JP6958424B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply Download PDF

Info

Publication number
JP6958424B2
JP6958424B2 JP2018030732A JP2018030732A JP6958424B2 JP 6958424 B2 JP6958424 B2 JP 6958424B2 JP 2018030732 A JP2018030732 A JP 2018030732A JP 2018030732 A JP2018030732 A JP 2018030732A JP 6958424 B2 JP6958424 B2 JP 6958424B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
detection
circuit
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018030732A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019146443A (en
Inventor
寿典 長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2018030732A priority Critical patent/JP6958424B2/en
Publication of JP2019146443A publication Critical patent/JP2019146443A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6958424B2 publication Critical patent/JP6958424B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、出力電圧のオーバーシュートを抑制する機能を備えたスイッチング電源装置に関するものである。 The present invention relates to a switching power supply device having a function of suppressing an overshoot of an output voltage.

この種のスイッチング電源装置として、下記の特許文献1に開示されたスイッチング電源装置が知られている。このスイッチング電源装置は、一次巻線と二次巻線と補助巻線とを有するスイッチング用のトランスと、この一次巻線を介して入力直流をスイッチングすることにより二次巻線側に所定電圧の供給電力(直流電力)を生成するためのFETと、FETのスイッチングを制御するスイッチング制御部と、生成された供給電力に基づいて装置外部に出力される出力電流が所定電流値以下のときに供給電力の直流電圧を第1の電圧値に安定化するためにスイッチング制御部を介してFETをフィードバック制御する定電圧制御部と、出力電流が所定電流値を超えるときに出力電流を所定電流値に制限するためにスイッチング制御部を介してFETをフィードバック制御する定電流制御部と、補助巻線の誘起電圧に基づいて供給電力の直流電圧を第1の電圧値よりも高電圧の第2の電圧値以下に制限するためにスイッチング制御部を介してFETをフィードバック制御する電圧制限部とを備えている。 As this type of switching power supply device, the switching power supply device disclosed in Patent Document 1 below is known. This switching power supply device has a switching transformer having a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding, and by switching an input DC through the primary winding, a predetermined voltage is applied to the secondary winding side. A FET for generating supply power (DC power), a switching control unit that controls switching of the FET, and a supply when the output current output to the outside of the device based on the generated supply power is equal to or less than a predetermined current value. A constant voltage control unit that feedback-controls the FET via a switching control unit to stabilize the DC voltage of power to the first voltage value, and an output current to a predetermined current value when the output current exceeds a predetermined current value. A constant current control unit that feedback-controls the FET via a switching control unit to limit the DC voltage of the supply power based on the induced voltage of the auxiliary winding, and a second voltage that is higher than the first voltage value. It is provided with a voltage limiting unit that feedback-controls the FET via a switching control unit in order to limit the value to or less than the value.

この場合、定電圧制御部および定電流制御部は、出力電圧や出力電流を検出しつつ、出力電流が所定電流値に達するまでは出力電圧を第1の電圧値に維持し、出力電流が所定電流値に達したときには、出力電流を所定電流値に維持した状態で出力電圧を低下させるフィードバック制御を行うための制御信号(シンク電流)を出力する。スイッチング電源装置は、このシンク電流に応じた制御電圧をトランスの一次側において生成するホトトランジスタを備えている。また、スイッチング制御部は、補助巻線の誘起電圧を整流および平滑することにより、この誘起電圧に応じて電圧が変化する電源電圧を出力する補助電源部と、この電源電圧に基づいて基準電圧(定電圧)を生成するための基準電圧生成回路と、誤差増幅器と、スイッチング信号生成回路とを備えている。 In this case, the constant voltage control unit and the constant current control unit detect the output voltage and the output current, maintain the output voltage at the first voltage value until the output current reaches a predetermined current value, and the output current is predetermined. When the current value is reached, a control signal (sink current) for performing feedback control for lowering the output voltage while maintaining the output current at a predetermined current value is output. The switching power supply device includes a phototransistor that generates a control voltage corresponding to the sink current on the primary side of the transformer. Further, the switching control unit has an auxiliary power supply unit that outputs a power supply voltage whose voltage changes according to the induced voltage by rectifying and smoothing the induced voltage of the auxiliary winding, and a reference voltage (reference voltage) based on this power supply voltage. It includes a reference voltage generation circuit for generating (constant voltage), an error amplifier, and a switching signal generation circuit.

このスイッチング電源装置の動作について説明する。まず、定常状態のときには、スイッチング電源装置では、スイッチング制御部の誤差増幅器が、ホトトランジスタからの制御電圧と基準電圧生成回路からの基準電圧との誤差電圧を増幅して、増幅後の制御電圧をスイッチング信号生成回路に出力する。次いで、スイッチング信号生成回路が、制御電圧に応じたデューティ比のスイッチング信号を出力してFETのスイッチングを制御することにより、出力電圧を目標とする第1の電圧値に安定化する定電圧動作を実行する。また、スイッチング信号生成回路は、出力電流が所定電流値に達したとき(定常状態から過負荷状態になったとき)には、出力電流を所定電流値に維持した状態で出力電圧を低下させる定電流動作を実行する。 The operation of this switching power supply device will be described. First, in the steady state, in the switching power supply device, the error amplifier of the switching control unit amplifies the error voltage between the control voltage from the phototransistor and the reference voltage from the reference voltage generation circuit, and obtains the amplified control voltage. Output to the switching signal generation circuit. Next, the switching signal generation circuit outputs a switching signal having a duty ratio according to the control voltage to control FET switching, thereby performing a constant voltage operation that stabilizes the output voltage to the target first voltage value. Run. Further, when the output current reaches a predetermined current value (when the steady state changes to an overload state), the switching signal generation circuit reduces the output voltage while maintaining the output current at the predetermined current value. Perform current operation.

次に、過負荷状態から無負荷状態(出力電流が少ない状態)に急激に変化したときの動作について説明する。この場合、無負荷状態に移行する前の過負荷状態では、FETは、負荷への供給電力を減少させるために出力電圧を低下させて出力電流を所定電流値に維持(制限)するデューティ比(定常状態でのデューティ比よりも小さいデューティ比)でスイッチング動作(定電流動作)を実行している。一方、出力電流が少ない無負荷状態になった時点では、定電流動作が瞬間的に停止される(誤差増幅器がスイッチング信号生成回路への制御電圧を急激に上昇させる)。したがって、FETは大きなデューティ比でスイッチング動作を実行し、これにより、出力電圧は第1の電圧値に向けて上昇を開始する。また、補助巻線の誘起電圧もこの出力電圧の上昇に応じて上昇し、これにより、補助電源部から出力される電源電圧も同様に上昇する。 Next, the operation when the state suddenly changes from the overloaded state to the no-load state (the state where the output current is small) will be described. In this case, in the overload state before the transition to the no-load state, the FET has a duty ratio (limitation) that keeps (limits) the output current at a predetermined current value by lowering the output voltage in order to reduce the power supplied to the load. The switching operation (constant current operation) is executed with a duty ratio smaller than the duty ratio in the steady state). On the other hand, when the output current becomes low and no load is applied, the constant current operation is momentarily stopped (the error amplifier rapidly raises the control voltage to the switching signal generation circuit). Therefore, the FET performs a switching operation with a large duty ratio, which causes the output voltage to start rising towards the first voltage value. Further, the induced voltage of the auxiliary winding also rises in response to the rise in the output voltage, and as a result, the power supply voltage output from the auxiliary power supply unit also rises.

しかしながら、定電圧制御部はこの状態に直ちに応答することができない。つまり、FETは、この大きなデューティ比でのスイッチング動作を継続する。したがって、出力電圧は継続して上昇して、目標とする第1の電圧値を超えることとなる。 However, the constant voltage control unit cannot immediately respond to this state. That is, the FET continues the switching operation at this large duty ratio. Therefore, the output voltage continuously rises and exceeds the target first voltage value.

この場合、スイッチング電源装置では、定電圧制御部が応答できない状況下であっても、出力電圧が第2の電圧値(>第1の電圧値)に達すると(つまり、補助電源からの電源電圧がこの第2の電圧値に対応する電圧に達すると)、電流制限部が、これを検出して、誤差増幅器に入力されているホトトランジスタからの制御電圧を強制的に低下させる。これにより、誤差増幅器は、スイッチング信号生成回路に出力している制御電圧を低下させることから、スイッチング信号生成回路は、制御信号のオンデューティ比を低下させる。このため、FETがこの制御信号に従ってスイッチングすることにより、出力電圧 は、第1の電圧値を僅かに超えた第2の電圧値に制限される。その後は、定電圧制御部による定電圧制御が機能する結果、スイッチング信号生成回路が、出力電圧を第1の電圧値に安定化する。このようにして、このスイッチング電源装置によれば、定電圧制御部のフィードバック制御の動作遅延に起因して出力電圧に生じる虞のある過度のオーバーシュート現象(過渡的過電圧(サージ電圧)の発生)を有効に阻止することが可能となっている。 In this case, in the switching power supply device, even when the constant voltage control unit cannot respond, when the output voltage reaches the second voltage value (> first voltage value) (that is, the power supply voltage from the auxiliary power supply). When the voltage reaches the voltage corresponding to this second voltage value), the current limiting unit detects this and forcibly lowers the control voltage from the phototransistor input to the error amplifier. As a result, the error amplifier lowers the control voltage output to the switching signal generation circuit, so that the switching signal generation circuit lowers the on-duty ratio of the control signal. Therefore, when the FET switches according to this control signal, the output voltage is limited to the second voltage value slightly exceeding the first voltage value. After that, as a result of the constant voltage control by the constant voltage control unit functioning, the switching signal generation circuit stabilizes the output voltage to the first voltage value. In this way, according to this switching power supply device, an excessive overshoot phenomenon (generation of transient overvoltage (surge voltage)) that may occur in the output voltage due to the operation delay of the feedback control of the constant voltage control unit. Can be effectively prevented.

特開平11−206116号公報(第2−5頁、第1−3図)Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-206116 (Pages 2-5, Fig. 1-3)

しかしながら、従来のスイッチング電源装置は、出力電圧が目標とする第1の電圧値を超える第2の電圧値に達してから、電圧制限動作を開始する。このため、このスイッチング電源装置には、電圧制限部が無限大の応答速度を持っているときには、理論上、出力電圧を第2の電圧値に抑えることができるが、応答速度が有限であることから、実際には、オーバーシュート現象(過渡的過電圧の発生)をある程度は軽減できるものの、十分な低減は難しい(問題となり得る大きさの過渡的過電圧が発生する場合がある)という課題が存在している。 However, the conventional switching power supply device starts the voltage limiting operation after the output voltage reaches the second voltage value exceeding the target first voltage value. Therefore, in this switching power supply device, when the voltage limiting unit has an infinite response speed, the output voltage can theoretically be suppressed to the second voltage value, but the response speed is finite. Therefore, in reality, although the overshoot phenomenon (generation of transient overvoltage) can be reduced to some extent, there is a problem that it is difficult to sufficiently reduce it (transient overvoltage of a magnitude that can cause a problem may occur). ing.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、出力電圧に生じる過渡的過電圧を大幅に低減し得るスイッチング電源装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of significantly reducing a transient overvoltage generated in an output voltage.

上記目的を達成すべく、本発明に係るスイッチング電源装置は、負荷に出力している出力電圧の電圧値に応じて電圧値が変化する出力検出電圧を予め規定された基準電圧と比較しつつ、当該出力検出電圧が当該基準電圧を上回るときには前記出力電圧を低下させ、当該出力検出電圧が当該基準電圧を下回るときには前記出力電圧を上昇させることで、前記出力電圧を目標電圧となるように制御する定電圧制御動作と、前記負荷に出力している出力電流に基づいて前記負荷が過負荷状態に移行したか否かを繰り返し検出する過負荷検出動作と、前記出力電圧を低下させることにより前記負荷への供給電力を減少させる過負荷保護動作とを実行するスイッチング電源装置であって、前記過負荷検出動作において前記過負荷状態への移行を検出しているときには、前記過負荷保護動作、および前記基準電圧と比較される前記出力検出電圧を一定電圧だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を実行し、前記過負荷検出動作において前記過負荷状態の終了を検出したときには、前記過負荷保護動作については実行を停止すると共に、前記出力検出電圧嵩上げ動作については前記過負荷状態の終了を検出した時点から予め規定された第1期間に亘って実行を継続する。 In order to achieve the above object, the switching power supply device according to the present invention compares the output detection voltage whose voltage value changes according to the voltage value of the output voltage output to the load with a predetermined reference voltage. When the output detection voltage exceeds the reference voltage, the output voltage is lowered, and when the output detection voltage is lower than the reference voltage, the output voltage is raised to control the output voltage to be the target voltage. The constant voltage control operation, the overload detection operation that repeatedly detects whether or not the load has transitioned to the overload state based on the output current output to the load, and the load by lowering the output voltage. A switching power supply device that executes an overload protection operation that reduces the power supplied to the device, and when the transition to the overload state is detected in the overload detection operation, the overload protection operation and the overload protection operation and the above. When the output detection voltage raising operation for raising the output detection voltage to be compared with the reference voltage by a constant voltage is executed and the end of the overload state is detected in the overload detection operation, the overload protection operation is executed. Is stopped, and the output detection voltage raising operation is continued for a predetermined first period from the time when the end of the overload state is detected.

