WO2014175299A1 - スイッチング電源装置用制御回路 - Google Patents

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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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    • H03K17/042—Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04213—Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit in bipolar transistor switches
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state

Definitions

  • the present invention relates to a control circuit for a switching power supply device that switches operation start or stop in response to an external trigger signal.
  • Patent Document 1 is configured to input an STB signal (standby signal) from the outside. That is, a circuit is provided that clamps the PWM signal for the drive circuit of the switching element to a predetermined level when the STB signal is asserted and validates the PWM signal when the STB signal becomes negated.
  • the terminal for inputting the STB signal is a terminal used to control the start / stop of the operation of the switching power supply device from the outside, so it is also referred to as a remote terminal, and the signal input thereto is also referred to as a remote signal.
  • the signal input to the remote terminal of the switching control circuit is a binary logic level signal. Therefore, when the level of the control signal used as the remote signal can take an intermediate potential between the high level and the low level, or when the control signal is a signal output from a circuit having a different voltage level. Is provided with a waveform shaping circuit (binarization circuit) for binarizing the control signal.
  • the switching control circuit repeats driving start / stop of the switching circuit within a short time, and the operation becomes unstable.
  • an object of the present invention is to generate a stable remote signal even when the change of an externally generated control signal is extremely slow or the voltage transition is unstable. It is an object of the present invention to provide a switching power supply control circuit capable of performing stable switching control.
  • a control circuit for a switching power supply device includes a switching control circuit that receives an external control signal and starts / stops driving of a switching element, and is connected between a transistor and a collector of the transistor and a power supply
  • a plurality of transistor circuits having an emitter grounded, a base as an input section, and a collector as an output section, an output section of an even-numbered transistor circuit, and an input section of a first-stage transistor circuit;
  • a positive feedback resistor is connected between them, an external control signal is input to the first stage, and a control signal is output from the transistor circuit of the final stage.
  • the transistors of the first-stage transistor circuit are By turning on the external control signal, the even-numbered transistors are turned off. This off-state is positively fed back to the first-stage transistor circuit, and the first-stage transistor is reliably turned on, and that state is maintained. That is, the voltage applied to the base of the first transistor element is a composite value of the collector voltage of the even-numbered transistor element and the voltage of the external control signal. Therefore, even if the voltage change of the external control signal input to the first stage transistor circuit is extremely slow or the voltage transition is unstable, a stable remote signal is generated.
  • the number of stages of the transistor circuit is preferably an odd number. Thereby, the voltage level of the input control signal and the voltage level of the remote signal can be inverted, and it is possible to easily cope with the case where the logic is to be inverted.
  • the number of stages of the transistor circuit is preferably an even number. Thereby, the logical relationship between the voltage level of the input control signal and the voltage level of the remote signal can be maintained.
  • a resistor is connected in series between the input portion of the first stage transistor circuit and the input portion of the external control signal.
  • a stable remote signal is generated even if the voltage change of the external control signal input to the first stage transistor circuit is extremely slow or the voltage transition is unstable.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram referred to in the description of the quantitative operation of the positive feedback with respect to the base of the transistor Q1 in the first stage of the remote signal generation circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing the difference in the remote signal depending on the presence or absence of the positive feedback resistor, and is a waveform diagram schematically showing the voltage change of the remote signal Sr with respect to the voltage change of the external control signal Sc.
  • 4A and 4B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 4C and 4D are obtained by removing the positive feedback resistor Rf from FIG.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a switching power supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the difference in the remote signal depending on the presence or absence of the positive feedback resistor, and is a waveform diagram schematically showing the voltage change of the remote signal Sr with respect to the voltage change of the external control signal Sc.
  • 8A and 8B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the second embodiment shown in FIG. 6, and FIGS. 8C and 8D are obtained by removing the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit which concerns on a comparative example, and all are the wave form diagrams at the time of the rising of the external control signal Sc.
  • 9A and 9B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the second embodiment shown in FIG. 6, and FIGS. 9C and 9D are obtained by removing the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit which concerns on a comparative example, and all are the wave form diagrams at the time of the fall of the external control signal Sc.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to the first embodiment.
  • This switching power supply device is a switching power supply device that converts the power supply voltage input to the power supply input terminal Vin and outputs it to the power supply output terminal Vout, and includes a switching circuit 20, a rectifying / smoothing circuit 30, and a switching control IC 10.
  • the switching circuit 20 includes a switching element, and the switching control IC 10 starts / stops driving of the switching element.
  • the switching power supply device includes a remote signal generation circuit 11 that inputs a control signal from the outside and gives a remote signal to the switching control IC 10.
  • the switching control IC 10 and the remote signal generation circuit 11 constitute a “switching power supply control circuit” according to the present invention.
  • the remote signal generation circuit 11 inputs the external control signal Sc to the input terminal Pc, and outputs the remote signal Sr from the output terminal Pr.
  • the remote signal generation circuit 11 includes a two-stage transistor circuit.
