JP2002112535A - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JP2002112535A JP2000302237A JP2000302237A JP2002112535A JP 2002112535 A JP2002112535 A JP 2002112535A JP 2000302237 A JP2000302237 A JP 2000302237A JP 2000302237 A JP2000302237 A JP 2000302237A JP 2002112535 A JP2002112535 A JP 2002112535A
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    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 等価直列抵抗が小さい出力コンデンサを用
い、かつ、低温時においてもリップル電圧が大きくなら
ないスイッチング電源装置を提供する。 【解決手段】 トランジスタ2のオン・オフ期間の比率
を可変して供給された電圧を調整したのち出力電圧VO
として出力するDC−DCコンバータ100と、トラン
ジスタ2のオンデューティを制御する制御手段200と
を備えたスイッチング電源装置において、前記オンデュ
ーティに応じて誤差増幅器7のゲインが可変するように
出力電圧検出回路6が出力する出力電圧VOの分圧Vadj
に基づいて誤差増幅器7のゲインを可変させるゲイン可
変回路12を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関するものである。特に、低温においても安定に
動作するスイッチング電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源装置としては、
例えば、図11に示すようなものがある。スイッチング
電源装置はコンバータ部100と制御部200とを有し
ており、入力端子INに供給される直流電圧を任意の直
流電圧に変換して負荷抵抗RLに供給する。
【0003】まず、コンバータ部100の構成について
説明する。コンバータ部100は、コンデンサ1と、N
PN型のトランジスタ2と、ダイオード3と、コイル4
と、出力コンデンサ5とを有しており、降圧形DC−D
Cコンバータを形成している。トランジスタ2のコレク
タは入力端子INとコンデンサ1の一端に接続されてい
る。トランジスタ2のエミッタは、ダイオード3のカソ
ードとコイル4の一端に接続されている。
【0004】コイル4のトランジスタ2と接続されてい
ない側は、出力コンデンサ5と、出力端子OUTを介し
て負荷抵抗RLと、同じく出力端子OUTを介して後述
する制御部200に設けられている抵抗R1と、に接続
されている。また、コンデンサ1のトランジスタ2と接
続されていない側と、ダイオード3のアノードと、出力
コンデンサ5のコイル4と接続されていない側と、負荷
抵抗RLの出力端子OUTに接続されていない側とはそ
れぞれ接地されている。
【0005】次に、制御部200の構成について説明す
る。制御部200は、出力電圧検出回路6と、誤差増幅
器7と、基準電圧源8と、演算増幅器9と、発振器10
と、駆動回路11と、を有している。出力電圧検出回路
6は抵抗R1と抵抗R1に直列接続された抵抗R2とか
らなり、抵抗R1の一端は出力端子OUTに接続され、
抵抗R2の抵抗R1に接続されていない側は接地されて
いる。抵抗R1、R2の接続ノードは誤差増幅器7の反
転入力端子に接続されている。誤差増幅器7の非反転入
力端子は基準電圧源8に接続されている。
【0006】誤差増幅器7の出力端子は演算増幅器9の
非反転入力端子に接続されている。演算増幅器9の反転
入力端子は、発振器10に接続されている。また、演算
増幅器9の出力端子は駆動回路11を介してトランジス
タ2のベースに接続されている。
【0007】次に上記構成のスイッチング電源装置の動
作について説明する。入力端子INに供給される直流電
圧はコンデンサ1で平滑化され入力電圧VINになったの
ち、トランジスタ2のスイッチング動作によりパルス電
圧に変換される。
【0008】トランジスタ2がON状態のときは、入力
端子INからコイル4に電流が流れる。これにより、コ
イル4にエネルギーが蓄えられ、かつ負荷抵抗RLにエ
ネルギーが供給される。一方、トランジスタ2がOFF
状態のときは、コイル4に蓄えられたエネルギーがダイ
オード3を通じて負荷抵抗RLに供給される。尚、出力