具体的には、このスイッチング電源装置は、スイッチング素子を含んで構成されて、入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する電力変換部と、前記出力電圧を検出すると共に当該出力電圧の電圧値に応じて電圧値が変化する第1検出電圧を出力する電圧検出部と、前記出力電流を検出すると共に当該出力電流の電流値に応じて電圧値が変化する第2検出電圧を出力する電流検出部と、前記定電圧制御動作、前記過負荷検出動作、前記過負荷保護動作および前記出力検出電圧嵩上げ動作を実行するスイッチング制御部とを備え、前記スイッチング制御部は、前記第2検出電圧に基づいて前記出力電流が予め規定された基準電流以上であるか否かを前記第1期間よりも短い周期で比較しつつ当該出力電流が当該基準電流以上のときに前記過負荷状態への移行を検出して過電流状態信号を出力する前記過負荷検出動作を実行する過電流検出回路と、前記過電流検出回路から前記過電流状態信号が出力される都度、前記一定電圧の第1電圧を前記第1期間に亘って生成する信号生成動作を開始し、当該信号生成動作を停止しているときには当該第1電圧をゼロ電圧レベルで生成する信号生成回路、および前記第1検出電圧と前記第1電圧とを入力すると共に加算して前記出力検出電圧として出力する加算回路を備えて、前記出力検出電圧嵩上げ動作を実行する出力検出電圧嵩上げ回路と、前記出力検出電圧嵩上げ回路から出力される前記出力検出電圧と前記基準電圧との誤差を増幅して誤差信号として出力する誤差増幅回路と、前記第2検出電圧、前記過電流状態信号および前記誤差信号に基づいて前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を出力することにより、前記定電圧制御動作および前記過負荷保護動作を実行する制御回路とを備えることで、上記のような動作を実行する。 Specifically, this switching power supply device includes a switching element, a power conversion unit that converts an input voltage into the output voltage and outputs the current, and a voltage value of the output voltage while detecting the output voltage. A voltage detection unit that outputs a first detection voltage whose voltage value changes according to the current value, and a current detection unit that detects the output current and outputs a second detection voltage whose voltage value changes according to the current value of the output current. The switching control unit includes a unit and a switching control unit that executes the constant voltage control operation, the overload detection operation, the overload protection operation, and the output detection voltage raising operation, and the switching control unit is based on the second detection voltage. While comparing whether or not the output current is equal to or greater than the predetermined reference current in a cycle shorter than the first period, the transition to the overload state is detected when the output current is equal to or greater than the reference current. The overcurrent detection circuit that executes the overload detection operation that outputs the overcurrent state signal, and the first voltage of the constant voltage are set to the first voltage each time the overcurrent state signal is output from the overcurrent detection circuit. A signal generation circuit that starts the signal generation operation to generate for one period and generates the first voltage at the zero voltage level when the signal generation operation is stopped, and the first detection voltage and the first voltage. An output detection voltage raising circuit that executes the output detection voltage raising operation and an output detection output from the output detection voltage raising circuit are provided with an addition circuit that inputs and adds and outputs as the output detection voltage. An error amplification circuit that amplifies the error between the voltage and the reference voltage and outputs it as an error signal, and a control that controls the switching operation of the switching element based on the second detection voltage, the overcurrent state signal, and the error signal. By providing a control circuit that executes the constant voltage control operation and the overload protection operation by outputting a signal, the above operation is executed.

したがって、実際の出力電圧が目標電圧に達する前に、出力電圧を示す信号として使用される出力検出電圧を目標電圧を示す基準電圧に達するようにできるため、実際の出力電圧が目標電圧に達する前に定電圧制御動作を開始し、かつ第1期間の終了時に出力検出電圧を実際の出力電圧を示す信号に戻すことができる。これにより、このスイッチング電源装置によれば、出力電圧が目標電圧に達するまで定電圧制御動作を開始せずに、出力電圧を最大限に上昇させる動作(例えば、デューティ比が最大となる制御信号をスイッチング素子に出力する制御動作)を実行する従来のスイッチング電源装置とは異なり、出力電圧が目標電圧に達したときに、出力電圧に生じる過渡的過電圧を大幅に低減することができる。 Therefore, before the actual output voltage reaches the target voltage, the output detection voltage used as the signal indicating the output voltage can be made to reach the reference voltage indicating the target voltage, so that the actual output voltage does not reach the target voltage. The constant voltage control operation can be started and the output detection voltage can be returned to the signal indicating the actual output voltage at the end of the first period. As a result, according to this switching power supply device, an operation of maximizing the output voltage (for example, a control signal having the maximum duty ratio) is performed without starting the constant voltage control operation until the output voltage reaches the target voltage. Unlike conventional switching power supply devices that execute (control operation to output to the switching element), the transient overvoltage that occurs in the output voltage when the output voltage reaches the target voltage can be significantly reduced.

本発明に係るスイッチング電源装置では、前記一定電圧は、前記過負荷検出動作において前記過負荷状態への移行を検出しているときの前記出力検出電圧が前記基準電圧よりも低くなるように設定されている。 In the switching power supply device according to the present invention, the constant voltage is set so that the output detection voltage when the transition to the overload state is detected in the overload detection operation is lower than the reference voltage. ing.

これにより、出力検出電圧を一定電圧だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を実行している状態においても、過負荷保護動作を停止したときに、この過負荷検出動作によって低下させていた出力電圧を上昇させる動作を直ちに開始することができる。 As a result, even when the output detection voltage raising operation for raising the output detection voltage by a certain voltage is being executed, when the overload protection operation is stopped, the output voltage lowered by this overload detection operation is increased. The operation to make it can be started immediately.

本発明に係るスイッチング電源装置では、前記第1期間は、前記過負荷状態の終了を検出した時点からの経過時間であって、当該終了の検出の時点での前記過負荷保護動作の停止によって上昇する前記出力電圧に応じて上昇する前記出力検出電圧が前記基準電圧に達するまでの経過時間と同等に規定されている。 In the switching power supply device according to the present invention, the first period is an elapsed time from the time when the end of the overload state is detected, and is increased by stopping the overload protection operation at the time when the end is detected. The output detection voltage, which rises in response to the output voltage, is defined to be equivalent to the elapsed time until the reference voltage is reached.

これにより、出力電圧が目標電圧に達したタイミングにおいて、基準電圧と比較される出力検出電圧を一定電圧だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を停止して、出力電圧そのものを示す出力検出電圧に基づいて、出力電圧を目標電圧に制御する定電圧制御動作を開始することができる。このため、出力電圧が目標電圧に達したときに生じる虞のある過渡的過電圧を一層低減しつつ、出力電圧を目標電圧に維持し得るまでに要する時間を短くすることができる。 As a result, when the output voltage reaches the target voltage, the output detection voltage raising operation that raises the output detection voltage compared with the reference voltage by a certain voltage is stopped, and the output detection voltage indicating the output voltage itself is used as the basis for the output detection voltage. , The constant voltage control operation for controlling the output voltage to the target voltage can be started. Therefore, it is possible to further reduce the transient overvoltage that may occur when the output voltage reaches the target voltage, and shorten the time required for the output voltage to be maintained at the target voltage.

本発明に係るスイッチング電源装置では、前記信号生成回路は、前記第1期間を計測する計測動作を実行するタイマ回路、および当該タイマ回路による前記計測動作の実行時には前記第1電圧を前記一定電圧で生成し、当該計測動作の停止時には前記第1電圧をゼロ電圧レベルで生成する電圧生成回路を備え、当該タイマ回路は、当該計測動作の停止時に前記過電流状態信号を入力したときには当該計測動作の実行を開始し、当該計測動作の動作時に前記過電流状態信号を入力したときには当該計測動作の実行を新たに開始する。 In the switching power supply device according to the present invention, the signal generation circuit is a timer circuit that executes a measurement operation for measuring the first period, and when the measurement operation is executed by the timer circuit, the first voltage is set to the constant voltage. The timer circuit includes a voltage generation circuit that generates and generates the first voltage at a zero voltage level when the measurement operation is stopped, and the timer circuit operates the measurement operation when the overcurrent state signal is input when the measurement operation is stopped. The execution is started, and when the overcurrent state signal is input during the operation of the measurement operation, the execution of the measurement operation is newly started.

これにより、過負荷状態の期間(第1期間の計測動作を最初から繰り返す期間)、および過負荷状態の期間の終了時点から第1期間の計測動作を完了させるまでの期間において、出力検出電圧を一定電圧だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を確実に実行することができる。 As a result, the output detection voltage is set during the overload state (the period during which the measurement operation in the first period is repeated from the beginning) and the period from the end of the overload state period to the completion of the measurement operation in the first period. It is possible to reliably execute the output detection voltage raising operation in which the output detection voltage is raised by a constant voltage.

本発明によれば、実際の出力電圧が目標電圧に達する前に、出力電圧を示す信号として使用される出力検出電圧を目標電圧を示す基準電圧に達するようにできるため、実際の出力電圧が目標電圧に達する前に定電圧制御動作を開始することができることから、出力電圧が目標電圧に達したときに、出力電圧に生じる過渡的過電圧(サージ電圧)を大幅に低減することができる。 According to the present invention, the output detection voltage used as a signal indicating the output voltage can be made to reach the reference voltage indicating the target voltage before the actual output voltage reaches the target voltage, so that the actual output voltage is the target. Since the constant voltage control operation can be started before the voltage is reached, the transient overvoltage (surge voltage) that occurs in the output voltage when the output voltage reaches the target voltage can be significantly reduced.

スイッチング電源装置1の構成図である。It is a block diagram of the switching power supply device 1. スイッチング電源装置1の出力電流Ioと出力電圧V2との関係を示す出力特性図である。It is an output characteristic figure which shows the relationship between the output current Io of the switching power supply device 1 and the output voltage V2. 過電流検出回路11の構成図である。It is a block diagram of the overcurrent detection circuit 11. 過電流検出回路11の動作を説明するための波形図である。It is a waveform diagram for demonstrating operation of an overcurrent detection circuit 11. 信号生成回路21の構成図である。It is a block diagram of the signal generation circuit 21. 信号生成回路21の動作を説明するための波形図である。It is a waveform diagram for demonstrating the operation of the signal generation circuit 21. スイッチング電源装置1の動作を説明するための波形図である。It is a waveform diagram for demonstrating the operation of the switching power supply device 1. 図7の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG.

以下、スイッチング電源装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the switching power supply device will be described with reference to the drawings.

まず、スイッチング電源装置としての図1に示すスイッチング電源装置1の構成について説明する。 First, the configuration of the switching power supply device 1 shown in FIG. 1 as a switching power supply device will be described.

スイッチング電源装置1は、一例として、一対の入力端子2a,2b(以下、特に区別しないときには「入力端子2」ともいう)、一対の出力端子3a,3b(以下、特に区別しないときには「出力端子3」ともいう)、電力変換部4、電圧検出部5、電流検出部6およびスイッチング制御部7を備え、過負荷保護機能(本例では一例として、定電流電圧垂下形の過負荷保護機能)を有する定電圧直流電源装置として構成されている。なお、過負荷保護機能としては、定電流電圧垂下形に限定されない。 As an example, the switching power supply device 1 includes a pair of input terminals 2a and 2b (hereinafter, also referred to as "input terminal 2" when not particularly distinguished) and a pair of output terminals 3a and 3b (hereinafter, when not particularly distinguished, "output terminal 3". ”), A power conversion unit 4, a voltage detection unit 5, a current detection unit 6 and a switching control unit 7 are provided, and an overload protection function (in this example, a constant current voltage drooping type overload protection function) is provided. It is configured as a constant voltage DC power supply device. The overload protection function is not limited to the constant current voltage drooping type.

電力変換部4は、図1に示すようにスイッチング素子4a(電界効果型トランジスタやバイポーラ型トランジスタなど)を含んで構成されて、入力端子2間に入力される入力電圧(交流電圧または直流電圧)V1を出力電圧V2(出力端子3bが接続された内部グランドGの電位を基準とする直流電圧)に変換して、出力端子3間に出力する。電力変換部4は、1石フォーワード方式の回路や、1石フライバック方式の回路や、プッシュプル方式の回路や、フルブリッジ方式の回路など公知の種々の方式の回路で構成することができる。また、電力変換部4は、絶縁トランスを備えた絶縁型の回路構成や、絶縁トランスを使用しない非絶縁型の回路構成とすることもできる。 As shown in FIG. 1, the power conversion unit 4 includes a switching element 4a (field effect transistor, bipolar transistor, etc.) and is an input voltage (AC voltage or DC voltage) input between the input terminals 2. V1 is converted into an output voltage V2 (a DC voltage based on the potential of the internal ground G to which the output terminal 3b is connected) and output between the output terminals 3. The power conversion unit 4 can be composed of various known circuits such as a one-stone forward type circuit, a one-stone flyback type circuit, a push-pull type circuit, and a full bridge type circuit. .. Further, the power conversion unit 4 may have an isolated circuit configuration including an isolation transformer or a non-insulated circuit configuration that does not use an isolation transformer.

電圧検出部5は、出力電圧V2を検出すると共に、この出力電圧V2の電圧値に比例した第1検出電圧Vd1(内部グランドGの電位を基準とする直流電圧(電圧値Vv))を出力する。電圧検出部5は、出力電圧V2の電圧値そのものを、または、例えば、出力端子3間に直列接続された複数の抵抗による分圧回路で出力電圧V2の電圧値を分圧した電圧値を第1検出電圧Vd1として出力する構成とすることができる。 The voltage detection unit 5 detects the output voltage V2 and outputs the first detection voltage Vd1 (DC voltage (voltage value Vv) based on the potential of the internal ground G) proportional to the voltage value of the output voltage V2. .. The voltage detection unit 5 uses the voltage value of the output voltage V2 itself, or, for example, a voltage value obtained by dividing the voltage value of the output voltage V2 by a voltage dividing circuit using a plurality of resistors connected in series between the output terminals 3. It can be configured to output as 1 detection voltage Vd1.

