JP2020058213A - スイッチング電源装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図3は三パルス制御回路の一構成例を示す回路図、図4はVSボトム制御回路の一構成例を示す回路図、図5はCA電圧に対する設定ボトム数の関係を示す図、図6は負荷検出回路の一構成例を示す回路図、図7は制御回路およびVSボトム制御回路の動作を示す状態遷移図、図8はバースト動作時のタイミングチャートである。
11p,11n 出力端子
12 制御IC
13 分流回路
21 起動回路
22 三パルス制御回路(オフ信号生成回路)
23,23a VSボトム制御回路(オン信号生成回路)
24 負荷検出回路
25 制御回路
26 ハイサイドドライブ回路
27 ローサイドドライブ回路
31 アナログ・デジタル変換器
32 デジタル制御回路
33,34 デジタル・アナログ変換器
35 比較器(第1の比較器)
36 比較器(第2の比較器)
37 比較器(第3の比較器)
41 アナログ・デジタル変換器
42 ボトム数設定回路(第1のスイッチング停止期間設定回路)
43 比較器
44 RSフリップフロップ
45 ボトム数カウント回路
46 ボトム数比較回路
47 遅延回路
51 インバータ回路
61 アナログ・デジタル変換器
62 ボトム数設定回路(第2のスイッチング停止期間設定回路)
63 比較器
64 セレクタ回路
C1 入力コンデンサ
C2,C3 コンデンサ
C5 ブートストラップコンデンサ
C7 コンデンサ
C10 出力コンデンサ
Ca,Cb 容量
Cca コンデンサ
Cr 共振コンデンサ
Cs コンデンサ
D1 ダイオード
D2 ブートストラップダイオード
D3,D4 ダイオード
P1 一次巻線
P2 補助巻線
PC1 フォトカプラ
Qa,Qb スイッチング素子
R1,R2,R3,R4,R6,R7,R8,R9,R10,Rf,Rs 抵抗
S1,S2 二次巻線
SR1 シャントレギュレータ
T1 トランス
sw1,sw2 スイッチ
Claims (11)
- 共振回路の共振電流を分流して平均化することにより負荷状態を表す負荷信号を出力する負荷検出回路と、
軽負荷時におけるバースト制御のスイッチング期間にハイサイドの第1のスイッチング素子およびローサイドの第2のスイッチング素子をターンオフするための複数のオフ信号を生成するオフ信号生成回路と、
前記バースト制御のスイッチング停止期間に発生するリンギング電圧の共振サイクル数をカウントして前記バースト制御の前記スイッチング期間の開始時に前記第2のスイッチング素子をターンオンするための第1パルスオン信号を生成するオン信号生成回路と、
前記オフ信号生成回路によって生成された前記オフ信号と前記オン信号生成回路によって生成された前記第1パルスオン信号とから前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子を交互にオン・オフ制御する第1の制御信号および第2の制御信号を生成する制御回路と、
を備えた、スイッチング電源装置の制御装置。 - 前記オフ信号生成回路は、前記スイッチング電源装置の出力電圧とその目標電圧との差に相当するフィードバック電圧を入力して前記共振回路の共振リアクトルの一部を構成するトランスの補助巻線によって生成される巻線電圧の変化を検出する第1の閾値電圧および前記第1の閾値電圧より高い第2の閾値電圧を生成する閾値電圧生成回路と、前記巻線電圧が前記第1の閾値電圧より高くなると第1パルスオフ信号を出力する第1の比較器と、前記巻線電圧が前記第2の閾値電圧より低くなると第2パルスオフ信号を出力する第2の比較器と、前記共振電流を分流した電流に相当する電圧信号が第3の閾値電圧より低くなると第3パルスオフ信号を出力する第3の比較器とを有している、請求項1記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記閾値電圧生成回路は、前記フィードバック電圧が大きくなるほど出力する前記第1の閾値電圧と前記第2の閾値電圧との差を小さくした、請求項2記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記制御回路は、前記オフ信号生成回路が出力した前記第1パルスオフ信号、前記第2パルスオフ信号および前記第3パルスオフ信号と前記オン信号生成回路が出力した前記第1パルスオン信号とを入力して第1パルス、第2パルスおよび第3パルスを順次生成し、前記第1パルスおよび前記第3パルスを前記第2の制御信号とし、前記第2パルスを前記第1の制御信号とした、請求項2記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記制御回路は、前記第1パルスおよび前記第2パルスがそれぞれオフしてからデッドタイム調整を実施した後に前記第2パルスおよび前記第3パルスをオンする、請求項4記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記オン信号生成回路は、前記負荷信号に応じて前記リンギング電圧のボトム数を設定するボトム数設定回路と、前記巻線電圧がゼロ電位より低下した回数をカウントするカウント回路と、前記カウント回路がカウントした回数が前記ボトム数に一致したとき一致信号を出力するボトム数比較回路と、前記一致信号を前記リンギング電圧の1/4周期だけ遅延して前記第1パルスオン信号として出力する遅延回路と、前記第3パルスオフ信号の入力で前記カウント回路をイネーブル状態にするとともに前記遅延回路が出力した前記第1パルスオン信号の入力で前記カウント回路をディスエーブル状態にするフリップフロップとを有する、請求項2記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記ボトム数設定回路は、前記負荷信号の値が大きくなるほど前記ボトム数を小さく設定した、請求項6記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記オン信号生成回路は、前記負荷信号に応じて前記リンギング電圧のボトム数を設定する第1のボトム数設定回路と、前記スイッチング電源装置の出力電圧とその目標電圧との差に相当するフィードバック電圧に応じて前記リンギング電圧のボトム数を設定する第2のボトム数設定回路と、前記第1のボトム数設定回路が設定した第1のボトム数と前記第2のボトム数設定回路が設定した第2のボトム数とを比較するボトム数比較器と、前記第1のボトム数よりも前記第2のボトム数が大きいことを前記ボトム数比較器が判断したときに前記第1のボトム数を選択して出力し、前記第1のボトム数よりも前記第2のボトム数が小さいことを前記ボトム数比較器が判断したときに前記第2のボトム数を選択して出力するセレクタ回路と、前記巻線電圧がゼロ電位より低下した回数をカウントするカウント回路と、前記カウント回路がカウントした回数が前記セレクタ回路が出力した前記第1のボトム数または前記第2のボトム数に一致したとき一致信号を出力するボトム数比較回路と、前記一致信号を前記リンギング電圧の1/4周期だけ遅延して前記第1パルスオン信号として出力する遅延回路と、前記第3パルスオフ信号の入力で前記カウント回路をイネーブル状態にするとともに前記遅延回路が出力した前記第1パルスオン信号の入力で前記カウント回路をディスエーブル状態にするフリップフロップとを有する、請求項2記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記第1のボトム数設定回路は、前記負荷信号の値が大きくなるほど前記第1のボトム数を小さく設定し、前記第2のボトム数設定回路は、前記フィードバック電圧の値が大きくなるほど前記第2のボトム数を小さく設定した、請求項8記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- 前記負荷検出回路は、前記制御回路が前記第2パルスを生成しているときの前記電圧信号と前記第2パルスを生成していないときのグランド電位とを平均化した前記負荷信号を出力する、請求項4記載のスイッチング電源装置の制御装置。
- スイッチング電源装置の共振回路の共振電流を分流して平均化することにより負荷状態を表す負荷信号を受けて軽負荷時におけるバースト制御の第1のスイッチング停止期間を設定する第1のスイッチング停止期間設定回路と、
前記スイッチング電源装置の出力電圧とその目標電圧との差に相当するフィードバック電圧を受けて軽負荷時における前記バースト制御の第2のスイッチング停止期間を設定する第2のスイッチング停止期間設定回路と、
前記第1のスイッチング停止期間と前記第2のスイッチング停止期間とを比較する比較器と、
前記第1のスイッチング停止期間よりも前記第2のスイッチング停止期間が短いことを前記比較器が判断したときだけ前記バースト制御のスイッチング停止期間として前記第2のスイッチング停止期間を選択するセレクタ回路と、
を備えた、スイッチング電源装置の制御装置。
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