JP6509682B2 - Control circuit and power supply - Google Patents

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Description

本発明は、制御回路、及び、電源装置に関する発明である。   The present invention relates to a control circuit and a power supply device.

電圧を降圧させるドロッパは、スイッチング電源に比べて、電源リプルやノイズが少なく低価格であるなどの長所がある。しかし、ドロッパの場合、電圧差が直接的に損失につながる。   A dropper that steps down the voltage has advantages such as low power supply ripple and noise and low cost compared to a switching power supply. However, in the case of the dropper, the voltage difference leads directly to losses.

そのため、商用電源に代表されるような１００V以上の交流電圧を数Ｖまで降圧させる場合には、損失が著しく大きくなり、発熱により素子の破損等の懸念があり使用範囲が限定される。   Therefore, when the AC voltage of 100 V or more represented by a commercial power supply is reduced to several V, the loss becomes extremely large, and there is a concern such as damage of the element due to heat generation, and the use range is limited.

そこで、特開２０１１-３４４１１号公報において、１００V以上の交流電圧を数Ｖまで降圧させる場合の損失を低減するための電源装置が提案されている（図３）。この電源装置は、入出力の電位差を監視し入出力の電位差が大きい場合には電流を遮断する。   Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-34411 proposes a power supply device for reducing the loss in the case of stepping down an AC voltage of 100 V or more to several volts (FIG. 3). This power supply device monitors the potential difference between the input and output, and cuts off the current when the potential difference between the input and output is large.

例えば、図３に示すように、電源装置１００Ａは、入力電源となる交流電源１Ａと、交流電源１Ａを整流するダイオードブリッジ２Ａと、シリーズレギュレータ４Ａと、出力平滑用コンデンサ５Ａと、電源装置１００Ａの負荷となる等価抵抗６Ａ（以下、負荷６Ａ）と、電位差検出回路７Ａと、からなっている。   For example, as shown in FIG. 3, the power supply apparatus 100A includes an AC power supply 1A as an input power supply, a diode bridge 2A for rectifying the AC power supply 1A, a series regulator 4A, an output smoothing capacitor 5A, and the power supply apparatus 100A. It consists of an equivalent resistor 6A (hereinafter referred to as a load 6A) as a load and a potential difference detection circuit 7A.

シリーズレギュレータ４Ａは、図３に示すように、主スイッチング素子であるＰＮＰトランジスタＱ４３のエミッタには直流入力電圧Ｖｉｎが印加され、そのコレクタには逆流防止用ダイオードＤ４を介してコンデンサ５の正極が、また、そのベースには抵抗Ｒ４３を介してＮＰＮトランジスタＱ４２のコレクタがそれぞれ接続されている。   As shown in FIG. 3, in the series regulator 4A, the DC input voltage Vin is applied to the emitter of the PNP transistor Q43 which is the main switching element, and the positive terminal of the capacitor 5 is connected to the collector via the reverse current preventing diode D4. The collector of an NPN transistor Q42 is connected to the base via a resistor R43.

また、コンデンサ５Ａの正極は、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２を介してトランジスタＱ４２のベースが接続されている。   The positive terminal of the capacitor 5A is connected to the base of the transistor Q42 via the resistors R41 and R42.

抵抗Ｒ４２の一端はベースにツェナーダイオードＺＤ４を接続したＮＰＮトランジスタＱ４１が接続されており、他端は、トランジスタＱ４２のベース及びトランジスタＱ４１のコレクタに接続されている。   One end of the resistor R42 is connected to an NPN transistor Q41 having a Zener diode ZD4 connected to the base, and the other end is connected to the base of the transistor Q42 and the collector of the transistor Q41.

トランジスタＱ４１、Ｑ４２のエミッタは共にコンデンサ５の負極に接続されている。 また、主スイッチング素子であるトランジスタＱ４３のエミッタとコレクタに抵抗Ｒ４４が接続されている。   The emitters of the transistors Q41 and Q42 are both connected to the negative electrode of the capacitor 5. Further, a resistor R44 is connected to the emitter and the collector of the transistor Q43 which is a main switching element.

電源装置１００Ａは、交流電源１Ａから交流電圧Ｖａｃが印加されると、交流電圧Ｖａｃはまず、ダイオードブリッジ２Ａにより整流される。また、電源投入直後は主スイッチング素子であるトランジスタＱ４３がオフ状態になるため、整流された電流により、抵抗Ｒ４４のみを介して出力平滑用コンデンサ５Ａが充電される。   In the power supply device 100A, when an AC voltage Vac is applied from the AC power supply 1A, the AC voltage Vac is first rectified by the diode bridge 2A. In addition, since the transistor Q43 which is the main switching element is turned off immediately after the power is turned on, the output smoothing capacitor 5A is charged only by the resistor R44 by the rectified current.

ここで、電位差検出回路７Ａは、図３に示すように、互いに直列に接続されたダイオード特性を有する素子、ここではフォトカプラＰＣ７と、ツェナーダイオードＺＤ７と、抵抗Ｒ７とで構成されている。ツェナーダイオードＺＤ７のツェナー電圧をＶＺ７（一般的に１０〜２０Ｖ）、フォトカプラＰＣ７の入力ダイオードの順電圧降下をＶＦとすると、Ｖｒ＝ＶＺ７＋ＶＦにより与えられる所定の電位差Ｖｒと、シリーズレギュレータ４Ａの入力電圧Ｖｉｎ、コンデンサ５Ａの電圧Ｖ５の関係がＶｉｎ−Ｖ５≧Ｖｒとなったときに、フォトカプラＰＣ７の入力ダイオードに電流が流れ、フォトカプラＰＣ７の出力ダイオードがオンし、トランジスタＱ４２のベース電流が遮断されてトランジスタＱ４２がオフするため、トランジスタＱ４３がオフする。   Here, as shown in FIG. 3, the potential difference detection circuit 7A is composed of elements having diode characteristics connected in series with each other, in this case, a photocoupler PC7, a Zener diode ZD7, and a resistor R7. Assuming that the Zener voltage of the Zener diode ZD7 is VZ7 (generally 10 to 20 V) and the forward voltage drop of the input diode of the photocoupler PC7 is VF, the predetermined potential difference Vr given by Vr = VZ7 + VF and the input voltage of the series regulator 4A When Vin and the voltage V5 of the capacitor 5A satisfy Vin-V5−Vr, a current flows to the input diode of the photocoupler PC7, the output diode of the photocoupler PC7 is turned on, and the base current of the transistor Q42 is cut off. Since the transistor Q42 is turned off, the transistor Q43 is turned off.

