JPH1118425A - パルス幅制御ic回路 - Google Patents
パルス幅制御ic回路Info
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- JPH1118425A JPH1118425A JP9171544A JP17154497A JPH1118425A JP H1118425 A JPH1118425 A JP H1118425A JP 9171544 A JP9171544 A JP 9171544A JP 17154497 A JP17154497 A JP 17154497A JP H1118425 A JPH1118425 A JP H1118425A
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- signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング電源の大幅な低価格化、高実装
密度化、高信頼化を図ることができるパルス幅制御IC
回路を提供すること。 【解決手段】 IC外部の主スイッチ50のオンオフを
制御する主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、
内蔵MOSFETのオンオフを制御する補助制御回路2
0を、一つのチップ上に構成することを特徴としてい
る。
密度化、高信頼化を図ることができるパルス幅制御IC
回路を提供すること。 【解決手段】 IC外部の主スイッチ50のオンオフを
制御する主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、
内蔵MOSFETのオンオフを制御する補助制御回路2
0を、一つのチップ上に構成することを特徴としてい
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
電子機器に用いられるパルス幅制御IC回路に関し、特
に補助電源を持つ場合のPWM制御ICとスイッチング
素子の構成に関する。
電子機器に用いられるパルス幅制御IC回路に関し、特
に補助電源を持つ場合のPWM制御ICとスイッチング
素子の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源装置において
は、本出願人の提案にかかる実開平2−37592号公
報に開示されているように、出力電圧安定化回路を有す
る主コンバータと、リンギング・チョーク・コンバータ
(RCC電源)等の簡易な回路構成の補助コンバータと
を組み合わせた回路が知られている。主コンバータの容
量は数百W程度であるのに対して、補助コンバータの容
量は数W程度である。
は、本出願人の提案にかかる実開平2−37592号公
報に開示されているように、出力電圧安定化回路を有す
る主コンバータと、リンギング・チョーク・コンバータ
(RCC電源)等の簡易な回路構成の補助コンバータと
を組み合わせた回路が知られている。主コンバータの容
量は数百W程度であるのに対して、補助コンバータの容
量は数W程度である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、補助コンバー
タであっても独立したコンバータであることに変わりは
なく、スイッチング素子やその制御回路等が必要であ
り、たとえ数Wといえども主コンバータに劣らない程の
部品点数を必要とする。従って、補助コンバータの一次
側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が、電源装
置全体に占める割合はかなりの大きさになるという課題
があった。また補助コンバータ用のスイッチング素子に
は高耐圧が必要とされるため、必要以上の電流定格を持
つ大型パッケージのFETやトランジスタを採用し、原
価低減の要請から再考すべきという課題があった。
タであっても独立したコンバータであることに変わりは
なく、スイッチング素子やその制御回路等が必要であ
り、たとえ数Wといえども主コンバータに劣らない程の
部品点数を必要とする。従って、補助コンバータの一次
側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が、電源装
置全体に占める割合はかなりの大きさになるという課題
があった。また補助コンバータ用のスイッチング素子に
は高耐圧が必要とされるため、必要以上の電流定格を持
つ大型パッケージのFETやトランジスタを採用し、原
価低減の要請から再考すべきという課題があった。
【0004】本発明は上述の課題を解決したもので、ス
イッチング電源の大幅な低価格化、高実装密度化、高信
頼化を図ることができるパルス幅制御IC回路を提供す
ることを目的とする。
イッチング電源の大幅な低価格化、高実装密度化、高信
頼化を図ることができるパルス幅制御IC回路を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する請
求項1記載のパルス幅制御IC回路は、IC外部の主ス
イッチ50のオンオフを制御する主制御回路10と、内
蔵MOSFET40と、こMOSFETのオンオフを制
御する補助制御回路20を、一つのチップ上に構成する
ことを特徴としている。
求項1記載のパルス幅制御IC回路は、IC外部の主ス
イッチ50のオンオフを制御する主制御回路10と、内
蔵MOSFET40と、こMOSFETのオンオフを制
御する補助制御回路20を、一つのチップ上に構成する
ことを特徴としている。
【0006】請求項1記載の構成によれば、主制御回路
は主スイッチの駆動を制御するもので、例えばパルス幅
制御方式により主スイッチの出力電圧を負荷電流によら
ず安定化している。補助制御回路は内蔵MOSFETを
駆動するもので、例えばパルス幅制御方式により内蔵M
OSFETの出力電圧を安定化している。半導体の製造
