JP2007110878A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 直流電源VinにトランスTの1次巻線N1を介して直列に接続されるスイッチング素子Q1の各端子間に寄生する容量や、任意に追加した容量C1,C2により当該素子のゲートに発生するフライバック期間後の自由振動の電圧V4から周期に同期したタイミングを検出してトリガー信号V10を出力し、1回目のトリガー信号V10に基づいて、2回目にボトム電圧付近になるボトムタイミングを予測し、このボトムタイミングに同期したオン起動信号V9を出力し、このオン起動信号V9に応じてスイッチング素子Q1をオンさせるオン制御信号を出力し、このオン制御信号に応じてスイッチング素子Q1を駆動する。
【選択図】 図1
Description
図2に示すタイミングt1〜t2において、スイッチング素子Q1がオフした直後は、オン時にトランスTに蓄えられたエネルギーの放出が終了するまでのフライバック期間T1の間、スイッチング素子Q1のドレインには、直流電圧Vinに対して、フライバック電圧VFを重畳した電圧が発生する。
VF=Vo×NI/N2
となる。
タイミングt2〜t3において、フライバック期間T1が終了すると、スイッチング素子Q1のドレインには、トランスTの1次巻線N1のインダクタンス成分と共振コンデンサC5の容量値により、直流電圧Vinを中心とした自由振動の電圧波形が発生する。
タイミングt3〜t4において、スイッチング素子Q1のドレインに発生する自由振動の電圧が、振動の中心電圧よりも上昇すると、電圧検出回路40からタイミング補正回路50に入力されるトリガー信号V10はハイレベルとなる。
タイミングt4〜t6において、スイッチング素子Q1のドレインに発生している自由振動の電圧が下り傾斜に切り変わる。さらに、スイッチング素子Q1のドレインに発生している自由振動の電圧が中心電圧よりも低下すると、電圧検出回路40からタイミング補正回路50に入力されるトリガー信号V10はハイレベルからローレベルに立ち下がる(t5)。
タイミングt6において、ワンショット回路54は、比較器CP2の出力信号V14がハイレベルからローレベルヘと切り替ることを検出して、スイッチング素子Q1をオンさせるための、ハイパルス信号(t6〜t7)からなるオン起動信号V9を制御回路60に設けられたSRフリップフロップFF1のセット端子に対して出力する。
タイミングt8において、フィードバック電圧V2が比較器CP3の反転入力端子に入力され、一方で、比較器CP3の非反転入力端子には鋸波状のドレイン電流I3が抵抗R1に流れて電圧変換されローパスフィルタLPF70を通過した電圧変換整流波形の電圧V15が入力され、フィードバック電圧V2よりも電圧変換整流波形の電圧V15の方が大きくなった時に、比較器CP3からSRフリップフロップFF1のセット端子に入力される出力信号V16がハイレベルとなるため、スイッチング素子Q1をオンからオフヘ切り替る(t8)。
30 駆動回路
40 電圧検出回路
42 基準電圧
45,70 ローパスフィルタ
50 タイミング補正回路
51,52,53,65 定電流源
54 ワンショット回路
60 制御回路
80 整流平滑回路
90 出力電圧検出回路
95 負荷
AND1 アンド回路
C1,C2 寄生容量
C5 共振コンデンサ
C4,C6,C7,C8 コンデンサ
CP1,CP2,CP3 比較器
D1,D2 ダイオード
FF1,FF2 SRフリップフロップ
INV1,INV2,INV3 インバータ
N1 トランスの1次巻線
N2 トランスの2次巻線
NOR1 ノア回路
PC フォトカプラ
PD フォトダイオード
Q1 スイッチング素子
Q3,Q9 P型MOSFET
Q4,Q5,Q6,Q10 N型MOSFET
Q7,Q8 トランジスタ
R1 検出抵抗
R2,R3,R4 抵抗
T トランス
ZD1,ZD2 ツェナーダイオード
Claims (5)
- 直流電源にトランスの1次巻線を介して直列に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の各端子間に寄生する容量及び又は任意に追加した容量により当該素子のゲートに発生するフライバック期間後の電圧自由振動から自由振動の周期に同期したタイミングを検出しトリガー信号を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力されるトリガー信号に応じて、前記スイッチング素子をオンさせるオン制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力されるオン制御信号に応じて前記スイッチング素子を駆動する駆動信号を前記スイッチング素子のゲートに出力する駆動回路とを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 直流電源にトランスの1次巻線を介して直列に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の各端子間に寄生する容量及び又は任意に追加した容量により当該素子のゲートに発生するフライバック期間後の電圧自由振動から自由振動の周期に同期したタイミングを検出しトリガー信号を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力されるトリガー信号に基づいて、次回以降に前記電圧自由振動がボトム電圧付近になるボトムタイミングを予測してオン起動信号を出力するタイミング補正回路と、
前記タイミング補正回路から出力されるオン起動信号に応じて、前記スイッチング素子をオンさせるオン制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力されるオン制御信号に応じて前記スイッチング素子を駆動する駆動信号を前記スイッチング素子のゲートに出力する駆動回路とを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記タイミング補正回路は、
前記電圧検出回路から出力される少なくとも1回目のトリガー信号に基づいて、少なくとも2回目にボトム電圧付近になるボトムタイミングを予測し、このボトムタイミングに同期したオン起動信号を出力することを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 前記タイミング補正回路は、
前記電圧検出回路から出力される少なくとも1回目のトリガー信号が有効な期間に定電流源から第1のコンデンサに充電された第1の充電電圧を保持する電圧保持回路と、
前記電圧検出回路から出力される少なくとも2回目のトリガー信号が有効になった時点から第2のコンデンサに充電される第2の電圧と、
前記電圧保持回路に保持される第1の充電電圧よりも第2の電圧の方が高くなったときを少なくとも2回目にボトム電圧付近になるボトムタイミングとして予測する電圧比較回路とを備えたことを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。 - 直流電源にトランスの1次巻線を介して直列に接続されるスイッチング素子と、
前記トランス1次側の第2の巻線と、
前記トランス1次側の第2の巻線に発生するフライバック期間後の電圧自由振動から、周期に同期したタイミングを検出してトリガー信号を出力する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路から出力されるトリガー信号に基づいて、次回以降に前記電圧自由振動がボトム電圧付近になるボトムタイミングを自動的に予測してオン起動信号を出力するタイミング補正回路と、
前記タイミング補正回路から出力されるオン起動信号に応じて、前記スイッチング素子をオンさせるオン制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力されるオン制御信号に応じて前記スイッチング素子を駆動する駆動信号を前記スイッチング素子のゲートに出力する駆動回路とを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
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