このように、従来の電源装置１００Ａは、入出力の電位差を監視し入出力の電位差が大きい場合には、出力電流を遮断するようになっている。   As described above, the conventional power supply device 100A monitors the potential difference between the input and output, and shuts off the output current when the potential difference between the input and output is large.

特開２０１１-３４４１１号公報JP 2011-34411 A

しかしながら、既述の特許文献１に記載の従来の電源装置においては、高入力電圧の環境で入出力電位差検出を行ために、フォトカプラ等を含む部品群を用いる必要があり、回路が複雑化してしまうといった問題があった。さらに、既述の特許文献１に記載の従来の電源装置においては、主スイッチング素子のスイッチングの影響等により出力電圧にリップルが現れる問題があった。   However, in the conventional power supply device described in Patent Document 1 described above, it is necessary to use a component group including a photo coupler etc. in order to perform input / output potential difference detection in an environment of high input voltage. There was a problem that Furthermore, in the conventional power supply device described in Patent Document 1 described above, there is a problem that a ripple appears in the output voltage due to the influence of switching of the main switching element or the like.

そこで、本発明では、回路を簡略化しつつ、入出力の電位差による損失を低減した第１の出力電圧を出力させ且つリップルが抑制された第２の出力電圧を出力させることが可能な制御回路、及び、電源装置を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, a control circuit capable of outputting a first output voltage with reduced loss due to a potential difference between input and output and outputting a second output voltage with suppressed ripple while simplifying the circuit, And it aims at providing a power supply device.

本発明の一態様に係る実施例に従った制御回路は、
交流電圧を整流して出力する電源装置に於いて、交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部を備えた電源装置に、適用され、前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路であって、
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力端子に出力する降圧制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせる
ことを特徴とする。 A control circuit according to an embodiment according to an aspect of the invention is
The present invention is applied to a power supply apparatus including a rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs a DC voltage to a rectified voltage terminal in a power supply apparatus rectifying and outputting an AC voltage, the rectification A control circuit that controls a DC voltage supplied to a voltage terminal and outputs it to a first output voltage terminal,
A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output terminal;
The switch control unit
When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
On the other hand, when the detected voltage is equal to or more than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch.

前記制御回路において、
前記第１の出力電圧端子の前記第１の出力電圧が、予め設定された第２設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオンさせるための第１の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第１の信号生成部を、さらに備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第１の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオンさせる
ことを特徴とする。 In the control circuit,
A first forcing signal for forcibly turning on the switch is generated when the first output voltage of the first output voltage terminal is less than or equal to a preset second set voltage value. Further comprising a first signal generation unit for outputting to the switch control unit;
The switch control unit
The switch section is controlled to turn on the switch forcibly in response to the first forcing signal regardless of the relationship between the detected voltage and the first set voltage value.

前記制御回路において、
所定期間における前記検出電圧の平均値が予め設定された第３設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオフさせるための第２の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第２の信号生成部を、さらに備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第２の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオフさせる
ことを特徴とする。 In the control circuit,
When the average value of the detection voltage in a predetermined period is less than or equal to a third preset voltage value, a second forcing signal for forcibly turning off the switch is generated and output to the switch control unit. Further comprising a second signal generator,
The switch control unit
The switch section is controlled to forcibly turn off the switch according to the second forcing signal regardless of the relationship between the detected voltage and the first set voltage value.

前記制御回路において、
前記第３設定電圧値は、前記第１設定電圧値よりも、小さい値であることを特徴とする。 In the control circuit,
The third set voltage value is a value smaller than the first set voltage value.

前記制御回路において、
前記所定期間は、前記交流電圧の２周期以上の連続した期間に対応することを特徴とする。 In the control circuit,
The predetermined period corresponds to a continuous period of two or more cycles of the AC voltage.

前記制御回路において、
前記電圧検出部、前記スイッチ部、前記スイッチ制御部、前記第１の信号生成部、前記第２の信号生成部及び前記降圧制御部の少なくとも何れかが、1チップの半導体集積回路に集積されている
ことを特徴とする。 In the control circuit,
At least one of the voltage detection unit, the switch unit, the switch control unit, the first signal generation unit, the second signal generation unit, and the step-down control unit is integrated in a semiconductor integrated circuit of one chip. It is characterized by

本発明の一態様に係る実施例に従った電源装置は、
交流電圧を整流して出力する電源装置であって、
交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部と、
前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力端子に出力する降圧制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせる
ことを特徴とする。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising:
A power supply device that rectifies and outputs alternating voltage, and
A rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs the DC voltage to a rectified voltage terminal;
A control circuit that controls a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal and outputs the DC voltage to a first output voltage terminal;
The control circuit
A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output terminal;
The switch control unit
When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
On the other hand, when the detected voltage is equal to or more than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch.

前記電源装置において、
前記第１の出力電圧端子と接地との間に接続された第１の出力容量と、
前記第２の出力電圧端子と前記接地との間に接続された第２の出力容量と、をさらに備えることを特徴とする。 In the power supply device,
A first output capacitance connected between the first output voltage terminal and the ground;
A second output capacitance connected between the second output voltage terminal and the ground is further included.

前記電源装置において、
前記第２の出力容量の容量値は、前記第１の出力容量の容量値よりも、小さいことを特徴とする。 In the power supply device,
The capacitance value of the second output capacitance may be smaller than the capacitance value of the first output capacitance.

前記電源装置において、
前記整流部は、全波整流することを特徴とする。 In the power supply device,
The rectifying unit performs full-wave rectification.

前記電源装置において、
前記整流部は、半波整流することを特徴とする。 In the power supply device,
The rectifying unit performs half-wave rectification.

前記電源装置において、
前記整流電圧端子と前記接地との間に接続され、前記整流電圧端子の前記直流電圧を分圧した電圧を前記検出電圧として出力する分圧回路をさらに備える
ことを特徴とする。 In the power supply device,
It further comprises a voltage divider circuit connected between the rectified voltage terminal and the ground and outputting a voltage obtained by dividing the DC voltage of the rectified voltage terminal as the detection voltage.

前記電源装置において、
前記整流部は、
アノードが前記交流電源の第１の出力に接続され、カソードが前記整流電圧端子に接続された第１の整流用ダイオードと、
アノードが前記交流電源の第２の出力に接続され、カソードが前記整流電圧端子に接続された第２の整流用ダイオードと、を備える
ことを特徴とする。 In the power supply device,
The rectifying unit is
A first rectifying diode having an anode connected to the first output of the alternating current power supply and a cathode connected to the rectified voltage terminal;
And a second rectifying diode connected to a second output of the alternating current power supply and having a cathode connected to the rectified voltage terminal.