技術を駆使することで、主制御回路と補助制御回路、並
びにMOSFETを1チップ上に構成している。
は主スイッチの駆動を制御するもので、例えばパルス幅
制御方式により主スイッチの出力電圧を負荷電流によら
ず安定化している。補助制御回路は内蔵MOSFETを
駆動するもので、例えばパルス幅制御方式により内蔵M
OSFETの出力電圧を安定化している。半導体の製造
技術を駆使することで、主制御回路と補助制御回路、並
びにMOSFETを1チップ上に構成している。
【0007】請求項2では、主制御回路がPWMコンパ
レータと主スイッチドライバを有する点を明確にしてい
る。これにより、主スイッチの出力電圧を所定の設定値
に安定化する帰還ループが構成される。請求項3では、
主制御回路が最大電流リミット回路を有する点を明確に
している。これにより、主スイッチの過電流保護を行っ
ている。請求項4では、オアゲートとPWMラッチ回路
を有する点が明確にされている。オアゲートにより、P
WMコンパレータと最大電流リミット回路が帰還ループ
に旨く導入される。
レータと主スイッチドライバを有する点を明確にしてい
る。これにより、主スイッチの出力電圧を所定の設定値
に安定化する帰還ループが構成される。請求項3では、
主制御回路が最大電流リミット回路を有する点を明確に
している。これにより、主スイッチの過電流保護を行っ
ている。請求項4では、オアゲートとPWMラッチ回路
を有する点が明確にされている。オアゲートにより、P
WMコンパレータと最大電流リミット回路が帰還ループ
に旨く導入される。
【0008】請求項5では、補助制御回路が誤差アンプ
とPWMコンパレータと内蔵FETドライバを有する点
を明確にしている。これにより、内蔵MOSFETの出
力電圧を所定の設定値に安定化する帰還ループが構成さ
れる。請求項6では、補助制御回路が最大電流リミット
回路を有する点を明確にしている。これにより、内蔵M
OSFETの過電流保護を行っている。請求項7では、
オアゲートとPWMラッチ回路を有する点が明確にされ
ている。オアゲートにより、PWMコンパレータと最大
電流リミット回路が帰還ループに旨く導入される。
とPWMコンパレータと内蔵FETドライバを有する点
を明確にしている。これにより、内蔵MOSFETの出
力電圧を所定の設定値に安定化する帰還ループが構成さ
れる。請求項6では、補助制御回路が最大電流リミット
回路を有する点を明確にしている。これにより、内蔵M
OSFETの過電流保護を行っている。請求項7では、
オアゲートとPWMラッチ回路を有する点が明確にされ
ている。オアゲートにより、PWMコンパレータと最大
電流リミット回路が帰還ループに旨く導入される。
【0009】請求項8記載のパルス幅制御IC回路は、
IC外部の主スイッチ50のオンオフを制御する電流制
御式の主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、内
蔵MOSFETのオンオフを制御する電流制御式の補助
制御回路20を、一つのチップ上に構成することを特徴
としている。電流制御型では一次遅れ系の制御系となる
ので、特に内蔵MOSFETの制御回路を構成する際
に、非常に安定な制御系となるため、デバイスとしての
信頼性が向上する。これに対して、電圧制御型では二次
遅れ系の制御系となるので、一次遅れ系の制御系に比較
して制御系の安定性が良好でない。
IC外部の主スイッチ50のオンオフを制御する電流制
御式の主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、内
蔵MOSFETのオンオフを制御する電流制御式の補助
制御回路20を、一つのチップ上に構成することを特徴
としている。電流制御型では一次遅れ系の制御系となる
ので、特に内蔵MOSFETの制御回路を構成する際
に、非常に安定な制御系となるため、デバイスとしての
信頼性が向上する。これに対して、電圧制御型では二次
遅れ系の制御系となるので、一次遅れ系の制御系に比較
して制御系の安定性が良好でない。
【0010】請求項9では、主制御回路が電流検出コン
パレータと主スイッチドライバを有する点を明確にして
いる。これにより、主スイッチの出力電圧を所定の設定
値に安定化する帰還ループが構成される。請求項10で
は、主制御回路が最大電流リミット回路を有する点を明
確にしている。これにより、主スイッチのドレイン電流
最大値が制限される。請求項11では、補助制御回路が
電流検出コンパレータと内蔵FETドライバを有する点
を明確にしている。これにより、内蔵MOSFETの出
力電圧を所定の設定値に安定化する帰還ループが構成さ
れる。請求項12では、補助制御回路が最大電流リミッ
ト回路を有する点を明確にしている。これにより、内蔵
MOSFETのドレイン電流最大値が制限される。
パレータと主スイッチドライバを有する点を明確にして
いる。これにより、主スイッチの出力電圧を所定の設定
値に安定化する帰還ループが構成される。請求項10で
は、主制御回路が最大電流リミット回路を有する点を明
確にしている。これにより、主スイッチのドレイン電流
最大値が制限される。請求項11では、補助制御回路が
電流検出コンパレータと内蔵FETドライバを有する点
を明確にしている。これにより、内蔵MOSFETの出
力電圧を所定の設定値に安定化する帰還ループが構成さ
れる。請求項12では、補助制御回路が最大電流リミッ
ト回路を有する点を明確にしている。これにより、内蔵
MOSFETのドレイン電流最大値が制限される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す回路図である。図
において、パルス幅制御IC回路は、主コンバータ部1
0、補助コンバータ部20、共通部30、内蔵MOSF
ET40を有すると共に、外付け部品として抵抗R2、
R3、RT、コンデンサCT、トランスT2、フォトカ
プラ等を有している。さらに主スイッチ50としてFE
Tを有している。
