JP2002233138A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチングコイル１つを用いて昇圧型、降
圧型スイッチング電源動作を自動的に切り替えるスイッ
チング電源装置において、降圧型と昇圧型のスイッチン
グ電源動作の切り替わり時に、両方のスイッチング電源
動作が止まる事や、両方のスイッチング電源動作が同時
に起こり電源の電力変換効率を落とす事を無くす。 【解決手段】 昇圧／降圧切り替え回路６でエラーアン
プ２の出力電圧ＥＯ１と所定電圧ＶＲ２とを比較するこ
とにより動作モード指定信号ＳＳを生成し、動作モード
指定信号ＳＳで指定される動作モードに応じて、スイッ
チング制御ロジック回路８が、降圧型スイッチング回路
９と昇圧型スイッチング回路１０のうちのどちらか一方
のみをスイッチング動作させる。このため、降圧型と昇
圧型のスイッチング電源動作の切り替わり時に、両方の
スイッチング電源動作が止まったり同時に起こることが
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源とする
電子機器等において使われ、電池電圧より高いまたは低
い出力電圧を得る昇圧、降圧兼用の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】近年、電池を電源とする電子機器におい
て、少ない電池本数で動作し、且つシステム電池寿命を
伸ばすために、また装置のセット基板への設置およびス
イッチングコイルのコストを下げるために、１つのスイ
ッチングコイルを用いて構成され、自動的に降圧型スイ
ッチング動作、昇圧型スイッチング動作の切り替えをす
る昇圧、降圧兼用のスイッチング電源装置が用いられて
いる。以下図面を参照しながら上述の従来のスイッチン
グ電源装置について説明する。

【０００３】図１１は従来の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、入力電圧の
１次側電源１の電圧ＶＩから２次側電源電圧ＶＳを降圧
するための降圧型スイッチング回路９と、１次側電源１
の電圧ＶＩから２次側電源電圧ＶＳを昇圧するための昇
圧型スイッチング回路１０と、降圧型、昇圧型の各スイ
ッチング回路９，１０にその両端を接続したエネルギー
を蓄積し、放出するコイルＬ１と、降圧型、昇圧型スイ
ッチング回路９，１０の各々のスイッチング出力を平滑
する電解コンデンサＣ１と、コンデンサＣ１の電圧ＶＳ
（２次側電源電圧）が抵抗分割された電圧と基準電圧Ｖ
Ｏとを比較して増幅するエラーアンプ２と、第１の三角
波発生回路５１と、第１の三角波発生回路５１とは異な
った電圧範囲の出力を持つ第２の三角波発生回路５２
と、エラーアンプ２の出力と第１の三角波発生回路５１
の出力とを比較した結果で降圧型スイッチング回路９を
駆動するコンパレータ５３と、エラーアンプ２の出力と
第２の三角波発生回路５２の出力とを比較した結果で昇
圧型スイッチング回路１０を駆動するコンパレータ５４
とを有する。

【０００４】Ｄ１，Ｄ２はダイオード、Ｑ１，Ｑ２はＮ
チャンネルＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素
子、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、ＶＲ１は可変抵抗器、Ｃ
２はコンデンサである。

【０００５】パルス発生回路５５は、第１の三角波発生
回路５１の出力の三角波１の立ち上がり時の期間はＬ
（ロー）レベルを出力し、三角波１の立ち下がり時の期
間はＨ（ハイ）レベルを出力する。コンパレータ５４の
出力は、ＡＮＤ回路５６でパルス発生回路５５の出力と
の論理積がとられて昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲー
トへ入力される。

【０００６】第１の三角波発生回路５１と第２の三角波
発生回路５２は、第１の三角波発生回路５１で発生した
三角波１を基に第２の三角波発生回路５２で三角波２が
生成されるか、または、第２の三角波発生回路５２で発
生した三角波２を基に第１の三角波発生回路５１の三角
波１が生成されるように構成される。三角波１と三角波
２の関係は、所定の電位に対して互いに反転された関係
にあり、三角波２は三角波１に対して電位的に高い位置
にある。図１２および図１３に三角波１と三角波２の関
係を示す。図１２は２つの三角波が重なり合わずに互い
に反転された関係に設定された場合の図である。図１３
は２つの三角波が重なり合った状況で互いに反転された
関係に設定された場合の図である。

【０００７】エラーアンプ２の出力電圧ＥＯは、１次側
電源電圧ＶＩと平滑用コンデンサＣ１に蓄えられた電荷
による２次側電源電圧ＶＳとの関係に依存して変化す
る。エラーアンプ２の出力電圧ＥＯは、１次側電源電圧
ＶＩが２次側電源電圧ＶＳより高い場合、低い電圧値と
なり、三角波１の電圧範囲と同じレベルにあり、コンパ
レータ５３の出力により、降圧用スイッチング素子Ｑ１
がスイッチング動作をして降圧型スイッチング電源とし
てシステムが動作する。この時、コンパレータ５４の出
力はＬレベルとなり、昇圧用スイッチング素子Ｑ２は動
作しない。図１２および図１３の「（１）ＥＯ（降圧
時）」はこの状況においての、エラーアンプ２の出力電
圧ＥＯの出力レベルを示している。図１２および図１３
の「（１）降圧時」のＳＱ１、ＳＱ２はこの状況での降
圧用スイッチング素子Ｑ１、昇圧用スイッチング素子Ｑ
２のゲート入力であり、それぞれのスイッチング動作の
タイミングを示している。各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２は、各ゲート入力ＳＱ１、ＳＱ２がＨレベル時にＯＮ
（オン）動作して導通し、Ｌレベル時にＯＦＦ（オフ）
動作して非導通となる。

【０００８】１次側電源電圧ＶＩが２次側電源電圧ＶＳ
より低い場合、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯは電圧値
が高くなり、三角波２の電圧範囲と同じレベルにあり、
コンパレータ５４の出力により、昇圧用スイッチング素
子Ｑ２がスイッチング動作をして昇圧型スイッチング電
源としてシステムが動作する。この時、コンパレータ５
３の出力はＨレベルとなり、降圧用スイッチング素子Ｑ
１は常に導通状態になる。図１２の「（３）ＥＯ（昇圧
時）」または図１３の「（４）ＥＯ（昇圧時）」はこの
状況においての、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯの出力
レベルを示している。図１２の「（３）昇圧時」または
図１３の「（４）昇圧時」のＳＱ１、ＳＱ２はこの状況
での降圧用スイッチング素子Ｑ１、昇圧用スイッチング
素子Ｑ２のスイッチング動作のタイミングを示してい
る。昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート入力ＳＱ２の
Ｈレベルのタイミングが、ＥＯ（昇圧時）と三角波２と
がコンパレータ５４で比較された結果によって生じるコ
ンパレータ５４の出力と異なるのは、パルス発生回路５
５の出力が三角波１の立ち上がり時の期間はＬ出力とな
り、ＡＮＤ回路５６でコンパレータ５４の出力が遮断さ
れて、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧となる
ためである。パルス発生回路５５は三角波１の立ち下り
時の期間はＨ出力となる。パルス発生回路５５は昇圧型
スイッチング電源動作時に、コイルＬ１が磁気飽和しな
いように昇圧用スイッチング素子Ｑ２の昇圧動作のマッ
クスデューティを制限するために設けられている。

【０００９】この従来のスイッチング電源装置では、１
次側電源電圧ＶＩと２次側電源電圧ＶＳとの関係で、エ
ラーアンプ２の出力電圧ＥＯの電圧値が変化し、自動的
に降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電
源動作とが切り替わるしくみとなっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のスイッチング電源装置では、降圧型スイッチング電源
動作と昇圧型スイッチング電源動作との切り替えは、エ
ラーアンプ２の出力電圧ＥＯと三角波１と三角波２との
電圧関係で決まるために、降圧型スイッチング電源動作
から昇圧型スイッチング電源動作、またはその逆方向に
スイッチング動作が切り替わる時に、次に示す２つの不
具合のいずれかが起こる可能性が非常に大きい。第１の
不具合は、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作の両方が止まり、非制御状態が起こる事
である。第２の不具合は、降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作が同時に起こり、電源の
電力変換効率が下がる事である。