前記電源装置において、
前記交流電源から出力された交流電圧を整流した直流電圧を負荷に供給するブリッジ回路をさらに備えることを特徴とする。 In the power supply device,
The semiconductor device may further include a bridge circuit that supplies a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage output from the AC power supply to a load.

本発明に係る制御回路によれば、フォトカプラ等を含む部品群を用いないことにより回路を簡略化しつつ、入出力の電位差による損失を低減した第１の出力電圧を出力させ且つリップルが抑制された第２の出力電圧を出力させることができる。   According to the control circuit of the present invention, the first output voltage with reduced loss due to the potential difference between the input and output can be output and ripples can be suppressed while simplifying the circuit by not using parts including the photocoupler or the like. The second output voltage can be output.

図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power supply device 100 according to the first embodiment. 図２は、図１に示す電源装置１００の動作波形の一例を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of operation waveforms of the power supply device 100 shown in FIG. 図３は、従来の電源装置１００Ａの構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional power supply device 100A.

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described based on the drawings.

第１の実施形態First embodiment

図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power supply device 100 according to the first embodiment.

図１に示すように、電源装置１００は、制御回路１と、交流電源２と、ブリッジ回路Ｘと、分圧回路Ｙと、整流部Ｚと、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１と、第２の出力容量Ｃｏｕｔ２と、負荷Ｌｏａｄと、を備える。   As shown in FIG. 1, the power supply apparatus 100 includes a control circuit 1, an AC power supply 2, a bridge circuit X, a voltage dividing circuit Y, a rectifying unit Z, a first output capacitance Cout1, and a second output. A capacitor Cout2 and a load Load are provided.

この電源装置１００は、交流電源２が出力した交流電圧ＶＡＣを整流して出力するようになっている。   The power supply apparatus 100 rectifies and outputs the AC voltage VAC output from the AC power supply 2.

整流部Ｚは、交流電源２から出力された交流電圧ＶＡＣを整流して、直流電圧ＶＤＣを整流電圧端子３に出力するようになっている。   The rectifying unit Z rectifies the AC voltage VAC output from the AC power supply 2 and outputs a DC voltage VDC to the rectified voltage terminal 3.

この整流部Ｚは、例えば、図１に示すように、第１の整流用ダイオードＺ１と、第２の整流用ダイオードＺ２と、を備える。   For example, as shown in FIG. 1, the rectifying unit Z includes a first rectifying diode Z1 and a second rectifying diode Z2.

第１の整流用ダイオードＺ１は、アノードが交流電源２の第１の出力２１に接続され、カソードが整流電圧端子３に接続されている。   The anode of the first rectification diode Z 1 is connected to the first output 21 of the AC power supply 2, and the cathode is connected to the rectification voltage terminal 3.

第２の整流用ダイオードＺ２は、アノードが交流電源２の第２の出力２２に接続され、カソードが整流電圧端子３に接続されている。   The anode of the second rectification diode Z 2 is connected to the second output 22 of the AC power supply 2, and the cathode is connected to the rectification voltage terminal 3.

このような構成を有する整流部Ｚは、交流電源２から出力された交流電圧ＶＡＣを、第１、第２の整流用ダイオードＺ１、Ｚ２により整流して、直流電圧ＶＤＣを整流電圧端子３に出力する。   The rectifying unit Z having such a configuration rectifies the AC voltage VAC output from the AC power supply 2 by the first and second rectifying diodes Z1 and Z2, and outputs the DC voltage VDC to the rectified voltage terminal 3 Do.

この整流部Ｚは、図１に示す例では、全波整流するようになっている。なお、整流部Ｚは、半波整流するようにしてもよい。   The rectifying unit Z is configured to perform full-wave rectification in the example illustrated in FIG. The rectifying unit Z may perform half-wave rectification.

また、ブリッジ回路Ｘは、交流電源２から出力された交流電圧ＶＡＣを整流した電圧を、第１の負荷端子ＴＬ１と第２の負荷端子ＴＬ２との間に接続された負荷Ｌｏａｄに供給するようになっている。   Further, the bridge circuit X supplies a voltage obtained by rectifying the AC voltage VAC output from the AC power supply 2 to the load Load connected between the first load terminal TL1 and the second load terminal TL2. It has become.

このブリッジ回路Ｘは、例えば、図１に示すように、ダイオードＸ１〜Ｘ４を備える。   The bridge circuit X includes, for example, diodes X1 to X4 as shown in FIG.

ダイオードＸ１は、アノードが交流電源２の第１の出力２１に接続され、カソードが第１の負荷端子ＴＬ１に接続されている。   The diode X1 has an anode connected to the first output 21 of the AC power supply 2 and a cathode connected to the first load terminal TL1.

ダイオードＸ２は、アノードが第２の負荷端子ＴＬ２に接続され、カソードが交流電源２の第１の出力２１に接続されている。   The diode X 2 has an anode connected to the second load terminal TL 2 and a cathode connected to the first output 21 of the AC power supply 2.

ダイオードＸ３は、アノードが交流電源２の第２の出力２２に接続され、カソードが第１の負荷端子ＴＬ１に接続されている。   The diode X3 has an anode connected to the second output 22 of the AC power supply 2 and a cathode connected to the first load terminal TL1.

ダイオードＸ４は、アノードが第２の負荷端子ＴＬ２に接続され、カソードが交流電源２の第２の出力２２に接続されている。   The diode X 4 has an anode connected to the second load terminal TL 2 and a cathode connected to the second output 22 of the AC power supply 2.

このような構成をブリッジ回路Ｘは、交流電源２から出力された交流電圧ＶＡＣを、ダイオードＸ１〜Ｘ４により整流した電圧を、負荷Ｌｏａｄに供給する。   The bridge circuit X supplies the load Load with a voltage obtained by rectifying the AC voltage VAC output from the AC power supply 2 with the diodes X1 to X4.

また、分圧回路Ｙは、整流電圧端子３と接地との間に接続され、整流電圧端子３の直流電圧ＶＤＣを分圧した電圧を、分圧ノードＹＮから検出電圧Ｖｄ１として出力する。   The voltage dividing circuit Y is connected between the rectified voltage terminal 3 and the ground, and outputs a voltage obtained by dividing the DC voltage VDC of the rectified voltage terminal 3 from the voltage dividing node YN as the detection voltage Vd1.

この分圧回路Ｙは、例えば、図１に示すように、第１の分圧抵抗６と、第２の分圧抵抗７と、を備える。   The voltage dividing circuit Y includes, for example, a first voltage dividing resistor 6 and a second voltage dividing resistor 7 as shown in FIG.

第１の分圧抵抗６は、整流電圧端子３と分圧ノードＹＮとの間に接続されている。   The first voltage dividing resistor 6 is connected between the rectified voltage terminal 3 and the voltage dividing node YN.

