WO2012160588A1

WO2012160588A1 - スイッチング電源装置及び半導体装置

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Publication number: WO2012160588A1
Application number: PCT/JP2011/002817
Authority: WO
Inventors: 一大村田
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-11-29
Also published as: US9024613B2; US20140071717A1

Abstract

　スイッチング電源装置（１００）は、入力端子（１１０）と、出力端子（１２０）と、スイッチ素子（１３０）と、スイッチ素子（１３０）によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して負荷に出力電力を供給する入出力変換部（１４０）と、出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力する出力電圧フィードバック部（１５０）と、スイッチ素子（１３０）に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部（２１０）と、フィードバック信号に基づいてスイッチ素子（１３０）のスイッチング周波数を設定する発振周波数設定部（２２０）と、スイッチ電流ピークが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値を設定することで、スイッチ素子（１３０）のターンオフを制御するピーク電流設定部（２３０）と、スイッチ素子（１３０）のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部（２４０）とを備える。

Description

スイッチング電源装置及び半導体装置

　本発明は、スイッチ素子によって入力電圧をスイッチングすることにより出力電圧を制御するスイッチング電源装置及び半導体装置に関する。

　従来、家電製品などの一般家庭用機器には、その電源装置としてスイッチング電源装置が広く用いられている。スイッチング電源装置は、消費電力の低減化による電力効率の向上などを目的として、半導体素子（例えば、トランジスタなどのスイッチング素子）によるスイッチング動作を利用して出力電圧を一定に制御（例えば、安定化など）する半導体装置を有する。

　例えば、特許文献１には、複数の二次巻線を有するトランスを備えるスイッチング電源装置が開示されている。特許文献１に記載のスイッチング電源装置は、さらに、平均値算出部と、電圧フィードバック制御部とを備える。

　平均値算出部は、複数の二次巻線のそれぞれによって生成された出力電圧の平均値を算出する。電圧フィードバック制御部は、平均値算出部によって算出された平均値と目標設定電圧との誤差を零にするように、スイッチ素子のスイッチング動作の制御の一例であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御又はＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により、トランスの一次巻線の通電を制御する。

特開２００８－１７２９７９号公報

　しかしながら、上記従来の技術においては、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができないという課題がある。

　電源効率が低下する原因として、スイッチ素子のスイッチング動作に起因するロスが考えられる。スイッチング動作に起因するロスは、スイッチング動作しているときにおけるスイッチ素子に流れる電流、あるいはスイッチ素子の両端間（例えば、ソース－ドレイン間）の電圧（ドレイン電圧）が大きくなるほど大きくなる関係がある。スイッチ素子の両端間の電圧は、入力電圧の増加に応じて単純増加するため、入力電圧が高いときほど、スイッチング動作に起因するロスが大きくなる。これにより、入力電圧が高い場合の電源効率が低下してしまう。

　そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができるスイッチング電源装置及び半導体装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、入力端子と、出力端子と、前記入力端子に接続されたスイッチ素子と、前記入力端子に入力され、かつ、前記スイッチ素子によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、前記出力端子に接続される負荷に出力電力を供給する入出力変換部と、前記出力電圧を検出し、検出した出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力する出力電圧フィードバック部と、前記スイッチ素子に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部と、前記フィードバック信号に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周波数を設定する発振周波数設定部と、所定の場合に前記スイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値を設定することで、前記スイッチ電流検出部による検出結果と前記電流閾値とに基づいて前記スイッチ素子のターンオフを制御するピーク電流設定部と、前記発振周波数設定部及び前記ピーク電流設定部による制御結果に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部とを備える。

　本構成によれば、スイッチ電流ピークが出力電力に対して一定になるようなＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークが大きくなるように電流閾値を設定する。スイッチ電流ピークが大きくなると、出力電力を一定に保つためには、スイッチング周波数は低くなる。発振周波数が低くなると、所定期間内のスイッチング動作の回数が減少するため、当該期間内におけるスイッチング動作に起因するロスは、減少する。したがって、入力電圧が高い場合に、スイッチング動作に起因するロスが減少するので、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　また、前記ピーク電流設定部は、前記入力電圧を検出する入力電圧検出部と、前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧検出部によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定するスイッチ電流ピーク電流設定部とを備えてもよい。

　本構成によれば、入力電圧を検出する入力電圧検出部を備え、検出した入力電圧に基づいて電流閾値を設定する。したがって、入力電圧が高い場合に電源効率を向上させることができるだけでなく、スイッチング電源装置の回路構成の設計自由度を向上させることができる。

　また、前記出力電力が第１閾値より大きい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、前記電流閾値を設定し、前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力が小さくなるほど低くなるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定してもよい。

　本構成によれば、出力電力が第１閾値より大きい場合、すなわち、重負荷の場合にはＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御し、出力電力が第１閾値より小さい場合、すなわち、軽負荷の場合にはＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。したがって、出力電力全域（全負荷領域）にわたって入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。特に、スイッチング動作に起因するロスの影響が大きくなる軽負荷の場合、かつ、入力電圧が高い場合のスイッチング動作に起因するロスを低減することができる。

　また、前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が前記第１閾値より大きい場合、前記入力電圧に対して一定になるように、かつ、前記出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、前記電流閾値を設定してもよい。

　本構成によれば、ＰＷＭ動作モードでは、入力電圧に依存させずに電流閾値を決定する。したがって、ＰＷＭ動作モードにおいて、スイッチ素子を流れる電流が電流閾値の最大値付近において、すなわち、出力電力が最大の場合において、最大出力電力に入力電圧による影響が発生することを抑制することができる。つまり、最大出力電力が入力電圧によって変動した場合、例えば、負荷に必要以上の出力電力が供給されてしまい、負荷の故障などが発生するという恐れがある。ここでは、上記のように最大出力電力の入力電圧依存を抑制することができ、すなわち、高性能なスイッチング電源装置を実現することができる。

　また、前記出力電力が、前記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が小さくなるほど小さい値になるように、前記電流閾値を設定してもよい。

　本構成によれば、出力電力が第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する軽負荷の場合よりもさらに軽負荷の場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。したがって、スイッチング周波数が低く、トランスの騒音が可聴域に当たる場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御するので、スイッチ電流ピークを低くすることができる。これにより、トランスの騒音を抑制することができる。

　また、前記ピーク電流設定部は、前記出力電力及び前記入力電圧に対して一定になるように前記電流閾値を設定し、前記スイッチ電流検出部によって検出された電流が前記電流閾値に達したときに、前記スイッチ素子をターンオフするためのターンオフ信号を出力するスイッチ電流ピーク設定部と、前記入力電圧が高いときほど前記スイッチ電流ピークが大きくなるように、前記ターンオフ信号を、予め定められた期間、遅延させて出力する遅延回路とを備え、前記スイッチング制御部は、前記遅延回路から出力されたターンオフ信号を受けたときに、前記スイッチ素子をターンオフしてもよい。

　本構成によれば、予め定められた期間（遅延期間）、ターンオフ信号を遅延させる遅延回路を備えるので、スイッチ電流ピークが出力電力に対して一定になるＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークを大きくすることができる。これは、スイッチ素子を流れる電流の増加の割合は、入力電圧が高いときほど大きく、上記の遅延期間に、入力電圧が高いときほど、スイッチ素子に流れる電流がより大きくなるためである。したがって、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。また、遅延回路を備えるだけでよいので、入力電圧検出部を備える構成に比べて、回路構成を簡素化することができる。

　また、前記出力電力が第１閾値より大きい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、前記電流閾値を設定し、前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力が小さくなるほど低くなるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力及び前記入力電圧に対して一定になるように前記電流閾値を設定してもよい。

　また、前記遅延回路は、前記出力電力が前記第１閾値より大きい場合、前記ターンオフ信号を遅延させずに出力し、前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、前記ターンオフ信号を前記予め定められた期間、遅延させて出力してもよい。

　また、前記出力電力が、前記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力が小さくなるほど小さい値になるように、前記電流閾値を設定してもよい。

　また、前記出力電力が前記第２閾値よりも小さい場合、前記遅延回路は、前記ターンオフ信号を遅延させる時間を、出力電力が小さいときほど短くするようにしてもよい。

　また、本発明は、スイッチング電源装置に用いられる半導体装置として実現することもできる。具体的には、本発明の一態様に係る半導体装置は、入力電圧を出力電圧に変換して負荷に出力電力を供給するために、スイッチ素子をスイッチングする半導体装置であって、前記出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力するフィードバック調整部と、前記スイッチ素子に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部と、前記フィードバック信号に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周波数を設定する発振周波数設定部と、所定の場合に前記スイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値を設定することで、前記スイッチ電流検出部による検出結果と前記電流閾値とに基づいて前記スイッチ素子のターンオフを制御するピーク電流設定部と、前記発振周波数設定部及び前記ピーク電流設定部による制御結果に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部とを備える。

　本発明に係るスイッチング電源装置及び半導体装置によれば、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る電流閾値の設定の一例を示す図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る発振周波数の設定の一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置の効果を説明するための図である。図４は、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る遅延回路の作用の一例を説明するための図である。図６Ａは、本発明の実施の形態２に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図６Ｂは、本発明の実施の形態２に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図７は、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置において入力電圧が低い場合の効果の一例を説明するための図である。図８は、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置において入力電圧が高い場合の効果の一例を説明するための図である。図９は、本発明の実施の形態２の変形例に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１０Ａは、本発明の実施の形態２の変形例に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図１０Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図１３Ａは、本発明の実施の形態３に係るスイッチ電流ピークの設定の別の一例を示す図である。図１３Ｂは、本発明の実施の形態３に係る発振周波数の設定の別の一例を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１５は、本発明の実施の形態４に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図１６Ａは、本発明の実施の形態５に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１６Ｂは、本発明の実施の形態５に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図１７は、本発明の実施の形態６に係る降圧型チョッパ回路であるスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１８は、本発明の実施の形態６に係る極性反転型チョッパ回路であるスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図１９は、本発明の実施の形態６に係る昇圧型チョッパ回路であるスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図２０は、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。図２１は、本発明の実施の形態７に係る電流閾値、スイッチ電流ピーク及び発振周波数の設定の一例を示す図である。図２２は、本発明の実施の形態の変形例に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。

　以下、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。

　（実施の形態１）
　本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置は、定電圧電源であり、入力端子と、出力端子と、入力端子に接続されたスイッチ素子と、入力端子に入力され、かつ、スイッチ素子によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子に接続される負荷に出力電力を供給する入出力変換部と、スイッチ素子のスイッチング動作を制御する半導体装置とを備える。半導体装置は、出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力する出力電圧フィードバック部と、スイッチ素子に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部と、フィードバック信号に基づいて、スイッチ素子のスイッチング周波数を設定（調整）する発振周波数設定部と、スイッチ電流検出部による検出結果と電流閾値とに基づいてスイッチ素子のターンオフを制御するピーク電流設定部と、発振周波数設定部及びピーク電流設定部による制御結果に基づいて、スイッチ素子のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部とを備える。

