JPH08103075A - Semiconductor integrated circuit device for insulated switching power supply - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device for insulated switching power supply

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JPH08103075A
JPH08103075A JP23617694A JP23617694A JPH08103075A JP H08103075 A JPH08103075 A JP H08103075A JP 23617694 A JP23617694 A JP 23617694A JP 23617694 A JP23617694 A JP 23617694A JP H08103075 A JPH08103075 A JP H08103075A
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power supply
auxiliary winding
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input terminal
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Yuji Yamanishi
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Abstract

PURPOSE: To prevent a break of parts such as a rectifier diode due to short circuit of a secondary wiring of a transformer or short circuit of an auxiliary winding. CONSTITUTION: A switching element 1 at the primary side of a transformer 30 is controlled by a PWM control circuit 12 or the like. For feeding to the PWM control circuit 12 or the like, a power supply input terminal 2A, to which a voltage of an AC power supply 3 is applied after rectifying and smoothing, and a power supply input terminal 2B, to which a voltage of an auxiliary winding 5 of a transformer 30 is applied, are respectively provided. And, at the time of starting, a drive current is supplied from a power supply input terminal 2A to PWM control circuit 12 and the like and, when the voltage of the auxiliary winding 5 exceeds a predetermined voltage, the supply of a drive current from the first power supply input terminal 2A is stopped, and a drive current is supplied from a power supply input terminal 2B to the PWM control circuit 12 and the like. Also, if the voltage of the auxiliary winding 5 drops below the predetermined voltage value, then the switching element 1 performs a intermittent operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は絶縁型スイッチング電
源装置用半導体集積回路装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device for an insulation type switching power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、充電型の電源を有する電子機器が
広く用いられているが、その充電器として用いられる電
源は、定電流充電を行うものが多い。その定電流充電回
路の例として、絶縁型スイッチング電源装置を図4に示
す。この絶縁型スイッチング電源装置は、図4に示すよ
うに、交流電源3bの交流電圧を整流ブリッジ25bお
よび平滑コンデンサ26bで整流・平滑し、得られた直
流電圧をトランス30bの一次巻線にMOSFETから
なるスイッチング素子1bを介して断続的に加えるよう
になっている。そして、トランス30bの二次巻線の誘
起電圧をダイオード22bおよび平滑コンデンサ28b
で整流・平滑して直流電圧を負荷へ供給するようになっ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices having a rechargeable power source have been widely used, and most of the power sources used as chargers carry out constant current charging. An insulated switching power supply device is shown in FIG. 4 as an example of the constant current charging circuit. As shown in FIG. 4, this insulation type switching power supply device rectifies and smoothes the AC voltage of the AC power supply 3b by the rectification bridge 25b and the smoothing capacitor 26b, and the obtained DC voltage is supplied from the MOSFET to the primary winding of the transformer 30b. It is adapted to be applied intermittently via the switching element 1b. Then, the induced voltage in the secondary winding of the transformer 30b is applied to the diode 22b and the smoothing capacitor 28b.
The DC voltage is supplied to the load after being rectified and smoothed by.

【0003】この際、スイッチング素子1bは、制御回
路2bで制御されるが、その動作電源は、起動時は整流
ブリッジ25bの方から供給されるが、トランス30b
の補助巻線5bの誘起電圧がある値を超えると、補助巻
線5bの誘起電圧をダイオードおよび平滑コンデンサか
らなる補助巻線整流・平滑回路33bから供給するよう
になっている。
At this time, the switching element 1b is controlled by the control circuit 2b, and its operating power is supplied from the rectifying bridge 25b at the time of starting, but the transformer 30b.
When the induced voltage of the auxiliary winding 5b exceeds a certain value, the induced voltage of the auxiliary winding 5b is supplied from the auxiliary winding rectifying / smoothing circuit 33b including a diode and a smoothing capacitor.

【0004】また、負荷へ供給する電流を定電流とする
ために、トランス30bの二次巻線から負荷への給電路
中に二次側電流検出用抵抗39を挿入し、この二次側電
流検出用抵抗39の電圧降下を、ツェナーダイオードお
よび抵抗からなる基準電圧作成回路40より出力される
基準電圧41とオペアンプ27bで比較し、両電圧の差
信号をホトカプラ9bを介して制御回路2bに帰還して
いる。
Further, in order to make the current supplied to the load a constant current, a secondary side current detecting resistor 39 is inserted in the power feeding path from the secondary winding of the transformer 30b to the load, and the secondary side current is detected. The voltage drop of the detection resistor 39 is compared with the reference voltage 41 output from the reference voltage generation circuit 40 including a Zener diode and a resistor with the operational amplifier 27b, and the difference signal between the two voltages is fed back to the control circuit 2b via the photocoupler 9b. are doing.

