JP3190941B2 - 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置 - Google Patents
絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は絶縁型スイッチング電
源装置用半導体集積回路装置に関するものである。
源装置用半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年電子機器の小型化が求められる中
で、電源装置もスイッチング電源化、そしてそのスイッ
チング周波数を高めることによって、小型化が進んでい
る。これに伴って、電源装置に使用される半導体装置も
高集積化が進みつつある。この例としては、MOSFE
T(例えば、Nチャネル型MOSFET)やバイポーラ
トランジスタ(例えばNPN型バイポーラトランジス
タ)等の電力用スイッチング素子と、その制御回路とを
一つのパッケージに搭載した絶縁型スイッチング電源装
置用半導体集積回路装置が開発されてきている。
で、電源装置もスイッチング電源化、そしてそのスイッ
チング周波数を高めることによって、小型化が進んでい
る。これに伴って、電源装置に使用される半導体装置も
高集積化が進みつつある。この例としては、MOSFE
T(例えば、Nチャネル型MOSFET)やバイポーラ
トランジスタ(例えばNPN型バイポーラトランジス
タ)等の電力用スイッチング素子と、その制御回路とを
一つのパッケージに搭載した絶縁型スイッチング電源装
置用半導体集積回路装置が開発されてきている。
【0003】また、この搭載の仕方も、電力用スイッチ
ング素子チップとその制御回路チップとを別チップで搭
載したものから、さらにパッケージの小型化を図るた
め、電力用スイッチング素子部とその制御回路部とを同
一チップに搭載したものへと進化してきている。その一
例としては、Proceeding of 1992 International Sympo
sium on Powersemiconductor Devices & ICs, Tokyo p
p.322-327 "A 1200V BiCMOS TECHNOLOGYAND ITS APPLIC
ATION" by Vladimir Rumennik Power Integrations,In
c. に発表されたものがあげられる。これは、電力用M
OSFETとその制御回路および保護回路を1チップに
搭載した、いわゆるスイッチング電源用インテリジェン
ト電力用MOSFETである。
ング素子チップとその制御回路チップとを別チップで搭
載したものから、さらにパッケージの小型化を図るた
め、電力用スイッチング素子部とその制御回路部とを同
一チップに搭載したものへと進化してきている。その一
例としては、Proceeding of 1992 International Sympo
sium on Powersemiconductor Devices & ICs, Tokyo p
p.322-327 "A 1200V BiCMOS TECHNOLOGYAND ITS APPLIC
ATION" by Vladimir Rumennik Power Integrations,In
c. に発表されたものがあげられる。これは、電力用M
OSFETとその制御回路および保護回路を1チップに
搭載した、いわゆるスイッチング電源用インテリジェン
ト電力用MOSFETである。
【0004】図3に上記スイッチング電源用インテリジ
ェント電力用MOSFETを用いた絶縁型スイッチング
電源装置の概略回路図を示す。図3において、43bは
絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置、7
bは交流電源、8bはダイオードブリッジ、9bは平滑
用コンデンサ、10bはダイオードおよび平滑用コンデ
ンサからなる二次側整流平滑回路、12bは絶縁用のト
ランス、25bはNチャネルMOSFETからなる電力
用スイッチング素子、42bは電力用スイッチング素子
25bを制御する制御回路、38bは寄生インダクタン
ス成分、35bは低圧側の配線、36bは制御回路42
bのグラウンド、41bは寄生インダクタンス成分、4
4bは電源入力配線、45bは一次側出力配線、37b
はソースリード端子である。
ェント電力用MOSFETを用いた絶縁型スイッチング
電源装置の概略回路図を示す。図3において、43bは
絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置、7