【００１１】上述の事を図面を用いて説明する。図１２
は三角波１の最大値より三角波２の最小値のほうが高い
電位にあるように設定された場合で、三角波１と三角波
２とは電位的に重なり合わない。降圧型スイッチング電
源動作、昇圧型スイッチング電源動作の説明は従来の技
術の項で述べたとおりである。降圧型スイッチング電源
動作と昇圧型スイッチング電源動作との間で動作が切り
替わる時に上述の第１の問題が生じる。この時のエラー
アンプ２の出力電圧ＥＯは図１２の「（２）ＥＯ（切り
替わり時）」の位置にあり、三角波１と三角波２の間に
位置する。そのため、スイッチング素子Ｑ１とＱ２のゲ
ート電圧は図１２の「（２）切り替わり時」のＳＱ１、
ＳＱ２のようになり、降圧スイッチング動作、昇圧型ス
イッチング動作の両方が止まる事により、２次側電源へ
のスイッチング制御動作が止まることになる。降圧用ス
イッチング素子Ｑ１は常にＯＮ状態、昇圧用スイッチン
グ素子Ｑ２は常にＯＦＦ状態となる。この場合、２次側
電源電圧ＶＳは、１次側電源１と２次側電源との間に介
在する素子、すなわち降圧用スイッチング素子Ｑ１とコ
イルＬ１と整流用ダイオードＤ２を通して、１次側電源
電圧ＶＩが伝えられているだけである。２次側電源電圧
ＶＳが供給される負荷回路１１の負荷が変動するような
システムにおいては、負荷変動が上述の１次側電源１と
２次側電源との間に介在する素子の抵抗成分により、２
次側電源電圧ＶＳを変動させることになる。また、１次
側電源１に２次側電源システム以外の別の装置がつなが
っていて、その別の装置が１次側電源電圧ＶＩに変動を
与えるとき、同様に２次側電源電圧ＶＳにも変動を与え
る。つまり、非制御状態となる事により１次側電源電圧
ＶＩの変動がそのまま２次側電源電圧ＶＳに伝えられ、
前述の別の装置から２次側電源システムへのクロストー
クが生じる事になる。

【００１２】図１３は三角波１の最大値が三角波２の最
小値より高い電位にあるように設定された場合で、三角
波１と三角波２とは電位的に重なり合う。この場合にお
いて、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチン
グ電源動作との間で動作が切り替わる時に上述の第２の
問題が生じる。この時のエラーアンプ２の出力電圧ＥＯ
は図１３の「（２）ＥＯ（切り替わり時１）」又は
「（３）ＥＯ（切り替わり時２）」の位置にあり、三角
波１と三角波２が電位的に重なり会う範囲に位置する。
そのため、スイッチング素子Ｑ１とＱ２のゲート電圧は
図１３の「（２）切り替わり時１」のＳＱ１、ＳＱ２、
または、「（３）切り替わり時２」のＳＱ１、ＳＱ２の
ようになり降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作が同時に起こるようになり、１次側電源
１から２次側電源への電源の電力変換効率が下がること
になる。図１３の「（２）切り替わり時１」はＥＯが電
位的に三角波１寄りにある場合で、ＳＱ１がＬであるデ
ューティの方がＳＱ２がＨであるデューティより大きく
なる。図１３の「（３）切り替わり時２」はＥＯが電位
的に三角波２寄りにあり、このレベルよりＥＯがより高
い電圧にあるときには、ＳＱ１がＬであるデューティよ
りＳＱ２がＨであるデューティのほうが大きくなる。

【００１３】三角波１と三角波２との関係を適切にすれ
ば、理想上、上述の降圧型スイッチング電源動作と昇圧
型スイッチング電源動作の切り替わりとが適切に行われ
るように思えるが、現実には回路上のオフセットが実在
するために、上述の第１または第２のいずれかの不具合
が起きる。つまり、三角波１と三角波２との関係が図１
２と図１３の場合の中間を取って、三角波１の最大値と
三角波２の最小値が一致するように設定すれば、降圧型
スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作が
連続して切り替わり、上述の問題が生じないと思われる
が、現実には回路上のオフセットばらつきがあり、特殊
な調整工程を追加しなければ、通常、図１２か又は図１
３の三角波１と三角波２の関係となり、上述の第１また
は第２のいずれかの不具合が起きる。

【００１４】本発明は、スイッチングコイル１つを用い
て昇圧型、降圧型スイッチング電源動作を自動的に切り
替えるスイッチング電源装置において、上述の降圧型ス
イッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との
切り替わり時の２つの不具合を防ぎ、２次側電源のスイ
ッチング制御が止まることも、電源の電力変換効率を落
とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作と
昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替えるこ
とができるスイッチング電源装置を提供することを目的
としてなされたものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のスイ
ッチング電源装置は、入力電圧の１次側電源電圧から２
次側電源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路
と、１次側電源電圧から２次側電源電圧を昇圧するため
の昇圧型スイッチング回路と、降圧型、昇圧型の各スイ
ッチング回路に両端を接続したコイルと、降圧型、昇圧
型スイッチング回路の各々のスイッチング出力を平滑し
２次側電源電圧を生成するコンデンサと、２次側電源電
圧を基準電圧と比較してその差電圧を増幅するエラーア
ンプと、エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にし
て反転させた反転電圧を生成する反転回路と、エラーア
ンプの出力電圧と所定電圧または反転電圧とを比較し、
その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型ス
イッチング電源動作との動作モードを指定するための動
作モード指定信号として出力する昇圧／降圧切り替え回
路と、エラーアンプの出力電圧と反転回路で生成される
反転電圧とを入力し、動作モード指定信号で指定される
動作モードに応じてエラーアンプの出力電圧および反転
電圧のいずれか一方を出力する選択回路と、三角波信号
を発生する三角波発生回路と、選択回路の出力と三角波
発生回路の三角波信号とを比較することにより降圧型ス
イッチング回路と昇圧型スイッチング回路のスイッチン
グ動作の原信号を生成するコンパレータと、昇圧／降圧
切り替え回路の動作モード指定信号とコンパレータで生
成されるスイッチング動作の原信号とを入力し、動作モ
ード指定信号が降圧型スイッチング電源動作モードを指
定するとき降圧型スイッチング回路をスイッチング動作
の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに昇圧
型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ、動
作モード指定信号が昇圧型スイッチング電源動作モード
を指定するとき昇圧型スイッチング回路をスイッチング
動作の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに
降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
るスイッチング制御ロジック回路とを備えている。

【００１６】本発明の請求項２のスイッチング電源装置
は、入力電圧の１次側電源電圧から２次側電源電圧を降
圧するための降圧型スイッチング回路と、１次側電源電
圧から２次側電源電圧を昇圧するための昇圧型スイッチ
ング回路と、降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両
端を接続したコイルと、降圧型、昇圧型スイッチング回
路の各々のスイッチング出力を平滑し２次側電源電圧を
生成するコンデンサと、２次側電源電圧を基準電圧と比
較してその差電圧を増幅するエラーアンプと、エラーア
ンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反転させた反転
電圧を生成する反転回路と、１次側電源電圧と２次側電
源電圧とを比較し、１次側電源電圧が２次側電源電圧よ
り高いときには、反転回路で生成される反転電圧と所定
電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モードを
指定するための動作モード指定信号として出力し、１次
側電源電圧が２次側電源電圧より低いときには、エラー
アンプの出力電圧と所定電圧とを比較し、その比較結果
を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電
源動作との動作モードを指定するための動作モード指定
信号として出力する昇圧／降圧切り替え回路と、エラー
アンプの出力電圧と反転回路で生成される反転電圧とを
入力し、動作モード指定信号で指定される動作モードに
応じてエラーアンプの出力電圧および反転電圧のいずれ
か一方を出力する選択回路と、三角波信号を発生する三
角波発生回路と、選択回路の出力と三角波発生回路の三
角波信号とを比較することにより降圧型スイッチング回
路と昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の原信
号を生成するコンパレータと、昇圧／降圧切り替え回路
の動作モード指定信号とコンパレータで生成されるスイ
ッチング動作の原信号とを入力し、動作モード指定信号
が降圧型スイッチング電源動作モードを指定するとき降
圧型スイッチング回路をスイッチング動作の原信号に応
じてスイッチング動作させるとともに昇圧型スイッチン
グ回路のスイッチング動作を停止させ、動作モード指定
信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
き昇圧型スイッチング回路をスイッチング動作の原信号
に応じてスイッチング動作させるとともに降圧型スイッ
チング回路のスイッチング動作を停止させるスイッチン
グ制御ロジック回路とを備えている。

