JP6113527B2 - DC / DC converter and control circuit thereof, power supply using the same, power adapter, and electronic device - Google Patents

DC / DC converter and control circuit thereof, power supply using the same, power adapter, and electronic device Download PDF

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Description

本発明は、DC/DCコンバータに関する。   The present invention relates to a DC / DC converter.

テレビや冷蔵庫をはじめとするさまざまな家電製品は、外部からの商用交流電力を受けて動作する。ラップトップ型コンピュータ、携帯電話端末やPDA(Personal Digital Assistants)をはじめとする電子機器も、商用交流電力によって動作可能であり、あるいは商用交流電力によって、機器に内蔵の電池を充電可能となっている。こうした家電製品や電子機器(以下、電子機器と総称する)には、商用交流電圧をAC/DC(交流/直流)変換する電源装置(インバータ、AC/DCコンバータともいう)が内蔵され、あるいはインバータは、電子機器の外部の電源アダプタ(ACアダプタ)に内蔵される。   Various home appliances such as TVs and refrigerators operate by receiving commercial AC power from the outside. Electronic devices such as laptop computers, mobile phone terminals, and PDAs (Personal Digital Assistants) can also be operated with commercial AC power, or the built-in battery can be charged with commercial AC power. . Such home appliances and electronic devices (hereinafter collectively referred to as electronic devices) have built-in power supply devices (also called inverters or AC / DC converters) that convert commercial AC voltages into AC / DC (AC / DC converters), or inverters. Is built into a power adapter (AC adapter) external to the electronic device.

図1は、インバータの基本構成を示すブロック図である。インバータ100rは主としてヒューズ102、入力キャパシタCi、フィルタ104、ダイオード整流回路106、平滑キャパシタCsおよびDC/DCコンバータ110rを備える。   FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an inverter. The inverter 100r mainly includes a fuse 102, an input capacitor Ci, a filter 104, a diode rectifier circuit 106, a smoothing capacitor Cs, and a DC / DC converter 110r.

商用交流電圧VACは、ヒューズ102および入力キャパシタCiを介してフィルタ104に入力される。フィルタ104は、商用交流電圧VACのノイズを除去する。ダイオード整流回路106は、商用交流電圧VACを全波整流するダイオードブリッジ回路である。ダイオード整流回路106の出力電圧は、平滑キャパシタCsによって平滑化され、直流電圧VINに変換される。 Commercial AC voltage V AC is input to the filter 104 through a fuse 102 and the input capacitor Ci. Filter 104 removes the commercial AC voltage V AC noise. Diode rectifier 106 is a diode bridge circuit for full-wave rectifying the commercial AC voltage V AC. The output voltage of the diode rectifier circuit 106 is smoothed by the smoothing capacitor Cs and converted into the DC voltage VIN .

絶縁型のDC/DCコンバータ(フライバックコンバータ)110rは、入力端子P1に直流電圧VINを受け、それを降圧して、目標値に安定化された出力電圧VOUTを出力端子P2に接続される負荷(不図示)に供給する。 The isolated DC / DC converter (flyback converter) 110r receives the direct-current voltage VIN at the input terminal P1, reduces its voltage, and connects the output voltage VOUT stabilized at the target value to the output terminal P2. Supplied to a load (not shown).

DC/DCコンバータ110rは、制御回路2r、スイッチングトランジスタM1、出力回路200、フィードバック回路210を備える。出力回路200は、トランスT1、第1ダイオードD1、第1出力キャパシタCo1、検出抵抗R、第1ダイオードD1、第2出力キャパシタCo2を含む。出力回路200のトポロジーは一般的なものであるため、説明を省略する。 The DC / DC converter 110r includes a control circuit 2r, a switching transistor M1, an output circuit 200, and a feedback circuit 210. The output circuit 200 includes a transformer T1, a first diode D1, a first output capacitor Co1, a detection resistor R S , a first diode D1, and a second output capacitor Co2. Since the topology of the output circuit 200 is general, the description thereof is omitted.

スイッチングトランジスタM1がスイッチングすることにより、入力電圧VINが降圧され、出力電圧VOUTが生成される。そして制御回路2rは、スイッチングトランジスタM1のスイッチングのデューティ比を調節することにより、出力電圧VOUTを目標値に安定化させるとともに、トランスT1の1次巻線W1に流れるコイル電流Ipを制御する。 When the switching transistor M1 is switched, the input voltage VIN is stepped down and an output voltage VOUT is generated. The control circuit 2r stabilizes the output voltage VOUT to the target value by adjusting the switching duty ratio of the switching transistor M1, and controls the coil current Ip flowing through the primary winding W1 of the transformer T1.

検出抵抗Rは、トランスT1の1次巻線W1およびスイッチングトランジスタM1と直列に設けられる。検出抵抗Rには、1次巻線W1およびスイッチングトランジスタM1に流れる電流Ipに比例した電圧降下(検出電圧)VCSが発生する。制御回路2rは、検出電圧VCSにもとづいて、1次巻線W1に流れる電流Ipを制御する。 The detection resistor RS is provided in series with the primary winding W1 of the transformer T1 and the switching transistor M1. Sense resistor is R S, a voltage drop proportional to the current Ip flowing through the primary winding W1 and the switching transistor M1 (the detection voltage) V CS is generated. Control circuit 2r on the basis of the detection voltage V CS, and controls the current Ip flowing through the primary winding W1.

フィードバック回路210は、出力電圧VOUTに応じたフィードバック電圧VFBを生成し、制御回路2rのフィードバック端子(FB端子)に供給する。フィードバック回路210は、シャントレギュレータ212およびフォトカプラ214を含む。シャントレギュレータ212は、出力電圧VOUTと所定の目標値の誤差がゼロとなるようにレベルが調節されるフィードバック信号S11を生成し、フォトカプラ214の発光ダイオードに供給する。フォトカプラ214のフォトトランジスタ(あるいはフォトトランジスタ)は、発光ダイオードからの光信号S12を、フィードバック信号S11に応じたフィードバック電圧VFBに変換する。 The feedback circuit 210 generates a feedback voltage V FB corresponding to the output voltage VOUT and supplies it to the feedback terminal (FB terminal) of the control circuit 2r. The feedback circuit 210 includes a shunt regulator 212 and a photocoupler 214. The shunt regulator 212 generates a feedback signal S11 whose level is adjusted so that an error between the output voltage VOUT and a predetermined target value becomes zero, and supplies the feedback signal S11 to the light emitting diode of the photocoupler 214. The phototransistor (or phototransistor) of the photocoupler 214 converts the optical signal S12 from the light emitting diode into a feedback voltage VFB corresponding to the feedback signal S11.

トランスT1の1次側には、1次巻線W1に加えて補助巻線W3が設けられる。補助巻線W3、第2ダイオードD2、第2出力キャパシタCo2は、第2のDC/DCコンバータを形成する。スイッチングトランジスタM1のスイッチングに応じて、第2出力キャパシタCo2には、直流電圧VCCが発生する。直流電圧VCCは、制御回路2rの電源端子VCC(VCC端子)に供給される。 In addition to the primary winding W1, an auxiliary winding W3 is provided on the primary side of the transformer T1. The auxiliary winding W3, the second diode D2, and the second output capacitor Co2 form a second DC / DC converter. In response to switching of the switching transistor M1, a DC voltage VCC is generated in the second output capacitor Co2. DC voltage V CC is supplied to the control circuit 2r of the power supply terminal VCC (VCC terminal).

制御回路2rは、パルス変調器を含む。制御回路2rは、スイッチングトランジスタM1のオンに対応するオンレベルと、スイッチングトランジスタM1のオフに対応するオフレベルを、繰り返すパルス信号(スイッチング出力)SOUTを生成する。そして制御回路2rは、スイッチング出力SOUTをスイッチングトランジスタM1のゲートに供給する。スイッチング出力SOUTのデューティ比が調節されることにより、出力電圧VOUTが目標値に安定化される。 The control circuit 2r includes a pulse modulator. The control circuit 2r generates a pulse signal (switching output) SOUT that repeats an on level corresponding to the on state of the switching transistor M1 and an off level corresponding to the off state of the switching transistor M1. The control circuit 2r supplies the switching output S OUT to the gate of the switching transistor M1. By adjusting the duty ratio of the switching output S OUT , the output voltage V OUT is stabilized at the target value.

図1の制御回路2rは、電流モードの変調器(不図示)を含む。図2は、本発明者が検討した制御回路2rの構成を示す回路図である。制御回路2rは、パルス変調器10、ドライバ20、ブランキング回路40、バースト制御回路50、分圧回路80を備える。分圧回路80は、フィードバック電圧VFBを所定の分圧比(たとえば1/4倍)で分圧する。この分圧比は、重負荷状態において、負荷に十分な電力を供給できるように定められる。 The control circuit 2r in FIG. 1 includes a current mode modulator (not shown). FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the control circuit 2r examined by the present inventors. The control circuit 2r includes a pulse modulator 10, a driver 20, a blanking circuit 40, a burst control circuit 50, and a voltage dividing circuit 80. The voltage dividing circuit 80 divides the feedback voltage VFB at a predetermined voltage dividing ratio (for example, 1/4 times). This voltage division ratio is determined so that sufficient power can be supplied to the load in a heavy load state.

ブランキング回路40は、検出電圧VCSのノイズを除去するために設けられる。具体的には、スイッチングトランジスタM1がオンした直後、所定のブランク期間の間、検出信号VCSをマスクする。ブランキング回路40は省略してもよい。 Blanking circuit 40 is provided to remove noise from the detection voltage V CS. More specifically, the detection signal VCS is masked for a predetermined blank period immediately after the switching transistor M1 is turned on. The blanking circuit 40 may be omitted.