電流検出部6は、一例として図1に示すように、出力端子3側に配設されて、出力端子3に接続された負荷LDに供給される出力電流(電力変換部4の出力電流)Ioを検出すると共に、この出力電流Ioの電流値に比例した電圧値Viの第2検出電圧Vd2(内部グランドGの電位を基準とする電圧)を出力する。なお、入力端子2から電力変換部4に流入する電流(入力電流)の電流値は、出力電流Ioの電流値に比例する。このため、図示はしないが、電流検出部6を入力端子2側に配設して、電流検出部6が、入力電流の電流値を検出して上記の第2検出電圧Vd2を出力する構成を採用することもできる。なお、電流検出部6の配設位置については、電圧検出部5の配設位置を基準として出力端子3側に配設する上記の構成に限定されるものではない。例えば、電圧検出部5の配設位置を基準として電力変換部4側に配設する構成を採用することもできる。また、電力変換部4内でスイッチングされる交流電流(スイッチング電流)の電流値が、出力電流Ioの電流値に比例する構成の場合もある。このため、図示はしないが、電流検出部6を電力変換部4内に配設して、電流検出部6が、スイッチング電流の電流値を検出して上記出力電流Ioの電流値に比例した電圧値Viの第2検出電圧Vd2を出力する構成を採用することもできる。 As shown in FIG. 1, the current detection unit 6 is arranged on the output terminal 3 side and is supplied to the load LD connected to the output terminal 3 (output current of the power conversion unit 4) Io. Is detected, and the second detection voltage Vd2 (voltage based on the potential of the internal ground G) of the voltage value Vi proportional to the current value of the output current Io is output. The current value of the current (input current) flowing from the input terminal 2 to the power conversion unit 4 is proportional to the current value of the output current Io. Therefore, although not shown, the current detection unit 6 is arranged on the input terminal 2 side, and the current detection unit 6 detects the current value of the input current and outputs the above-mentioned second detection voltage Vd2. It can also be adopted. The arrangement position of the current detection unit 6 is not limited to the above configuration in which the current detection unit 6 is arranged on the output terminal 3 side with reference to the arrangement position of the voltage detection unit 5. For example, it is possible to adopt a configuration in which the voltage detection unit 5 is arranged on the power conversion unit 4 side with reference to the arrangement position. Further, the current value of the alternating current (switching current) switched in the power conversion unit 4 may be proportional to the current value of the output current Io. Therefore, although not shown, the current detection unit 6 is arranged in the power conversion unit 4, and the current detection unit 6 detects the current value of the switching current and has a voltage proportional to the current value of the output current Io. A configuration that outputs a second detection voltage Vd2 having a value of Vi can also be adopted.

また、電流検出部6は、例えば、低抵抗値(例えば1Ω未満の微小抵抗値)の電流検出抵抗を含む回路で構成することもできるし、磁電変換素子(ホール素子など)を含む電流プローブ(直流電流を検出し得る電流プローブ)で構成することもできる。 Further, the current detection unit 6 can be configured by, for example, a circuit including a current detection resistor having a low resistance value (for example, a minute resistance value of less than 1Ω), or a current probe (Hall element or the like) including a magnetic electric conversion element (Hall element or the like). It can also be configured with a current probe that can detect DC current).

スイッチング制御部7は、過電流検出回路11、出力検出電圧嵩上げ回路12、誤差増幅回路13および制御回路14を備えて、負荷LDが過負荷状態ではないとき(定常状態のとき)には、スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御して、図2に示すように出力電圧V2を目標電圧Vtgに制御する定電圧制御動作を実行し、負荷LDが過負荷状態のとき(出力電流Ioが後述する基準電流Ir以上となる過電流状態になったとき)には、スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御して、出力電圧V2を低下させることで負荷LDへの供給電力を減少させる過負荷保護動作を実行する。本例では一例として、スイッチング制御部7は、過負荷保護動作では、図2に示すように、出力電流Ioを予め規定された基準電流Irに維持しつつ出力電圧V2を低下させることで、供給電力を減少させる(定電流電圧垂下形の過負荷保護動作を実行する)ように構成されている。 The switching control unit 7 includes an overcurrent detection circuit 11, an output detection voltage raising circuit 12, an error amplifier circuit 13, and a control circuit 14, and switches when the load LD is not in the overload state (in the steady state). A constant voltage control operation for controlling the switching operation of the element 4a to control the output voltage V2 to the target voltage Vtg as shown in FIG. 2 is executed, and when the load LD is in the overload state (reference that the output current Io is described later). In an overcurrent state where the current is Ir or more), an overload protection operation is executed in which the switching operation of the switching element 4a is controlled to reduce the output voltage V2 to reduce the power supplied to the load LD. do. In this example, as an example, in the overload protection operation, as shown in FIG. 2, the switching control unit 7 supplies the output current Io by lowering the output voltage V2 while maintaining the output current Io at a predetermined reference current Ir. It is configured to reduce power (perform a constant current voltage drooping overload protection operation).

過電流検出回路11は、第2検出電圧Vd2(電圧値Vi)と、過電流検出(過負荷状態の検出)のために予め規定された基準電圧Vri(電圧値Vr1)とを後述する第1期間T1よりも短い周期で比較しつつ、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上のとき(つまり、Vi≧Vr1のとき)には、出力電流Ioが予め規定された基準電流Ir(過負荷状態と判定するための基準電流)に達していること(基準電流Ir以上となる過電流状態であること)を示す過電流状態信号S1を出力する過負荷検出動作を実行する。 The overcurrent detection circuit 11 has a first detection voltage Vd2 (voltage value Vi) and a reference voltage Vri (voltage value Vr1) predetermined for overcurrent detection (detection of an overload state), which will be described later. When the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri (that is, when Vi ≧ Vr1) while comparing in a cycle shorter than the period T1, the output current Io is the predetermined reference current Ir (overload state). The overload detection operation that outputs the overcurrent state signal S1 indicating that the reference current (reference current for determining) has been reached (the overcurrent state is equal to or higher than the reference current Ir) is executed.

本例では一例として、過電流検出回路11は、図3,4に示すように、第2検出電圧Vd2と基準電圧Vriとを比較して、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上のとき(Vi≧Vr1のとき。つまり、過電流状態のとき)にハイとなり、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri未満のとき(Vi<Vr1のとき。つまり、過電流状態でないとき)にローとなる信号Saを出力する比較器11a、信号Saとスイッチング制御部7内の基準クロックSck(不図示のクロック発生回路から出力されるスイッチング素子4aのスイッチング周波数に対して十分に高い周波数(一定周期Tc(第1期間T1よりも短い周期))のクロック)とを入力すると共に、信号Saを基準クロックSckに同期させて同じ極性の信号Sbとして出力するフリップフロップ11b(本例では一例として、Dフリップフロップ11b)、および信号Sbと基準クロックSckとを入力して、これら信号Sb,Sckの論理積を過電流状態信号S1として出力する(言い換えれば、信号Sbのハイの期間だけ基準クロックSckを過電流状態信号S1として出力する)AND回路11cとを備えて構成されている。 In this example, as an example, as shown in FIGS. 3 and 4, the overcurrent detection circuit 11 compares the second detection voltage Vd2 with the reference voltage Vri, and when the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri ( A signal that becomes high when Vi ≧ Vr1, that is, in an overcurrent state), and becomes low when the second detection voltage Vd2 is less than the reference voltage Vri (when Vi <Vr1, that is, when it is not in an overcurrent state). The comparator 11a that outputs Sa, the signal Sa, and the reference clock Sck in the switching control unit 7 (a frequency sufficiently higher than the switching frequency of the switching element 4a output from a clock generation circuit (not shown) (constant period Tc (third cycle Tc)). A flipflop 11b (in this example, as an example, a D flipflop 11b) that inputs a clock)) and outputs a signal Sb having the same polarity by synchronizing the signal Sa with the reference clock Skc. ), And the signal Sb and the reference clock Sck are input, and the logical product of these signals Sb and Sck is output as the overcurrent state signal S1 (in other words, the reference clock Sck is in the overcurrent state only during the high period of the signal Sb). It is configured to include an AND circuit 11c (which is output as a signal S1).

この構成により、過電流検出回路11は、図4に示すように、等価的に、第2検出電圧Vd2と基準電圧Vriとを一定周期Tcで(基準クロックSckに同期して)比較しつつ、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上のとき(過負荷状態のとき)に、過電流状態信号S1を出力する(本例では、基準クロックSckのパルス幅のパルス信号として、基準クロックSckに同期して出力する)過負荷検出動作を実行する。なお、過電流検出回路11は、過電流状態のときに、過電流状態信号S1を上記のように一定周期Tcのパルス信号として出力する構成を採用しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、上記の信号Saを過電流状態信号S1として出力する構成(つまり、基準クロックSckに同期しない過電流状態信号S1を出力する構成)を採用することもできる。 With this configuration, as shown in FIG. 4, the overcurrent detection circuit 11 equivalently compares the second detection voltage Vd2 and the reference voltage Vri at a fixed period Tc (synchronized with the reference clock Sck). When the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri (in the overload state), the overcurrent state signal S1 is output (in this example, it is synchronized with the reference clock Sck as a pulse signal having a pulse width of the reference clock Sck). Executes the overload detection operation. The overcurrent detection circuit 11 adopts a configuration in which the overcurrent state signal S1 is output as a pulse signal having a constant period Tc as described above in the overcurrent state, but the configuration is limited to this configuration. Instead, for example, a configuration that outputs the above signal Sa as an overcurrent state signal S1 (that is, a configuration that outputs an overcurrent state signal S1 that is not synchronized with the reference clock Sck) can also be adopted.

出力検出電圧嵩上げ回路12は、図1に示すように、信号生成回路21および加算回路22を備えて、電圧検出部5から出力される第1検出電圧Vd1を入力すると共に、この第1検出電圧Vd1(出力電圧V2に比例する電圧信号)に第1電圧Vadを加算して、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1)として出力する出力検出電圧嵩上げ動作(第1検出電圧Vd1の電圧値Vvを電圧値Vv1に変更して出力する動作)を実行する。 As shown in FIG. 1, the output detection voltage raising circuit 12 includes a signal generation circuit 21 and an addition circuit 22, and inputs the first detection voltage Vd1 output from the voltage detection unit 5, and the first detection voltage. The output detection voltage raising operation (voltage value Vv of the first detection voltage Vd1) is output as the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1) by adding the first voltage Vad to Vd1 (voltage signal proportional to the output voltage V2). The operation of changing to the value Vv1 and outputting) is executed.

信号生成回路21は、本例では一例として、図5に示すように、OR回路21a、カウンタ21b、比較回路21c、フリップフロップ21d(本例では一例として、RSフリップフロップ21d)、フリップフロップ21e(本例では一例として、Dフリップフロップ21e)、および電圧生成回路(SG)21fを備えて構成されている。 As an example in this example, the signal generation circuit 21 includes an OR circuit 21a, a counter 21b, a comparison circuit 21c, a flip-flop 21d (in this example, an RS flip-flop 21d), and a flip-flop 21e ( In this example, as an example, a D flip-flop 21e) and a voltage generation circuit (SG) 21f are provided.

OR回路21aは、過電流検出回路11からの過電流状態信号S1とDフリップフロップ21eから出力される後述のリセット信号Srstとを入力すると共に、これらの論理和をクリア信号(CLR信号)として生成して、カウンタ21bの後述するクリア端子(CLR端子)に出力する。カウンタ21bは、一例としてnビットのアップカウンタ(本例では一例として、4つの出力端子Q0〜Q3を有する4ビットのアップカウンタ。)で構成されて、クロック端子(CK端子)に入力される基準クロックSckに同期してカウンタ動作(インクリメント動作)を実行する。なお、カウンタ21bは、nビットのダウンカウンタを使用することもできる。また、カウンタ21bは、基準クロックSckを有効にするためのクロックイネーブル端子(CKEN端子)と、出力端子Q0〜Q3から出力されているカウント値Dcntをクリアする(ゼロにする)ためのクリア端子(CLR端子)とを備えている。 The OR circuit 21a inputs the overcurrent state signal S1 from the overcurrent detection circuit 11 and the reset signal Srst described later output from the D flip-flop 21e, and generates a logical sum of these as a clear signal (CLR signal). Then, it is output to the clear terminal (CLR terminal) described later of the counter 21b. The counter 21b is composed of an n-bit up counter (in this example, a 4-bit up counter having four output terminals Q0 to Q3) as an example, and is a reference input to the clock terminal (CK terminal). A counter operation (increment operation) is executed in synchronization with the clock Sck. As the counter 21b, an n-bit down counter can also be used. Further, the counter 21b has a clock enable terminal (CKEN terminal) for enabling the reference clock Sck and a clear terminal (zero) for clearing (zeroing) the count value Dct output from the output terminals Q0 to Q3. It is equipped with a CLR terminal).