　本発明の実施の形態１に係るピーク電流設定部は、所定の場合にスイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値を設定することを特徴とする。より具体的には、本発明の実施の形態１に係るピーク電流設定部は、入力電圧を検出する入力電圧検出部と、電流閾値が出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧検出部によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、電流閾値を設定するスイッチ電流ピーク電流設定部とを備えることを特徴とする。

　なお、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置は、全負荷領域において、ＰＦＭ動作モードで、スイッチ素子のスイッチング動作を制御する。つまり、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置は、負荷の軽重に関わらず、言い換えると、出力電力の大小に関わらず、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　ここで、ＰＦＭ動作モードとは、負荷状態（出力電力）に対してスイッチ素子を流れる電流の最大値を一定に保ちながら、出力電力に応じて発振周波数を設定する動作モードである。

　また、本発明の実施の形態１及び他の実施の形態に係るスイッチング電源装置では、ＰＦＭ動作モードでは、スイッチ素子のオン期間を制御するＴｏｎ制御方式ではなく、スイッチ素子に流れる電流の電流値そのものを基準として利用する、すなわち、電流閾値を設定するＩｄｐ制御方式に基づいてスイッチング動作を制御する。

　図１は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００の構成の一例を示す回路図である。同図に示すスイッチング電源装置１００は、入力端子１１０と、出力端子１２０と、スイッチ素子１３０と、入出力変換部１４０と、出力電圧フィードバック部１５０と、半導体装置２００とを備える。

　入力端子１１０は、入力電圧を受け付けるための端子である。具体的には、入力端子１１０には、直流の入力電圧が入力される。直流の入力電圧は、例えば、交流の商用電源を整流平滑化回路（図示せず）が整流及び平滑化することで生成される。交流の商用電源は、例えば、ＡＣ１００Ｖ、又は、ＡＣ２４０Ｖなどである。

　出力端子１２０は、入出力変換部１４０によって生成された出力電圧を外部へ出力するための端子である。図１に示すように出力端子１２０に負荷１６０が接続された場合に、出力端子１２０に発生する出力電圧によって負荷１６０に電流が流れることで、負荷１６０に出力電力が供給される。

　スイッチ素子１３０は、入力端子１１０に接続されている。例えば、スイッチ素子１３０は、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタである。スイッチ素子１３０は、入力端子１１０に入力された入力電圧をスイッチングすることで、負荷１６０に供給される出力電力を調整する。スイッチ素子１３０のスイッチング動作、すなわち、スイッチ素子１３０のオン及びオフの切り替えは、半導体装置２００から出力されるスイッチング信号に基づいて実行される。

　入出力変換部１４０は、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子１２０に接続される負荷１６０に出力電力を供給する。図１に示すように、入出力変換部１４０は、トランス１４１と、出力電圧生成回路１４２とを備える。

　トランス１４１は、変圧器の一例であり、スイッチ素子１３０によってスイッチングされた入力電圧（一次側交流電圧）を、電磁誘導を利用して二次側交流電圧に変換する。言い換えると、トランス１４１は、エネルギー伝達素子の一例であり、入力端子１１０側から出力端子１２０側へと電力を伝える。具体的には、トランス１４１は、一次巻線と二次巻線とを有し、一次巻線と二次巻線との間における電磁誘導を利用して、一次巻線に入力される一次側交流電圧を、二次巻線に発生する二次側交流電圧に変換する。

　出力電圧生成回路１４２は、整流平滑化回路の一例であり、出力電圧を生成する。具体的には、出力電圧生成回路１４２は、トランス１４１の二次巻線に発生する二次側交流電圧を整流及び平滑化することで、直流の出力電圧を生成し、生成した出力電圧を出力端子１２０に発生させる。例えば、出力電圧生成回路１４２は、図１に示すようにダイオードとコンデンサとを備える。

　出力電圧フィードバック部１５０は、出力電圧を検出し、検出した出力電圧に対応するフィードバック信号ＦＢＯを出力する。図１に示すように、出力電圧フィードバック部１５０は、出力電圧検出部１５１と、フィードバック調整部１５２とを備える。

　出力電圧検出部１５１は、出力端子１２０に発生する出力電圧を検出する。そして、出力電圧検出部１５１は、検出した出力電圧の値を示す検出電圧信号をフィードバック調整部１５２へ出力する。

　なお、出力電圧検出部１５１によって検出された出力電圧は、出力端子１２０に接続されている負荷１６０の状態を表す。具体的には、出力電圧が高い場合は、出力電力が小さくなったこと、つまり負荷１６０が軽負荷に変化したことを表す。出力電圧が低い場合は、出力電力が大きくなったこと、つまり負荷１６０が重負荷に変化したことを表す。

　フィードバック調整部１５２は、検出電圧信号に応じたフィードバック信号ＦＢＯを出力する。つまり、フィードバック調整部１５２は、出力電圧の電圧値に対応する信号であるフィードバック信号ＦＢＯ、具体的には、出力電圧の電圧値に正の相関関係を有するフィードバック信号ＦＢＯを出力する。例えば、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値は、出力電圧の電圧値が高いほど、高くなる。

　この場合、フィードバック調整部１５２は、出力電圧が高いほど、すなわち、出力電力が減少する方向に大きく変化したときほど、高い電圧値を有するフィードバック信号ＦＢＯを出力する。また、フィードバック調整部１５２は、出力電圧が低いほど、すなわち、出力電力が増加する方向に大きく変化したときほど、低い電圧値を有するフィードバック信号ＦＢＯを出力する。

　なお、このスイッチング電源装置１００は定電圧出力電源であり、内部（スイッチ素子１３０、出力電圧フィードバック部１５０、発振周波数設定部２２０及びスイッチング制御部２４０）の制御によりその出力電圧はほぼ一定に保たれる。出力電圧フィードバック部１５０は、そのわずかな出力電圧の変化によりフィードバック信号ＦＢＯを変化させ、最終的に、出力電圧を一定に保ちつつ、このスイッチング電源装置１００が出力端子１２０に供給する電力を変化させる。これにより、負荷１６０の軽重が異なるときでも出力電圧がほぼ一定となる。

　また、フィードバック調整部１５２は、出力電圧の電圧値に負の相関関係を有するフィードバック信号ＦＢＯを出力してもよい。例えば、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値は、出力電圧の電圧値が高いほど、低くてもよい。この場合、後述するようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値と閾値とを比較する際には、大小関係を反転させればよい。なお、本実施の形態、及び、以降に説明する実施の形態においても、フィードバック信号ＦＢＯは、出力電圧の電圧値に正の相関関係を有する場合について説明する。

　なお、フィードバック調整部１５２は、図１に示すように半導体装置２００が備えている。

　半導体装置２００は、入力電圧を出力電圧に変換して負荷１６０に出力電力を供給するために、スイッチ素子１３０をスイッチングする。言い換えると、半導体装置２００は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。

　図１に示すように、半導体装置２００は、フィードバック調整部１５２と、スイッチ電流検出部２１０と、発振周波数設定部２２０と、ピーク電流設定部２３０と、スイッチング制御部２４０とを備える。

　スイッチ電流検出部２１０は、スイッチ素子１３０に流れる電流を検出する。言い換えると、スイッチ電流検出部２１０は、トランス１４１の一次巻線を流れる電流（一次電流）を検出する。そして、スイッチ電流検出部２１０は、検出した一次電流の値を示す検出電流信号をピーク電流設定部２３０へ出力する。

　発振周波数設定部２２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数を設定する。すなわち、発振周波数設定部２２０は、出力端子１２０に接続されている負荷１６０の状態に応じて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部２２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０をターンオンさせるタイミングを変化させることで発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。スイッチング周波数の一例である発振周波数Ｆｒｅｑの具体的な設定例については、後で図２Ｂを用いて説明する。

　発振周波数設定部２２０は、さらに、発振周波数Ｆｒｅｑに基づいてターンオン信号をスイッチング制御部２４０へ出力する。ターンオン信号は、スイッチ素子１３０をターンオンするための信号である。

　ピーク電流設定部２３０は、所定の場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定することで、スイッチ電流検出部２１０による検出結果と電流閾値Ｉｄｐ１とに基づいてスイッチ素子１３０のターンオフを制御する。なお、スイッチ電流ピークＩｄｐは、スイッチ素子１３０に流れる電流の最大値である。

　また、所定の場合は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作がＰＦＭ動作モードに従う場合である。本実施の形態では、全負荷領域においてＰＦＭ動作モードに従うので、ピーク電流設定部２３０は、全負荷領域において、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　図１に示すように、ピーク電流設定部２３０は、入力電圧検出部２３１と、スイッチ電流ピーク設定部２３２とを備える。

　入力電圧検出部２３１は、入力電圧を検出する。具体的には、入力電圧検出部２３１は、入力電圧を検出し、検出した入力電圧の値を表す入力電圧信号Ｖｉｎｄをスイッチ電流ピーク設定部２３２へ出力する。

　スイッチ電流ピーク設定部２３２は、電流閾値Ｉｄｐ１が出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧検出部２３１によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。電流閾値Ｉｄｐ１の具体的な設定例については、後で図２Ａを用いて説明する。

　スイッチ電流ピーク設定部２３２は、さらに、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流の電流値が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、ターンオフ信号をスイッチング制御部２４０へ出力する。ターンオフ信号は、スイッチ素子１３０をターンオフするための信号である。

　スイッチング制御部２４０は、発振周波数設定部２２０及びピーク電流設定部２３０による制御結果に基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。具体的には、スイッチング制御部２４０は、発振周波数設定部２２０からターンオン信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオンする。また、スイッチング制御部２４０は、ピーク電流設定部２３０からターンオフ信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　なお、スイッチング制御部２４０は、スイッチング信号を出力することで、スイッチ素子１３０のターンオン及びターンオフ、すなわち、スイッチング動作を制御する。スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御方法は、どのような方法でもよい。

　例えば、スイッチ素子１３０がパルスを受け付ける度にオン状態とオフ状態とを切り替える構成である場合、スイッチング制御部２４０は、ターンオン信号又はターンオフ信号が入力されたタイミングでパルス信号をスイッチング信号として出力すればよい。あるいは、スイッチ素子１３０がハイレベルの信号が入力されているときにオン状態となり、ローレベルの信号が入力されているときにオフ状態となる場合、スイッチング制御部２４０は、ターンオン信号が入力されたタイミングでハイレベルの信号を、ターンオフ信号が入力されたタイミングでローレベルの信号をスイッチング信号として出力すればよい。

　続いて、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００の動作について説明する。具体的には、スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御の一例について説明する。

　図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る電流閾値Ｉｄｐ１の設定の一例を示す図である。なお、図２Ａの横軸は、出力電力Ｐｏを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１を示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応しており、出力電力Ｐｏが大きいときほどＦＢＯは小さくなる。

　図２Ａに示すように、電流閾値Ｉｄｐ１は、出力電力に対して一定である。その一方で、電流閾値Ｉｄｐ１は、入力電圧が高いときほど大きな値になる。具体的には、図２Ａに示すように、入力電圧がＡＣ１００Ｖの場合の電流閾値Ｉｄｐ１は、ＡＣ２４０Ｖの場合の電流閾値Ｉｄｐ１より大きくなる。なお、入力電圧がＡＣ１００Ｖとは、ＡＣ１００Ｖの交流電圧を整流及び平滑化することで生成された直流電圧が入力電圧として入力されたことを意味する。