する。図1は本発明の一実施例を示す回路図である。図
において、パルス幅制御IC回路は、主コンバータ部1
0、補助コンバータ部20、共通部30、内蔵MOSF
ET40を有すると共に、外付け部品として抵抗R2、
R3、RT、コンデンサCT、トランスT2、フォトカ
プラ等を有している。さらに主スイッチ50としてFE
Tを有している。
【0012】主コンバータ部10は、PWMコンパレー
タ11、最大電流リミット回路12、PWMラッチ回路
14、主スイッチドライバ15を有している。PWMコ
ンパレータ11は、ICの帰還端子FBに入力された信
号と発振器回路32からの鋸波とを比較して、FB端子
信号に応じたデューティー比のパルス信号を生成する。
ICの帰還端子FBには、フォトカプラ55が接続され
ており、主スイッチ50の二次側にある誤差増幅器から
のフィードバック信号が入力される。ICの帰還端子F
Bと、PWMコンパレータ11のプラス端子の間は、プ
ルアップ抵抗R1により電位がバイアスされている。
タ11、最大電流リミット回路12、PWMラッチ回路
14、主スイッチドライバ15を有している。PWMコ
ンパレータ11は、ICの帰還端子FBに入力された信
号と発振器回路32からの鋸波とを比較して、FB端子
信号に応じたデューティー比のパルス信号を生成する。
ICの帰還端子FBには、フォトカプラ55が接続され
ており、主スイッチ50の二次側にある誤差増幅器から
のフィードバック信号が入力される。ICの帰還端子F
Bと、PWMコンパレータ11のプラス端子の間は、プ
ルアップ抵抗R1により電位がバイアスされている。
【0013】最大電流リミット回路12は、主スイッチ
のドレイン電流Isを抵抗R3で検出し、リミット値V
LMT1を超えると、PWMラッチ回路14をリセットして
次のサイクルまで主スイッチドライバ15をオフして、
過電流保護を行う。オアゲート13は、PWMコンパレ
ータ11と最大電流リミット回路12の出力信号の論理
和をとって、主スイッチドライバ15に送る。PWMラ
ッチ回路14は、リセット端子Rにオアゲート13の出
力信号が入力され、セット端子Sには発振器回路32か
らのブリンキングパルスが入力され、Q端子の出力信号
は主スイッチドライバ15に入力される。
のドレイン電流Isを抵抗R3で検出し、リミット値V
LMT1を超えると、PWMラッチ回路14をリセットして
次のサイクルまで主スイッチドライバ15をオフして、
過電流保護を行う。オアゲート13は、PWMコンパレ
ータ11と最大電流リミット回路12の出力信号の論理
和をとって、主スイッチドライバ15に送る。PWMラ
ッチ回路14は、リセット端子Rにオアゲート13の出
力信号が入力され、セット端子Sには発振器回路32か
らのブリンキングパルスが入力され、Q端子の出力信号
は主スイッチドライバ15に入力される。
【0014】主スイッチドライバ15は、発振器回路3
2からのブリンキングパルスに同期してHになり、PW
Mコンパレータ11がPWMラッチ回路13をリセット
したところでLになる。従って、主スイッチ50は、F
B端子電圧が低下するとオンデューティーが大きくなる
ように制御される。インバータ16は、主スイッチドラ
イバ15の出力信号に応じてOUT端子から抵抗R2を
介して主スイッチ50を駆動すると共に、駆動用電力V
ccは正電圧端子Vcより受け、グランド端子PGndより接
地されている。
2からのブリンキングパルスに同期してHになり、PW
Mコンパレータ11がPWMラッチ回路13をリセット
したところでLになる。従って、主スイッチ50は、F
B端子電圧が低下するとオンデューティーが大きくなる
ように制御される。インバータ16は、主スイッチドラ
イバ15の出力信号に応じてOUT端子から抵抗R2を
介して主スイッチ50を駆動すると共に、駆動用電力V
ccは正電圧端子Vcより受け、グランド端子PGndより接
地されている。
【0015】補助コンバータ部20は、誤差アンプ2
1、PWMコンパレータ22、最大電流リミット回路2
3、PWMラッチ回路25及び保護回路26を有してい
る。誤差アンプ21は、正電源電圧Vccを分圧抵抗R
4,R5で分圧してプラス端子に入力し、マイナス端子
の基準電源電圧Vref2と比較をして、誤差増幅を行い、
しきい値電圧VthとしてPWMコンパレータ22のプラ
ス端子に送っている。ここでは、低電圧誤動作防止回路
33により起動前にスイッチSWを開いて、正電源電圧
Vccから分圧抵抗R4,R5を切り離しておくことで、
低スタンバイ電流としている。
1、PWMコンパレータ22、最大電流リミット回路2
3、PWMラッチ回路25及び保護回路26を有してい
る。誤差アンプ21は、正電源電圧Vccを分圧抵抗R
4,R5で分圧してプラス端子に入力し、マイナス端子
の基準電源電圧Vref2と比較をして、誤差増幅を行い、
しきい値電圧VthとしてPWMコンパレータ22のプラ
ス端子に送っている。ここでは、低電圧誤動作防止回路
33により起動前にスイッチSWを開いて、正電源電圧
Vccから分圧抵抗R4,R5を切り離しておくことで、
低スタンバイ電流としている。
【0016】PWMコンパレータ22は、しきい値電圧
Vthと発振器回路32からの鋸波とを比較して、しきい
値電圧Vthに応じたデューティー比のパルス信号を生成
する。最大電流リミット回路23は、MOSFETのマ
ルチソースから検出したドレイン電流が、最大値リミッ
ト値VLMT2を超えると、PWMラッチ回路25をリセッ
トして次のサイクルまで内蔵FETドライバ27をオフ
して、過電流保護を行う。オアゲート24は、PWMコ
ンパレータ22と最大電流リミット回路23の出力信号
の論理和をとって、内蔵FETドライバ27に送る。P
WMラッチ回路25は、リセット端子Rにオアゲート2
4の出力信号が入力され、セット端子Sには発振器回路
32からのブリンキングパルスが入力され、Q端子の出
力信号は内蔵FETドライバ27に入力される。