端子OUTには出力コンデンサ5によって平滑化された
出力電圧VOが供給され、その出力電圧VOが負荷抵抗R
Lに印加される。
【0009】スイッチング電源装置の出力電圧VOは出
力端子OUTから制御部200に入力され、制御部20
0によってフィードバック制御され、スイッチング電源
装置の出力電圧VOの値に応じてトランジスタ2から出
力されるパルス電圧のオンデューティが決定される。ス
イッチング電源装置の出力電圧VOはまず出力電圧検出
回路6で分圧されたのち、その分圧Vadjと基準電圧源
8が出力する基準電圧Vref(=1.25V)とが誤差
増幅器7において比較される。
【0010】誤差増幅器7は、分圧Vadjと基準電圧V
refとの差を増幅して演算増幅器9に出力電圧信号VA
出力する。演算増幅器9は、発振器10の出力電圧V
OSC(三角波)に同期させて、誤差増幅器7の出力電圧
信号VAに応じたPWM信号VPWMを出力する。すなわ
ち、誤差増幅器7の出力電圧信号VAが発振器10の出
力電圧VOSCより大きい場合はPWM信号VPWMをHig
hレベルにし、誤差増幅器7の出力電圧信号VAが発振
器10の出力電圧VOSCより大きくない場合はPWM信
号VPWMをLowレベルにして出力する。尚、発振器1
0から発振される出力電圧VOSC(三角波)の周波数は
可聴騒音を避けるために100kHzに設定している。
また、発振器10から発振される出力電圧VOSC(三角
波)の最大値、最小値はそれぞれ1.75V、0.75
Vに設定している。
【0011】PWM信号VPWMは駆動回路11に入力さ
れ、駆動回路11はPWM信号VPWMに応じてトランジ
スタ3のベースに電流を供給して、トランジスタ2のス
イッチング動作を行う。すなわち、駆動回路11は演算
増幅器9からHighレベルのPWM信号VPWMを受け
取るとトランジスタ2のベースに電流IBを流してトラ
ンジスタ2をON状態にする。一方、LowレベルのP
WM信号VPWMを受け取るとトランジスタ2のベースに
供給する電流IBを零にしてトランジスタ2をOFF状
態にする。これによりトランジスタ2のオン期間tON
オフ期間tOFFとの比率が制御され、負荷抵抗RLに供
給されるスイッチング電源装置の出力電圧V Oは所定の
値(5V)に安定化される。PWM信号VPWM及びトラ
ンジスタ2のオンデューティdutyは、(1)式で表
すことができる。
【数1】
【0012】トランジスタ2がオン期間tONではコイル
4を流れる電流ILの傾きは正となり、トランジスタ2
がオフ期間tOFFではコイル4を流れる電流ILの傾きは
負となる。
【0013】このため上述したように出力コンデンサ5
で平滑化した電圧を出力電圧VOとして、負荷抵抗RL
に供給している。しかしながら、出力コンデンサ5には
等価直列抵抗(以下、ESRという)が存在するため、
出力電圧VOには交流成分であるリップル電圧Vrmsが含
まれる。室温(25℃)下での誤差増幅器7の出力電圧
信号VAと、発振器10の出力電圧VOSCと、PWM信号
PWMとのタイムチャートを図12に示す。PWM信号
PWMの周波数は発振器10の出力電圧VOSCの周波数と
同じであるので、トランジスタ2のスイッチング周波数
0も発振器10の出力電圧VOSCの周波数と同じ100
kHzになる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温時
になると出力コンデンサ5のESRが大きくなるため、
図13に示すように出力電圧VOに含まれるリップル電
圧Vrmsが大きくなる。
【0015】ここで、誤差増幅器7のゲインGAMPは図
14に示すように反転入力端子に入力される分圧Vadj
に関わらず100倍に固定されている。従って、誤差増
幅器7の入出力特性である分圧Vadjと出力電圧信号VA
との関係は図15に示すようになる。さらに、演算増幅
器9の入出力特性である出力電圧信号VAとPWM信号
PWMのオンデューティdutyとの関係は図16に示
すようになる。
【0016】このような特性を有するスイッチング電源
装置では、トランジスタ2のスイッチング周波数f0
発振器10の発振周波数の1/2になる不具合現象が発
生するときの誤差増幅器7に入力される分圧Vadjに含
まれるリップル電圧Vadj1とオンデューティdutyと
は図17に示すような関係となる。降圧型DC−DCコ
ンバータを用いるスイッチング電源装置は一般に、オン
デューティdutyが0%〜50%の範囲で使用される
ので、図17から明らかなようにオンデューティdut
