JP7300278B2 - PWM controller for switching power supply - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチング電源に含まれるスイッチング素子のオンとオフを制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成するスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置に関する。 The present invention relates to a PWM controller for a switching power supply that generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal for controlling ON/OFF of a switching element included in the switching power supply.

ＡＣ／ＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータでは、交流入力電圧と交流入力電流の波形が相似形に近く、それらの位相が一致しているほど、力率が改善される。
しかし、特許文献１に記載されているように、フォワード方式ＡＣ／ＤＣコンバータでは、トランスの２次側の電圧が出力部に設けられた平滑コンデンサの電圧を超えるまでフォワード電流（負荷電流）が流れない。このため、トランスの１次側の入力電圧が低いときにはトランスの１次側には入力電流として励磁電流のみが流れる。そして、入力電圧が増加してトランスの２次側の電圧が出力部の平滑コンデンサの電圧を超えるとき、トランスの１次側には入力電流として励磁電流に加えて負荷電流が流れる。このとき、入力電流は急激に増加する。これは、フォワード方式ＡＣ／ＤＣコンバータの力率を悪化させる。 In an AC/DC (Analog-to-Digital) converter, the waveforms of an AC input voltage and an AC input current are nearly similar, and the more the waveforms match, the more the power factor is improved.
However, as described in Patent Document 1, in the forward AC/DC converter, a forward current (load current) flows until the voltage on the secondary side of the transformer exceeds the voltage of the smoothing capacitor provided in the output section. do not have. Therefore, when the input voltage on the primary side of the transformer is low, only the excitation current flows as the input current on the primary side of the transformer. Then, when the input voltage increases and the voltage on the secondary side of the transformer exceeds the voltage of the smoothing capacitor of the output section, the load current flows in addition to the excitation current as the input current on the primary side of the transformer. At this time, the input current abruptly increases. This degrades the power factor of forward AC/DC converters.

上述した問題を解決するために、特許文献１に記載のフォワード方式ＡＣ／ＤＣコンバータでは、ＰＷＭ制御装置はトランスの１次側の入力電圧が小さいときには周波数の高い（周期の短い）ＰＷＭ信号を出力し、入力電圧が大きくなるほど周波数の低い（周期の長い）ＰＷＭ信号を出力する。特許文献１には、このＰＷＭ信号でスイッチング素子を駆動することにより、フォワード方式ＡＣ／ＤＣコンバータの力率が改善されると記載されている。
また、特許文献１には、上記ＰＷＭ制御装置をフライバック方式ＡＣ／ＤＣコンバータに適用した例が記載されている。 In order to solve the above problem, in the forward AC/DC converter described in Patent Document 1, the PWM control device outputs a high frequency (short period) PWM signal when the input voltage on the primary side of the transformer is small. Then, as the input voltage increases, a PWM signal with a lower frequency (longer period) is output. Patent Document 1 describes that the power factor of the forward AC/DC converter is improved by driving the switching element with this PWM signal.
Further, Patent Literature 1 describes an example in which the PWM control device is applied to a flyback type AC/DC converter.

また、スイッチング電源において、スイッチング素子がオンであるときにフォワード電流を出力するとともに、スイッチング素子がオフであるときにフライバック電流を出力することができれば、効率よく電力を伝送することができ、スイッチング電源を小型化することができる。
これを可能とするフォワード／フライバック複合方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがそれぞれ特許文献２と特許文献３に記載されている。 Further, in a switching power supply, if a forward current can be output when a switching element is on and a flyback current can be output when the switching element is off, power can be efficiently transmitted, and switching can be performed. A power supply can be miniaturized.
A forward/flyback combined type non-isolated DC/DC converter and an isolated DC/DC converter that make this possible are described in Patent Documents 2 and 3, respectively.

なお、通常フォワード電流およびフライバック電流の用語は絶縁型のスイッチング電源に用いるが、本明細書では非絶縁型スイッチング電源についても、スイッチング素子がオンであるときとオフであるときの出力電流について、便宜上フォワード電流およびフライバック電流と称することとする。 The terms forward current and flyback current are usually used for an isolated switching power supply, but in this specification, even for a non-isolated switching power supply, the output current when the switching element is on and off is For convenience, they are referred to as forward current and flyback current.

特開平５－２３６７４９号公報JP-A-5-236749 特開２０１７－２２１０７３号公報JP 2017-221073 A 特開２０１８－１２１３９０号公報JP 2018-121390 A

特許文献１のＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ信号の周波数を制御するものであり、トランスの１次側の入力電圧と入力電流の波形が相似形に近く、それらの位相が一致するようにＰＷＭ信号を生成するものではない。このため、特許文献１のＰＷＭ制御装置は、力率の改善に限界がある。 The PWM control device of Patent Document 1 controls the frequency of the PWM signal, and the PWM signal is controlled so that the waveforms of the input voltage and the input current on the primary side of the transformer are nearly similar and their phases match. It does not generate Therefore, the PWM control device of Patent Document 1 has a limit in improving the power factor.

本発明の目的は、トランスの１次側の入力電圧と入力電流の波形が相似形に近く、それらの位相が一致するようにＰＷＭ信号を生成することができ、スイッチング電源の力率を改善することができるスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to improve the power factor of a switching power supply by generating a PWM signal so that the waveforms of the input voltage and the input current on the primary side of a transformer are nearly similar and their phases match. Another object of the present invention is to provide a PWM controller for a switching power supply that can

上記目的を達成するために、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
スイッチング電源に含まれるスイッチング素子のオンとオフを制御するＰＷＭ信号を出力するスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置であって、
前記スイッチング電源の入力電流に所定の第１の変換を施し、前記スイッチング素子がオンであるときには所定のレベルから線形に変化し、前記スイッチング素子がオフであるときには当該所定のレベルとなる入力電流変換電圧を求める入力電流変換部と、
前記スイッチング電源の入力電圧に所定の第２の変換を施して変換入力電圧を求める入力電圧変換部と、
オンレベルのＰＷＭ信号を出力して前記スイッチング素子をオンにし、前記入力電流変換電圧と前記変換入力電圧とが所定の条件を満たしたときに前記スイッチング素子をオフにするオフレベルに前記ＰＷＭ信号を変化させるＰＷＭ信号生成部と、
を備える。 In order to achieve the above object, the PWM control device for switching power supply of the present invention includes:
A PWM control device for a switching power supply that outputs a PWM signal for controlling on and off of a switching element included in the switching power supply,
Input current conversion that performs a predetermined first conversion on the input current of the switching power supply, linearly changes from a predetermined level when the switching element is on, and becomes the predetermined level when the switching element is off. an input current converter that obtains a voltage;
an input voltage converter that obtains a converted input voltage by performing a predetermined second conversion on the input voltage of the switching power supply;
outputting an on-level PWM signal to turn on the switching element, and outputting the off-level PWM signal to turn off the switching element when the input current converted voltage and the converted input voltage satisfy a predetermined condition; a variable PWM signal generator;
Prepare.

好ましくは、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置において、
前記所定の条件は、前記入力電流変換電圧と前記変換入力電圧との電圧差が所定の大きさを超えたこと、または当該電圧差が所定の大きさを超える前に所定の時間が経過したことである。 Preferably, in the PWM control device for switching power supply of the present invention,
The predetermined condition is that the voltage difference between the input current converted voltage and the converted input voltage exceeds a predetermined magnitude, or that a predetermined time elapses before the voltage difference exceeds the predetermined magnitude. is.

好ましくは、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオンであるオン時間を、一定の時間である周期から減算して前記スイッチング素子がオフであるオフ時間を求める。 Preferably, the PWM control device for switching power supply of the present invention includes:
The PWM signal generation unit subtracts the ON time during which the switching element is ON from a cycle, which is a constant time, to obtain an OFF time during which the switching element is OFF.

好ましくは、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオフであるオフ時間を一定とする。 Preferably, the PWM control device for switching power supply of the present invention includes:
The PWM signal generator keeps constant an OFF time during which the switching element is OFF.

好ましくは、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオフであるとき、前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧以下である場合には前記オフ時間が経過するまで前記オフレベルのＰＷＭ信号を出力し、前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧を超えている場合には前記オフ時間を延長して前記オフレベルのＰＷＭ信号を出力する。 Preferably, the PWM control device for switching power supply of the present invention includes:
The PWM signal generation unit outputs the off-level PWM signal until the off time elapses if the output voltage of the switching power supply is equal to or lower than a predetermined voltage when the switching element is off, and When the output voltage of the switching power supply exceeds a predetermined voltage, the off-time is extended to output the off-level PWM signal.