【0005】ここで、帰還動作について詳しく説明す
る。トランス30bの二次側の電流を二次側電流検出用
抵抗39で電圧として検出し、この電圧を基準電圧作成
回路40で作成した基準電圧41と比較し、この両者が
等しくなるように制御を行っている。つまり、二次側電
流検出用抵抗39の電圧が、基準電圧41よりも大きく
なると、スイッチング素子1bのオンデューティを小さ
くする機能が働き、これによって二次側電流が減り、負
帰還がかかるようになっている。
Here, the feedback operation will be described in detail. The secondary side current of the transformer 30b is detected as a voltage by the secondary side current detection resistor 39, this voltage is compared with the reference voltage 41 created by the reference voltage creating circuit 40, and control is performed so that both are equal. Is going. That is, when the voltage of the secondary-side current detection resistor 39 becomes higher than the reference voltage 41, the function of reducing the on-duty of the switching element 1b works, thereby reducing the secondary-side current and applying negative feedback. Has become.

【0006】この負帰還をかけるため、二次側の帰還信
号を一次側へ伝達することが必要であるが、その際、一
次側と二次側の電気的絶縁をとるため、上記したように
フォトカプラ9bが使用されている。また、二次側の電
流を検出し、これをフォトカプラ信号に変換するため、
オペアンプ27bを使用している。このオペアンプ27
bの動作としては、出力電流が増加するとオペアンプ2
7bの負入力電圧が上がり、正入力電圧よりも高くなる
とオペアンプ27bの出力が下がり、フォトダイオード
9bに電流が流れ、一次側へ電流信号が伝わる。このホ
トカプラ電流が大きくなるほど、一次側の制御回路2b
においては、スイッチング素子1bのオンデューティを
小さくする動作が働き、二次側出力電流を小さくする。
In order to apply this negative feedback, it is necessary to transmit the feedback signal on the secondary side to the primary side. At that time, in order to electrically insulate the primary side and the secondary side, as described above. The photo coupler 9b is used. Also, in order to detect the current on the secondary side and convert this into a photocoupler signal,
The operational amplifier 27b is used. This operational amplifier 27
As the operation of b, when the output current increases, the operational amplifier 2
When the negative input voltage of 7b rises and becomes higher than the positive input voltage, the output of the operational amplifier 27b falls, a current flows through the photodiode 9b, and a current signal is transmitted to the primary side. As the photocoupler current increases, the control circuit 2b on the primary side
In the above, the operation of reducing the on-duty of the switching element 1b works to reduce the secondary side output current.

【0007】図5には、制御回路2bの具体例として、
ホトカプラ電流の変化によってスイッチング素子1bの
オンデューティを制御した回路例を示した。エラーアン
プ48の正入力には、基準電圧である1.25Vが印加
されている。したがって、エラーアンプ48の負入力端
子42は、1.25Vになるように制御がかかる。つま
り、エラーアンプ48の負入力端子が1.25Vで一定
であるためには、ホトカプラ9bの電流が増加すると、
エラーアンプ48の出力電圧46が低くならねばならな
い。コンパレータ44の負入力には、このエラーアンプ
48の出力電圧46が入力されており、正入力端子45
には、1.25Vと2.3Vの間で上昇、下降する三角
波45が入力されている。
FIG. 5 shows a specific example of the control circuit 2b.
An example of a circuit in which the on-duty of the switching element 1b is controlled by changing the photocoupler current has been shown. A reference voltage of 1.25 V is applied to the positive input of the error amplifier 48. Therefore, the negative input terminal 42 of the error amplifier 48 is controlled to be 1.25V. That is, since the negative input terminal of the error amplifier 48 is constant at 1.25V, if the current of the photocoupler 9b increases,
The output voltage 46 of the error amplifier 48 must be low. The output voltage 46 of this error amplifier 48 is input to the negative input of the comparator 44, and the positive input terminal 45
A triangular wave 45 that rises and falls between 1.25 V and 2.3 V is input to the.