  • the one-stage transistor circuit includes a transistor whose emitter is grounded, and a load resistor connected between the collector of the transistor and a power supply, and uses the base of the transistor as an input section and the collector as an output section. That is, the first-stage transistor circuit is configured by the transistor Q1 and the load resistor Rc1, and the second-stage transistor circuit is configured by the transistor Q2 and the load resistor Rc2.
  • a positive feedback resistor Rf is connected between the collector of the transistor Q2 which is the output part of the second-stage transistor circuit and the base of the transistor Q1 which is the input part of the first-stage transistor circuit. Further, a resistor Ri is connected in series between the base of the transistor Q1, which is the input part of the first stage transistor circuit, and the external control signal input terminal Pc.
  • the operation of the remote signal generation circuit 11 shown in FIG. 1 is as follows.
  • the transistor Q1 When the external control signal input to the external control signal input terminal Pc is at a low level (ground potential), the transistor Q1 is off, so that the collector potential of the transistor Q1 is almost the power supply potential. Since the collector potential of the transistor Q1 is the base potential of the transistor Q2, in this state, the transistor Q2 is on, and the remote signal output to the remote signal output terminal is at a low level (ground potential). When the transistor Q2 is turned on, the base potential of the transistor Q1 is further pulled to the ground potential via the positive feedback resistor Rf. That is, once the transistor Q1 is turned on triggered by the turn-off of the transistor Q1, the off state of the transistor Q1 is stabilized.
  • the transistor Q1 when the external control signal is at a high level (power supply potential), the transistor Q1 is on, so that the collector potential of the transistor Q1 is almost the ground potential. Therefore, the transistor Q2 is in an off state, and the remote signal output to the remote signal output terminal is at a high level (power supply potential).
  • the transistor Q2 When the transistor Q2 is turned off, the base potential of the transistor Q1 is further pulled to the power supply potential via the positive feedback resistor Rf. That is, once the transistor Q1 is turned off triggered by the turn-on of the transistor Q1, the on-state of the transistor Q1 is stabilized.
  • the voltage of the external control signal input to the external control signal input terminal Pc is Vc
  • the power supply voltage is Vcc
  • the resistance value of the positive feedback resistor Rf is Rf
  • the resistance value of the resistor Ri is Ri
  • positive feedback When the voltage input to the resistor Rf (the collector voltage of the transistor Q2 in FIG. 1) is represented by Vf and the base voltage of the transistor Q1 is represented by Vb1, these are represented by the following relational expression.
  • Vb1 Vc when there is no positive feedback resistor Rf, the base voltage of Q1 is multiplied by a coefficient of Rf / (Ri + Rf) with respect to the external control voltage Vc.
  • the external control voltage Vc required for turning on the transistor Q1 is higher than the external control voltage Vc required for turning on the transistor Q1 when the positive feedback resistor Rf is present.
  • Vf Vcc
  • the external control voltage Vc required for turning off the transistor Q1 is lower than the external control voltage Vc required for turning off the transistor Q1 when the positive feedback resistor Rf is present.
  • the noise margin when the first-stage transistor Q1 is turned on is widened when the second-stage transistor Q2 is on, and the first-stage transistor Q1 is turned off when the second-stage transistor Q2 is off.
  • the noise margin becomes wider.
  • an external trigger signal when the external control signal becomes the ground potential level (low level) can be obtained. Even if the output impedance of the generated circuit is low, it is possible to secure a current flowing through the transistor base of the first stage transistor circuit via the positive feedback resistor. That is, the positive feedback operation is reliably performed. However, if the output impedance of the circuit that generates the external control signal is high, that is, if there is a resistance corresponding to the resistance Ri in the circuit that generates the external control signal, the remote signal generation circuit 11 does not need the resistance Ri. is there.
  • FIG. 3 is a diagram showing the difference in the remote signal depending on the presence or absence of the positive feedback resistor, and is a waveform diagram schematically showing the voltage change of the remote signals Sr, Sr (P) with respect to the voltage change of the external control signal Sc.
  • the signal Sr is a remote signal when there is a positive feedback resistor
  • the signal Sr (P) is a remote signal when there is no positive feedback resistor.
  • the voltage of the external control signal Sc rises slowly, and when the voltage exceeds the threshold value Vth of the base-emitter voltage of the transistor Q1 at time t0, the remote signal Sr is inverted to high level. Since there is a state where the voltage of the external control signal slightly fluctuates around the threshold value Vth after t0, if there is no positive feedback resistance, as shown by the remote signal Sr (P) in FIG. And the state where the fluctuation of the low level repeats arises.
  • FIGS. 4A and 4B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 4C and 4D show the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit concerning the comparative example removed.
  • 4A and 4C are waveform diagrams when the external control signal Sc rises slowly
  • FIGS. 4B and 4D are waveform diagrams when the external control signal Sc rises steeply.
  • Each is a waveform diagram by actual measurement, the horizontal axis is 4 ⁇ s / div, the vertical axis is 2 V / div for the external control signal Sc, and 0.5 V / div for the remote signals Sr and Sr (P).
  • both the remote signals Sr and Sr (P) rise steeply.