bは交流電源、8bはダイオードブリッジ、9bは平滑
用コンデンサ、10bはダイオードおよび平滑用コンデ
ンサからなる二次側整流平滑回路、12bは絶縁用のト
ランス、25bはNチャネルMOSFETからなる電力
用スイッチング素子、42bは電力用スイッチング素子
25bを制御する制御回路、38bは寄生インダクタン
ス成分、35bは低圧側の配線、36bは制御回路42
bのグラウンド、41bは寄生インダクタンス成分、4
4bは電源入力配線、45bは一次側出力配線、37b
はソースリード端子である。
【0005】この絶縁型スイッチング電源装置は、交流
電源7bの交流電圧をダイオードブリッジ8bおよび平
滑用コンデンサ9bで整流および平滑して直流電圧と
し、この直流電圧によってトランス12bの一次側に流
れる電流を電力用スイッチング素子25bによって断続
することにより、トランス12bの二次側に交流電圧を
誘起させ、この交流電圧を二次側整流平滑回路10bで
整流・平滑して直流電圧としている。電力用スイッチン
グ素子25bは制御回路42bによって制御される。
電源7bの交流電圧をダイオードブリッジ8bおよび平
滑用コンデンサ9bで整流および平滑して直流電圧と
し、この直流電圧によってトランス12bの一次側に流
れる電流を電力用スイッチング素子25bによって断続
することにより、トランス12bの二次側に交流電圧を
誘起させ、この交流電圧を二次側整流平滑回路10bで
整流・平滑して直流電圧としている。電力用スイッチン
グ素子25bは制御回路42bによって制御される。
【0006】上記の絶縁型スイッチング電源装置用半導
体集積回路装置43bは、絶縁型スイッチング電源装置
の中のプリント基板に搭載するとき、絶縁型スイッチン
グ電源装置をできるだけ小さくするためには、上記プリ
ント基板の配線パターンの設計に工夫を要する。ただ
し、このパターン配線の設計においては、高電圧がかか
る配線、例えば図3における、交流電源7bの電圧が整
流・平滑された直流電圧が供給される電源入力配線44
bおよびトランス12bから電力用スイッチング素子2
5bへと一次側出力電流が流れる一次側出力配線45b
と、低電圧のかかる配線、例えば一次側の低電圧の配線
35bあるいは二次側の配線との間隔を法規を遵守した
距離とする必要があったり、また大きな電流が流れるラ
インにおいては、その寄生のインダクタンス成分によっ
てノイズが発生することをできるだけ小さくするため、
なるべくその幅を広くする必要があったり、また上記高
電圧のかかる配線と低電圧のかかる配線とをプリント基
板の表裏に作ってプリント基板の寄生容量の影響で低電
圧側配線に高電圧側の信号がのることを防ぐため、この
ような配線を避けたりする必要がある。
体集積回路装置43bは、絶縁型スイッチング電源装置
の中のプリント基板に搭載するとき、絶縁型スイッチン
グ電源装置をできるだけ小さくするためには、上記プリ
ント基板の配線パターンの設計に工夫を要する。ただ
し、このパターン配線の設計においては、高電圧がかか
る配線、例えば図3における、交流電源7bの電圧が整
流・平滑された直流電圧が供給される電源入力配線44
bおよびトランス12bから電力用スイッチング素子2
5bへと一次側出力電流が流れる一次側出力配線45b
と、低電圧のかかる配線、例えば一次側の低電圧の配線
35bあるいは二次側の配線との間隔を法規を遵守した
距離とする必要があったり、また大きな電流が流れるラ
インにおいては、その寄生のインダクタンス成分によっ
てノイズが発生することをできるだけ小さくするため、
なるべくその幅を広くする必要があったり、また上記高
電圧のかかる配線と低電圧のかかる配線とをプリント基
板の表裏に作ってプリント基板の寄生容量の影響で低電
圧側配線に高電圧側の信号がのることを防ぐため、この
ような配線を避けたりする必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前項で示した、図3に
おいて、絶縁型スイッチング電源装置の一次側に設けら
れる絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置
43bにおいて、最も大きな電流が流れる部分は、電力
用スイッチング素子25bであるMOSFETのドレイ
ンからソースへの経路である。ここで、電力用スイッチ
ング素子25bのソースのワイヤは、寄生のインダクタ
ンス成分38bを有する。また、上記絶縁型スイッチン
グ電源装置用半導体集積回路装置43bのソースリード
端子37bについても、寄生のインダクタンス成分41
bが存在する。
