JP6106963B2

JP6106963B2 - スイッチング電源装置

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Publication number: JP6106963B2
Application number: JP2012138556A
Authority: JP
Inventors: 建陳
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: US9385614B2; JP2014003837A; US20130343097A1

Description

本発明は、擬似共振型のスイッチングコンバータに係り、特に整流ダイオードに掛かるサージ電圧の低減と過渡応答性の両立を図ったスイッチング電源装置に関する。

小容量のスイッチング電源装置として、擬似共振型のスイッチングコンバータが多く用いられている（例えば特許文献１を参照）。この種のスイッチング電源装置１は、例えば図４に示すように入力電圧Ｖiが加えられる絶縁トランスＴの一次巻線Ｐ１に直列接続されたスイッチング素子（例えばＭＯＳ-ＦＥＴ）Ｑと、このスイッチング素子Ｑに並列に設けられた共振コンデンサＣrとを備える。更にスイッチング電源装置１は、前記絶縁トランスＴの二次巻線Ｓに整流ダイオードＤを介して接続された出力コンデンサＣoと、前記スイッチング素子Ｑをオン・オフ駆動する制御回路（制御ＩＣ）２を備える。

この制御回路２は、前記スイッチング素子Ｑをオンさせて前記絶縁トランスＴに前記入力電圧Ｖiからの電力エネルギーを蓄積した後、前記スイッチング素子Ｑをオフさせて前記絶縁トランスＴに蓄積した電力エネルギーを該絶縁トランスＴの二次巻線Ｓから放出させ、前記整流ダイオードＤおよび前記出力コンデンサＣoを介して整流・平滑した出力電圧Ｖoを得る役割を担う。

ちなみに制御回路２には、分圧抵抗Ｒo１,Ｒo２を介して検出される前記出力電圧Ｖoの情報が、例えばフォトカプラからなる帰還回路３を介してＦＢ電圧としてフィードバックされると共に、シャント抵抗Ｒsを介して検出される前記スイッチング素子Ｑに流れる電流に相当するＩＳ電圧が入力され、更に前記スイッチング素子Ｑのオン・オフ動作に伴って前記絶縁トランスＴの補助巻線Ｐ２に生じるＺＣＤ電圧が入力される。

前記制御回路２は、前記ＺＣＤ電圧をレベルシフト・遅延回路１１を介して入力される前記ＺＣＤ電圧と基準電圧Ｖref１とを比較し、前記絶縁トランスＴに生じる電圧、換言すれば前記スイッチング素子Ｑに加わる電圧のボトムを検出してＢＯＴ信号を出力する第１の比較器（ボトム電圧検出回路）１２を備える。また制御回路２は、前記ＦＢ電圧と前記ＩＳ電圧とを比較し、ＩＳ電圧がＦＢ電圧を超えたときにリセット信号を出力する第２の比較器（電流比較器）１３を備えると共に、前記ＦＢ電圧が基準電圧Ｖref２を下回ったときにリセット信号を出力する第３の比較器１４を備える。そして前記制御回路２は、基本的には前記ＢＯＴ信号によりセットされ、また前記リセット信号によってリセットされるＲＳフリップフロップ１５の出力ｑを制御信号として用い、該ＲＳフリップフロップ１５がセットされて前記出力ｑが［Ｈ］であるとき、ドライブ回路１６を介して前記スイッチング素子Ｑをオン駆動する。

具体的には前記ＢＯＴ信号は、インバータ１７を介してＤフリップフロップ１８のクロックとして与えられる。このＤフリップフロップ１８は、前記ＲＳフリップフロップ１５がリセットされているとき、つまり前記スイッチング素子Ｑがオフ状態であることを条件として前記ＢＯＴ信号によりセットされる。このＤフリップフロップ１８のセット出力がオア回路１９を介して前記ＲＳフリップフロップ１５に加えられて該ＲＳフリップフロップ１５がセットされ、前記スイッチング素子Ｑがターンオンされる。従って前記Ｄフリップフロップ１８は、ＲＳフリップフロップ１５がリセットされているときにだけ前記ＢＯＴ信号に基づいて該ＲＳフリップフロップ１５をセットすることで、前記スイッチング素子Ｑをオン・オフ駆動する周波数の最大値を制限する役割を担う。