比較回路21cは、nビットの第1データ入力端子(本例では一例として、4ビットのデータ入力端子D0〜D3)と、nビットの第2データ入力端子(本例では一例として、4ビットのデータ入力端子P0〜P3)と、比較出力端子Soとを有して、両データ入力端子D0〜D3,P0〜P3に入力されているデータが一致しているときにはハイとなり、一致していないときにはローとなる比較出力信号So(理解の容易のため、比較出力端子Soの符号と同じ符号を付するものとする)を比較出力端子Soから出力する。この場合、データ入力端子D0〜D3には、カウンタ21bの出力端子Q0〜Q3から出力されるカウント値Dcntが入力され、データ入力端子P0〜P3には、後述する第1期間T1の長さを示す設定値Dtが制御回路14から入力される。この構成により、比較回路21cは、カウンタ21bからのカウント値Dcntが設定値Dtと一致しているときにだけハイとなる比較出力信号Soを出力する。 The comparison circuit 21c has an n-bit first data input terminal (in this example, a 4-bit data input terminal D0 to D3) and an n-bit second data input terminal (in this example, a 4-bit data input terminal). It has a data input terminal P0 to P3) and a comparison output terminal So, and is high when the data input to both data input terminals D0 to D3 and P0 to P3 match, and when they do not match, it becomes high. A low comparison output signal So (for easy understanding, the same code as that of the comparison output terminal So is assigned) is output from the comparison output terminal So. In this case, the count value Dctt output from the output terminals Q0 to Q3 of the counter 21b is input to the data input terminals D0 to D3, and the length of the first period T1 described later is input to the data input terminals P0 to P3. The indicated set value Dt is input from the control circuit 14. With this configuration, the comparison circuit 21c outputs a comparison output signal So that becomes high only when the count value Dctt from the counter 21b matches the set value Dt.

RSフリップフロップ21dは、セット端子(S端子)に過電流状態信号S1が入力され、リセット端子(R端子)に比較出力信号Soが入力される。この構成により、RSフリップフロップ21dは、過電流状態信号S1の入力によりハイとなり、比較出力信号Soの入力によりローとなるイネーブル信号Senを出力端子Qから出力する。Dフリップフロップ21eは、入力端子Dに比較出力信号Soが入力されると共に、クロック端子CKに基準クロックSckが入力される。この構成により、Dフリップフロップ21eは、入力端子Dに入力された比較出力信号Soを基準クロックSckに同期させて、リセット信号Srstとして出力する。 In the RS flip-flop 21d, the overcurrent state signal S1 is input to the set terminal (S terminal), and the comparison output signal So is input to the reset terminal (R terminal). With this configuration, the RS flip-flop 21d outputs an enable signal Sen which becomes high by the input of the overcurrent state signal S1 and becomes low by the input of the comparison output signal So from the output terminal Q. In the D flip-flop 21e, the comparison output signal So is input to the input terminal D, and the reference clock Sck is input to the clock terminal CK. With this configuration, the D flip-flop 21e synchronizes the comparison output signal So input to the input terminal D with the reference clock Sck, and outputs the reset signal Srst.

電圧生成回路21fは、例えば、出力のオン・オフ制御を行うためのイネーブル端子(EN端子)を備えた電源装置で構成されている。また、電圧生成回路21fは、EN端子にハイレベルの電圧が入力されている期間(出力イネーブル状態のとき)には、第1電圧Vadを予め規定された一定電圧レベル(電圧値Vv2)として出力端子(Vout端子)から出力し、EN端子にローレベルの電圧が入力されている期間(出力ディスイネーブル状態のとき)には、第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力端子(Vout端子)から出力する。本例では、図5に示すように、電圧生成回路21fのEN端子には、RSフリップフロップ21dからイネーブル信号Senが入力される。この構成により、電圧生成回路21fは、イネーブル信号Senがハイとなっている期間だけ第1電圧Vadを電圧値Vv2で出力し、イネーブル信号Senがローとなっている期間では第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力する(つまり、第1電圧Vadの電圧値Vv2での出力を停止する)。 The voltage generation circuit 21f is composed of, for example, a power supply device including an enable terminal (EN terminal) for controlling output on / off. Further, the voltage generation circuit 21f outputs the first voltage Vad as a predetermined constant voltage level (voltage value Vv2) during the period when a high level voltage is input to the EN terminal (when the output is enabled). Output from the terminal (Vout terminal) and output from the output terminal (Vout terminal) with the first voltage Vad as the zero voltage level during the period when a low level voltage is input to the EN terminal (when the output is disabled). do. In this example, as shown in FIG. 5, an enable signal Sen is input from the RS flip-flop 21d to the EN terminal of the voltage generation circuit 21f. With this configuration, the voltage generation circuit 21f outputs the first voltage Vad at the voltage value Vv2 only during the period when the enable signal Sen is high, and zeros the first voltage Vad during the period when the enable signal Sen is low. It is output as a voltage level (that is, the output at the voltage value Vv2 of the first voltage Vad is stopped).

加算回路22は、例えば、オペアンプを用いて構成された電圧加算回路で構成されて、第1検出電圧Vd1と第1電圧Vadとを入力すると共に、第1検出電圧Vd1に第1電圧Vadを加算して、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1)として出力する。この構成により、加算回路22は、第1電圧Vadが電圧値Vv2(≠0)で出力されているときには、第1検出電圧Vd1に第1電圧Vadを加算して(第1検出電圧Vd1の電圧値Vvを電圧値Vv2だけ上昇させて、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1(=Vv+Vv2))として出力し、第1電圧Vadがゼロ電圧レベルとして出力されているときには、第1検出電圧Vd1にゼロ電圧レベルを加算して(つまり、実質的に第1検出電圧Vd1をそのまま)、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1(=Vv))として出力する。 The adder circuit 22 is composed of, for example, a voltage adder circuit configured by using an operational amplifier, inputs a first detection voltage Vd1 and a first voltage Vad, and adds a first voltage Vad to the first detection voltage Vd1. Then, it is output as an output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1). With this configuration, when the first voltage Vad is output at the voltage value Vv2 (≠ 0), the addition circuit 22 adds the first voltage Vad to the first detection voltage Vd1 (voltage of the first detection voltage Vd1). The value Vv is increased by the voltage value Vv2 and output as the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1 (= Vv + Vv2)). When the first voltage Vad is output as the zero voltage level, the first detection voltage Vd1 is zero. The voltage levels are added (that is, the first detection voltage Vd1 is substantially unchanged), and the output is output as the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1 (= Vv)).

この構成により、信号生成回路21では、図6に示すように、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上となる期間(過負荷状態の期間)においては、過電流検出回路11から過電流状態信号S1が出力されていることから、RSフリップフロップ21dは、最初の過電流状態信号S1に同期して、イネーブル信号Senの出力を開始する。これにより、電圧生成回路21fも最初の過電流状態信号S1に同期して、第1電圧Vadの電圧値Vv2での出力を開始する。一方、カウンタ21bは、CKEN端子にハイのイネーブル信号Senが入力されるため、基準クロックSckに同期したカウント動作が可能な状態となるが、過電流検出回路11から出力されている過電流状態信号S1がOR回路21aを介してCLR端子にCLR信号として入力されることから、カウント値Dcntをクリアする動作を実行する。したがって、カウンタ21bからのカウント値Dcntが設定値Dtと一致しないため、比較回路21cはローとなる比較出力信号Soを比較出力端子Soから出力する。 With this configuration, in the signal generation circuit 21, as shown in FIG. 6, the overcurrent state signal is transmitted from the overcurrent detection circuit 11 during the period when the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri (overload state period). Since S1 is output, the RS flip flop 21d starts outputting the enable signal Sen in synchronization with the first overcurrent state signal S1. As a result, the voltage generation circuit 21f also starts output at the voltage value Vv2 of the first voltage Vad in synchronization with the first overcurrent state signal S1. On the other hand, since the high enable signal Sen is input to the CKEN terminal, the counter 21b is in a state where the counting operation synchronized with the reference clock Sck is possible, but the overcurrent state signal output from the overcurrent detection circuit 11 Since S1 is input as a CLR signal to the CLR terminal via the OR circuit 21a, the operation of clearing the count value Dct is executed. Therefore, since the count value Dctt from the counter 21b does not match the set value Dt, the comparison circuit 21c outputs a low comparison output signal So from the comparison output terminal So.

これにより、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上となる期間(過負荷状態の期間)において、RSフリップフロップ21dからイネーブル信号Senが出力されるため、電圧生成回路21fが第1電圧Vadを電圧値Vv2として出力する状態が継続される。また、Dフリップフロップ21eからリセット信号Srstが出力されない状態が継続される。 As a result, the enable signal Sen is output from the RS flip-flop 21d during the period when the second detection voltage Vd2 becomes equal to or higher than the reference voltage Vri (the period in the overload state), so that the voltage generation circuit 21f voltage the first voltage Vad. The state of outputting as the value Vv2 is continued. Further, the state in which the reset signal Srst is not output from the D flip-flop 21e continues.

その後、図6に示すように、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri未満となったとき(過負荷状態が終了したとき)には、過電流検出回路11からの過電流状態信号S1の出力(本例では、一定周期Tcのパルス信号での出力)が停止される。この場合、過電流状態信号S1がOR回路21aを介してCLR信号としてカウンタ21bに出力されない状態となる。これにより、CKEN端子にハイレベルのイネーブル信号Senが入力されている状態のカウンタ21bは、過電流検出回路11が過電流状態信号S1の出力を停止した直後から、基準クロックSckに同期したカウント動作(カウント値Dcntのインクリメント動作)を開始する。一方、比較回路21cは、このカウント値Dcntが設定値Dtと一致するまでは、ローとなる比較出力信号Soの出力を継続する。このため、RSフリップフロップ21dはイネーブル信号Senの出力を継続し、Dフリップフロップ21eはリセット信号Srstを出力しない状態を継続することから、カウンタ21bは、上記のカウント動作を継続する。また、電圧生成回路21fも、第1電圧Vadを電圧値Vv2として出力する動作を継続する。 After that, as shown in FIG. 6, when the second detection voltage Vd2 becomes less than the reference voltage Vri (when the overload state ends), the output of the overcurrent state signal S1 from the overcurrent detection circuit 11 ( In this example, the output of the pulse signal of a fixed period Tc) is stopped. In this case, the overcurrent state signal S1 is not output to the counter 21b as a CLR signal via the OR circuit 21a. As a result, the counter 21b in the state where the high-level enable signal Sen is input to the CKEN terminal counts in synchronization with the reference clock Sck immediately after the overcurrent detection circuit 11 stops the output of the overcurrent state signal S1. (Increment operation of count value Dct) is started. On the other hand, the comparison circuit 21c continues to output the low comparison output signal So until the count value Dctt matches the set value Dt. Therefore, since the RS flip-flop 21d continues to output the enable signal Sen and the D flip-flop 21e continues to not output the reset signal Srst, the counter 21b continues the above-mentioned counting operation. Further, the voltage generation circuit 21f also continues the operation of outputting the first voltage Vad as the voltage value Vv2.

さらに、その後、図6に示すように、カウンタ21bのカウント値Dcntが設定値Dtと同じ値に達したときには、比較回路21cは、このカウント値Dcntの設定値Dtとの一致を検出して、比較出力信号Soをハイレベルで出力する。この場合、RSフリップフロップ21dは、リセット端子(R端子)にハイレベルの比較出力信号Soが入力されるため、この比較出力信号Soの入力に同期して、出力端子Qからローレベルのイネーブル信号Senの出力を開始する。これにより、カウンタ21bは、CKEN端子にローレベルのイネーブル信号Senが入力されるため、カウント動作を停止する。また、電圧生成回路21fは、第1電圧Vadを電圧値Vv2として出力する動作を停止して、第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力する動作を開始する。 Further, after that, as shown in FIG. 6, when the count value Dctt of the counter 21b reaches the same value as the set value Dt, the comparison circuit 21c detects a match with the set value Dt of the count value Dctt, and detects a match with the set value Dt. The comparison output signal So is output at a high level. In this case, since the high-level comparison output signal So is input to the reset terminal (R terminal) of the RS flip-flop 21d, the low-level enable signal is transmitted from the output terminal Q in synchronization with the input of the comparison output signal So. Start the output of Sen. As a result, the counter 21b stops the counting operation because the low-level enable signal Sen is input to the CKEN terminal. Further, the voltage generation circuit 21f stops the operation of outputting the first voltage Vad as the voltage value Vv2, and starts the operation of outputting the first voltage Vad as the zero voltage level.

