JP2012161147A - 電源制御用集積回路およびスイッチング電源ならびに電源制御用集積回路の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子としてのNMOSFET301と、NMOSFET301を制御するための電源制御用集積回路100を備えたスイッチング電源400において、1次側巻き線201の入力となるVh端子を電源として動作する基準電圧回路A106と、補助巻き線203が接続されるVcc端子を電源とするバンドギャップ回路からなる基準電圧回路B103と、これらの出力電圧VaまたはVbを選択して定電流供給回路105に入力する選択回路107を備え、出力電圧Vbが立ち上がるまでは出力電圧Vaに基づき小さな起動電流Iccを供給し、出力電圧Vbが立ち上がるとこれに基づき温度変動の少ない起動電流Iccを供給して電源起動の所要時間を安定させる。
【選択図】図1
Description
第1の電源から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、
第2の電源から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、
前記第2の電源に接続されたコンデンサと、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流を、前記第1の電源から前記第2の電源へと供給する選択回路と、
前記第2の電源から電源電圧が供給されて前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
を含む電源制御用集積回路を提供する。
前記電源制御用集積回路は、
前記トランスの一次側に接続された第1電源端子から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、
前記トランスの補助巻線に接続された第2電源端子から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流を、前記第1電源端子から前記第2電源端子へと供給する選択回路と、
前記第2の電源から電源電圧が供給前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
前記第2電源端子に外付けされたコンデンサと、
を有するスイッチング電源を提供する。
前記トランスの一次側に接続された第1電源端子から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、前記トランスの補助巻線に接続された第2電源端子から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、前記第2電源端子に接続されたコンデンサを設け、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流によって前記コンデンサを充電し、前記第2電源端子から前記スイッチング素子を制御する制御回路に電源電圧を供給させる電源制御用集積回路の制御方法を提供する。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図2は、本発明の一実施の形態である電源制御用集積回路の構成の一例を示す回路図である。
図1に例示されるように、本実施の形態のスイッチング電源400は、電源制御用集積回路100、トランス200、およびそれらの周辺回路を備えている。
そして、選択回路107は、基準電圧回路A106(第1の基準電圧回路)の出力電圧Va(第1の基準電圧)または基準電圧回路B103(第2の基準電圧回路)の出力電圧Vb(第2の基準電圧)を選択して定電流供給回路105に供給する動作を行う。
なお、図2においてJFETの上下およびHV−JFETの左右二つの配線はS(ソース)端子およびD(ドレイン)端子に対応し、図示しないG(ゲート)端子はGND(接地部)に接続されている。
Vx=Vy ・・・・(1)
いわゆるイマジナリショート(仮想短絡)となるように、M0のゲートを制御するため、起動電流Iccは、次の(2)式のように、
Icc=Vx/Ry=(Rx(Vc/Rc))/Ry ・・・・(2)
となる。
Va−Vth6 >> Vb+Vbe1−Vbe2 ・・・・(3)
であるから、選択回路107のQ2は遮断しており、次の(4)式のように、
Vc=Va−Vth6 ・・・・(4)
となる。なお、Vth6はNチャネルMOSFET M6の閾値電圧である。したがって、次の(5)式のように、
Icc=(Va−Vth6)Rx/(RyRc) ・・・・(5)
となり、起動電流Iccの値は基準電圧回路A106の出力電圧Vaによって決まる最低値となる。
Va−Vth6 << Vb+Vbe1−Vbe2 ・・・・(6)
となると、選択回路107のM6が遮断し、次の(7)式のように、
Vc=Vb+Vbe1−Vbe2≒Vb ・・・・(7)
となる。
Icc≒VbRx/(RyRc) ・・・・(8)
となり、起動電流Iccの値は基準電圧回路Bの出力電圧Vbによって決まる(図3の傾斜部502)。
Icc≒VrefRx/(RyRc) ・・・・(9)
で決まる一定値となる。
なお、本実施の形態に例示される電源制御用集積回路の制御技術の特徴は、Vh端子を電源として動作する基準電圧回路A106と、Vcc端子を電源とする基準電圧回路B103を用意し、基準電圧回路Bの出力電圧が立ち上がるまでの間、基準電圧回路A106の出力電圧に基づき、起動電流を供給することにある。
(付記1)
第1の電源と、第2の電源と、第1の電源から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、第2の電源から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうち、電圧の高い方に所定の割合で比例する電流を、前記第1の電源から前記第2の電源へと供給することを特徴とする。
(付記2)
Vh端子を電源として動作する基準電圧回路Aと、Vcc端子を電源とする基準電圧回路Bを用意し、基準電圧回路Bの出力電圧が立ち上がるまでの間、基準電圧回路Aの出力電圧に基づき、起動電流を供給することを特徴とする。
101 制御回路
102 保護回路
103 基準電圧回路B
104 電流制限素子
105 定電流供給回路
106 基準電圧回路A
107 選択回路
200 トランス
201 1次側巻き線
202 2次側巻き線
203 補助巻き線
301 NMOSFET
302 ダイオード
303 コンデンサ
304 コンデンサ
305 ダイオード
400 スイッチング電源
Claims (13)
- 入力電力を出力電力に変換するためのトランスおよびスイッチング素子を備えたスイッチング電源の電源制御用集積回路において、