【0008】ここで、コンパレータ44は、エラーアン
プ48の出力と上記三角波45とを比較し、その情報信
号をロジック回路49へ伝達するが、スイッチング素子
1bは、上記三角波45の上り勾配でかつコンパレータ
44の出力が“0”の場合にオンするようになってい
る。したがって、ホトカプラ電流が増加して、エラーア
ンプ48の出力電圧46が図6(a)のように低下する
と、上記三角波45の上り勾配において三角波45の電
圧がエラーアンプ48の出力電圧46よりも低い期間が
短くなり、スイッチング素子1bのオン期間、つまりオ
ンデューティ小さくなり、図6(b)の波形47のよう
になる。
Here, the comparator 44 compares the output of the error amplifier 48 with the triangular wave 45 and transmits the information signal thereof to the logic circuit 49. The switching element 1b has the upward slope of the triangular wave 45 and the comparator. When the output of 44 is "0", it is turned on. Therefore, when the photocoupler current increases and the output voltage 46 of the error amplifier 48 decreases as shown in FIG. 6A, the voltage of the triangular wave 45 is lower than the output voltage 46 of the error amplifier 48 in the upward slope of the triangular wave 45. The period is shortened, the ON period of the switching element 1b, that is, the ON duty is reduced, and the waveform 47 of FIG. 6B is obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前項で示した従来の回
路において、二次側の定電流制御を行っているとき、二
次側の負荷が過負荷状態、あるいは、負荷短絡になった
場合、二次側の出力電流が常に最大値の状態が続いた
り、二次側の出力電圧が下がりすぎると、二次側の電流
検出をしてホトダイオード電流を流すオペアンプ27b
の動作が停止し、スイッチング素子1bのオンデューテ
ィ制御がきかなくなる。
In the conventional circuit shown in the preceding paragraph, when the secondary side constant current control is performed and the secondary side load is in an overload state or a load short circuit occurs, If the output current on the secondary side always keeps the maximum value or if the output voltage on the secondary side drops too much, the operational amplifier 27b detects the secondary side current and supplies a photodiode current.
Is stopped, and on-duty control of the switching element 1b is no longer effective.

【0010】このことで、二次側の整流用のダイオード
22b等に負担をかけることになり、その負担が大きす
ぎる場合は、破壊を招く。また、トランス30bの補助
巻線5bとグラウンドラインの短絡状態が生じた時、こ
のラインにも大きな電流が流れ、補助巻線ラインの整流
用のダイオード(補助巻線整流・平滑回路33b内)に
も負担をかけることになり、この場合も負担が大きすぎ
ると破壊を招くことになる。
This imposes a burden on the secondary side rectifying diode 22b and the like, and if the burden is too large, it causes damage. In addition, when a short-circuit state occurs between the auxiliary winding 5b of the transformer 30b and the ground line, a large current also flows in this line, and a rectifying diode (in the auxiliary winding rectifying / smoothing circuit 33b) of the auxiliary winding line flows. Also becomes a burden, and in this case too large a burden leads to destruction.

【0011】したがって、この発明の目的は、トランス
の二次巻線短絡や補助巻線短絡等による整流用ダイオー
ド等の部品の破壊を防止し、絶縁型スイッチング電源装
置の安全性を高めることができる絶縁型スイッチング電
源装置用半導体集積回路装置を提供することである。
Therefore, it is an object of the present invention to prevent destruction of parts such as a rectifying diode due to a short circuit of a secondary winding of a transformer or a short circuit of an auxiliary winding, and enhance the safety of an insulated switching power supply device. An object is to provide a semiconductor integrated circuit device for an insulation type switching power supply device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明の絶縁型スイッ
チング電源装置用半導体集積回路装置は、絶縁型スイッ
チング電源装置のトランスの一次巻線に接続されるスイ
ッチング素子を制御する制御回路を備え、交流電源の交
流電圧を整流・平滑した電圧が印加される第1の電源入
力端子とトランスの補助巻線の電圧が印加される第2の
電源入力端子とを具備し、起動時には第1の電源入力端
子から制御回路へ駆動電流を供給し補助巻線の電圧が決
まった第1の電圧以上になると第1電源入力端子からの
駆動電流供給を止めて第2の電源入力端子より制御回路
へ駆動電流を供給する第1の機能を有し、補助巻線の電
圧が第1の電圧以上の第2の電圧を下回ったときにスイ
ッチング素子を間欠的にスイッチング動作させる第2の
機能を有する。
A semiconductor integrated circuit device for an insulation type switching power supply device of the present invention comprises a control circuit for controlling a switching element connected to a primary winding of a transformer of the insulation type switching power supply device, and an alternating current It has a first power supply input terminal to which a voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage of the power supply is applied, and a second power supply input terminal to which the voltage of the auxiliary winding of the transformer is applied. When the drive current is supplied from the terminal to the control circuit and the voltage of the auxiliary winding becomes equal to or higher than the predetermined first voltage, the supply of the drive current from the first power supply input terminal is stopped and the drive current is supplied from the second power supply input terminal to the control circuit. And has a second function of intermittently switching the switching element when the voltage of the auxiliary winding falls below the second voltage equal to or higher than the first voltage.