【００１７】本発明の請求項３のスイッチング電源装置
は、入力電圧の１次側電源電圧から２次側電源電圧を降
圧するための降圧型スイッチング回路と、１次側電源電
圧から２次側電源電圧を昇圧するための昇圧型スイッチ
ング回路と、降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両
端を接続したコイルと、降圧型、昇圧型スイッチング回
路の各々のスイッチング出力を平滑し２次側電源電圧を
生成するコンデンサと、２次側電源電圧を基準電圧と比
較してその差電圧を増幅するエラーアンプと、第１の三
角波信号を発生する三角波発生回路と、三角波発生回路
で発生する第１の三角波信号を所定電圧を基準にして反
転させた第２の三角波信号を生成する反転回路と、エラ
ーアンプの出力電圧と所定電圧とを比較し、その比較結
果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング
電源動作との動作モードを指定するための動作モード指
定信号として出力する昇圧／降圧切り替え回路と、三角
波発生回路で発生する第１の三角波信号と反転回路で生
成される第２の三角波信号とを入力し、動作モード指定
信号で指定される動作モードに応じて第１の三角波信号
および第２の三角波信号のいずれか一方を出力する選択
回路と、エラーアンプの出力電圧と選択回路の出力とを
比較することにより降圧型スイッチング回路と昇圧型ス
イッチング回路のスイッチング動作の原信号を生成する
コンパレータと、昇圧／降圧切り替え回路の動作モード
指定信号とコンパレータで生成されるスイッチング動作
の原信号とを入力し、動作モード指定信号が降圧型スイ
ッチング電源動作モードを指定するとき降圧型スイッチ
ング回路をスイッチング動作の原信号に応じてスイッチ
ング動作させるとともに昇圧型スイッチング回路のスイ
ッチング動作を停止させ、動作モード指定信号が昇圧型
スイッチング電源動作モードを指定するとき昇圧型スイ
ッチング回路をスイッチング動作の原信号に応じてスイ
ッチング動作させるとともに降圧型スイッチング回路の
スイッチング動作を停止させるスイッチング制御ロジッ
ク回路とを備えている。

【００１８】これら本発明の構成によれば、昇圧／降圧
切り替え回路で動作モード指定信号を生成し、この動作
モード指定信号で指定される動作モードに応じて、スイ
ッチング制御ロジック回路が、降圧型スイッチング回路
および昇圧型スイッチング回路のうち一方のスイッチン
グ回路をコンパレータで生成されるスイッチング動作の
原信号に応じてスイッチング動作させるとともに他方の
スイッチング回路のスイッチング動作を停止させる。こ
のように、動作モード指定信号で指定される動作モード
に応じて、降圧型スイッチング回路と昇圧型スイッチン
グ回路のうちのどちらか一方のみが必ずスイッチング動
作をするため、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型ス
イッチング電源動作とが切り替わるときに、両方の動作
が停止して２次側電源のスイッチング制御が止まること
も、両方の動作が同時に起こって電源の電力変換効率を
落とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替える
スイッチング電源装置を実現させる事ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、１次側電源電圧
と２次側電源電圧との状況に応じて自動的に降圧型スイ
ッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作を切り
替えることが可能な、コイルが１つだけで構成されるス
イッチング電源装置を、以下の各実施の形態のような構
成とすることによって、降圧型スイッチング電源動作と
昇圧型スイッチング電源動作が切り替わる必要のあると
きには、降圧型スイッチング回路と昇圧型スイッチング
回路とのうちのどちらか一方のみが必ずスイッチング動
作をし、降圧型か昇圧型かのスイッチング電源動作の切
り替わり時に上述の２つのスイッチング回路の両方が停
止したり、両方が動作したりする不具合が起こらないよ
うに構成したことである。

【００２０】〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。このスイッチング電源装置は、図１１に示す
従来例同様、入力電圧の１次側電源１の電圧ＶＩから２
次側電源電圧ＶＳを降圧するための降圧型スイッチング
回路９と、１次側電源１の電圧ＶＩから２次側電源電圧
ＶＳを昇圧するための昇圧型スイッチング回路１０と、
降圧型、昇圧型の各スイッチング回路９，１０にその両
端を接続したエネルギーを蓄積し、放出するコイルＬ１
と、降圧型、昇圧型スイッチング回路９，１０の各々の
スイッチング出力を平滑する電解コンデンサＣ１と、コ
ンデンサＣ１の電圧ＶＳ（２次側電源電圧）が抵抗分割
された電圧と基準電圧源３の電圧ＶＯとを比較してその
差電圧を増幅するエラーアンプ２とを有する。また、従
来例同様、降圧型スイッチング回路９はダイオードＤ１
およびＮチャンネルＭＯＳトランジスタのスイッチング
素子Ｑ１からなり、昇圧型スイッチング回路１０はダイ
オードＤ２およびＮチャンネルＭＯＳトランジスタのス
イッチング素子Ｑ２からなり、エラーアンプ２のマイナ
ス側（−）入力端子に２次側電源電圧ＶＳを抵抗分割し
て入力するために抵抗Ｒ１，Ｒ２および可変抵抗器ＶＲ
１を用い、エラーアンプ２の出力端子と（−）入力端子
との間にコンデンサＣ２および抵抗Ｒ３を接続してい
る。また、負荷回路１１は電子機器セットの電子回路で
構成されている。

【００２１】その他に、本実施の形態では、コンパレー
タ７のプラス側（＋）入力端子に直接接続された三角波
発生回路４と、制御信号切り替え回路５と、降圧型スイ
ッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とのう
ちどちらかの動作モードを指定する動作モード指定信号
ＳＳを出力する昇圧／降圧切り替え回路６と、降圧型ス
イッチング回路９と昇圧型スイッチング回路１０のスイ
ッチング動作の原信号を作るコンパレータ７と、コンパ
レータ７の出力段と降圧型スイッチング回路９および昇
圧型スイッチング回路１０との間に接続し、動作モード
指定信号ＳＳで指定される動作モードに応じてコンパレ
ータ７のスイッチング動作の原信号を降圧型スイッチン
グ回路９か昇圧型スイッチング回路１０に切り替えて伝
えるスイッチング制御ロジック回路８とを備えている。

【００２２】１次側電源電圧ＶＩは１次側電源１として
電池を使用する事を想定しているので可変である。２次
側電源電圧ＶＳは１次側電源電圧ＶＩに依存せず、常に
一定電圧になるようにこのスイッチング電源装置で制御
される。例えば、１次側電源電圧ＶＩが２次側電源電圧
ＶＳより小さい場合、スイッチング制御ロジック回路８
は降圧型スイッチング回路９の動作を止めて、昇圧型ス
イッチング回路１０を動作させて２次側電源電圧ＶＳを
一定電圧になるように制御する。この時、昇圧用スイッ
チング素子Ｑ２がスイッチング動作をして２次側電源電
圧ＶＳを制御する。降圧用スイッチング素子Ｑ１はＯＮ
動作状態となり、Ｑ１を通してコイルＬ１に１次側電源
電圧ＶＳと１次側電源の電流が供給される。平滑用コン
デンサＣ１は降圧型スイッチング回路９および昇圧型ス
イッチング回路１０の各々のスイッチング出力を平滑
し、２次側電源電圧ＶＳをつくる。負荷回路１１はこの
２次側電源の負荷で通常は電子機器セットの電子回路で
ある。この負荷電流は常に一定でなく電子機器セットの
状況に応じて変化することを想定している。

【００２３】エラーアンプ２は２次側電源電圧ＶＳを抵
抗Ｒ１，Ｒ２，ＶＲ１で分割した電圧と基準電圧ＶＯと
を比較して出力電圧ＥＯ１を出力する。抵抗Ｒ３および
コンデンサＣ２はこのエラーアンプ２のゲインと周波数
特性を設定する。Ｒ３，Ｃ２の値を調整してスイッチン
グ電源装置のネガティブフィードバック制御ループの安
定性を維持する。エラーアンプ２の（−）入力端子はこ
のスイッチング電源装置の持つネガティブフィードバッ
ク制御ループの帰還ポイントとなり、ネガティブフィー
ドバック制御ループによってエラーアンプ２の（−）入
力端子電圧すなわち、２次側電源電圧ＶＳをＲ１、Ｒ
２、ＶＲ１で抵抗分割した電圧はエラーアンプ２の
（＋）入力端子電圧すなわち基準電圧源３の基準電圧Ｖ
Ｏと等しくなる。基準電圧源３は定電圧用電子回路で構
成された非常に安定な電圧源で、結果として２次側電源
電圧ＶＳは基準電圧ＶＯをＲ１，Ｒ２，ＶＲ１の抵抗分
割の逆比例定数倍した安定した、一定制御された電圧と
なる。エラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１は制御信号切り
替え回路５と昇圧／降圧切り替え回路６へ出力される。

【００２４】ここで、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１
の電圧値の動きについて考える。スイッチング電源の動
作が常に一定と仮定した場合、つまり降圧型スイッチン
グ電源動作か昇圧型スイッチング電源動作のどちらかに
動作が固定されていて、かつ一定のＰＷＭ（パルス幅モ
ジュレーション）デューティでスイッチング動作をして
いるとした場合、１次側電源電圧ＶＩが高いとき２次側
電源電圧ＶＳも高くなるので、エラーアンプ出力電圧Ｅ
Ｏ１は電圧値が低くなる方向に動く。また１次側電源電
圧ＶＩが低いとき２次側電源電圧ＶＳも低くなるのでエ
ラーアンプ出力電圧ＥＯ１は電圧値が高くなる方向に動
く。２次側電源電圧ＶＳは抵抗分割を通してエラーアン
プ２の（−）入力端子につながり、反転アンプ形式で出
力電圧ＥＯ１が出力されるため、このように出力電圧Ｅ
Ｏ１は動く。