一方、スイッチング素子Ｑのオン動作に伴って前記絶縁トランスＴを介して該スイッチング素子Ｑに流れる電流が増大し、前記ＩＳ電圧がＦＢ電圧を超えると前記第２の比較器１３はリセット信号を出力する。このリセット信号は、オア回路２０を介して前記ＲＳフリップフロップ１５に入力されて該ＲＳフリップフロップ１５がリセットされ、これによって前記スイッチング素子Ｑがターンオフされる。尚、前記第３の比較器１４は、前記ＦＢ電圧が基準電圧Ｖref２を下回ったとき、つまり負荷急変やバースト動作時にＦＢ電圧が低下したとき、前記オア回路２０を介して前記ＲＳフリップフロップ１５を強制的にリセットする役割を担う。

このような基本的な機能に加えて前記制御ＩＣは、例えば前記出力電圧Ｖoが異常低下して前記ＲＳフリップフロップ１５がリセットされた状態、つまり前記スイッチング素子Ｑのオン駆動が停止した状態が一定の時間Ｔres（例えば１０μs）に亘って継続したとき、該ＲＳフリップフロップ１５をセットして前記スイッチング素子Ｑのオン・オフ駆動を再開させるリスタート回路２１を備えている。

このリスタート回路２１は、前記ＲＳフリップフロップ１５がリセットされており、且つ前記ＢＯＴ信号が出力されていないとき、つまり前記スイッチング素子Ｑがオフ状態になったときに起動されて一定時間Ｔres後にリスタート信号を出力して前記ＲＳフリップフロップ１５をセットする役割を担う。尚、このリスタート回路２１の動作期間（一定時間Ｔres）内に前記ＲＳフリップフロップ１５がセットされたとき、或いは前記ＢＯＴ信号が出力されたときには、該リスタート回路２１はオア回路２２を介して初期化される。換言すれば前記スイッチング素子Ｑが所定範囲の発振周波数でオン・オフ駆動され、これに伴って前記ＲＳフリップフロップ１５がセットされ、或いは前記ＢＯＴ信号が出力されるときには該リスタート回路２１は初期化される。従って前記スイッチング素子Ｑが所定の発振周波数でオン・オフ駆動されている場合には、前記リスタート信号が出力されることはない。

特開２０１１−１５５７０号公報

ところで上述した如く構成されたスイッチング電源装置において、その起動時には前記ＺＣＤ電圧が零（０）であるので、前記リスタート回路２１が出力するリスタート信号によってＲＳフリップフロップ１５がセットされ、前記スイッチング素子Ｑがオン駆動される。その後、前記ＩＳ電圧がＦＢ電圧を超えたときに前記ＲＳフリップフロップ１５がリセットされ、前記スイッチング素子Ｑがターンオフする。そして前記絶縁トランスＴの二次巻線Ｓから放出される電力エネルギーによって前記出力コンデンサＣoが充電される。

しかしスイッチング電源装置の起動時には前記出力コンデンサＣoの充電電圧（出力電圧Ｖo）が殆ど零（０）であるので、前記二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出時間Ｔdisが長くなる（例えば１００μs）。しかもこのとき、前記ＺＣＤ電圧自体が低いので前記ＢＯＴ信号が［Ｌ］に保たれているので、前記スイッチング素子Ｑのターンオフに伴う前記ＲＳフリップフロップ１５のリセットによって前記リスタート回路２１が起動される。そして前記一定時間Ｔres経過後に前記リスタート回路２１は再びリスタート信号を出力し、これによって前記ＲＳフリップフロップ１５がセットされて前記スイッチング素子Ｑがターンオンする。