パルス変調器10は、ブランキング回路40を経た検出電圧VCS’と分圧回路80により分圧されたフィードバック電圧VFB’にもとづき、パルス信号SPWMを生成する。パルス変調器10は、オシレータ12、コンパレータ14、RSフリップフロップ16を含む。オシレータ12は所定の周期でアサート(たとえばハイレベル)されるセット信号SSETを生成し、RSフリップフロップ16のセット端子(S)に入力する。コンパレータ14は、スイッチングトランジスタM1のオン期間において、検出電圧VCS’が、フィードバック電圧VFB’と所定の上限電圧VLIM1のうち低い方に達すると、リセット信号SRESETをアサート(ハイレベル)し、フリップフロップ16のリセット端子(R)に出力する。RSフリップフロップ16の出力であるパルス信号SPWMは、セット信号SSETがアサートされるたびに、スイッチングトランジスタM1のオンレベル(ハイレベル)に、リセット信号SRESETがアサートされるたびに、オフレベルに遷移する。 The pulse modulator 10 generates a pulse signal S PWM based on the detection voltage V CS ′ passed through the blanking circuit 40 and the feedback voltage V FB ′ divided by the voltage dividing circuit 80. The pulse modulator 10 includes an oscillator 12, a comparator 14, and an RS flip-flop 16. The oscillator 12 generates a set signal S SET that is asserted (for example, at a high level) at a predetermined period, and inputs the set signal S SET to the set terminal (S) of the RS flip-flop 16. The comparator 14 asserts the reset signal S RESET (high level) when the detection voltage V CS ′ reaches the lower one of the feedback voltage V FB ′ and the predetermined upper limit voltage V LIM1 during the ON period of the switching transistor M1. , Output to the reset terminal (R) of the flip-flop 16. The pulse signal S PWM, which is the output of the RS flip-flop 16, is turned off each time the set signal S SET is asserted, and is turned off when the reset signal S RESET is asserted. Transition to.

ドライバ20は、パルス信号SPWMにもとづいてスイッチングトランジスタM1をスイッチングする。 The driver 20 switches the switching transistor M1 based on the pulse signal SPWM .

DC/DCコンバータ110rの出力端子P2に負荷としてマイコンなどが接続される場合、マイコンが待機状態(スリープ状態)に遷移すると、DC/DCコンバータ110rの出力電流は非常に小さくなる(軽負荷状態)。   When a microcomputer or the like is connected as a load to the output terminal P2 of the DC / DC converter 110r, when the microcomputer transitions to a standby state (sleep state), the output current of the DC / DC converter 110r becomes very small (light load state). .

軽負荷状態において、DC/DCコンバータ110は、消費電力を低減して効率を高めるために、スイッチングトランジスタM1を間欠動作(バースト動作)させる。具体的には、スイッチングトランジスタM1がスイッチング動作するスイッチング期間と、スイッチングトランジスタM1がオフ状態を維持する停止期間を交互に繰り返す。   In the light load state, the DC / DC converter 110 operates the switching transistor M1 intermittently (burst operation) in order to reduce power consumption and increase efficiency. Specifically, a switching period in which the switching transistor M1 performs a switching operation and a stop period in which the switching transistor M1 maintains an off state are alternately repeated.

DC/DCコンバータ110rは、軽負荷時において、バーストモード(間欠モード)で動作する。バースト制御回路50は、DC/DCコンバータ110の軽負荷状態を検出し、バースト動作を制御するために設けられる。   The DC / DC converter 110r operates in a burst mode (intermittent mode) at light loads. The burst control circuit 50 is provided for detecting a light load state of the DC / DC converter 110 and controlling the burst operation.

図3は、バーストモードの動作を説明する図である。時刻t0に軽負荷状態となる。軽負荷状態では、出力電圧VOUTが上昇し、フィードバック電圧VFBが低下する。バースト制御回路50は、フィードバック電圧VFBを所定のバーストしきい値VBURSTと比較するコンパレータを含む。 FIG. 3 is a diagram for explaining the operation in the burst mode. A light load state is reached at time t0. In a light load state, the output voltage VOUT increases and the feedback voltage VFB decreases. Burst control circuit 50 includes a comparator that compares feedback voltage V FB with a predetermined burst threshold value V BURST .

時刻t1にフィードバック電圧VFBがバーストしきい値VBURSTより低くなると、バースト制御回路50は、バースト制御信号SBURSTをネゲート(たとえばローレベル)する。バースト制御信号SBURSTがネゲートされる間、パルス変調器10は、パルス信号SPWMをオフレベルに固定し、スイッチングトランジスタM1のスイッチングを停止する。 When feedback voltage V FB becomes lower than burst threshold value V BURST at time t1, burst control circuit 50 negates burst control signal S BURST (for example, low level). While the burst control signal S BURST is negated, the pulse modulator 10 fixes the pulse signal S PWM to an off level and stops switching of the switching transistor M1.

スイッチングの停止により、出力キャパシタCo1への充電が停止すると、負荷電流による放電により出力電圧VOUTが徐々に低下する。出力電圧VOUTの低下にともない、フィードバック電圧VFBが時間とともに上昇する。フィードバック電圧VFBは、出力電圧VOUTに対して遅延して変動し、その遅延量は、フィードバックループの時定数に応じている。 When charging to the output capacitor Co1 is stopped due to the stop of switching, the output voltage VOUT gradually decreases due to the discharge due to the load current. As the output voltage VOUT decreases, the feedback voltage VFB increases with time. The feedback voltage V FB varies with a delay with respect to the output voltage VOUT , and the amount of the delay depends on the time constant of the feedback loop.

時刻t2に、フィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTを超えると、バースト制御回路50は、バースト制御信号SBURSTをアサート(たとえばハイレベル)する。バースト制御信号SBURSTがアサートされると、スイッチングトランジスタM1のスイッチングが再開する。スイッチングにともない、出力電圧VOUTが増大すると、フィードバック電圧VFBが低下し始める。時刻t3にフィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより低くなると、スイッチングが停止する。 When feedback voltage V FB exceeds threshold voltage V BURST at time t2, burst control circuit 50 asserts burst control signal S BURST (for example, high level). When the burst control signal S BURST is asserted, the switching of the switching transistor M1 is resumed. As the output voltage V OUT increases with switching, the feedback voltage V FB starts to decrease. When the feedback voltage V FB becomes lower than the threshold voltage V BURST at time t3, switching stops.

特開2003−164145号公報JP 2003-164145 A

本発明者は、DC/DCコンバータ110rについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。   As a result of studying the DC / DC converter 110r, the present inventor has recognized the following problems.

このDC/DCコンバータ110rでは、バースト動作時のバースト周波数(およびその逆数のバースト周期)は、出力キャパシタCo1の容量値、インダクタL1のインダクタンスなどに応じて定まり、さらには、負荷電流の大きさ、入力電圧VINに応じて変動する。 In this DC / DC converter 110r, the burst frequency during burst operation (and the inverse burst period) is determined according to the capacitance value of the output capacitor Co1, the inductance of the inductor L1, etc., and further, the magnitude of the load current, It fluctuates according to the input voltage VIN .

バースト周波数が高くなると、スイッチングの頻度が高くなるため、軽負荷状態におけるDC/DCコンバータ110rのスイッチング損失が増大し、効率が悪化する。また、バースト周波数が高くなり、可聴帯域に入ると、トランスT1において音鳴りが発生する可能性がある。   When the burst frequency is increased, the frequency of switching is increased, so that the switching loss of the DC / DC converter 110r in a light load state is increased and the efficiency is deteriorated. Further, when the burst frequency becomes high and enters the audible band, there is a possibility that sound is generated in the transformer T1.

従来のDC/DCコンバータ110rでは、バースト周波数の変動幅を小さくするために、出力キャパシタCo1の容量値を大きくするなどの対策をとる必要があった。しかしながら大容量コンデンサは、コストが高いという問題がある。   In the conventional DC / DC converter 110r, it is necessary to take measures such as increasing the capacitance value of the output capacitor Co1 in order to reduce the fluctuation range of the burst frequency. However, a large-capacitance capacitor has a problem of high cost.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、バースト周波数の範囲を制御可能なDC/DCコンバータおよびその制御回路の提供にある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and one of exemplary objects of an embodiment thereof is to provide a DC / DC converter capable of controlling a burst frequency range and a control circuit thereof.

本発明のある態様は、DC/DCコンバータの制御回路に関する。DC/DCコンバータは、1次巻線および2次巻線を有するトランスと、トランスの1次巻線の電流経路上に設けられたスイッチングトランジスタと、を有する。制御回路は、DC/DCコンバータの出力電圧に応じたフィードバック電圧を受け、少なくともフィードバック電圧にもとづいて、DC/DCコンバータの出力電圧が目標値に近づくようにパルス変調されるパルス信号を生成するパルス変調器と、パルス信号にもとづいてスイッチングトランジスタを駆動するドライバと、スイッチングトランジスタをスイッチングすべきスイッチング期間においてアサートされ、スイッチングトランジスタのスイッチングを停止すべき停止期間においてネゲートされるバースト制御信号を生成するバースト制御回路と、を備える。バースト制御回路は、フィードバック電圧を所定のしきい値電圧と比較し、フィードバック電圧がしきい値電圧より高くなるとアサートされ、フィードバック電圧がしきい値電圧より低くなるとネゲートされる比較信号を生成するバーストコンパレータと、比較信号のアサートを契機として時間測定を開始し、開始から所定の時間の経過までの間ネゲートされ、経過後にアサートされるマスク信号を生成する最大周波数設定回路と、(i)比較信号がネゲートされるとバースト制御信号をネゲートし、(ii)マスク信号がアサートされ、かつ比較信号がアサートされるとバースト制御信号をアサートするロジック部と、を備える。   One embodiment of the present invention relates to a control circuit for a DC / DC converter. The DC / DC converter includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, and a switching transistor provided on a current path of the primary winding of the transformer. The control circuit receives a feedback voltage corresponding to the output voltage of the DC / DC converter, and generates a pulse signal that is pulse-modulated so that the output voltage of the DC / DC converter approaches the target value based on at least the feedback voltage. A burst that generates a burst control signal that is asserted in a switching period in which the switching transistor should be switched and negated in a stop period in which switching of the switching transistor should be stopped, and a driver that drives the switching transistor based on the pulse signal A control circuit. The burst control circuit compares the feedback voltage with a predetermined threshold voltage and generates a comparison signal that is asserted when the feedback voltage is higher than the threshold voltage and negated when the feedback voltage is lower than the threshold voltage. A comparator and a maximum frequency setting circuit for generating a mask signal that starts time measurement triggered by the assertion of the comparison signal, is negated from the start to the elapse of a predetermined time, and is asserted after the elapse of time, and (i) the comparison signal And (ii) a logic unit that asserts the burst control signal when the mask signal is asserted and the comparison signal is asserted.

この態様によると、マスク信号がネゲートされる間、比較信号のアサートがアサートされると、そのアサートが無効化される。そしてその後、マスク信号がアサートされると、バースト制御信号がアサートされる。その結果、バースト周期が、所定の時間より短くならないように制限されるため、バースト周波数の範囲を制御することができる。   According to this aspect, if the assertion of the comparison signal is asserted while the mask signal is negated, the assertion is invalidated. Thereafter, when the mask signal is asserted, the burst control signal is asserted. As a result, since the burst period is limited so as not to be shorter than a predetermined time, the burst frequency range can be controlled.