【００２５】三角波発生回路４は、スイッチング電源装
置にスイッチング動作をさせるために必要な信号発生回
路で、時間的に三角波形状の電位特性を持つ信号を生成
する。この信号を三角波と言う。ここで生成した三角波
はコンパレータ７の（＋）入力端子へ入力される。

【００２６】昇圧／降圧切り替え回路６は、エラーアン
プ２の出力電圧ＥＯ１と電圧源１３の所定電圧ＶＲ２と
を比較し、その比較結果により降圧型スイッチング電源
動作をさせるか昇圧型スイッチング電源動作をさせるか
を決める動作モード指定信号ＳＳを出力する。ここで
は、例えば、エラーアンプ出力電圧ＥＯ１が所定電圧Ｖ
Ｒ２より低いとき、Ｌレベルの動作モード指定信号ＳＳ
を出力し、降圧型スイッチング電源動作をさせるように
し、エラーアンプ出力電圧ＥＯ１が所定電圧ＶＲ２より
高いとき、Ｈレベルの動作モード指定信号ＳＳを出力
し、昇圧型スイッチング電源動作をさせるようにしてい
る。なお、降圧型スイッチング電源動作時および昇圧型
スイッチング電源動作時における動作モード指定信号Ｓ
Ｓのレベルは、選択回路１４およびスイッチング制御ロ
ジック回路８の構成により上記と逆になる場合もある。

【００２７】制御信号切り替え回路５は、入力されるエ
ラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１を、電圧源１３の所定電
圧ＶＲ２を基準にして抵抗Ｒ４，Ｒ５を用いて反転した
電圧ＥＯ２を出力するエラーアンプ１２と、昇圧／降圧
切り替え回路６の動作モード指定信号ＳＳで指定される
動作モードに応じてエラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１と
エラーアンプ１２の出力電圧ＥＯ２とのどちらかを選択
して出力する選択回路１４とを備えている。ここでは、
動作モード指定信号ＳＳがＬレベルのとき選択回路１４
が電圧ＥＯ２をコンパレータ７の（−）入力端子へ出力
し、動作モード指定信号ＳＳがＨレベルのとき選択回路
１４が電圧ＥＯ１をコンパレータ７の（−）入力端子へ
出力するようにしている。エラーアンプ１２と抵抗Ｒ
４，Ｒ５と電圧源１３とで反転回路を構成している。抵
抗Ｒ４とＲ５の抵抗値は同じである。

【００２８】コンパレータ７は、スイッチング電源装置
のスイッチング動作を起こさせるためのスイッチング素
子で、制御信号切り替え回路５の出力電圧ＥＯ１または
ＥＯ２と三角波発生回路４からの三角波とを電圧的に比
較することで、ＰＷＭ（パルス幅モジュレーション）ス
イッチング出力信号ＳＣを出力する。

【００２９】スイッチング制御ロジック回路８は、コン
パレータ７と２つのスイッチング回路すなわち降圧型ス
イッチング回路９および昇圧型スイッチング回路１０と
の間に位置し、コンパレータ７から出力されるＰＷＭス
イッチング出力信号ＳＣを昇圧／降圧切り替え回路６か
ら出力される動作モード指定信号ＳＳによって、降圧型
スイッチング回路９かまたは昇圧型スイッチング回路１
０のどちらかに伝え、前述したように、昇圧型スイッチ
ング回路１０の動作を止めて降圧型スイッチング回路９
のスイッチング動作をさせるか、降圧型スイッチング回
路９のスイッチング素子Ｑ１をＯＮさせたまま昇圧型ス
イッチング回路１０をスイッチング動作させるかのどち
らかの状態にする。具体的には、後述する例えば図２中
のスイッチング制御ロジック回路８と同様にして構成さ
れる。

【００３０】以下、上述の構成でのスイッチング電源動
作について詳しく説明する。三角波とＶＲ２とＥＯ１と
ＥＯ２の関係は、図７（ａ）、図７（ｂ）のようにな
る。図７（ａ）に１次側電源電圧ＶＩのほうが２次側電
源電圧ＶＳより高い降圧型スイッチング電源動作時の、
図７（ｂ）に１次側電源電圧ＶＩのほうが２次側電源電
圧ＶＳより低い昇圧型スイッチング電源動作時の三角
波、ＶＲ２、ＥＯ１、ＥＯ２の関係を示している。

【００３１】三角波とＶＲ２の関係は、図７（ａ）、
（ｂ）のように、三角波の最小電圧値よりＶＲ２の電圧
値の方が少し高くなるように設定する。これは回路上の
オフセットばらつきでＶＲ２の電圧値の方が三角波の最
小電圧値より低くならないようにするためで、オフセッ
トのばらつきがない回路で実現できるならば、三角波の
最小電圧値とＶＲ２の電圧値を同じにしても良い。ＥＯ
２はＶＲ２を基準として、エラーアンプ１２でＥＯ１を
反転した電圧となる。

【００３２】図７（ａ）の降圧型スイッチング動作時の
場合、ＥＯ１はＶＲ２より低い電圧となり、ＥＯ２はＶ
Ｒ２より高い電圧となる。昇圧／降圧切り替え回路６で
ＥＯ１とＶＲ２が比較されて、その結果、ＥＯ１がＶＲ
２より低い電圧のときにコンパレータ７の（−）入力端
子にはＥＯ２が入力され、ＥＯ１は入力されないよう
に、選択回路１４が動作モード指定信号ＳＳによって動
作する。コンパレータ７はＥＯ２と三角波を比較し、そ
の結果コンパレータ７の出力ＳＣは図７（ａ）のような
スイッチング波形となる。また、昇圧／降圧切り替え回
路６はスイッチング制御ロジック回路８を制御し、スイ
ッチング制御ロジック回路８の出力ＳＱ１、ＳＱ２は図
７（ａ）のようになる。ここでは、昇圧用スイッチング
素子Ｑ２のスイッチング動作を止め、降圧用スイッチン
グ素子Ｑ１のスイッチング制御を行い、１次側電源電圧
ＶＩに対して２次側電源電圧ＶＳが降圧するようにスイ
ッチング動作する。１次側電源電圧ＶＩが上がると上述
の説明のようにＥＯ１が下がり、ＥＯ２が上がる。ＥＯ
１、ＥＯ２は各々図７（ａ）の（１）から（２）の位置
に移動する。その結果、コンパレータ７の出力ＳＣおよ
び降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲート入力ＳＱ１はＬ
レベルの時間が長くなり、１次側電源電圧ＶＩが上がっ
ても２次側電源電圧ＶＳが一定になるように制御がかか
るようになる。

【００３３】図７（ｂ）の昇圧型スイッチング動作時の
場合、ＥＯ１はＶＲ２より高い電圧となり、ＥＯ２はＶ
Ｒ２より低い電圧となる。昇圧／降圧切り替え回路６で
ＥＯ１とＶＲ２が比較されて、その結果、ＥＯ１がＶＲ
２より高い電圧のときにコンパレータ７の（−）入力端
子にはＥＯ１が入力され、ＥＯ２は入力されないよう
に、選択回路１４が動作モード指定信号ＳＳによって動
作する。コンパレータ７はＥＯ１と三角波を比較し、コ
ンパレータ７の出力ＳＣは図７（ｂ）のようなスイッチ
ング波形となる。昇圧／降圧切り替え回路６はスイッチ
ング制御ロジック回路８を制御し、スイッチング制御ロ
ジック回路８の出力ＳＱ１、ＳＱ２は図７（ｂ）のよう
になる。ここでは、降圧用スイッチング素子Ｑ１のスイ
ッチング動作を止め、降圧用スイッチング素子Ｑ１が常
にＯＮ動作するように制御し、昇圧用スイッチング素子
Ｑ２のスイッチング制御を行い、１次側電源電圧ＶＩに
対して２次側電源電圧ＶＳが昇圧するようにスイッチン
グ動作する。１次側電源電圧ＶＩが下がると上述の説明
のようにＥＯ１が上がり、ＥＯ２が下がる。ＥＯ１、Ｅ
Ｏ２は各々図７（ｂ）の（１）から（２）の位置に移動
する。その結果、コンパレータ７の出力ＳＣがＬレベ
ル、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート入力ＳＱ２が
Ｈレベルの時間が長くなり、１次側電源電圧ＶＩが下が
っても２次側電源電圧ＶＳが一定になるように制御がか
かるようになる。

【００３４】昇圧／降圧切り替え回路６でＥＯ１とＶＲ
２の電位関係を比較した結果を動作モード指定信号ＳＳ
とすることで、１次側電源電圧ＶＩの変化により、自動
的に降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング
電源動作とが切り替わる。