Vthと発振器回路32からの鋸波とを比較して、しきい
値電圧Vthに応じたデューティー比のパルス信号を生成
する。最大電流リミット回路23は、MOSFETのマ
ルチソースから検出したドレイン電流が、最大値リミッ
ト値VLMT2を超えると、PWMラッチ回路25をリセッ
トして次のサイクルまで内蔵FETドライバ27をオフ
して、過電流保護を行う。オアゲート24は、PWMコ
ンパレータ22と最大電流リミット回路23の出力信号
の論理和をとって、内蔵FETドライバ27に送る。P
WMラッチ回路25は、リセット端子Rにオアゲート2
4の出力信号が入力され、セット端子Sには発振器回路
32からのブリンキングパルスが入力され、Q端子の出
力信号は内蔵FETドライバ27に入力される。
【0017】保護回路26は、シットダウンラッチ回路
262、過熱保護回路264、過電圧保護回路266を
有している。過電圧保護回路266は、正電源電圧Vcc
に過電圧が発生すると、シットダウンラッチ回路262
をセットして、内蔵FETドライバ27と主スイッチド
ライバ15の双方をシャットダウンする。過熱保護回路
264は、チップのジャンクション温度が遮断温度に達
した場合も、主スイッチドライバ15と内蔵FETドラ
イバ27の双方をシャットダウンする。シットダウンラ
ッチ回路262は、正電源電圧Vccがストップ電圧以下
となることでリセットされる。
262、過熱保護回路264、過電圧保護回路266を
有している。過電圧保護回路266は、正電源電圧Vcc
に過電圧が発生すると、シットダウンラッチ回路262
をセットして、内蔵FETドライバ27と主スイッチド
ライバ15の双方をシャットダウンする。過熱保護回路
264は、チップのジャンクション温度が遮断温度に達
した場合も、主スイッチドライバ15と内蔵FETドラ
イバ27の双方をシャットダウンする。シットダウンラ
ッチ回路262は、正電源電圧Vccがストップ電圧以下
となることでリセットされる。
【0018】内蔵FETドライバ27は、内蔵MOSF
ET40を駆動するもので、発振器回路32からのブリ
ンキングパルスがPWMラッチ回路25をセットする
と、内蔵MOSFET40をターンオンする。また、P
WMコンパレータ22がPWMラッチ回路25をリセッ
トすると、内蔵FETドライバ27が内蔵MOSFET
40をターンオフする。ブリンキングパルスとPWMコ
ンパレータ22の出力パルスは同期しており、誤差アン
プ21の出力するしきい値電圧Vthが低い場合に、オン
デューティーが大きくなるように内蔵MOSFET40
は制御される。
ET40を駆動するもので、発振器回路32からのブリ
ンキングパルスがPWMラッチ回路25をセットする
と、内蔵MOSFET40をターンオンする。また、P
WMコンパレータ22がPWMラッチ回路25をリセッ
トすると、内蔵FETドライバ27が内蔵MOSFET
40をターンオフする。ブリンキングパルスとPWMコ
ンパレータ22の出力パルスは同期しており、誤差アン
プ21の出力するしきい値電圧Vthが低い場合に、オン
デューティーが大きくなるように内蔵MOSFET40
は制御される。
【0019】内蔵MOSFET40は、スイッチングデ
バイスとして使用されるパワーMOSFETで、制御回
路と同じチップに搭載され、AC入力電源に使用できる
充分な高耐圧を持っている。マルチソース或いはオン抵
抗を使って、ドレイン電流を検出することができる。こ
こでは、マルチソースの接地抵抗R6と、抵抗R7とコ
ンデンサC2のCR回路を用いて、ドレイン電流が最大
電流リミット回路23に送られる。
バイスとして使用されるパワーMOSFETで、制御回
路と同じチップに搭載され、AC入力電源に使用できる
充分な高耐圧を持っている。マルチソース或いはオン抵
抗を使って、ドレイン電流を検出することができる。こ
こでは、マルチソースの接地抵抗R6と、抵抗R7とコ
ンデンサC2のCR回路を用いて、ドレイン電流が最大
電流リミット回路23に送られる。
【0020】共通部30は、予備電源回路31、発振器
回路32、低電圧誤動作防止回路33並びに基準電圧回
路34を有しており、主コンバータ部10と補助コンバ
ータ部20に共通に設けられている。予備電源回路31
は、ICの起動時またはシャッダウンしたときにドレイ
ン端子DRから正電源電圧端子VccのコンデンサC1に
電流を供給し、正電源電圧Vccを一定電圧に制御するも
ので、プリレギュレータとも呼ばれている。発振器回路
32は、PWMラッチ回路14,25をセットする為の
ブリンキングパルス、PWMコンパレータ11,22が
パルス幅を決定するのに用いる鋸波、主スイッチドライ
バ15と内蔵FETドライバ27の最大オンデューティ
ーを設定するパルス波を発生する。これらの信号は同期
しており、周波数はRT端子に接続される抵抗52の抵
抗値と、CT端子に接続されるコンデンサ53の容量値
から定まる。
回路32、低電圧誤動作防止回路33並びに基準電圧回
路34を有しており、主コンバータ部10と補助コンバ
ータ部20に共通に設けられている。予備電源回路31
は、ICの起動時またはシャッダウンしたときにドレイ
ン端子DRから正電源電圧端子VccのコンデンサC1に
電流を供給し、正電源電圧Vccを一定電圧に制御するも
ので、プリレギュレータとも呼ばれている。発振器回路
32は、PWMラッチ回路14,25をセットする為の
ブリンキングパルス、PWMコンパレータ11,22が
パルス幅を決定するのに用いる鋸波、主スイッチドライ
バ15と内蔵FETドライバ27の最大オンデューティ
ーを設定するパルス波を発生する。これらの信号は同期
しており、周波数はRT端子に接続される抵抗52の抵
抗値と、CT端子に接続されるコンデンサ53の容量値
から定まる。
【0021】低電圧誤動作防止回路33は、正電源電圧
Vccが低いときにICの誤動作を防止する働きをするも
ので、UVLO回路と表示している。即ち、正電源電圧
Vccがあるストップ電圧以下であればICの動作を停止
