JP6698303B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1は、電子機器の全体構成を示す回路ブロック図である。本構成例の電子機器Xは、交流電源Yから交流入力電圧Vacの供給を受けて所望の直流出力電圧Voutを生成する電源装置1と、直流出力電圧Voutの供給を受けて動作する負荷2と、を有する。
引き続き、図1を参照しながら、電源装置1について説明する。電源装置1は、フィルタ10と、AC/DCコンバータ20と、DC/DCコンバータ30と、を有する。
引き続き、図1を参照しながら、DC/DCコンバータ30について説明する。DC/DCコンバータ30は、半導体装置100と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(コイルL1、ダイオードD1及びD2、並びに、キャパシタC1〜C2)を含む。
図4は、半導体装置100の基本構成を示すブロック図である。本構成例の半導体装置100には、出力トランジスタ101と、帰還電圧生成回路102と、誤差増幅回路103と、比較回路104と、制御回路105と、RSフリップフロップ回路106と、駆動回路107と、起動回路108と、電流検出回路109と、フィルタ回路110と、過電流保護回路111と、が集積化されている。なお、半導体装置100には、上記回路ブロックのほかにも、種々の回路ブロック(内部電源回路、減電圧保護回路、温度保護回路、過電圧保護回路など)を適宜組み込むことが可能である。
図5は、過電流保護回路111の第1実施形態を示すブロック図である。本実施形態の過電流保護回路111は、コンパレータ111a1及び111a2と、カウンタ111bと、タイマ111cと、を含み、センス電圧Vcsを監視して過電流保護信号S5を生成する。なお、過電流保護信号S5には、第1過電流保護動作用の第1過電流保護信号S5Xと、第2過電流保護動作用の第2過電流保護信号S5Yと、が含まれている。
図8は、過電流保護回路111の第2実施形態を示すブロック図である。本実施形態の過電流保護回路111は、第1実施形態(図5)をベースとしつつ、コンパレータ111a3を追加し、さらに、カウンタ111bをロジック部111b2に置き換えた構成とされている。そこで、第1実施形態と同様の構成要素については、図5と同様の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第2実施形態の特徴部分を重点的に説明する。
図10は、エアコンX1の外観図である。エアコンX1は、電源装置1を搭載する電子機器Xの一例である。ただし、電源装置1は、これ以外の電子機器にも好適に搭載することが可能である。
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
2 負荷
10 フィルタ
20 AC/DCコンバータ
30 DC/DCコンバータ
100 半導体装置
101 出力トランジスタ
102 帰還電圧生成回路
103 誤差増幅回路
104 比較回路
105 制御回路
106 RSフリップフロップ回路
107 駆動回路
108 起動回路
109 電流検出回路
110 フィルタ回路
111 過電流保護回路
111a1、111a2、111a3 コンパレータ
111b カウンタ
111b2 ロジック部
111c タイマ
DB ダイオードブリッジ
C0〜C2 キャパシタ
D1、D2 ダイオード
L1 コイル
T1〜T3 外部端子
Ra、Rb 抵抗
X 電子機器
X1 エアコン
Y 商用交流電源
Claims (7)
- 直流入力電圧が入力される第1外部端子と、
整流平滑回路が外付けされる第2外部端子と、
前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された出力トランジスタと、
前記整流平滑回路で所望の直流出力電圧が得られるように前記出力トランジスタを所定のスイッチング周期でオン/オフさせる制御回路と、
前記出力トランジスタのオン電流に応じたセンス電圧を生成する電流検出回路と、
前記センス電圧を監視して過電流保護動作を行う過電流保護回路と、
を集積化して成り、
前記過電流保護回路は、
前記センス電圧と第1閾値電圧とを比較して第1比較信号を生成する第1コンパレータと、
前記センス電圧と前記第1閾値電圧よりも高い第2閾値電圧とを比較して第2比較信号を生成する第2コンパレータと、
前記センス電圧と前記第1閾値電圧よりも高く前記第2閾値電圧よりも低い第3閾値電圧とを比較して第3比較信号を生成する第3コンパレータと、
前記スイッチング周期毎に到来する前記出力トランジスタのオン期間のうち、或るオン期間で前記第3比較信号のパルスを検出したことに続いて、次のオン期間で前記第2比較信号のパルスを検出したときにワンショット信号を生成するロジック部と、
前記ワンショット信号をトリガとして前記スイッチング周期よりも長い所定時間に亘るタイマ信号を生成するタイマと、
を含み、
前記制御回路は、
前記第1比較信号に応じて、前記出力トランジスタの或るオン期間で前記センス電圧が前記第1閾値電圧を上回っていることを検出したときには、次のオン期間における前記出力トランジスタのオンタイミングまで前記出力トランジスタを強制的にオフさせる第1過電流保護動作を行い、
前記タイマ信号に応じて、前記第1過電流保護動作を行っていても前記センス電圧が上昇し続けていることを検出したときには、前記出力トランジスタを前記所定時間に亘って強制的にオフさせる第2過電流保護動作を行う、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記電流検出回路と前記過電流保護回路との間に接続されたフィルタ回路をさらに集積化して成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電流検出回路は、前記オン電流が流れる電流経路の配線抵抗、前記出力トランジスタのオン抵抗、または、前記出力トランジスタと並列に接続された電流監視用トランジスタのオン抵抗を利用して前記オン電流から前記センス電圧を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に外付けされて所望の直流出力電圧を生成する整流平滑回路と、
を有することを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 前記半導体装置に外付けされて前記直流出力電圧から前記半導体装置の電源電圧を生成する電源電圧生成回路をさらに有することを特徴とする請求項4に記載のDC/DCコンバータ。
- 交流入力電圧から直流入力電圧を生成するAC/DCコンバータと、
前記直流入力電圧から所望の直流出力電圧を生成する請求項4または請求項5に記載のDC/DCコンバータと、
を有することを特徴とする電源装置。 - 交流入力電圧から所望の直流出力電圧を生成する請求項6に記載の電源装置と、
前記直流出力電圧の供給を受けて動作する負荷と、
を有することを特徴とする電子機器。
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