JP6063708B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図1は、スイッチング電源装置の第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態のスイッチング電源装置Aは、非線形制御方式(ここではボトム検出オン時間固定方式)により入力電圧Vinから出力電圧Voutを生成する降圧型DC/DCコンバータである。スイッチング電源装置Aは、半導体装置1と、半導体装置1に外付けされる種々のディスクリート部品(インダクタL1、キャパシタC1、抵抗R1及びR2)とを有する。
図4は、スイッチング電源装置の第2実施形態を示すブロック図である。第2実施形態は、先出の第1実施形態とほぼ同様の構成であり、メインコンパレータ13とスイッチング制御部17との間に遅延部18を追加した点に特徴を有している。そこで、第1実施形態と同様の構成部分については、図1と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第2実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図8は、スイッチング電源装置の第3実施形態を示すブロック図である。第3実施形態は、先出の第1実施形態とほぼ同様の構成であり、メインコンパレータ13と並列に起動コンパレータ19を追加した点に特徴を有している。そこで、第1実施形態と同様の構成部分については、図1と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第3実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図10は、スイッチング電源装置の第4実施形態を示すブロック図である。第4実施形態は、先出の第1実施形態とほぼ同様の構成であり、基準電圧Vrefを可変値とした上で、メインコンパレータ13とスイッチング制御部17との間にパルス分配部20を追加した点に特徴を有している。そこで、第1実施形態と同様の構成部分については、図1と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第4実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図12は、スイッチング電源装置Aを搭載したテレビの一構成例を示すブロック図である。また、図13A〜図13Cは、それぞれ、スイッチング電源装置Aを搭載したテレビの正面図、側面図、及び、背面図である。本構成例のテレビXは、チューナ部X1と、デコーダ部X2と、表示部X3と、スピーカ部X4と、操作部X5と、インタフェイス部X6と、制御部X7と、電源部X8と、を有する。
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、ボトム検出オン時間固定方式を採用したスイッチング電源装置を例に挙げて説明を行ったが、本発明は、アッパー検出オフ時間固定方式を採用したスイッチング電源装置にも適用することが可能である。
11 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(出力トランジスタ)
12 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(同期整流トランジスタ)
13 メインコンパレータ
14 タイマ部
15 逆流検出部
150 コンパレータ
151、152 電流源
153〜155 スイッチ
156 抵抗
157 ロジック部
16 ラッチ部
17 スイッチング制御部
18 遅延部
19 起動コンパレータ
20 パルス分配部
L1 インダクタ
R1、R2 抵抗
C1 キャパシタ
T1〜T5 外部端子
A スイッチング電源装置
X テレビ
X0 アンテナ
X1 チューナ部
X2 デコーダ部
X3 表示部
X4 スピーカ部
X5 操作部
X6 インタフェイス部
X7 制御部
X8 電源部
Claims (11)
- 比較信号のパルスエッジでスイッチ素子をオンしてタイマ信号により前記スイッチ素子をオフするように非線形制御方式による前記スイッチ素子のオン/オフ制御を行うことにより入力電圧から出力電圧を生成するスイッチング制御部と、
前記出力電圧に応じた帰還電圧と所定の基準電圧とを比較して前記比較信号を生成するメインコンパレータと、
前記比較信号のパルスエッジで前記スイッチ素子がオフからオンに切り替えられてから所定の固定時間が経過した時点で前記タイマ信号をワンショット出力するタイマ部と、
前記スイッチ素子への逆流電流を検出して前記スイッチ素子を強制的にオフさせる逆流検出部と、
を有し、
前記タイマ部及び前記逆流検出部は、前記比較信号のパルスエッジが生じた時点でオンされ、各々の動作が完了した時点でオフされることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記比較信号のパルスエッジが生じてから所定の遅延時間が経過した時点で遅延比較信号をワンショット出力する遅延部をさらに有し、
前記スイッチング制御部は、前記比較信号に代えて前記遅延比較信号の入力を受けており、前記遅延比較信号により前記スイッチ素子をオンして前記タイマ信号により前記スイッチ素子をオフするように非線形制御方式による前記スイッチ素子のオン/オフ制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 前記遅延部は、前記遅延比較信号のワンショット出力を行った後、所定のマスク時間に亘り前記比較信号を無視することを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記タイマ部及び前記逆流検出部は、スリープモードでは必要に応じてオン/オフ制御され、非スリープモードでは常時オンされることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のスイッチング電源装置。
- 前記遅延部は、前記スリープモードでは前記遅延比較信号のワンショット出力を行い、前記非スリープモードでは前記遅延比較信号として前記比較信号のスルー出力を行うことを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源装置。
- 前記逆流検出部は、前記スリープモードでは通常時よりも大きい駆動電流で動作し、前記非スリープモードでは通常時の駆動電流で動作することを特徴とする請求項4または請求項5に記載のスイッチング電源装置。
- 前記帰還電圧と所定の閾値電圧とを比較して起動信号を生成する起動コンパレータをさらに有し、
前記タイマ部及び前記逆流検出部は、前記比較信号に代えて前記起動信号の入力を受けており、前記比較信号のパルスエッジが生じる前に前記起動信号のパルスエッジが生じた時点でオンされることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 前記基準電圧の可変制御に伴って前記比較信号に生じる2つのパルスを第1比較信号と第2比較信号に分配するパルス分配部をさらに有し、
前記タイマ部及び前記逆流検出部は、前記比較信号に代えて前記第1比較信号の入力を受けており、前記第2比較信号のパルスエッジが生じる前に前記第1比較信号のパルスエッジが生じた時点でオンされ、
前記スイッチング制御部は、前記比較信号に代えて前記第2比較信号の入力を受けており、前記第2比較信号のパルスエッジで前記スイッチ素子をオンして前記タイマ信号により前記スイッチ素子をオフするように非線形制御方式による前記スイッチ素子のオン/オフ制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 前記スイッチ素子は、インダクタの一端と接地電圧の印加端との間に接続されており、
前記逆流検出部は、前記スイッチ素子のオン期間中において、前記スイッチ素子の一端に現れるスイッチ電圧と前記接地電圧とを比較してゼロクロス検出信号を生成することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記ゼロクロス検出信号のパルスエッジで第1論理レベルにセットされて前記比較信号のパルスエッジで第2論理レベルにリセットされるスキップ信号を生成するラッチ部をさらに有し、
前記スイッチング制御部は、前記スキップ信号が前記第1論理レベルとされている間、前記スイッチ素子を強制的にオフさせることを特徴とする請求項9に記載のスイッチング電源装置。 - 受信信号から所望チャンネルの放送信号を選局するチューナ部と、
前記チューナ部で選局された放送信号から映像信号と音声信号を生成するデコーダ部と、
前記映像信号を映像として出力する表示部と、
前記音声信号を音声として出力するスピーカ部と、
ユーザ操作を受け付ける操作部と、
外部入力信号を受け付けるインタフェイス部と、
上記各部の動作を統括的に制御する制御部と、
上記各部に電力供給を行う電源部と、
を有し、
前記電源部は、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置を含むことを特徴とするテレビ。
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