させ、全てのステータスの初期化を行う。また正電源電
圧Vccがあるスタート電圧以上に回復すると、予備電源
回路31を正電源電圧端子Vccから切り離し、ICの動
作を開始させる。基準電圧回路34は、アナログIC回
路に汎用されているバンドギャップを用いた基準電圧の
発生回路である。
Vccが低いときにICの誤動作を防止する働きをするも
ので、UVLO回路と表示している。即ち、正電源電圧
Vccがあるストップ電圧以下であればICの動作を停止
させ、全てのステータスの初期化を行う。また正電源電
圧Vccがあるスタート電圧以上に回復すると、予備電源
回路31を正電源電圧端子Vccから切り離し、ICの動
作を開始させる。基準電圧回路34は、アナログIC回
路に汎用されているバンドギャップを用いた基準電圧の
発生回路である。
【0022】このように構成された装置の動作を次に説
明する。主コンバータ部10は、主スイッチ50をスイ
ッチング素子とするPWM型スイッチング電源におい
て、出力電圧を安定化する制御回路として動作する。即
ち、PWM型スイッチング電源の出力電圧は、ICの帰
還端子FBにフォトカプラ55を介して入力される。こ
の帰還電圧に応じたデューティー比のパルス幅信号が、
PWMコンパレータ11よりオアゲート13、PWMラ
ッチ回路14を介して主スイッチドライバ15に送られ
る。そして、インバータ16を介して、主スイッチドラ
イバ15の駆動信号が主スイッチ50をスイッチングす
る。
明する。主コンバータ部10は、主スイッチ50をスイ
ッチング素子とするPWM型スイッチング電源におい
て、出力電圧を安定化する制御回路として動作する。即
ち、PWM型スイッチング電源の出力電圧は、ICの帰
還端子FBにフォトカプラ55を介して入力される。こ
の帰還電圧に応じたデューティー比のパルス幅信号が、
PWMコンパレータ11よりオアゲート13、PWMラ
ッチ回路14を介して主スイッチドライバ15に送られ
る。そして、インバータ16を介して、主スイッチドラ
イバ15の駆動信号が主スイッチ50をスイッチングす
る。
【0023】過負荷防止のためには、最大電流リミット
回路12が主スイッチ50のドレイン電流を検出して、
オアゲート13とPWMラッチ回路14を介して主スイ
ッチドライバ15をオフする。また、過熱保護回路26
4や過電圧保護回路266が動作したときも、シャット
ダウン信号S/Dにより主スイッチドライバ15をオフ
する。さらに、低電圧誤動作防止回路33により、正電
源電圧Vccがあるストップ電圧以下であれば主スイッチ
ドライバ15をオフして、全てのステータスの初期化を
行う。
回路12が主スイッチ50のドレイン電流を検出して、
オアゲート13とPWMラッチ回路14を介して主スイ
ッチドライバ15をオフする。また、過熱保護回路26
4や過電圧保護回路266が動作したときも、シャット
ダウン信号S/Dにより主スイッチドライバ15をオフ
する。さらに、低電圧誤動作防止回路33により、正電
源電圧Vccがあるストップ電圧以下であれば主スイッチ
ドライバ15をオフして、全てのステータスの初期化を
行う。
【0024】補助コンバータ部20は、内蔵MOSFE
T40をスイッチング素子とする補助電源において、出
力電圧を安定化する制御回路として動作する。即ち、補
助電源の出力電圧たる正電源電圧Vccは、スイッチSW
と分圧抵抗R4,R5を介して誤差アンプ21に入力さ
れる。この正電源電圧Vccに応じたデューティー比のパ
ルス幅信号が、PWMコンパレータ22よりオアゲート
24、PWMラッチ回路25を介して内蔵FETドライ
バ27に送られる。そして、内蔵FETドライバ27の
駆動信号が内蔵MOSFET40をスイッチングする。
過負荷防止のための最大電流リミット回路23、過熱保
護回路264、過電圧保護回路266、低電圧誤動作防
止回路33の動作については、主コンバータ部10の場
合と同様である。
T40をスイッチング素子とする補助電源において、出
力電圧を安定化する制御回路として動作する。即ち、補
助電源の出力電圧たる正電源電圧Vccは、スイッチSW
と分圧抵抗R4,R5を介して誤差アンプ21に入力さ
れる。この正電源電圧Vccに応じたデューティー比のパ
ルス幅信号が、PWMコンパレータ22よりオアゲート
24、PWMラッチ回路25を介して内蔵FETドライ
バ27に送られる。そして、内蔵FETドライバ27の
駆動信号が内蔵MOSFET40をスイッチングする。
過負荷防止のための最大電流リミット回路23、過熱保
護回路264、過電圧保護回路266、低電圧誤動作防
止回路33の動作については、主コンバータ部10の場
合と同様である。
【0025】続いて、本発明の第2の実施例について説
明する。図2は本発明の第2の実施例を示す回路図であ
る。図1の実施例と比較すると、制御回路に電流制御方
式を用いる点が特徴となっている。まず、発振器回路3
2については、PWMラッチ回路14,25をセットす
る為のブリンキングパルス、主スイッチドライバ15と
内蔵FETドライバ27の最大オンデューティーを設定
するパルス波を発生する点は共通しているが、鋸波は存
在していない。
明する。図2は本発明の第2の実施例を示す回路図であ
る。図1の実施例と比較すると、制御回路に電流制御方
式を用いる点が特徴となっている。まず、発振器回路3
2については、PWMラッチ回路14,25をセットす
る為のブリンキングパルス、主スイッチドライバ15と
内蔵FETドライバ27の最大オンデューティーを設定
するパルス波を発生する点は共通しているが、鋸波は存
在していない。
【0026】そこで、主コンバータ部10は、PWMラ
ッチ回路14、主スイッチドライバ15が図1と同様で
あるが、最大電流リミット回路17と電流検出コンパレ
ータ18が設けられ、PWMコンパレータ11は存在し
ない。最大電流リミット回路17では、ICの帰還端子
FBからの信号を、ダイオードD2と分圧抵抗R10,