　本発明の実施の形態１では、スイッチ電流ピーク設定部２３２は、スイッチ素子１３０に流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したタイミングでターンオフ信号を出力し、スイッチング制御部２４０は、ターンオフ信号が入力されたタイミングでスイッチ素子１３０をターンオフする。すなわち、スイッチ素子１３０に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークＩｄｐは、電流閾値Ｉｄｐ１に一致する。

　したがって、スイッチ電流ピーク設定部２３２は、電流閾値Ｉｄｐ１が出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定することで、スイッチ電流ピークＩｄｐは、出力電力に対して一定になり、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなる。

　図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図２Ｂの横軸は、出力電力Ｐｏを示しており、縦軸は、発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応しており、出力電力Ｐｏが大きいときほどＦＢＯは小さくなる。

　図２Ａに示したように、入力電圧が高いときほど、スイッチ電流ピークＩｄｐは大きい値になる。ここで、非連続モードの場合には、出力電力Ｐｏは、（式１）で示される。

　（式１）
　　Ｐｏ＝（１／２）×Ｌｐ×Ｉｄｐ^２×Ｆｒｅｑ×η

　なお、Ｌｐは、一次巻線のインダクタンスであり、ηは電源効率である。（式１）に示すように、スイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなると、出力電力Ｐｏは大きくなる。このため、出力電力が一定であるならば、入力電圧が高くなる場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが高くなると、発振周波数Ｆｒｅｑが低くなる必要がある。本実施の形態では、スイッチ電流ピークＩｄｐは出力電力Ｐｏに対して一定に保たれ、入力電圧が高くなるとスイッチ電流ピークＩｄｐが高くなるため、出力電力Ｐｏを一定に保つためには、発振周波数Ｆｒｅｑを低くする必要がある。

　このため、図２Ｂに示すように、発振周波数Ｆｒｅｑは、入力電圧が高いときほど低くなるように、フィードバック信号ＦＢＯに応じて発振周波数設定部２２０によって設定される。具体的には、入力電圧がＡＣ２４０Ｖの場合の発振周波数Ｆｒｅｑは、ＡＣ１００Ｖの場合の発振周波数Ｆｒｅｑより低くなる。

　なお、従来のＰＦＭ動作モードでは、図２Ａに示すように、入力電圧に対してもスイッチ電流ピークＩｄｐは一定になる。このため、従来のＰＦＭ動作モードでは、図２Ｂに示すように、発振周波数Ｆｒｅｑは、入力電圧に対しては一定になり、出力電力にのみ依存する。

　図３は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００の効果を説明するための図である。なお、図３の横軸は、出力電力Ｐｏを示しており、縦軸は、簡易的な電源効率を示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。また、簡易的な電源効率は、出力電力Ｐｏ／（出力電力Ｐｏ＋スイッチ素子のロス）によって示される。

　図３に示すように、入力電圧が高い場合（例えば、ＡＣ２４０Ｖ入力の場合）は、従来に比べて電源効率が向上している。つまり、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほど、スイッチ電流ピークＩｄｐを大きくした場合、入力電圧に対してスイッチ電流ピークＩｄｐが一定の場合に比べて、電源効率が向上する。これは、以下の理由による。

　スイッチ素子１３０のロスは、スイッチ素子１３０のスイッチング動作に起因するロスと、オン抵抗に起因するロスとを含んでいる。入力電圧が高い場合には、オン抵抗に起因するロスよりもスイッチング動作に起因するロスの影響が大きくなる。オン抵抗に起因するロスは、ソース－ドレイン間電圧がほぼ０の期間に生じるロスであり、入力電圧の影響を大きく受けない。一方で、スイッチング動作に起因するロスは、スイッチング動作しているときにおけるスイッチ素子１３０に流れる電流と、ソース－ドレイン間電圧との積によって表される。そして、ソース－ドレイン間電圧は、入力電圧に比例するため、スイッチング動作に起因するロスは、入力電圧が高いときほど大きくなる。

　ここで、スイッチング動作に起因するロスは、スイッチ素子１３０がスイッチングする回数に比例して大きくなる。すなわち、スイッチング動作に起因するロスは、発振周波数に比例して大きくなる。本実施の形態では、上述したように、スイッチ電流ピークＩｄｐを大きくすることで、発振周波数Ｆｒｅｑは低くなる。したがって、スイッチング動作に起因するロスを小さくすることができ、従来に比べて電源効率を高めることができる。

　以上のように、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００は、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるようなＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。言い換えると、スイッチング電源装置１００では、スイッチ電流ピークＩｄｐを入力電圧に対して変動させる。そして、スイッチ素子１３０に流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　スイッチ電流ピークが大きくなると、出力電力を一定に保つためには、発振周波数Ｆｒｅｑは低くなる。発振周波数Ｆｒｅｑが低くなると、所定期間内のスイッチング動作の回数が減少するため、当該期間内におけるスイッチング動作に起因するロスは減少する。したがって、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高い場合に、スイッチング動作に起因するロスが減少するので、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　このように、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００によれば、１つの動作モード（具体的には、ＰＦＭ動作モード）でスイッチング動作を制御する場合において、電源効率を向上させることができる。すなわち、スイッチング電源装置１００によれば、動作モードの切り替えなどを行わなくても電源効率を向上させることができる。

　また、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００は、入力電圧を検出する入力電圧検出部２３１と、入力電圧検出部２３１によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定するスイッチ電流ピーク設定部２３２とを備える。

　これにより、入力電圧検出部２３１を備えるので、スイッチング電源装置１００の回路構成の設計自由度を向上させることができる。

　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置では、ピーク電流設定部は、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値を設定し、スイッチ電流検出部によって検出された電流が電流閾値に達したときに、スイッチ素子をターンオフするためのターンオフ信号を出力するスイッチ電流ピーク設定部と、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークが大きくなるように、ターンオフ信号を、予め定められた期間、遅延させて出力する遅延回路とを備え、スイッチング制御部は、遅延回路から出力されたターンオフ信号を受けたときに、スイッチ素子をターンオフすることを特徴とする。

　また、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置は、重負荷の場合にＰＷＭ動作モードで、軽負荷の場合にＰＦＭ動作モードで、スイッチ素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする。ここで、ＰＷＭ動作モードとは、負荷状態（出力電力）に対して発振周波数を一定に保ちながら、出力電力に応じてスイッチ素子を流れる電流の最大値を制御する動作モードである。

　具体的には、（ｉ）出力電力が第１閾値より大きい場合、すなわち、ＰＷＭ動作モードの場合、発振周波数設定部は、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定し、スイッチ電流ピーク設定部は、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、電流閾値を設定する。また、（ｉｉ）出力電力が前記第１閾値より小さい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードの場合、発振周波数設定部は、出力電力が小さくなるほどスイッチング周波数を小さくし、スイッチ電流ピーク設定部は、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値を設定する。このように、第１閾値は、ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとの切り替え点に相当する。

　図４は、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００の構成の一例を示す回路図である。図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、図１に示す実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００と比較して、半導体装置２００の代わりに半導体装置４００を備える点が異なっている。以下では、実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置４００は、図１に示す半導体装置２００と比較して、発振周波数設定部２２０及びピーク電流設定部２３０の代わりに、発振周波数設定部４２０及びピーク電流設定部４３０を備える点が異なっている。

　発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数を設定する。すなわち、発振周波数設定部４２０は、出力端子１２０に接続されている負荷１６０の状態に応じて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数Ｆｒｅｑを設定する。さらに、発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合に（出力電力が第１閾値より大きい場合に）、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定し（出力電力に対してスイッチング周波数が一定になるようにターンオン信号を生成し）、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合（出力電力が第１閾値より小さい場合）、出力電力が小さくなるほど低くなるようにスイッチング周波数を設定（出力電力が小さくなるほどスイッチング周波数が低くなるようにターンオン信号を生成）する。

　なお、フィードバック信号ＦＢＯが閾値より小さい場合とは、出力電力が増加する方向に閾値より大きく変化した場合に対応する。同様に、フィードバック信号ＦＢＯが閾値より大きい場合とは、出力電力が減少する方向に閾値より大きく変化した場合に対応する。

　要するに、発振周波数設定部４２０は、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モードの順で動作モードが遷移するように、スイッチング周波数を設定する。

　具体的には、発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０をターンオンさせるタイミングを変化させることで発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。スイッチング周波数の一例である発振周波数Ｆｒｅｑの具体的な設定例については、後で図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。

　発振周波数設定部４２０は、さらに、発振周波数Ｆｒｅｑに基づいてターンオン信号をスイッチング制御部２４０へ出力する。

　ピーク電流設定部４３０は、所定の場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定し、スイッチ素子１３０を流れる電流（ドレイン電流）が電流閾値Ｉｄｐ１になってから実際にターンオフするまでに所定の遅延時間を設けることにより、入力電圧が高くなると実際のスイッチ電流ピークＩｄｐが高くなるようしていることで、スイッチ電流検出部２１０による検出結果と電流閾値Ｉｄｐ１とに基づいてスイッチ素子１３０のターンオフを制御する。なお、所定の場合は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作がＰＦＭ動作モードに従う場合である。

　図４に示すように、ピーク電流設定部４３０は、スイッチ電流ピーク設定部４３２と、遅延回路４３３とを備える。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合に、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。また、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合に、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。そして、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、スイッチ素子１３０をターンオフするためのターンオフ信号を遅延回路４３３へ出力する。

　具体的には、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。電流閾値Ｉｄｐ１の具体的な設定例については、後で図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。

　遅延回路４３３は、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなるように、ターンオフ信号を、予め定められた期間、遅延させて出力する。ここで、予め定められた期間は、入力電圧、スイッチ電流ピーク、出力電圧及び出力電力などに対して固定の（不変の）期間である。この遅延回路４３３により、スイッチ素子１３０に流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達した後、所定の遅延時間を経た後にターンオフする。このために、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは電流閾値Ｉｄｐ１よりも大きな値となり、入力電圧により変化する値となる。

　図５は、本発明の実施の形態２に係る遅延回路４３３の作用の一例を説明するための図である。

　図５に示すように、スイッチ素子１３０を流れる電流は、スイッチ素子１３０がターンオンしたタイミングから徐々に増加する。なお、増加する傾きは、入力電圧に比例する。したがって、高入力電圧の場合の傾きは、低入力電圧の場合の傾きに比べて急峻である。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２は、スイッチ素子１３０を流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、ターンオフ信号を遅延回路４３３へ出力する。遅延回路４３３は、固定の期間であるターンオフ遅延時間だけターンオフ信号を遅延させ、遅延させたターンオフ信号をスイッチング制御部２４０へ出力する。そして、スイッチング制御部２４０は、遅延回路４３３から出力されたターンオフ信号を受けたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　このため、図５に示すように、スイッチ素子１３０を流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達してから、実際にスイッチ素子１３０がターンオフされるまでの間に、すなわち、ターンオフ遅延時間中に、スイッチ素子１３０を流れる電流は増加し続ける。したがって、スイッチ電流ピークＩｄｐは、電流閾値Ｉｄｐ１より大きい値になる。