最大周波数設定回路は、時間測定開始から所定の時間の経過後にアサートされるタイマー信号を生成するタイマー回路と、タイマー信号がアサートされると、マスク信号をアサートし、バースト制御信号がアサートされるとタイマー回路に時間測定を開始させるタイマー制御部と、を含んでもよい。   The maximum frequency setting circuit generates a timer signal that is asserted after a lapse of a predetermined time from the start of time measurement, and when the timer signal is asserted, the mask signal is asserted and the burst control signal is asserted. And a timer control unit that causes the timer circuit to start measuring time.

所定の時間は、設定可能であってもよい。これにより、バースト周波数の上限値を任意に設定することができる。   The predetermined time may be settable. Thereby, the upper limit value of the burst frequency can be set arbitrarily.

タイマー回路は、一端の電位が固定されたタイマー用キャパシタと、タイマー用キャパシタを充電する電流源と、タイマー用キャパシタの電圧を所定のしきい値電圧と比較し、タイマー用キャパシタの電圧がしきい値電圧より高くなると、タイマー信号をアサートするタイマー用コンパレータと、タイマー用キャパシタと並列に設けられた放電スイッチと、を含んでもよい。タイマー制御部は、タイマー信号がアサートされると、マスク信号をアサートし、バースト制御信号がアサートされると放電スイッチをオフするとともにマスク信号をネゲートしてもよい。   The timer circuit compares the voltage of the timer capacitor with a predetermined threshold voltage by comparing the voltage of the timer capacitor having a fixed potential at one end, a current source for charging the timer capacitor, and the voltage of the timer capacitor with a predetermined threshold voltage. A timer comparator that asserts a timer signal when the voltage becomes higher than the value voltage and a discharge switch provided in parallel with the timer capacitor may be included. The timer control unit may assert the mask signal when the timer signal is asserted, and may turn off the discharge switch and negate the mask signal when the burst control signal is asserted.

タイマー用キャパシタは、制御回路が集積化される半導体チップに外付けされてもよい。これにより、タイマー用キャパシタの容量値に応じて、バースト周波数の上限値を設定できる。   The timer capacitor may be externally attached to a semiconductor chip on which the control circuit is integrated. Thus, the upper limit value of the burst frequency can be set according to the capacitance value of the timer capacitor.

タイマー回路は、クロック信号をカウントし、カウント値が所定値に達するとタイマー信号をアサートするカウンタを含んでもよい。   The timer circuit may include a counter that counts the clock signal and asserts the timer signal when the count value reaches a predetermined value.

ロジック部は、比較信号とマスク信号の論理積を生成するANDゲートと、ANDゲートの出力に応じてセットされ、比較信号の反転信号に応じてリセットされ、バースト制御信号を出力するRSフリップフロップと、を含んでもよい。   The logic unit includes an AND gate that generates a logical product of the comparison signal and the mask signal, an RS flip-flop that is set according to the output of the AND gate, is reset according to the inverted signal of the comparison signal, and outputs a burst control signal. , May be included.

DC/DCコンバータは、スイッチングトランジスタの経路上に設けられた検出抵抗をさらに有してもよい。パルス変調器は、検出抵抗の電圧降下に応じた検出電圧がフィードバック電圧に達するとアサートされるリセット信号を生成するリセット信号生成部と、セット信号を生成するセット信号生成部と、セット信号がアサートされると、スイッチングトランジスタのオンに対応するオンレベルに遷移し、リセット信号がアサートされるとスイッチングトランジスタのオフに対応するオフレベルに遷移するパルス信号を生成するフリップフロップと、を含んでもよい。   The DC / DC converter may further include a detection resistor provided on the path of the switching transistor. The pulse modulator includes a reset signal generation unit that generates a reset signal that is asserted when a detection voltage corresponding to a voltage drop of the detection resistor reaches a feedback voltage, a set signal generation unit that generates a set signal, and the set signal is asserted. And a flip-flop that generates a pulse signal that transitions to an on level corresponding to the on state of the switching transistor and that transitions to an off level corresponding to the off state of the switching transistor when the reset signal is asserted.

セット信号生成部は、所定の周期でセット信号をアサートしてもよい。   The set signal generation unit may assert the set signal at a predetermined cycle.

セット信号生成部は、リセット信号がアサートされてから所定のオフ時間経過後にセット信号をアサートしてもよい。   The set signal generation unit may assert the set signal after a predetermined off time has elapsed since the reset signal was asserted.

セット信号生成部は、トランスに蓄えられたエネルギーが実質的にゼロになると、セット信号をアサートしてもよい。   The set signal generation unit may assert the set signal when the energy stored in the transformer becomes substantially zero.

トランスは、1次側に設けられた補助巻線をさらに有してもよい。制御回路は、補助巻線の一端の電圧が入力される補助端子をさらに備えてもよい。セット信号生成部は、(i)補助端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、補助端子の電圧がしきい値電圧とクロスするたびにアサートされるボトム検出信号を生成し、(ii)ボトム検出信号のアサートされる回数が、カウント設定値に達するたびにセット信号をアサートしてもよい。   The transformer may further include an auxiliary winding provided on the primary side. The control circuit may further include an auxiliary terminal to which a voltage at one end of the auxiliary winding is input. The set signal generator (i) compares the voltage of the auxiliary terminal with a predetermined threshold voltage, generates a bottom detection signal that is asserted every time the voltage of the auxiliary terminal crosses the threshold voltage, and (ii ) The set signal may be asserted whenever the number of times the bottom detection signal is asserted reaches the count setting value.

トランスは、1次側に設けられた補助巻線をさらに有してもよい。制御回路は、補助巻線の一端の電圧が入力される補助端子をさらに備えてもよい。セット信号生成部は、(i)補助端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、補助端子の電圧がしきい値電圧とクロスするたびにアサートされるボトム検出信号を生成し、(ii)ボトム検出信号がアサートされてから、所定時間経過後にセット信号をアサートしてもよい。   The transformer may further include an auxiliary winding provided on the primary side. The control circuit may further include an auxiliary terminal to which a voltage at one end of the auxiliary winding is input. The set signal generator (i) compares the voltage of the auxiliary terminal with a predetermined threshold voltage, generates a bottom detection signal that is asserted every time the voltage of the auxiliary terminal crosses the threshold voltage, and (ii ) The set signal may be asserted after a predetermined time has elapsed since the bottom detection signal was asserted.

制御回路は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。制御回路を1つのIC(Integrated Circuit)として集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
The control circuit may be integrated on a single semiconductor substrate.
“Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate. By integrating the control circuit as one integrated circuit (IC), the circuit area can be reduced and the characteristics of the circuit elements can be kept uniform.

本発明の別の態様は、DC/DCコンバータに関する。DC/DCコンバータは、1次巻線、2次巻線および補助巻線を有するトランスと、トランスの1次巻線と接続されるスイッチングトランジスタと、アノードが2次巻線と接続される第1ダイオードと、一端が接地され、他端が第1ダイオードのカソードと接続された第1出力キャパシタと、アノードが補助巻線と接続される第2ダイオードと、一端が接地され、他端が第2ダイオードのカソードと接続された第2出力キャパシタと、第1出力キャパシタに生ずる出力電圧に応じたフィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、フィードバック電圧を受け、スイッチングトランジスタをスイッチングする上述のいずれかの制御回路と、を備えてもよい。   Another aspect of the present invention relates to a DC / DC converter. The DC / DC converter includes a transformer having a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding, a switching transistor connected to the primary winding of the transformer, and a first having an anode connected to the secondary winding. A first output capacitor having one end grounded and the other end connected to the cathode of the first diode; a second diode having an anode connected to the auxiliary winding; and one end grounded and the other end second A second output capacitor connected to the cathode of the diode; a feedback circuit for generating a feedback voltage in accordance with an output voltage generated in the first output capacitor; and any one of the above control circuits for receiving the feedback voltage and switching the switching transistor And may be provided.

フィードバック回路は、出力電圧を分圧した電圧と所定の目標値の誤差がゼロとなるようにレベルが調節されるフィードバック信号を生成するシャントレギュレータと、その1次側の発光素子がフィードバック信号によって制御されるフォトカプラと、を含み、フォトカプラの2次側の受光素子に生ずる信号が、フィードバック電圧として制御回路に供給されてもよい。   The feedback circuit is a shunt regulator that generates a feedback signal whose level is adjusted so that an error between a voltage obtained by dividing the output voltage and a predetermined target value becomes zero, and a light emitting element on the primary side is controlled by the feedback signal. The signal generated in the light receiving element on the secondary side of the photocoupler may be supplied to the control circuit as a feedback voltage.

本発明の別の態様は電源装置に関する。電源装置は、商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、直流入力電圧を降圧し、負荷に供給する上述のDC/DCコンバータと、を備えてもよい。   Another embodiment of the present invention relates to a power supply device. The power supply device includes a filter that filters commercial AC voltage, a diode rectifier circuit that full-wave rectifies the output voltage of the filter, a smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the diode rectifier circuit and generates a DC input voltage, and a DC input voltage And the above-described DC / DC converter that supplies the voltage to the load.

本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、負荷と、商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、直流入力電圧を降圧し、負荷に供給する上述のDC/DCコンバータと、を備えてもよい。   Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. The electronic device includes a load, a filter that filters commercial AC voltage, a diode rectifier circuit that full-wave rectifies the output voltage of the filter, a smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the diode rectifier circuit and generates a DC input voltage, The above-described DC / DC converter that steps down the DC input voltage and supplies it to the load may be provided.

本発明の別の態様は電源アダプタに関する。電源アダプタは、商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、直流入力電圧を降圧し、直流出力電圧を生成する上述のDC/DCコンバータと、を備えてもよい。   Another aspect of the present invention relates to a power adapter. The power adapter includes a filter for filtering commercial AC voltage, a diode rectifier circuit for full-wave rectification of the output voltage of the filter, a smoothing capacitor for smoothing the output voltage of the diode rectifier circuit and generating a DC input voltage, and a DC input voltage And the above-described DC / DC converter that generates a direct-current output voltage.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、DC/DCコンバータのバースト周波数の範囲を制御できる。   According to an aspect of the present invention, the burst frequency range of the DC / DC converter can be controlled.