  • the remote signal Sr has an oscillation waveform.
  • the remote signal Sr that rises sharply can be obtained.
  • FIGS. 5A and 5B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 5C and 5D show the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit concerning the comparative example removed.
  • 5A and 5C are waveform diagrams when the external control signal Sc falls slowly
  • FIGS. 5B and 5D are waveform diagrams when the external control signal Sc falls steeply. is there.
  • the vertical and horizontal scales are the same as those shown in FIGS.
  • Second Embodiment a switching power supply control circuit including a remote signal generation circuit having three transistors is shown.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of the switching power supply device according to the second embodiment.
  • the switching power supply device includes a switching circuit 20, a rectifying / smoothing circuit 30, a switching control IC 10, and a remote signal generation circuit 11.
  • the remote signal generation circuit 11 inputs the external control signal Sc to the input terminal Pc, and outputs the remote signal Sr from the output terminal Pr.
  • the remote signal generation circuit 11 includes a three-stage transistor circuit.
  • the transistor Q1 and the load resistor Rc1 constitute a first stage transistor circuit.
  • the transistor Q2 and the load resistor Rc2 form a second stage transistor circuit
  • the transistor Q3 and the load resistor Rc3 form a third stage transistor circuit.
  • a positive feedback resistor Rf is connected between the collector of the transistor Q2 which is the output part of the second-stage transistor circuit and the base of the transistor Q1 which is the input part of the first-stage transistor circuit.
  • a resistor Ri is connected in series between the base of the transistor Q1, which is the input section of the first stage transistor circuit, and the external control signal input terminal Pc.
  • the remote signal is output from the collector of the third-stage transistor Q3.
  • the operation of the remote signal generation circuit 11 shown in FIG. 6 is as follows.
  • the transistor Q1 When the external control signal input to the external control signal input terminal Pc is at a low level (ground potential), the transistor Q1 is off, so that the collector potential of the transistor Q1 is almost the power supply potential. Since the collector potential of the transistor Q1 is the base potential of the transistor Q2, the transistor Q2 is in the on state and the transistor Q3 is in the off state in this state, and the remote signal output to the remote signal output terminal is high level (power supply potential). Become. When the transistor Q2 is turned on, the base potential of the transistor Q1 is further pulled to the ground potential via the positive feedback resistor Rf. That is, once the transistor Q1 is turned on triggered by the turn-off of the transistor Q1, the off state of the transistor Q1 is stabilized.
  • the transistor Q1 when the external control signal is at a high level (power supply potential), the transistor Q1 is on, so that the collector potential of the transistor Q1 is almost the ground potential. Therefore, the transistor Q2 is in the off state, the transistor Q3 is in the on state, and the remote signal output to the remote signal output terminal is at a low level (ground potential).
  • the transistor Q2 is turned off, the base potential of the transistor Q1 is further pulled to the power supply potential via the positive feedback resistor Rf. That is, once the transistor Q1 is turned off triggered by the turn-on of the transistor Q1, the on-state of the transistor Q1 is stabilized.
  • the voltage level of the input control signal and the voltage level of the remote signal can be inverted, and this can be easily handled when it is desired to invert the logic.
  • FIG. 7 is a diagram showing the difference in the remote signal depending on the presence or absence of the positive feedback resistor, and is a waveform diagram schematically showing the voltage change of the remote signals Sr, Sr (P) with respect to the voltage change of the external control signal Sc.
  • the signal Sr is a remote signal when there is a positive feedback resistor
  • the signal Sr (P) is a remote signal when there is no positive feedback resistor.
  • the voltage of the external control signal Sc rises slowly, and when the voltage exceeds the threshold value Vth of the base-emitter voltage of the transistor Q1 at time t0, the remote signal Sr is inverted to a low level. Since there is a state where the voltage of the external control signal slightly fluctuates in the vicinity of the threshold value Vth after t0, if there is no positive feedback resistance, as shown by the remote signal Sr (P) in FIG. A state in which high level fluctuations are repeated occurs.
  • FIGS. 8A and 8B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the second embodiment shown in FIG. 6, and FIGS. 8C and 8D show the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit concerning the comparative example removed.
  • 8A and 8C are waveform diagrams when the external control signal Sc rises slowly
  • FIGS. 8B and 8D are waveform diagrams when the external control signal Sc rises steeply.
  • Each is a waveform diagram by actual measurement, the horizontal axis is 4 ⁇ s / div, the vertical axis is 2 V / div for the external control signal Sc, and 0.5 V / div for the remote signals Sr and Sr (P).
  • FIGS. 9A and 9B are waveform diagrams of the remote signal generation circuit according to the second embodiment shown in FIG. 6, and FIGS. 9C and 9D show the positive feedback resistor Rf from FIG. It is a wave form diagram of the remote signal generation circuit concerning the comparative example removed.
  • FIGS. 9A and 9C are waveform diagrams when the external control signal Sc falls slowly
  • FIGS. 9B and 9D are waveform diagrams when the external control signal Sc falls sharply. is there.