また、第２の分圧抵抗７は、分圧ノードＹＮと接地との間に接続されている。   The second voltage dividing resistor 7 is connected between the voltage dividing node YN and the ground.

このような構成を有する分圧回路Ｙは、整流電圧端子３の直流電圧ＶＤＣを、第１、第２の分圧抵抗６、７で分圧した電圧を、分圧ノードＹＮから検出電圧Ｖｄ１として出力する。   The voltage dividing circuit Y having such a configuration uses a voltage obtained by dividing the DC voltage VDC of the rectified voltage terminal 3 by the first and second voltage dividing resistors 6 and 7 as the detection voltage Vd1 from the voltage dividing node YN. Output.

上述の例では、検出電圧Ｖｄ１は、直流電圧ＶＤＣと接地電圧との電位差を、第１、第２の分圧抵抗６、７で分圧した電圧であり、第２の分圧抵抗７における電位差である。   In the above example, the detection voltage Vd1 is a voltage obtained by dividing the potential difference between the DC voltage VDC and the ground voltage by the first and second voltage dividing resistors 6 and 7, and the potential difference in the second voltage dividing resistor 7 It is.

また、制御回路１は、整流電圧端子３に供給された直流電圧ＶＤＣを制御して第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１に出力するようになっている。   Further, the control circuit 1 controls the DC voltage VDC supplied to the rectified voltage terminal 3 and outputs the DC voltage VDC to the first output voltage terminal Tout1.

また、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１と接地との間に接続されている。   The first output capacitance Cout1 is connected between the first output voltage terminal Tout1 and the ground.

第２の出力容量Ｃｏｕｔ２は、第２の出力電圧端子Ｔｏｕｔ２と接地との間に接続されている。   The second output capacitor Cout2 is connected between the second output voltage terminal Tout2 and the ground.

なお、第２の出力容量Ｃｏｕｔ２の容量値は、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１の容量値よりも、小さくなるように設定されている。   The capacitance value of the second output capacitance Cout2 is set to be smaller than the capacitance value of the first output capacitance Cout1.

ここで、制御回路１は、例えば、図１に示すように、電圧検出部１０と、スイッチ制御部２０と、スイッチ部３０と、第１の信号生成部（出力電圧低下信号生成部）ＳＧ１と、第２の信号生成部（整流電圧低下信号生成部）ＳＧ２と、降圧制御部２００と、を備える。   Here, for example, as shown in FIG. 1, the control circuit 1 includes a voltage detection unit 10, a switch control unit 20, a switch unit 30, and a first signal generation unit (output voltage drop signal generation unit) SG1. And a second signal generation unit (rectified voltage drop signal generation unit) SG2 and a step-down control unit 200.

電圧検出部１０は、整流電圧端子３に供給される直流電圧ＶＤＣに基づいた検出電圧Ｖｄ１を、検出するようになっている。なお、既述のように、検出電圧Ｖｄ１は、例えば、直流電圧ＶＤＣと接地電圧との電位差を分圧した電圧であり、第２の分圧抵抗７における電位差である。   The voltage detection unit 10 is configured to detect a detection voltage Vd1 based on the DC voltage VDC supplied to the rectified voltage terminal 3. As described above, the detection voltage Vd1 is, for example, a voltage obtained by dividing a potential difference between the DC voltage VDC and the ground voltage, and is a potential difference in the second voltage dividing resistor 7.

また、スイッチ部３０は、整流電圧端子３と第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１との間に接続されている。このスイッチ部３０は、例えば、図１に示すように、整流電圧端子３と第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１との間に接続されたスイッチＳＷを有する。このスイッチＳＷは、高耐圧のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチである。   The switch unit 30 is connected between the rectified voltage terminal 3 and the first output voltage terminal Tout1. For example, as shown in FIG. 1, the switch unit 30 has a switch SW connected between the rectified voltage terminal 3 and the first output voltage terminal Tout1. The switch SW is a switch such as a high breakdown voltage MOSFET.

例えば、スイッチ部３０のスイッチＳＷは、オンすることにより、整流電圧端子３と第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１との間を短絡する。   For example, the switch SW of the switch unit 30 is shorted between the rectified voltage terminal 3 and the first output voltage terminal Tout1 by being turned on.

一方、スイッチ部３０のスイッチＳＷは、オフすることにより、整流電圧端子３と第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１との間を開放する。   On the other hand, the switch SW of the switch unit 30 is turned off to open the gap between the rectified voltage terminal 3 and the first output voltage terminal Tout1.

また、第１の信号生成部ＳＧ１は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１の第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１をモニタするようになっている。なお、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１と接地との電位差（第１の出力容量Ｃｏｕｔ１における電位差）である。   The first signal generation unit SG1 monitors the first output voltage Vout1 of the first output voltage terminal Tout1. The first output voltage Vout1 is a potential difference between the first output voltage terminal Tout1 and the ground (potential difference in the first output capacitance Cout1).

なお、この第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、例えば、１２Ｖ程度である。   The first output voltage Vout1 is about 12 V, for example.

そして、この第１の信号生成部ＳＧ１は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１の第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が、予め設定された第２設定電圧値Ｖｔｈ２以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオンさせるための第１の強制信号Ｆ１を生成してスイッチ制御部２０に出力する。   The first signal generation unit SG1 forcibly turns on the switch SW when the first output voltage Vout1 of the first output voltage terminal Tout1 is equal to or less than a second set voltage value Vth2 set in advance. A first forcing signal F1 for causing the switch control unit 20 to generate a first forcing signal F1.

また、第２の信号生成部ＳＧ２は、整流電圧端子３に供給される直流電圧ＶＤＣに基づいた検出電圧Ｖｄ１をモニタするようになっている。   Further, the second signal generation unit SG2 is configured to monitor a detection voltage Vd1 based on the DC voltage VDC supplied to the rectified voltage terminal 3.

そして、この第２の信号生成部ＳＧ２は、所定期間における検出電圧Ｖｄ１の平均値が、予め設定された第３設定電圧値Ｖｔｈ３以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオフさせるための第２の強制信号Ｆ２を生成してスイッチ制御部２０に出力する。   Then, when the average value of the detection voltage Vd1 in a predetermined period is less than or equal to a preset third set voltage value Vth3, the second signal generation unit SG2 forcibly turns the switch SW off. The forcible signal F2 is generated and output to the switch control unit 20.