インバータの基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of an inverter. 本発明者が検討した制御回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the control circuit which this inventor examined. バーストモードの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement in burst mode. 実施の形態に係る制御回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the control circuit which concerns on embodiment. 図5(a)は、図4の制御回路の軽負荷状態におけるタイムチャートであり、図5(b)は図2の比較技術に係る制御回路の動作を示すタイムチャートである。FIG. 5A is a time chart in the light load state of the control circuit of FIG. 4, and FIG. 5B is a time chart showing the operation of the control circuit according to the comparison technique of FIG. インバータを備えるACアダプタを示す図である。It is a figure which shows an AC adapter provided with an inverter. 図7(a)、(b)は、インバータを備える電子機器を示す図である。7A and 7B are diagrams illustrating an electronic device including an inverter. 第2の変形例に係る制御回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the control circuit which concerns on a 2nd modification.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected. The case where it is indirectly connected through another member that does not affect the state is also included.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.

図4は、実施の形態に係る制御回路2の構成を示す回路図である。制御回路2は図1に示すDC/DCコンバータ110に利用される。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the control circuit 2 according to the embodiment. The control circuit 2 is used in the DC / DC converter 110 shown in FIG.

図1に示すように、DC/DCコンバータ110は、制御回路2、スイッチングトランジスタM1、検出抵抗R、出力回路200、フィードバック回路210を備える。制御回路2の構成を除いて、図1と同様であるため、説明は省略する。 As shown in FIG. 1, the DC / DC converter 110 includes a control circuit 2, a switching transistor M 1, a detection resistor R S , an output circuit 200, and a feedback circuit 210. Except for the configuration of the control circuit 2, it is the same as FIG.

以下、制御回路2の構成を説明する。
制御回路2は、ひとつの半導体基板上に一体集積化された機能ICであり、図1に示す補助端子(ZT端子)、FB端子、CS端子、GND端子、OUT端子、VCC端子、VH端子に加えて、周波数設定端子(FBST端子)を有する。図4には、FB端子、OUT端子、CS端子、FBST端子のみが示され、残りの端子は省略される。
Hereinafter, the configuration of the control circuit 2 will be described.
The control circuit 2 is a functional IC integrated on a single semiconductor substrate. The auxiliary circuit (ZT terminal), FB terminal, CS terminal, GND terminal, OUT terminal, VCC terminal, and VH terminal shown in FIG. In addition, it has a frequency setting terminal (FBST terminal). FIG. 4 shows only the FB terminal, the OUT terminal, the CS terminal, and the FBST terminal, and the remaining terminals are omitted.

制御回路2は、少なくともFB端子のフィードバック電圧VFBにもとづいて、DC/DCコンバータ110のスイッチングトランジスタM1のスイッチングのデューティ比を調節することにより、直流出力電圧VOUTを目標レベルに安定化する。なお、スイッチングトランジスタM1は制御回路2に集積化されてもよい。 The control circuit 2 stabilizes the DC output voltage VOUT to the target level by adjusting the switching duty ratio of the switching transistor M1 of the DC / DC converter 110 based on at least the feedback voltage V FB at the FB terminal. The switching transistor M1 may be integrated in the control circuit 2.

制御回路2は、パルス変調器10、ドライバ20、ブランキング回路40、バースト制御回路50、を備える。   The control circuit 2 includes a pulse modulator 10, a driver 20, a blanking circuit 40, and a burst control circuit 50.

ブランキング回路40は、検出電圧VCSのノイズを除去するために設けられる。具体的には、スイッチングトランジスタM1がオンした直後、所定のブランク期間の間、検出信号VCSをマスクする。ブランキング回路40は省略してもよい。 Blanking circuit 40 is provided to remove noise from the detection voltage V CS. More specifically, the detection signal VCS is masked for a predetermined blank period immediately after the switching transistor M1 is turned on. The blanking circuit 40 may be omitted.

パルス変調器10は、フィードバック電圧VFBと検出電圧VCSにもとづいて、DC/DCコンバータ110の出力電圧VOUTが目標値に近づくようにパルス変調されるパルス信号SPWMを生成する。この実施の形態において、パルス変調器10は、いわゆるピーク電流モードの変調器である。 Based on the feedback voltage V FB and the detection voltage V CS , the pulse modulator 10 generates a pulse signal S PWM that is pulse-modulated so that the output voltage V OUT of the DC / DC converter 110 approaches a target value. In this embodiment, the pulse modulator 10 is a so-called peak current mode modulator.

パルス変調器10の構成は特に限定されず、公知の技術を利用すればよい。たとえばパルス変調器10は、セット信号生成部12、リセット信号生成部14、RSフリップフロップ16、マスク回路18を含む。   The configuration of the pulse modulator 10 is not particularly limited, and a known technique may be used. For example, the pulse modulator 10 includes a set signal generation unit 12, a reset signal generation unit 14, an RS flip-flop 16, and a mask circuit 18.

リセット信号生成部14は、検出電圧VCSが、フィードバック電圧VFBに達するとアサートされるリセット信号SRESETを生成する。たとえばリセット信号生成部14は、検出電圧VCSを、フィードバック電圧VFBと上限電圧VLIM1のうち低い方と比較し、検出電圧VCSの方が高くなると、リセット信号SRESETをアサート(ハイレベル)する。 The reset signal generation unit 14 generates a reset signal S RESET that is asserted when the detection voltage V CS reaches the feedback voltage V FB . For example the reset signal generator 14, the detection voltage V CS, as compared to the lower of the feedback voltage V FB and the upper limit voltage V LIM1, the direction of the detection voltage V CS becomes high, a reset signal S RESET asserted (high level )

セット信号生成部12は、セット信号SSETを生成する。たとえばセット信号生成部12は、所定の周期ごとにセット信号SSETをアサート(ハイレベル)するオシレータを含んでもよい。 The set signal generation unit 12 generates a set signal S SET . For example, the set signal generation unit 12 may include an oscillator that asserts (sets to a high level) the set signal S SET every predetermined period.

あるいは、セット信号生成部12は、リセット信号SRESETがアサートされてから所定のオフ時間TOFF経過後にセット信号SSETをアサートしてもよい。 Alternatively, the set signal generation unit 12 may assert the set signal S SET after a predetermined off time T OFF has elapsed since the reset signal S RESET was asserted.

あるいはセット信号生成部12は、トランスT1に蓄えられたエネルギーが実質的にゼロになると、セット信号SSETをアサートしてもよい(疑似共振制御という)。 Alternatively, the set signal generation unit 12 may assert the set signal S SET when the energy stored in the transformer T1 becomes substantially zero (referred to as pseudo resonance control).

疑似共振制御において、ある実施例では、セット信号生成部12は、コンパレータとカウンタで構成してもよい。ZT端子には、補助巻線W3の一端の電圧が分圧して入力される。コンパレータは、ZT端子に入力される補助巻線W3の一端の電圧を、所定のしきい値電圧と比較し、補助端子の電圧がしきい値電圧とクロスするたびにコンパレータによってボトム検出信号をアサートする。カウンタは、ボトム検出信号がアサートされた回数がある設定値に達すると、セット信号SSETをアサートしてもよい。 In the quasi-resonance control, in one embodiment, the set signal generation unit 12 may be configured with a comparator and a counter. A voltage at one end of the auxiliary winding W3 is divided and input to the ZT terminal. The comparator compares the voltage at one end of the auxiliary winding W3 input to the ZT terminal with a predetermined threshold voltage, and asserts the bottom detection signal by the comparator every time the auxiliary terminal voltage crosses the threshold voltage. To do. The counter may assert the set signal S SET when the number of times the bottom detection signal is asserted reaches a certain set value.

疑似共振制御において、別の実施例では、セット信号生成部12は、コンパレータとタイマー回路で構成してもよい。コンパレータは、(i)補助端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、補助端子の電圧がしきい値電圧とクロスするたびにアサートされるボトム検出信号を生成する。タイマー回路は、(ii)ボトム検出信号がアサートされてから、所定時間経過後にセット信号SSETをアサートする。 In the pseudo resonance control, in another embodiment, the set signal generation unit 12 may be configured by a comparator and a timer circuit. The comparator (i) compares the voltage at the auxiliary terminal with a predetermined threshold voltage, and generates a bottom detection signal that is asserted every time the voltage at the auxiliary terminal crosses the threshold voltage. The timer circuit (ii) asserts the set signal S SET after a predetermined time has elapsed since the bottom detection signal was asserted.

セット信号生成部12により生成されたセット信号SSETは、RSフリップフロップ16のセット端子(S)に入力される。RSフリップフロップ16の出力であるパルス信号SPWMは、セット信号SSETがアサートされると、スイッチングトランジスタのオンに対応するオンレベル(ハイレベル)に遷移し、リセット信号SRESETがアサートされるとスイッチングトランジスタのオフに対応するオフレベル(ローレベル)に遷移する。 The set signal S SET generated by the set signal generation unit 12 is input to the set terminal (S) of the RS flip-flop 16. When the set signal S SET is asserted, the pulse signal S PWM that is the output of the RS flip-flop 16 transitions to an on level (high level) corresponding to the switching transistor being turned on, and when the reset signal S RESET is asserted. A transition is made to an off level (low level) corresponding to the off state of the switching transistor.

マスク回路18は、RSフリップフロップ16の前段に設けられ、後述のバースト制御回路50からのバースト制御信号SBURSTがアサート(ハイレベル)される間、セット信号SSETおよびリセット信号SRESETを通過させる。反対に、バースト制御信号SBURSTがネゲートされる間、マスク回路18は、セット信号SSET、リセット信号SRESETを無効化し、RSフリップフロップ16の出力SPWMを固定する。これにより、バースト制御信号SBURSTがネゲートされる間、スイッチングトランジスタM1のスイッチングが停止する。マスク回路18の構成は特に限定されない。 The mask circuit 18 is provided before the RS flip-flop 16 and allows the set signal S SET and the reset signal S RESET to pass while a burst control signal S BURST from the burst control circuit 50 described later is asserted (high level). . On the contrary, while the burst control signal S BURST is negated, the mask circuit 18 invalidates the set signal S SET and the reset signal S RESET and fixes the output S PWM of the RS flip-flop 16. As a result, the switching of the switching transistor M1 is stopped while the burst control signal S BURST is negated. The configuration of the mask circuit 18 is not particularly limited.

ドライバ20は、パルス信号SPWMにもとづいて、OUT端子に接続されるスイッチングトランジスタM1を駆動する。 The driver 20 drives the switching transistor M1 connected to the OUT terminal based on the pulse signal SPWM .