  • the vertical and horizontal scales are the same as those shown in FIGS.
  • the remote signal generation circuit including the two-stage or three-stage transistor circuit is described.
  • the transistor circuit may include four or more stages. Even in such a case, a positive feedback resistor may be connected between the output portion of the even-numbered transistor circuit and the input portion of the first-stage transistor circuit.
  • Pc External control signal input terminal Pr: Remote signal output terminals Q1, Q2, Q3 ... Transistors Rc1, Rc2, Rc3 ... Load resistance Rf ... Positive feedback resistance Ri ... Resistance Sc ... External control signal Sr ... Remote signal Vin ... Power supply input terminal Vout: power output terminal 10: switching control IC DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Remote signal generation circuit 20 ... Switching circuit 30 ... Rectification smoothing circuit

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Abstract

　トランジスタ（Ｑ１）および負荷抵抗（Ｒｃ１）を有し、エミッタが接地されて、ベースを入力部、コレクタを出力部とする初段のトランジスタ回路と、トランジスタ（Ｑ２）および負荷抵抗（Ｒｃ２）を有し、エミッタが接地されて、ベースを入力部、コレクタを出力部とする２段目のトランジスタ回路とを備える。２段目のトランジスタ回路の出力部と初段のトランジスタ回路の入力部との間に正帰還抵抗（Ｒｆ）が接続され、外部制御信号が初段に入力されて、最終段のトランジスタ回路から制御用信号が出力される。この構成により、外部で発生される制御信号の変化が極端に緩慢であったり、電圧遷移が不安定であったりしても、安定したリモート信号が生成される。

Description

スイッチング電源装置用制御回路
　本発明は、外部のトリガー信号に応じて動作の開始または停止を切り替えるスイッチング電源装置の制御回路に関するものである。
　スイッチング電源装置が備えるスイッチング制御回路は、一般に、外部からトリガー信号を受けて、スイッチング動作を開始または停止する機能を備えているものが多い。例えば特許文献１には、外部からＳＴＢ信号（スタンバイ信号）を入力するように構成されている。すなわち、ＳＴＢ信号がアサートになったとき、スイッチング素子の駆動回路に対するＰＷＭ信号を所定レベルにクランプし、ＳＴＢ信号がネゲートになったとき、ＰＷＭ信号を有効にする回路が設けられている。
　上記ＳＴＢ信号を入力する端子は外部からスイッチング電源装置の動作開始／停止を制御するために使用する端子であるのでリモート端子ともいわれ、それに入力される信号をリモート信号ともいわれる。
特開２００７－３３６６２９号公報
　一般的に、スイッチング制御回路のリモート端子へ入力する信号は二値論理レベルの信号である。そのため、リモート信号として利用する制御信号のレベルがハイレベルとローレベルとの中間的な電位をとり得る場合や、上記制御信号が、電圧レベルの異なる回路から出力される信号であるような場合には、その制御信号を二値化する波形整形回路（二値化回路）が設けられる。
　ところが、上記波形整形回路を設けても、元の制御信号の変化が極端に緩慢で、特に変動成分が含まれているような場合には、リモート信号の立ち上がりまたは立ち下がりの過程でチャタリングのようなレベル変動が生じる場合がある。このような不安定なリモート信号が入力されると、スイッチング制御回路はスイッチング回路の駆動開始／停止を短時間のうちに繰り返すことになり、その動作が不安定となる。
　そこで、本発明の目的は、外部で発生される制御信号の変化が極端に緩慢であったり、電圧遷移が不安定であったりしても、安定したリモート信号を生成されるようにし、そのことで安定したスイッチング制御を行えるようにしたスイッチング電源装置用制御回路を提供することにある。
（１）本発明のスイッチング電源装置用制御回路は、外部制御信号を受けて、スイッチング素子の駆動開始／停止を行うスイッチング制御回路を備え、トランジスタと、このトランジスタのコレクタと電源との間に接続された負荷抵抗とを備え、エミッタが接地されて、ベースを入力部、コレクタを出力部とするトランジスタ回路を複数段備え、偶数段目のトランジスタ回路の出力部と初段のトランジスタ回路の入力部との間に正帰還抵抗が接続され、外部制御信号が初段に入力されて、最終段のトランジスタ回路から制御用信号が出力されることを特徴とする。