R11を介して接地しており、抵抗R11と並列にゼナ
ーダイオードD3が設けられている。電流検出コンパレ
ータ18は、マイナス端子にゼナーダイオードD3から
の信号が送られ、プラス端子にIs端子の主スイッチ5
0のドレイン電流を帰還している。
ッチ回路14、主スイッチドライバ15が図1と同様で
あるが、最大電流リミット回路17と電流検出コンパレ
ータ18が設けられ、PWMコンパレータ11は存在し
ない。最大電流リミット回路17では、ICの帰還端子
FBからの信号を、ダイオードD2と分圧抵抗R10,
R11を介して接地しており、抵抗R11と並列にゼナ
ーダイオードD3が設けられている。電流検出コンパレ
ータ18は、マイナス端子にゼナーダイオードD3から
の信号が送られ、プラス端子にIs端子の主スイッチ5
0のドレイン電流を帰還している。
【0027】補助コンバータ部20は、誤差アンプ2
1、PWMラッチ回路25及び保護回路26は図1と同
様であるが、最大電流リミット回路28と電流検出コン
パレータ29は独自のものである。誤差アンプ21で
は、図1に示す分圧抵抗R4,R5に加えて、出力端子
とプラス端子とを接続する帰還抵抗R12が設けられて
おり、誤差増幅信号はしきい値電流値Ithとして出力さ
れる。最大電流リミット回路28は、誤差アンプ21の
出力端子に対して、ダイオードD4と分圧抵抗R13,
R14を介して接地しており、抵抗R14と並列にゼナ
ーダイオードD5が設けられている。電流検出コンパレ
ータ29は、プラス端子にゼナーダイオードD4からの
しきい値電流値Ith信号が送られ、マイナス端子に内蔵
MOSFETのマルチレートから検出したドレイン電流
を帰還している。
1、PWMラッチ回路25及び保護回路26は図1と同
様であるが、最大電流リミット回路28と電流検出コン
パレータ29は独自のものである。誤差アンプ21で
は、図1に示す分圧抵抗R4,R5に加えて、出力端子
とプラス端子とを接続する帰還抵抗R12が設けられて
おり、誤差増幅信号はしきい値電流値Ithとして出力さ
れる。最大電流リミット回路28は、誤差アンプ21の
出力端子に対して、ダイオードD4と分圧抵抗R13,
R14を介して接地しており、抵抗R14と並列にゼナ
ーダイオードD5が設けられている。電流検出コンパレ
ータ29は、プラス端子にゼナーダイオードD4からの
しきい値電流値Ith信号が送られ、マイナス端子に内蔵
MOSFETのマルチレートから検出したドレイン電流
を帰還している。
【0028】このように構成された装置の動作を次に説
明する。主スイッチドライバ15は、発振器回路32か
らのブランキングパルスに同期してHになり、ドレイン
電流が帰還端子FBからの指令値まで達し、電流検出コ
ンパレータ18がPWMラッチ回路14をリセットした
ところでLになる。ここでは、最大電流リミット回路1
7によって、電流検出コンパレータ18の反転入力端子
電圧を制限することによって、主スイッチ50のドレイ
ン電流最大値を制限して、過電流保護を行っている。
明する。主スイッチドライバ15は、発振器回路32か
らのブランキングパルスに同期してHになり、ドレイン
電流が帰還端子FBからの指令値まで達し、電流検出コ
ンパレータ18がPWMラッチ回路14をリセットした
ところでLになる。ここでは、最大電流リミット回路1
7によって、電流検出コンパレータ18の反転入力端子
電圧を制限することによって、主スイッチ50のドレイ
ン電流最大値を制限して、過電流保護を行っている。
【0029】内蔵MOSFETは、発振器回路32から
のブランキングパルスに同期してターンオンし、ドレイ
ン電流がしきい値電流値Ithに達して電流検出コンパレ
ータ29がPWMラッチ回路25をリセットすると、タ
ーンオフする。即ち、内蔵MOSFETは、ドレイン電
流が正電源電圧Vccと基準電圧Vref2の差を誤差増幅し
たしきい値電流値Ithに達する期間だけ、ターンオンす
るように制御される。ここでは、最大電流リミット回路
28のゼナーダイオードD5によって、電流検出コンパ
レータ29の反転入力端子電圧を制限することによっ
て、内蔵MOSFETのドレイン電流最大値を制限し
て、過電流保護を行っている。
のブランキングパルスに同期してターンオンし、ドレイ
ン電流がしきい値電流値Ithに達して電流検出コンパレ
ータ29がPWMラッチ回路25をリセットすると、タ
ーンオフする。即ち、内蔵MOSFETは、ドレイン電
流が正電源電圧Vccと基準電圧Vref2の差を誤差増幅し
たしきい値電流値Ithに達する期間だけ、ターンオンす
るように制御される。ここでは、最大電流リミット回路
28のゼナーダイオードD5によって、電流検出コンパ
レータ29の反転入力端子電圧を制限することによっ
て、内蔵MOSFETのドレイン電流最大値を制限し
て、過電流保護を行っている。
【0030】尚、上記実施例においては、パルス幅制御
IC回路の一実施例を示したものに過ぎず、従ってパル
ス幅制御回路といて通常使用されている機能を追加した
り、或いはこの実施例に設けてある機能を削除して構成
しても差し支えない。例えば、主スイッチ50に過電流
が流れたときに動作するタイマーラッチ回路を追加して
もよく、また発振器回路32の周波数を固定にするため
RT端子とCT端子を削除してもよい。
IC回路の一実施例を示したものに過ぎず、従ってパル
ス幅制御回路といて通常使用されている機能を追加した
り、或いはこの実施例に設けてある機能を削除して構成
しても差し支えない。例えば、主スイッチ50に過電流
が流れたときに動作するタイマーラッチ回路を追加して
もよく、また発振器回路32の周波数を固定にするため
RT端子とCT端子を削除してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の本発
明によれば、IC外部の主スイッチ50のオンオフを制
御する主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、こ