【００３５】以上のように本実施の形態によれば、スイ
ッチングコイルとして１つのコイルＬ１のみを用いて降
圧型、昇圧型スイッチング電源動作を自動的に切り替え
るスイッチング電源装置において、昇圧／降圧切り替え
回路６でエラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１と所定電圧Ｖ
Ｒ２とを比較することにより動作モード指定信号ＳＳを
生成し、この動作モード指定信号ＳＳで指定される動作
モードに応じて、スイッチング制御ロジック回路８が、
降圧型スイッチング回路９と昇圧型スイッチング回路１
０のうちのどちらか一方のみを必ずスイッチング動作さ
せるため、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作とが切り替わるときに、２次側電源のス
イッチング制御が止まることも、電源の電力変換効率を
落とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替える
スイッチング電源動作を実現させる事ができる。

【００３６】前述の図１の構成では、昇圧／降圧切り替
え回路６で、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１と所定電
圧ＶＲ２とを比較するようにしており、この場合、昇圧
／降圧切り替え回路６としてコンパレータを用い、コン
パレータのプラス側（＋）入力端子に電圧ＥＯ１を入力
し、マイナス側（−）入力端子に所定電圧ＶＲ２を入力
し、その出力信号を動作モード指定信号ＳＳとすること
により構成できる。

【００３７】なお、昇圧／降圧切り替え回路６に、エラ
ーアンプ２の出力電圧ＥＯ１を入力する代わりにエラー
アンプ１２の出力電圧ＥＯ２を入力し（図１中の点線の
矢印Ａで示す）、その電圧ＥＯ２と所定電圧ＶＲ２とを
比較して動作モード指定信号ＳＳを出力するようにして
も同様の効果が得られる。この場合、電圧ＥＯ２が所定
電圧ＶＲ２より高いとき、Ｌレベルの動作モード指定信
号ＳＳを出力して、降圧型スイッチング電源動作をさせ
るようにし、電圧ＥＯ２が所定電圧ＶＲ２より低いと
き、Ｈレベルの動作モード指定信号ＳＳを出力して、昇
圧型スイッチング電源動作をさせるようにする。例え
ば、昇圧／降圧切り替え回路６としてコンパレータを用
い、コンパレータのプラス側（＋）入力端子に所定電圧
ＶＲ２を入力し、マイナス側（−）入力端子に電圧ＥＯ
２を入力し、その出力信号を動作モード指定信号ＳＳと
することにより構成できる。

【００３８】なお、図１において、昇圧／降圧切り替え
回路６は、ＥＯ１＝ＶＲ２のとき、動作モード指定信号
ＳＳとしてＨレベル，Ｌレベルのどちらを出力するか
は、回路上のオフセットで決まるが、このオフセット量
は、前段のエラーアンプ２のＤＣゲインが無限大である
ので、昇圧／降圧の切り替えについての影響を及ぼさな
い。また、昇圧／降圧切り替え回路６をＥＯ２とＶＲ２
を比較するように構成した場合にも、ＥＯ２＝ＶＲ２の
とき、動作モード指定信号ＳＳとしてＨレベル，Ｌレベ
ルのどちらを出力するかは、回路上のオフセットで決ま
り、このオフセット量は、前段のエラーアンプ２のＤＣ
ゲインが無限大であるので、昇圧／降圧の切り替えにつ
いての影響を及ぼさない。

【００３９】〔第２の実施の形態〕図２は本発明の第２
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。図２において、図１と対応するものには同一
符号を付し、同一部分についてはその説明を省略する。

【００４０】本実施の形態では、昇圧／降圧切り替え回
路６が図１のものとは異なり、昇圧／降圧切り替え回路
６に、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１とエラーアンプ
１２の出力電圧ＥＯ２とを入力するようにし、さらに、
１次側電源電圧ＶＩおよび２次側電源電圧ＶＳを入力し
ている。他の構成は、図１と同様である。

【００４１】また、本実施の形態では、スイッチング制
御ロジック回路８の具体的な構成例を示し、スイッチン
グ制御ロジック回路８を、ＮＯＲ回路２５，２６，２
７，２８とＯＲ回路２９，３０とインバータ３１，３
２，３３，３４とで構成している。ここでは、スイッチ
ング制御ロジック回路８に起動用制御信号源２３および
起動用駆動信号源２４を接続している。

【００４２】起動用制御信号源２３および起動用駆動信
号源２４は、直接に本発明で述べている降圧型スイッチ
ング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作とは関係な
く、スイッチング電源制御回路が動作していない状況で
２次側電源電圧ＶＳを持ち上げるときに使用する信号源
である。基本的にスイッチング電源制御回路の電源電圧
は２次側電源電圧ＶＳを用いる。この場合、２次側電源
電圧ＶＳがゼロ電圧かまたはゼロ電圧でないが回路動作
上適切でない低い電圧であれば、スイッチング電源制御
回路は動作しないか動作しても間違った動作をする恐れ
がある。

【００４３】起動用制御信号源２３の起動制御信号がＨ
レベル時、スイッチング制御ロジック回路８はスイッチ
ング電源制御を止める。すなわちコンパレータ７の出力
は降圧型スイッチング回路９および昇圧型スイッチング
回路１０に伝わらなくなる。その代わりに起動用駆動信
号源２４のパルス出力により昇圧型スイッチング回路１
０のスイッチング素子Ｑ２をスイッチング動作させる。
このとき、降圧型スイッチング回路９のスイッチング素
子Ｑ１のゲート電圧は常にＨレベルとなり、スイッチン
グ素子Ｑ１がＯＮ動作となり、１次側電源１からの電圧
および電流がコイルＬ１に伝えられる。

【００４４】上記のようにして、スイッチング電源制御
回路が動作できない２次側電源電圧ＶＳの状況において
も、起動制御信号、起動用駆動信号を用いて昇圧型スイ
ッチング回路１０を動作させ、２次側電源電圧ＶＳを十
分にスイッチング電源制御回路が動作する電圧まで立ち
上げる事が可能となる。２次側電源電圧ＶＳが立ち上が
った後、起動用制御信号源２３の起動制御信号をＬレベ
ルにするとスイッチング制御ロジック回路８はこの回路
の前段にあるコンパレータ７等で構成されるスイッチン
グ電源制御回路の信号を通すようになり、スイッチング
制御が正常に動作するようになる。

【００４５】本実施の形態における昇圧／降圧切り替え
回路６は、コンパレータ１５，１６，１７と、インバー
タ１９およびＮＯＲ回路２０，２１，２２からなる２入
力マルチプレクサ回路１８とで構成される。コンパレー
タ１５は１次側電源電圧ＶＩと２次側電源電圧ＶＳを比
較し、その出力で２入力マルチプレクサ回路１８を切り
替える。２入力マルチプレクサ回路１８の２つの入力は
コンパレータ１６の出力とコンパレータ１７の出力にそ
れぞれ接続されている。２入力マルチプレクサ回路１８
は、コンパレータ１６の出力信号とコンパレータ１７の
出力信号とのどちらかの信号を、コンパレータ１５の出
力を基に選択して出力する。この２入力マルチプレクサ
回路１８の出力は、昇圧／降圧切り替え回路６の出力信
号ＳＳとして選択回路１４とスイッチング制御ロジック
回路８とに入力される。コンパレータ１６はエラーアン
プ１２の出力電圧ＥＯ２と所定電圧ＶＲ２とを比較し、
コンパレータ１７はエラーアンプ２の出力電圧ＥＯ１と
所定電圧ＶＲ２とを比較する。

【００４６】この昇圧／降圧切り替え回路６は、１次側
電源電圧ＶＩが２次側電源電圧ＶＳより高い時はコンパ
レータ１５の出力がＬレベルとなり、２入力マルチプレ
クサ回路１８はコンパレータ１６の出力を選択して昇圧
／降圧切り替え回路６の出力信号ＳＳとして出す。すな
わちコンパレータ１６でＥＯ２とＶＲ２を比較した結果
が昇圧／降圧切り替え回路６の出力信号（切り替え信
号）ＳＳとなる。この場合、ＥＯ２がＶＲ２より高いと
き、コンパレータ１６の出力はＬレベルで、動作モード
指定信号ＳＳもＬレベルとなる。ＥＯ２がＶＲ２より低
いとき、コンパレータ１６の出力はＨレベルで、動作モ
ード指定信号ＳＳもＨレベルとなる。

【００４７】また、１次側電源電圧ＶＩが２次側電源電
圧ＶＳより低い時はコンパレータ１５の出力がＨレベル
となり、２入力マルチプレクサ回路１８はコンパレータ
１７の出力を選択して昇圧／降圧切り替え回路６の出力
信号ＳＳとして出す。すなわちコンパレータ１７でＥＯ
１とＶＲ２を比較した結果が昇圧／降圧切り替え回路６
の出力となる。この場合、ＥＯ１がＶＲ２より高いと
き、コンパレータ１７の出力はＨレベルで、動作モード
指定信号ＳＳもＨレベルとなる。ＥＯ１がＶＲ２より低
いとき、コンパレータ１７の出力はＬレベルで、動作モ
ード指定信号ＳＳもＬレベルとなる。