　このように、複数段のトランジスタ回路のうち、偶数段目のトランジスタ回路の出力部と初段のトランジスタ回路の入力部との間に正帰還抵抗が接続されているので、初段のトランジスタ回路のトランジスタが外部制御信号によってオンすることで、偶数段目のトランジスタがオフする。このオフ状態が初段のトランジスタ回路に正帰還されて、初段のトランジスタが確実にオンされ、その状態が保持される。すなわち、第１のトランジスタ素子のベースに加わる電圧は、偶数段目のトランジスタ素子のコレクタ電圧と外部制御信号の電圧との合成値となる。したがって、初段のトランジスタ回路へ入力される外部制御信号の電圧変化が極端に緩慢であったり、電圧遷移が不安定であったりしても、安定したリモート信号が生成される。
（２）必要に応じて、前記トランジスタ回路の段数は奇数であることが好ましい。これにより、入力される制御信号の電圧レベルとリモート信号の電圧レベルとを反転することができ、論理を反転させたい場合に容易に対応できる。
（３）必要に応じて、前記トランジスタ回路の段数は偶数であることが好ましい。これにより、入力される制御信号の電圧レベルとリモート信号の電圧レベルとの論理関係を保つことができる。
（４）前記初段のトランジスタ回路の入力部と前記外部制御信号の入力部との間に抵抗が直列に接続されていることが好ましい。これにより、外部制御信号が接地電位レベル（ローレベル）になる際の、外部トリガー信号を発生する回路の出力インピーダンスが低くても、正帰還抵抗を介して初段のトランジスタ回路のトランジスタのベースに流れる電流を確保できる。すなわち正帰還動作が確実になされる。
　本発明によれば、初段のトランジスタ回路へ入力される外部制御信号の電圧変化が極端に緩慢であったり、電圧遷移が不安定であったりしても、安定したリモート信号が生成される。
図１は第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。 図２はリモート信号生成回路の初段のトランジスタＱ１のベースに対する正帰還の定量的な動作の説明で参照する図である。 図３は、正帰還抵抗の有無によるリモート信号の違いを示す図であり、外部制御信号Ｓｃの電圧変化に対するリモート信号Ｓｒの電圧変化を模式的に表した波形図である。 図４（Ａ）（Ｂ）は、図１に示した第１の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図、図４（Ｃ）（Ｄ）は、図１から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図であり、いずれも外部制御信号Ｓｃの立ち上がり時の波形図である。 図５（Ａ）（Ｂ）は、図１に示した第１の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図、図５（Ｃ）（Ｄ）は、図１から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図であり、いずれも外部制御信号Ｓｃの立ち下がり時の波形図である。 図６は第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。 図７は、正帰還抵抗の有無によるリモート信号の違いを示す図であり、外部制御信号Ｓｃの電圧変化に対するリモート信号Ｓｒの電圧変化を模式的に表した波形図である。 図８（Ａ）（Ｂ）は、図６に示した第２の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図、図８（Ｃ）（Ｄ）は、図６から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図であり、いずれも外部制御信号Ｓｃの立ち上がり時の波形図である。 図９（Ａ）（Ｂ）は、図６に示した第２の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図、図９（Ｃ）（Ｄ）は、図６から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図であり、いずれも外部制御信号Ｓｃの立ち下がり時の波形図である。
《第１の実施形態》
　図１は第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。このスイッチング電源装置は、電源入力端子Ｖｉｎに入力される電源電圧を電力変換して電源出力端子Ｖｏｕｔへ出力するスイッチング電源装置であり、スイッチング回路２０、整流平滑回路３０、スイッチング制御用ＩＣ１０を備える。スイッチング回路２０はスイッチング素子を備え、スイッチング制御用ＩＣ１０はスイッチング素子の駆動開始／停止を行う。
　また、上記スイッチング電源装置は、外部からの制御信号を入力してスイッチング制御用ＩＣ１０に対してリモート信号を与えるリモート信号生成回路１１を備えている。ここで、スイッチング制御用ＩＣ１０およびリモート信号生成回路１１は、本発明に係る「スイッチング電源装置用制御回路」を構成している。
　リモート信号生成回路１１は、入力端子Ｐｃに外部制御信号Ｓｃを入力し、出力端子Ｐｒからリモート信号Ｓｒを出力する。リモート信号生成回路１１は２段のトランジスタ回路を備えている。１段のトランジスタ回路は、エミッタが接地されたトランジスタと、そのトランジスタのコレクタと電源との間に接続された負荷抵抗とを備えて、トランジスタのベースを入力部、コレクタを出力部とする。すなわち、トランジスタＱ１および負荷抵抗Ｒｃ１によって初段のトランジスタ回路が構成されていて、トランジスタＱ２および負荷抵抗Ｒｃ２によって２段目のトランジスタ回路が構成されている。そして、２段目のトランジスタ回路の出力部であるトランジスタＱ２のコレクタと初段のトランジスタ回路の入力部であるトランジスタＱ１のベースとの間に正帰還抵抗Ｒｆが接続されている。さらに、初段のトランジスタ回路の入力部であるトランジスタＱ１のベースと外部制御信号入力端子Ｐｃとの間に抵抗Ｒｉが直列に接続されている。