MOSFETのオンオフを制御する補助制御回路20
を、一つのチップ上に構成しているので、従来十数点必
要であった補助電源のスイッチングデバイスとその制御
回路が一体化されるため、小型かつ低価格になる。補助
電源のスイッチングデバイスとして、必要以上に電流定
格や外形が大きいMOSFETをしなくてすむという効
果がある。
明によれば、IC外部の主スイッチ50のオンオフを制
御する主制御回路10と、内蔵MOSFET40と、こ
MOSFETのオンオフを制御する補助制御回路20
を、一つのチップ上に構成しているので、従来十数点必
要であった補助電源のスイッチングデバイスとその制御
回路が一体化されるため、小型かつ低価格になる。補助
電源のスイッチングデバイスとして、必要以上に電流定
格や外形が大きいMOSFETをしなくてすむという効
果がある。
【0032】請求項8記載の本発明によれば、IC外部
の主スイッチ50のオンオフを制御する電流制御式の主
制御回路10と、内蔵MOSFET40と、内蔵MOS
FETのオンオフを制御する電流制御式の補助制御回路
20を、一つのチップ上に構成しているので、上述の効
果に加えて次の効果がある。即ち、電流制御型では一次
遅れ系の制御系となるので、特に内蔵MOSFETの制
御回路を構成する際に、非常に安定な制御系となるた
め、デバイスとしての信頼性が向上する。
の主スイッチ50のオンオフを制御する電流制御式の主
制御回路10と、内蔵MOSFET40と、内蔵MOS
FETのオンオフを制御する電流制御式の補助制御回路
20を、一つのチップ上に構成しているので、上述の効
果に加えて次の効果がある。即ち、電流制御型では一次
遅れ系の制御系となるので、特に内蔵MOSFETの制
御回路を構成する際に、非常に安定な制御系となるた
め、デバイスとしての信頼性が向上する。
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
10 主コンバータ部 20 補助コンバータ部 30 共通部 40 内蔵MOSFET 50 主スイッチ(外部MOSFET)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 1/08 H03F 3/45 B 311 H01L 27/04 D H03F 3/45 (72)発明者 大江 巧 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内
Claims (12)
- 【請求項1】IC外部の主スイッチ(50)のオンオフ
を制御する主制御回路(10)と、 内蔵MOSFET(40)と、 この内蔵MOSFETのオンオフを制御する補助制御回
路(20)と、 を一つのチップ上に構成することを特徴とするパルス幅
制御IC回路。 - 【請求項2】前記主制御回路は、 ICの帰還端子に入力された信号と鋸波とを比較して、
帰還端子信号に応じたデューティー比のパルス信号を生
成するPWMコンパレータ(11)と、 このPWMコンパレータのパルス信号を入力して、帰還
端子電圧が低下するとオンデューティーが大きくなるよ
うに制御する主スイッチドライバ(15)とを有し、 当該主スイッチドライバにより前記IC外部の主スイッ
チをオンオフし、この主スイッチによる出力電圧を前記
帰還端子信号として帰還することを特徴とする請求項1
記載のパルス幅制御IC回路。 - 【請求項3】前記主制御回路は、 前記IC外部の主スイッチの負荷電流を検出し、所定の
リミット値(VLMT1)を超えると、前記主スイッチドラ
イバをオフして、過電流保護を行う最大電流リミット回
路(12)を設けたことを特徴とする請求項2記載のパ
ルス幅制御IC回路。 - 【請求項4】前記主制御回路は、 前記PWMコンパレータの出力信号と前記最大電流リミ
ット回路の出力信号の論理和をとるオアゲート(13)
と、 このオアゲートの出力信号をリセット端子に入力し、セ
ット端子には発振器回路(32)から送られるブランキ
ングパルスを入力し、Q出力端子の信号を前記主スイッ
チドライバに出力するPWMラッチ回路(14)と、 を設けたことを特徴とする請求項3記載のパルス幅制御
IC回路。 - 【請求項5】前記補助制御回路は、 補助電源電圧(Vcc)と所定の基準電圧(Vref2)とを
比較して誤差信号を生成する誤差アンプ(21)と、 この誤差アンプの出力する誤差増幅信号と鋸波とを比較
して、誤差増幅信号に応じたデューティー比のパルス信
号を生成するPWMコンパレータ(22)と、 このPWMコンパレータのパルス信号を入力して、補助
電源電圧が低下するとオンデューティーが大きくなるよ
うに制御する内蔵FETドライバ(27)とを有し、 当該内蔵FETドライバにより前記内蔵MOSFETを
オンオフし、この内蔵MOSFETによる出力電圧を前
記補助電源電圧として帰還することを特徴とする請求項
1記載のパルス幅制御IC回路。 - 【請求項6】前記補助制御回路は、 前記内蔵MOSFETの負荷電流を検出し、所定のリミ
ット値(VLMT2)を超えると、前記内蔵FETドライバ
をオフして、過電流保護を行う最大電流リミット回路
(23)を設けたことを特徴とする請求項5記載のパル
ス幅制御IC回路。 - 【請求項7】前記補助制御回路は、 前記PWMコンパレータの出力信号と前記最大電流リミ
ット回路の出力信号の論理和をとるオアゲート(24)
と、 このオアゲートの出力信号をリセット端子に入力し、セ
ット端子には発振器回路(32)から送られるブランキ
ングパルスを入力し、Q出力端子の信号を前記内蔵FE
Tドライバに出力するPWMラッチ回路(25)と、 を設けたことを特徴とする請求項6記載のパルス幅制御
IC回路。 - 【請求項8】IC外部の主スイッチ(50)のオンオフ
を制御する電流制御式の主制御回路(10)と、 内蔵MOSFET(40)と、 この内蔵MOSFETのオンオフを制御する電流制御式