【００４８】選択回路１４では、２入力マルチプレクサ
回路１８から出力される動作モード指定信号ＳＳがＨレ
ベルであればＥＯ１を選択し、ＬレベルであればＥＯ２
を選択し、コンパレータ７の（−）入力端子に入力され
るエラー信号として出力される。

【００４９】コンパレータ７では、図１の場合と同様、
選択回路１４で選択されたＥＯ１またはＥＯ２と三角波
発生回路４からの三角波とを電圧的に比較することで、
ＰＷＭスイッチング出力信号ＳＣをスイッチング制御ロ
ジック回路８へ出力する。

【００５０】スイッチング制御ロジック回路８では、動
作モード指定信号ＳＳがＨレベルのとき、降圧用スイッ
チング素子Ｑ１のゲートへ出力する信号ＳＱ１をコンパ
レータ７の出力信号ＳＣにかかわらず常にＨレベルと
し、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲートへ出力する信
号ＳＱ２をコンパレータ７の出力信号ＳＣを反転させた
電圧レベルの信号とする。すなわち、昇圧／降圧切り替
え回路６からの動作モード指定信号ＳＳがＨレベルのと
きには昇圧型スイッチング電源動作をする。

【００５１】また、スイッチング制御ロジック回路８で
は、動作モード指定信号ＳＳがＬレベルのとき、昇圧用
スイッチング素子Ｑ２のゲートへ出力する信号ＳＱ２を
コンパレータ７の出力信号ＳＣにかかわらず常にＬレベ
ルとし、降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲートへ出力す
る信号ＳＱ１をコンパレータ７の出力信号ＳＣそのまま
のレベルの信号とする。すなわち、昇圧／降圧切り替え
回路６からの動作モード指定信号ＳＳがＬレベルのとき
には降圧型スイッチング電源動作をする。

【００５２】ここで、図８（ａ）に１次側電源電圧ＶＩ
が２次側電源電圧ＶＳより大きいときのスイッチング動
作を示すタイミング図を示す。１次側電源電圧ＶＩが２
次側電源電圧ＶＳより大きいとき、昇圧／降圧切り替え
回路６において、２入力マルチプレクサ回路１８により
コンパレータ１６の出力（ＥＯ２とＶＲ２の比較結果）
が選択されて動作モード指定信号ＳＳとなる。「（１）
ＥＯ２＞ＶＲ２」では、コンパレータ１６の出力および
動作モード指定信号ＳＳがＬレベルのときのコンパレー
タ７の出力信号ＳＣ，降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲ
ート入力信号ＳＱ１，昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲ
ート入力信号ＳＱ２を示し、このとき降圧型スイッチン
グ電源動作となる。また、「（２）ＥＯ２＜ＶＲ２」で
は、コンパレータ１６の出力および動作モード指定信号
ＳＳがＨレベルのときのコンパレータ７の出力信号Ｓ
Ｃ，降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲート入力信号ＳＱ
１，昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート入力信号ＳＱ
２を示し、このとき昇圧型スイッチング電源動作とな
る。

【００５３】また、図８（ｂ）に１次側電源電圧ＶＩが
２次側電源電圧ＶＳより小さいときのスイッチング動作
を示すタイミング図を示す。１次側電源電圧ＶＩが２次
側電源電圧ＶＳより小さいとき、昇圧／降圧切り替え回
路６において、２入力マルチプレクサ回路１８によりコ
ンパレータ１７の出力（ＥＯ１とＶＲ２の比較結果）が
選択されて動作モード指定信号ＳＳとなる。「（１）Ｅ
Ｏ１＞ＶＲ２」では、コンパレータ１７の出力および動
作モード指定信号ＳＳがＨレベルのときのコンパレータ
７の出力信号ＳＣ，降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲー
ト入力信号ＳＱ１，昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲー
ト入力信号ＳＱ２を示し、このとき昇圧型スイッチング
電源動作となる。また、「（２）ＥＯ１＜ＶＲ２」で
は、コンパレータ１７の出力および動作モード指定信号
ＳＳがＬレベルのときのコンパレータ７の出力信号Ｓ
Ｃ，降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲート入力信号ＳＱ
１，昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート入力信号ＳＱ
２を示し、このとき降圧型スイッチング電源動作とな
る。

【００５４】以上のように本実施の形態によれば、昇圧
／降圧切り替え回路６において１次側電源電圧ＶＩと２
次側電源電圧ＶＳの電位関係に応じて、エラーアンプ２
の出力電圧ＥＯ１と所定電圧ＶＲ２との比較結果あるい
はエラーアンプ１２の出力電圧ＥＯ２と所定電圧ＶＲ２
との比較結果のどちらかを選択することにより動作モー
ド指定信号ＳＳを生成し、この動作モード指定信号ＳＳ
で指定される動作モードに応じて、スイッチング制御ロ
ジック回路８が、降圧型スイッチング回路９と昇圧型ス
イッチング回路１０のうちのどちらか一方のみを必ずス
イッチング動作させるため、降圧型スイッチング電源動
作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わるとき
に、２次側電源のスイッチング制御が止まることも、電
源の電力変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型ス
イッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とを
自動的に切り替えるスイッチング電源動作を実現させる
事ができる。

【００５５】なお、図２では、スイッチング制御ロジッ
ク回路８は、例としてＮＯＲ回路とＯＲ回路とインバー
タとで回路を構成しているが、ＡＮＤ回路、ＮＡＮＤ回
路、インバータを用いて回路を構成しても良い。図１に
おけるスイッチング制御ロジック回路８も同様に構成で
きる。

【００５６】また、図３に示すように、降圧型スイッチ
ング回路９において、ダイオードＤ１（図２）の代わり
にインバータ４１とＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ３
に置き換え、昇圧型スイッチング回路１０において、ダ
イオードＤ２（図２）の代わりにインバータ４２とＮチ
ャネルＭＯＳトランジスタＱ４に置き換えて同期整流式
のスイッチング電源回路にしてもよい。その他の構成及
び回路動作はすべて図２と同じなので説明は割愛する。
なお、図１の構成においても、降圧型スイッチング回路
９および昇圧型スイッチング回路１０を図３のものに置
き換えてもよい。

【００５７】なお、図２，図３において、コンパレータ
１５は、ＶＩ＝ＶＳのとき、Ｈレベル，Ｌレベルのどち
らを出力するかはコンパレータの１５のオフセットで決
まる。また、コンパレータ１７は、ＥＯ１＝ＶＲ２のと
き、Ｈレベル，Ｌレベルのどちらを出力するかは、コン
パレータ１７のオフセットで決まるが、このオフセット
量は、前段のエラーアンプ２のＤＣゲインが無限大であ
るので、昇圧／降圧の切り替えについての影響を及ぼさ
ない。また、コンパレータ１６は、ＥＯ２＝ＶＲ２のと
き、Ｈレベル，Ｌレベルのどちらを出力するかは、コン
パレータ１６のオフセットで決まるが、このオフセット
量は、前段のエラーアンプ２のＤＣゲインが無限大であ
るので、昇圧／降圧の切り替えについての影響を及ぼさ
ない。

【００５８】〔第３の実施の形態〕図４は本発明の第３
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。図４において、図１と対応するものには同一
符号を付す。また、１次側電源１，降圧型スイッチング
回路９，昇圧型スイッチング回路１０，負荷回路１１，
平滑用コンデンサＣ１，エラーアンプ２，基準電圧源
３，コンデンサＣ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３および可変
抵抗器ＶＲ１については図１と同じものであり、その説
明を省略する。

【００５９】本実施の形態では、エラーアンプ２を出力
ＥＯをコンパレータ７の（−）入力端子に直接接続し、
制御信号切り替え回路５を、コンパレータ７がスイッチ
ング動作するために必要な三角波信号の原信号を発生す
る三角波発生回路４と、コンパレータ７の（＋）入力端
子との間に接続している。

【００６０】また、本実施の形態における昇圧／降圧切
り替え回路６は、電圧源３６の所定電圧ＶＲ２とエラー
アンプ２の出力電圧ＥＯとを比較しその比較結果を動作
モード指定信号ＳＳとして出力するコンパレータで構成
される。以下、昇圧／降圧切り替え回路６を切り替えコ
ンパレータ６という。

【００６１】本実施の形態における制御信号切り替え回
路５は、抵抗Ｒ４、Ｒ５を用いて三角波発生回路４の出
力である三角波１を電圧源３６の所定電圧ＶＲ２を基準
として反転した三角波２を出力する反転アンプ３５と、
切り替えコンパレータ６の動作モード指定信号ＳＳで指
定される動作モードに応じて三角波１と三角波２のどち
らかを選択してコンパレータ７の（＋）入力端子へ出力
する選択回路３７とを備えている。ここでは、動作モー
ド指定信号ＳＳがＨレベルのとき選択回路３７が三角波
１をコンパレータ７の（＋）入力端子へ出力し、動作モ
ード指定信号ＳＳがＬレベルのとき選択回路３７が三角
波２をコンパレータ７の（＋）入力端子へ出力するよう
にしている。反転アンプ３５と抵抗Ｒ４，Ｒ５と電圧源
３６とで反転回路を構成している。抵抗Ｒ４とＲ５の抵
抗値は同じである。なお、図４における抵抗Ｒ４、Ｒ５
の抵抗値、所定電圧ＶＲ２の電圧値は、図１や図２のも
のと同程度の値を用いるが、特に同じ値である必要はな
い。