　図１に示したリモート信号生成回路１１の動作は次のとおりである。
　外部制御信号入力端子Ｐｃに入力される外部制御信号がローレベル（接地電位）であるとき、トランジスタＱ１はオフであるので、トランジスタＱ１のコレクタ電位はほぼ電源電位となる。トランジスタＱ１のコレクタ電位はトランジスタＱ２のベース電位であるので、この状態でトランジスタＱ２はオン状態であり、リモート信号出力端子に出力されるリモート信号はローレベル（接地電位）となる。トランジスタＱ２がオンすると、トランジスタＱ１のベース電位は正帰還抵抗Ｒｆを介して、より接地電位に引かれることになる。すなわちトランジスタＱ１のターンオフがトリガーとなってトランジスタＱ２が一旦ターンオンすれば、トランジスタＱ１のオフ状態が安定化される。
　逆に、外部制御信号がハイレベル（電源電位）であるとき、トランジスタＱ１はオンであるので、トランジスタＱ１のコレクタ電位はほぼ接地電位となる。そのためトランジスタＱ２はオフ状態であり、リモート信号出力端子に出力されるリモート信号はハイレベル（電源電位）となる。トランジスタＱ２がオフすると、トランジスタＱ１のベース電位は正帰還抵抗Ｒｆを介して、より電源電位に引かれることになる。すなわちトランジスタＱ１のターンオンがトリガーとなってトランジスタＱ２が一旦ターンオフすれば、トランジスタＱ１のオン状態が安定化される。
　上記正帰還の定量的な動作について図２を参照して説明する。図２に示すように、外部制御信号入力端子Ｐｃに入力される外部制御信号の電圧をVc、電源電圧をVcc、正帰還抵抗Ｒｆの抵抗値をRf、抵抗Ｒｉの抵抗値をRi、正帰還抵抗Ｒｆに入力される電圧（図１におけるトランジスタＱ２のコレクタ電圧）をVf、トランジスタＱ１のベース電圧をVb1で表すと、これらは次の関係式で表される。
　Vb1 = {Ri／(Ri + Rf)} (Vf - Vc) + Vc
　 = (RiVf + RfVc)／(Ri + Rf)
　トランジスタＱ２のオン状態、すなわちVf = 0 において、トランジスタＱ１のベース電圧Vb1onは、
　Vb1on = (RiVf + RfVc)／(Ri + Rf)
　 = RfVc／(Ri + Rf)
　である。正帰還抵抗Ｒｆが無いとき、Vb1 = Vc であるので、Ｑ１のベース電圧は、外部制御電圧Vcに対してRf／(Ri + Rf) の係数がかかることになる。
　したがって、正帰還抵抗Ｒｆが無い場合に、トランジスタＱ１がターンオンするに要する外部制御電圧Vcより、正帰還抵抗Ｒｆが有る場合に、トランジスタＱ１がターンオンするに要する外部制御電圧Vcは高くなる。
　また、トランジスタＱ２のオフ状態、すなわちVf = Vcc において、トランジスタＱ１のベース電圧Vb1offは、
　Vb1off = (RiVf + RfVc)／(Ri + Rf)
　 = (RiVcc + RfVc)／(Ri + Rf)
　である。正帰還抵抗Ｒｆが無いとき、Vb1 = Vc であるので、Ｑ１のベース電圧は、外部制御電圧Vcに上記Rf／(Ri + Rf) の係数がかかったうえで、RiVcc ／(Ri + Rf) のオフセットが加算されることになる。
　したがって、正帰還抵抗Ｒｆが無い場合に、トランジスタＱ１がターンオフするに要する外部制御電圧Vcより、正帰還抵抗Ｒｆが有る場合に、トランジスタＱ１がターンオフするに要する外部制御電圧Vcは低くなる。
　このようにして、２段目のトランジスタＱ２のオン状態で、初段のトランジスタＱ１がターンオンする際のノイズマージンが広くなり、且つ２段目のトランジスタＱ２のオフ状態で、初段のトランジスタＱ１がターンオフする際のノイズマージンが広くなる。
　なお、初段のトランジスタＱ１のベースと外部制御信号入力端子Ｐｃとの間に直列接続した抵抗Ｒｉを設けたことにより、外部制御信号が接地電位レベル（ローレベル）になる際の、外部トリガー信号を発生する回路の出力インピーダンスが低くても、正帰還抵抗を介して初段のトランジスタ回路のトランジスタのベースに流れる電流を確保できる。すなわち正帰還動作が確実になされる。但し、外部制御信号を発生する回路の出力インピーダンスが高い場合、すなわち、外部制御信号を発生する回路内に抵抗Ｒｉに相当する抵抗がある場合には、リモート信号生成回路１１に抵抗Ｒｉは不要である。
　図３は、正帰還抵抗の有無によるリモート信号の違いを示す図であり、外部制御信号Ｓｃの電圧変化に対するリモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）の電圧変化を模式的に表した波形図である。信号Ｓｒは正帰還抵抗が有る場合のリモート信号、信号Ｓｒ（Ｐ）は正帰還抵抗が無い場合のリモート信号である。
　外部制御信号Ｓｃの電圧が緩慢に上昇し、時刻ｔ０でその電圧がトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧のしきい値Ｖｔｈを超えたとき、リモート信号Ｓｒはハイレベルに反転する。ｔ０以降、外部制御信号の電圧がしきい値Ｖｔｈ付近で微少量変動する状態があるので、ここで、正帰還抵抗が無いと、図３においてリモート信号Ｓｒ（Ｐ）で示すように、ハイレベルとローレベルの変動を繰り返す状態が生じる。