しかしながらこのスイッチング素子Ｑのターンオン時には、前記絶縁トランスＴの二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出が完了していないので（Ｔres＜Ｔdis）、前記整流ダイオードＤに逆回復電流が発生する。この結果、図５に前記スイッチング素子Ｑのオン・オフに伴う該スイッチング素子Ｑのドレイン電圧Ｖds、前記整流ダイオードＤに流れる電流Ｉdiode、および該整流ダイオードＤのアノード電圧Ｖdiodeを対比して示すように、前記整流ダイオードＤに大きなサージ電圧Ｖsurgeが発生することが否めない。

ちなみに上述したサージ電圧Ｖsurgeの発生を防ぐには、前記スイッチング素子Ｑのターンオフに伴う前記前記リスタート回路２１の起動からリスタート信号を出力するまでの一定時間Ｔresを、前記二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出時間Ｔdisよりも長く設定すれば良い。しかし上記一定時間Ｔresを長く設定すると、例えばスイッチング電源装置の起動完了後における通常動作時に、例えば負荷の急激な変動に起因して前記FB電圧が基準電圧Vref2より下回った場合、その過渡応答が著しく悪くなると言う問題がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、整流ダイオードに掛かるサージ電圧の低減と過渡応答性の両立を図った簡易な構成のスイッチング電源装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るスイッチング電源装置は、入力電圧Ｖiが加えられる絶縁トランスＴの一次巻線Ｐ１に直列接続されたスイッチング素子Ｑと、このスイッチング素子に並列に設けられた共振コンデンサＣrと、前記絶縁トランスの二次巻線Ｓに整流ダイオードＤを介して接続された出力コンデンサＣoと、前記スイッチング素子をオンさせて前記絶縁トランスに電力エネルギーを蓄積した後、前記スイッチング素子をオフさせて前記絶縁トランスに蓄積した電力エネルギーを該絶縁トランスの二次巻線から放出させ、前記整流ダイオードおよび前記出力コンデンサを介して整流・平滑した出力電圧Ｖoを得る制御回路ＩＣとを備えた擬似共振型のスイッチング電源装置であって、
特に前記制御回路は、前記二次巻線からの電力エネルギーの放出後に前記絶縁トランスのリーケージ・インダクタンスと前記共振コンデンサとによる共振により前記絶縁トランスに生じる電圧のボトムを検出してボトム検出信号（ＢＯＴ信号）を出力するボトム電圧検出回路と、
前記スイッチング素子に流れる電流に相当する電圧（ＩＳ電圧）が前記出力電圧に応じたフィードバック電圧（ＦＢ電圧）に達したときにリセット信号を出力する電流比較器と、
前記ボトム検出信号またはリスタート信号によりセットされ、前記リセット信号によりリセットされて前記スイッチング素子をオン・オフ駆動する駆動信号を生成するフリップフロップと、
前記フリップフロップがセットされ、若しくは前記ボトム検出信号が入力されたときにリセットされ、前記ボトム検出信号の入力がない状態で前記フリップフロップがリセットされたときに起動されて予め設定された時間経過後Ｔresに前記リスタート信号を出力するリスタート回路と、
このリスタート回路に設定する遅延時間Ｔresを、当該装置の起動時における一定時間に亘って起動完了後の通常動作時よりも長く設定する初期動作設定回路と
を具備したことを特徴としている。

好ましくは前記初期動作設定回路は、装置起動信号を入力した後、一定時間（例えば３ｍs）Ｔstart後に初期動作終了信号ＳＴを出力する遅延回路からなる。また前記リスタート回路は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力されるまでの初期動作期間Ｔstartには前記二次巻線からの電力エネルギーの放出が完了するまでの時間Ｔdisを見込んで設定された第１の時間（例えば２００μs）を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間Ｔresとして設定し、前記初期動作終了信号ＳＴが入力された後には前記第１の時間よりも短い第２の時間（例えば１０μs）を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間Ｔresとして設定するように構成される。