【0013】つまり、この発明では、絶縁型スイッチン
グ電源装置において、トランスの補助巻線電圧を検出
し、この電圧が、規定値以下、つまり第2の電圧以下に
なった場合、スイッチング素子を間欠的にスイッチング
動作させる。補助巻線電圧は、二次側出力電圧と比例す
るため、二次側負荷が短絡され、二次側電圧が低下する
と補助巻線電圧が低下するので、これを検出してスイッ
チング素子を間欠的にスイッチング動作させるものであ
る。また補助巻線がグラウンドラインと短絡すると、補
助巻線電圧が低下し、同様にスイッチング素子は、間欠
動作をすることになる。間欠動作とは、通常のスイッチ
ング周波数でスイッチング素子がスイッチング動作を行
う期間と、スイッチング素子を全く停止した期間とを一
定周期で交互に繰り返す動作のことである。
That is, according to the present invention, in the insulated switching power supply device, the auxiliary winding voltage of the transformer is detected, and when the voltage becomes equal to or lower than the specified value, that is, equal to or lower than the second voltage, the switching element is intermittently operated. Switch operation. The auxiliary winding voltage is proportional to the secondary output voltage, so if the secondary load is short-circuited and the secondary voltage drops, the auxiliary winding voltage drops. The switching operation is performed. When the auxiliary winding is short-circuited with the ground line, the auxiliary winding voltage drops, and the switching element also operates intermittently. The intermittent operation is an operation in which a period in which a switching element performs a switching operation at a normal switching frequency and a period in which the switching element is completely stopped are alternately repeated at a constant cycle.

【0014】[0014]

【作用】この発明の構成によれば、トランスの二次側負
荷が短絡した場合、スイッチング素子が間欠的にスイッ
チング動作するため、間欠スイッチング動作中は、トラ
ンスの二次側への電力供給は低減されることになる。こ
のことで、トランスの二次側の整流ダイオードにおける
損失電力も低減される。損失電力が低減されることで、
二次側の整流ダイオードでの熱発生が小さくなり、整流
ダイオードの破損が避けられることになる。また、補助
巻線とグラウンドラインが短絡されると、補助巻線の整
流ダイオードに短絡電流が流れることになるが、このと
きも、スイッチング素子が間欠スイッチング動作をする
ため、間欠スイッチング動作中は、補助巻線の整流ダイ
オードにおける損失電力が低減され、熱発生も抑制され
ることになる。つまり、この発明の手段をとることによ
って、絶縁型スイッチング電源装置の不具合発生時にお
ける部品からの発火等の危険性を回避することができ、
電源の安全性を高めることができる。
According to the structure of the present invention, when the secondary load of the transformer is short-circuited, the switching element intermittently performs the switching operation, so that the power supply to the secondary side of the transformer is reduced during the intermittent switching operation. Will be done. This also reduces the power loss in the rectifier diode on the secondary side of the transformer. By reducing the power loss,
Heat generation in the rectifier diode on the secondary side is reduced, and damage to the rectifier diode can be avoided. When the auxiliary winding and the ground line are short-circuited, a short-circuit current flows in the rectifier diode of the auxiliary winding.At this time as well, the switching element performs intermittent switching operation, so during the intermittent switching operation, The power loss in the rectifying diode of the auxiliary winding is reduced, and heat generation is suppressed. That is, by taking the means of the present invention, it is possible to avoid the risk of ignition from the components when a failure occurs in the insulated switching power supply device,
The safety of the power supply can be increased.

【0015】[0015]

【実施例】図1にこの発明を実施例した例として絶縁型
スイッチング電源装置の一次側制御用の絶縁型スイッチ
ング電源装置用半導体集積回路装置を定電流充電型電源
装置に使用した場合のブロック図を示し、また、図2に
は、この発明を実施した絶縁型スイッチング電源装置用
半導体集積回路装置内の回路の例を示した。本項では、
この両図によってその実施例を説明する。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device for an insulating type switching power supply device for controlling the primary side of an insulating type switching power supply device used as a constant current charging type power supply device as an example of the embodiment of the present invention. 2 shows an example of a circuit in the semiconductor integrated circuit device for an insulation type switching power supply device embodying the present invention. In this section,
The embodiment will be described with reference to these drawings.