yが小さいほど不具合現象が発生するときのリップル電
圧Vadj1も小さくなる。すなわち、オンデューティdu
tyが小さいほど不具合現象が起こりやすい。
【0017】図13の出力電圧VOに含まれるリップル
電圧Vrmsを分圧Vadjに含まれるリップル電圧Vadj2
換算した図を図18に示す。尚、図18には、図17か
ら求まるオンデューティduty10%での不具合現象
が発生するときの分圧Vadjに含まれるリップル電圧V
10%を記入している。図18から明らかなように、オン
デューティduty10%のときには−25℃でトラン
ジスタ2のスイッチング周波数f0が発振器10の発振
周波数の1/2になる不具合現象が発生する。これは、
図19に示すように誤差増幅器7の出力電圧信号VA
含まれるリップル電圧が大きくなり、出力電圧信号VA
の振幅が発振器10の出力電圧VOSCの振幅を越えてし
まい、PWM信号VPWMの周波数が発振器10の出力電
圧VOSCの周波数の2倍の大きさになるためである。
【0018】出力電圧VOに含まれるリップル電圧Vrms
はトランジスタ2のスイッチング周波数f0に反比例す
るので、トランジスタ2のスイッチング周波数f0が上
述したように発振器10の発振周波数の1/2となった
ときは、リップル電圧Vrmsは2倍になり出力電圧VO
安定度が劣化しリップル電圧が大きくなるという問題が
あった。
【0019】本発明は、上記の問題点に鑑み、ESRが
小さい出力コンデンサを用い、かつ、低温下において使
用した場合でもリップル電圧が大きくならないスイッチ
ング電源装置を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るスイッチング電源装置においては、ス
イッチング手段のオン・オフ期間の比率を可変して供給
された電圧を調整したのち出力するDC−DCコンバー
タと、前記スイッチング手段のオン・オフ期間の比率を
制御する制御手段と、を備えるとともに、前記制御手段
は、前記DC−DCコンバータから出力される出力電圧
またはその分圧と基準電圧とを比較し誤差信号を出力す
る誤差増幅器と、該誤差増幅器からの出力電圧信号に基
づきパルス信号を作成し前記スイッチング手段に出力す
る演算手段と、を有しており、前記パルス信号のデュー
ティ、周辺温度の少なくとも一つに応じて前記誤差増幅
器のゲインを可変させるゲイン変更手段を備える構成と
している。
【0021】前記ゲイン変更手段は、前記出力電圧また
はその分圧に基づいて前記誤差増幅器のゲインを可変さ
せてもよく、前記出力電圧と前記入力電圧との比に基づ
いて前記誤差増幅器のゲインを可変させてもよい。さら
に、周辺温度を検出する温度検出手段を備えるととも
に、前記温度検出手段の出力信号に基づいて前記誤差作
動器のゲインを可変させてもよい。
【0022】また、前記誤差増幅器を対数増幅器とし、
前記出力電圧またはその分圧に基づいて前記誤差増幅器
のゲインを可変させてもよい。
【0023】また、スイッチング電源装置のフィードバ
ック系のトータルゲインを一定とする観点から、前記誤
差増幅器のゲインと、出力電圧の分圧から基準電圧を差
分した値と、前記誤差増幅器の出力電圧信号に対する前
記デューティの変化率との積を0.5からを引いた値
と、前記誤差増幅器のゲインと、を乗算した値が所定の
値になるように、前記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器
のゲインを可変させるとなおよい。同じくスイッチング
電源装置のフィードバック系のトータルゲインを一定と
する観点から、入力電圧を出力電圧で除算した値と、前
記誤差増幅器のゲインと、を乗算した値が所定の値にな
るように、前記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器のゲイ
ンを可変させてもよい。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明に係るスイッチング電源装
置の一実施形態について図面を参照して以下に説明す
る。第一実施形態のスイッチング電源装置を図1に示
す。尚、図11に示した従来のスイッチング電源装置と
同一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。ゲイ
ン可変回路12は出力電圧検出回路6から出力電圧VO
の分圧Vadjを入力し、その分圧Vadjの値に基づいて誤
差増幅器7のゲインGAMPを変更させる。すなわち、分
圧Vadjが1.253Vより大きいときは誤差増幅器7