具体的には前記リスタート回路は、例えば定電流にて充電されるコンデンサと、前記ボトム検出信号を受けて前記コンデンサに充電された電荷を放電させる第１のスイッチと、前記コンデンサの充電電圧が予め定めた基準電圧を超えたときに前記リスタート信号を生成する比較器と、前記初期動作終了信号ＳＴを受けて前記コンデンサを充電する電流量を増大させる第２のスイッチとにより構成される。

また前記初期動作設定回路は、装置起動時における前記出力電圧Ｖoが、予め設定された出力仕様電圧に近付くまでの初期動作時間Ｔstartを見込んだ時間を前記一定時間として定めたものである。尚、前記ボトム電圧検出回路は、例えば前記絶縁トランスの補助巻線に生起される電圧から該絶縁トランスに生じる共振電圧のボトムを検出するように構成される。

上記構成のスイッチング電源装置によれば、出力コンデンサＣoの充電電圧（出力電圧Ｖo）が低い状態の装置起動時においては、リスタート回路に設定される遅延時間Ｔresが絶縁トランスＴからの電力エネルギーの放出期間（出力コンデンサＣoの充電時間）Ｔdisよりも長く設定されるので、整流ダイオードＤに高い電圧が掛かった状態でスイッチング素子Ｑがターンオンされることがない。そして前記絶縁トランスＴからの電力エネルギーの放出が完了し、前記整流ダイオードＤに掛かる電圧が零（０）となった時点で前記スイッチング素子Ｑがターンオンされるので、整流ダイオードＤに逆回復電流の発生に伴うサージ電圧Ｖsurgeが生じることがなくなる。

その後、装置の起動完了後の通常動作時には、リスタート回路に設定される遅延時間Ｔresが過渡応答性を考慮した短い時間に設定されるので、例えば負荷の急激な変動に起因する出力電圧Ｖoの異常低下が生じても、速やかにスイッチング素子Ｑがターンオンされるので、その過渡応答を十分速くすることができる。従って簡易にして効果的に整流ダイオードに掛かるサージ電圧の低減と過渡応答性の両立を図ることができ、実用的利点が多大である。

本発明の一実施形態に係る擬似共振型のスイッチング電源装置の概略構成図。図１に示すリスタート回路と初期動作設定回路の構成例を示す図。サージ電圧の低減作用を説明する為の信号波形図。従来の擬似共振型のスイッチング電源装置の概略構成図。従来装置におけるサージ電圧の発生を説明する為の信号波形図。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置について説明する。

図１は実施形態に係る擬似共振型のスイッチング電源装置（スイッチングコンバータ）の概略構成図である。尚、先に図４を参照して説明した従来装置と同一部分には同一符号を付して示してあり、同一部分の繰り返し説明については省略する。

この実施形態に係るスイッチング電源装置が特徴とするところは、前記リスタート回路２１に設定する遅延時間Ｔresを、当該装置の起動時における一定時間Ｔstartに亘って起動完了後の通常動作時よりも長く設定する初期動作設定回路２３を備える点にある。この初期動作設定回路２３は、当該装置の起動時に装置起動信号ＥＮを入力して一定時間（例えば３ｍs）Ｔstart後に初期動作終了信号ＳＴを出力する遅延回路からなる。

そして前記リスタート回路２１は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力されるまでの初期動作期間（一定時間Ｔstart）には、前記二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出が完了する時間Ｔdisを見込んで設定された第１の時間（例えば２００μs）を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間Ｔresとして設定し、前記初期動作終了信号ＳＴが入力された後には前記第１の時間よりも短い第２の時間（例えば１０μs）を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間Ｔresとして設定するように構成される。