【0016】図1で示した実施例は、MOSFETから
なるスイッチング素子1とその制御回路としてのBiC
MOS回路を同一チップ内に搭載した絶縁型スイッチン
グ電源装置用半導体集積回路装置2で、絶縁型スイッチ
ング電源の一次側の交流電源3の交流電圧を整流ブリッ
ジ25と平滑コンデンサ26とで整流・平滑した部分4
の電圧と、補助巻線5の電圧を補助巻線整流・平滑回路
33で整流・平滑した電圧とが第1および第2の電源入
力端子2A,2Bにそれぞれ印加され、電源起動時に
は、整流ブリッジ25と平滑コンデンサ26とで整流・
平滑した部分4の電圧によって絶縁型スイッチング電源
装置用半導体集積回路装置2に制御回路、例えばPWM
制御回路12等を駆動する駆動電流を供給し、起動後、
つまり補助巻線電圧が予め決めた電圧より高くなったと
きに整流ブリッジ25と平滑コンデンサ26とで整流・
平滑した部分4からの電圧印加を停止し、補助巻線5の
電圧を補助巻線整流・平滑回路33で整流・平滑した電
圧によって絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回
路装置2に制御回路を駆動する駆動電流を供給する。こ
のように給電経路を切り替えるのは、以下のプリレギュ
レータ回路の機能による。
In the embodiment shown in FIG. 1, a switching element 1 composed of a MOSFET and a BiC as a control circuit thereof are provided.
In the semiconductor integrated circuit device 2 for an insulating type switching power supply device in which a MOS circuit is mounted in the same chip, the AC voltage of the AC power supply 3 on the primary side of the insulating type switching power supply is rectified and smoothed by the rectifying bridge 25 and the smoothing capacitor 26. Part 4
And a voltage obtained by rectifying / smoothing the voltage of the auxiliary winding 5 by the auxiliary winding rectifying / smoothing circuit 33 are applied to the first and second power supply input terminals 2A and 2B, respectively. 25 and smoothing capacitor 26 for rectification
A control circuit, for example, a PWM, is applied to the semiconductor integrated circuit device 2 for the isolated switching power supply device by the voltage of the smoothed portion 4.
After supplying the drive current for driving the control circuit 12 and the like, after starting,
That is, when the auxiliary winding voltage becomes higher than a predetermined voltage, the rectifying bridge 25 and the smoothing capacitor 26 rectify /
The voltage application from the smoothed portion 4 is stopped, and the control circuit is driven in the semiconductor integrated circuit device 2 for the isolated switching power supply device by the voltage obtained by rectifying and smoothing the voltage of the auxiliary winding 5 by the auxiliary winding rectifying / smoothing circuit 33. Drive current is supplied. Switching the power supply path in this manner is based on the function of the pre-regulator circuit described below.

【0017】絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積
回路装置2内には、内部の回路の電源用としての、安定
化電圧6を作り出すプリレギュレータ回路(特許請求の
範囲における第1の機能に対応する)7、内部の基準電
圧をつくるバンドギャップ回路、スイッチング素子1の
発振周波数(矩形波、クロックパルス、鋸歯状波)など
を作る発振器8、ホトカプラ9の電流によってPWM制
御を行うエラーアンプ10A、10B、コンパレータ1
1等からなるPWM制御回路12、ホトカプラ9の電流
がなくなったときスイッチング素子1を間欠的にスイッ
チング動作させるタイマ回路13、スイッチング素子1
の過電流保護回路14、二次側の過昇電圧保護回路1
5、上記絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路
装置2内部の安定化電圧6が低下したことを検出してス
イッチング素子1を停止させる安定化電源電圧低下検出
回路17、スイッチング素子1を制御するロジック回路
18、過熱保護回路19等を内蔵している。
A pre-regulator circuit (corresponding to the first function in the claims) for producing a stabilized voltage 6 for the power supply of an internal circuit is provided in the semiconductor integrated circuit device 2 for an insulating type switching power supply device. 7, a bandgap circuit that creates an internal reference voltage, an oscillator 8 that creates the oscillation frequency (rectangular wave, clock pulse, sawtooth wave) of the switching element 1, and error amplifiers 10A and 10B that perform PWM control with the current of the photocoupler 9, Comparator 1
1 and the like, a PWM control circuit 12, a timer circuit 13 for intermittently performing a switching operation of the switching element 1 when the current of the photocoupler 9 is exhausted, a switching element 1
Overcurrent protection circuit 14, secondary side overvoltage protection circuit 1
5, a stabilized power supply voltage drop detection circuit 17 for stopping the switching element 1 by detecting that the stabilization voltage 6 inside the semiconductor integrated circuit device 2 for the insulating type switching power supply device 2 has dropped, and a logic for controlling the switching element 1. The circuit 18, the overheat protection circuit 19 and the like are incorporated.