【００６２】ここで、エラーアンプ２の出力電圧ＥＯの
電圧値の動きについて考える。スイッチング電源の動作
が常に一定と仮定した場合、つまり降圧型スイッチング
電源動作か昇圧型スイッチング電源動作のどちらかに動
作が固定されていて、かつ一定のＰＷＭ（パルス幅モジ
ュレーション）デューティでスイッチング動作をしてい
るとした場合、１次側電源電圧ＶＩが高いとき２次側電
源電圧ＶＳも高くなるので、エラーアンプ出力電圧ＥＯ
は電圧値が低くなる方向に動く。また１次側電源電圧Ｖ
Ｉが低いとき２次側電源電圧ＶＳも低くなるのでエラー
アンプ出力電圧ＥＯは電圧値が高くなる方向に動く。２
次側電源電圧ＶＳは抵抗分割を通してエラーアンプ２の
（−）入力端子につながり、反転アンプ形式で出力電圧
ＥＯが出力されるため、このように出力電圧ＥＯは動
く。

【００６３】以下、上述の構成でのスイッチング電源動
作について詳しく説明する。三角波１と三角波２とＶＲ
２とＥＯの関係は、図９（ａ）、図９（ｂ）のようにな
る。図９（ａ）に１次側電源電圧ＶＩのほうが２次側電
源電圧ＶＳより高い降圧型スイッチング電源動作時の、
図９（ｂ）に１次側電源電圧ＶＩのほうが２次側電源電
圧ＶＳより低い昇圧型スイッチング電源動作時の三角波
１、三角波２、ＶＲ２、ＥＯの関係を示している。

【００６４】三角波１、三角波２とＶＲ２の関係は図９
（ａ）、（ｂ）のように、反転アンプ３５の基準電圧と
なるＶＲ２は三角波１の最大電圧値より少し低く、三角
波２の最小電圧値よりは少し高くなるように設定する。
三角波１と三角波２はＶＲ２を中心として重なり合うよ
うに設定している。このように設定するのは、回路上の
オフセットばらつきで三角波１と三角波２とが重なり合
わないのを避けるためである。オフセットのばらつきが
ない回路で本システムを実現できるならば、三角波１の
最大電圧値と三角波２の最小電圧値とＶＲ２とが同じに
なるように設定しても良い。

【００６５】前述したように、１次側電源電圧ＶＩが２
次側電源電圧ＶＳより高いときエラーアンプ２の出力電
圧ＥＯは低い電圧となり、１次側電源電圧ＶＩが２次側
電源電圧ＶＳより低いときエラーアンプ２の出力電圧Ｅ
Ｏは高い電圧となるように動く。

【００６６】図９（ａ）の降圧型スイッチング動作時の
場合、１次側電源電圧ＶＩの変化につれてＥＯが動き、
ＥＯが所定電圧ＶＲ２に対して低いとき、切り替えコン
パレータ６はＨレベルの動作モード指定信号ＳＳを出力
する。その結果、選択回路３７は三角波１を選択して、
コンパレータ７の（＋）入力端子には三角波１が入力さ
れ、三角波２は入力されない。図９（ａ）で三角波１が
実線で三角波２が点線で示されているのはコンパレータ
７の（＋）入力端子に三角波１が入力されている事を意
味している。コンパレータ７はＥＯと三角波１を比較
し、コンパレータ７の出力信号ＳＣは図９（ａ）のよう
なスイッチング波形となる。切り替えコンパレータ６は
スイッチング制御ロジック回路８を制御し、スイッチン
グ制御ロジック回路８の出力ＳＱ１、ＳＱ２は図９
（ａ）のようになる。ここでは、昇圧用スイッチング素
子Ｑ２のスイッチング動作を止め、降圧用スイッチング
素子Ｑ１のスイッチング制御を行い、１次側電源電圧Ｖ
Ｉに対して２次側電源電圧ＶＳが降圧するようにスイッ
チング動作する。１次側電源電圧ＶＩが上がると上述の
説明のようにＥＯが下がる。ＥＯは図９（ａ）の（１）
から（２）の位置に移動する。その結果、コンパレータ
７の出力ＳＣのＨレベルおよび降圧用スイッチング素子
Ｑ１のゲート入力ＳＱ１のＬレベルの時間が長くなり、
１次側電源電圧ＶＩが上がっても２次側電源電圧ＶＳが
一定になるように制御がかかるようになる。

【００６７】図９（ｂ）の昇圧型スイッチング動作時の
場合、１次側電源電圧ＶＩが下がってくると、その変化
に連れてＥＯが上がり、ＥＯが所定電圧ＶＲ２に対して
高くなると、切り替えコンパレータ６の出力の動作モー
ド指定信号ＳＳはＬレベルとなる。その結果、選択回路
３７は三角波２を選択して、コンパレータ７の（＋）入
力端子には三角波２が入力され、三角波１は入力されな
い。図９（ｂ）で三角波２が実線で三角波１が点線で示
されているのはコンパレータ７の（＋）入力端子に三角
波２が入力されている事を意味している。コンパレータ
７はＥＯと三角波２を比較し、コンパレータ７の出力信
号ＳＣは図９（ｂ）のようなスイッチング波形となる。
切り替えコンパレータ６はスイッチング制御ロジック回
路８を制御し、スイッチング制御ロジック回路８の出力
ＳＱ１、ＳＱ２は図９（ｂ）のようになる。ここでは、
降圧用スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作を止
め、降圧用スイッチング素子Ｑ１が常にＯＮ動作するよ
うに制御し、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のスイッチン
グ制御を行い、１次側電源電圧ＶＩに対して２次側電源
電圧ＶＳが昇圧するようにスイッチング動作する。１次
側電源電圧ＶＩが下がると上述の説明のようにＥＯが上
がる。ＥＯは図９（ｂ）の（１）から（２）の位置に移
動する。その結果、コンパレータ７の出力ＳＣのＬレベ
ル、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲート入力ＳＱ２の
Ｈレベルの時間が長くなり、１次側電源電圧ＶＩが下が
っても２次側電源電圧ＶＳが一定になるように制御がか
かるようになる。

【００６８】以上のように、切り替えコンパレータ６で
ＥＯとＶＲ２の電位関係を比較することで、１次側電源
電圧ＶＩの変化により、自動的に降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わる。

【００６９】図５に、本実施の形態におけるスイッチン
グ制御ロジック回路８の具体的な構成例を示す。この図
５におけるスイッチング制御ロジック回路８は、図２に
おけるスイッチング制御ロジック回路８に２つのインバ
ータ３８，３９が追加された構成である。また、起動用
制御信号源２３および起動用駆動信号源２４については
図２と同じものであり、その説明を省略する。

【００７０】この図５におけるスイッチング制御ロジッ
ク回路８では、動作モード指定信号ＳＳがＨレベルのと
き、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲートへ出力する信
号ＳＱ２をコンパレータ７の出力信号ＳＣにかかわらず
常にＬレベルとし、降圧用スイッチング素子Ｑ１のゲー
トへ出力する信号ＳＱ１をコンパレータ７の出力信号Ｓ
Ｃ反転させた電圧レベルの信号とする。すなわち、切り
替えコンパレータ６からの動作モード指定信号ＳＳがＨ
レベルのときには降圧型スイッチング電源動作をする。

【００７１】また、このスイッチング制御ロジック回路
８では、動作モード指定信号ＳＳがＬレベルのとき、降
圧用スイッチング素子Ｑ１のゲートへ出力する信号ＳＱ
１をコンパレータ７の出力信号ＳＣにかかわらず常にＨ
レベルとし、昇圧用スイッチング素子Ｑ２のゲートへ出
力する信号ＳＱ２をコンパレータ７の出力信号ＳＣを反
転させた電圧レベルの信号とする。すなわち、切り替え
コンパレータ６からの動作モード指定信号ＳＳがＬレベ
ルのときには昇圧型スイッチング電源動作をする。

【００７２】以上のように本実施の形態によれば、切り
替えコンパレータ６でエラーアンプ２の出力電圧ＥＯと
所定電圧ＶＲ２とを比較することにより動作モード指定
信号ＳＳを生成し、この動作モード指定信号ＳＳで指定
される動作モードに応じて、スイッチング制御ロジック
回路８が、降圧型スイッチング回路９と昇圧型スイッチ
ング回路１０のうちのどちらか一方のみを必ずスイッチ
ング動作させるため、降圧型スイッチング電源動作と昇
圧型スイッチング電源動作とが切り替わるときに、２次
側電源のスイッチング制御が止まることも、電源の電力
変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型スイッチン
グ電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に
切り替えるスイッチング電源動作を実現させる事ができ
る。