の補助制御回路(20)と、 を一つのチップ上に構成することを特徴とするパルス幅
制御IC回路。 - 【請求項9】前記主制御回路は、 ICの帰還端子に入力された主スイッチによる出力電圧
信号と、当該主スイッチの負荷電流信号とを比較して、
負荷電流信号が帰還端子FBの出力電圧信号の指令値ま
で達したか判断する電流検出コンパレータ(18)と、 この電流検出コンパレータのパルス信号を入力して、出
力電圧信号が低下するとオンデューティーが大きくなる
ように制御する主スイッチドライバ(15)とを有し、 当該主スイッチドライバにより前記IC外部の主スイッ
チをオンオフすることを特徴とする請求項8記載のパル
ス幅制御IC回路。 - 【請求項10】前記主制御回路は、 前記出力電圧信号の最大電圧を所定値に制限する最大電
流リミット回路(17)を設け、 前記主スイッチのドレイン電流最大値を制限することを
特徴とする請求項9記載のパルス幅制御IC回路。 - 【請求項11】前記補助制御回路は、 補助電源電圧(Vcc)と所定の基準電圧(Vref2)とを
比較して誤差信号を生成する誤差アンプ(21)と、 この誤差アンプの出力する誤差増幅信号と、当該内蔵M
OSFETの負荷電流信号とを比較して、負荷電流信号
が帰還端子FBの出力電圧信号の指令値まで達したか判
断する電流検出コンパレータ(29)と、 この電流検出コンパレータのパルス信号を入力して、補
助電源電圧が低下するとオンデューティーが大きくなる
ように制御する内蔵FETドライバ(27)とを有し、 当該内蔵FETドライバにより前記内蔵MOSFETを
オンオフし、この内蔵MOSFETによる出力電圧補助
電源電圧として帰還することを特徴とする請求項8記載
のパルス幅制御IC回路。 - 【請求項12】前記補助制御回路は、 前記電流検出コンパレータの誤差増幅信号の最大値を所
定値に制限する最大電流リミット回路(28)を設け、 前記内蔵MOSFETのドレイン電流最大値を制限する
ことを特徴とする請求項11記載のパルス幅制御IC回
路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9171544A JPH1118425A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | パルス幅制御ic回路 |
US09/050,583 US6023178A (en) | 1997-04-09 | 1998-03-30 | Pulse width control IC circuit and switching power supply unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9171544A JPH1118425A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | パルス幅制御ic回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1118425A true JPH1118425A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15925102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9171544A Pending JPH1118425A (ja) | 1997-04-09 | 1997-06-27 | パルス幅制御ic回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1118425A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009078274A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | 集積回路および半導体装置 |
JP2015050923A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | ゲート駆動装置 |
JP2016144310A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP9171544A patent/JPH1118425A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009078274A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | 集積回路および半導体装置 |
JP5104878B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2012-12-19 | 富士電機株式会社 | 集積回路および半導体装置 |
US8638160B2 (en) | 2007-12-14 | 2014-01-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Integrated circuit and semiconductor device |
US9411346B2 (en) | 2007-12-14 | 2016-08-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Integrated circuit and semiconductor device |
JP2015050923A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | ゲート駆動装置 |
JP2016144310A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
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