また、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
スイッチング電源に含まれるスイッチング素子のオンとオフを制御するＰＷＭ信号を出力するスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置であって、
シャント抵抗により前記スイッチング電源の入力電流を電圧に変換し、当該電圧を増幅して入力電流変換電圧を出力する入力電流変換部と、
前記スイッチング電源の入力電圧を抵抗分圧して変換入力電圧を求め、前記入力電流変換電圧と当該変換入力電圧との電圧差を増幅する入力電圧変換部と、
前記スイッチング素子をオンにするオンレベルまたは前記スイッチング素子をオフにするオフレベルのＰＷＭ信号を出力する出力端子と、入力される電圧がハイレベルから減少して所定のローレベル閾電圧以下になるときに前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オフレベルから前記オンレベルに変化するトリガー端子と、入力される電圧がローレベルから増加して所定のハイレベル閾電圧以上になるときに前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オンレベルから前記オフレベルに変化するスレッショルド端子と、前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オンレベルであるときにはハインピーダンスとなり、前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オフレベルであるときには前記ローレベル閾電圧以下の電圧となるディスチャージ端子と、電源端に接続された電源端子と、接地端に接続された接地端子とを有するタイマＩＣと、
一端が前記接地端に接続されており、他端の電位が前記タイマＩＣのトリガー端子の電位およびスレッショルド端子の電位と同一であるコンデンサと、
一端が前記電源端に接続された第１の抵抗と、
アノードが前記第１の抵抗の他端に接続され、カソードが前記コンデンサの他端に接続された第１のダイオードと、
アノードが、前記コンデンサの他端に接続された第２のダイオードと、
前記第２のダイオードのカソードから出力される電流が一端に入力され、他端が前記タイマＩＣのディスチャージ端子に接続された第２の抵抗と、
前記入力電圧変換部から出力される増幅された電圧差がアノードに入力され、カソードが前記タイマＩＣのスレッショルド端子に接続された第３のダイオードと、
を備える。 Further, the PWM control device for a switching power supply of the present invention is
A PWM control device for a switching power supply that outputs a PWM signal for controlling on and off of a switching element included in the switching power supply,
an input current converter that converts the input current of the switching power supply into a voltage using a shunt resistor, amplifies the voltage, and outputs an input current converted voltage;
an input voltage converter that divides the input voltage of the switching power supply to find a converted input voltage, and amplifies the voltage difference between the input current converted voltage and the converted input voltage;
an output terminal for outputting an on-level PWM signal for turning on the switching element or an off-level PWM signal for turning off the switching element; a trigger terminal at which the PWM signal of the output terminal changes from the off level to the on level; and a PWM signal of the output terminal when the input voltage increases from the low level and becomes equal to or higher than a predetermined high level threshold voltage. changes from the on level to the off level, and when the PWM signal of the output terminal is the on level, the impedance becomes high, and when the PWM signal of the output terminal is the off level, the low level threshold voltage a timer IC having a discharge terminal having the following voltage, a power supply terminal connected to a power supply terminal, and a ground terminal connected to a ground terminal;
a capacitor having one end connected to the ground terminal and the potential of the other end being the same as the potential of the trigger terminal and the potential of the threshold terminal of the timer IC;
a first resistor having one end connected to the power supply end;
a first diode having an anode connected to the other end of the first resistor and a cathode connected to the other end of the capacitor;
a second diode having an anode connected to the other end of the capacitor;
a second resistor having one end to which the current output from the cathode of the second diode is input and the other end to which the discharge terminal of the timer IC is connected;
a third diode having an anode to which the amplified voltage difference output from the input voltage conversion unit is input and a cathode to which the threshold terminal of the timer IC is connected;
Prepare.

好ましくは、本発明のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置は、
前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧以下であるときに光を放射する発光素子を有する出力電圧検出部と、
一端が前記第２のダイオードのカソードに接続され、他端が前記第２の抵抗の一端に接続された第３の抵抗と、
電流路の一端と他端とがそれぞれ前記第３の抵抗の一端と他端とに接続されており、前記出力電圧検出部から放射される光を受けるとき、当該電流路が導通する受光素子と、
を備える。 Preferably, the PWM control device for switching power supply of the present invention includes:
an output voltage detection unit having a light emitting element that emits light when the output voltage of the switching power supply is equal to or lower than a predetermined voltage;
a third resistor having one end connected to the cathode of the second diode and the other end connected to one end of the second resistor;
a light-receiving element having one end and the other end of the current path connected to one end and the other end of the third resistor, respectively, and conducting the current path when receiving light emitted from the output voltage detector; ,
Prepare.

本発明によれば、トランスの１次側の入力電圧と入力電流の波形が相似形に近く、それらの位相が一致するようにＰＷＭ信号を生成することができ、スイッチング電源の力率を改善することができる。 According to the present invention, a PWM signal can be generated so that the waveforms of the input voltage and the input current on the primary side of the transformer are nearly similar and their phases match, thereby improving the power factor of the switching power supply. be able to.

本発明の実施形態に係るＰＷＭ制御装置を、フォワード／フライバック複合方式の絶縁型スイッチング電源に適用した一例を示す図である。1 is a diagram showing an example in which a PWM control device according to an embodiment of the present invention is applied to a combined forward/flyback insulated switching power supply; FIG. 図１の絶縁型スイッチング電源の動作の一例を示す図である。図２（Ａ）はスイッチング素子がオンであるときに流れる電流の一例を示す。図２（Ｂ）はスイッチング素子がオフであるときに流れる電流の一例を示す。2 is a diagram showing an example of the operation of the isolated switching power supply of FIG. 1; FIG. FIG. 2A shows an example of current that flows when the switching element is on. FIG. 2B shows an example of current that flows when the switching element is off. ＰＷＭ信号生成部の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of a PWM signal generation part. ＰＷＭ信号生成部から出力されるＰＷＭ信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the PWM signal output from a PWM signal generation part. ＰＷＭ信号生成部がスイッチング電源の出力電圧に応じてオフ時間を変化させる一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example in which the PWM signal generator changes the OFF time according to the output voltage of the switching power supply; アナログ回路で実現された入力電圧変換部とＰＷＭ信号生成部の構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of an input voltage conversion section and a PWM signal generation section realized by analog circuits; 出力電圧検出部の変形例の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a modified example of the output voltage detection section;

以下、本発明の実施形態に係るＰＷＭ制御装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。 A PWM control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, in all the drawings for explaining the embodiments, common components are denoted by the same reference numerals, and repeated explanations are omitted.

図１は、本発明の実施形態に係るＰＷＭ制御装置を、フォワード／フライバック複合方式の絶縁型スイッチング電源２０に適用した一例を示す。
ＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ制御部１０と出力電圧検出部３０Ａとで構成される。
スイッチング電源２０は、スイッチング素子Ｑ１がオンであるときにフォワード電流を、スイッチング素子Ｑ１がオフであるときにフライバック電流を出力可能なフォワード／フライバック複合方式の絶縁型スイッチング電源である。 FIG. 1 shows an example in which a PWM control device according to an embodiment of the present invention is applied to a combined forward/flyback type insulated switching power supply 20 .
The PWM control device is composed of a PWM control section 10 and an output voltage detection section 30A.
The switching power supply 20 is a forward/flyback combined insulated switching power supply capable of outputting a forward current when the switching element Q1 is on and a flyback current when the switching element Q1 is off.

＜スイッチング電源２０の構成＞
まず、スイッチング電源２０の構成について説明する。
スイッチング電源２０の入力端１と入力端２には、入力電圧Ｖｉｎが入力される。入力電圧Ｖｉｎは、交流電圧Ｅｉが整流回路ＲＣにより全波整流された脈流である。交流電圧Ｅｉは、例えば、系統電源の５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚまたは各種の発電装置で生成される数Ｈｚ～数ＫＨｚ程度の周波数を有する正弦波である。 <Configuration of Switching Power Supply 20>
First, the configuration of the switching power supply 20 will be described.
An input voltage Vin is input to the input terminal 1 and the input terminal 2 of the switching power supply 20 . The input voltage Vin is a pulsating current obtained by full-wave rectification of the AC voltage Ei by the rectifier circuit RC. The AC voltage Ei is, for example, a sinusoidal wave having a frequency of 50 Hz or 60 Hz of the system power supply or several Hz to several KHz generated by various power generators.

トランスＴは、１次コイルＮ１と２次コイルＮ２がコアに同極性に巻回されたフォワードトランスである（コイルの巻き始端を黒丸で示す）。トランスＴの１次側には、入力電圧Ｖｉｎにより１次コイルＮ１に流れる電流を導通または遮断するべくオン／オフ制御されるスイッチング素子Ｑ１が設けられている。ここでは、スイッチング素子Ｑ１は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１は、そのゲートに印加されるＰＷＭ信号Ｖｇによりオン／オフ制御される。ＰＷＭ信号Ｖｇの周波数は、交流電圧Ｅｉの周波数よりも高い数十ＫＨｚ～数百ＫＨｚである。 The transformer T is a forward transformer in which a primary coil N1 and a secondary coil N2 are wound around a core with the same polarity (the winding start end of the coil is indicated by a black dot). The primary side of the transformer T is provided with a switching element Q1 that is ON/OFF-controlled to conduct or interrupt the current flowing through the primary coil N1 according to the input voltage Vin. Here, the switching element Q1 is an n-channel MOSFET. The switching element Q1 is on/off controlled by a PWM signal Vg applied to its gate. The frequency of the PWM signal Vg is several tens KHz to several hundred KHz higher than the frequency of the AC voltage Ei.

スイッチング電源２０の入力端１は、１次コイルＮ１の巻き始端（一端）に接続されている。スイッチング電源２０の入力端２は、入力電流Ｉｉｎの検出用のシャント抵抗Ｒ１を介してスイッチング素子Ｑ１のソースに接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースは、１次側の接地端である。スイッチング素子Ｑ１のドレインは、１次コイルＮ１の巻き終端（他端）に接続されている。 The input terminal 1 of the switching power supply 20 is connected to the winding start end (one end) of the primary coil N1. The input terminal 2 of the switching power supply 20 is connected to the source of the switching element Q1 via the shunt resistor R1 for detecting the input current Iin. The source of the switching element Q1 is the ground terminal on the primary side. The drain of the switching element Q1 is connected to the winding end (other end) of the primary coil N1.