　ここで、上述したように、スイッチ素子１３０を流れる電流の傾きは入力電圧に比例する。このため、図５に示すように、入力電圧が高い場合のスイッチ電流ピークＩｄｐは、入力電圧が低い場合のスイッチ電流ピークＩｄｐより大きくなる。言い換えると、遅延回路４３３が固定の期間だけターンオフ信号を遅延させて出力することで、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークを大きくすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、ＰＦＭ動作の場合、同じ出力電力のときの発振周波数を低くすることができるので、ＰＦＭ動作モードにおいてスイッチング動作に起因するロスを小さくすることができ、電源効率を向上させることができる。

　続いて、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００の動作について説明する。具体的には、スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御の一例について説明する。

　まず、ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとにおけるスイッチング動作の制御の一例について、図６Ａを用いて説明する。

　図６Ａは、本発明の実施の形態２に係る電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図６Ａの横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　ここで、フィードバック信号ＦＢＯは、出力電圧と正の相関関係を有する。すなわち、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が大きいほど、出力電圧は大きい。また、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が小さいほど、出力電圧は小さい。

　本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、重負荷の場合、すなわち、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合、ＰＷＭ動作モードでスイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。また、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、軽負荷の場合、すなわち、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、ＰＦＭ動作モードでスイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。

　具体的には、発振周波数設定部４２０は、出力電力が第１閾値より大きい場合、出力電力に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。より具体的には、発振周波数設定部４２０は、図６Ａに示すようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　また、発振周波数設定部４２０は、出力電力が第１閾値より小さい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合に、図６Ａに示すようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値が高いほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２は、出力電力が第１閾値より大きい場合、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、図６Ａに示すようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が大きくなるほど小さい値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　また、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、出力電力が第１閾値より小さい場合、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部４３２は、図６Ａに示すようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　ここで、本発明の実施の形態２に係るピーク電流設定部４３０は、遅延回路４３３を備えている。したがって、遅延回路４３３によってターンオフ信号が予め定められた期間だけ遅延されてスイッチング制御部２４０に出力されるので、図５に示したように、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、入力電圧に応じて変動する。具体的には、図６Ａに示すように、入力電圧が高いときほど、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、大きくなる。

　なお、本実施の形態では、遅延回路４３３は、ＰＷＭ動作モード及びＰＦＭ動作モードのいずれの場合においても、すなわち、全負荷領域において、ターンオフ信号を遅延させる。

　続いて、ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとの切り替えの一例について、図６Ｂを用いて説明する。

　図６Ｂは、本発明の実施の形態２に係る電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図６Ｂの横軸は、出力電力を示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとの切り替えは、出力電力と第１閾値との比較結果に基づいて行われる。すなわち、ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとの切り替えは、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値と閾値ＦＢ１との比較結果に基づいて行われる。このとき、閾値ＦＢ１は、予め定められた値であり、入力電圧、スイッチ電流ピーク、出力電圧及び出力電力などに対して固定の（不変の）値である。

　例えば、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御中に負荷１６０が軽負荷に変化し、出力電力が小さくなる場合を想定する。出力電力が小さくなって第１閾値に達したとき、すなわち、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が大きくなって閾値ＦＢ１に達したとき、図６Ａに示すように、入力電圧が高いときほど、スイッチ電流ピークＩｄｐは大きい値になる。スイッチ電流ピークＩｄｐが大きい場合、（式１）に示すように、出力電力は大きくなる。

　つまり、出力電力が小さくなって第１閾値に達したときの実際の出力電力は、入力電圧が高いときほど大きくなる。つまり、ＰＦＭ、ＰＷＭの動作が切り替わる出力電力である第１閾値は入力電圧により変化する。つまり、図６Ｂに示すように、入力電圧が高いときほど大きな出力電力で、ＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードへ切り替わることになる。加えて、図６ＢのＰＦＭ動作で比べた場合、出力電力が同じ条件であれば、入力電圧が高いほど、発振周波数Ｆｒｅｑが低くなっている。

　ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御中に負荷１６０が重負荷に変化し、出力電力が大きくなる場合も同様である。具体的には、出力電力が大きくなって第１閾値に達したとき、すなわち、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が小さくなって閾値ＦＢ１に達したとき、図６Ａに示すように、入力電圧が高いときほど、スイッチ電流ピークＩｄｐは大きい値になる。スイッチ電流ピークＩｄｐが大きい場合、（式１）に示すように、出力電力は大きくなる。

　つまり、出力電力が大きくなって第１閾値に達したときの実際の出力電力は、入力電圧が高いときほど大きくなる。つまり、図６Ｂに示すように、入力電圧が高いときほど大きな出力電力で、ＰＦＭ動作モードからＰＷＭ動作モードへ切り替わることになる。

　以下では、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００の効果について説明する。

　図７及び図８は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００の効果を説明するための図である。なお、図７は、低入力の場合（ＡＣ１００Ｖ）の簡易的な電源効率を示しており、図８は、高入力の場合（ＡＣ２４０Ｖ）の簡易的な電源効率を示している。

　また、図７及び図８の横軸は、出力電力を示しており、縦軸は、簡易的な電源効率を示している。簡易的な電源効率は、出力電力Ｐｏ／（出力電力Ｐｏ＋スイッチ素子のロス）によって示される。

　なお、図７及び図８において、“従来”とは、入力電圧に対してスイッチ電流ピークＩｄｐが一定になる場合、具体的には、遅延回路４３３を備えない場合の電源効率を示している。言い換えると、“従来”は、スイッチ素子１３０を流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したタイミングとスイッチ素子１３０をターンオフするタイミングとが一致している。これに対して、“本実施の形態”とは、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなる場合、具体的には、遅延回路４３３を備える場合の電源効率を示している。

　図８に示すように、ＰＷＭ動作モードにおいて出力電力が小さい場合には、出力電力が小さくなるほど電源効率が悪化する。これは、出力電力が小さい場合には、出力電力に対するスイッチング動作に起因するロスの割合が大きくなるためである。

　ＰＷＭ動作モードでは、スイッチ電流ピークＩｄｐは、出力電力が小さくなるほど大きくなる。スイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなるほど、１回のスイッチング動作に起因するロスは大きくなる。ＰＷＭ動作モードでは、発振周波数Ｆｒｅｑは一定であるので、ある期間内におけるスイッチング動作の回数は、出力電力に対して一定になる。したがって、出力電力が小さい場合は、出力電力が大きい場合に比べて１回のスイッチング動作に起因するロスの割合が大きくなるので、ある期間内におけるスイッチング動作に起因するロスの割合は、大きくなる。

　これに対して、ＰＦＭ動作では１回の発振のドレイン電圧、ドレイン電流の波形が変化せず、発振周波数だけが変化するため、スイッチ素子１３０のロスは発振周波数に比例する。また、前述の（式１）により、出力電力も発振周波数に比例する。このためスイッチ素子１３０のロスは出力電圧に比例し、出力電力が変化しても出力電力に対する割合は変化しない。したがって、ＰＦＭ動作では出力電力により電源効率が変化しないため、図８に示すように、ＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに切り替えると、切り替えたタイミングでの電源効率を維持することができる。したがって、電源効率が十分に高いタイミングでＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに切り替えることが好ましい。

　ここで、図７に示すように、入力電圧が低い場合は、ＰＦＭ動作モードとＰＷＭ動作モードとの切り替わり点は、“従来”と“本実施の形態”とではほとんど変わらない。これは、図５に示すように、入力電圧が低い場合は、遅延回路４３３の影響が少なく、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐと電流閾値Ｉｄｐ１とがほぼ同じになるためである。

　これに対して、入力電圧が高い場合は、ＰＦＭ動作モードとＰＷＭ動作モードとの切り替わり点は、“本実施の形態”では、“従来”よりも出力電力が大きいタイミングになる。これは、上述のように、入力電圧が高いときほど大きな出力電力で、ＰＦＭ動作モードからＰＷＭ動作モードへ切り替えることができるためである。

　図７の“従来”と図８の“従来”とを比べると分かるように、電源効率が最大に近づくときの出力電力の大きさは異なっている。具体的には、図７に示すように、入力電圧が低い場合より高い場合の方が、電源効率が最大に近づくときの出力電力は大きくなる。したがって、“本実施の形態”に示すように、入力電圧が高い場合は、低い場合に比べてより大きな出力電力で、ＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに切り替えることが好ましい。

　本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、遅延回路４３３を備えることで、入力電圧が高い場合ほど大きな出力電力で、ＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに切り替えることができる。したがって、図８に示すように、高入力、かつ、軽負荷（小出力電力）の場合に、電源効率の低下を抑制することができる。

　以上のように、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定し、スイッチ素子１３０に流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、ターンオフ信号を出力するスイッチ電流ピーク設定部４３２と、予め定められた期間（遅延期間）、ターンオフ信号を遅延させる遅延回路４３３とを備える。

　具体的には、遅延回路４３３は、入力電圧に応じてスイッチ電流ピークＩｄｐを変動させるために、固定の遅延期間だけターンオフ信号を遅延させる。つまり、遅延回路４３３は、入力電圧が高い場合ほどスイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなるように、固定の遅延期間だけターンオフ信号を遅延させる。これは、スイッチ素子１３０に流れる電流の増加の割合は、入力電圧が高いときほど大きく、上記の遅延期間に、入力電圧が高いときほど、スイッチ素子１３０に流れる電流がより大きくなるためである。

　このように、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐを大きくすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　また、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合、すなわち、重負荷の場合にはＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御し、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、すなわち、軽負荷の場合にはＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　したがって、出力電力全域（全負荷領域）にわたって入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。特に、スイッチング動作に起因するロスの影響が大きくなる軽負荷の場合、かつ、入力電圧が高い場合のスイッチング動作に起因するロスを低減することができる。

　また、本発明の実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００は、遅延回路を備えるだけでよいので、入力電圧検出部を備える構成に比べて、回路構成を簡素化することができる。

　なお、本発明の実施の形態２では、ＰＷＭ動作モード及びＰＦＭ動作モードのいずれにおいても、すなわち、全負荷領域においてターンオフ信号を遅延させる構成について説明した。これに対して、以下に示す本発明の実施の形態２の変形例のように、ＰＷＭ動作モードではターンオフ信号を遅延させず、ＰＦＭ動作モードの場合のみでターンオフ信号を遅延させてもよい。

　図９は、本発明の実施の形態２の変形例に係るスイッチング電源装置３００ａの構成の一例を示す回路図である。図９に示す実施の形態２の変形例に係るスイッチング電源装置３００ａは、図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００と比較して、半導体装置４００の代わりに半導体装置４００ａを備える点が異なっている。以下では、実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置４００ａは、図４に示す半導体装置４００と比較して、ピーク電流設定部４３０の代わりにピーク電流設定部４３０ａを備える点が異なっている。

　ピーク電流設定部４３０は、図９に示すように、入力電圧検出部２３１と、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａと、遅延回路４３３ａとを備える。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、スイッチ電流ピーク設定部４３２と同様に、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合に、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。また、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合に、出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧検出部２３１によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値Ｉｄｐを設定する。そして、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、スイッチ素子１３０をターンオフするためのターンオフ信号を遅延回路４３３ａへ出力する。