なお、第３設定電圧値Ｖｔｈ３は、第１設定電圧値Ｖｔｈ１よりも、小さい値である。また、該所定期間は、例えば、交流電圧ＶＡＣの２周期以上の連続した期間に対応する。このようにすると、交流電圧ＶＡＣの２周期未満の期間の停電が発生し入力電圧が低下した場合であっても第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１及び第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を安定的に出力させることができる。一方、交流電圧ＶＡＣの２周期以上の期間の停電が発生した場合にはスイッチＳＷをオフさせて第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１及び第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を出力させないようにすることができる。これにより、電源装置の安定的な制御を確保することができる。   The third set voltage value Vth3 is smaller than the first set voltage value Vth1. Further, the predetermined period corresponds to, for example, a continuous period of two or more cycles of the AC voltage VAC. In this way, the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 can be stably output even when the power failure occurs in a period less than two cycles of the AC voltage VAC and the input voltage is lowered. it can. On the other hand, when a power failure occurs in a period of two or more cycles of the AC voltage VAC, the switch SW can be turned off to prevent the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 from being output. Thereby, stable control of the power supply device can be secured.

ここで、スイッチ制御部２０は、基本的には、電圧検出部１０が検出した検出電圧Ｖｄ１に基づいて、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御するようになっている。   Here, basically, the switch control unit 20 is configured to control the switch unit 30 by the control signal SC based on the detection voltage Vd1 detected by the voltage detection unit 10.

例えば、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１が予め設定された第１設定電圧値Ｖｔｈ１未満の場合には、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷをオンさせる。   For example, when the detection voltage Vd1 is less than a first set voltage value Vth1 set in advance, the switch control unit 20 controls the switch unit 30 by the control signal SC to turn on the switch SW.

一方、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１が第１設定電圧値Ｖｔｈ１以上の場合には、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷをオフさせる。   On the other hand, when the detection voltage Vd1 is equal to or higher than the first set voltage value Vth1, the switch control unit 20 controls the switch unit 30 by the control signal SC to turn off the switch SW.

これにより、入力電圧である直流電圧ＶＤＣが所定値よりも低いとき（すなわち、入出力の電位差が小さいとき）に、スイッチＳＷをオンさせて電流Ｉｏｕｔを流し、一方、入力電圧である直流電圧ＶＤＣが所定値よりも高いとき（すなわち、入出力の電位差が大きいとき）に、スイッチＳＷをオフさせて電流Ｉｏｕｔを遮断する。   Thus, when the DC voltage VDC, which is an input voltage, is lower than a predetermined value (ie, when the potential difference between the input and the output is small), the switch SW is turned on to flow the current Iout, while the DC voltage VDC, which is an input voltage. Is higher than a predetermined value (ie, when the potential difference between the input and the output is large), the switch SW is turned off to cut off the current Iout.

すなわち、入出力の電位差に起因した、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１の出力時の損失を大幅に低減することができる。   That is, the loss at the time of the output of the first output voltage Vout1 caused by the potential difference between the input and the output can be significantly reduced.

なお、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１と第１設定電圧値Ｖｔｈ１との関係に拘わらず、第１の信号生成部ＳＧ１が出力した第１の強制信号Ｆ１に応じて、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷを強制的にオンさせるようにしてもよい。   The switch control unit 20 receives the control signal SC in response to the first forcing signal F1 output from the first signal generation unit SG1 regardless of the relationship between the detection voltage Vd1 and the first set voltage value Vth1. The switch unit 30 may be controlled to forcibly turn on the switch SW.

これにより、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が、予め設定された第２設定電圧値Ｖｔｈ２以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオンさせることができる。   As a result, when the first output voltage Vout1 is less than or equal to the preset second set voltage value Vth2, the switch SW can be forcibly turned on.

すなわち、例えば、電源装置１００の起動時に、スイッチＳＷを強制的にオンさせて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を、いち早く立ち上げることができる。   That is, for example, when the power supply device 100 is started, the switch SW can be forcibly turned on to quickly raise the first output voltage Vout1.

また、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１と第１設定電圧値Ｖｔｈ１との関係に拘わらず、第２の信号生成部ＳＧ２が出力した第２の強制信号Ｆ２に応じて、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷを強制的にオフさせるようにしてもよい。   Further, the switch control unit 20 receives the control signal SC in response to the second forcing signal F2 output from the second signal generation unit SG2 regardless of the relationship between the detection voltage Vd1 and the first set voltage value Vth1. The switch unit 30 may be controlled to forcibly turn off the switch SW.

これにより、所定期間における検出電圧Ｖｄ１の平均値が予め設定された第３設定電圧値Ｖｔｈ３以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオフさせることができる。   As a result, when the average value of the detection voltage Vd1 in a predetermined period is equal to or less than the third set voltage value Vth3 set in advance, the switch SW can be forcibly turned off.

すなわち、例えば、交流電源２の動作不良等により、整流電圧端子３の直流電圧ＶＤＣの所定期間における平均値が上昇しない場合に、出力電流Ｉｏｕｔを遮断して、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を出力させないようにすることができ、制御回路および電源回路を安全に停止させることができる。   That is, for example, when the average value in a predetermined period of the DC voltage VDC of the rectified voltage terminal 3 does not increase due to operation failure of the AC power supply 2 or the like, the output current Iout is interrupted and the first output voltage Vout1 is not output. And the control circuitry and power supply circuitry can be safely shut down.

また、降圧制御部２００は、スイッチ部３０のスイッチＳＷ（第１の出力端子Ｔｏｕｔ１）と第２の出力端子Ｔｏｕｔ２との間に接続されている。   The step-down control unit 200 is connected between the switch SW (first output terminal Tout1) of the switch unit 30 and the second output terminal Tout2.

この降圧制御部２００は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１の第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に出力するようになっている。この第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、例えば、５Ｖ程度であり、マイコン（図示せず）の駆動電圧として供給される。   The step-down control unit 200 is configured to output a second output voltage Vout2 obtained by stepping down and smoothing the first output voltage Vout1 of the first output voltage terminal Tout1 to the second output terminal Tout2. . The second output voltage Vout2 is, for example, about 5 V and is supplied as a drive voltage of a microcomputer (not shown).

この第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を平滑化して生成しているため、リップルが抑制されている。   Since the second output voltage Vout2 is generated by smoothing the first output voltage Vout1, ripples are suppressed.

なお、電圧検出部１０、スイッチ部３０、スイッチ制御部２０、第１の信号生成部ＳＧ１、第２の信号生成部ＳＧ２及び降圧制御部２００の少なくとも何れかが、1チップの半導体集積回路に集積されている。すなわち、制御回路１は、半導体集積回路として形成されている。   Note that at least one of the voltage detection unit 10, the switch unit 30, the switch control unit 20, the first signal generation unit SG1, the second signal generation unit SG2, and the step-down control unit 200 is integrated in a semiconductor integrated circuit of one chip. It is done. That is, the control circuit 1 is formed as a semiconductor integrated circuit.