バースト制御回路50は、軽負荷状態を検出するために設けられる。バースト制御回路50は、スイッチングトランジスタM1をスイッチングすべきスイッチング期間においてバースト制御信号SBURSTをアサートし、スイッチングトランジスタM1のスイッチングを停止すべき停止期間においてバースト制御信号SBURSTをネゲートする。 The burst control circuit 50 is provided for detecting a light load state. The burst control circuit 50 asserts the burst control signal S BURST in the switching period in which the switching transistor M1 is to be switched, and negates the burst control signal S BURST in the stop period in which the switching of the switching transistor M1 is to be stopped.

バースト制御回路50は、バーストコンパレータ52、最大周波数設定回路54、ロジック部56を備える。
バーストコンパレータ52は、フィードバック電圧VFBを所定のしきい値電圧VBURSTと比較し、フィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより高くなると、比較信号S1をアサートし、フィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより低くなると比較信号S1をネゲートする。バーストコンパレータ52は、しきい値電圧VBURSTが2値で遷移するヒステリシスコンパレータであってもよい。
The burst control circuit 50 includes a burst comparator 52, a maximum frequency setting circuit 54, and a logic unit 56.
The burst comparator 52 compares the feedback voltage V FB with a predetermined threshold voltage V BURST . When the feedback voltage V FB becomes higher than the threshold voltage V BURST , the burst comparator 52 asserts the comparison signal S1 and the feedback voltage V FB When it becomes lower than the threshold voltage V BURST , the comparison signal S1 is negated. The burst comparator 52 may be a hysteresis comparator in which the threshold voltage V BURST changes in binary.

最大周波数設定回路54は、比較信号S1のアサートを契機として時間測定を開始する。最大周波数設定回路54は、測定開始から所定の時間τFMAXの経過までの間、マスク信号S2をネゲート(たとえばローレベル)し、時間τFMAXの経過後にマスク信号S2をアサートする。 The maximum frequency setting circuit 54 starts time measurement triggered by the assertion of the comparison signal S1. The maximum frequency setting circuit 54 negates (for example, low level) the mask signal S2 from the start of measurement until a predetermined time τ FMAX elapses, and asserts the mask signal S2 after the time τ FMAX elapses.

時間τFMAXは、制御回路2のICの外部から設定可能とすることが好ましい。最大周波数設定回路54は、外付けのタイマー用キャパシタ60、電流源62、タイマー用コンパレータ64、放電スイッチ66、タイマー制御部68を含む。 The time τ FMAX is preferably settable from outside the IC of the control circuit 2. The maximum frequency setting circuit 54 includes an external timer capacitor 60, a current source 62, a timer comparator 64, a discharge switch 66, and a timer control unit 68.

タイマー用キャパシタ60の一端は接地され、その電位が固定され、その他端は制御回路2のFBST端子に接続される。電流源62は、タイマー用キャパシタ60を電流Icで充電する。タイマー用コンパレータ64は、タイマー用キャパシタ60の電圧VFBSTを所定のしきい値電圧VTIMEと比較し、タイマー用キャパシタ60の電圧VFBSTがしきい値電圧VTIMEより高くなると、タイマー信号S3をアサートする。 One end of the timer capacitor 60 is grounded, its potential is fixed, and the other end is connected to the FBST terminal of the control circuit 2. The current source 62 charges the timer capacitor 60 with the current Ic. The timer comparator 64 compares the voltage V FBST of the timer capacitor 60 with a predetermined threshold voltage V TIME, and when the voltage V FBST of the timer capacitor 60 becomes higher than the threshold voltage V TIME , the timer signal S3 is output. Assert.

放電スイッチ66は、タイマー用キャパシタ60と並列に設けられる。タイマー制御部68は、バースト制御信号SBURSTがアサートされると放電スイッチ66をオフする。これにより、バースト制御信号SBURSTのアサートを契機として、タイマー用キャパシタ60の充電、すなわち時間測定が開始される。 The discharge switch 66 is provided in parallel with the timer capacitor 60. The timer control unit 68 turns off the discharge switch 66 when the burst control signal S BURST is asserted. Thereby, charging of the timer capacitor 60, that is, time measurement is started, triggered by the assertion of the burst control signal SBURST .

またタイマー制御部68は、タイマー信号S3がアサートされると放電スイッチ66をオンする。これにより、時間測定が終了すると、タイマー用キャパシタ60を放電し、経過時間をゼロリセットできる。   Further, the timer control unit 68 turns on the discharge switch 66 when the timer signal S3 is asserted. Thus, when the time measurement is completed, the timer capacitor 60 is discharged, and the elapsed time can be reset to zero.

たとえばタイマー制御部68は、Dフリップフロップ70、インバータ71、72を含む。インバータ71は、タイマー信号S3を反転し、Dフリップフロップ70のリセット端子(反転論理)に反転タイマー信号S3#を入力する。Dフリップフロップ70の入力端子(D)には、ハイレベル電圧Vが入力され、そのクロック端子にはバースト制御信号SBURSTが入力される。つまりDフリップフロップ70の出力S4は、タイマー信号S3がアサートされるたびにローレベルに、バースト制御信号SBURSTがアサートされるたびにハイレベルに遷移する。 For example, the timer control unit 68 includes a D flip-flop 70 and inverters 71 and 72. The inverter 71 inverts the timer signal S3 and inputs the inverted timer signal S3 # to the reset terminal (inverted logic) of the D flip-flop 70. A high level voltage V H is input to the input terminal (D) of the D flip-flop 70, and a burst control signal S BURST is input to its clock terminal. That is, the output S4 of the D flip-flop 70 transitions to a low level whenever the timer signal S3 is asserted, and transitions to a high level whenever the burst control signal S BURST is asserted.

インバータ72は、Dフリップフロップ70の出力S4を反転し、マスク信号S2を生成する。マスク信号S2は、タイマー信号S3がアサートされるたびにハイレベルに、バースト制御信号SBURSTがアサートされるたびにローレベルに遷移する。放電スイッチ66のゲートには、マスク信号S2が入力される。なお、タイマー制御部68の構成は特に限定されない。 The inverter 72 inverts the output S4 of the D flip-flop 70 and generates a mask signal S2. The mask signal S2 transitions to a high level each time the timer signal S3 is asserted, and transitions to a low level each time the burst control signal S BURST is asserted. A mask signal S <b> 2 is input to the gate of the discharge switch 66. The configuration of the timer control unit 68 is not particularly limited.

最大周波数設定回路54が測定する時間τFMAXは、タイマー用キャパシタ60の容量値をCFBSTとするとき、以下の式で与えられる。
τFMAX=CFBST×VTIME/Ic
The time τ FMAX measured by the maximum frequency setting circuit 54 is given by the following equation when the capacitance value of the timer capacitor 60 is C FBST .
τ FMAX = C FBST × V TIME / Ic

したがってタイマー用キャパシタ60を制御回路2が集積化される半導体チップに外付けすることにより、その容量値に応じて、時間τFMAXを設定できる。 Therefore, by externally attaching the timer capacitor 60 to the semiconductor chip on which the control circuit 2 is integrated, the time τ FMAX can be set according to the capacitance value.

ロジック部56は、(i)比較信号S1がネゲートされるとバースト制御信号SBURSTをネゲートする。またロジック部56は、(ii)マスク信号S2がアサートされ、かつ比較信号S1がアサートされると、バースト制御信号SBURSTをアサートする。 The logic unit 56 (i) negates the burst control signal S BURST when the comparison signal S1 is negated. The logic unit 56 (ii) asserts the burst control signal S BURST when the mask signal S2 is asserted and the comparison signal S1 is asserted.

ロジック部56は、たとえばANDゲート74、インバータ75、ワンショット回路76、RSフリップフロップ77を含む。
ANDゲート74は、比較信号S1とマスク信号S2の論理積に応じたセット信号S5を生成し、RSフリップフロップ77のセット端子に入力する。インバータ75は、比較信号S1を反転する。ワンショット回路76は、回路動作の安定化のために設けられ、インバータ75の出力のパルス幅を引き延ばし、RSフリップフロップ77のリセット端子に出力する。RSフリップフロップ77の出力は、バースト制御信号SBURSTとなる。
The logic unit 56 includes, for example, an AND gate 74, an inverter 75, a one-shot circuit 76, and an RS flip-flop 77.
The AND gate 74 generates a set signal S5 corresponding to the logical product of the comparison signal S1 and the mask signal S2, and inputs the set signal S5 to the set terminal of the RS flip-flop 77. The inverter 75 inverts the comparison signal S1. The one-shot circuit 76 is provided for stabilizing circuit operation, extends the pulse width of the output of the inverter 75, and outputs it to the reset terminal of the RS flip-flop 77. The output of the RS flip-flop 77 is a burst control signal S BURST .

以上が制御回路2の構成である。続いてその動作を説明する。図5(a)は、図4の制御回路2の軽負荷状態におけるタイムチャートである。   The above is the configuration of the control circuit 2. Next, the operation will be described. FIG. 5A is a time chart in the light load state of the control circuit 2 of FIG.

図5(a)には、2サイクルTcyc1、Tcyc2の動作が示される。   FIG. 5A shows the operation of two cycles Tcyc1 and Tcyc2.

1サイクル目Tcyc1について説明する。1サイクル目は、バースト動作の周期が長い(バースト周波数が低い)ときの動作である。   The first cycle Tcyc1 will be described. The first cycle is an operation when the burst operation cycle is long (burst frequency is low).

時刻t0〜t1の間、DC/DCコンバータ110は停止期間であり、バースト制御信号SBURSTはネゲートされ、マスク信号S2はアサートされている。 Between times t0 and t1, the DC / DC converter 110 is in a stop period, the burst control signal S BURST is negated, and the mask signal S2 is asserted.

時刻t1にフィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTを超え、比較信号S1がアサートされ、セット信号S5がハイレベルに遷移すると、RSフリップフロップ77の出力であるバースト制御信号SBURSTがアサートされる。これによりスイッチング期間となり、出力電圧VOUTが上昇し始める。時刻t1からある遅延時間が経過すると、フィードバック電圧VFBが低下を始める。 When the feedback voltage V FB exceeds the threshold voltage V BURST at time t1, the comparison signal S1 is asserted, and the set signal S5 transitions to the high level, the burst control signal S BURST that is the output of the RS flip-flop 77 is asserted. The As a result, a switching period starts and the output voltage VOUT begins to rise. When a certain delay time elapses from time t1, the feedback voltage VFB starts to decrease.