具体的には前記リスタート回路２１および前記初期動作設定回路２３は、例えば図２に示すように構成される。即ち、リスタート回路２１は、第１および／または第２の定電流Ｉ１,Ｉ２にて充電されるコンデンサＣt１と、前記ＢＯＴ信号を受けて前記コンデンサＣt１に充電された電荷を放電させる第１のスイッチＳ１と、初期動作設定回路２３から出力される初期動作終了信号ＳＴを受けて前記コンデンサＣt１を充電する電流量を増大させる第２のスイッチＳ２とを備える。

前記第１のスイッチＳ１は、常時はオフ状態に保たれ、前記ＢＯＴ信号が［Ｈ］になったとき、或いは前記ＲＳフリップフロップ１５がセットされて該ＲＳフリップフロップ１５の出力が［Ｈ］になったときにオン駆動されるＭＯＳ-ＦＥＴからなる。そして第１のスイッチＳ１は、オン動作によって前記コンデンサＣt１を短絡し、該コンデンサＣt１に充電された電荷を放電させる役割を担う。従って前記コンデンサＣt１は、前記第２のスイッチＳ２がオフ状態にあるときにだけ、前記第１および／または第２の定電流Ｉ１,Ｉ２によって充電される。

また前記第２のスイッチＳ２は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力されていないときにはオフ状態に保たれ、初期動作終了信号ＳＴが入力されたときにオン動作するＭＯＳ-ＦＥＴからなる。従って第２のスイッチＳ２は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力されるまでの初期動作期間（一定時間Ｔstart）にはオフ状態に保たれて、前記第１の定電流Ｉ１を前記コンデンサＣt１から切り離す。この結果、装置起動時には、前記コンデンサＣt１は前記第２の定電流Ｉ２からの電流だけによって緩やかに充電される。

また前記第２のスイッチＳ２は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力され、装置の起動が完了して通常動作状態に移行した後、継続してオン動作して前記第１の定電流Ｉ１を前記コンデンサＣt１に接続する。従って前記コンデンサＣt１は、装置起動完了後の通常動作時には前記第１および第２の定電流Ｉ１,Ｉ２からそれぞれ供給される電流によって急速に充電される。この状態は当該スイッチング電源装置の運転を停止させるまで継続する。

また前記リスタート回路２１は、上述した如く充放電される前記コンデンサＣt１の充電電圧Ｖt１を予め定めた基準電圧Ｖref３と比較し、充電電圧Ｖt１が基準電圧Ｖref３を超えたときに前述したリスタート信号を生成・出力する比較器ＣＰ１を備える。従ってリスタート回路２１は、前記初期動作終了信号ＳＴが入力されるまでの装置起動時には、前記一定時間Ｔstartに亘って、前記第２の定電流源Ｉ２によって緩やかに充電される前記コンデンサＣt１の充電電圧Ｖt１が前記基準電圧Ｖref３に達するまでの第１の時間Ｔres１が経過した後に前記リスタート信号を出力する。そして前記初期動作終了信号ＳＴが入力された後の通常動作時には、前記第１および第２の定電流源Ｉ２によって急速に充電される前記コンデンサＣt１の充電電圧Ｖt１が前記基準電圧Ｖref３に達するまでの第２の時間Ｔres２（＜Ｔres１）が経過した後に前記リスタート信号を出力する。

一方、前記初期動作設定回路２３は、第３の定電流Ｉ３にて充電されるコンデンサＣt２と、このコンデンサＣt２に並列接続され、インバータＩＮＶを介して前記装置起動信号ＥＮを入力して該コンデンサＣt２に充電された電荷を放電させる第３のスイッチＳ３とを備える。この第３のスイッチＳ３は、常時は前記インバータＩＮＶの出力によってオン駆動され、前記装置起動信号ＥＮが入力されたときにオフ状態に移行するＭＯＳ-ＦＥＴからなる。

従って前記コンデンサＣt２は、当該スイッチング電源装置の起動に伴って内部的に発せられる前記装置起動信号ＥＮが入力されたとき、前記第３の定電流Ｉ３により充電される。そしてこのコンデンサＣt２の充電電圧Ｖt２は比較器ＣＰ２に入力されて予め定めた基準電圧Ｖref４と比較され、該比較器ＣＰ２は前記充電電圧Ｖt２が基準電圧Ｖref４を超えたときに前記初期動作終了信号ＳＴを出力する。