これにより、部品点数を削減するとともに、実装面積を削減して、さらなるコストの低減を図ることができる。   As a result, the number of parts can be reduced, the mounting area can be reduced, and the cost can be further reduced.

次に、以上のような構成を有する電源装置１００の動作の一例について説明する。   Next, an example of the operation of the power supply device 100 having the above configuration will be described.

ここで、図２は、図１に示す電源装置１００の動作波形の一例を示す波形図である。   Here, FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of operation waveforms of the power supply device 100 shown in FIG.

例えば、図２の時刻ｔ１以前に示すように、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１が予め設定された第１設定電圧値Ｖｔｈ１未満であるので、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷをオンさせる。   For example, as shown before time t1 in FIG. 2, the switch control unit 20 controls the switch unit 30 by the control signal SC because the detection voltage Vd1 is less than the first set voltage value Vth1 set in advance. The switch SW is turned on.

これにより、入力電圧である直流電圧ＶＤＣが所定値よりも低いとき（すなわち、入出力の電位差が小さいとき）に、スイッチＳＷをオンさせて電流Ｉｏｕｔが流れて、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１が充電されて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が上昇する。   Thus, when the DC voltage VDC, which is an input voltage, is lower than a predetermined value (ie, when the potential difference between the input and the output is small), the switch SW is turned on to flow the current Iout, and the first output capacitance Cout1 is charged. As a result, the first output voltage Vout1 rises.

その後、図２の時刻ｔ１からｔ２において、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１が第１設定電圧値Ｖｔｈ１以上であるので、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷをオフさせる。   Thereafter, from time t1 to t2 in FIG. 2, the switch control unit 20 controls the switch unit 30 by the control signal SC to turn off the switch SW because the detection voltage Vd1 is equal to or higher than the first set voltage value Vth1.

これにより、入力電圧である直流電圧ＶＤＣが所定値よりも高いとき（すなわち、入出力の電位差が大きいとき）に、スイッチＳＷをオフさせて電流Ｉｏｕｔが遮断されて、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１が放電して、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が下降する。   Thus, when the DC voltage VDC, which is the input voltage, is higher than a predetermined value (ie, when the potential difference between the input and the output is large), the switch SW is turned off to cut off the current Iout, and the first output capacitance Cout1 is As a result, the first output voltage Vout1 drops.

その後、図２の時刻ｔ２からｔ３において、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１が予め設定された第１設定電圧値Ｖｔｈ１未満であるので、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷをオンさせる。   Thereafter, from time t2 to time t3 in FIG. 2, the switch control unit 20 controls the switch unit 30 by the control signal SC to switch the switch SW because the detection voltage Vd1 is less than the first set voltage value Vth1 set in advance. Turn on.

これにより、入力電圧である直流電圧ＶＤＣが所定値よりも低いとき（すなわち、入出力の電位差が小さいとき）に、スイッチＳＷをオンさせて電流Ｉｏｕｔが流れて、第１の出力容量Ｃｏｕｔ１が充電されて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が上昇する。   Thus, when the DC voltage VDC, which is an input voltage, is lower than a predetermined value (ie, when the potential difference between the input and the output is small), the switch SW is turned on to flow the current Iout, and the first output capacitance Cout1 is charged. As a result, the first output voltage Vout1 rises.

以降は、同様の動作が繰り返されて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が所定値に制御される。   Thereafter, the same operation is repeated to control the first output voltage Vout1 to a predetermined value.

以上の動作により、入出力の電位差に起因した、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１の出力時の損失を大幅に低減することができる。   By the above-described operation, it is possible to significantly reduce the loss at the time of outputting the first output voltage Vout1 caused by the potential difference between the input and the output.

さらに、既述のように、降圧制御部２００は、第１の出力電圧端子Ｔｏｕｔ１の第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を第２の出力端子Ｔｏｕｔ２に出力する。すなわち、第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を降圧させ且つ平滑化させた電圧である（図２）。図２に示すように、この第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、平滑化されており、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１よりも、スイッチＳＷのスイッチングの影響（リップル）が低減されている。   Furthermore, as described above, the step-down control unit 200 steps the second output voltage Vout2 obtained by stepping down and smoothing the first output voltage Vout1 of the first output voltage terminal Tout1 to the second output terminal Tout2. Output. That is, the second output voltage Vout2 is a voltage obtained by stepping down and smoothing the first output voltage Vout1 (FIG. 2). As shown in FIG. 2, the second output voltage Vout2 is smoothed, and the influence (ripple) of the switching of the switch SW is reduced more than the first output voltage Vout1.

このような第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、既述のように、例えば、リップルが低減されていることが要求されるマイコン（図示せず）の駆動電圧として、供給される。   As described above, such a second output voltage Vout2 is supplied, for example, as a drive voltage of a microcomputer (not shown) that is required to reduce the ripple.

なお、既述のように、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１と第１設定電圧値Ｖｔｈ１との関係に拘わらず、第１の信号生成部ＳＧ１が出力した第１の強制信号Ｆ１に応じて、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷを強制的にオンさせるようにしてもよい。   As described above, the switch control unit 20 responds to the first forcing signal F1 output from the first signal generating unit SG1 regardless of the relationship between the detection voltage Vd1 and the first set voltage value Vth1. The switch unit 30 may be controlled by the control signal SC to forcibly turn on the switch SW.

これにより、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が、予め設定された第２設定電圧値Ｖｔｈ２以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオンさせることができる。   As a result, when the first output voltage Vout1 is less than or equal to the preset second set voltage value Vth2, the switch SW can be forcibly turned on.

すなわち、例えば、電源装置１００の起動時に、スイッチＳＷを強制的にオンさせて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を、いち早く立ち上げることができる。   That is, for example, when the power supply device 100 is started, the switch SW can be forcibly turned on to quickly raise the first output voltage Vout1.

また、スイッチ制御部２０は、検出電圧Ｖｄ１と第１設定電圧値Ｖｔｈ１との関係に拘わらず、第２の信号生成部ＳＧ２が出力した第２の強制信号Ｆ２に応じて、制御信号ＳＣにより、スイッチ部３０を制御してスイッチＳＷを強制的にオフさせるようにしてもよい。   Further, the switch control unit 20 receives the control signal SC in response to the second forcing signal F2 output from the second signal generation unit SG2 regardless of the relationship between the detection voltage Vd1 and the first set voltage value Vth1. The switch unit 30 may be controlled to forcibly turn off the switch SW.

これにより、所定期間における検出電圧Ｖｄ１の平均値が予め設定された第３設定電圧値Ｖｔｈ３以下の場合に、スイッチＳＷを強制的にオフさせることができる。   As a result, when the average value of the detection voltage Vd1 in a predetermined period is equal to or less than the third set voltage value Vth3 set in advance, the switch SW can be forcibly turned off.

