than or equal to the switching threshold, A power supply switching unit that outputs from the power supply terminal a voltage based on the auxiliary voltage input to the auxiliary voltage input terminal;
An input voltage monitoring unit that outputs a voltage drop signal when the monitor voltage input to the line sense terminal falls below an input threshold;
When receiving the voltage drop signal from the input voltage monitoring unit, a discharge unit for grounding the auxiliary voltage input terminal and discharging the auxiliary voltage;
I have a,
The power supply switching unit is
A first switch having one end connected to the voltage input terminal and the other end connected to the power supply terminal;
A level shift circuit having an input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, an output terminal connected to the other end of the first switch, and dropping the auxiliary voltage to a predetermined voltage;
The first input terminal connected to the auxiliary voltage input terminal, the second input terminal to which the switching threshold is input, and the voltage of the first input terminal is smaller than the voltage of the second input terminal A start-up comparator having an output terminal for outputting an ON signal in the case and an OFF signal in other cases.
The first switch is turned on by the on signal and turned off by the off signal,
The power supply switching unit is
A second switch provided between the other end of the first switch and the power supply terminal;
An insulating switching power supply , further comprising: a gate voltage control unit that controls a gate voltage of the second switch so that the second switch is turned off when the voltage drop signal is received .

The transformer unit of the insulation type switching power supply further includes an auxiliary winding magnetically coupled to the primary side winding, and the auxiliary voltage input terminal has both ends of the auxiliary winding as the auxiliary voltage. 9. The isolated switching power supply according to claim 8 , wherein a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated at the input is input.

The isolated switching power supply according to claim 8 or 9 , further comprising a resonance capacitor connected in series or in parallel with the primary winding.