のゲインGAMPを従来のスイッチング電源装置と同様に
100とし、分圧Vadjが1.253V以下のときは誤
差増幅器7のゲインGAMPを50とする。分圧Vadjとオ
ンデューティdutyとの間には上述した図15、図1
6のような関係があるので、図4に示すようにオンデュ
ーティdutyが20%より大きいときは誤差増幅器7
のゲインGAMPが100となり、オンデューティdut
yが20%以下のときは誤差増幅器7のゲインGAMP
50となる。
【0025】こうすることにより、オンデューティdu
ty10%での不具合現象が発生するときの分圧Vadj
に含まれるリップル電圧は、図18に示したV10%の2
倍となり図5に示すV10%’にようになる。これによ
り、オンデューティ10%で低温(−25℃)のときに
おいてもトランジスタ2のスイッチング周波数f0が発
振器10の発振周波数の1/2となる不具合現象は発生
しない。
【0026】次に第二実施形態のスイッチング電源装置
を図2に示す。尚、図11に示した従来のスイッチング
電源装置と同一の部分には同一の符号を付し説明を省略
する。入出力比検出回路13は入力電圧VINと出力電圧
Oを入力し、入出力比VIN/VOをゲイン可変回路12
に出力する。ゲイン可変回路12は入出力比VIN/VO
に基づいて誤差増幅器7のゲインGAMPを変更させる。
すなわち、入出力比V IN/VOが5より小さいときは誤
差増幅器7のゲインGAMPを従来のスイッチング電源装
置と同様に100とし、入出力比VIN/VOが5以上の
ときは誤差増幅器7のゲインGAMPを50とする。入出
力比VIN/VOとオンデューティdutyとの間には上
述した(1)式のような関係があるので、図4に示すよ
うにオンデューティdutyが20%より大きいときは
誤差増幅器7のゲインGAMPが100となり、オンデュ
ーティdutyが20%以下のときは誤差増幅器7のゲ
インG AMPが50となる。
【0027】こうすることにより、オンデューティdu
ty10%での不具合現象が発生するときの分圧Vadj
に含まれるリップル電圧は、図18に示したV10%の2
倍となり図5に示すV10%’にようになる。これによ
り、オンデューティ10%で低温(−25℃)のときに
おいてもトランジスタ2のスイッチング周波数f0が発
振器10の発振周波数の1/2となる不具合現象は発生
しない。
【0028】第一及び第二実施形態のスイッチング電源
装置におけるゲイン可変回路12の一実施形態を図8に
示す。ゲイン可変回路12は、抵抗R3〜R5と、能動
素子15と、能動素子制御回路16とを備えている。誤
差増幅器7の反転入力端子は、抵抗R4を介して誤差増
幅器7の出力端子に接続されている。抵抗R5が能動素
子15を介して抵抗R4に並列接続されている。また、
抵抗R4と誤差増幅器7の反転入力端子との接続点に
は、抵抗R3が接続される。尚、能動素子15には、バ
イポーラトランジスタやMOSトランジスタなどを用い
るとよい。
【0029】能動素子制御回路16は、第一実施形態の
スイッチング電源装置の場合は出力電圧検出回路6から
分圧Vadjを入力し、第二実施形態のスイッチング電源
装置の場合は入出力比検出回路13から入出力比VIN
Oを入力し、その入力信号に応じて能動素子15をO
N・OFF制御する。能動素子15がON状態のとき誤
差増幅器7のゲインGAMPは(2)式のようになる。た
だし、R3、R4、R5はそれぞれ抵抗R3、R4、R5
の抵抗値である。
【数2】 一方、能動素子15がOFF状態のとき誤差増幅器7の
ゲインGAMPはR4/R3となる。従って、抵抗R4と抵
抗R5の抵抗値を等しくすると、図4に示したゲイン特
性を得ることができる。
【0030】尚、能増素子制御回路16は能動素子15
をON・OFF制御ではなく、リニアに制御することも
できる。能動素子15をリニアに制御すれば、誤差増幅
器7のゲインGAMPをリニアに制御することができる。
従って、後述する(6)式または(8)式に従うように
誤差増幅器7のゲインGAMPを制御すれば、スイッチン
グ電源装置のフィードバック系のトータルゲインを一定
にでき、より安定性を向上させることができる。
【0031】上述したスイッチング電源装置のフィード
バック系のトータルゲインを一定にする条件((6)式
または(8)式)を求めるために、分圧の変化量ΔV
adjに対する帰還量ΔVadj’を求める。まず、出力電圧
Oは(1)式から次のように求まる。ただし、TはP
WM信号VPWMの周期である。 VO=VIN×duty =VIN×tWON/T 従って、分圧の変化量ΔVadjに対する出力電圧の変化