このようにして、信号生成回路21は、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上となる期間(過負荷状態の期間)、およびこの期間の終了時点からカウンタ21bによる基準クロックSckに同期した設定値Dt分のカウント動作(計測動作)が完了するまでの一定の期間(第1期間T1=設定値Dt×Tc)において、第1電圧Vadを電圧値Vv2として出力する動作継続する。例えば、図6に示す例では、設定値Dtが値「11(十進数)」に設定されているため、この第1期間T1は、11×Tcに設定される。一方、信号生成回路21は、この過負荷状態の期間および第1期間T1の2つの期間以外の期間においては、第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力する動作を実行する。すなわち、信号生成回路21において、OR回路21a、カウンタ21b、比較回路21c、RSフリップフロップ21dおよびDフリップフロップ21eは、第1期間T1を計測する計測動作を実行するタイマ回路であって、過電流状態信号S1を入力したときにはこの計測動作の実行を開始し、この計測動作の動作時に新たな過電流状態信号S1を入力したときにはこの計測動作の実行を新たに開始するタイマ回路として機能する。この場合、信号生成回路21は、このタイマ回路による計測動作の実行時に、第1電圧Vadを電圧値Vv2として出力する信号生成動作を実行し、タイマ回路による計測動作の停止時にこの信号生成動作も停止して、第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力する。なお、本例の信号生成回路21では、図6に示すように、第1期間T1の完了後、速やかにゼロ電圧レベルとなるように第1電圧Vadを出力する構成を採用しているが、図示はしないが、電圧生成回路21fの後段にフィルタ回路などを配設することにより、緩やかにゼロ電圧レベルとなるように第1電圧Vadを出力する構成を採用することもできる。 In this way, the signal generation circuit 21 has a set value synchronized with the reference clock Sck by the counter 21b from the period when the second detection voltage Vd2 becomes equal to or higher than the reference voltage Vri (the period of the overload state) and the end of this period. In a certain period (first period T1 = set value Dt × Tc) until the counting operation (measurement operation) for Dt is completed, the operation of outputting the first voltage Vad as the voltage value Vv2 is continued. For example, in the example shown in FIG. 6, since the set value Dt is set to the value "11 (decimal number)", this first period T1 is set to 11 × Tc. On the other hand, the signal generation circuit 21 executes an operation of outputting the first voltage Vad as a zero voltage level in a period other than the two periods of the overload state and the first period T1. That is, in the signal generation circuit 21, the OR circuit 21a, the counter 21b, the comparison circuit 21c, the RS flip-flop 21d, and the D flip-flop 21e are timer circuits that execute a measurement operation for measuring the first period T1 and are overcurrent. When the state signal S1 is input, the execution of this measurement operation is started, and when a new overcurrent state signal S1 is input during the operation of this measurement operation, it functions as a timer circuit that newly starts the execution of this measurement operation. In this case, the signal generation circuit 21 executes a signal generation operation that outputs the first voltage Vad as a voltage value Vv2 when the measurement operation by the timer circuit is executed, and also this signal generation operation when the measurement operation by the timer circuit is stopped. It stops and outputs the first voltage Vad as the zero voltage level. As shown in FIG. 6, the signal generation circuit 21 of this example adopts a configuration in which the first voltage Vad is output so as to quickly reach the zero voltage level after the completion of the first period T1. Although not shown, it is also possible to adopt a configuration in which the first voltage Vad is output so as to gradually reach the zero voltage level by arranging a filter circuit or the like in the subsequent stage of the voltage generation circuit 21f.

また、上記したように、比較回路21cが比較出力信号Soをハイレベルで出力したときに、Dフリップフロップ21eは、入力端子Dに入力されるこの比較出力信号Soを、クロック端子CKに入力される基準クロックSckに同期させて(つまり、基準クロックSckの1周期Tcだけ遅延させて)、リセット信号Srst(ハイレベルの信号)として出力する。このリセット信号SrstはOR回路21aを介してカウンタ21bのCLR端子にCLR信号として入力される。このため、カウンタ21bは、リセット信号Srstに同期してカウント値Dcntをクリアする(初期状態に戻る)。 Further, as described above, when the comparison circuit 21c outputs the comparison output signal So at a high level, the D flip-flop 21e inputs the comparison output signal So input to the input terminal D to the clock terminal CK. It is synchronized with the reference clock Sck (that is, delayed by one cycle Tc of the reference clock Sck) and output as a reset signal Srst (high level signal). This reset signal Srst is input as a CLR signal to the CLR terminal of the counter 21b via the OR circuit 21a. Therefore, the counter 21b clears the count value Dct in synchronization with the reset signal Srst (returns to the initial state).

したがって、この信号生成回路21を備えた出力検出電圧嵩上げ回路12は、電圧検出部5から出力される第1検出電圧Vd1を入力すると共に、過負荷状態の期間、およびこの期間の終了時点から開始する第1期間T1においては、この第1検出電圧Vd1に第1電圧Vad(この期間は電圧値Vv2)を加算して、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1=電圧値Vv+電圧値Vv2)として出力し、この2つの期間以外の期間においては、この第1検出電圧Vd1に第1電圧Vad(この期間はゼロ電圧レベル)を加算して、出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1=電圧値Vv)として出力する(つまり、第1検出電圧Vd1をそのまま出力検出電圧Vd0として出力する)。 Therefore, the output detection voltage raising circuit 12 provided with the signal generation circuit 21 inputs the first detection voltage Vd1 output from the voltage detection unit 5, and starts from the period of the overload state and the end of this period. In the first period T1, the first voltage Vad (voltage value Vv2 during this period) is added to the first detection voltage Vd1 and output as an output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1 = voltage value Vv + voltage value Vv2). Then, in a period other than these two periods, the first voltage Vad (zero voltage level in this period) is added to the first detection voltage Vd1 to obtain the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1 = voltage value Vv). Output (that is, the first detection voltage Vd1 is output as it is as the output detection voltage Vd0).

誤差増幅回路13は、出力検出電圧嵩上げ回路12から出力される出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1)と基準電圧Vrv(電圧値Vr2)との誤差を増幅して誤差信号Verとして出力する。この基準電圧Vrvは、出力電圧V2を目標電圧Vtgに制御するための基準電圧であり、その電圧値Vr2が、出力電圧V2が目標電圧Vtgに制御されているときの第1検出電圧Vd1の電圧値Vvと一致するように予め規定されている。 The error amplification circuit 13 amplifies the error between the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1) and the reference voltage Vrv (voltage value Vr2) output from the output detection voltage raising circuit 12, and outputs the error signal Ver. This reference voltage Vrv is a reference voltage for controlling the output voltage V2 to the target voltage Vtg, and the voltage value Vr2 is the voltage of the first detection voltage Vd1 when the output voltage V2 is controlled to the target voltage Vtg. It is predetermined to match the value Vv.

制御回路14は、例えばCPUなどで構成されて、第2検出電圧Vd2、基準電圧Vri、過電流状態信号S1および誤差信号Verに基づいてスイッチング素子4aのスイッチング動作を制御する制御信号S2(例えば、スイッチング素子4aをPWM制御するための駆動パルス信号)を出力することにより、上記した定電圧制御動作(つまり、出力検出電圧Vd0が基準電圧Vrvを上回るときには出力電圧V2を低下させ、出力検出電圧Vd0が基準電圧Vrvを下回るときには出力電圧V2を上昇させることで、出力電圧V2を目標電圧Vtgに維持する動作)、および上記した過負荷保護動作(出力電流Ioを予め規定された基準電流Irに維持しつつ出力電圧V2を低下させて負荷LDへの供給電力を減少させる動作)を実行する。 The control circuit 14 is composed of, for example, a CPU or the like, and is a control signal S2 (for example,) that controls the switching operation of the switching element 4a based on the second detection voltage Vd2, the reference voltage Vri, the overcurrent state signal S1 and the error signal Ver. By outputting the drive pulse signal for PWM control of the switching element 4a, the above-mentioned constant voltage control operation (that is, when the output detection voltage Vd0 exceeds the reference voltage Vrv, the output voltage V2 is lowered, and the output detection voltage Vd0 When is lower than the reference voltage Vrv, the output voltage V2 is increased to maintain the output voltage V2 at the target voltage Vtg), and the above-mentioned overload protection operation (maintain the output current Io to the predetermined reference current Ir). While doing so, the output voltage V2 is lowered to reduce the power supplied to the load LD).

次いで、スイッチング電源装置1の動作について説明する。なお、電力変換部4は、スイッチング制御部7の制御回路14から出力される制御信号S2の供給を受けて、入力電圧V1を出力電圧V2に変換して出力端子3間に接続されている負荷LDに出力する動作を実行しているものとする。したがって、電圧検出部5は、出力電圧V2を検出して、第1検出電圧Vd1(電圧値Vv)を出力し、電流検出部6は、負荷LDに供給されている出力電流Ioを検出して、第2検出電圧Vd2(電圧値Vi)を出力している。 Next, the operation of the switching power supply device 1 will be described. The power conversion unit 4 receives the supply of the control signal S2 output from the control circuit 14 of the switching control unit 7, converts the input voltage V1 into the output voltage V2, and is connected to the output terminals 3. It is assumed that the operation of outputting to the LD is being executed. Therefore, the voltage detection unit 5 detects the output voltage V2 and outputs the first detection voltage Vd1 (voltage value Vv), and the current detection unit 6 detects the output current Io supplied to the load LD. , The second detection voltage Vd2 (voltage value Vi) is output.

最初に、負荷LDが過負荷状態ではないとき(図7に示す期間P1のような定常状態のとき)の動作について説明する。この状態においては、出力電流Ioは基準電流Irに達していないことから、第2検出電圧Vd2は、基準電圧Vri未満である(つまり、Vi<Vr1である)。このため、過電流検出回路11は、過負荷検出動作において、第2検出電圧Vd2(電圧値Vi)と基準電圧Vri(電圧値Vr1)とを比較して、過電流状態信号S1(過電流状態であることを示す信号)の出力を停止している。 First, the operation when the load LD is not in the overload state (when in the steady state as in the period P1 shown in FIG. 7) will be described. In this state, since the output current Io has not reached the reference current Ir, the second detection voltage Vd2 is less than the reference voltage Vri (that is, Vi <Vr1). Therefore, in the overload detection operation, the overcurrent detection circuit 11 compares the second detection voltage Vd2 (voltage value Vi) with the reference voltage Vri (voltage value Vr1), and compares the overcurrent state signal S1 (overcurrent state). The output of the signal indicating that) is stopped.

これにより、出力検出電圧嵩上げ回路12では、信号生成回路21は、図6,7に示すように、第1電圧Vadをゼロ電圧レベルとして出力している。よって、加算回路22は、第1検出電圧Vd1に第1電圧Vad(ゼロ電圧レベル)を加算して、出力検出電圧Vd0として出力する。したがって、出力検出電圧嵩上げ回路12は、電圧検出部5から第1検出電圧Vd1を入力すると共に、ゼロ電圧レベルの第1電圧Vadが加算された第1検出電圧Vd1を(つまり、実質的に第1検出電圧Vd1をそのまま)出力検出電圧Vd0として出力している。 As a result, in the output detection voltage raising circuit 12, the signal generation circuit 21 outputs the first voltage Vad as the zero voltage level, as shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, the addition circuit 22 adds the first voltage Vad (zero voltage level) to the first detection voltage Vd1 and outputs the output as the output detection voltage Vd0. Therefore, the output detection voltage raising circuit 12 inputs the first detection voltage Vd1 from the voltage detection unit 5, and also inputs the first detection voltage Vd1 to which the first voltage Vad of the zero voltage level is added (that is, substantially the first detection voltage Vd1). 1 The detection voltage Vd1 is used as it is) and the output detection voltage Vd0 is output.

誤差増幅回路13は、出力検出電圧嵩上げ回路12から出力される出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1)と基準電圧Vrv(電圧値Vr2)との誤差を増幅して誤差信号Verとして、制御回路14に出力する。出力検出電圧Vd0が第1検出電圧Vd1自体となっている状態においては、誤差信号Verは、出力電圧V2と目標電圧Vtgとの差を示すものとなっている。制御回路14は、過電流検出回路11から過電流状態信号S1が出力されていないことを検出して、過電流状態ではない(つまり、負荷LDが過負荷状態ではない(定常状態である))と判別して、定電圧制御動作を実行する。具体的には、制御回路14は、誤差増幅回路13から出力されている誤差信号Verがゼロになるように、スイッチング素子4aに出力する制御信号S2を制御すること(スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御すること)により、図2に示すように出力電圧V2を目標電圧Vtgに制御する定電圧制御動作を実行する。 The error amplification circuit 13 amplifies the error between the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1) and the reference voltage Vrv (voltage value Vr2) output from the output detection voltage raising circuit 12 and uses it as an error signal Ver in the control circuit 14. Output. In the state where the output detection voltage Vd0 is the first detection voltage Vd1 itself, the error signal Ver indicates the difference between the output voltage V2 and the target voltage Vtg. The control circuit 14 detects that the overcurrent state signal S1 has not been output from the overcurrent detection circuit 11, and is not in an overcurrent state (that is, the load LD is not in an overload state (is a steady state)). Is determined, and the constant voltage control operation is executed. Specifically, the control circuit 14 controls the control signal S2 output to the switching element 4a so that the error signal Ver output from the error amplification circuit 13 becomes zero (switching operation of the switching element 4a). By controlling), a constant voltage control operation for controlling the output voltage V2 to the target voltage Vtg is executed as shown in FIG.

したがって、図7に示す期間P1のように、負荷LDが変動したとしても、出力電流Ioが基準電流Irに達しないときには、制御回路14が上記の定電圧制御動作を実行して、誤差信号Verがゼロになるように、つまり、出力検出電圧Vd0としての第1検出電圧Vd1が基準電圧Vrvと一致するように、スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御して、出力電圧V2を定電圧(目標電圧Vtg)に制御する。なお、本例では、制御回路14は、過電流検出回路11からの過電流状態信号S1の出力の有無に基づいて、過電流状態であるか否かを判別しているが、独自に第2検出電圧Vd2と基準電圧Vriとを比較して、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri以上のときには過電流状態(過負荷状態)と判別し、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vri未満のときには定常状態(過電流状態(過負荷状態)ではない)と判別する構成を採用することもできる。 Therefore, even if the load LD fluctuates as in the period P1 shown in FIG. 7, when the output current Io does not reach the reference current Ir, the control circuit 14 executes the above constant voltage control operation and the error signal Ver. Is zero, that is, the switching operation of the switching element 4a is controlled so that the first detection voltage Vd1 as the output detection voltage Vd0 matches the reference voltage Vrv, and the output voltage V2 is set to a constant voltage (target voltage). Control to Vtg). In this example, the control circuit 14 determines whether or not the overcurrent state is in the overcurrent state based on the presence or absence of the output of the overcurrent state signal S1 from the overcurrent detection circuit 11, but the second one is unique. The detection voltage Vd2 and the reference voltage Vri are compared, and when the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri, it is determined to be an overcurrent state (overload state), and when the second detection voltage Vd2 is less than the reference voltage Vri, it is steady. It is also possible to adopt a configuration that determines a state (not an overcurrent state (overload state)).