すなわち、例えば、交流電源２の動作不良等により、整流電圧端子３の直流電圧ＶＤＣの所定期間における平均値が上昇しない場合に、出力電流Ｉｏｕｔを遮断して、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を出力させないようにすることができ、制御回路および電源回路を安全に停止させることができる。   That is, for example, when the average value in a predetermined period of the DC voltage VDC of the rectified voltage terminal 3 does not increase due to operation failure of the AC power supply 2 or the like, the output current Iout is interrupted and the first output voltage Vout1 is not output. And the control circuitry and power supply circuitry can be safely shut down.

以上のように、本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部と、整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路と、を備える。   As described above, the power supply device according to one aspect of the present invention rectifies the AC voltage output from the AC power supply and outputs a DC voltage to the rectified voltage terminal, and a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal And a control circuit that controls the voltage and outputs the voltage to the first output voltage terminal.

そして、制御回路は、整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、整流電圧端子と第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、整流電圧端子と第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、整流電圧端子と第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、電圧検出部が検出した検出電圧に基づいて、スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力端子に出力する降圧制御部と、を備える。   The control circuit is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal by a voltage detection unit that detects a detection voltage based on the DC voltage supplied to the rectified voltage terminal, and is turned on. A switch portion having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal by short-circuiting between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal and turning it off, A switch control unit that controls the switch unit based on the detection voltage detected by the detection unit; and a second output voltage obtained by stepping down and smoothing the first output voltage of the first output voltage terminal. And a step-down control unit that outputs the output terminal.

そして、スイッチ制御部は、検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、スイッチ部を制御してスイッチをオンさせ、一方、検出電圧が第１設定電圧値以上の場合には、スイッチ部を制御してスイッチをオフさせる。   The switch control unit controls the switch unit to turn on the switch when the detected voltage is less than the first set voltage value set in advance, and on the other hand, when the detected voltage is equal to or more than the first set voltage value. Controls the switch unit to turn off the switch.

これにより、フォトカプラ等を含む部品群を用いずに回路を簡略化しつつ、入出力の電位差に起因した損失を低減した第１の出力電圧を出力させ且つリップルが抑制された第２の出力電圧を出力させることができる。   As a result, while simplifying the circuit without using a group of components including a photo coupler etc., a second output voltage which outputs a first output voltage in which a loss due to a potential difference between input and output is reduced and ripples are suppressed. Can be output.

また、本実施形態に係る制御回路は、発熱を抑制することができるため、電源装置の高出力化やヒートシンクなどの部品削減による低コスト化等が期待できる。   Further, since the control circuit according to the present embodiment can suppress heat generation, it is possible to expect high output of the power supply device and cost reduction due to reduction of parts such as a heat sink.

さらに、交流電源の電圧が異常に低下するような場合には、制御回路および電源回路を安全に停止させることができる。   Furthermore, when the voltage of the AC power supply abnormally decreases, the control circuit and the power supply circuit can be safely stopped.

さらに、電源装置を含むシステムに何らかの異常が生じた場合には、制御回路および電源回路を安全に停止させることができる。   Furthermore, the control circuit and the power supply circuit can be safely shut down if any abnormality occurs in the system including the power supply device.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

１００ 電源装置
１ 制御回路
２ 交流電源
Ｘ ブリッジ回路
Ｙ 分圧回路
Ｚ 整流部
Ｃｏｕｔ１ 第１の出力容量
Ｃｏｕｔ２ 第２の出力容量
Ｌｏａｄ 負荷
１０ 電圧検出部
２０ スイッチ制御部
３０ スイッチ部
２００ 降圧制御部
ＳＧ１ 第１の信号生成部（出力電圧低下信号生成部）
ＳＧ２ 第２の信号生成部（整流電圧低下信号生成部） 100 power supply device 1 control circuit 2 AC power supply X bridge circuit Y voltage dividing circuit Z rectification unit Cout1 first output capacitance Cout2 second output capacitance Load load 10 voltage detection unit 20 switch control unit 30 switch unit 200 step-down control unit SG1 first 1 signal generator (output voltage drop signal generator)
SG2 Second signal generator (Rectified voltage drop signal generator)

Claims (14)