量ΔVOは(3)式のようになる。
【数3】 一方、分圧の変化量ΔVadjに対する帰還量ΔVadj’は
(4)式のように表せる。
【数4】
【0032】(3)式、(4)式より、分圧の変化量Δ
adjに対する帰還量ΔVadj’は(5)式のようにな
る。
【数5】 スイッチング電源装置のフィードバック系のトータルゲ
インを一定にするためには、分圧の変化量ΔVadjに対
する帰還量ΔVadj’を一定にすればよい。ここで、
(5)式中の1/Tと、ΔtWON/ΔVAと、Vrefとは
それぞれ一定値であるので、(6)式を満たすように能
動素子15をリニア制御するとスイッチング電源装置の
フィードバック系のトータルゲインを一定にすることが
できる。ただし、Kは定数である。このような制御は第
二実施形態のスイッチング電源装置に適用できる。
【数6】
【0033】また、VIN/VOは分圧Vadjを用いて
(7)式のように表すことができる。
【数7】 従って、(6)式は(8)式のように表すこともでき
る。(8)式を満たすように能動素子15をリニア制御
するとスイッチング電源装置のフィードバック系のトー
タルゲインを一定にすることができる。このような制御
は第一実施形態のスイッチング電源装置に適用できる。
【数8】
【0034】次に第三実施形態のスイッチング電源装置
の構成を図3に示す。尚、図11に示した従来のスイッ
チング電源装置と同一の部分には同一の符号を付し説明
を省略する。温度検出回路14は周囲の温度を検出して
その検出信号をゲイン可変回路12に出力する。ゲイン
可変回路12は温度検出回路14が出力する検出信号に
基づいて誤差増幅回路7のゲインGAMPを変更する。す
なわち、図6に示すように温度検出回路14が検出した
温度Taが0℃より大きいときは誤差増幅器7のゲイン
AMPを従来のスイッチング電源装置と同様に100と
し、温度検出回路14が検出した温度Taが0℃以下の
ときは誤差増幅器7のゲインGAMPを50とする。
【0035】こうすることにより、オンデューティdu
ty10%での不具合現象が発生するときの分圧Vadj
に含まれるリップル電圧は、0℃以下の領域で図18に
示したV10%の2倍となり図7に示すV10%’’にように
なる。これにより、オンデューティ10%で低温(−2
5℃)のときにおいてもトランジスタ2のスイッチング
周波数f0が発振器10の発振周波数の1/2となる不
具合現象は発生しない。
【0036】また、第三実施形態で用いた周辺温度に基
づいて誤差増幅器7のゲインGAMPを可変する手段を第
一または第二実施形態のスイッチング電源装置に合わせ
て実施すると25〜80℃までの通常動作時の温度領域
での誤差増幅器7のゲインG AMPをあまり下げずに設定
することができる。これにより、入力電圧VINの変動に
対する出力電圧VOの安定性低下を防ぐことができる。
【0037】尚、第一実施形態のスイッチング電源装置
に設けられるゲイン可変回路12を備えた誤差増幅器7
として、図9に示す対数増幅器17を用いることができ
る。対数増幅器17は、誤差増幅器7と、ダイオード1
8と、抵抗R3と、レベルシフトアンプ回路19とを備
えている。誤差増幅器7の反転入力端子にはダイオード
18のアノードが接続され、誤差増幅器7の出力端子に
はダイオード18のカソードが接続されている。また、
ダイオード18と誤差増幅器7の反転入力端子との接続
点には抵抗R3が接続されている。さらに、誤差増幅器
7の出力端子とダイオード18との接続点はレベルシフ
トアンプ回路19に接続されている。レベルシフトアン
プ回路19は入力した信号に所定値を加えた信号を出力
電圧信号VAとして出力する。このときの分圧Vadjと出
力電圧信号VAとは図10に示すような関係になり、分
圧Vadjが大きくなるとゲインGAMPは小さくなる。これ
により、図8の構成に比べて安価で簡単な構成によっ
て、第一実施形態のスイッチング電源装置が実現でき
る。しかし、(8)式に従うような制御を行うことはで
きないので、スイッチング電源装置のフィードバック系
のトータルゲインを一定にすることはできない。
【0038】また、第一〜第三実施形態のスイッチング
電源装置においては、DC−DCコンバータに降圧形D
C−DCコンバータを用いたが本発明はこれに限定され
ることはなく、昇圧形、昇降圧形など他のDC−DCコ
ンバータを用いてもよい。例えば、昇圧型DC−DCコ
ンバータを用いるスイッチング電源装置は一般に、オン
デューティdutyが50%〜100%の範囲で使用さ
れ、オンデューティdutyが大きいほど不具合現象の