トランスＴの２次コイルＮ２の一端とスイッチング電源２０の出力端３の間にはリアクトルＬが接続されている。２次コイルＮ２の他端とスイッチング電源２０の出力端４の間にはダイオードＤ１が設けられている。ダイオードＤ１のアノードとカソードとは、それぞれ出力端４と２次コイルＮ２の他端に接続されている。２次コイルＮ２の一端と出力端４の間にはダイオードＤ２が設けられている。ダイオードＤ２のアノードとカソードとはそれぞれ出力端４と２次コイルＮ２の一端に接続されている。２次コイルＮ２の他端と出力端３の間にはダイオードＤ３が設けられている。ダイオードＤ３のアノードとカソードとはそれぞれ２次コイルＮ２の他端と出力端３に接続されている。出力端３と出力端４の間には平滑コンデンサＣが接続されている。図示しないが、これらの出力端３と出力端４の間には負荷が接続されている。出力端４は、２次側の接地端である。 A reactor L is connected between one end of the secondary coil N2 of the transformer T and the output terminal 3 of the switching power supply 20. As shown in FIG. A diode D1 is provided between the other end of the secondary coil N2 and the output terminal 4 of the switching power supply 20. As shown in FIG. The anode and cathode of the diode D1 are connected to the output terminal 4 and the other end of the secondary coil N2, respectively. A diode D2 is provided between one end of the secondary coil N2 and the output terminal 4 . The anode and cathode of the diode D2 are connected to the output terminal 4 and one end of the secondary coil N2, respectively. A diode D3 is provided between the other end of the secondary coil N2 and the output terminal 3 . The anode and cathode of the diode D3 are connected to the other end of the secondary coil N2 and the output terminal 3, respectively. A smoothing capacitor C is connected between the output terminals 3 and 4 . A load is connected between the output terminals 3 and 4, although not shown. The output terminal 4 is the ground terminal on the secondary side.

＜スイッチング電源２０の基本的動作＞
図２を参照して、図１に示したスイッチング電源２０の基本的動作について説明する。
・スイッチング素子Ｑ１がオンであるときの動作
図２（Ａ）はスイッチング素子Ｑ１がオンであるときに流れる電流の一例を示す。
スイッチング素子Ｑ１がオンになると、入力電圧Ｖｉｎが１次コイルＮ１に印加される。これにより、入力端１→１次コイルＮ１→スイッチング素子Ｑ１→入力端Ｎ２の経路で入力電流Ｉｉｎが流れる。 <Basic Operation of Switching Power Supply 20>
The basic operation of the switching power supply 20 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
Operation when the switching element Q1 is ON FIG. 2A shows an example of the current that flows when the switching element Q1 is ON.
When the switching element Q1 is turned on, the input voltage Vin is applied to the primary coil N1. As a result, the input current Iin flows through the path of input terminal 1→primary coil N1→switching element Q1→input terminal N2.

１次コイルに入力電流Ｉｉｎが流れると、相互誘導により起電力Ｖ２が２次コイルＮ２に生じる。起電力Ｖ２は、入力電圧Ｖｉｎの大きさおよび１次コイルと２次コイルの巻き数比で決まり、入力電圧Ｖｉｎの大きさに比例する。
起電力Ｖ２は、２次コイルＮ２の一端が正電位、他端が負電位となる。これにより、ダイオードＤ１が順バイアスとなり、２次コイルＮ２→リアクトルＬ→出力端３→負荷→出力端４→ダイオードＤ１の経路でフォワード電流（負荷電流）ｉ１が流れる。
２次側のフォワード電流ｉ１は、リアクトルＬの励磁電流であって、これによりリアクトルＬに磁気エネルギーが蓄積される。 When the input current Iin flows through the primary coil, an electromotive force V2 is generated in the secondary coil N2 due to mutual induction. The electromotive force V2 is determined by the magnitude of the input voltage Vin and the turns ratio between the primary and secondary coils, and is proportional to the magnitude of the input voltage Vin.
The electromotive force V2 has a positive potential at one end of the secondary coil N2 and a negative potential at the other end. As a result, the diode D1 is forward-biased, and a forward current (load current) i1 flows through the secondary coil N2->reactor L->output terminal 3->load->output terminal 4->diode D1.
The forward current i1 on the secondary side is an exciting current for the reactor L, and magnetic energy is accumulated in the reactor L by this.

ダイオードＤ２は２次コイルＮ２の一端が正電位となって逆バイアスとなるので、ダイオードＤ２に電流は流れない。ダイオードＤ３も２次コイルＮ２の他端が負電位となって逆バイアスとなるので、ダイオードＤ３にも電流は流れない。
なお、１次コイルＮ１に流れる入力電流Ｉｉｎは、トランスＴのコアを励磁する励磁電流と、相互誘導による負荷電流とを含む。１次コイルに入力電流Ｉｉｎが流れると、トランスＴのコアの磁束が増加し、コアに磁気エネルギーが蓄積される。 Since one end of the secondary coil N2 is at a positive potential and the diode D2 is reverse biased, no current flows through the diode D2. The diode D3 is also reverse-biased with the other end of the secondary coil N2 having a negative potential, so that no current flows through the diode D3 either.
The input current Iin flowing through the primary coil N1 includes an exciting current that excites the core of the transformer T and a load current due to mutual induction. When the input current Iin flows through the primary coil, the magnetic flux in the core of the transformer T increases and magnetic energy is accumulated in the core.

・スイッチング素子Ｑ１がオフであるときの動作
図２（Ｂ）はスイッチング素子Ｑ１がオフであるときに流れる電流の一例を示す。
スイッチング素子Ｑ１がオフになってその電流路が遮断されると、１次コイルＮ１を流れる電流Ｉｉｎは消失する。このとき、１次コイルＮ１と２次コイルＮ２に逆起電力が生じる。このとき、スイッチング素子Ｑ１の電流路は遮断されているため、１次コイルＮ１には電流は流れない。また、逆起電力により２次コイルＮ２の他端が正電位となり、ダイオードＤ１は逆バイアスとなるので、ダイオードＤ１に電流は流れない。 Operation when Switching Element Q1 is Off FIG. 2B shows an example of the current that flows when the switching element Q1 is off.
When the switching element Q1 is turned off to cut off the current path, the current Iin flowing through the primary coil N1 disappears. At this time, a back electromotive force is generated in the primary coil N1 and the secondary coil N2. At this time, since the current path of the switching element Q1 is cut off, no current flows through the primary coil N1. The back electromotive force causes the other end of the secondary coil N2 to have a positive potential, and the diode D1 is reverse-biased, so that no current flows through the diode D1.

リアクトルＬには、フォワード電流ｉ１によって蓄積された磁気エネルギーを放出するようにリアクトル電流ｉ２が流れる。リアクトル電流ｉ２の経路は、リアクトルＬ→出力端３→負荷→出力端４→ダイオードＤ２である。リアクトル電流ｉ２は、スイッチング素子Ｑ１がオフになったときのフォワード方式における出力電流に相当し、ダイオードＤ２は転流ダイオードとして機能する。 A reactor current i2 flows through the reactor L so as to release the magnetic energy accumulated by the forward current i1. The path of reactor current i2 is reactor L→output terminal 3→load→output terminal 4→diode D2. The reactor current i2 corresponds to the output current in the forward system when the switching element Q1 is turned off, and the diode D2 functions as a commutation diode.

さらに、逆起電力により２次コイルＮ２の一端が負電位、他端が正電位となるので、ダイオードＤ２とダイオードＤ３がいずれも順バイアスとなる。これにより、２次コイルＮ２→ダイオードＤ３→出力端３→負荷→出力端４→ダイオードＤ２の経路でフライバック電流ｉｆｂが流れる。フライバック電流ｉｆｂが流れることにより、入力電流ＩｉｎによってトランスＴのコアに蓄積された磁気エネルギーが放出される。フライバック電流ｉｆｂは、フライバック方式におけるフライバック電流に相当する。 Further, one end of the secondary coil N2 has a negative potential and the other end has a positive potential due to the back electromotive force, so both the diodes D2 and D3 are forward biased. As a result, a flyback current ifb flows through a route of secondary coil N2→diode D3→output terminal 3→load→output terminal 4→diode D2. The magnetic energy accumulated in the core of the transformer T is released by the input current Iin when the flyback current ifb flows. The flyback current ifb corresponds to the flyback current in the flyback system.

このようにスイッチング電源２０は、フォワード／フライバック複合方式の絶縁型電源であり、スイッチング素子Ｑ１がオンであるときにフォワード電流ｉ１を出力可能であり、スイッチング素子Ｑ１がオフであるときにリアクトル電流ｉ２とフライバック電流ｉｆｂを出力可能である。このような方式の電源は、スイッチング電源２０に限らず多様な回路が公知となっている。 As described above, the switching power supply 20 is a forward/flyback combined insulated power supply, and can output the forward current i1 when the switching element Q1 is on, and the reactor current i1 when the switching element Q1 is off. i2 and flyback current ifb can be output. The power supply of such a system is not limited to the switching power supply 20, and various circuits are known.