【0018】そして、この発明である、規定電圧値(特
許請求の範囲における第2の電圧に相当する)よりも補
助巻線電圧が低下したことをコンパレータ20Aを用い
て検知する補助巻線電圧低下検出回路(特許請求の範囲
における第2の機能に対応する)20が内蔵され、補助
巻線電圧低下検出回路20が補助巻線5の電圧の低下を
検出したときに補助巻線電圧低下検出回路20の出力を
ロジック回路(特許請求の範囲における第2の機能に対
応する)18に伝達し、タイマ回路(特許請求の範囲に
おける第2の機能に対応する)13を動作させて、スイ
ッチング素子1を間欠的にスイッチングさせるようにな
っている。なお、補助巻線電圧低下検出回路20は、例
えば補助巻線5の電圧もしくは補助巻線5の電圧をを抵
抗分割した電圧を基準電圧と比較することにより、補助
巻線5の電圧の低下を検出する構成になっている。ま
た、上記の規定電圧値は、整流ブリッジ25と平滑コン
デンサ26とで整流・平滑した部分4からの電圧印加が
停止されるときの補助巻線5の電圧または、それより高
い所定に電圧に設定される。
The auxiliary winding voltage drop is detected by the comparator 20A that the auxiliary winding voltage is lower than the specified voltage value (corresponding to the second voltage in the claims) according to the present invention. A detection circuit (corresponding to the second function in the claims) 20 is built-in, and when the auxiliary winding voltage drop detection circuit 20 detects the voltage drop of the auxiliary winding 5, the auxiliary winding voltage drop detection circuit The output of 20 is transmitted to the logic circuit (corresponding to the second function in the claims) 18 and the timer circuit (corresponding to the second function in the claims) 13 is operated to operate the switching element 1 Is switched intermittently. The auxiliary winding voltage drop detection circuit 20 compares the voltage of the auxiliary winding 5 or the voltage obtained by resistance-dividing the voltage of the auxiliary winding 5 with a reference voltage to reduce the voltage of the auxiliary winding 5. It is configured to detect. The specified voltage value is set to the voltage of the auxiliary winding 5 when the voltage application from the portion 4 rectified and smoothed by the rectifying bridge 25 and the smoothing capacitor 26 is stopped, or a predetermined voltage higher than that. To be done.

【0019】間欠動作は、外付けのコンデンサ21に定
電流の充電・放電(ここでは、充電電流10μA,放電
電流が2.5μAとなっている)を繰り返し、三角波形
を発生させ、その上り勾配時にスイッチング素子1が通
常のスイッチング動作を行い、下り勾配においてスイッ
チング動作を停止するようになっている。上り勾配の時
間は下り勾配の時間の1/4であるから、間欠的スイッ
チング動作時の二次側の整流ダイオード22、絶縁型ス
イッチング電源装置用半導体集積回路装置2の内部等で
の損失電力は、入る前の約1/5になる。これらの動作
は、コンパレータ23,24で上記コンデンサ21の電
圧を検知して行われている。
In the intermittent operation, constant-current charging / discharging (here, the charging current is 10 μA and the discharging current is 2.5 μA) is repeated in the external capacitor 21 to generate a triangular waveform, and its upslope is generated. At times, the switching element 1 performs a normal switching operation, and stops the switching operation at a downward slope. Since the time of the upslope is 1/4 of the time of the downslope, the power loss in the rectifier diode 22 on the secondary side, the inside of the semiconductor integrated circuit device 2 for the isolated switching power supply device, etc. during the intermittent switching operation is , About 1/5 before entering. These operations are performed by detecting the voltage of the capacitor 21 by the comparators 23 and 24.

【0020】トランス30の二次側出力は、二次側の整
流ダイオード22と平滑コンデンサ28で整流・平滑さ
れている。二次側電流は、抵抗29で電圧として検出さ
れ、オペアンプ27とホトカプラ9を用いてトランス3
0の一次側へ帰還信号として伝えている。二次側の出力
電流が大きくなると、オペアンプ27の出力は高くな
り、ホトダイオード9の電流は大きくなり、スイッチン
グ素子1のオンデューティが狭く絞られる。
The secondary side output of the transformer 30 is rectified and smoothed by the secondary side rectifying diode 22 and the smoothing capacitor 28. The secondary current is detected as a voltage by the resistor 29, and the operational amplifier 27 and the photo coupler 9 are used to detect the secondary current.
0 is transmitted to the primary side as a feedback signal. When the output current on the secondary side increases, the output of the operational amplifier 27 increases, the current of the photodiode 9 increases, and the on-duty of the switching element 1 is narrowed down.