発生するときのリップル電圧が小さいので、スイッチン
グ手段に供給するPWM信号のオンディーティが大きい
とき、周辺温度が低温のとき、の少なくとも一方のとき
に誤差増幅器のゲインを小さくするとよい。
【0039】また、第一〜第三実施形態のスイッチング
電源装置においては、誤差増幅器7が出力電圧検出回路
6を介して出力端子OUTに接続され、誤差増幅器7に
出力電圧VOの分圧Vadjが入力されるようにしたが本発
明はこれに限定されることはなく、誤差増幅器7が直接
出力端子OUTに接続され、誤差増幅器7に出力電圧V
Oが入力されるようにしてもよい。この場合、第一〜第
三実施形態のスイッチング電源装置に比べて基準電圧源
8の出力する基準電圧Vrefの設定値を大きくする必要
がある。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、パルス信号のデューテ
ィ、周辺温度の少なくとも一つに応じて誤差増幅器のゲ
インを可変するゲイン変更手段を備えているので、パル
ス信号のデューティや周辺温度がリップル電圧が大きく
なる条件になるときは誤差増幅器のゲインを小さくして
リップル電圧が大きくならないようにすることができ
る。これにより、ESRが小さい出力コンデンサを用
い、かつ、低温下において使用した場合でもリップル電
圧が大きくならないようにすることができる。
【0041】また、本発明によれば、出力電圧またはそ
の分圧に基づいて、ゲイン変更手段が誤差増幅器のゲイ
ンを可変させるので、パルス信号のデューティに応じて
誤差増幅器のゲインを可変させることができる。従っ
て、パルス信号のデューティがリップル電圧が大きくな
る条件になるときは誤差増幅器のゲインを小さくしてリ
ップル電圧が大きくならないようにすることができる。
【0042】また、本発明によれば、出力電圧と入力電
圧との比に基づいて、ゲイン変更手段が誤差増幅器のゲ
インを可変させるので、パルス信号のデューティに応じ
て誤差増幅器のゲインを可変させることができる。従っ
て、パルス信号のデューティがリップル電圧が大きくな
る条件になるときは誤差増幅器のゲインを小さくしてリ
ップル電圧が大きくならないようにすることができる。
【0043】また、本発明によれば、周辺温度を検出す
る温度検出手段を備えるとともに、前記温度検出手段の
出力信号に基づいてゲイン変更手段が誤差増幅器のゲイ
ンを可変させるので、周辺温度がリップル電圧が大きく
なる条件になるときは誤差増幅器のゲインを小さくして
リップル電圧が大きくならないようにすることができ
る。
【0044】また、本発明によれば、誤差増幅器が対数
増幅器であるので、出力電圧の分圧が大きいほど誤差増
幅器のゲインが小さくなる。これにより、安価で簡単な
構成によって、パルス信号のデューティに応じて誤差増
幅器のゲインを可変させることができる。
【0045】また、本発明によれば、誤差増幅器のゲイ
ンと、出力電圧またはその分圧から基準電圧を差分した
値と、誤差増幅器の出力電圧信号に対するデューティの
変化率との積を0.5からを引いた値と、誤差増幅器の
ゲインと、を乗算した値が所定の値になるように、前記
ゲイン変更手段が前記誤差増幅器のゲインを可変させる
ので、スイッチング電源装置のフィードバック系のトー
タルゲインを一定にすることができ、より安定性を向上
させることができる。
【0046】また、本発明によれば、入力電圧を出力電
圧で除算した値と、誤差増幅器のゲインと、を乗算した
値が所定の値になるように、ゲイン変更手段が誤差増幅
器のゲインを可変させるので、フィードバック系のトー
タルゲインを一定にすることができ、より安定性を向上
させることができる。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一実施形態のスイッチング電
源装置の回路ブロック図である。
【図2】 本発明の第二実施形態のスイッチング電
源装置の回路ブロック図である。
【図3】 本発明の第三実施形態のスイッチング電
源装置の回路ブロック図である。
【図4】 図1及び図2のスイッチング電源装置に
設けられる誤差増幅器のゲイン特性を示す図である。
【図5】 図1及び図2のスイッチング電源装置の
出力電圧の分圧に含まれるリップル電圧の温度特性を示
した図である。
【図6】 図3のスイッチング電源装置に設けられ
る誤差増幅器のゲイン特性を示す図である。
【図7】 図3のスイッチング電源装置の出力電圧
の分圧に含まれるリップル電圧の温度特性を示した図で
ある。
【図8】 図1〜図3のスイッチング電源装置に設