＜ＰＷＭ制御装置の構成および動作＞
ＰＷＭ制御装置は、スイッチング素子Ｑ１のオンとオフを制御するＰＷＭ信号Ｖｇを出力する。ＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ制御部１０と出力電圧検出部３０Ａとで構成される。ＰＷＭ制御部１０は、入力電流変換部１１と、入力電圧変換部１２と、ＰＷＭ信号生成部１３とを有する。
入力電流変換部１１は、シャント抵抗Ｒ１と非反転増幅器１１１とを有する。シャント抵抗Ｒ１は、スイッチング素子Ｑ１のソース（１次側の接地端）とスイッチング電源２０の入力端２の間に配置されている。シャント抵抗Ｒ１は、スイッチング電源２０の入力電流Ｉｉｎに相当する負の電圧を生じる。非反転増幅器１１１は、例えば、オペアンプを使用した非反転増幅器である。非反転増幅器１１１は、シャント抵抗Ｒ１に生じた電圧を増幅して負の入力電流変換電圧ＶＩｉｎを求める。なお、シャント抵抗Ｒ１によりスイッチング電源２０の入力電流Ｉｉｎを電圧に変換し、その電圧を増幅して入力電流変換電圧ＶＩｉｎを求めることは、本発明における所定の第１の変換の例である。
入力電圧変換部１２は、１次側の入力端１と１次側の接地端の間に直列に接続された少なくとも２つの抵抗を有しており、入力電圧Ｖｉｎを抵抗分圧して変換入力電圧を求める。なお、入力電圧Ｖｉｎを抵抗分圧して変換入力電圧を求めることは、本発明における所定の第２の変換の例である。 <Configuration and Operation of PWM Control Device>
The PWM control device outputs a PWM signal Vg that controls ON and OFF of the switching element Q1. The PWM control device is composed of a PWM control section 10 and an output voltage detection section 30A. The PWM controller 10 has an input current converter 11 , an input voltage converter 12 , and a PWM signal generator 13 .
The input current converter 11 has a shunt resistor R1 and a non-inverting amplifier 111 . The shunt resistor R1 is arranged between the source of the switching element Q1 (the ground terminal on the primary side) and the input terminal 2 of the switching power supply 20 . Shunt resistor R1 produces a negative voltage corresponding to input current Iin of switching power supply 20 . The non-inverting amplifier 111 is, for example, a non-inverting amplifier using an operational amplifier. A non-inverting amplifier 111 amplifies the voltage generated across the shunt resistor R1 to obtain a negative input current conversion voltage VIin. Converting the input current Iin of the switching power supply 20 into a voltage by the shunt resistor R1 and amplifying the voltage to obtain the input current conversion voltage VIin is an example of the first predetermined conversion in the present invention.
The input voltage conversion unit 12 has at least two resistors connected in series between the input terminal 1 on the primary side and the ground terminal on the primary side, and divides the input voltage Vin by resistors to obtain a converted input voltage. Ask for It should be noted that obtaining the converted input voltage by dividing the input voltage Vin by resistors is an example of the predetermined second conversion in the present invention.

ＰＷＭ信号生成部１３がハイレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力するときスイッチング素子Ｑ１はオンになる。また、ＰＷＭ信号生成部１３がローレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力するときスイッチング素子Ｑ１はオフになる。そこで、以下では、ＰＷＭ信号Ｖｇについてハイレベルとローレベルをそれぞれオンレベルとオフレベルという。
図３に示すように、入力電流Ｉｉｎは、ＰＷＭ信号Ｖｇがオンレベルであるときには０から線形に増加する。このため、入力電流変換電圧ＶＩｉｎは、スイッチング素子Ｑ１がオンであるときには０（所定のレベル）から線形に減少（変化）する。 When the PWM signal generator 13 outputs a high level PWM signal Vg, the switching element Q1 is turned on. Also, when the PWM signal generator 13 outputs the low-level PWM signal Vg, the switching element Q1 is turned off. Therefore, hereinafter, the high level and the low level of the PWM signal Vg are referred to as the on level and the off level, respectively.
As shown in FIG. 3, the input current Iin increases linearly from 0 when the PWM signal Vg is on level. Therefore, input current conversion voltage VIin linearly decreases (changes) from 0 (predetermined level) when switching element Q1 is on.

図３では、便宜上、入力電流Ｉｉｎが大きくなり、入力電圧Ｖｉｎを超えたときにＰＷＭ信号生成部１３はＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルに変化させるとして示した。ただし、本実施形態では、電流変換電圧ＶＩｉｎが負の方向に大きくなり、電流変換電圧ＶＩｉｎと入力電圧Ｖｉｎから変換された変換入力電圧との和が０以上の所定の電圧になったとき、ＰＷＭ信号生成部１３はＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルに変化させる。言い換えると、入力電流変換電圧ＶＩｉｎと変換入力電圧との電圧差が所定の大きさを超えたとき、ＰＷＭ信号生成部１３はＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルに変化させる。
このとき、スイッチング素子Ｑ１はオフになり、入力電流Ｉｉｎは０となる。このため、入力電流変換電圧ＶＩｉｎは０（所定のレベル）となる。
また、ＰＷＭ信号生成部１３は、入力電流変換電圧ＶＩｉｎと変換入力電圧との電圧差が所定の大きさを超える前に（図３では、入力電流Ｉｉｎが入力電圧Ｖｉｎを超える前に）所定の時間が経過した場合にも、ＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルに変化させる。 For convenience, FIG. 3 shows that the PWM signal generator 13 changes the PWM signal Vg to the off level when the input current Iin increases and exceeds the input voltage Vin. However, in this embodiment, when the converted current voltage VIin increases in the negative direction and the sum of the converted current voltage VIin and the converted input voltage converted from the input voltage Vin reaches a predetermined voltage of 0 or more, PWM The signal generator 13 changes the PWM signal Vg to off level. In other words, when the voltage difference between the input current converted voltage VIin and the converted input voltage exceeds a predetermined magnitude, the PWM signal generator 13 changes the PWM signal Vg to off level.
At this time, the switching element Q1 is turned off and the input current Iin becomes zero. Therefore, the input current conversion voltage VIin becomes 0 (predetermined level).
Further, the PWM signal generation unit 13 generates a predetermined voltage before the voltage difference between the input current converted voltage VIin and the converted input voltage exceeds a predetermined magnitude (in FIG. 3, before the input current Iin exceeds the input voltage Vin). The PWM signal Vg is also changed to the off level when time has passed.

次に、ＰＷＭ信号生成部１３がＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルからオンレベルへ変化させる手段について説明する。
第１の手段として、ＰＷＭ信号生成部１３は、ＰＷＭ信号Ｖｇの周期を一定の時間に保つことができる。ここで、周期は、スイッチング素子Ｑ１がオンであるオン時間とスイッチング素子Ｑ１がオフであるオフ時間との和である。ＰＷＭ信号生成部１３は、周期からオン時間を減算してオフ時間を求め、オフ時間が経過すると、ＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルからオンレベルに変化させる。 Next, the means by which the PWM signal generator 13 changes the PWM signal Vg from off level to on level will be described.
As a first means, the PWM signal generator 13 can keep the period of the PWM signal Vg constant. Here, the period is the sum of the ON time during which the switching element Q1 is ON and the OFF time during which the switching element Q1 is OFF. The PWM signal generator 13 subtracts the ON time from the period to obtain the OFF time, and changes the PWM signal Vg from the OFF level to the ON level after the OFF time elapses.

この場合にＰＷＭ信号生成部１３が生成するＰＷＭ信号Ｖｇを図４に示す。入力電圧Ｖｉｎが高くて、２次コイルＮ２の起電力Ｖ２が出力端３と出力端４の間の平滑コンデンサＣの電圧Ｖｃを超えている間、図２（Ａ）に示すようにオン時間にフォワード電流ｉ１が流れる。このとき、スイッチング電源２０の１次側には入力電流Ｉｉｎとして励磁電流と負荷電流が流れる。オン時間における入力電流Ｉｉｎの増加率は大きくなるが、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比が小さくなるため、オン時間とオフ時間で平均された入力電流Ｉｉｎの急激な増加は抑えられる。
また、入力電圧Ｖｉｎが低いときには入力電流Ｉｉｎとして励磁電流のみが流れる。けれども、入力電圧Ｖｉｎが０に近い場合、入力電圧Ｖｉｎが非常に小さいため、オン時間における入力電流Ｉｉｎの増加率が相対的に大きくなり、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比は小さくなる。
ＰＷＭ信号Ｖｇがこのように変化するため、オン時間とオフ時間で平均された入力電流Ｉｉｎは入力電圧Ｖｉｎと相似かつ同位相で変化する。 FIG. 4 shows the PWM signal Vg generated by the PWM signal generator 13 in this case. While the input voltage Vin is high and the electromotive force V2 of the secondary coil N2 exceeds the voltage Vc of the smoothing capacitor C between the output terminals 3 and 4, as shown in FIG. A forward current i1 flows. At this time, an excitation current and a load current flow through the primary side of the switching power supply 20 as the input current Iin. Although the rate of increase of the input current Iin increases during the on-time, the duty ratio of the PWM signal Vg decreases, so a sharp increase in the input current Iin averaged over the on-time and off-time is suppressed.
Also, when the input voltage Vin is low, only the excitation current flows as the input current Iin. However, when the input voltage Vin is close to 0, since the input voltage Vin is very small, the rate of increase of the input current Iin during the ON time becomes relatively large, and the duty ratio of the PWM signal Vg becomes small.
Since the PWM signal Vg changes in this way, the input current Iin averaged over the on-time and off-time changes similarly and in phase with the input voltage Vin.