　具体的には、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。電流閾値Ｉｄｐ１の具体的な設定例については、後で図１０Ａを用いて説明する。

　遅延回路４３３ａは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合、ターンオフ信号を遅延させずに出力し、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、予め定められた期間、ターンオフ信号を遅延させて出力する。言い換えると、遅延回路４３３ａは、ＰＷＭ動作モードの場合に、ターンオフ信号を遅延させずに出力し、ＰＦＭ動作モードの場合に、ターンオフ信号を遅延させて出力する。

　具体的には、遅延回路４３３ａは、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合にターンオフ信号を遅延させずに出力し、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合にターンオフ信号を遅延させて出力する。このとき、閾値ＦＢ１は、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａによって入力電圧に基づいて変動する。

　以下では、本発明の実施の形態２の変形例に係るスイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御について説明する。

　図１０Ａは、本発明の実施の形態２の変形例に係る電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図１０Ａの横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　また、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、出力電力が第１閾値より小さい場合、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部４３２ａは、図１０Ａに示すようにフィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　このとき、発振周波数設定部４２０は、図１０Ａに示すように、出力電力が第１閾値より大きい場合、出力電力に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。より具体的には、発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　また、発振周波数設定部４２０は、出力電力が第１閾値より小さい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部４２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合に、図１０Ａに示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が高いほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　ここで、本発明の実施の形態２の変形例に係るピーク電流設定部４３０ａは、遅延回路４３３ａを備えている。遅延回路４３３ａは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合に、すなわち、ＰＦＭ動作モードの場合のみ、ターンオフ信号を遅延させる。したがって、ＰＦＭ動作モードの場合には、遅延回路４３３ａによってターンオフ信号が予め定められた期間だけ遅延されてスイッチング制御部２４０に出力されるので、図５に示したように、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、入力電圧に応じて変動する。具体的には、図１０Ａに示すように、入力電圧が高いときほど、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、大きくなる。

　図１０Ｂは、本発明の実施の形態２に係るスイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図１０Ｂの横軸は、出力電力を示しており、縦軸は、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　この図１０Ｂによれば、ＰＦＭ動作モードにおいては同じ出力電力時には、高入力電圧のときほどスイッチ電流ピークＩｄｐが高くなり、発振周波数Ｆｒｅｑが低くなる。したがって、図８に示すように、高入力、かつ、軽負荷（小出力電力）の場合に、電源効率の低下を抑制することができる。

　また、本発明の実施の形態２の変形例に係るスイッチング電源装置３００ａによれば、ＰＷＭ動作モードでは、入力電圧に依存させずに電流閾値を決定する。したがって、ＰＷＭ動作モードにおいて、スイッチ素子を流れる電流が電流閾値の最大値付近において、すなわち、出力電力が最大の場合において、最大出力電力に入力電圧による影響が発生することを抑制することができる。

　つまり、最大出力電力が入力電圧によって変動した場合、例えば、負荷に必要以上の出力電力が供給されてしまい、負荷の故障などが発生するという恐れがある。ここでは、上記のように最大出力電力の入力電圧依存を抑制することができ、すなわち、高性能なスイッチング電源装置を実現することができる。

　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置は、実施の形態２においてＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御中に、負荷がより軽負荷に変わった場合、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御することを特徴とする。具体的には、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい閾値ＦＢ２より大きい（出力電力が上記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合）、発振周波数設定部は、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定し、スイッチ電流ピーク設定部は、出力電力が小さくなるほど小さい値になるように、電流閾値を設定することを特徴とする。

　さらに、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置は、軽負荷におけるＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御中に、負荷がより軽負荷に変わったときに、再びＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。このように、負荷が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置は、ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モード→ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モードの順にスイッチング動作を制御する。

　図１１は、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００の構成の一例を示す回路図である。図１１に示す実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００は、図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００と比較して、半導体装置４００の代わりに半導体装置６００を備える点が異なっている。以下では、実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置６００は、図４に示す半導体装置４００と比較して、発振周波数設定部４２０、ピーク電流設定部４３０及びスイッチング制御部２４０の代わりに、発振周波数設定部６２０、ピーク電流設定部６３０及びスイッチング制御部６４０を備える点が異なっている。

　発振周波数設定部６２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数を設定する。すなわち、発振周波数設定部６２０は、出力端子１２０に接続されている負荷１６０の状態に応じて、スイッチ素子１３０のスイッチング周波数Ｆｒｅｑを設定する。さらに、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第１閾値より大きい場合、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合に、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定し、出力電力が第１閾値より小さい場合、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるようにスイッチング周波数を設定する。

　さらに、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい閾値ＦＢ２より大きい場合、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定する。また、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第２閾値より小さい第３閾値より小さい場合、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ２より大きい閾値ＦＢ３より大きい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるようにスイッチング周波数を設定する。

　要するに、発振周波数設定部６２０は、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→ＰＦＭの順で動作モードが遷移するように、スイッチング周波数を設定する。

　具体的には、発振周波数設定部６２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０をターンオンさせるタイミングを変化させることで発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。スイッチング周波数の一例である発振周波数Ｆｒｅｑの具体的な設定例については、後で図１２を用いて説明する。

　ピーク電流設定部６３０は、所定の場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定することで、スイッチ電流検出部２１０による検出結果と電流閾値Ｉｄｐ１とに基づいてスイッチ素子１３０のターンオフを制御する。なお、所定の場合は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作がＰＦＭ動作モードに従う場合である。

　図１１に示すように、ピーク電流設定部６３０は、スイッチ電流ピーク設定部４３２と、遅延回路４３３と、スイッチ電流ピーク設定部６３５とを備える。なお、スイッチ電流ピーク設定部４３２及び遅延回路４３３は、実施の形態２と同様であるので、ここでは説明を省略する。

　スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第４閾値より大きい場合に、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ４より小さい場合、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。また、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第４閾値より小さい場合に、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ４より大きい場合に、出力電力が小さくなるほど小さい値になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。

　さらに、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第３閾値より小さい場合に、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ３より大きい場合に、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。そして、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、スイッチ素子１３０をターンオフするためのターンオフ信号をスイッチング制御部６４０へ出力する。

　具体的には、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。電流閾値Ｉｄｐ２の具体的な設定例については、後で図１２を用いて説明する。

　なお、第４閾値は、第３閾値より大きい値であり、好ましくは、第２閾値より大きい値である。また、第４閾値と第１閾値との大小関係はどのようなものでもよい。言い換えると、閾値ＦＢ４は、閾値ＦＢ３より小さい値であり、好ましくは、閾値ＦＢ２より小さい値である。また、閾値ＦＢ４と閾値ＦＢ１との大小関係はどのようなものでもよい。

　スイッチング制御部６４０は、発振周波数設定部６２０及びピーク電流設定部６３０による制御結果に基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。具体的には、スイッチング制御部６４０は、発振周波数設定部６２０からターンオン信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオンする。また、スイッチング制御部６４０は、ピーク電流設定部６３０からターンオフ信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　なお、スイッチング制御部６４０には、遅延回路４３３から出力されるターンオフ信号と、スイッチ電流ピーク設定部６３５から出力されるターンオフ信号とが入力される。スイッチング制御部６４０は、いずれかの少なくとも一方のターンオフ信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　なお、スイッチング制御部６４０は、スイッチング信号を出力することで、スイッチ素子１３０のターンオン及びターンオフ、すなわち、スイッチング動作を制御する。スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御方法は、どのような方法でもよい。例えば、スイッチング制御部６４０は、実施の形態１に係るスイッチング制御部２４０と同様の制御を行えばよい。

　続いて、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００の動作について説明する。具体的には、スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御の一例について説明する。

　図１２は、本発明の実施の形態３に係る電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図１２の横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００では、負荷１６０が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→ＰＦＭの順で動作モードが遷移する。すなわち、スイッチング電源装置５００では、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→ＰＦＭの順で動作モードが遷移する。

　具体的には、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第１閾値より大きい場合、出力電力に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。より具体的には、発振周波数設定部６２０は、図１２に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　また、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第１閾値より小さく、かつ、第２閾値より大きい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部６２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きく、かつ、閾値ＦＢ２より小さい場合に、図１２に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が高いほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。このとき、閾値ＦＢ２は、閾値ＦＢ１より大きい値である。

　さらに、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第２閾値より小さく、かつ、第３閾値より大きい場合、出力電力に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部６２０は、フィードバック信号の電圧値が閾値ＦＢ２より大きく、かつ、閾値ＦＢ３より小さい場合に、図１２に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。このとき、閾値ＦＢ３は、閾値ＦＢ２より大きい値である。

　また、発振周波数設定部６２０は、出力電力が第３閾値より小さい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部６２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より大きい場合に、図１２に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が高いほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２は、実施の形態２と同様であるので、ここでは説明を省略する。具体的には、電流閾値Ｉｄｐ１は、実施の形態２の図６Ａと同様である。

　スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第４閾値より大きい場合に、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ４より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。

　なお、このときの電流閾値Ｉｄｐ２の値は、図１２に示すように、出力電力が第１閾値より大きい場合つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合の電流閾値Ｉｄｐ１より大きいことが好ましい。また、閾値ＦＢ４と閾値ＦＢ１との大小関係はどのようなものでもよい。図１２では、一例として、第１閾値と第４閾値つまり閾値ＦＢ１と閾値ＦＢ４とが一致している。また、閾値ＦＢ４は、閾値ＦＢ３より小さい値である。

　また、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第４閾値より小さく、かつ、第３閾値より大きい場合に、出力電力が小さくなるほど小さい値になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ４より大きく、かつ、閾値ＦＢ３より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が高いほど小さくなるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。

　さらに、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、出力電力が第３閾値より小さい場合、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部６３５は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より大きい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値及び入力電圧に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ２を設定する。

　このとき、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、ターンオフ信号がスイッチング制御部６４０に入力されたタイミングで、スイッチ素子１３０に流れている電流である。本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００では、遅延回路４３３及びスイッチ電流ピーク設定部６３５の２つの処理部がターンオフ信号を出力するので、スイッチ電流ピークＩｄｐは、遅延回路４３３及びスイッチ電流ピーク設定部６３５の２つによって設定される。

　具体的には、スイッチ電流ピークＩｄｐは、電流閾値Ｉｄｐ１と遅延の作用とによって決まる電流値（電流閾値Ｉｄｐ１＋遅延相当分）と、電流閾値Ｉｄｐ２とのうち小さい方の値によって定まる。図１２に示す例では、重負荷（大出力電力）側のＰＷＭ動作モード及びＰＦＭ動作モードの一部では、電流閾値Ｉｄｐ２が電流閾値Ｉｄｐ１＋遅延相当分より大きくなるので、スイッチ電流ピークＩｄｐは、電流閾値Ｉｄｐ１＋遅延相当分になる。このとき、スイッチング制御部６４０は、遅延回路４３３から出力されたターンオフ信号を受け取って、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　この期間では、遅延回路４３３によってターンオフ信号が予め定められた期間だけ遅延されてスイッチング制御部６４０に出力されるので、図１２に示すように、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、入力電圧に応じて変動する。具体的には、図１２に示すように、入力電圧が高いときほど、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐは、大きくなる。