次いで、負荷LDが過負荷状態のとき(図7に示す期間P2のとき)の動作について説明する。この状態では、出力電流Ioが基準電流Irに達した過電流状態になっている。これにより、第2検出電圧Vd2は基準電圧Vri以上であるため(つまり、Vi≧Vr1のため)、過電流検出回路11は、過負荷検出動作において、第2検出電圧Vd2(電圧値Vi)と基準電圧Vri(電圧値Vr1)とを比較して、図4に示すように、過電流状態信号S1(過電流状態であることを示す信号)を出力する。 Next, the operation when the load LD is in the overload state (when the period P2 shown in FIG. 7) will be described. In this state, the output current Io has reached the reference current Ir, which is an overcurrent state. As a result, since the second detection voltage Vd2 is equal to or higher than the reference voltage Vri (that is, because Vi ≧ Vr1), the overcurrent detection circuit 11 sets the second detection voltage Vd2 (voltage value Vi) in the overload detection operation. Compared with the reference voltage Vri (voltage value Vr1), as shown in FIG. 4, an overcurrent state signal S1 (a signal indicating an overcurrent state) is output.

これにより、出力検出電圧嵩上げ回路12では、信号生成回路21は、図6,7に示すように、第1電圧Vadを電圧値Vv2(≠0)として出力している。よって、加算回路22は、第1検出電圧Vd1に第1電圧Vadを加算して、出力検出電圧Vd0として出力する。したがって、出力検出電圧嵩上げ回路12は、このようにして第1電圧Vadが加算された第1検出電圧Vd1を出力検出電圧Vd0として出力している。 As a result, in the output detection voltage raising circuit 12, the signal generation circuit 21 outputs the first voltage Vad as the voltage value Vv2 (≠ 0) as shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, the addition circuit 22 adds the first voltage Vad to the first detection voltage Vd1 and outputs the output as the output detection voltage Vd0. Therefore, the output detection voltage raising circuit 12 outputs the first detection voltage Vd1 to which the first voltage Vad is added as the output detection voltage Vd0.

誤差増幅回路13は、出力検出電圧嵩上げ回路12から出力される出力検出電圧Vd0(電圧値Vv1)と基準電圧Vrv(電圧値Vr2)との誤差を増幅して誤差信号Verとして、制御回路14に出力する。なお、第1検出電圧Vd1に加算されている第1電圧Vadの電圧値Vv2については、図7に示すように、期間P2での(つまり、過電流検出回路11が過負荷検出動作において過負荷状態への移行を検出しているときの)出力検出電圧Vd0の電圧値Vv1(=電圧値Vv+電圧値Vv2)が基準電圧Vrv(電圧値Vr2)よりも低くなるように設定されているものとする。 The error amplification circuit 13 amplifies the error between the output detection voltage Vd0 (voltage value Vv1) and the reference voltage Vrv (voltage value Vr2) output from the output detection voltage raising circuit 12 and uses it as an error signal Ver in the control circuit 14. Output. Regarding the voltage value Vv2 of the first voltage Vad added to the first detection voltage Vd1, as shown in FIG. 7, during the period P2 (that is, the overcurrent detection circuit 11 is overloaded in the overload detection operation). The voltage value Vv1 (= voltage value Vv + voltage value Vv2) of the output detection voltage Vd0 (when detecting the transition to the state) is set to be lower than the reference voltage Vrv (voltage value Vr2). do.

制御回路14は、過電流検出回路11から過電流状態信号S1が出力されていることを検出して、過電流状態である(つまり、負荷LDが過負荷状態である)と判別して、過負荷保護動作を実行する。この場合、制御回路14は、誤差信号Verに基づく制御動作から、第2検出電圧Vd2と基準電圧Vriとに基づく制御動作に移行する。具体的には、制御回路14は、第2検出電圧Vd2と基準電圧Vriとを比較しつつ、第2検出電圧Vd2が基準電圧Vriと同じになるように(つまり、出力電流Ioが基準電流Irに維持されるように)、スイッチング素子4aに出力する制御信号S2を制御すること(スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御すること)により、図2に示すように、出力電圧V2を目標電圧Vtg未満の電圧範囲内で制御する(つまり、出力電圧V2を低下させることで負荷LDへの供給電力を減少させる)過負荷保護動作を実行する。 The control circuit 14 detects that the overcurrent state signal S1 is output from the overcurrent detection circuit 11, determines that it is in an overcurrent state (that is, the load LD is in an overload state), and determines that the load LD is in the overload state. Perform load protection operations. In this case, the control circuit 14 shifts from the control operation based on the error signal Ver to the control operation based on the second detection voltage Vd2 and the reference voltage Vri. Specifically, the control circuit 14 compares the second detection voltage Vd2 with the reference voltage Vri so that the second detection voltage Vd2 becomes the same as the reference voltage Vri (that is, the output current Io is the reference current Ir). By controlling the control signal S2 output to the switching element 4a (controlling the switching operation of the switching element 4a), the output voltage V2 is less than the target voltage Vtg as shown in FIG. The overload protection operation is executed, which is controlled within the voltage range of (that is, the power supply to the load LD is reduced by lowering the output voltage V2).

続いて、負荷LDが過負荷状態から定常状態に移行するとき(図7に示す期間P3を経由して期間P4に移行するとき)の動作について説明する。なお、図8は、図7において一点鎖線の枠で囲んだ期間(期間P3を包含する期間)の拡大図である。 Subsequently, the operation when the load LD shifts from the overloaded state to the steady state (when shifting to the period P4 via the period P3 shown in FIG. 7) will be described. Note that FIG. 8 is an enlarged view of a period (a period including the period P3) surrounded by the alternate long and short dash line frame in FIG. 7.

負荷LDの過負荷状態から定常状態に移行したときには、出力電流Ioは基準電流Ir未満に低下する。これにより、過電流検出回路11は、図4,6に示すように、過電流状態信号S1の出力を停止する。 When the load LD shifts from the overloaded state to the steady state, the output current Io drops below the reference current Ir. As a result, the overcurrent detection circuit 11 stops the output of the overcurrent state signal S1 as shown in FIGS. 4 and 6.

この場合、制御回路14は、過負荷状態の終了を検出して、上記した過負荷保護動作を停止する。この状態においても第1期間T1は継続していることから、第1検出電圧Vd1への第1電圧Vad(電圧値Vv2)の加算が実行されている。ただし、第1検出電圧Vd1に第1電圧Vad(電圧値Vv2)が加算された出力検出電圧Vd0の電圧値Vv1(=電圧値Vv+電圧値Vv2)は上記したように基準電圧Vrv(電圧値Vr2)よりも低くなるように設定されている。このため、出力検出電圧Vd0と基準電圧Vrvとを比較してその差を増幅する誤差増幅回路13から出力される誤差信号Verは、過負荷保護動作の停止に伴って出力電圧の垂下状態が解除された制御回路14に対して、出力電圧V2を出力可能な最大出力電圧まで上昇させるスイッチング動作をスイッチング素子4aに実行させる制御を行わせるものとなっている。 In this case, the control circuit 14 detects the end of the overload state and stops the overload protection operation described above. Since the first period T1 continues even in this state, the addition of the first voltage Vad (voltage value Vv2) to the first detection voltage Vd1 is executed. However, the voltage value Vv1 (= voltage value Vv + voltage value Vv2) of the output detection voltage Vd0 obtained by adding the first voltage Vad (voltage value Vv2) to the first detection voltage Vd1 is the reference voltage Vrv (voltage value Vr2) as described above. ) Is set to be lower than. Therefore, the error signal Ver output from the error amplifier circuit 13 that compares the output detection voltage Vd0 and the reference voltage Vrv and amplifies the difference is released from the drooping state of the output voltage when the overload protection operation is stopped. The control circuit 14 is controlled to cause the switching element 4a to perform a switching operation for raising the output voltage V2 to the maximum output voltage that can be output.

これにより、制御回路14は、スイッチング素子4aに出力する制御信号S2を制御すること(スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御すること)により、低下させていた出力電圧V2を急速に上昇させる。例えば、制御回路14は、スイッチング素子4aのスイッチング動作をPWM制御する構成においては、誤差増幅回路13から出力される誤差信号Verが出力検出電圧Vd0と基準電圧Vrvとが一致したときの値になるまで、デューティ比が最大となる制御信号S2(ただし、期間P2から期間P3への切替わりの初期期間において過負荷から定常状態に移行したことを認識できていない期間が存在し、その期間では、過電流検出信号の影響により、実パルスのデューティは定常状態でのデューティより小さい値で動作する。)をスイッチング素子4aに出力する制御を実行して、出力電圧V2を急速に上昇させる。これにより、出力電圧V2は、出力電流Ioの低下に対して若干遅れた状態で上昇する。 As a result, the control circuit 14 rapidly raises the lowered output voltage V2 by controlling the control signal S2 output to the switching element 4a (controlling the switching operation of the switching element 4a). For example, in the configuration in which the switching operation of the switching element 4a is PWM-controlled, the control circuit 14 has a value when the error signal Ver output from the error amplification circuit 13 matches the output detection voltage Vd0 and the reference voltage Vrv. Until, there is a control signal S2 that maximizes the duty ratio (however, there is a period during which the transition from the overload to the steady state cannot be recognized in the initial period of switching from the period P2 to the period P3, and in that period, Due to the influence of the overcurrent detection signal, the duty of the actual pulse operates at a value smaller than the duty in the steady state.) The control to output the output to the switching element 4a is executed, and the output voltage V2 is rapidly increased. As a result, the output voltage V2 rises with a slight delay with respect to the decrease in the output current Io.

一方、出力検出電圧嵩上げ回路12では、信号生成回路21が、図6,7,8に示すように、過電流検出回路11からの過電流状態信号S1の出力が停止した後(過負荷状態が終了した後)においても、第1期間T1だけ、第1電圧Vadの電圧値Vv2での出力を継続する。これにより、図7,8に示すように、出力検出電圧嵩上げ回路12は、電圧値Vv2の第1電圧Vadを第1検出電圧Vd1に加算した電圧を出力検出電圧Vd0として誤差増幅回路13に継続して出力する。この構成により、このスイッチング電源装置1では、従来のスイッチング電源装置での出力検出電圧(出力検出電圧嵩上げ回路12を備えていないため、図8に破線で示すように、第1検出電圧Vd1自体)と比較して、第1検出電圧Vd1に電圧値Vv2の第1電圧Vadが加算されている分だけ(白抜きの矢印で示す時間T2だけ)早く出力検出電圧Vd0が基準電圧Vrvに達する。このため、このスイッチング電源装置1では、制御回路14は、過電流状態信号S1の出力が停止されている状態において、誤差増幅回路13からの誤差信号Verに基づいて出力検出電圧Vd0がこのように基準電圧Vrvに達したことを、従来のスイッチング電源装置の制御回路よりもこの時間T2だけ早期に検出して、デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御を終了させて、定常状態での定電圧制御動作を開始する。 On the other hand, in the output detection voltage raising circuit 12, the signal generation circuit 21 stops the output of the overcurrent state signal S1 from the overcurrent detection circuit 11 as shown in FIGS. Even after the end), the output at the voltage value Vv2 of the first voltage Vad is continued only for the first period T1. As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, the output detection voltage raising circuit 12 continues to the error amplification circuit 13 with the voltage obtained by adding the first voltage Vad of the voltage value Vv2 to the first detection voltage Vd1 as the output detection voltage Vd0. And output. With this configuration, in this switching power supply device 1, the output detection voltage in the conventional switching power supply device (because the output detection voltage raising circuit 12 is not provided, as shown by the broken line in FIG. 8, the first detection voltage Vd1 itself). The output detection voltage Vd0 reaches the reference voltage Vrv earlier by the amount by which the first voltage Vad of the voltage value Vv2 is added to the first detection voltage Vd1 (only the time T2 indicated by the white arrow). Therefore, in the switching power supply device 1, in the state where the output of the overcurrent state signal S1 is stopped, the output detection voltage Vd0 of the control circuit 14 is thus set based on the error signal Ver from the error amplifier circuit 13. The fact that the reference voltage Vrv has been reached is detected earlier by this time T2 than the control circuit of the conventional switching power supply device, and the control for outputting the control signal S2 having the maximum duty ratio to the switching element 4a is terminated. , Start the constant voltage control operation in the steady state.