また、第２の手段として、ＰＷＭ信号生成部１３は、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間を一定に保つようにすることもできる。ＰＷＭ信号生成部１３は、一定の時間が経過すると、ＰＷＭ信号Ｖｇをオフレベルからオンレベルに変化させる。この場合も、入力電圧Ｖｉｎが高くて２次コイルＮ２の起電力Ｖ２が出力端３と出力端４の間の平滑コンデンサＣの電圧Ｖｃを超えている間、および入力電圧Ｖｉｎが０に近いとき、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が短くなるため、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比は小さくなる。
さらに、上述した手段に限らず、ＰＷＭ信号生成部１３は、入力電圧Ｖｉｎの大きさとスイッチング素子Ｑ１のオン時間の長さとに基づいて、力率が向上するようにオフ期間の長さを求めるようにすることができる。 As a second means, the PWM signal generator 13 can keep the OFF time of the switching element Q1 constant. The PWM signal generator 13 changes the PWM signal Vg from off level to on level after a certain period of time. Also in this case, while the input voltage Vin is high and the electromotive force V2 of the secondary coil N2 exceeds the voltage Vc of the smoothing capacitor C between the output terminals 3 and 4, and when the input voltage Vin is close to 0 , the ON time of the switching element Q1 is shortened, so the duty ratio of the PWM signal Vg is reduced.
Further, not limited to the means described above, the PWM signal generator 13 may obtain the length of the OFF period so as to improve the power factor based on the magnitude of the input voltage Vin and the length of the ON period of the switching element Q1. can be

出力電圧検出部３０Ａは、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以下であるときにフォトカプラＰＣに含まれる発光素子からＰＷＭ信号生成部１３に向けて光を放射する。
出力電圧検出部３０Ａにおいて、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は、スイッチング電源２０の出力端３と２次側の接地端との間に直列に接続されている。抵抗Ｒ２は、一端がスイッチング電源２０の出力端３に接続されている。抵抗Ｒ２の他端には、フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオード（発光素子）のアノードが接続されている。その発光ダイオードのカソードはスイッチング電源２０の２次側の接地端に接続されている。また、その発光ダイオードのアノードとカソードとには、それぞれＮＰＮバイポーラトランジスタＱ２のコレクタとエミッタとが接続されている。トランジスタＱ２のベースは、チェナーダイオードＺＤのアノードに接続されている。チェナーダイオードＺＤのカソードは、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続部分に接続されている。 The output voltage detection unit 30A emits light from the light emitting element included in the photocoupler PC toward the PWM signal generation unit 13 when the output voltage of the switching power supply 20 is below a predetermined voltage (eg, 300V).
In the output voltage detection section 30A, the resistors R3 and R4 are connected in series between the output terminal 3 of the switching power supply 20 and the ground terminal on the secondary side. One end of the resistor R2 is connected to the output terminal 3 of the switching power supply 20 . The other end of the resistor R2 is connected to the anode of a light-emitting diode (light-emitting element) included in the photocoupler PC. The cathode of the light emitting diode is connected to the ground terminal on the secondary side of the switching power supply 20 . The collector and emitter of an NPN bipolar transistor Q2 are connected to the anode and cathode of the light emitting diode, respectively. The base of transistor Q2 is connected to the anode of zener diode ZD. The cathode of the zener diode ZD is connected to the connecting portion between the resistors R3 and R4.

抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の抵抗値は、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）より大きいとき、チェナーダイオードＺＤに電流が流れるように設定されている。このため、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧より大きいときには、トランジスタＱ２の電流路（コレクタ・エミッタ間）が導通する。トランジスタＱ２の電流路が導通している間、フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオードには電流が流れず、発光ダイオードは光を放射しない。
一方、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧以下であるとき、トランジスタＱ２の電流路は遮断されて、フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードは光を放射する。 The resistance values of the resistors R3 and R4 are set so that current flows through the zener diode ZD when the output voltage of the switching power supply 20 is higher than a predetermined voltage (eg, 300V). Therefore, when the output voltage of the switching power supply 20 is higher than a predetermined voltage, the current path (between the collector and the emitter) of the transistor Q2 conducts. While the current path of transistor Q2 is conducting, no current flows through the light emitting diode contained in optocoupler PC and the light emitting diode does not emit light.
On the other hand, when the output voltage of the switching power supply 20 is lower than the predetermined voltage, the current path of the transistor Q2 is cut off, current flows through the light emitting diode included in the photocoupler PC, and the light emitting diode emits light.

ＰＷＭ信号生成部１３は、スイッチング素子Ｑ１がオフであるとき、出力電圧検出部３０Ａから放射される光を受けている場合、オフ時間が経過するまでオフレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力する。また、ＰＷＭ信号生成部１３は、スイッチング素子Ｑ１がオフであるとき、出力電圧検出部３０Ａから放射される光を受けていない場合、オフ時間を延長してオフレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力する。
すなわち、図５に示すように、ＰＷＭ信号生成部１３は、スイッチング素子Ｑ１がオフであるとき、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以下である場合にはオフ時間が経過するまでオフレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力し、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）を超えている場合にはオフ時間を延長してオフレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力する。
このため、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）を超えている場合、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比が小さくなり、スイッチング電源２０の出力電圧が低下する。 When the switching element Q1 is off, the PWM signal generator 13 outputs the off-level PWM signal Vg until the off time elapses when receiving light emitted from the output voltage detector 30A. Further, when the switching element Q1 is off and does not receive the light emitted from the output voltage detector 30A, the PWM signal generator 13 extends the off time and outputs the off-level PWM signal Vg.
That is, as shown in FIG. 5, when the switching element Q1 is off and the output voltage of the switching power supply 20 is equal to or lower than a predetermined voltage (for example, 300 V), the PWM signal generation unit 13 determines that the off time elapses. When the output voltage of the switching power supply 20 exceeds a predetermined voltage (eg, 300 V), the OFF time is extended and the OFF level PWM signal Vg is output.
Therefore, when the output voltage of the switching power supply 20 exceeds a predetermined voltage (for example, 300V), the duty ratio of the PWM signal Vg becomes small and the output voltage of the switching power supply 20 drops.

入力電流変換部１１と入力電圧変換部１２とＰＷＭ信号生成部１３とは、アナログ回路でもデジタル回路でも実現することができる。また、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリとを有するコンピュータに所定のＰＷＭ制御プログラムを実行させることにより、入力電流変換部１１と入力電圧変換部１２とＰＷＭ信号生成部１３との各部の機能を実現することもできる。 The input current conversion unit 11, the input voltage conversion unit 12, and the PWM signal generation unit 13 can be realized by analog circuits or digital circuits. Further, by causing a computer having a CPU (Central Processing Unit) and a memory to execute a predetermined PWM control program, the functions of the input current conversion unit 11, the input voltage conversion unit 12, and the PWM signal generation unit 13 are realized. You can also

図６は、アナログ回路で実現された入力電圧変換部１２とＰＷＭ信号生成部１３の構成の一例を示す。図６の回路では、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以下である場合に、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間は一定に保たれる。
入力電圧変換部１２は、抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２２と、抵抗Ｒ２３と、反転増幅器１２１とを有する。抵抗Ｒ２１の一端には、スイッチング電源２０の入力電圧Ｖｉｎが入力される。抵抗Ｒ２２の一端には、入力電流変換部１１から出力された入力電流変換電圧ＶＩｉｎが入力される。抵抗Ｒ２２の一端は、さらに、抵抗Ｒ２３の一端に接続されている。抵抗Ｒ２３の他端は、スイッチング電源２０の１次側の接地端に接続されている。抵抗Ｒ２１の他端と抵抗Ｒ２２の他端は接続されている。抵抗Ｒ２１の他端と抵抗Ｒ２２の他端の接続部分に生じる電圧は、反転増幅器１２１に入力される。反転増幅器１２１の出力電圧は、ＰＷＭ信号生成部１３に入力される。 FIG. 6 shows an example of the configuration of the input voltage converter 12 and the PWM signal generator 13 realized by analog circuits. In the circuit of FIG. 6, the OFF time of the switching element Q1 is kept constant when the output voltage of the switching power supply 20 is below a predetermined voltage (eg, 300V).
The input voltage converter 12 has a resistor R21, a resistor R22, a resistor R23, and an inverting amplifier 121. The input voltage Vin of the switching power supply 20 is input to one end of the resistor R21. An input current conversion voltage VIin output from the input current converter 11 is input to one end of the resistor R22. One end of the resistor R22 is further connected to one end of the resistor R23. The other end of the resistor R23 is connected to the ground terminal on the primary side of the switching power supply 20 . The other end of the resistor R21 and the other end of the resistor R22 are connected. A voltage generated at the connecting portion of the other end of the resistor R21 and the other end of the resistor R22 is input to the inverting amplifier 121. FIG. The output voltage of the inverting amplifier 121 is input to the PWM signal generator 13 .

抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３は直列に接続されており、抵抗Ｒ２１の他端と抵抗Ｒ２２の他端の接続部分に変換入力電圧が生じる。従って、変換入力電圧はスイッチング電源２０の入力電圧Ｖｉｎが抵抗分圧された電圧である。そして、この接続部分で変換入力電圧と負の入力電流変換電圧ＶＩｉｎが加算され、入力電流変換電圧ＶＩｉｎと変換入力電圧との電圧差が求まる。反転増幅器１２１は、例えば、オペアンプを使用した反転増幅器である。ここで、入力電流変換電圧ＶＩｉｎが変換入力電圧より多くなるように、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３の各抵抗値等は設定されている。このため、反転増幅器１２１の入力において、入力電流変換電圧ＶＩｉｎと変換入力電圧との電圧差は負である。反転増幅器１２１は、負の電圧差を増幅すると同時に正の電圧差に変換する。 A resistor R21, a resistor R22, and a resistor R23 are connected in series, and a converted input voltage is generated at the connecting portion of the other end of the resistor R21 and the other end of the resistor R22. Therefore, the converted input voltage is a voltage obtained by dividing the input voltage Vin of the switching power supply 20 by resistors. Then, the converted input voltage and the negative input current converted voltage VIin are added at this connection portion, and the voltage difference between the input current converted voltage VIin and the converted input voltage is obtained. The inverting amplifier 121 is, for example, an inverting amplifier using an operational amplifier. Here, the resistance values of the resistors R21, R22, and R23 are set so that the input current converted voltage VIin is greater than the converted input voltage. Therefore, at the input of the inverting amplifier 121, the voltage difference between the input current converted voltage VIin and the converted input voltage is negative. Inverting amplifier 121 amplifies the negative voltage difference and converts it to a positive voltage difference at the same time.

ＰＷＭ信号生成部１３は、タイマＩＣ１３１を有する。タイマＩＣ１３１は、タイマやパルス生成、発振回路等に広く使用される５５５タイマＩＣである。図６のＰＷＭ信号生成部では、５５５タイマＩＣは発振回路として使用される。
タイマＩＣ１３１において、出力端子ＯＵＴは、スイッチング電源２０のスイッチング素子Ｑ１をオンにするオンレベルまたはスイッチング素子Ｑ１をオフにするオフレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力する。トリガー端子ＴＲＧに入力される電圧がハイレベルから減少して所定のローレベル閾電圧ＶＬｔｈ以下になるときに出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇはオフレベルからオンレベルに変化する。スレッショルド端子ＴＨＲに入力される電圧がローレベルから増加して所定のハイレベル閾電圧ＶＨｔｈ以上になるときに出力端子ＯＵ
ＴのＰＷＭ信号Ｖｇはオンレベルからオフレベルに変化する。ディスチャージ端子ＤＩＳは、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇがオンレベルであるときにはハインピーダンスとなり、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇがオフレベルであるときにはローレベル閾電圧以下の電圧となる。
図６のタイマＩＣ１３１では、電源端子Ｖｃｃは、スイッチング電源２０における１次側の電源端Ｖｃｃに接続されている。接地端子ＧＮＤは、スイッチング電源２０における１次側の接地端に接続されている。制御端子ＣＴＲＬと１次側の接地端との間にはコンデンサＣ２が配置されている。 The PWM signal generator 13 has a timer IC 131 . The timer IC 131 is a 555 timer IC that is widely used for timers, pulse generation, oscillation circuits, and the like. In the PWM signal generator of FIG. 6, the 555 timer IC is used as an oscillation circuit.
In the timer IC 131, the output terminal OUT outputs the PWM signal Vg of ON level for turning ON the switching element Q1 of the switching power supply 20 or OFF level for turning OFF the switching element Q1. The PWM signal Vg of the output terminal OUT changes from off level to on level when the voltage input to the trigger terminal TRG decreases from the high level and becomes equal to or lower than the predetermined low level threshold voltage VLth. When the voltage input to the threshold terminal THR increases from the low level and reaches or exceeds a predetermined high level threshold voltage VHth, the output terminal OU
The PWM signal Vg of T changes from ON level to OFF level. The discharge terminal DIS has a high impedance when the PWM signal Vg of the output terminal OUT is on level, and has a voltage below the low level threshold voltage when the PWM signal Vg of the output terminal OUT is off level.
In the timer IC 131 of FIG. 6, the power supply terminal Vcc is connected to the power supply terminal Vcc on the primary side of the switching power supply 20 . The ground terminal GND is connected to the ground terminal on the primary side of the switching power supply 20 . A capacitor C2 is arranged between the control terminal CTRL and the ground terminal on the primary side.

そして、ＰＷＭ信号生成部１３において、コンデンサＣ１は、一端が１次側の接地端に接続されており、他端の電位がタイマＩＣ１３１のトリガー端子ＴＲＧの電位およびスレッショルド端子ＴＨＲの電位と同一である。抵抗Ｒ１１は、一端が１次側の電源端に接続されている。ダイオードＤ１１は、アノードが抵抗Ｒ１１の他端に接続され、カソードがコンデンサＣ１の他端に接続されている。
ダイオードＤ１２は、アノードがコンデンサＣ１の他端に接続されている。抵抗Ｒ１２は、ダイオードＤ１２のカソードから出力される電流が一端に入力され、他端がタイマＩＣ１３１のディスチャージ端子ＤＩＳと抵抗Ｒ１１の他端とダイオードＤ１１のアノードとに接続されている。
抵抗Ｒ１３は、一端がダイオード１２のカソードに接続され、他端が抵抗Ｒ１２の一端に接続されている。フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオードは、電流路の一端（コレクタ）と他端（エミッタ）とがそれぞれ抵抗Ｒ１３の一端と他端とに接続されており、出力電圧検出部３０Ａから放射される光を受けるとき、電流路が導通する。 In the PWM signal generator 13, the capacitor C1 has one end connected to the ground terminal on the primary side, and the potential of the other end is the same as the potential of the trigger terminal TRG and the potential of the threshold terminal THR of the timer IC 131. . One end of the resistor R11 is connected to the power supply terminal on the primary side. The diode D11 has an anode connected to the other end of the resistor R11 and a cathode connected to the other end of the capacitor C1.
The diode D12 has its anode connected to the other end of the capacitor C1. One end of the resistor R12 receives the current output from the cathode of the diode D12, and the other end is connected to the discharge terminal DIS of the timer IC131, the other end of the resistor R11, and the anode of the diode D11.
The resistor R13 has one end connected to the cathode of the diode 12 and the other end connected to one end of the resistor R12. The light emitting diode included in the photocoupler PC has one end (collector) and the other end (emitter) of the current path connected to one end and the other end of the resistor R13, respectively, and the light emitted from the output voltage detection section 30A , the current path conducts.

ダイオードＤ１３は、アノードがコンデンサＣ１の他端に接続され、カソードがタイマＩＣ１３１のスレッショルド端子ＴＨＲに接続されている。抵抗Ｒ１４も、同様に、一端がコンデンサＣ１の他端に接続され、他端がタイマＩＣ１３１のスレッショルド端子ＴＨＲに接続されている。ダイオードＤ１３と抵抗Ｒ１４により、コンデンサＣ１の他端およびタイマＩＣ１３１のトリガー端子ＴＲＧとスレッショルド端子ＴＨＲの電位は同一となる。なお、ダイオードＤ１３と抵抗Ｒ１４はＰＷＭ信号生成部１３の安定動作のために設けられており、無くてもよい。
ダイオードＤ１４は、入力電圧変換部１２から出力される増幅された電圧差がアノードに入力され、カソードがタイマＩＣ１３１のスレッショルド端子ＴＨＲに接続されている。 The diode D13 has an anode connected to the other end of the capacitor C1 and a cathode connected to the threshold terminal THR of the timer IC131. Similarly, the resistor R14 has one end connected to the other end of the capacitor C1 and the other end connected to the threshold terminal THR of the timer IC131. Due to the diode D13 and the resistor R14, the potentials of the other end of the capacitor C1 and the trigger terminal TRG and the threshold terminal THR of the timer IC131 become the same. The diode D13 and the resistor R14 are provided for stable operation of the PWM signal generator 13 and may be omitted.
The diode D14 has an anode to which the amplified voltage difference output from the input voltage converter 12 is input, and a cathode to which the threshold terminal THR of the timer IC131 is connected.