　また、図１２に示す例では、重負荷側のＰＦＭ動作モードの残り、並びに、軽負荷（小出力電力）側のＰＷＭ動作モード及びＰＦＭ動作モードでは、電流閾値Ｉｄｐ２が電流閾値Ｉｄｐ１＋遅延相当分より小さくなり、スイッチ電流ピークＩｄｐは、電流閾値Ｉｄｐ２にほぼ一致する。このとき、スイッチング制御部６４０は、スイッチ電流ピーク設定部６３５から出力されたターンオフ信号を受け取って、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　以上のように、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい閾値ＦＢ２より大きい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する軽負荷の場合よりもさらに軽負荷の場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　したがって、発振周波数Ｆｒｅｑが低く、トランス１４１の騒音が可聴域に当たる場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御するので、スイッチ電流ピークＩｄｐを低くすることができる。これにより、トランス１４１の騒音を抑制することができる。

　さらに、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００は、軽負荷の場合のＰＷＭ動作モードの場合よりもさらに軽負荷の場合に、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。これにより、スイッチング電源装置５００の省電力化を実現することができる。

　なお、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００では、出力電力が小さくなるにつれて、すなわち、負荷が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→ＰＦＭの順に動作モードを遷移させる例について説明した。これに対して、軽負荷でのＰＦＭ動作モードを実行しなくてもよい。つまり、実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００では、負荷１６０が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭの順に動作モードを遷移させてもよい。

　図１３Ａは、本発明の実施の形態３に係るスイッチ電流ピークＩｄｐの設定の別の一例を示す図である。なお、図１３Ａの横軸は、出力電力を示しており、縦軸は、スイッチ電流ピークＩｄｐを示している。

　また、図１３Ｂは、本発明の実施の形態３に係る発振周波数Ｆｒｅｑの設定の別の一例を示す図である。なお、図１３Ｂの横軸は、出力電力を示しており、縦軸は、発振周波数Ｆｒｅｑを示している。

　発振周波数設定部６２０は、図１２を用いて説明したように、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭの順で動作モードが遷移するように、発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。このとき、小出力電力でのＰＦＭ動作モードがないため、発振周波数設定部６２０は、小出力電力の場合にＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに変更するための上記閾値ＦＢ３の判定を行わなくてよい。

　また、ピーク電流設定部６３０は、図１２を用いて説明したように、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭの順で動作モードが遷移するように、電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２を設定する。このとき、小出力電力でのＰＦＭ動作モードがないため、小出力電力の場合にＰＷＭ動作モードからＰＦＭ動作モードに変更するためのピーク電流設定部６３０は、上記閾値ＦＢ３の判定を行わなくてもよい。

　なお、図１３Ｂに示すように、発振周波数設定部６２０は、出力電力が小さい場合のＰＷＭ動作モードでは、一定ではなく、出力電力が小さくなるほど低くなるように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。このとき、発振周波数Ｆｒｅｑの低下の割合は、ＰＦＭ動作モードにおける発振周波数Ｆｒｅｑの低下の割合よりも小さい。このように、出力電力が小さい場合（軽負荷の場合）のＰＷＭ動作モードでは、発振周波数Ｆｒｅｑは一定にならなくてもよい。

　以上のように、本発明の実施の形態３に係る別の例でも、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい閾値ＦＢ２より大きい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する軽負荷の場合よりもさらに軽負荷の場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置は、実施の形態３において軽負荷におけるＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御中に、負荷がより軽負荷に変わったときに、ＰＦＭ動作モードではなく、間欠発振モードでスイッチング動作を制御することを特徴とする。このように、本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置は、負荷が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モード→ＰＷＭ動作モード→間欠発振モードの順にスイッチング動作を制御する。

　図１４は、本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置７００の構成の一例を示す回路図である。図１４に示す実施の形態４に係るスイッチング電源装置７００は、図１１に示す実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００と比較して、半導体装置６００の代わりに半導体装置８００を備える点が異なっている。以下では、実施の形態３と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置８００は、図１１に示す半導体装置６００と比較して、発振周波数設定部６２０及びスイッチング制御部６４０の代わりに、発振周波数設定部８２０及びスイッチング制御部８４０を備える点と、新たにターンオン不可回路８５０を備える点とが異なっている。

　発振周波数設定部８２０は、発振周波数設定部６２０とほぼ同じ動作を行う。具体的には、発振周波数設定部８２０は、出力電力が第２閾値より小さい第３閾値より小さい場合、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ２より大きい閾値ＦＢ３より大きい場合、出力電力が小さくなるほど低くなるようにスイッチング周波数を設定するのではなく、間欠発振するようにスイッチング周波数を設定する。

　要するに、発振周波数設定部８２０は、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→間欠発振の順で動作モードが遷移するように、スイッチング周波数を設定する。

　具体的には、発振周波数設定部８２０は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて、スイッチ素子１３０をターンオンさせるタイミングを変化させることで発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。スイッチング周波数の一例である発振周波数Ｆｒｅｑの具体的な設定例については、後で図１５を用いて説明する。

　スイッチング制御部８４０は、発振周波数設定部８２０及びピーク電流設定部６３０による制御結果に基づいて、スイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する。具体的には、スイッチング制御部８４０は、発振周波数設定部８２０からターンオン不可回路８５０を介してターンオン信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオンする。また、スイッチング制御部８４０は、ピーク電流設定部６３０からターンオフ信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　なお、スイッチング制御部８４０には、遅延回路４３３から出力されるターンオフ信号と、スイッチ電流ピーク設定部６３５から出力されるターンオフ信号とが入力される。スイッチング制御部８４０は、いずれかの少なくとも一方のターンオフ信号が入力されたときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。

　なお、スイッチング制御部８４０は、スイッチング信号を出力することで、スイッチ素子１３０のターンオン及びターンオフ、すなわち、スイッチング動作を制御する。スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御方法は、どのような方法でもよい。例えば、スイッチング制御部８４０は、実施の形態１に係るスイッチング制御部２４０と同様の制御を行えばよい。

　ターンオン不可回路８５０は、発振周波数設定部８２０からスイッチング制御部８４０へのターンオン信号の伝達の可否を制御する。具体的には、ターンオン不可回路８５０は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ３より小さい場合に、発振周波数設定部８２０から出力されたターンオン信号をスイッチング制御部８４０へ出力する。また、ターンオン不可回路８５０は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ３より大きい場合に、発振周波数設定部８２０から出力されたターンオン信号をスイッチング制御部８４０へ出力しない。

　より具体的には、ターンオン不可回路８５０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より小さい場合に、発振周波数設定部８２０から出力されたターンオン信号をスイッチング制御部８４０へ出力する。また、ターンオン不可回路８５０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より大きい場合に、発振周波数設定部８２０から出力されたターンオン信号をスイッチング制御部８４０へ出力しない。

　続いて、本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置７００の動作について説明する。具体的には、スイッチ素子１３０のスイッチング動作の制御の一例について説明する。

　図１５は、本発明の実施の形態４に係る電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図１５の横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置７００では、負荷１６０が重負荷から軽負荷に変化するにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→間欠発振の順で動作モードが遷移する。すなわち、スイッチング電源装置７００では、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→間欠発振の順で動作モードが遷移する。

　なお、図１５は、実施の形態３で説明した図１２とほぼ同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。具体的には、出力電力が第３閾値より小さい場合、すなわち、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より大きい場合の発振周波数Ｆｒｅｑ及びスイッチ電流ピークＩｄｐについて説明する。

　発振周波数設定部８２０は、出力電力が第３閾値より小さい場合、間欠発振するように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。具体的には、発振周波数設定部８２０は、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ３より大きい場合に、図１５に示すように、間欠発振するように発振周波数Ｆｒｅｑを設定する。

　スイッチ電流ピーク設定部４３２及びスイッチ電流ピーク設定部６３５は、実施の形態３と同様であるので、ここでは説明を省略する。具体的には、電流閾値Ｉｄｐ１及びＩｄｐ２は、実施の形態３の図１２と同様である。したがって、スイッチ電流ピークＩｄｐも実施の形態３の図１２と同様になる。

　以上のように、本発明の実施の形態４に係るスイッチング電源装置７００は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい閾値ＦＢ２より大きい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する軽負荷の場合よりもさらに軽負荷の場合に、ＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　さらに、本発明の実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００は、軽負荷の場合のＰＷＭ動作モードの場合よりもさらに軽負荷の場合に、間欠発振モードでスイッチング動作を制御する。これにより、スイッチング電源装置５００の省電力化を実現することができる。

　（実施の形態５）
　本発明の実施の形態５に係るスイッチング電源装置は、実施の形態３において軽負荷のＰＷＭ動作の場合に電流閾値Ｉｄｐ２によりスイッチ電流ピークＩｄｐの値を変化させていたのに対し、この電流閾値Ｉｄｐ２を用いず、遅延回路７３３の発生させる遅延時間を出力電力に応じて短くし、その後、電流閾値Ｉｄｐ１を再び低下させて、出力電力が大きい状態から小さい状態になるに従って、ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モード→ＰＷＭ動作モード→ＰＦＭ動作モードの順にスイッチング動作を行う。

　図１６Ａは、本発明の実施の形態５に係るスイッチング電源装置５００ａの構成の一例を示す回路図である。図１１に示す実施の形態３に係るスイッチング電源装置５００と比較して、半導体装置６００の代わりに半導体装置６００ａを備える点が異なっている。以下では、実施の形態３と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置６００ａは、図１１に示す半導体装置６００と比較して、ピーク電流設定部７３０を備える点が異なっている。

　ピーク電流設定部７３０は、図１１に示すピーク電流設定部６３０と比較して、スイッチ電流ピーク設定部４３２、遅延回路４３３の代わりに、スイッチ電流ピーク設定部７３２、遅延回路７３３を備え、スイッチ電流ピーク設定部６３５を備えない点が異なっており、フィードバック信号ＦＢＯが遅延回路７３３に入力されている点に特徴がある。

　フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１よりも大きく閾値ＦＢ２よりも小さく、出力電力が第１閾値より小さく第２閾値より大きい場合には、実施の形態３と同様に発振周波数設定部６２０は発振周波数を低下させる。さらに、出力電力が低下し、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ２よりも大きく、出力電力が第２閾値より小さくなると、遅延回路７３３はターンオフ信号の遅延時間をフィードバック信号ＦＢＯが大きくなるに従って、つまり出力電力が小さくなるに従って短くする。

　さらに、出力電力が第５閾値より小さく、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ５まで大きくなると遅延回路７３３が発生する遅延時間はゼロとなる。さらに、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ５以上となるとスイッチ電流ピーク設定部７３２は電流閾値Ｉｄｐ１を低下させる。なお、第５閾値は第２閾値より小さく第３閾値より大きく、閾値ＦＢ５は閾値ＦＢ２より大きく、閾値ＦＢ３より小さい値である。

　さらに、出力電力が小さくなってフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ３よりも大きく、出力電力が第３閾値よりも小さくなると、スイッチ電流ピーク設定部７３２は電流閾値Ｉｄｐ１をフィードバック信号ＦＢＯに対して一定となるように設定し、発振周波数設定部６２０は発振周波数を低下させる。