このコンデンサＣt２の充電電圧Ｖt２が前記基準電圧Ｖref４に達するまでの時間は、該コンデンサＣt２の充電時定数に依存し、装置起動時における前記出力電圧Ｖoが予め設定された出力仕様電圧に近付くまでの時間、例えば該出力仕様電圧の９０％に達するまでの初期動作時間を見込んで設定される。そして前記装置起動信号ＥＮは、当該装置の運転が停止されるまで継続して出力されるので、装置起動後に前記一定時間Ｔstartを経て出力される前記初期動作終了信号ＳＴもまた、当該装置の運転が停止されるまで継続して出力される。

かくして上述した如く構成された初期動作設定回路２３およびリスタート回路２１を備えて構成されるスイッチング電源装置によれば、前記初期動作設定回路２３は装置起動後の前記一定時間Ｔstart（例えば３ｍs）が経過した後、前記初期動作終了信号ＳＴを出力する。従って装置起動時から一定時間Ｔstartが経過するまでの初期動作期間には、前記リスタート回路２１はスイッチＳ１のオフ状態を保ち、一定時間Ｔstartが経過した後には前記スイッチＳ１はオン状態となる。

従って前記リスタート回路２１は、装置起動時から、例えば３ｍsに亘る初期動作期間には、前記スイッチング素子Ｑがターンオフした後、前述した第１の時間Ｔres（例えば２００μs）が経過したとき、前記リスタート信号を発するように動作する。そして前記時間Ｔstartが経過し、当該スイッチング電源装置が通常動作状態に移行した後には、前記スイッチング素子Ｑがターンオフした後、前記リスタート回路２１は前述した第２の時間Ｔres（例えば１０μs）が経過したときに前記リスタート信号を発するように動作する。

この結果、当該装置の起動時において前述したように前記絶縁トランスＴの二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出が完了していない状態で前記リスタート信号によって前記スイッチング素子Ｑがターンオンすることがなくなる。故に図３にその動作波形図を示すように、起動初期時には前記スイッチング素子Ｑのターンオフに伴って前記絶縁トランスＴの二次巻線Ｓからの電力エネルギーの放出が完了するまでの時間Ｔdisを経過した後に前記スイッチング素子Ｑがターンオンするように制御されるので、前記整流ダイオードＤに逆回復電流が流れることがなくなり、従ってサージ電圧が発生することもなくなる。

そして出力コンデンサＣoの充電電圧（出力電圧Ｖo）が十分に高くなり、当該スイッチング電源装置が通常動作する状態に至った後には、前記リスタート回路２１は、前記スイッチング素子Ｑのターンオフ後、前述した第２の時間Ｔres（例えば１０μs）が経過したときに前記リスタート信号を発するように動作する。従って、仮に前記出力電圧Ｖoの異常低下が発生して前記スイッチング素子Ｑがオフ状態からターンオンすることができなくなった場合でも、速やかに前記リスタート信号を出力して前記スイッチング素子Ｑをターンオンさせることが可能となり、その過渡応答性を十分に確保することができる。

特にリスタート回路２１の構成を若干改良してその遅延時間Ｔresを変更可能とし、更に遅延回路からなる前記初期動作設定回路２３を追加すると言う工夫を施すだけで、簡易な構成でありながら、整流ダイオードＤのサージ電圧Ｖsurgeの発生を防止すると共に、通常動作時におけるリスタート回路２１の過渡応答性を十分に確保することができ、これらの効果を両立させることができる等の優れた効果を奏し得る。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前記初期動作設定回路２３に設定する一定時間（遅延時間）Ｔstartや、前記リスタート回路２１に選択的に設定する遅延時間Ｔresについては、装置の仕様や前記コンデンサＣrの容量等に応じて定めれば十分である。また前記リスタート回路２１や前記初期動作設定回路２３についても、種々変形して構成可能なことは言うまでもない。