　図４（Ａ）（Ｂ）は、図１に示した第１の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図であり、図４（Ｃ）（Ｄ）は、図１から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図である。図４（Ａ）（Ｃ）は外部制御信号Ｓｃが緩慢に立ち上がった時の波形図であり、図４（Ｂ）（Ｄ）は外部制御信号Ｓｃが急峻に立ち上がった時の波形図である。いずれも実測による波形図であり、横軸は４μｓ／ｄｉｖ、縦軸は、外部制御信号Ｓｃについては２Ｖ／ｄｉｖ、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）については０．５Ｖ／ｄｉｖである。
　図４（Ｂ）（Ｄ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち上がりが急峻である場合には、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）はいずれも急峻に立ち上がる。一方、図４の（Ａ）（Ｃ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち上がりが緩慢である場合に、比較例のリモート信号生成回路であれば、リモート信号Ｓｒが発振波形のように変動する状態が生じるが、本実施形態によれば、急峻に立ち上がるリモート信号Ｓｒが得られる。
　図５（Ａ）（Ｂ）は、図１に示した第１の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図であり、図５（Ｃ）（Ｄ）は、図１から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図である。図５（Ａ）（Ｃ）は外部制御信号Ｓｃが緩慢に立ち下がった時の波形図であり、図５（Ｂ）（Ｄ）は外部制御信号Ｓｃが急峻に立ち下がった時の波形図である。縦横のスケールは図４（Ａ）～（Ｄ）と同じである。
　図５（Ｂ）（Ｄ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち下がりが急峻である場合には、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）はいずれも急峻に立ち下がる。一方、図５の（Ａ）（Ｃ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち下がりが緩慢である場合に、比較例のリモート信号生成回路であれば、リモート信号Ｓｒが発振波形のように変動する状態が生じるが、本実施形態によれば、急峻に立ち下がるリモート信号Ｓｒが得られる。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、３つのトランジスタを有するリモート信号生成回路を備えたスイッチング電源装置用制御回路について示す。
　図６は第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。このスイッチング電源装置は、スイッチング回路２０、整流平滑回路３０、スイッチング制御用ＩＣ１０およびリモート信号生成回路１１を備える。
　リモート信号生成回路１１は、入力端子Ｐｃに外部制御信号Ｓｃを入力し、出力端子Ｐｒからリモート信号Ｓｒを出力する。リモート信号生成回路１１は３段のトランジスタ回路を備えている。トランジスタＱ１および負荷抵抗Ｒｃ１によって初段のトランジスタ回路が構成されている。同様に、トランジスタＱ２および負荷抵抗Ｒｃ２によって２段目のトランジスタ回路が構成されていて、トランジスタＱ３および負荷抵抗Ｒｃ３によって３段目のトランジスタ回路が構成されている。そして、２段目のトランジスタ回路の出力部であるトランジスタＱ２のコレクタと初段のトランジスタ回路の入力部であるトランジスタＱ１のベースとの間に正帰還抵抗Ｒｆが接続されている。初段のトランジスタ回路の入力部であるトランジスタＱ１のベースと外部制御信号入力端子Ｐｃとの間に抵抗Ｒｉが直列に接続されている。リモート信号は３段目のトランジスタＱ３のコレクタから出力される。
　図６に示したリモート信号生成回路１１の動作は次のとおりである。
　外部制御信号入力端子Ｐｃに入力される外部制御信号がローレベル（接地電位）であるとき、トランジスタＱ１はオフであるので、トランジスタＱ１のコレクタ電位はほぼ電源電位となる。トランジスタＱ１のコレクタ電位はトランジスタＱ２のベース電位であるので、この状態でトランジスタＱ２はオン状態、トランジスタＱ３はオフ状態であり、リモート信号出力端子に出力されるリモート信号はハイレベル（電源電位）となる。トランジスタＱ２がオンすると、トランジスタＱ１のベース電位は正帰還抵抗Ｒｆを介して、より接地電位に引かれることになる。すなわちトランジスタＱ１のターンオフがトリガーとなってトランジスタＱ２が一旦ターンオンすれば、トランジスタＱ１のオフ状態が安定化される。
　逆に、外部制御信号がハイレベル（電源電位）であるとき、トランジスタＱ１はオンであるので、トランジスタＱ１のコレクタ電位はほぼ接地電位となる。そのためトランジスタＱ２はオフ状態、トランジスタＱ３はオン状態であり、リモート信号出力端子に出力されるリモート信号はローレベル（接地電位）となる。トランジスタＱ２がオフすると、トランジスタＱ１のベース電位は正帰還抵抗Ｒｆを介して、より電源電位に引かれることになる。すなわちトランジスタＱ１のターンオンがトリガーとなってトランジスタＱ２が一旦ターンオフすれば、トランジスタＱ１のオン状態が安定化される。