時刻t1にバースト制御信号SBURSTがアサートされると、マスク信号S2がネゲートされる。そして最大周波数設定回路54は時間測定を開始し、所定の時間τFMAXが経過した時刻t2に、マスク信号S2をアサートする。 When the burst control signal S BURST is asserted at time t1, the mask signal S2 is negated. The maximum frequency setting circuit 54 starts time measurement and asserts the mask signal S2 at time t2 when a predetermined time τ FMAX has elapsed.

時刻t3に、フィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより低くなると、比較信号S1がネゲートされる。これを契機としてRSフリップフロップ77がリセットされ、バースト制御信号SBURSTがネゲートされ、停止期間となる。 When the feedback voltage V FB becomes lower than the threshold voltage V BURST at time t3, the comparison signal S1 is negated. In response to this, the RS flip-flop 77 is reset, the burst control signal S BURST is negated, and a stop period starts.

時刻t4にフィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより高くなると、再びスイッチング期間となる。 When the time t4 the feedback voltage V FB is higher than the threshold voltage V BURST, becomes again switching period.

続いて2サイクル目Tcyc2について説明する。2サイクル目は、バースト動作の周期が短い(バースト周波数が高い)ときの動作である。   Next, the second cycle Tcyc2 will be described. The second cycle is an operation when the cycle of the burst operation is short (burst frequency is high).

時刻t4に、最大周波数設定回路54による時間測定が開始され、時間τFMAX経過後の時刻t7に、マスク信号S2がアサートされる。 Time measurement by the maximum frequency setting circuit 54 is started at time t4, and the mask signal S2 is asserted at time t7 after the time τ FMAX has elapsed.

時刻t5にフィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより低くなると、比較信号S1がネゲートされ、RSフリップフロップ77がリセットされ、バースト制御信号SBURSTがネゲートされる。これにより停止期間となり、スイッチングトランジスタM1のスイッチングが停止する。 When the time t5 the feedback voltage V FB is lower than the threshold voltage V BURST, the comparison signal S1 is negated, RS flip-flop 77 is reset, the burst control signal SBURST is negated. Thereby, it becomes a stop period and switching of the switching transistor M1 stops.

時刻t6に、フィードバック電圧VFBがしきい値電圧VBURSTより高くなると、比較信号S1がアサートされる。ところがこのとき、マスク信号S2はネゲートされたままであるため、比較信号S1のアサートが無効化され、RSフリップフロップ77はセットされず、バースト制御信号SBURSTはネゲート状態を維持する。 When the feedback voltage V FB becomes higher than the threshold voltage V BURST at time t6, the comparison signal S1 is asserted. However, since the mask signal S2 remains negated at this time, the assertion of the comparison signal S1 is invalidated, the RS flip-flop 77 is not set, and the burst control signal S BURST maintains the negated state.

時刻t7に、マスク信号S2がアサートされると、ANDゲート74の出力であるセット信号S5がアサートされ、バースト制御信号SBURSTがアサートされる。以上の制御により、第2サイクルTcyc2のバースト周期は、τFMAXとなる。 When the mask signal S2 is asserted at time t7, the set signal S5, which is the output of the AND gate 74, is asserted, and the burst control signal S BURST is asserted. With the above control, the burst period of the second cycle Tcyc2 becomes τ FMAX .

以上が制御回路2の動作である。
制御回路2の利点は、図2の比較技術に係る制御回路との対比によって明確となる。
The above is the operation of the control circuit 2.
The advantage of the control circuit 2 becomes clear by comparison with the control circuit according to the comparison technique of FIG.

図5(b)は、図2の比較技術に係る制御回路2rの動作を示すタイムチャートである。従来の制御回路2rには、最大周波数設定回路54およびロジック部56が存在しない。したがって、時刻t6に比較信号S1がアサートされると、バースト制御信号SBURSTが直ちにアサートされる。バースト制御信号SBURSTがアサートされると、その後、フィードバック電圧VFBは低下し始め、時刻t8にしきい値電圧VBURSTより低くなる。 FIG. 5B is a time chart showing the operation of the control circuit 2r according to the comparison technique of FIG. The conventional control circuit 2r does not include the maximum frequency setting circuit 54 and the logic unit 56. Therefore, when the comparison signal S1 is asserted at time t6, the burst control signal S BURST is immediately asserted. When the burst control signal S BURST is asserted, the feedback voltage V FB starts to decrease thereafter, and becomes lower than the threshold voltage V BURST at time t8.

図5(b)に示すように、従来の制御回路2rでは、バースト周期はTcyc3、Tcyc4と非常に短くなり、バースト周波数は高くなる。これにより、スイッチングトランジスタM1のスイッチング期間が長くなり、DC/DCコンバータ110rの消費電力が増大する。また、バースト周波数が高くなり可聴帯域に入ると、トランスT1にて音鳴りが発生する。   As shown in FIG. 5B, in the conventional control circuit 2r, the burst period is very short, Tcyc3 and Tcyc4, and the burst frequency is high. Thereby, the switching period of the switching transistor M1 becomes long, and the power consumption of the DC / DC converter 110r increases. Further, when the burst frequency increases and enters the audible band, a sound is generated by the transformer T1.

以上が従来の制御回路2rの動作である。   The above is the operation of the conventional control circuit 2r.

実施の形態に係る制御回路2の利点を説明する。制御回路2によれば、軽負荷状態におけるバースト周期を、最大周波数設定回路54による測定時間τFMAX以上に、言い換えれば、バースト周波数を上限周波数1/τFMAX以下に制限することができる。
これにより、軽負荷状態における消費電力を低減し、あるいは、トランスT1の音鳴きを防止することができる。
Advantages of the control circuit 2 according to the embodiment will be described. According to the control circuit 2, the burst period in the light load state can be limited to the measurement time τ FMAX or more by the maximum frequency setting circuit 54, in other words, the burst frequency can be limited to the upper limit frequency 1 / τ FMAX or less.
Thereby, the power consumption in a light load state can be reduced, or the sound of the transformer T1 can be prevented.

また、最大周波数設定回路54による測定時間τFMAXを可変に構成することにより、DC/DCコンバータ110の設計者が、バースト周波数の上限値を任意に設定できる。バースト周波数の上限を任意に設定できることにより、第1出力キャパシタCo1の容量値をはじめとする回路パラメータの設計の自由度が高まるという利点もある。たとえば第1出力キャパシタCo1の容量値を小さくできれば、DC/DCコンバータ110のコストを下げることができる。 Further, by configuring the measurement time τ FMAX by the maximum frequency setting circuit 54 to be variable, the designer of the DC / DC converter 110 can arbitrarily set the upper limit value of the burst frequency. Since the upper limit of the burst frequency can be set arbitrarily, there is an advantage that the degree of freedom in designing circuit parameters including the capacitance value of the first output capacitor Co1 is increased. For example, if the capacitance value of the first output capacitor Co1 can be reduced, the cost of the DC / DC converter 110 can be reduced.

続いて、DC/DCコンバータ110の用途を説明する。   Next, the application of the DC / DC converter 110 will be described.

DC/DCコンバータ110は、図1に示すインバータ(電源装置)100に好適に利用できる。そして、インバータ100は、ACアダプタや電子機器の電源ブロックに好適に利用される。   The DC / DC converter 110 can be suitably used for the inverter (power supply device) 100 shown in FIG. The inverter 100 is preferably used for a power supply block of an AC adapter or an electronic device.

図6は、インバータ100を備えるACアダプタ800を示す図である。ACアダプタ800は、プラグ802、筐体804、コネクタ806を備える。プラグ802は、図示しないコンセントから商用交流電圧VACを受ける。インバータ100は、筐体804内に実装される。インバータ100により生成された直流出力電圧VOUTは、コネクタ806から電子機器810に供給される。電子機器810は、ノートPC、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、携帯オーディオプレイヤなどが例示される。 FIG. 6 is a diagram illustrating an AC adapter 800 including the inverter 100. The AC adapter 800 includes a plug 802, a housing 804, and a connector 806. Plug 802 is subjected to a commercial AC voltage V AC from the wall outlet (not shown). The inverter 100 is mounted in the housing 804. The DC output voltage VOUT generated by the inverter 100 is supplied from the connector 806 to the electronic device 810. Examples of the electronic device 810 include a notebook PC, a digital camera, a digital video camera, a mobile phone, and a mobile audio player.

図7(a)、(b)は、インバータ100を備える電子機器900を示す図である。図7(a)、(b)の電子機器900はディスプレイ装置であるが、電子機器900の種類は特に限定されず、オーディオ機器、冷蔵庫、洗濯機、掃除機など、電源装置を内蔵する機器であればよい。
プラグ902は、図示しないコンセントから商用交流電圧VACを受ける。インバータ100は、筐体804内に実装される。インバータ100により生成された直流出力電圧VOUTは、同じ筐体904内に搭載される、マイコン、DSP(Digital Signal Processor)、電源回路、照明機器、アナログ回路、デジタル回路などの負荷に供給される。
7A and 7B are diagrams illustrating an electronic device 900 including the inverter 100. FIG. 7A and 7B is a display device, but the type of the electronic device 900 is not particularly limited, and is a device including a power supply device such as an audio device, a refrigerator, a washing machine, or a vacuum cleaner. I just need it.
Plug 902 is subjected to a commercial AC voltage V AC from the wall outlet (not shown). The inverter 100 is mounted in the housing 804. The DC output voltage V OUT generated by the inverter 100 is supplied to loads such as a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), a power supply circuit, a lighting device, an analog circuit, and a digital circuit mounted in the same housing 904. .

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

(第1の変形例)
図4において、電流源62が生成する電流Icを外部から設定可能としてもよいし、しきい値電圧VTIMEを外部から設定可能としてもよい。これらの設定は、外部のマイコンからの制御命令によって行ってもよいし、制御用のピン(端子)を制御回路2に設け、そのピンの状態によって変更可能としてもよい。
(First modification)
In FIG. 4, the current Ic generated by the current source 62 may be set from the outside, and the threshold voltage V TIME may be set from the outside. These settings may be performed by a control command from an external microcomputer, or a control pin (terminal) may be provided in the control circuit 2 and changeable depending on the state of the pin.

(第2の変形例)
図8は、第2の変形例に係る制御回路2aの構成を示す回路図である。
図8の制御回路2aは、図4の制御回路2と比べて最大周波数設定回路54の構成が異なっている。図8の最大周波数設定回路54aは、リップルカウンタ90、タイマー制御部92を備える。
(Second modification)
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a control circuit 2a according to the second modification.
The control circuit 2a in FIG. 8 differs from the control circuit 2 in FIG. 4 in the configuration of the maximum frequency setting circuit 54. The maximum frequency setting circuit 54 a in FIG. 8 includes a ripple counter 90 and a timer control unit 92.