具体的には、図8に示す例では、制御回路14は、過負荷状態の期間P2が終了した後の期間P3において、第2検出電圧Vd2や誤差信号Verの電圧値に拘わらず、デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御を実行して、出力電圧V2を上昇させる。その後、制御回路14は、第1検出電圧Vd1に電圧値Vv2の第1電圧Vadが加算された出力検出電圧Vd0(Vv1=Vv+Vv2)が基準電圧Vrvに達したことを示す電圧値の誤差信号Verが誤差増幅回路13から出力されるまで、期間P3において、この制御(デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御)の実行を継続する。次いで、制御回路14は、出力検出電圧Vd0が基準電圧Vrvに達したことを示す電圧値の誤差信号Verが誤差増幅回路13から出力されたことを検出したときには、この制御の実行を終了(期間P3を終了)させて、定常状態での定電圧制御動作を実行する期間P4に移行する。 Specifically, in the example shown in FIG. 8, the control circuit 14 has a duty ratio in the period P3 after the period P2 in the overload state ends, regardless of the second detection voltage Vd2 and the voltage value of the error signal Ver. Is executed to output the control signal S2 having the maximum value to the switching element 4a to raise the output voltage V2. After that, the control circuit 14 receives a voltage value error signal Ver indicating that the output detection voltage Vd0 (Vv1 = Vv + Vv2) obtained by adding the first voltage Vad of the voltage value Vv2 to the first detection voltage Vd1 has reached the reference voltage Vrv. Is output from the error amplification circuit 13, and the execution of this control (control to output the control signal S2 having the maximum duty ratio to the switching element 4a) is continued in the period P3. Next, when the control circuit 14 detects that the error signal Ver of the voltage value indicating that the output detection voltage Vd0 has reached the reference voltage Vrv has been output from the error amplifier circuit 13, the control circuit 14 ends the execution of this control (period). P3 is terminated), and the period shifts to P4 during which the constant voltage control operation in the steady state is executed.

この時点では、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達していない状態であっても、出力検出電圧Vd0(=Vv+Vv2)は基準電圧Vrvを上回った状態にある。このため、定電圧制御動作を開始している制御回路14は、この状態を示す誤差信号Verに基づいて、出力電圧V2を低下させるための制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御を実行する。ただし、制御回路14の周波数特性の影響により、出力電圧V2は、直ちに低下せずに、その後、若干の時間(期間P4の開始直後の短時間)だけ、継続して上昇する。しかしながら、制御回路14は、期間P3のときのような制御(デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御)ではなく、誤差信号Verに基づいて決定した制御信号S2をスイッチング素子4aに出力して制御する動作を実行している。このため、その後に出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したときであっても、第1検出電圧Vd1自体が基準電圧Vrvに達するまで(つまり、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するまで)、デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御を実行する従来のスイッチング電源装置とは異なり、出力電圧V2に破線で示すような大きな過渡的過電圧(図8参照)が発生する事態を防止すること(つまり、出力電圧V2に生じる過渡的過電圧を大幅に低減すること)が可能となっている。 At this point, even if the output voltage V2 has not reached the target voltage Vtg, the output detection voltage Vd0 (= Vv + Vv2) is in a state of exceeding the reference voltage Vrv. Therefore, the control circuit 14 that has started the constant voltage control operation executes control to output the control signal S2 for lowering the output voltage V2 to the switching element 4a based on the error signal Ver indicating this state. .. However, due to the influence of the frequency characteristic of the control circuit 14, the output voltage V2 does not decrease immediately, but then continuously increases for a short time (a short time immediately after the start of the period P4). However, the control circuit 14 switches the control signal S2 determined based on the error signal Ver, instead of the control (control to output the control signal S2 having the maximum duty ratio to the switching element 4a) as in the period P3. The operation of outputting to the element 4a and controlling it is being executed. Therefore, even when the output voltage V2 subsequently reaches the target voltage Vtg, the duty is until the first detection voltage Vd1 itself reaches the reference voltage Vrv (that is, until the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg). Unlike the conventional switching power supply device that executes control to output the control signal S2 having the maximum ratio to the switching element 4a, a situation in which a large transient overvoltage (see FIG. 8) as shown by a broken line occurs in the output voltage V2. (That is, the transient overvoltage generated in the output voltage V2 can be significantly reduced).

次いで、過負荷状態の期間P2が終了した時点(期間P3の開始時点)から第1期間T1が経過したときに、出力検出電圧嵩上げ回路12では、信号生成回路21が、図8に示すように、第1電圧Vadの電圧値Vv2での出力を停止して、第1電圧Vadのゼロ電圧レベルでの出力を開始する。これにより、出力検出電圧嵩上げ回路12は、ゼロ電圧レベルの第1電圧Vadが加算された第1検出電圧Vd1を(つまり、第1検出電圧Vd1をそのまま)出力検出電圧Vd0として誤差増幅回路13に出力する。誤差増幅回路13は、出力検出電圧Vd0と基準電圧Vrvとの誤差を増幅して誤差信号Verとして、制御回路14に出力する。この場合、誤差信号Verは、出力電圧V2と目標電圧Vtgとの差を示すものとなっている。したがって、定電圧制御動作を既に実行している制御回路14は、この誤差信号Verがゼロになるように、スイッチング素子4aに出力する制御信号S2を制御すること(スイッチング素子4aのスイッチング動作を制御すること)により、図7,8に示すように出力電圧V2を目標電圧Vtgに制御する。 Next, when the first period T1 elapses from the time when the period P2 in the overload state ends (the time when the period P3 starts), in the output detection voltage raising circuit 12, the signal generation circuit 21 starts as shown in FIG. , The output of the first voltage Vad at the voltage value Vv2 is stopped, and the output of the first voltage Vad at the zero voltage level is started. As a result, the output detection voltage raising circuit 12 sets the first detection voltage Vd1 to which the first voltage Vad of the zero voltage level is added (that is, the first detection voltage Vd1 as it is) as the output detection voltage Vd0 in the error amplifier circuit 13. Output. The error amplifier circuit 13 amplifies the error between the output detection voltage Vd0 and the reference voltage Vrv and outputs the error signal Ver to the control circuit 14. In this case, the error signal Ver indicates the difference between the output voltage V2 and the target voltage Vtg. Therefore, the control circuit 14 that has already executed the constant voltage control operation controls the control signal S2 output to the switching element 4a so that the error signal Ver becomes zero (controls the switching operation of the switching element 4a). As shown in FIGS. 7 and 8, the output voltage V2 is controlled to the target voltage Vtg.

また、図8に示す上記の例では、第1期間T1は、過負荷状態の期間P2が終了した時点から上昇を開始した出力電圧V2が目標電圧Vtgに達した後に終了する長さに規定されているが、第1期間T1の長さはこれに限定されるものではなく、図8に示すように、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するタイミングを含む所定の短期間T3内の任意のタイミングで終了する長さに規定することもできる。ただし、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するタイミングにおいて、制御回路14が、第1検出電圧Vd1をそのまま示す出力検出電圧Vd0と基準電圧Vrvとの誤差を示す誤差信号Verに基づくスイッチング素子4aに対する制御を開始できる構成、つまり、過負荷状態の期間P2の終了時点から上昇を開始した出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するまでの経過時間と同等に第1期間T1が規定されている構成であるのが好ましい。この構成によれば、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したときに生じる虞のある過渡的過電圧を一層低減しつつ、出力電圧V2を目標電圧Vtgに維持し得るまでに要する時間を短くすることが可能となる。 Further, in the above example shown in FIG. 8, the first period T1 is defined as a length that ends after the output voltage V2 that starts rising from the end of the overload state period P2 reaches the target voltage Vtg. However, the length of the first period T1 is not limited to this, and as shown in FIG. 8, any timing within a predetermined short period T3 including the timing when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. It can also be specified as the length ending with. However, at the timing when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg, the control circuit 14 controls the switching element 4a based on the error signal Ver indicating the error between the output detection voltage Vd0 indicating the first detection voltage Vd1 as it is and the reference voltage Vrv. That is, the configuration in which the first period T1 is defined in the same manner as the elapsed time from the end of the overload state period P2 until the output voltage V2 that has started to rise reaches the target voltage Vtg. Is preferable. According to this configuration, the time required to maintain the output voltage V2 at the target voltage Vtg is shortened while further reducing the transient overvoltage that may occur when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. Is possible.

このように、このスイッチング電源装置1では、過負荷検出動作において過負荷状態への移行を検出しているとき(図7,8に示す期間P2のとき)には、過負荷保護動作を実行しつつ、基準電圧Vrvと比較される出力検出電圧Vd0を一定電圧(電圧値Vv2)だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を実行し、過負荷検出動作において過負荷状態が終了したことを検出したとき(期間P2の終了後の期間:過電流状態信号S1の出力が停止されたとき)には、過負荷保護動作については実行を停止すると共に、出力検出電圧嵩上げ動作については過負荷状態の終了を検出した時点(期間P2の終了時点)から予め規定された第1期間T1に亘って実行を継続する。具体的には、このスイッチング電源装置1では、電圧検出部5と、電流検出部6と、スイッチング制御部7(過電流検出回路11、出力検出電圧嵩上げ回路12、誤差増幅回路13および制御回路14)とを備えて、このような動作を実行する。 As described above, in the switching power supply device 1, when the transition to the overload state is detected in the overload detection operation (during the period P2 shown in FIGS. 7 and 8), the overload protection operation is executed. At the same time, when the output detection voltage raising operation for increasing the output detection voltage Vd0 compared with the reference voltage Vrv by a constant voltage (voltage value Vv2) is executed and it is detected that the overload state has ended in the overload detection operation ( Period after the end of period P2: When the output of the overcurrent state signal S1 is stopped), the execution of the overload protection operation is stopped, and the end of the overload state is detected for the output detection voltage raising operation. The execution is continued from the time when the period P2 is completed (the end time of the period P2) to the predetermined first period T1. Specifically, in this switching power supply device 1, the voltage detection unit 5, the current detection unit 6, and the switching control unit 7 (overcurrent detection circuit 11, output detection voltage raising circuit 12, error amplifier circuit 13, and control circuit 14) ) And to perform such an operation.

したがって、このスイッチング電源装置1によれば、実際の出力電圧V2が目標電圧Vtgに達する前に、出力電圧V2を示す信号として使用される出力検出電圧Vd0を目標電圧Vtgを示す基準電圧Vrvに達するようにできるため、実際の出力電圧V2が目標電圧Vtgに達する前に定電圧制御動作を開始し、かつ第1期間T1の終了時に出力検出電圧Vd0を実際の出力電圧V2を示す信号に戻すことができる。これにより、このスイッチング電源装置1によれば、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するまで定電圧制御動作を開始せずに、出力電圧V2を最大限に上昇させる動作(具体的には、デューティ比が最大となる制御信号S2をスイッチング素子4aに出力する制御動作)を実行する従来のスイッチング電源装置とは異なり、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したときに、出力電圧V2に生じる過渡的過電圧(サージ電圧)を大幅に低減することができる。 Therefore, according to this switching power supply device 1, the output detection voltage Vd0 used as a signal indicating the output voltage V2 reaches the reference voltage Vrv indicating the target voltage Vtg before the actual output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. Therefore, the constant voltage control operation is started before the actual output voltage V2 reaches the target voltage Vtg, and the output detection voltage Vd0 is returned to the signal indicating the actual output voltage V2 at the end of the first period T1. Can be done. As a result, according to the switching power supply device 1, the operation of maximizing the output voltage V2 without starting the constant voltage control operation until the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg (specifically, the duty ratio). Unlike the conventional switching power supply device that executes the control operation (control operation to output the control signal S2 that maximizes) to the switching element 4a), the transient overvoltage that occurs in the output voltage V2 when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. (Surge voltage) can be significantly reduced.

また、このスイッチング電源装置1によれば、過負荷検出動作において過負荷状態への移行を検出しているときの出力検出電圧Vd0が基準電圧Vrvよりも低くなるように上記の一定電圧(電圧値Vv2)が規定されているため、出力検出電圧Vd0を一定電圧(電圧値Vv2)だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を実行している状態においても、過負荷保護動作を停止したときに、この過負荷検出動作によって低下させていた出力電圧V2を上昇させる動作を直ちに開始することができる。 Further, according to this switching power supply device 1, the above constant voltage (voltage value) is set so that the output detection voltage Vd0 when the transition to the overload state is detected in the overload detection operation is lower than the reference voltage Vrv. Since Vv2) is specified, even in the state where the output detection voltage raising operation for increasing the output detection voltage Vd0 by a constant voltage (voltage value Vv2) is being executed, when the overload protection operation is stopped, this excess The operation of increasing the output voltage V2, which has been decreased by the load detection operation, can be immediately started.

また、このスイッチング電源装置1によれば、過負荷状態の期間P2の終了時点から上昇を開始した出力電圧V2が目標電圧Vtgに達するまでの経過時間と同等に第1期間T1を規定することにより、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したタイミングにおいて、基準電圧Vrvと比較される出力検出電圧Vd0を一定電圧(電圧値Vv2)だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を停止して、出力電圧V2そのものを示す出力検出電圧Vd0に基づいて、出力電圧V2を目標電圧Vtgに制御する定電圧制御動作を開始することができる。この構成によれば、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したときに生じる虞のある過渡的過電圧(サージ電圧)を一層低減しつつ、出力電圧V2を目標電圧Vtgに維持し得るまでに要する時間を短くすることができる。 Further, according to this switching power supply device 1, the first period T1 is defined in the same manner as the elapsed time until the output voltage V2, which has started to rise from the end of the overload state period P2, reaches the target voltage Vtg. At the timing when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg, the output detection voltage raising operation for raising the output detection voltage Vd0 compared with the reference voltage Vrv by a constant voltage (voltage value Vv2) is stopped, and the output voltage V2 itself. Based on the output detection voltage Vd0 indicating, the constant voltage control operation for controlling the output voltage V2 to the target voltage Vtg can be started. According to this configuration, the time required to maintain the output voltage V2 at the target voltage Vtg while further reducing the transient overvoltage (surge voltage) that may occur when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. Can be shortened.