次に、図６のＰＷＭ信号生成部１３の動作について説明する。
スイッチング素子Ｑ１がオンであるとき、タイマＩＣ１３１は出力端子ＯＵＴからオンレベルのＰＷＭ信号Ｖｇを出力している。このとき、１次側の電源端Ｖｃｃから、抵抗Ｒ１１とダイオードＤ１１とを通って、コンデンサＣ１の他端に充電電流ｉ３が流れている。コンデンサＣ１とスレッショルド端子ＴＨＲの電圧がハイレベル閾電圧ＶＨｔｈまで増加すると、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇはオンレベルからオフレベルに変化する。
すると、コンデンサＣ１から、ダイオードＤ１２とフォトカプラＰＣの受光素子の電流路（コレクタ・エミッタ間）と抵抗Ｒ１２とを通って、ディスチャージ端子ＤＩＳに放電電流ｉ４が流れ始める。コンデンサＣ１とトリガー端子ＴＲＧの電圧がハイレベルから減少して所定のローレベル閾電圧ＶＬｔｈ以下になると、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇはオフレベルからオンレベルに変化する。
通常は上記動作を繰り返して、ＰＷＭ信号生成部１３は一定の周期のＰＷＭ信号Ｖｇを生成する。 Next, the operation of the PWM signal generator 13 of FIG. 6 will be described.
When the switching element Q1 is on, the timer IC 131 outputs an on-level PWM signal Vg from the output terminal OUT. At this time, a charging current i3 flows from the power supply end Vcc on the primary side to the other end of the capacitor C1 through the resistor R11 and the diode D11. When the voltage of the capacitor C1 and the threshold terminal THR increases to the high level threshold voltage VHth, the PWM signal Vg of the output terminal OUT changes from on level to off level.
Then, a discharge current i4 starts to flow from the capacitor C1 to the discharge terminal DIS through the diode D12, the current path (between the collector and the emitter) of the light receiving element of the photocoupler PC, and the resistor R12. When the voltage of the capacitor C1 and the trigger terminal TRG decreases from the high level and becomes equal to or lower than the predetermined low level threshold voltage VLth, the PWM signal Vg of the output terminal OUT changes from the off level to the on level.
Normally, by repeating the above operation, the PWM signal generator 13 generates the PWM signal Vg with a constant cycle.

しかし、入力電圧Ｖｉｎに対する入力電流Ｉｉｎの増加率が大きくて、入力電流変換電圧ＶＩｉｎと変換入力電圧との電圧差が大きくなった場合、入力電圧変換部１２からダイオードＤ１４を通ってスレッショルド端子ＴＨＲに強制充電電流ｉ５が流れる。強制充電電流ｉ５により、コンデンサＣ１とスレッショルド端子ＴＨＲの電圧がハイレベル閾電圧ＶＨｔｈまで増加すると、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇはオンレベルからオフレベルに変化する。このため、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が短くなり、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比は減少する。 However, when the rate of increase of the input current Iin with respect to the input voltage Vin is large and the voltage difference between the converted input current voltage VIin and the converted input voltage becomes large, the voltage from the input voltage converter 12 passes through the diode D14 to the threshold terminal THR. Forced charging current i5 flows. When the forced charging current i5 increases the voltage of the capacitor C1 and the threshold terminal THR to the high level threshold voltage VHth, the PWM signal Vg of the output terminal OUT changes from the ON level to the OFF level. Therefore, the ON time of the switching element Q1 is shortened, and the duty ratio of the PWM signal Vg is reduced.

また、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）を超えているとき、出力電圧検出部３０Ａは光を放射しない。このとき、フォトカプラＰＣの受光素子の電流路（コレクタ・エミッタ間）は遮断される。このため、放電電流ｉ４は、ダイオードＤ１２と抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１２とを通って流れる。抵抗Ｒ１３の抵抗値に応じて、コンデンサＣ１とトリガー端子ＴＲＧの電圧がローレベル閾電圧ＶＬｔｈまで減少する時間が長くなる。その結果、出力端子ＯＵＴのＰＷＭ信号Ｖｇがオフレベルからオンレベルに変化するまでの時間が長くなる。従って、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間が長くなり、ＰＷＭ信号Ｖｇのデューティ比は減少する。 Moreover, when the output voltage of the switching power supply 20 exceeds a predetermined voltage (for example, 300V), the output voltage detector 30A does not emit light. At this time, the current path (between the collector and the emitter) of the light receiving element of the photocoupler PC is cut off. Therefore, discharge current i4 flows through diode D12, resistor R13, and resistor R12. Depending on the resistance value of the resistor R13, the time required for the voltage of the capacitor C1 and the trigger terminal TRG to decrease to the low level threshold voltage VLth becomes longer. As a result, it takes a long time for the PWM signal Vg of the output terminal OUT to change from the off level to the on level. Therefore, the OFF time of the switching element Q1 is lengthened, and the duty ratio of the PWM signal Vg is reduced.

図７は、出力電圧検出部３０Ａの変形例である出力電圧検出部３０Ｂの構成を示す。
出力電圧検出部３０Ｂは、図１の出力電圧検出部３０と異なり、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以上であるときにフォトカプラＰＣに含まれる発光素子からＰＷＭ信号生成部１３に向けて光を放射する。
出力電圧検出部３０Ｂにおいて、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は、スイッチング電源２０の出力端３と２次側の接地端との間に直列に接続されている。フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオード（発光素子）のカソードは、スイッチング電源２０の２次側の接地端に接続されている。その発光ダイオードのアノードは、チェナーダイオードＺＤのアノードに接続されている。チェナーダイオードＺＤのカソードは、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続部分に接続されている。 FIG. 7 shows the configuration of an output voltage detection section 30B that is a modification of the output voltage detection section 30A.
Unlike the output voltage detection unit 30 of FIG. 1, the output voltage detection unit 30B generates a PWM signal from the light emitting element included in the photocoupler PC when the output voltage of the switching power supply 20 is equal to or higher than a predetermined voltage (eg, 300 V). It emits light toward the portion 13 .
In the output voltage detection section 30B, the resistors R3 and R4 are connected in series between the output terminal 3 of the switching power supply 20 and the ground terminal on the secondary side. The cathode of the light-emitting diode (light-emitting element) included in the photocoupler PC is connected to the ground terminal on the secondary side of the switching power supply 20 . The anode of the light emitting diode is connected to the anode of the zener diode ZD. The cathode of the zener diode ZD is connected to the connecting portion between the resistors R3 and R4.

抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の抵抗値は、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以上であるとき、チェナーダイオードＺＤに電流が流れるように設定されている。このため、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧以上であるとき、フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードが光を放射する。
一方、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧より小さいとき、フォトカプラＰＣに含まれる発光ダイオードには電流が流れず、発光ダイオードは光を放射しない。 The resistance values of the resistors R3 and R4 are set so that current flows through the zener diode ZD when the output voltage of the switching power supply 20 is equal to or higher than a predetermined voltage (eg, 300 V). Therefore, when the output voltage of the switching power supply 20 is equal to or higher than a predetermined voltage, current flows through the light emitting diode included in the photocoupler PC, and the light emitting diode emits light.
On the other hand, when the output voltage of the switching power supply 20 is lower than the predetermined voltage, no current flows through the light emitting diode included in the photocoupler PC and the light emitting diode does not emit light.

従って、出力電圧検出部３０Ｂを使用する場合、スイッチング素子Ｑ１がオフであるとき、出力電圧検出部３０Ａから放射される光を受けていない場合にはオフ時間が経過するまでオフレベルのＰＷＭ信号を出力し、出力電圧検出部３０Ａから放射される光を受けている場合にはオフ時間を延長してオフレベルのＰＷＭ信号を出力するようにＰＷＭ信号生成部を構成すればよい。
このように構成することにより、図５に示すように、ＰＷＭ信号生成部は、スイッチング素子Ｑ１がオフであるとき、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）より小さい場合にはオフ時間が経過するまでオフレベルのＰＷＭ信号を出力し、スイッチング電源２０の出力電圧が所定の電圧（例えば、３００Ｖ）以上である場合には出力電圧に応じてオフ時間を延長してオフレベルのＰＷＭ信号を出力する。 Therefore, when the output voltage detector 30B is used, when the switching element Q1 is off and the light emitted from the output voltage detector 30A is not received, the off-level PWM signal is output until the off time elapses. The PWM signal generator may be configured to extend the off time and output the off-level PWM signal when receiving the light emitted from the output voltage detector 30A.
With this configuration, as shown in FIG. 5, when the switching element Q1 is off and the output voltage of the switching power supply 20 is lower than a predetermined voltage (for example, 300 V), the PWM signal generation unit The off-level PWM signal is output until the off-time elapses, and when the output voltage of the switching power supply 20 is equal to or higher than a predetermined voltage (for example, 300 V), the off-time is extended according to the output voltage and the off-level PWM signal is output. Output a PWM signal.

なお、上述した実施形態では、フォワード方式とフライバック方式を複合したフォワード／フライバック複合方式の絶縁型スイッチング電源を例として説明したが、本発明のＰＷＭ制御装置はフォワード方式の絶縁型スイッチング電源、フォワード方式の非絶縁型スイッチング電源、フライバック方式の絶縁型スイッチング電源、フライバック方式の非絶縁型スイッチング電源、およびフォワード／フライバック複合方式の非絶縁型スイッチング電源にも適用することができる。 In the above-described embodiment, a forward/flyback composite type insulated switching power supply that combines the forward method and the flyback method has been described as an example. It can also be applied to a forward type non-isolated switching power supply, a flyback type isolated switching power supply, a flyback type non-isolated switching power supply, and a forward/flyback combined type non-isolated switching power supply.

以上説明したように、本発明によれば、トランスの１次側の入力電圧と入力電流の波形が相似形に近く、それらの位相が一致するようにＰＷＭ信号を生成することができ、スイッチング電源の力率を改善することができる。 As described above, according to the present invention, the waveforms of the input voltage and the input current on the primary side of the transformer are nearly similar, and a PWM signal can be generated so that their phases match. can improve the power factor of

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計または製造上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and combinations necessary for convenience of design or manufacturing and other factors are not described in the inventions described in the claims and the embodiments of the inventions. It is included in the scope of the invention corresponding to the specific examples.