　図１６Ｂは、本発明の実施の形態５に係る電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図１６Ｂの横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ並びに発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　図１６Ｂに示すように、出力電力が第２閾値より小さく、第５閾値より大きくなった領域、つまりフィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ２より大きく、閾値ＦＢ５よりも小さくなった領域では、ターンオフの遅延時間が短くなるため、実際のスイッチ電流ピークＩｄｐが低下する。さらに、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ５以下となると、電流閾値Ｉｄｐ１が低下して、これにより実際のスイッチ電流ピークＩｄｐが低下する。すなわち、スイッチング電源装置５００ａでは、出力電力が小さくなるにつれて、ＰＷＭ→ＰＦＭ→ＰＷＭ→ＰＦＭの順で動作モードが遷移する。

　以上のように、本発明の実施の形態５に係るスイッチング電源装置５００ａは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ２より大きく、閾値ＦＢ５よりも小さい場合には、遅延回路７３３のターンオフの遅延を短縮し、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ５より大きく、閾値ＦＢ３よりも小さい場合には、電流閾値Ｉｄｐ１を低くして、出力電力が第２閾値より小さく第３閾値より大きい場合に、出力電力の低下に応じてスイッチ電流ピークＩｄｐを低くする。

　これにより、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ３より大きく、出力電力が第３閾値よりも小さい場合のＰＦＭ動作の場合におけるスイッチ電流ピーク値Ｉｄｐを低くすることができ、このため、このＰＦＭ動作により発振周波数が可聴域まで低くなっても、トランスから発生する騒音を低減させることができる。

　また、実施の形態３においては、２つの電流閾値Ｉｄｐ１とＩｄｐ２を用いていたために、特に出力電力の第２閾値におけるＰＦＭ動作からＰＷＭ動作への移行に回路設定の調整が必要であったが、本実施の形態においては、第２閾値における動作の移行は発振周波数の変化から遅延時間の変化へ引き継がれるため回路設定が比較的容易である。

　なお、本実施の形態では、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ５まで低下したときに遅延時間がゼロになっているが、この遅延時間はゼロまで短くならずに、有限の値が残っても構わない。

　（実施の形態６）
　上記実施の形態１～５では、入出力変換部にトランスを用いるフライバック型のスイッチング電源装置について説明した。これに対して、本発明の実施の形態６に係るスイッチング電源装置は、降圧型チョッパ回路、極性反転型チョッパ回路又は昇圧型チョッパ回路であることを特徴とする。

　まず、降圧型チョッパ回路の例について説明する。

　図１７は、本発明の実施の形態６に係る降圧型チョッパ回路であるスイッチング電源装置９００ａの構成の一例を示す回路図である。図１７に示す実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ａは、図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００と比較して、入出力変換部１４０の代わりに入出力変換部９４０ａを備える点が異なっている。以下では、実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　入出力変換部９４０ａは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子１２０に接続される負荷１６０に出力電力を供給する。図１７に示すように、入出力変換部９４０ａは、コイル９４１ａと、ダイオード９４２ａと、コンデンサ９４３ａとを備える。

　コイル９４１ａは、エネルギー伝達素子の一例であり、入力端子１１０の正極側と出力端子１２０の正極側との間に、スイッチ素子１３０を介して接続されている。コイル９４１ａは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

　ダイオード９４２ａは、整流素子の一例であり、アノードが入力端子１１０の負極側と出力端子の負極側とに接続され、カソードがスイッチ素子１３０とコイル９４１ａとの接続点に接続されている。ダイオード９４２ａは、コイル９４１ａによって生成された交流の出力電圧を整流する。

　コンデンサ９４３ａは、平滑容量素子の一例であり、一端がコイル９４１ａと出力端子１２０の正極側との接続点に接続され、他端が入力端子１１０の負極側と出力端子１２０の負極側とに接続されている。コンデンサ９４３ａは、コイル９４１ａによって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

　以上の構成により、本発明の実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ａは、直流の入力電圧をスイッチ素子１３０によってスイッチングすることによって、直流の出力電圧を出力端子１２０に発生させる。このとき、スイッチング電源装置９００ａは、図１７に示すような降圧型チョッパ回路であるので、入力電圧より低い出力電圧を生成する。

　なお、スイッチ素子１３０のスイッチング動作を制御する半導体装置は、実施の形態２に示す半導体装置４００と同じである。このため、本実施の形態でも、実施の形態２と同様に、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐを大きくすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　また、出力電力全域（全負荷領域）にわたって入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。特に、スイッチング動作に起因するロスの影響が大きくなる軽負荷の場合、かつ、入力電圧が高い場合のスイッチング動作に起因するロスを低減することができる。

　次に、極性反転型チョッパ回路の例について説明する。

　図１８は、本発明の実施の形態６に係る極性反転型チョッパ回路であるスイッチング電源装置９００ｂの構成の一例を示す回路図である。図１８に示す実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ｂは、図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００と比較して、入出力変換部１４０の代わりに入出力変換部９４０ｂを備える点が異なっている。以下では、実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　入出力変換部９４０ｂは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子１２０に接続される負荷１６０に出力電力を供給する。図１８に示すように、入出力変換部９４０ｂは、コイル９４１ｂと、ダイオード９４２ｂと、コンデンサ９４３ｂとを備える。

　コイル９４１ｂは、エネルギー伝達素子の一例であり、スイッチ素子１３０とダイオード９４２ｂのカソードとの接続点と、入力端子１１０の負極側と出力端子１２０の正極側との接続点との間に接続されている。コイル９４１ｂは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

　ダイオード９４２ｂは、整流素子の一例であり、アノードが出力端子１２０の負極側に接続され、カソードがスイッチ素子１３０とコイル９４１ｂとの接続点に接続されている。ダイオード９４２ｂは、コイル９４１ｂによって生成された交流の出力電圧を整流する。

　コンデンサ９４３ｂは、平滑容量素子の一例であり、一端がダイオード９４２ｂのアノードと出力端子１２０の負極側との接続点に接続され、他端がコイル９４１ｂと出力端子１２０の正極側との接続点に接続されている。コンデンサ９４３ｂは、コイル９４１ｂによって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

　以上の構成により、本発明の実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ｂは、直流の入力電圧をスイッチ素子１３０によってスイッチングすることによって、直流の出力電圧を出力端子１２０に発生させる。このとき、スイッチング電源装置９００ｂは、図１８に示すような極性反転型チョッパ回路であるので、入力電圧の極性が反転した出力電圧を生成する。

　続いて、昇圧型チョッパ回路の例について説明する。

　図１９は、本発明の実施の形態６に係る昇圧型チョッパ回路であるスイッチング電源装置９００ｃの構成の一例を示す回路図である。図１９に示す実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ｃは、図４に示す実施の形態２に係るスイッチング電源装置３００と比較して、入出力変換部１４０の代わりに入出力変換部９４０ｃを備える点が異なっている。以下では、実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　入出力変換部９４０ｃは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子１２０に接続される負荷１６０に出力電力を供給する。図１９に示すように、入出力変換部９４０ｃは、コイル９４１ｃと、ダイオード９４２ｃと、コンデンサ９４３ｃとを備える。

　コイル９４１ｃは、エネルギー伝達素子の一例であり、スイッチ素子１３０と入力端子１１０との間に接続されている。コイル９４１ｃは、入力端子１１０に入力され、かつ、スイッチ素子１３０によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

　ダイオード９４２ｃは、整流素子の一例であり、アノードがスイッチ素子１３０とコイル９４１ｃとの接続点に接続され、カソードがコンデンサ９４３ｃの一端と出力端子１２０の正極側とに接続されている。ダイオード９４２ｃは、コイル９４１ｃによって生成された交流の出力電圧を整流する。

　コンデンサ９４３ｃは、平滑容量素子の一例であり、一端がダイオード９４２ｃのカソードと出力端子１２０の正極側との接続点に接続され、他端が入力端子１１０の負極側と出力端子１２０の負極側とに接続されている。コンデンサ９４３ｃは、コイル９４１ｃによって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

　以上の構成により、本発明の実施の形態６に係るスイッチング電源装置９００ｃは、直流の入力電圧をスイッチ素子１３０によってスイッチングすることによって、直流の出力電圧を出力端子１２０に発生させる。このとき、スイッチング電源装置９００ｃは、図１９に示すような昇圧型チョッパ回路であるので、入力電圧より高い出力電圧を生成する。

　（実施の形態７）
　本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置では、ピーク電流設定部は、所定の場合にスイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値を設定することを特徴とする。より具体的には、本発明の実施の形態１に係るピーク電流設定部は、入力電圧を検出する入力電圧検出部と、電流閾値が出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧検出部によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、電流閾値を設定するスイッチ電流ピーク電流設定部とを備えることを特徴とする。

　また、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置は、重負荷の場合にＰＷＭ動作モードで、軽負荷の場合にＰＦＭ動作モードで、スイッチ素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする。

　具体的には、（ｉ）出力電力が第１閾値より大きい場合、すなわち、ＰＷＭ動作モードの場合、発振周波数設定部は、出力電力に対して一定になるようにスイッチング周波数を設定し、ピーク電流設定部は、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、電流閾値を設定する。また、（ｉｉ）出力電力が前記第１閾値より小さい場合、すなわち、ＰＦＭ動作モードの場合、発振周波数設定部は、出力電力が小さくなるほどスイッチング周波数を小さくし、ピーク電流設定部は、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値を設定する。このように、第１閾値は、ＰＷＭ動作モードとＰＦＭ動作モードとの切り替え点に相当する。

　図２０は、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置１０００の構成の一例を示す回路図である。図２０に示す実施の形態７に係るスイッチング電源装置１０００は、図１に示す実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００と比較して、半導体装置２００の代わりに半導体装置１１００を備える点が異なっている。以下では、実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置１１００は、図１に示す半導体装置２００と比較して、発振周波数設定部２２０及びピーク電流設定部２３０の代わりに、発振周波数設定部４２０及びピーク電流設定部１１３０を備える点が異なっている。なお、発振周波数設定部４２０は、実施の形態２と同様であるので、ここでは説明を省略する。

　ピーク電流設定部１１３０は、所定の場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定することで、スイッチ電流検出部２１０による検出結果と電流閾値Ｉｄｐ１とに基づいてスイッチ素子１３０のターンオフを制御する。なお、所定の場合は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作がＰＦＭ動作モードに従う場合である。

　図２０に示すように、ピーク電流設定部１１３０は、入力電圧検出部２３１と、スイッチ電流ピーク設定部１１３２とを備える。

　スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合に（出力電力が第１閾値より大きい場合に）、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。また、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合に（出力電力が第１閾値より小さい場合に）、出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。そして、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、スイッチ素子１３０をターンオフするためのターンオフ信号をスイッチング制御部２４０へ出力する。

　具体的には、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、フィードバック信号ＦＢＯに基づいて電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。電流閾値Ｉｄｐ１の具体的な設定例については、図２１を用いて説明する。

　図２１は、本発明の実施の形態２に係る電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑの設定の一例を示す図である。なお、図２１の横軸は、フィードバック信号ＦＢＯを示しており、縦軸は、電流閾値Ｉｄｐ１、スイッチ電流ピークＩｄｐ及び発振周波数Ｆｒｅｑを示している。上述したように、フィードバック信号ＦＢＯは、負荷１６０の状態、すなわち、出力電力に対応している。

　スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、出力電力が第１閾値より大きい場合、出力電力が大きくなるほど大きな値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、図２１に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が大きくなるほど小さい値になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きな値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　また、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、出力電力が第１閾値より小さい場合、出力電力に対して一定になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、図２１に示すように、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合に、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きな値になるように、電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　本実施の形態では、スイッチ電流ピーク設定部１１３２は、スイッチ素子１３０に流れる電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときにターンオフ信号を出力し、スイッチング制御部２４０は、ターンオフ信号を受け取ったときに、スイッチ素子１３０をターンオフする。つまり、電流閾値Ｉｄｐ１とスイッチ電流ピークＩｄｐとが一致する。

　したがって、スイッチ電流ピークＩｄｐは、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より小さい場合、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が大きくなるほど小さくなり、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなる。また、スイッチ電流ピークＩｄｐは、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値が閾値ＦＢ１より大きい場合、フィードバック信号ＦＢＯの電圧値に対して一定になり、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなる。

　以上のように、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置１０００は、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合、すなわち、重負荷の場合にはＰＷＭ動作モードでスイッチング動作を制御し、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、すなわち、軽負荷の場合にはＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する。

　具体的には、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置１０００は、ＰＷＭ動作モードでは、出力電力が小さいほど小さい値になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定し、ＰＦＭ動作モードでは、出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　これにより、スイッチ電流ピークＩｄｐは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より小さい場合、出力電力が大きくなるほど大きくなり、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなる。また、スイッチ電流ピークＩｄｐは、フィードバック信号ＦＢＯが閾値ＦＢ１より大きい場合、出力電力に対して一定になり、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなる。

　したがって、本発明の実施の形態７に係るスイッチング電源装置１０００によれば、実施の形態２と同様に、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐを大きくすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　以上、本発明に係るスイッチング電源装置及び半導体装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　例えば、図１に示すように、実施の形態１では、入力電圧検出部２３１を備え、出力電力の全領域においてＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御する例について説明した。これに対して、図２２に示すように、遅延回路４３３を備え、出力電力の全領域においてＰＦＭ動作モードでスイッチング動作を制御してもよい。

　図２２は、本発明の実施の形態の変形例に係るスイッチング電源装置１２００の構成の一例を示す回路図である。図２２に示す実施の形態の変形例に係るスイッチング電源装置１２００は、図１に示す実施の形態１に係るスイッチング電源装置１００と比較して、半導体装置２００の代わりに半導体装置１３００を備える点が異なっている。以下では、実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

　半導体装置１３００は、図１に示す半導体装置２００と比較して、ピーク電流設定部２３０の代わりにピーク電流設定部１３３０を備える点が異なっている。

　ピーク電流設定部１３３０は、所定の場合にスイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定することで、スイッチ電流検出部２１０による検出結果と電流閾値Ｉｄｐ１とに基づいてスイッチ素子１３０のターンオフを制御する。なお、スイッチ電流ピークＩｄｐは、スイッチ素子１３０に流れる電流の最大値である。

　また、所定の場合は、スイッチ素子１３０のスイッチング動作がＰＦＭ動作モードに従う場合である。本実施の形態の変形例では、全負荷領域においてＰＦＭ動作モードに従うので、ピーク電流設定部１３３０は、全負荷領域において、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるように、かつ、入力電圧が高いときほど大きくなるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。

　図２２に示すように、ピーク電流設定部１３３０は、スイッチ電流ピーク設定部１３３２と、遅延回路４３３とを備える。なお、遅延回路４３３は、実施の形態２と同様である。

　ピーク電流設定部１３３０は、出力電力及び入力電圧に対して一定になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。具体的には、ピーク電流設定部１３３０は、全負荷領域において、すなわち、出力電力の全領域において、一定になるように電流閾値Ｉｄｐ１を設定する。そして、ピーク電流設定部１３３０は、スイッチ電流検出部２１０によって検出された電流が電流閾値Ｉｄｐ１に達したときに、ターンオフ信号を遅延回路４３３へ出力する。

　遅延回路４３３は、入力電圧に応じてスイッチ電流ピークＩｄｐを変動させるために、固定の遅延期間だけターンオフ信号を遅延させる。つまり、遅延回路４３３は、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐが大きくなるように、固定の遅延期間だけターンオフ信号を遅延させる。これは、スイッチ素子１３０に流れる電流の増加の割合は、入力電圧が高いときほど大きく、上記の遅延期間に、入力電圧が高いときほど、スイッチ素子１３０に流れる電流がより大きくなるためである。

　これにより、実施の形態１と同様に、スイッチ電流ピークＩｄｐが出力電力に対して一定になるＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高いときほどスイッチ電流ピークＩｄｐを大きくすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、ＰＦＭ動作モードにおいて、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができる。

　また、本発明の実施の形態の変形例に係るスイッチング電源装置１２００は、遅延回路を備えるだけでよいので、入力電圧検出部を備える構成に比べて、回路構成を簡素化することができる。

　また、実施の形態３及び４において、電流閾値Ｉｄｐ２は入力電圧に対して一定になる例について説明したが、電流閾値Ｉｄｐ２も入力電圧が高いときほど大きくなるように変化させてもよい。

　また、上記実施の形態１～７に係る半導体装置に含まれる各処理部は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

　ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

　また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて各処理部の集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性として考えられる。

　また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、オン／オフにより表されるスイッチング状態は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、例示されたスイッチング状態の異なる組み合わせにより、同等な結果を得ることも可能である。また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

　本発明は、入力電圧が高い場合の電源効率を向上させることができるという効果を奏し、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ、充電器、アダプタなどが備えるスイッチング電源装置などに利用することができる。

１００、３００、３００ａ、５００、５００ａ、７００、９００ａ、９００ｂ、９００ｃ、１０００、１２００　スイッチング電源装置
１１０　入力端子
１２０　出力端子
１３０　スイッチ素子
１４０、９４０ａ、９４０ｂ、９４０ｃ　入出力変換部
１４１　トランス
１４２　出力電圧生成回路
１５０　出力電圧フィードバック部
１５１　出力電圧検出部
１５２　フィードバック調整部
２００、４００、４００ａ、６００、６００ａ、８００、１１００、１３００　半導体装置
２１０　スイッチ電流検出部
２２０、４２０、６２０、８２０　発振周波数設定部
２３０、４３０、４３０ａ、６３０、７３０、１１３０、１３３０　ピーク電流設定部
２３１　入力電圧検出部
２３２、４３２、４３２ａ、６３５、７３２、１１３２、１３３２　スイッチ電流ピーク設定部
２４０、６４０、８４０　スイッチング制御部
４３３、４３３ａ、７３３　遅延回路
８５０　ターンオン不可回路
９４１ａ、９４１ｂ、９４１ｃ　コイル
９４２ａ、９４２ｂ、９４２ｃ　ダイオード
９４３ａ、９４３ｂ、９４３ｃ　コンデンサ

Claims

　入力端子と、
　出力端子と、
　前記入力端子に接続されたスイッチ素子と、
　前記入力端子に入力され、かつ、前記スイッチ素子によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、前記出力端子に接続される負荷に出力電力を供給する入出力変換部と、
　前記出力電圧を検出し、検出した出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力する出力電圧フィードバック部と、
　前記スイッチ素子に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部と、
　前記フィードバック信号に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周波数を設定する発振周波数設定部と、
　所定の場合に前記スイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値を設定し、前記スイッチ電流検出部による検出結果と前記電流閾値とに基づいて前記スイッチ素子のターンオフを制御するピーク電流設定部と、
　前記発振周波数設定部及び前記ピーク電流設定部による制御結果に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部とを備える
　スイッチング電源装置。
　前記ピーク電流設定部は、
　前記入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
　前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧検出部によって検出された入力電圧が高いときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定するスイッチ電流ピーク設定部とを備える
　請求項１記載のスイッチング電源装置。
　前記出力電力が第１閾値より大きい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が大きいときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定し、
　前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力が小さいときほど低い値になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定する
　請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
　前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が前記第１閾値より大きい場合、前記入力電圧に対して一定になるように、かつ、前記出力電力が大きいときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定する
　請求項３記載のスイッチング電源装置。
　前記出力電力が、前記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記ピーク電流設定部は、前記出力電力が小さいときほど小さい値になるように、前記電流閾値を設定する
　請求項３記載のスイッチング電源装置。
　前記ピーク電流設定部は、
　前記出力電力及び前記入力電圧に対して一定になるように前記電流閾値を設定し、前記スイッチ電流検出部によって検出された電流が前記電流閾値に達したときに、前記スイッチ素子をターンオフするためのターンオフ信号を出力するスイッチ電流ピーク設定部と、
　前記入力電圧が高いときほど前記スイッチ電流ピークが大きい値になるように、前記ターンオフ信号を、予め定められた期間、遅延させて出力する遅延回路とを備え、
　前記スイッチング制御部は、
　前記遅延回路から出力されたターンオフ信号を受けたときに、前記スイッチ素子をターンオフする
　請求項１記載のスイッチング電源装置。
　前記出力電力が第１閾値より大きい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力が大きいときほど大きい値になるように、前記電流閾値を設定し、
　前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力が小さいときほど低い値になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力及び前記入力電圧に対して一定になるように前記電流閾値を設定する
　請求項６記載のスイッチング電源装置。
　前記遅延回路は、
　前記出力電力が前記第１閾値より大きい場合、前記ターンオフ信号を遅延させずに出力し、前記出力電力が前記第１閾値より小さい場合、前記ターンオフ信号を前記予め定められた期間、遅延させて出力する
　請求項７記載のスイッチング電源装置。
　前記出力電力が、前記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合、
　（ｉ）前記発振周波数設定部は、前記出力電力に対して一定になるように前記スイッチング周波数を設定し、
　（ｉｉ）前記スイッチ電流ピーク設定部は、前記出力電力が小さいときほど小さい値になるように、前記電流閾値を設定する
　請求項７記載のスイッチング電源装置。
　出力電力が前記第２閾値よりも小さい場合、
　前記遅延回路は、前記ターンオフ信号を遅延させる時間を、出力電力が小さいときほど短くする
　請求項９記載のスイッチング電源装置。
　入力電圧を出力電圧に変換して負荷に出力電力を供給するために、スイッチ素子をスイッチングする半導体装置であって、
　前記出力電圧に基づいてフィードバック信号を出力するフィードバック調整部と、
　前記スイッチ素子に流れる電流を検出するスイッチ電流検出部と、
　前記フィードバック信号に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング周波数を設定する発振周波数設定部と、
　所定の場合に前記スイッチ素子に流れる電流の最大値であるスイッチ電流ピークが前記出力電力に対して一定になるように、かつ、前記入力電圧が高いときほど大きい値になるように電流閾値を設定し、前記スイッチ電流検出部による検出結果と前記電流閾値とに基づいて前記スイッチ素子のターンオフを制御するピーク電流設定部と、
　前記発振周波数設定部及び前記ピーク電流設定部による制御結果に基づいて、前記スイッチ素子のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部とを備える
　半導体装置。