リップルカウンタ90は、所定の周波数を有するクロック周波数CKのエッジ毎にカウントアップする4ビットカウンタである。リップルカウンタ90には、制御回路2aの起動時にアサートされるパワーオンリセット(POR)信号S6と、バースト制御信号SBURSTが入力される。リップルカウンタ90は、POR信号S6またはバースト制御信号SBURSTがアサートされるたびにリセットされ、それを契機としてカウントアップを開始し、所定の時間τFMAXが経過後に、その出力であるタイマー信号S7がアサートされる。図8のリップルカウンタ90の構成は一般的である。 The ripple counter 90 is a 4-bit counter that counts up for each edge of the clock frequency CK having a predetermined frequency. The ripple counter 90 is supplied with a power-on reset (POR) signal S6 that is asserted when the control circuit 2a is activated and a burst control signal SBURST . The ripple counter 90 is reset every time the POR signal S6 or the burst control signal S BURST is asserted, and starts counting up after that, and after a predetermined time τ FMAX has elapsed, the timer signal S7 that is the output of the ripple counter 90 Asserted. The configuration of the ripple counter 90 in FIG. 8 is common.

タイマー制御部92は、バースト制御信号SBURSTがアサートされるとリップルカウンタ90をリセットし、放電スイッチ66をオフする。タイマー制御部92は、ワンショット回路94、Dフリップフロップ96を含む。ワンショット回路94は、バースト制御回路50からのバースト制御信号SBURSTをパルス化し、リップルカウンタ90のリセット端子に供給する。これにより、バースト制御信号SBURSTのアサートを契機として、リップルカウンタ90の時間測定が開始される。 When the burst control signal S BURST is asserted, the timer control unit 92 resets the ripple counter 90 and turns off the discharge switch 66. The timer control unit 92 includes a one-shot circuit 94 and a D flip-flop 96. The one-shot circuit 94 pulses the burst control signal S BURST from the burst control circuit 50 and supplies it to the reset terminal of the ripple counter 90. Thereby, the time measurement of the ripple counter 90 is started in response to the assertion of the burst control signal S BURST .

またタイマー制御部68は、リップルカウンタ90がタイマー信号S7をアサートすると、マスク信号S2をアサートする。   Further, when the ripple counter 90 asserts the timer signal S7, the timer control unit 68 asserts the mask signal S2.

この変形例によっても、実施の形態と同様に、バースト周波数の上限を設定することができる。   Also according to this modification, the upper limit of the burst frequency can be set as in the embodiment.

なお、この変形例においては、リップルカウンタ90のビット数を設定可能とし、あるいは、クロック信号CKの周波数を設定可能とすることにより、バースト周波数の上限を任意に設定することができる。これらの設定は、外部のマイコンからの制御命令によって行ってもよいし、制御用のピン(端子)を制御回路2に設け、そのピンの状態によって変更可能としてもよい。   In this modification, the upper limit of the burst frequency can be arbitrarily set by making it possible to set the number of bits of the ripple counter 90 or setting the frequency of the clock signal CK. These settings may be performed by a control command from an external microcomputer, or a control pin (terminal) may be provided in the control circuit 2 and changeable depending on the state of the pin.

(第3の変形例)
実施の形態では、シャントレギュレータ(誤差増幅器)212がトランスT1の2次側に設けられる場合を説明したが、この誤差増幅器は、1次側に設けてもよく、さらには制御回路2に内蔵してもよい。
(Third Modification)
In the embodiment, the case where the shunt regulator (error amplifier) 212 is provided on the secondary side of the transformer T1 has been described. However, this error amplifier may be provided on the primary side, and further incorporated in the control circuit 2. May be.

(第4の変形例)
実施の形態で説明した回路は、各信号のアサートをハイレベル、ネゲートをローレベルに割り当てた正論理(ハイアクティブ)系で構成されるが、それらを負論理系で構成してもよいし、正論理系と負論理系を組み合わせて構成してもよい。
(Fourth modification)
The circuit described in the embodiment is configured by a positive logic (high active) system in which each signal is asserted at a high level and a negate is allocated at a low level, but may be configured by a negative logic system, You may comprise combining a positive logic system and a negative logic system.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

P1…入力端子、P2…出力端子、Co1…第1出力キャパシタ、Co2…第2出力キャパシタ、D1…第1ダイオード、D2…第2ダイオード、T1…トランス、W1…1次巻線、W2…2次巻線、W3…補助巻線、M1…スイッチングトランジスタ、RS…検出抵抗、100…インバータ、102…ヒューズ、Ci…入力キャパシタ、104…フィルタ、106…ダイオード整流回路、Cs…平滑キャパシタ、110…DC/DCコンバータ、2…制御回路、200…出力回路、210…フィードバック回路、212…シャントレギュレータ、214…フォトカプラ、10…パルス変調器、12…セット信号生成部、14…リセット信号生成部、16…RSフリップフロップ、18…マスク回路、20…ドライバ、40…ブランキング回路、50…バースト制御回路、52…バーストコンパレータ、54…最大周波数設定回路、56…ロジック部、60…タイマー回路、61…タイマー用キャパシタ、62…電流源、64…タイマー用コンパレータ、66…放電スイッチ、68…タイマー制御部、70…Dフリップフロップ、71,72…インバータ、74…ANDゲート、75…インバータ、76…ワンショット回路、77…RSフリップフロップ、80…分圧回路、90…リップルカウンタ、92…タイマー制御部、800…ACアダプタ、802…プラグ、804…筐体、806…コネクタ、810,900…電子機器、902…プラグ、904…筐体、S1…比較信号、S2…マスク信号、S3…タイマー信号。 P1 ... input terminal, P2 ... output terminal, Co1 ... first output capacitor, Co2 ... second output capacitor, D1 ... first diode, D2 ... second diode, T1 ... transformer, W1 ... primary winding, W2 ... 2 Next winding, W3 ... auxiliary winding, M1 ... switching transistor, RS ... detection resistor, 100 ... inverter, 102 ... fuse, Ci ... input capacitor, 104 ... filter, 106 ... diode rectifier circuit, Cs ... smoothing capacitor, 110 ... DC / DC converter, 2 ... control circuit, 200 ... output circuit, 210 ... feedback circuit, 212 ... shunt regulator, 214 ... photocoupler, 10 ... pulse modulator, 12 ... set signal generator, 14 ... reset signal generator, 16 ... RS flip-flop, 18 ... mask circuit, 20 ... driver, 40 ... blanking times 50 ... Burst control circuit, 52 ... Burst comparator, 54 ... Maximum frequency setting circuit, 56 ... Logic unit, 60 ... Timer circuit, 61 ... Timer capacitor, 62 ... Current source, 64 ... Timer comparator, 66 ... Discharge switch , 68 ... Timer control unit, 70 ... D flip-flop, 71, 72 ... inverter, 74 ... AND gate, 75 ... inverter, 76 ... one-shot circuit, 77 ... RS flip-flop, 80 ... voltage divider circuit, 90 ... ripple counter , 92: Timer control unit, 800 ... AC adapter, 802 ... Plug, 804 ... Housing, 806 ... Connector, 810, 900 ... Electronic equipment, 902 ... Plug, 904 ... Housing, S1 ... Comparison signal, S2 ... Mask signal , S3: Timer signal.

Claims (19)