１，２…入力端、３，４…出力端、１０…ＰＷＭ制御部、１１…入力電流変換部、１１１…非反転増幅器、１２…入力電圧変換部、１２１…反転増幅器、１３…ＰＷＭ信号生成部、１３１…タイマＩＣ、２０…スイッチング電源、３０Ａ，３０Ｂ…出力電圧検出部、Ｅｉ…交流電圧、ＲＣ…整流回路、Ｔ…トランス、Ｎ１…１次コイル、Ｎ２…２次コイル、Ｑ１…スイッチング素子（ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ）、Ｌ…リアクトル、ＰＣ…フォトカプラ、Ｑ２…ＮＰＮバイポーラトランジスタ、ＺＤ…チェナーダイオード、Ｒ１…シャント抵抗、Ｒ２～Ｒ４，Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２３…抵抗、Ｄ１～Ｄ３，Ｄ１１～Ｄ１４…ダイオード、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ Reference Signs List 1, 2 Input terminal 3, 4 Output terminal 10 PWM control unit 11 Input current conversion unit 111 Non-inverting amplifier 12 Input voltage conversion unit 121 Inverting amplifier 13 PWM signal generation Part 131 Timer IC 20 Switching power supply 30A, 30B Output voltage detector Ei AC voltage RC Rectifier circuit T Transformer N1 Primary coil N2 Secondary coil Q1 Switching Element (n-channel MOSFET), L...reactor, PC...photocoupler, Q2...NPN bipolar transistor, ZD...zener diode, R1...shunt resistor, R2~R4, R11~R14, R21~R23...resistor, D1~D3 , D11 to D14...diodes, C, C1, C2...capacitors

Claims (7)

スイッチング電源に含まれるスイッチング素子のオンとオフを制御するＰＷＭ信号を出力するスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置であって、
前記スイッチング電源の入力電流に所定の第１の変換を施し、前記スイッチング素子がオンであるときには所定のレベルから線形に変化し、前記スイッチング素子がオフであるときには当該所定のレベルとなる入力電流変換電圧を求める入力電流変換部と、
前記スイッチング電源の入力電圧に所定の第２の変換を施して変換入力電圧を求める入力電圧変換部と、
オンレベルのＰＷＭ信号を出力して前記スイッチング素子をオンにし、前記入力電流変換電圧と前記変換入力電圧とが所定の条件を満たしたときに前記スイッチング素子をオフにするオフレベルに前記ＰＷＭ信号を変化させるＰＷＭ信号生成部と、
を備えるスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 A PWM control device for a switching power supply that outputs a PWM signal for controlling on and off of a switching element included in the switching power supply,
Input current conversion that performs a predetermined first conversion on the input current of the switching power supply, linearly changes from a predetermined level when the switching element is on, and becomes the predetermined level when the switching element is off. an input current converter that obtains a voltage;
an input voltage converter that obtains a converted input voltage by performing a predetermined second conversion on the input voltage of the switching power supply;
outputting an on-level PWM signal to turn on the switching element, and outputting the off-level PWM signal to turn off the switching element when the input current converted voltage and the converted input voltage satisfy a predetermined condition; a variable PWM signal generator;
A PWM controller for a switching power supply, comprising: 前記所定の条件が、前記入力電流変換電圧と前記変換入力電圧との電圧差が所定の大きさを超えたこと、または当該電圧差が所定の大きさを超える前に所定の時間が経過したことである請求項１に記載のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 The predetermined condition is that the voltage difference between the input current converted voltage and the converted input voltage exceeds a predetermined magnitude, or that a predetermined time elapses before the voltage difference exceeds the predetermined magnitude. 2. The PWM control device for a switching power supply according to claim 1. 前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオンであるオン時間を、一定の時間である周期から減算して前記スイッチング素子がオフであるオフ時間を求める請求項２に記載のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 3. The PWM control for a switching power supply according to claim 2, wherein the PWM signal generator subtracts the ON time during which the switching element is ON from a period that is a constant time to obtain the OFF time during which the switching element is OFF. Device. 前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオフであるオフ時間を一定とする請求項２に記載のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 3. The PWM control device for a switching power supply according to claim 2, wherein said PWM signal generator keeps constant an OFF time during which said switching element is OFF. 前記ＰＷＭ信号生成部が、前記スイッチング素子がオフであるとき、前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧以下である場合には前記オフ時間が経過するまで前記オフレベルのＰＷＭ信号を出力し、前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧を超えている場合には前記オフ時間を延長して前記オフレベルのＰＷＭ信号を出力する請求項３または４に記載のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 The PWM signal generation unit outputs the off-level PWM signal until the off time elapses if the output voltage of the switching power supply is equal to or lower than a predetermined voltage when the switching element is off, and 5. A PWM control device for a switching power supply according to claim 3, wherein when the output voltage of the switching power supply exceeds a predetermined voltage, the off-time is extended to output the off-level PWM signal. スイッチング電源に含まれるスイッチング素子のオンとオフを制御するＰＷＭ信号を出力するスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置であって、
シャント抵抗により前記スイッチング電源の入力電流を電圧に変換し、当該電圧を増幅して入力電流変換電圧を出力する入力電流変換部と、
前記スイッチング電源の入力電圧を抵抗分圧して変換入力電圧を求め、前記入力電流変換電圧と当該変換入力電圧との電圧差を増幅する入力電圧変換部と、
前記スイッチング素子をオンにするオンレベルまたは前記スイッチング素子をオフにするオフレベルのＰＷＭ信号を出力する出力端子と、入力される電圧がハイレベルから減少して所定のローレベル閾電圧以下になるときに前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オフレベルから前記オンレベルに変化するトリガー端子と、入力される電圧がローレベルから増加して所定のハイレベル閾電圧以上になるときに前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オンレベルから前記オフレベルに変化するスレッショルド端子と、前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オンレベルであるときにはハインピーダンスとなり、前記出力端子のＰＷＭ信号が前記オフレベルであるときには前記ローレベル閾電圧以下の電圧となるディスチャージ端子と、電源端に接続された電源端子と、接地端に接続された接地端子とを有するタイマＩＣと、
一端が前記接地端に接続されており、他端の電位が前記タイマＩＣのトリガー端子の電位およびスレッショルド端子の電位と同一であるコンデンサと、
一端が前記電源端に接続された第１の抵抗と、
アノードが前記第１の抵抗の他端に接続され、カソードが前記コンデンサの他端に接続
された第１のダイオードと、
アノードが、前記コンデンサの他端に接続された第２のダイオードと、
前記第２のダイオードのカソードから出力される電流が一端に入力され、他端が前記タイマＩＣのディスチャージ端子に接続された第２の抵抗と、
前記入力電圧変換部から出力される増幅された電圧差がアノードに入力され、カソードが前記タイマＩＣのスレッショルド端子に接続された第３のダイオードと、
を備えるスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 A PWM control device for a switching power supply that outputs a PWM signal for controlling on and off of a switching element included in the switching power supply,
an input current converter that converts the input current of the switching power supply into a voltage using a shunt resistor, amplifies the voltage, and outputs an input current converted voltage;
an input voltage converter that divides the input voltage of the switching power supply to find a converted input voltage, and amplifies the voltage difference between the input current converted voltage and the converted input voltage;
an output terminal for outputting an on-level PWM signal for turning on the switching element or an off-level PWM signal for turning off the switching element; a trigger terminal at which the PWM signal of the output terminal changes from the off level to the on level; and a PWM signal of the output terminal when the input voltage increases from the low level and becomes equal to or higher than a predetermined high level threshold voltage. changes from the on level to the off level, and when the PWM signal of the output terminal is the on level, the impedance becomes high, and when the PWM signal of the output terminal is the off level, the low level threshold voltage a timer IC having a discharge terminal having the following voltage, a power supply terminal connected to a power supply terminal, and a ground terminal connected to a ground terminal;
a capacitor having one end connected to the ground terminal and the potential of the other end being the same as the potential of the trigger terminal and the potential of the threshold terminal of the timer IC;
a first resistor having one end connected to the power supply end;
a first diode having an anode connected to the other end of the first resistor and a cathode connected to the other end of the capacitor;
a second diode having an anode connected to the other end of the capacitor;
a second resistor having one end to which the current output from the cathode of the second diode is input and the other end to which the discharge terminal of the timer IC is connected;
a third diode having an anode to which the amplified voltage difference output from the input voltage conversion unit is input and a cathode to which the threshold terminal of the timer IC is connected;
A PWM controller for a switching power supply, comprising: 前記スイッチング電源の出力電圧が所定の電圧以下であるときに光を放射する発光素子を有する出力電圧検出部と、
一端が前記第２のダイオードのカソードに接続され、他端が前記第２の抵抗の一端に接続された第３の抵抗と、
電流路の一端と他端とがそれぞれ前記第３の抵抗の一端と他端とに接続されており、前記出力電圧検出部から放射される光を受けるとき、当該電流路が導通する受光素子と、
を備える請求項６に記載のスイッチング電源用ＰＷＭ制御装置。 an output voltage detection unit having a light emitting element that emits light when the output voltage of the switching power supply is equal to or lower than a predetermined voltage;
a third resistor having one end connected to the cathode of the second diode and the other end connected to one end of the second resistor;
a light-receiving element having one end and the other end of the current path connected to one end and the other end of the third resistor, respectively, and conducting the current path when receiving light emitted from the output voltage detector; ,
The PWM control device for a switching power supply according to claim 6, comprising:
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