第1の電源から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、
第2の電源から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、
前記第2の電源に接続されたコンデンサと、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流を、前記第1の電源から前記第2の電源へと供給する選択回路と、
前記第2の電源から電源電圧が供給されて前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする電源制御用集積回路。 - 請求項1記載の電源制御用集積回路において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧の1次関数となっていることを特徴とする電源制御用集積回路。 - 請求項1または請求項2記載の電源制御用集積回路において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧によって定まる電圧が印加される抵抗に流れる電流に比例することを特徴とする電源制御用集積回路。 - 請求項1ないし3のいずれか1項記載の電源制御用集積回路において、
前記第2の基準電圧回路はバンドギャップ基準電圧回路からなることを特徴とする電源制御用集積回路。 - 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電源制御用集積回路において、
前記第1の電源は、前記トランスの一次側に接続された第1電源端子であり、前記第2の電源は、前記トランスの補助巻線に接続された第2電源端子であることを特徴とする電源制御用集積回路。 - 入力電力を出力電力に変換するためのトランスおよびスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御する電源制御用集積回路を備えたスイッチング電源において、
前記電源制御用集積回路は、
前記トランスの一次側に接続された第1電源端子から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、
前記トランスの補助巻線に接続された第2電源端子から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流を、前記第1電源端子から前記第2電源端子へと供給する選択回路と、
前記第2の電源から電源電圧が供給前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
前記第2電源端子に外付けされたコンデンサと、
を有することを特徴とするスイッチング電源。 - 請求項6記載のスイッチング電源において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧の1次関数となっていることを特徴とするスイッチング電源。 - 請求項6または請求項7記載のスイッチング電源において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧によって定まる電圧が印加される抵抗に流れる電流に比例することを特徴とするスイッチング電源。 - 請求項6ないし7のいずれか1項に記載のスイッチング電源において、
前記第2の基準電圧回路はバンドギャップ基準電圧回路からなることを特徴とするスイッチング電源。 - 入力電力を出力電力に変換するためのトランスおよびスイッチング素子を備えたスイッチング電源の電源制御用集積回路の制御方法において、
前記トランスの一次側に接続された第1電源端子から第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧回路と、前記トランスの補助巻線に接続された第2電源端子から第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧回路と、前記第2電源端子に接続されたコンデンサを設け、
前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧に基づき生成される起動電流によって前記コンデンサを充電し、前記第2電源端子から前記スイッチング素子を制御する制御回路に電源電圧を供給させることを特徴とする電源制御用集積回路の制御方法。 - 請求項10記載の電源制御用集積回路の制御方法において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧の1次関数となっていることを特徴とする電源制御用集積回路の制御方法。 - 請求項10または請求項11記載の電源制御用集積回路の制御方法において、
前記起動電流の大きさは、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧のうちの高い方の電圧によって定まる電圧が印加される抵抗に流れる電流に比例することを特徴とする電源制御用集積回路の制御方法。 - 請求項10ないし12のいずれか1項に記載の電源制御用集積回路の制御方法において、
前記第2の基準電圧回路はバンドギャップ基準電圧回路からなることを特徴とする電源制御用集積回路の制御方法。
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JP2015233373A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | Dc−dc変換器 |
US9985535B2 (en) | 2016-09-09 | 2018-05-29 | Fuji Electric Co., Ltd. | Control circuit of switching power supply, insulated switching power supply |
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JPH11168883A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Fujitsu Ltd | Dc/dcコンバータ |
JP2008054478A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2009232495A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源制御用半導体装置、起動回路、およびスイッチング電源装置の起動方法 |
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2011
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