おいて、絶縁型スイッチング電源装置の一次側に設けら
れる絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置
43bにおいて、最も大きな電流が流れる部分は、電力
用スイッチング素子25bであるMOSFETのドレイ
ンからソースへの経路である。ここで、電力用スイッチ
ング素子25bのソースのワイヤは、寄生のインダクタ
ンス成分38bを有する。また、上記絶縁型スイッチン
グ電源装置用半導体集積回路装置43bのソースリード
端子37bについても、寄生のインダクタンス成分41
bが存在する。
【0008】電力用スイッチング素子25bには、図4
(a)に示すような電流39bが流れ、この流れ始めお
よび流れ終わりの時に、上記の寄生インダクタンス成分
38b,41bによって図4(b)に示すような電圧4
0bが発生する。このことで過渡的に、上記の絶縁型ス
イッチング電源装置用半導体集積回路装置43bの内部
のグラウンド部において、電位が異なってしまう。つま
り、電力用スイッチング素子25bのグラウンド部(ソ
ース)と制御回路42bのグラウンド36bが、電力用
スイッチング素子25bのグラウンドラインの寄生イン
ダクタンス成分38b,41bによって発生した電圧に
よって違う電位となってしまう。
(a)に示すような電流39bが流れ、この流れ始めお
よび流れ終わりの時に、上記の寄生インダクタンス成分
38b,41bによって図4(b)に示すような電圧4
0bが発生する。このことで過渡的に、上記の絶縁型ス
イッチング電源装置用半導体集積回路装置43bの内部
のグラウンド部において、電位が異なってしまう。つま
り、電力用スイッチング素子25bのグラウンド部(ソ
ース)と制御回路42bのグラウンド36bが、電力用
スイッチング素子25bのグラウンドラインの寄生イン
ダクタンス成分38b,41bによって発生した電圧に
よって違う電位となってしまう。
【0009】すると、電力用スイッチング素子25bの
グラウンドラインから制御回路42bのグラウンド36
bに対して、過渡的な電流が流れて、制御回路42bの
動作に影響を与え、これがひどい場合には、誤動作を起
こすことになる。このような影響は、大電流を扱う集積
回路装置に共通して起こる問題であるが、この集積回路
装置が電源用となると、高耐圧の電力用スイッチング素
子を内蔵する集積回路装置の場合、電力用スイッチング
素子を作り込む半導体基板の比抵抗が高く、この過渡的
な電流により発生する電圧が大きくなるため、影響を受
けやすくなる。
グラウンドラインから制御回路42bのグラウンド36
bに対して、過渡的な電流が流れて、制御回路42bの
動作に影響を与え、これがひどい場合には、誤動作を起
こすことになる。このような影響は、大電流を扱う集積
回路装置に共通して起こる問題であるが、この集積回路
装置が電源用となると、高耐圧の電力用スイッチング素
子を内蔵する集積回路装置の場合、電力用スイッチング
素子を作り込む半導体基板の比抵抗が高く、この過渡的
な電流により発生する電圧が大きくなるため、影響を受
けやすくなる。
【0010】したがって、この発明の目的は、電力用ス
イッチング素子を通してグラウンドに流れる過渡的な電
流による制御回路の誤動作を防止することができる絶縁
型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置を提供す
ることである。
イッチング素子を通してグラウンドに流れる過渡的な電
流による制御回路の誤動作を防止することができる絶縁
型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置を提供す
ることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の絶縁型ス
イッチング電源装置用半導体集積回路装置は、絶縁型ス
イッチング電源装置の一部である電力用スイッチング素
子と、この電力用スイッチング素子を制御する制御回路
とを一つのパッケージ内に搭載し、電力用スイッチング
素子のグラウンド電極をパッケージ内で2本以上の第1
パッケージリードに電気的に接続し、制御回路のグラウ
ンド電極をパッケージ内で第1パッケージリードとは異
なる第2パッケージリードに電気的に接続し、第1パッ
ケージリードの一部と第2パッケージリードとをパッケ
ージ外で例えばプリント基板を利用して電気的に接続
し、第1パッケージリードの残りを絶縁型スイッチング
電源装置のグラウンドラインに電気的に接続している。
イッチング電源装置用半導体集積回路装置は、絶縁型ス