　このように奇数段のトランジスタ回路を備えることで、入力される制御信号の電圧レベルとリモート信号の電圧レベルとを反転することができ、論理を反転させたい場合に容易に対応できる。
　図７は、正帰還抵抗の有無によるリモート信号の違いを示す図であり、外部制御信号Ｓｃの電圧変化に対するリモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）の電圧変化を模式的に表した波形図である。信号Ｓｒは、正帰還抵抗が有る場合のリモート信号、信号Ｓｒ（Ｐ）は正帰還抵抗が無い場合のリモート信号である。
　外部制御信号Ｓｃの電圧が緩慢に上昇し、時刻ｔ０でその電圧がトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧のしきい値Ｖｔｈを超えたとき、リモート信号Ｓｒはローレベルに反転する。ｔ０以降、外部制御信号の電圧がしきい値Ｖｔｈ付近で微少量変動する状態があるので、ここで、正帰還抵抗が無いと、図７においてリモート信号Ｓｒ（Ｐ）で示すように、ローレベルとハイレベルの変動を繰り返す状態が生じる。
　図８（Ａ）（Ｂ）は、図６に示した第２の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図であり、図８（Ｃ）（Ｄ）は、図６から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図である。図８（Ａ）（Ｃ）は外部制御信号Ｓｃが緩慢に立ち上がった時の波形図であり、図８（Ｂ）（Ｄ）は外部制御信号Ｓｃが急峻に立ち上がった時の波形図である。いずれも実測による波形図であり、横軸は４μｓ／ｄｉｖ、縦軸は、外部制御信号Ｓｃについては２Ｖ／ｄｉｖ、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）については０．５Ｖ／ｄｉｖである。
　図８（Ｂ）（Ｄ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち上がりが急峻である場合には、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）はいずれも急峻に立ち下がる。一方、図８の（Ａ）（Ｃ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち上がりが緩慢である場合に、比較例のリモート信号生成回路であれば、リモート信号Ｓｒが発振波形のように変動する状態が生じるが、本実施形態によれば、急峻に立ち下がるリモート信号Ｓｒが得られる。
　図９（Ａ）（Ｂ）は、図６に示した第２の実施形態に係るリモート信号生成回路の波形図であり、図９（Ｃ）（Ｄ）は、図６から正帰還抵抗Ｒｆを取り除いた比較例に係るリモート信号生成回路の波形図である。図９（Ａ）（Ｃ）は外部制御信号Ｓｃが緩慢に立ち下がった時の波形図であり、図９（Ｂ）（Ｄ）は外部制御信号Ｓｃが急峻に立ち下がった時の波形図である。縦横のスケールは図８（Ａ）～（Ｄ）と同じである。
　図９（Ｂ）（Ｄ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち下がりが急峻である場合には、リモート信号Ｓｒ，Ｓｒ（Ｐ）はいずれも急峻に立ち上がる。一方、図９の（Ａ）（Ｃ）に表れているように、外部制御信号Ｓｃの立ち下がりが緩慢である場合に、比較例のリモート信号生成回路であれば、リモート信号Ｓｒが発振波形のように変動する状態が生じるが、本実施形態によれば、急峻に立ち上がるリモート信号Ｓｒが得られる。
　以上に示した実施形態では、２段または３段のトランジスタ回路を備えたリモート信号生成回路について示したが、４段以上のトランジスタ回路を備えてもよい。その場合にも、偶数段目のトランジスタ回路の出力部と初段のトランジスタ回路の入力部との間に正帰還抵抗が接続されればよい。
Ｐｃ…外部制御信号入力端子
Ｐｒ…リモート信号出力端子
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…トランジスタ
Ｒｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３…負荷抵抗
Ｒｆ…正帰還抵抗
Ｒｉ…抵抗
Ｓｃ…外部制御信号
Ｓｒ…リモート信号
Ｖｉｎ…電源入力端子
Ｖｏｕｔ…電源出力端子
１０…スイッチング制御用ＩＣ
１１…リモート信号生成回路
２０…スイッチング回路
３０…整流平滑回路

Claims (4)

  1. 　外部制御信号を受けて、スイッチング素子の駆動開始／停止を行うスイッチング制御回路を備えたスイッチング電源装置用制御回路において、
    　トランジスタと、このトランジスタのコレクタと電源との間に接続された負荷抵抗とを備え、エミッタが接地されて、ベースを入力部、コレクタを出力部とするトランジスタ回路を複数段備え、
    　偶数段目のトランジスタ回路の出力部と初段のトランジスタ回路の入力部との間に正帰還抵抗が接続され、
    　前記外部制御信号が初段に入力されて、最終段のトランジスタ回路から制御用信号が出力されることを特徴とするスイッチング電源装置用制御回路。
  2. 　前記トランジスタ回路の段数は奇数である、請求項１に記載のスイッチング電源装置用制御回路。
  3. 　前記トランジスタ回路の段数は偶数である、請求項１に記載のスイッチング電源装置用制御回路。
  4. 　前記初段のトランジスタ回路の入力部と前記外部制御信号の入力部との間に抵抗が直列に接続された、請求項１～３のいずれかに記載のスイッチング電源装置用制御回路。
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