【００７３】なお、本実施の形態では、三角波発生回路
４で図９（ａ），（ｂ）に示される三角波１を発生する
ようにしているが、三角波発生回路４で図９（ａ），
（ｂ）に示される三角波２を発生させ、反転アンプ３５
から三角波１を出力させるように構成してもよい。

【００７４】なお、切り替えコンパレータ６は、ＥＯ＝
ＶＲ２のとき、動作モード指定信号ＳＳとしてＨレベ
ル，Ｌレベルのどちらを出力するかは、切り替えコンパ
レータ６のオフセットで決まるが、このオフセット量
は、前段のエラーアンプ２のＤＣゲインが無限大である
ので、昇圧／降圧の切り替えについての影響を及ぼさな
い。

【００７５】また、図４，図５では、スイッチング制御
ロジック回路８は、例としてＮＯＲ回路とＯＲ回路とイ
ンバータとで回路を構成しているが、ＡＮＤ回路、ＮＡ
ＮＤ回路、インバータを用いて回路を構成しても良い。

【００７６】また、図６に示すように、降圧型スイッチ
ング回路９において、ダイオードＤ１（図４，図５）の
代わりにインバータ４１とＮチャネルＭＯＳトランジス
タＱ３に置き換え、昇圧型スイッチング回路１０におい
て、ダイオードＤ２（図４，図５）の代わりにインバー
タ４２とＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ４に置き換え
て同期整流式のスイッチング電源回路にしてもよい。そ
の他の構成及び回路動作はすべて同じなので説明は割愛
する。

【００７７】図１０に従来の技術のスイッチング電源装
置に対する本発明の効果の概念図を示す。この図に示さ
れるように、図１１で示された従来のスイッチング電源
装置では、１次側電源電圧ＶＩが制御される２次側電源
電圧ＶＳを中心としたある範囲内にあるとき、図１０の
（１）、（２）に示されるように前述の第１、第２の不
具合が起きる可能性が非常に大きい。本発明では、１次
側電源電圧ＶＩが制御される２次側電源電圧ＶＳの値に
達するとスイッチング電源装置が図１０の（３）のよう
に問題なく切り替わる。したがって、上述した各実施の
形態では、従来の２つの不具合、すなわち降圧型スイッ
チング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作の両方が
止まる事により２次側電源へのスイッチング制御動作が
止まり、１次側電源電圧の振られがそのまま２次側電源
電圧に伝わる事や、降圧型スイッチング電源動作と昇圧
型スイッチング電源動作が同時に起こり電源の電力変換
効率が下がる事を回避でき、降圧型スイッチング電源動
作と昇圧型スイッチング電源動作とが自動的に、また何
ら調整工程を必要とせず、切り替えることが可能とな
る。

【００７８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、昇圧／降
圧切り替え回路で動作モード指定信号を生成し、この動
作モード指定信号で指定される動作モードに応じて、ス
イッチング制御ロジック回路が、降圧型スイッチング回
路と昇圧型スイッチング回路のうちのどちらか一方のみ
をスイッチング動作させるため、降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わると
きに、２次側電源のスイッチング制御が止まることも、
電源の電力変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型
スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作と
を自動的に切り替えるスイッチング電源装置を実現でき
る。したがって、従来の２つの不具合、すなわち降圧型
スイッチング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作の
両方が止まる事により２次側電源へのスイッチング制御
動作が止まり、１次側電源電圧の振られがそのまま２次
側電源電圧に伝わる事や、降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作が同時に起こり電源の電
力変換効率が下がる事を回避でき、降圧型スイッチング
電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが自動的に、
また何ら調整工程を必要とせず、切り替えることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。

【図３】本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源
装置の他の例を示す構成図。

【図４】本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。

【図５】本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源
装置のより具体的な構成図。

【図６】本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源
装置の他の例を示す構成図。

【図７】本発明の第１の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。

【図８】本発明の第２の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。

【図９】本発明の第３の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。

【図１０】本発明の効果の説明図。

【図１１】従来のスイッチング電源装置の構成図。

【図１２】従来のスイッチング電源装置の動作説明のた
めのタイミング図。

【図１３】従来のスイッチング電源装置の動作説明のた
めのタイミング図。

【符号の説明】 １ １次側電源 ２ エラーアンプ ３ 基準電圧源 ４ 三角波発生回路 ５ 制御信号切り替え回路 ６ 昇圧／降圧切り替え回路 ７ コンパレータ ８ スイッチング制御ロジック回路 ９ 降圧型スイッチング回路 １０ 昇圧型スイッチング回路 １１ 負荷回路 Ｃ１ 平滑用コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗 ＶＲ１ 可変抵抗器 Ｑ１ 降圧用スイッチング素子 Ｑ２ 昇圧用スイッチング素子 Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｌ１ コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 弘樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H730 AA14 AA16 AS01 AS04 AS05 BB13 BB14 BB57 BB86 BB88 DD04 DD32 FD01 FG05 FG25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧の１次側電源電圧から２次側電
   源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記１次側電源電圧から前記２次側電源電圧を昇圧する
   ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
   したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
   ング出力を平滑し前記２次側電源電圧を生成するコンデ
   ンサと、 前記２次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
   増幅するエラーアンプと、 前記エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反
   転させた反転電圧を生成する反転回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧または前記
   反転電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチン
   グ電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モー
   ドを指定するための動作モード指定信号として出力する
   昇圧／降圧切り替え回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記反転回路で生成され
   る前記反転電圧とを入力し、前記動作モード指定信号で
   指定される動作モードに応じて前記エラーアンプの出力
   電圧および前記反転電圧のいずれか一方を出力する選択
   回路と、 三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記選択回路の出力と前記三角波発生回路の前記三角波
   信号とを比較することにより前記降圧型スイッチング回
   路と前記昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の
   原信号を生成するコンパレータと、 前記昇圧／降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
   記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
   とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
   ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
   ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
   ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
   路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
   信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
   き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
   の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
   降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
   るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
   グ電源装置。
2. 【請求項２】 入力電圧の１次側電源電圧から２次側電
   源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記１次側電源電圧から前記２次側電源電圧を昇圧する
   ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
   したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
   ング出力を平滑し前記２次側電源電圧を生成するコンデ
   ンサと、 前記２次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
   増幅するエラーアンプと、 前記エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反
   転させた反転電圧を生成する反転回路と、 前記１次側電源電圧と前記２次側電源電圧とを比較し、
   前記１次側電源電圧が前記２次側電源電圧より高いとき
   には、前記反転回路で生成される前記反転電圧と前記所
   定電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチング
   電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モード
   を指定するための動作モード指定信号として出力し、前
   記１次側電源電圧が前記２次側電源電圧より低いときに
   は、前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧とを比
   較し、その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇
   圧型スイッチング電源動作との動作モードを指定するた
   めの動作モード指定信号として出力する昇圧／降圧切り
   替え回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記反転回路で生成され
   る前記反転電圧とを入力し、前記動作モード指定信号で
   指定される動作モードに応じて前記エラーアンプの出力
   電圧および前記反転電圧のいずれか一方を出力する選択
   回路と、 三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記選択回路の出力と前記三角波発生回路の前記三角波
   信号とを比較することにより前記降圧型スイッチング回
   路と前記昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の
   原信号を生成するコンパレータと、 前記昇圧／降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
   記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
   とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
   ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
   ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
   ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
   路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
   信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
   き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
   の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
   降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
   るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
   グ電源装置。
3. 【請求項３】 入力電圧の１次側電源電圧から２次側電
   源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記１次側電源電圧から前記２次側電源電圧を昇圧する
   ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
   したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
   ング出力を平滑し前記２次側電源電圧を生成するコンデ
   ンサと、 前記２次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
   増幅するエラーアンプと、 第１の三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記三角波発生回路で発生する第１の三角波信号を所定
   電圧を基準にして反転させた第２の三角波信号を生成す
   る反転回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧とを比較
   し、その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧
   型スイッチング電源動作との動作モードを指定するため
   の動作モード指定信号として出力する昇圧／降圧切り替
   え回路と、 前記三角波発生回路で発生する第１の三角波信号と前記
   反転回路で生成される第２の三角波信号とを入力し、前
   記動作モード指定信号で指定される動作モードに応じて
   前記第１の三角波信号および前記第２の三角波信号のい
   ずれか一方を出力する選択回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記選択回路の出力とを
   比較することにより前記降圧型スイッチング回路と前記
   昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の原信号を
   生成するコンパレータと、 前記昇圧／降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
   記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
   とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
   ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
   ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
   ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
   路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
   信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
   き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
   の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
   降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
   るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
   グ電源装置。