DC/DCコンバータの制御回路であって、
前記DC/DCコンバータは、
1次巻線および2次巻線を有するトランスと、
トランスの1次巻線の電流経路上に設けられたスイッチングトランジスタと、
を有しており、
前記制御回路は、
前記DC/DCコンバータの出力電圧に応じたフィードバック電圧を受け、少なくとも前記フィードバック電圧にもとづいて、前記DC/DCコンバータの出力電圧が目標値に近づくようにパルス変調されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号にもとづいて前記スイッチングトランジスタを駆動するドライバと、
前記スイッチングトランジスタをスイッチングすべきスイッチング期間においてアサートされ、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止すべき停止期間においてネゲートされるバースト制御信号を生成するバースト制御回路と、
を備え、
前記バースト制御回路は、
前記フィードバック電圧を所定のしきい値電圧と比較し、前記フィードバック電圧が前記しきい値電圧より高くなるとアサートされ、前記フィードバック電圧が前記しきい値電圧より低くなるとネゲートされる比較信号を生成するバーストコンパレータと、
前記比較信号のアサートを契機として時間測定を開始し、開始から所定の時間の経過までの間ネゲートされ、経過後にアサートされるマスク信号を生成する最大周波数設定回路と、
(i)前記比較信号がネゲートされると前記バースト制御信号をネゲートし、(ii)前記マスク信号がアサートされ、かつ前記比較信号がアサートされると前記バースト制御信号をアサートするロジック部と、
を備え、
前記パルス変調器は、
前記スイッチングトランジスタに流れる電流に応じた検出電圧が前記フィードバック電圧に達するとアサートされるリセット信号を生成するリセット信号生成部と、
セット信号を生成するセット信号生成部と、
前記バースト制御信号がアサートされる間、前記セット信号および前記リセット信号を通過し、前記バースト制御信号がネゲートされる間前記セット信号および前記リセット信号が無効化するマスク回路と、
前記マスク回路を通過した前記セット信号および前記リセット信号に応じて前記パルス信号を生成するフリップフロップと、
を含むことを特徴とする制御回路。
A control circuit for a DC / DC converter,
The DC / DC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching transistor provided on the current path of the primary winding of the transformer;
Have
The control circuit includes:
Pulse modulation that receives a feedback voltage corresponding to the output voltage of the DC / DC converter and generates a pulse signal that is pulse-modulated so that the output voltage of the DC / DC converter approaches a target value based on at least the feedback voltage And
A driver for driving the switching transistor based on the pulse signal;
A burst control circuit that generates a burst control signal that is asserted in a switching period in which the switching transistor is to be switched and negated in a stop period in which switching of the switching transistor is to be stopped;
With
The burst control circuit includes:
A burst that compares the feedback voltage with a predetermined threshold voltage and generates a comparison signal that is asserted when the feedback voltage is higher than the threshold voltage and negated when the feedback voltage is lower than the threshold voltage. A comparator,
A maximum frequency setting circuit that starts time measurement triggered by the assertion of the comparison signal, generates a mask signal that is negated from the start to the elapse of a predetermined time, and asserted after the elapse of time;
(I) a logic unit that negates the burst control signal when the comparison signal is negated, (ii) asserts the burst control signal when the mask signal is asserted, and the comparison signal is asserted;
Bei to give a,
The pulse modulator is
A reset signal generating unit that generates a reset signal that is asserted when a detection voltage corresponding to a current flowing through the switching transistor reaches the feedback voltage;
A set signal generator for generating a set signal;
A mask circuit that passes through the set signal and the reset signal while the burst control signal is asserted, and invalidates the set signal and the reset signal while the burst control signal is negated;
A flip-flop that generates the pulse signal in response to the set signal and the reset signal that have passed through the mask circuit ;
A control circuit comprising:
前記最大周波数設定回路は、
時間測定開始から前記所定の時間の経過後にアサートされるタイマー信号を生成するタイマー回路と、
前記タイマー信号がアサートされると、前記マスク信号をアサートし、前記バースト制御信号がアサートされると前記タイマー回路に時間測定を開始させるタイマー制御部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
The maximum frequency setting circuit includes:
A timer circuit for generating a timer signal that is asserted after elapse of the predetermined time from the start of time measurement;
When the timer signal is asserted, the mask signal is asserted, and when the burst control signal is asserted, a timer control unit that causes the timer circuit to start measuring time;
The control circuit according to claim 1, comprising:
前記所定の時間は、設定可能であることを特徴とする請求項2に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 2, wherein the predetermined time can be set. 前記タイマー回路は、
一端の電位が固定されたタイマー用キャパシタと、
前記タイマー用キャパシタを充電する電流源と、
前記タイマー用キャパシタの電圧を所定のしきい値電圧と比較し、前記タイマー用キャパシタの電圧が前記しきい値電圧より高くなると、前記タイマー信号をアサートするタイマー用コンパレータと、
前記タイマー用キャパシタと並列に設けられた放電スイッチと、
を含み、
前記タイマー制御部は、前記タイマー信号がアサートされると、前記マスク信号をアサートし、前記バースト制御信号がアサートされると前記放電スイッチをオフするとともに前記マスク信号をネゲートすることを特徴とする請求項3に記載の制御回路。
The timer circuit is
A timer capacitor with a fixed potential at one end;
A current source for charging the timer capacitor;
A timer comparator that compares the voltage of the timer capacitor with a predetermined threshold voltage and asserts the timer signal when the voltage of the timer capacitor becomes higher than the threshold voltage;
A discharge switch provided in parallel with the timer capacitor;
Including
The timer control unit asserts the mask signal when the timer signal is asserted, and turns off the discharge switch and negates the mask signal when the burst control signal is asserted. Item 4. The control circuit according to Item 3.
前記タイマー用キャパシタは、前記制御回路が集積化される半導体チップに外付けされることを特徴とする請求項4に記載の制御回路。   5. The control circuit according to claim 4, wherein the timer capacitor is externally attached to a semiconductor chip on which the control circuit is integrated. 前記タイマー回路は、クロック信号をカウントし、カウント値が所定値に達すると前記タイマー信号をアサートするカウンタを含むことを特徴とする請求項3に記載の制御回路。   4. The control circuit according to claim 3, wherein the timer circuit includes a counter that counts a clock signal and asserts the timer signal when the count value reaches a predetermined value. 前記ロジック部は、
前記比較信号と前記マスク信号の論理積を生成するANDゲートと、
前記ANDゲートの出力に応じてセットされ、前記比較信号の反転信号に応じてリセットされ、前記バースト制御信号を出力するRSフリップフロップと、
を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の制御回路。
The logic part is
An AND gate for generating a logical product of the comparison signal and the mask signal;
An RS flip-flop that is set according to the output of the AND gate, reset according to the inverted signal of the comparison signal, and outputs the burst control signal;
The control circuit according to claim 1, further comprising:
前記DC/DCコンバータは、  The DC / DC converter is
前記スイッチングトランジスタの経路上に設けられた検出抵抗をさらに有し、前記検出抵抗の電圧降下が、前記検出電圧であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の制御回路。  The control circuit according to claim 1, further comprising a detection resistor provided on a path of the switching transistor, wherein a voltage drop of the detection resistor is the detection voltage.
前記セット信号生成部は、所定の周期で前記セット信号をアサートすることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 8, wherein the set signal generation unit asserts the set signal at a predetermined cycle. 前記セット信号生成部は、前記リセット信号がアサートされてから所定のオフ時間経過後に前記セット信号をアサートすることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 8, wherein the set signal generation unit asserts the set signal after a predetermined off time has elapsed since the reset signal was asserted. 前記セット信号生成部は、前記トランスに蓄えられたエネルギーが実質的にゼロになると、前記セット信号をアサートすることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。   The control circuit according to claim 8, wherein the set signal generation unit asserts the set signal when the energy stored in the transformer becomes substantially zero. 前記トランスは、1次側に設けられた補助巻線をさらに有し、
前記制御回路は、前記補助巻線の一端の電圧が入力される補助端子をさらに備え、
前記セット信号生成部は、(i)前記補助端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、前記補助端子の電圧が前記しきい値電圧とクロスするたびにアサートされるボトム検出信号を生成し、(ii)前記ボトム検出信号のアサートされる回数が、カウント設定値に達するたびに前記セット信号をアサートすることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。
The transformer further includes an auxiliary winding provided on the primary side,
The control circuit further includes an auxiliary terminal to which a voltage at one end of the auxiliary winding is input,
The set signal generator (i) compares the voltage of the auxiliary terminal with a predetermined threshold voltage, and generates a bottom detection signal that is asserted every time the voltage of the auxiliary terminal crosses the threshold voltage. 9. The control circuit according to claim 8, wherein (ii) the set signal is asserted every time the number of times the bottom detection signal is asserted reaches a count setting value.
前記トランスは、1次側に設けられた補助巻線をさらに有し、
前記制御回路は、前記補助巻線の一端の電圧が入力される補助端子をさらに備え、
前記セット信号生成部は、(i)前記補助端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、前記補助端子の電圧が前記しきい値電圧とクロスするたびにアサートされるボトム検出信号を生成し、(ii)前記ボトム検出信号がアサートされてから、所定時間経過後に前記セット信号をアサートすることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。
The transformer further includes an auxiliary winding provided on the primary side,
The control circuit further includes an auxiliary terminal to which a voltage at one end of the auxiliary winding is input,
The set signal generator (i) compares the voltage of the auxiliary terminal with a predetermined threshold voltage, and generates a bottom detection signal that is asserted every time the voltage of the auxiliary terminal crosses the threshold voltage. The control circuit according to claim 8, wherein (ii) the set signal is asserted after a predetermined time has elapsed since the bottom detection signal is asserted.
ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の制御回路。   14. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is monolithically integrated on a single semiconductor substrate. 1次巻線、2次巻線および補助巻線を有するトランスと、
前記トランスの1次巻線と接続されるスイッチングトランジスタと、
アノードが前記2次巻線と接続される第1ダイオードと、
一端が接地され、他端が前記第1ダイオードのカソードと接続された第1出力キャパシタと、
アノードが前記補助巻線と接続される第2ダイオードと、
一端が接地され、他端が前記第2ダイオードのカソードと接続された第2出力キャパシタと、
前記第1出力キャパシタに生ずる出力電圧に応じたフィードバック電圧を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック電圧を受け、前記スイッチングトランジスタをスイッチングする請求項1から14のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするDC/DCコンバータ。
A transformer having a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding;
A switching transistor connected to the primary winding of the transformer;
A first diode having an anode connected to the secondary winding;
A first output capacitor having one end grounded and the other end connected to the cathode of the first diode;
A second diode having an anode connected to the auxiliary winding;
A second output capacitor having one end grounded and the other end connected to the cathode of the second diode;
A feedback circuit for generating a feedback voltage according to an output voltage generated in the first output capacitor;
The control circuit according to claim 1, which receives the feedback voltage and switches the switching transistor;
A DC / DC converter comprising:
前記フィードバック回路は、
前記出力電圧を分圧した電圧と所定の目標値の誤差がゼロとなるようにレベルが調節されるフィードバック信号を生成するシャントレギュレータと、
その1次側の発光素子が前記フィードバック信号によって制御されるフォトカプラと、
を含み、前記フォトカプラの2次側の受光素子に生ずる信号が、前記フィードバック電圧として前記制御回路に供給されることを特徴とする請求項15に記載のDC/DCコンバータ。
The feedback circuit includes:
A shunt regulator that generates a feedback signal whose level is adjusted so that an error between a voltage obtained by dividing the output voltage and a predetermined target value becomes zero;
A photocoupler whose light-emitting element on the primary side is controlled by the feedback signal;
16. The DC / DC converter according to claim 15, wherein a signal generated in a light receiving element on the secondary side of the photocoupler is supplied to the control circuit as the feedback voltage.
商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、
前記フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、
前記ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、
前記直流入力電圧を降圧し、負荷に供給する請求項15または16に記載のDC/DCコンバータと、
を備えることを特徴とする電源装置。
A filter for filtering commercial AC voltage;
A diode rectifier circuit for full-wave rectification of the output voltage of the filter;
A smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the diode rectifier circuit and generates a DC input voltage;
The DC / DC converter according to claim 15 or 16, wherein the DC input voltage is stepped down and supplied to a load.
A power supply apparatus comprising:
負荷と、
商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、
前記フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、
前記ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、
前記直流入力電圧を降圧し、前記負荷に供給する請求項15または16に記載のDC/DCコンバータと、
を備えることを特徴とする電子機器。
Load,
A filter for filtering commercial AC voltage;
A diode rectifier circuit for full-wave rectification of the output voltage of the filter;
A smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the diode rectifier circuit and generates a DC input voltage;
The DC / DC converter according to claim 15 or 16, wherein the DC input voltage is stepped down and supplied to the load.
An electronic device comprising:
商用交流電圧をフィルタリングするフィルタと、
前記フィルタの出力電圧を全波整流するダイオード整流回路と、
前記ダイオード整流回路の出力電圧を平滑化し、直流入力電圧を生成する平滑キャパシタと、
前記直流入力電圧を降圧し、直流出力電圧を生成する請求項15または16に記載のDC/DCコンバータと、
を備えることを特徴とする電源アダプタ。
A filter for filtering commercial AC voltage;
A diode rectifier circuit for full-wave rectification of the output voltage of the filter;
A smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the diode rectifier circuit and generates a DC input voltage;
The DC / DC converter according to claim 15 or 16, wherein the DC input voltage is stepped down to generate a DC output voltage.
A power adapter comprising:
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