【0021】図2に、上記の補助巻線5の電圧が一定電
圧よりも低下した場合、それを検知する回路の他の例を
示す。ここでは、絶縁型スイッチング電源装置用半導体
集積回路装置2内部の安定化電圧6(5.8V)よりも
等価ダイオード37のカソード側34の電圧が低くなる
と、ミラー回路38によって、ミラー回路38の出力部
35の電圧が高くなり、補助巻線電圧低下の検出信号が
ロジック回路18(図1参照)に伝達される。つまり、
補助巻線5の電圧が絶縁型スイッチング電源装置用半導
体集積回路装置2の内部安定化電圧6よりも等価ダイオ
ード37の1個分の電圧、つまり約0.6Vだけ高い電
圧(規定電圧値)よりも低下すると、スイッチング素子
1の間欠スイッチング動作に入る。36は定電流源であ
る。
FIG. 2 shows another example of a circuit for detecting when the voltage of the auxiliary winding 5 drops below a certain voltage. Here, when the voltage on the cathode side 34 of the equivalent diode 37 becomes lower than the stabilization voltage 6 (5.8 V) inside the semiconductor integrated circuit device 2 for the isolated switching power supply device, the mirror circuit 38 outputs the output of the mirror circuit 38. The voltage of the portion 35 becomes high, and the detection signal of the auxiliary winding voltage drop is transmitted to the logic circuit 18 (see FIG. 1). That is,
The voltage of the auxiliary winding 5 is higher than the internal stabilizing voltage 6 of the semiconductor integrated circuit device 2 for the isolated switching power supply device by one equivalent diode 37, that is, a voltage (specified voltage value) higher by about 0.6V. When also decreases, the intermittent switching operation of the switching element 1 starts. 36 is a constant current source.

【0022】また、補助巻線5とグラウンドライン間の
短絡についても、補助巻線電圧の低下が起こり、同様な
機能が働く。さて、定電流出力制御を行っている絶縁型
スイッチング電源装置において、上記の補助巻線電圧を
検出して、スイッチング素子1が間欠スイッチング動作
する機能がある場合(実線)とない場合(破線)の出力
電圧−電流の特性を図3に示した。この間欠スイッチン
グ機能がない場合、出力電圧が下がると、図1の二次側
のオペアンプ27の動作停止により、二次側からのフィ
ードバックができなくなるため、電流値が増加するが、
この間欠スイッチング機能があれば、一定電流の領域か
ら間欠動作にはいるため、出力特性は、いわゆるフの字
特性となり、整流ダイオード22や、補助巻線整流・平
滑回路33の整流ダイオードなどの負担が軽減される。
Also, in the case of a short circuit between the auxiliary winding 5 and the ground line, the auxiliary winding voltage drops and the same function works. By the way, in the insulating type switching power supply device which is performing the constant current output control, the case where the switching element 1 has the function of performing the intermittent switching operation by detecting the auxiliary winding voltage (solid line) and the case where it does not have the function (broken line) The output voltage-current characteristics are shown in FIG. Without this intermittent switching function, if the output voltage drops, the operation of the operational amplifier 27 on the secondary side of FIG. 1 stops, and feedback from the secondary side becomes impossible, so the current value increases.
If there is this intermittent switching function, the intermittent operation starts from the constant current region, so the output characteristic becomes a so-called fold-back characteristic, and the load on the rectifying diode 22, the rectifying diode of the auxiliary winding rectifying / smoothing circuit 33, and the like. Is reduced.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明の絶縁型スイッチング電源装置
用半導体集積回路装置によれば、トランスの補助巻線の
電圧の低下を検出して、スイッチング素子を間欠的にス
イッチング動作させる機能を設けることにより、二次側
負荷の短絡時において、二次側あるいは補助巻線側の整
流ダイオード等の部品の負担を軽減でき、安全性に優れ
た絶縁型スイッチング電源装置を実現できる。
According to the semiconductor integrated circuit device for an insulating type switching power supply device of the present invention, a function of detecting a drop in the voltage of the auxiliary winding of the transformer and intermittently switching the switching element is provided. When the secondary side load is short-circuited, the burden on the secondary side or auxiliary winding side parts such as the rectifying diode can be reduced, and an insulated switching power supply device excellent in safety can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例の絶縁型スイッチング電源
装置用半導体集積回路装置を有する絶縁型スイッチング
電源装置の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an insulating switching power supply device having a semiconductor integrated circuit device for an insulating switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく絶縁型スイッチング電源装置用半導体集
積回路装置の内部回路の一部の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device for the insulating type switching power supply device.

【図3】絶縁型スイッチング電源装置の出力電圧−出力
電流特性図である。
FIG. 3 is an output voltage-output current characteristic diagram of the insulation type switching power supply device.

【図4】定電流充電を行う従来の絶縁型スイッチング電
源装置の一例の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a conventional insulated switching power supply device that performs constant current charging.

【図5】図4の制御回路の具体的な回路図である。5 is a specific circuit diagram of the control circuit of FIG.