けられるゲイン可変回路の一実施形態の構成を示す図で
ある。
【図9】 対数増幅器の構成を示す図である。
【図10】 図9の対数増幅器の入出力特性を示す
図である。
【図11】 従来のスイッチング電源装置の回路ブ
ロック図である。
【図12】 室温における図11のスイッチング電
源装置の動作波形を示すタイムチャート図である。
【図13】 図11のスイッチング電源装置の出力
電圧に含まれるリップル電圧の温度特性を示した図であ
る。
【図14】 図11のスイッチング電源装置に設け
られる誤差増幅器のゲインを示す図である。
【図15】 図11のスイッチング電源装置に設け
られる誤差増幅器の入出力特性を示す図である。
【図16】 図11のスイッチング電源装置に設け
られる演算増幅器の入出力特性をを示す図である。
【図17】 図11のスイッチング電源装置が不具
合現象を起こすときのオンデューティと出力電圧の分圧
に含まれるリップル電圧との関係を示す図である。
【図18】 図11のスイッチング電源装置の出力
電圧の分圧に含まれるリップル電圧の温度特性を示した
図である。
【図19】 低温における図11のスイッチング電
源装置の動作波形を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
2 トランジスタ 5 出力コンデンサ 6 出力電圧検出回路 7 誤差増幅器 9 演算増幅器 12 ゲイン可変回路 13 入出力比検出回路 14 温度検出回路 15 能動素子 16 能動素子制御回路 17 対数増幅器 18 ダイオード 19 レベルシフトアンプ回路 100 DC−DCコンバータ 200 制御部 R1〜R5 抵抗

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング手段のオン・オフ期間の比率
    を可変して供給された入力電圧を調整したのち出力電圧
    として出力するDC−DCコンバータと、前記スイッチ
    ング手段のオン・オフ期間の比率を制御する制御手段
    と、を備えるとともに、前記制御手段は、前記出力電圧
    またはその分圧と基準電圧とを比較し誤差信号を出力す
    る誤差増幅器と、該誤差増幅器からの出力電圧信号に基
    づきパルス信号を作成し前記スイッチング手段に出力す
    る演算手段と、を有するスイッチング電源装置におい
    て、前記パルス信号のデューティ、周辺温度の少なくと
    も一つに応じて前記誤差増幅器のゲインを可変させるゲ
    イン変更手段を備えることを特徴とするスイッチング電
    源装置。
  2. 【請求項2】前記出力電圧またはその分圧に基づいて、
    前記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器のゲインを可変さ
    せる請求項1に記載のスイッチング電源装置。
  3. 【請求項3】前記出力電圧と前記入力電圧との比に基づ
    いて、前記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器のゲインを
    可変させる請求項1に記載のスイッチング電源装置。
  4. 【請求項4】周辺温度を検出する温度検出手段を備える
    とともに、前記温度検出手段の出力信号に基づいて、前
    記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器のゲインを可変させ
    る請求項1〜3のいずれかに記載のスイッチング電源装
    置。
  5. 【請求項5】前記誤差増幅器が対数増幅器である請求項
    2に記載のスイッチング電源装置。
  6. 【請求項6】前記誤差増幅器のゲインと、前記出力電圧
    の分圧から前記基準電圧を差分した値と、前記誤差増幅
    器の出力電圧信号に対する前記デューティの変化率との
    積を0.5からを引いた値と、 前記誤差増幅器のゲインと、 を乗算した値が所定の値になるように、前記ゲイン変更
    手段が前記誤差増幅器のゲインを可変させる請求項2に
    記載のスイッチング電源装置。
  7. 【請求項7】前記入力電圧を前記出力電圧で除算した値
    と、前記誤差増幅器のゲインと、を乗算した値が所定の
    値になるように、前記ゲイン変更手段が前記誤差増幅器
    のゲインを可変させる請求項3に記載のスイッチング電
    源装置。
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