また、このスイッチング電源装置1によれば、第1期間T1を計測する計測動作を実行するタイマ回路(OR回路21a、カウンタ21b、比較回路21c、RSフリップフロップ21dおよびDフリップフロップ21eで構成される回路)、およびタイマ回路によるこの計測動作の実行時には第1電圧Vadを一定電圧(電圧値Vv2)で生成し、この計測動作の停止時には第1電圧Vadをゼロ電圧レベルで生成する電圧生成回路21fで信号生成回路21を構成したことにより、過負荷状態の期間(第1期間T1の計測動作を最初から繰り返す期間)、および過負荷状態の期間の終了時点から第1期間T1の計測動作を完了させるまでの期間において、出力検出電圧Vd0を一定電圧(電圧値Vv2)だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を確実に実行することができる。 Further, the switching power supply device 1 is composed of a timer circuit (OR circuit 21a, counter 21b, comparison circuit 21c, RS flip flop 21d and D flip flop 21e) that executes a measurement operation for measuring the first period T1. Circuit), and when this measurement operation is executed by the timer circuit, the first voltage Vad is generated at a constant voltage (voltage value Vv2), and when this measurement operation is stopped, the first voltage Vad is generated at the zero voltage level. By configuring the signal generation circuit 21 in the above, the measurement operation of the first period T1 is completed from the end of the overload state period (the period in which the measurement operation of the first period T1 is repeated from the beginning) and the end of the overload state period. In the period until the voltage is increased, the output detection voltage raising operation for raising the output detection voltage Vd0 by a constant voltage (voltage value Vv2) can be reliably executed.

なお、信号生成回路21のタイマ回路については、上記の構成に限定されず、例えば、ワンショットマルチバイブレータ回路を採用することもできるし、CPUで構成される制御回路14がタイマ回路の機能を実行する構成を採用することもできる。また、第1期間T1の長さを規定するための設定値Dtを固定値とした例について上記したが、例えば、制御回路14が、出力電圧V2が目標電圧Vtgに達したタイミングを検出しつつ、このタイミングに第1期間T1の終期が一致するように、設定値Dtを変更する構成を採用することもできる。 The timer circuit of the signal generation circuit 21 is not limited to the above configuration. For example, a one-shot multivibrator circuit can be adopted, and the control circuit 14 configured by the CPU executes the function of the timer circuit. It is also possible to adopt a configuration that does. Further, an example in which the set value Dt for defining the length of the first period T1 is set as a fixed value has been described above. For example, the control circuit 14 detects the timing when the output voltage V2 reaches the target voltage Vtg. , It is also possible to adopt a configuration in which the set value Dt is changed so that the end of the first period T1 coincides with this timing.

1 スイッチング電源装置
4 電力変換部
4a スイッチング素子
5 電圧検出部
6 電流検出部
7 スイッチング制御部
11 過電流検出回路
12 出力検出電圧嵩上げ回路
13 誤差増幅回路
14 制御回路
21 信号生成回路
22 加算回路
Io 出力電流
LD 負荷
S1 過電流状態信号
S2 制御信号
V1 入力電圧
V2 出力電圧
Vad 第1電圧
Vd0 出力検出電圧
Vd1 第1検出電圧
Vd2 第2検出電圧
Ver 誤差信号
Vrv 基準電圧
Vv2 一定電圧
1 Switching power supply 4 Power conversion unit 4a Switching element 5 Voltage detection unit 6 Current detection unit 7 Switching control unit 11 Overcurrent detection circuit 12 Output detection voltage raising circuit 13 Error amplification circuit 14 Control circuit 21 Signal generation circuit 22 Addition circuit Io output Current LD Load S1 Overcurrent state signal S2 Control signal V1 Input voltage V2 Output voltage Vad 1st voltage Vd0 Output detection voltage Vd1 1st detection voltage Vd2 2nd detection voltage Ver Error signal Vrv Reference voltage Vv2 Constant voltage

Claims (5)

負荷に出力している出力電圧の電圧値に応じて電圧値が変化する出力検出電圧を予め規定された基準電圧と比較しつつ、当該出力検出電圧が当該基準電圧を上回るときには前記出力電圧を低下させ、当該出力検出電圧が当該基準電圧を下回るときには前記出力電圧を上昇させることで、前記出力電圧を目標電圧となるように制御する定電圧制御動作と、前記負荷に出力している出力電流に基づいて前記負荷が過負荷状態に移行したか否かを繰り返し検出する過負荷検出動作と、前記出力電圧を低下させることにより前記負荷への供給電力を減少させる過負荷保護動作とを実行するスイッチング電源装置であって、
前記過負荷検出動作において前記過負荷状態への移行を検出しているときには、前記過負荷保護動作、および前記基準電圧と比較される前記出力検出電圧を一定電圧だけ高くする出力検出電圧嵩上げ動作を実行し、
前記過負荷検出動作において前記過負荷状態の終了を検出したときには、前記過負荷保護動作については実行を停止すると共に、前記出力検出電圧嵩上げ動作については前記過負荷状態の終了を検出した時点から予め規定された第1期間に亘って実行を継続するスイッチング電源装置。
While comparing the output detection voltage whose voltage value changes according to the voltage value of the output voltage output to the load with the predetermined reference voltage, the output voltage is lowered when the output detection voltage exceeds the reference voltage. When the output detection voltage is lower than the reference voltage, the output voltage is increased to control the output voltage so that it becomes the target voltage, and the output current output to the load. Switching that executes an overload detection operation that repeatedly detects whether or not the load has transitioned to an overload state based on the above, and an overload protection operation that reduces the power supplied to the load by lowering the output voltage. It ’s a power supply,
When the transition to the overload state is detected in the overload detection operation, the overload protection operation and the output detection voltage raising operation for increasing the output detection voltage to be compared with the reference voltage by a constant voltage are performed. Run and
When the end of the overload state is detected in the overload detection operation, the execution of the overload protection operation is stopped, and the output detection voltage raising operation is performed in advance from the time when the end of the overload state is detected. A switching power supply that continues to run for the specified first period.
前記一定電圧は、前記過負荷検出動作において前記過負荷状態への移行を検出しているときの前記出力検出電圧が前記基準電圧よりも低くなるように設定されている請求項1記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply according to claim 1, wherein the constant voltage is set so that the output detection voltage when the transition to the overload state is detected in the overload detection operation is lower than the reference voltage. Device. 前記第1期間は、前記過負荷状態の終了を検出した時点からの経過時間であって、当該終了の検出の時点での前記過負荷保護動作の停止によって上昇する前記出力電圧に応じて上昇する前記出力検出電圧が前記基準電圧に達するまでの経過時間と同等に規定されている請求項1または2記載のスイッチング電源装置。 The first period is an elapsed time from the time when the end of the overload state is detected, and increases according to the output voltage that increases due to the stop of the overload protection operation at the time when the end is detected. The switching power supply device according to claim 1 or 2, wherein the output detection voltage is defined to be equivalent to the elapsed time until the reference voltage is reached. スイッチング素子を含んで構成されて、入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する電力変換部と、
前記出力電圧を検出すると共に当該出力電圧の電圧値に応じて電圧値が変化する第1検出電圧を出力する電圧検出部と、
前記出力電流を検出すると共に当該出力電流の電流値に応じて電圧値が変化する第2検出電圧を出力する電流検出部と、
前記定電圧制御動作、前記過負荷検出動作、前記過負荷保護動作および前記出力検出電圧嵩上げ動作を実行するスイッチング制御部とを備え、
前記スイッチング制御部は、
前記第2検出電圧に基づいて前記出力電流が予め規定された基準電流以上であるか否かを前記第1期間よりも短い周期で比較しつつ当該出力電流が当該基準電流以上のときに前記過負荷状態への移行を検出して過電流状態信号を出力する前記過負荷検出動作を実行する過電流検出回路と、
前記過電流検出回路から前記過電流状態信号が出力される都度、前記一定電圧の第1電圧を前記第1期間に亘って生成する信号生成動作を開始し、当該信号生成動作を停止しているときには当該第1電圧をゼロ電圧レベルで生成する信号生成回路、および前記第1検出電圧と前記第1電圧とを入力すると共に加算して前記出力検出電圧として出力する加算回路を備えて、前記出力検出電圧嵩上げ動作を実行する出力検出電圧嵩上げ回路と、
前記出力検出電圧嵩上げ回路から出力される前記出力検出電圧と前記基準電圧との誤差を増幅して誤差信号として出力する誤差増幅回路と、
前記第2検出電圧、前記過電流状態信号および前記誤差信号に基づいて前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を出力することにより、前記定電圧制御動作および前記過負荷保護動作を実行する制御回路とを備えている請求項1から3のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
A power conversion unit that includes a switching element and converts an input voltage into the output voltage for output.
A voltage detection unit that detects the output voltage and outputs a first detection voltage whose voltage value changes according to the voltage value of the output voltage.
A current detection unit that detects the output current and outputs a second detection voltage whose voltage value changes according to the current value of the output current.
A switching control unit that executes the constant voltage control operation, the overload detection operation, the overload protection operation, and the output detection voltage raising operation is provided.
The switching control unit
When the output current is equal to or greater than the reference current while comparing whether or not the output current is equal to or greater than a predetermined reference current based on the second detection voltage in a cycle shorter than that of the first period, the excess An overcurrent detection circuit that executes the overload detection operation that detects the transition to the load state and outputs an overcurrent state signal, and
Each time the overcurrent state signal is output from the overcurrent detection circuit, the signal generation operation of generating the first voltage of the constant voltage over the first period is started, and the signal generation operation is stopped. The output is sometimes provided with a signal generation circuit that generates the first voltage at a zero voltage level, and an adder circuit that inputs and adds the first detection voltage and the first voltage and outputs the output detection voltage. An output detection voltage raising circuit that executes the detection voltage raising operation, and
An error amplification circuit that amplifies the error between the output detection voltage and the reference voltage output from the output detection voltage raising circuit and outputs it as an error signal.
Control to execute the constant voltage control operation and the overload protection operation by outputting a control signal for controlling the switching operation of the switching element based on the second detection voltage, the overcurrent state signal, and the error signal. The switching power supply device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a circuit.
前記信号生成回路は、前記第1期間を計測する計測動作を実行するタイマ回路、および当該タイマ回路による前記計測動作の実行時には前記第1電圧を前記一定電圧で生成し、当該計測動作の停止時には前記第1電圧をゼロ電圧レベルで生成する電圧生成回路を備え、当該タイマ回路は、当該計測動作の停止時に前記過電流状態信号を入力したときには当該計測動作の実行を開始し、当該計測動作の動作時に前記過電流状態信号を入力したときには当該計測動作の実行を新たに開始する請求項4記載のスイッチング電源装置。 The signal generation circuit is a timer circuit that executes a measurement operation for measuring the first period, and generates the first voltage at the constant voltage when the measurement operation is executed by the timer circuit, and when the measurement operation is stopped, the signal generation circuit generates the first voltage at the constant voltage. A voltage generation circuit that generates the first voltage at a zero voltage level is provided, and the timer circuit starts executing the measurement operation when the overcurrent state signal is input when the measurement operation is stopped, and the measurement operation is performed. The switching power supply device according to claim 4, wherein when the overcurrent state signal is input during operation, execution of the measurement operation is newly started.
JP2018030732A 2018-02-23 2018-02-23 Switching power supply Active JP6958424B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018030732A JP6958424B2 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018030732A JP6958424B2 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019146443A JP2019146443A (en) 2019-08-29
JP6958424B2 true JP6958424B2 (en) 2021-11-02

Family

ID=67773321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018030732A Active JP6958424B2 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6958424B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4789768B2 (en) * 2006-09-29 2011-10-12 パナソニック株式会社 Power supply
JP2009171752A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Toyota Industries Corp Power supply circuit
JP6121922B2 (en) * 2014-02-13 2017-04-26 新電元工業株式会社 Power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019146443A (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6527265B2 (en) Controller for use in power converter, and power converter
US9974336B2 (en) Power control circuit and power control method for electronic cigarette
TWI411202B (en) Controller for power converter and method for controlling power converter
JP6745585B2 (en) Switching power supply
US9729043B2 (en) Power conversion apparatus and protection method thereof while feedback current signal being abnormal
WO2018017532A1 (en) Controlled adaptive power limiter
JP2007215253A (en) Switching power unit
TW201639280A (en) Control circuit, control method and flyback converters using the control circuit and control method
TWI646767B (en) Power control device and power control system
US9318961B2 (en) Switching power-supply device
TWI543505B (en) Application of the input voltage detection circuit with parameter setting function in the power converter and its parameter setting and circuit protection method
TWI549409B (en) Voltage converting controller and method of voltage converting control
TWI826595B (en) Digitally compensated current sensing protection
JP6570623B2 (en) Constant on-time (COT) control in isolated converters
JP6714519B2 (en) Switching power supply
JP5630895B2 (en) Switching power supply circuit
US9350251B2 (en) Power conversion apparatus and over power protection method thereof
JP6958424B2 (en) Switching power supply
JP2013123322A (en) Switching power supply unit
JP2013078217A (en) Soft start circuit
JP6602373B2 (en) Constant on-time (COT) control in isolated converters
JP2012253900A (en) Switching power supply device and led lighting apparatus using the same
TWI798200B (en) Dc-dc converting controller
JP2017529049A (en) Constant on-time (COT) control in isolated converters
US20190115826A1 (en) Pfc controller providing reduced line current slope when in burst mode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201109

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210831

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210920

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6958424

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150