交流電圧を整流して出力する電源装置に於いて、交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部を備えた電源装置に、適用され、前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路であって、
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力電圧端子に出力する降圧制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせ、
前記制御回路は、
前記第１の出力電圧端子の前記第１の出力電圧が、予め設定された第２設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオンさせるための第１の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第１の信号生成部を、さらに備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第１の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオンさせる
ことを特徴とする制御回路。 The present invention is applied to a power supply apparatus including a rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs a DC voltage to a rectified voltage terminal in a power supply apparatus rectifying and outputting an AC voltage, the rectification A control circuit that controls a DC voltage supplied to a voltage terminal and outputs it to a first output voltage terminal,
A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output voltage terminal;
The switch control unit
When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
On the other hand, when the detected voltage is equal to or higher than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch .
The control circuit
A first forcing signal for forcibly turning on the switch is generated when the first output voltage of the first output voltage terminal is less than or equal to a preset second set voltage value. Further comprising a first signal generation unit for outputting to the switch control unit;
The switch control unit
A control circuit characterized by controlling the switch portion to forcibly turn on the switch in response to the first forcing signal regardless of the relationship between the detected voltage and the first set voltage value . 交流電圧を整流して出力する電源装置に於いて、交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部を備えた電源装置に、適用され、前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路であって、
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力電圧端子に出力する降圧制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせ、
前記制御回路は、
所定期間における前記検出電圧の平均値が予め設定された第３設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオフさせるための第２の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第２の信号生成部を、さらに備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第２の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオフさせる
ことを特徴とする制御回路。 The present invention is applied to a power supply apparatus including a rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs a DC voltage to a rectified voltage terminal in a power supply apparatus rectifying and outputting an AC voltage, the rectification A control circuit that controls a DC voltage supplied to a voltage terminal and outputs it to a first output voltage terminal,
A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output voltage terminal;
The switch control unit
When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
On the other hand, when the detected voltage is equal to or higher than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch.
The control circuit
When the average value of the detection voltage in a predetermined period is less than or equal to a third preset voltage value, a second forcing signal for forcibly turning off the switch is generated and output to the switch control unit Further comprising a second signal generator,
The switch control unit
A control circuit characterized by controlling the switch portion to forcibly turn off the switch in response to the second forcing signal regardless of the relationship between the detection voltage and the first set voltage value. 前記第３設定電圧値は、前記第１設定電圧値よりも、小さい値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 third set voltage value is smaller than the first set voltage value. 前記所定期間は、前記交流電圧の２周期以上の連続した期間に対応することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。 The control circuit according to claim 3 , wherein the predetermined period corresponds to a continuous period of two or more cycles of the AC voltage. 前記電圧検出部、前記スイッチ部、前記スイッチ制御部、前記第２の信号生成部及び前記降圧制御部の少なくとも何れかが、1チップの半導体集積回路に集積されている
ことを特徴とする請求項２に記載の制御回路。 At least one of the voltage detection unit, the switch unit, the switch control unit, the second signal generation unit, and the step-down control unit is integrated in a semiconductor integrated circuit of one chip. The control circuit according to 2 . 交流電圧を整流して出力する電源装置であって、
交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部と、
前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力電圧端子に出力する降圧制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせ、
前記制御回路は、
前記第１の出力電圧端子の前記第１の出力電圧が、予め設定された第２設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオンさせるための第１の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第１の信号生成部を、さらに備え、
前記スイッチ制御部は、
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第１の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオンさせる ことを特徴とする電源装置。 A power supply device that rectifies and outputs alternating voltage, and
A rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs the DC voltage to a rectified voltage terminal;
A control circuit that controls a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal and outputs the DC voltage to a first output voltage terminal;
The control circuit
A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output voltage terminal;
The switch control unit
When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
On the other hand, when the detected voltage is equal to or higher than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch .
The control circuit
A first forcing signal for forcibly turning on the switch is generated when the first output voltage of the first output voltage terminal is less than or equal to a preset second set voltage value. Further comprising a first signal generation unit for outputting to the switch control unit;
The switch control unit
A power supply device characterized in that the switch section is controlled to turn on the switch forcibly in response to the first forcing signal regardless of the relationship between the detection voltage and the first set voltage value . 交流電圧を整流して出力する電源装置であって、A power supply device that rectifies and outputs alternating voltage, and
交流電源から出力された交流電圧を整流して、直流電圧を整流電圧端子に出力する整流部と、  A rectifying unit that rectifies an AC voltage output from an AC power supply and outputs the DC voltage to a rectified voltage terminal;
前記整流電圧端子に供給された直流電圧を制御して第１の出力電圧端子に出力する制御回路と、を備え、  A control circuit that controls a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal and outputs the DC voltage to a first output voltage terminal;
前記制御回路は、  The control circuit
前記整流電圧端子に供給される直流電圧に基づいた検出電圧を、検出する電圧検出部と、  A voltage detection unit that detects a detection voltage based on a DC voltage supplied to the rectified voltage terminal;
前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間に接続され、オンすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を短絡し、一方、オフすることにより、前記整流電圧端子と前記第１の出力電圧端子との間を開放するスイッチを有する、スイッチ部と、  It is connected between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, and turned on to short-circuit between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal, while turning off, A switch unit having a switch that opens between the rectified voltage terminal and the first output voltage terminal;
前記電圧検出部が検出した前記検出電圧に基づいて、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、  A switch control unit that controls the switch unit based on the detected voltage detected by the voltage detection unit;
前記第１の出力電圧端子の第１の出力電圧を降圧させ且つ平滑化させた第２の出力電圧を第２の出力電圧端子に出力する降圧制御部と、を備え、  A step-down control unit which steps down and smoothes a first output voltage of the first output voltage terminal and outputs a second output voltage to a second output voltage terminal;
前記スイッチ制御部は、  The switch control unit
前記検出電圧が予め設定された第１設定電圧値未満の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオンさせ、  When the detected voltage is less than a preset first set voltage value, the switch unit is controlled to turn on the switch.
一方、前記検出電圧が前記第１設定電圧値以上の場合には、前記スイッチ部を制御して前記スイッチをオフさせ、  On the other hand, when the detected voltage is equal to or higher than the first set voltage value, the switch unit is controlled to turn off the switch.
前記制御回路は、  The control circuit
所定期間における前記検出電圧の平均値が予め設定された第３設定電圧値以下の場合に、前記スイッチを強制的にオフさせるための第２の強制信号を生成して前記スイッチ制御部に出力する第２の信号生成部を、さらに備え、  When the average value of the detection voltage in a predetermined period is less than or equal to a third preset voltage value, a second forcing signal for forcibly turning off the switch is generated and output to the switch control unit. Further comprising a second signal generator,
前記スイッチ制御部は、  The switch control unit
前記検出電圧と前記第１設定電圧値との関係に拘わらず、前記第２の強制信号に応じて、前記スイッチ部を制御して前記スイッチを強制的にオフさせる  Regardless of the relationship between the detection voltage and the first set voltage value, the switch unit is controlled to forcibly turn off the switch according to the second forcing signal.
ことを特徴とする電源装置。  A power supply device characterized by 前記電源装置は、
前記第１の出力電圧端子と接地との間に接続された第１の出力容量と、
前記第２の出力電圧端子と前記接地との間に接続された第２の出力容量と、をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。 The power supply device
A first output capacitance connected between the first output voltage terminal and the ground;
The power supply device according to claim 6 , further comprising a second output capacitance connected between the second output voltage terminal and the ground. 前記第２の出力容量の容量値は、前記第１の出力容量の容量値よりも、小さいことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 8, wherein a capacitance value of the second output capacitance is smaller than a capacitance value of the first output capacitance. 前記整流部は、全波整流することを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 6 , wherein the rectification unit performs full-wave rectification. 前記整流部は、半波整流することを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 6 , wherein the rectification unit performs half-wave rectification. 前記整流電圧端子と前記接地との間に接続され、前記整流電圧端子の前記直流電圧を分圧した電圧を前記検出電圧として出力する分圧回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。 The voltage dividing circuit according to claim 8 , further comprising: a voltage dividing circuit connected between the rectified voltage terminal and the ground and outputting a voltage obtained by dividing the DC voltage of the rectified voltage terminal as the detection voltage. Power supply. 前記整流部は、
アノードが前記交流電源の第１の出力に接続され、カソードが前記整流電圧端子に接続された第１の整流用ダイオードと、
アノードが前記交流電源の第２の出力に接続され、カソードが前記整流電圧端子に接続された第２の整流用ダイオードと、を備える
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。 The rectifying unit is
A first rectifying diode having an anode connected to the first output of the alternating current power supply and a cathode connected to the rectified voltage terminal;
The power supply device according to claim 6 , further comprising: a second rectifying diode having an anode connected to a second output of the alternating current power supply and a cathode connected to the rectified voltage terminal. 前記交流電源から出力された交流電圧を整流した直流電圧を負荷に供給するブリッジ回路をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 6 , further comprising a bridge circuit that supplies a load with a DC voltage obtained by rectifying an AC voltage output from the AC power supply.
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