またここでは絶縁トランスＴの補助巻線Ｐ２を用いて前記スイッチング素子Ｑに加わる電圧を検出したが、該スイッチング素子Ｑのドレイン電圧を検出することも勿論可能である。しかしスイッチング素子Ｑのドレイン電圧は高電圧なのでその検出に工夫が必要であり、従って絶縁トランスＴの補助巻線Ｐ２を利用する方が実用的である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

Ｔ絶縁トランス
Ｑスイッチング素子
Ｄ整流ダイオード
Ｃo 出力コンデンサ
１スイッチング電源装置
２制御回路（制御ＩＣ）
３帰還回路
１１レベルシフト・遅延回路
１２,１３,１４比較器
１５ＲＳフリップフロップ
１６ドライブ回路
１８Ｄフリップフロップ
１９，２０，２２オア回路
２１リスタート回路
２３初期動作設定回路

Claims

入力電圧が加えられる絶縁トランスの一次巻線に直列接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に並列接続された共振コンデンサと、前記絶縁トランスの二次巻線に整流ダイオードを介して接続された出力コンデンサと、前記スイッチング素子をオンさせて前記絶縁トランスに電力エネルギーを蓄積した後、前記スイッチング素子をオフさせて前記絶縁トランスに蓄積した電力エネルギーを該絶縁トランスの二次巻線から放出させ、前記整流ダイオードおよび前記出力コンデンサを介して整流・平滑した出力電圧を得る制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記二次巻線からの電力エネルギーの放出後に前記絶縁トランスのリーケージ・インダクタンスと前記共振コンデンサとによる共振により前記絶縁トランスに生じる電圧のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム電圧検出回路と、
前記スイッチング素子に流れる電流に相当する電圧が前記出力電圧に応じたフィードバック電圧に達したときにリセット信号を出力する電流比較器と、
前記ボトム検出信号またはリスタート信号によりセットされ、前記リセット信号によりリセットされて前記スイッチング素子をオン・オフ駆動する駆動信号を生成するフリップフロップと、
前記フリップフロップがセットされ、若しくは前記ボトム検出信号が入力されたときにリセットされ、前記ボトム検出信号の入力がない状態で前記フリップフロップがリセットされたときに起動されて予め設定された遅延時間後に前記リスタート信号を出力するリスタート回路と、
このリスタート回路に設定する遅延時間を、装置の起動時における一定時間に亘って、起動完了後の通常動作時よりも長く設定する初期動作設定回路と
を具備したスイッチング電源装置であって、
前記初期動作設定回路は、装置起動信号を入力した後、一定時間後に初期動作終了信号を出力する遅延回路を備え、
前記リスタート回路は、前記初期動作終了信号が入力されるまでの初期動作期間には前記二次巻線からの電力エネルギーの放出が完了する時間を見込んで設定された第１の時間を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間として設定し、前記初期動作終了信号が入力された後には前記第１の時間よりも短い第２の時間を前記リスタート信号を出力するまでの遅延時間として設定することを特徴とするスイッチング電源装置。
前記リスタート回路は、定電流にて充電されるコンデンサと、前記ボトム検出信号を受けて前記コンデンサに充電された電荷を放電させる第１のスイッチと、前記コンデンサの充電電圧が予め定めた基準電圧を超えたときに前記リスタート信号を生成する比較器と、前記初期動作終了信号を受けて前記コンデンサを充電する電流量を増大させる第２のスイッチとを備えた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。
前記初期動作設定回路は、起動時における前記出力電圧が、予め設定された出力仕様電圧に近付くまでの初期動作時間を見込んだ時間を前記一定時間として定めることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
前記ボトム電圧検出回路は、前記絶縁トランスの補助巻線に生起される電圧から該絶縁トランスに生じる共振電圧のボトムを検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチング電源装置。