【図6】図5の回路におけるホトカプラ電流とオンデュ
ーティの関係を示すタイムチャートである。
6 is a time chart showing the relationship between photocoupler current and on-duty in the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング素子 2 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装
置 2A 電源入力端子 2B 電源入力端子 3 交流電源 5 補助巻線 7 プリレギュレータ回路 8 発振器 9 ホトカプラ 10 エラーアンプ 11 コンパレータ 12 PWM制御回路 13 タイマ回路 14 過電流保護回路 15 過昇電圧保護回路 17 安定化電源電圧低下検出回路 18 ロジック回路 19 過熱保護回路 20 補助巻線電圧低下検出回路 38 ミラー回路 21 外付けコンデンサ 22 整流ダイオード 23,24 コンパレータ 25 整流ブリッジ 26 平滑コンデンサ 27 オペアンプ 28 平滑コンデンサ 29,39 抵抗 30 トランス 31 コンデンサ 32 コンデンサ 33 補助巻線用整流・平滑回路 36 定電流源 37 等価ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 switching element 2 semiconductor integrated circuit device for insulation type switching power supply device 2A power supply input terminal 2B power supply input terminal 3 AC power supply 5 auxiliary winding 7 pre-regulator circuit 8 oscillator 9 photocoupler 10 error amplifier 11 comparator 12 PWM control circuit 13 timer circuit 14 Overcurrent protection circuit 15 Overvoltage protection circuit 17 Stabilized power supply voltage drop detection circuit 18 Logic circuit 19 Overheat protection circuit 20 Auxiliary winding voltage drop detection circuit 38 Mirror circuit 21 External capacitor 22 Rectifier diode 23, 24 Comparator 25 Rectifier bridge 26 smoothing capacitor 27 operational amplifier 28 smoothing capacitor 29, 39 resistor 30 transformer 31 capacitor 32 capacitor 33 auxiliary winding rectification / smoothing circuit 36 constant current source 37 equivalent diode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁型スイッチング電源装置のトランス
の一次巻線に接続されるスイッチング素子を制御する制
御回路を備え、交流電源の交流電圧を整流・平滑した電
圧が印加される第1の電源入力端子と前記トランスの補
助巻線の電圧が印加される第2の電源入力端子とを具備
し、起動時には前記第1の電源入力端子から前記制御回
路へ駆動電流を供給し前記補助巻線の電圧が決まった第
1の電圧以上になると前記第1電源入力端子からの駆動
電流供給を止めて前記第2の電源入力端子より前記制御
回路へ駆動電流を供給する第1の機能を有し、前記補助
巻線の電圧が前記第1の電圧以上の第2の電圧を下回っ
たときに前記スイッチング素子を間欠的にスイッチング
動作させる第2の機能を有することを特徴とする絶縁型
スイッチング電源装置用半導体集積回路装置。
1. A first power supply input, comprising a control circuit for controlling a switching element connected to a primary winding of a transformer of an insulated switching power supply device, to which a voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage of an AC power supply is applied. A terminal and a second power supply input terminal to which the voltage of the auxiliary winding of the transformer is applied, and at the time of start-up, a drive current is supplied from the first power supply input terminal to the control circuit to generate a voltage of the auxiliary winding. Has a first function of stopping the drive current supply from the first power supply input terminal and supplying a drive current from the second power supply input terminal to the control circuit when An insulated switching power supply device having a second function of intermittently switching the switching element when the voltage of the auxiliary winding falls below a second voltage equal to or higher than the first voltage. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 第2の機能は、補助巻線の電圧または前
記補助巻線の電圧を抵抗分割して作った電圧と制御回路
の内部の基準電圧とを比較し、前記基準電圧の方が高い
ときにスイッチング素子を間欠的にスイッチング動作さ
せる機能である請求項1記載の絶縁型スイッチング電源
装置用半導体集積回路装置。
2. The second function is to compare the voltage of the auxiliary winding or the voltage generated by resistance-dividing the voltage of the auxiliary winding with a reference voltage inside the control circuit, and the reference voltage is higher. The semiconductor integrated circuit device for an insulated switching power supply device according to claim 1, which has a function of intermittently performing a switching operation of the switching element when the voltage is high.
【請求項3】 補助巻線の電圧または補助巻線の電圧を
抵抗分割して作った電圧と基準電圧とを比較する回路が
コンパレータである請求項2記載の絶縁型スイッチング
電源装置用半導体集積回路装置。
3. A semiconductor integrated circuit for an isolated switching power supply device according to claim 2, wherein the circuit for comparing the voltage of the auxiliary winding or the voltage generated by dividing the voltage of the auxiliary winding with the reference voltage is a comparator. apparatus.
【請求項4】 補助巻線の電圧または補助巻線の電圧を
抵抗分割して作った電圧と基準電圧とを比較する回路が
ミラー回路である請求項2記載の絶縁型スイッチング電
源装置用半導体集積回路装置。
4. A semiconductor integrated circuit for an isolated switching power supply device according to claim 2, wherein the voltage of the auxiliary winding or the circuit for comparing the voltage generated by dividing the voltage of the auxiliary winding with the reference voltage is a mirror circuit. Circuit device.
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