イッチング電源装置の一部である電力用スイッチング素
子と、この電力用スイッチング素子を制御する制御回路
とを一つのパッケージ内に搭載し、電力用スイッチング
素子のグラウンド電極をパッケージ内で2本以上の第1
パッケージリードに電気的に接続し、制御回路のグラウ
ンド電極をパッケージ内で第1パッケージリードとは異
なる第2パッケージリードに電気的に接続し、第1パッ
ケージリードの一部と第2パッケージリードとをパッケ
ージ外で例えばプリント基板を利用して電気的に接続
し、第1パッケージリードの残りを絶縁型スイッチング
電源装置のグラウンドラインに電気的に接続している。
【0012】請求項2記載の絶縁型スイッチング電源装
置用半導体集積回路装置は、請求項1における絶縁型ス
イッチング電源装置がフライバック型である。請求項3
記載の絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装
置は、請求項1における絶縁型スイッチング電源装置が
フィードフォワード型である。
置用半導体集積回路装置は、請求項1における絶縁型ス
イッチング電源装置がフライバック型である。請求項3
記載の絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装
置は、請求項1における絶縁型スイッチング電源装置が
フィードフォワード型である。
【0013】
【作用】この発明によれば、一つのパッケージに搭載し
た電力用スイッチング素子およびその制御回路のうち、
電力用スイッチング素子のグラウンド電極がパッケージ
内で2本以上の第1パッケージリードにワイヤを介して
電気的に接続される。また、制御回路のグラウンド電極
は、パッケージ内で第1パッケージリードとは異なる第
2パッケージリードにワイヤを介して電気的に接続され
る。そして、第1パッケージリードの一部と第2パッケ
ージリードとがパッケージ外で電気的に接続される。こ
の結果、制御回路のグラウンド電極と電力用スイッチン
グ素子のグラウンド電極との間の接続ラインには、制御
回路の電流のみ流れるが、この電流はきわめて少ない電
流であり、またほとんど定常的な電流であるため、制御
回路のグラウンド電極と電力用スイッチング素子のグラ
ウンド電極との間の接続ラインの寄生インダクタンス成
分による電圧発生はほとんどない。したがって、この制
御回路のグラウンド電極と電力用スイッチング素子のグ
ラウンド電極との間の接続ラインの電位および制御回路
のグラウンド電極の電位は、電力用スイッチング素子の
グラウンド電極とほぼ同電位となる。
た電力用スイッチング素子およびその制御回路のうち、
電力用スイッチング素子のグラウンド電極がパッケージ
内で2本以上の第1パッケージリードにワイヤを介して
電気的に接続される。また、制御回路のグラウンド電極
は、パッケージ内で第1パッケージリードとは異なる第
2パッケージリードにワイヤを介して電気的に接続され
る。そして、第1パッケージリードの一部と第2パッケ
ージリードとがパッケージ外で電気的に接続される。こ
の結果、制御回路のグラウンド電極と電力用スイッチン
グ素子のグラウンド電極との間の接続ラインには、制御
回路の電流のみ流れるが、この電流はきわめて少ない電
流であり、またほとんど定常的な電流であるため、制御
回路のグラウンド電極と電力用スイッチング素子のグラ
ウンド電極との間の接続ラインの寄生インダクタンス成
分による電圧発生はほとんどない。したがって、この制
御回路のグラウンド電極と電力用スイッチング素子のグ
ラウンド電極との間の接続ラインの電位および制御回路
のグラウンド電極の電位は、電力用スイッチング素子の
グラウンド電極とほぼ同電位となる。
【0014】一方、第1パッケージリードの残りの全て
が絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインに電
気的に接続される。この結果、電力用スイッチング素子
のグラウンド電極と絶縁型スイッチング電源装置のグラ
ウンドラインとを結ぶ接続ラインには、電力用スイッチ
ング素子に流れる出力電流が流れる。したがって、電力
用スイッチング素子のグラウンド電極と絶縁型スイッチ
ング電源装置のグラウンドラインとを結ぶ接続ラインに
は、寄生インダクタンス成分が存在するため、電力用ス
イッチング素子がスイッチングする際に、寄生インダク
タンス成分による電圧が発生する。しかし、電力用スイ
ッチング素子のグラウンド電極を基準に見ると、制御回
路のグラウンド電極は寄生インダクタンス成分に生じる
電圧の影響を受けない。つまり、電力用スイッチング素
子のスイッチングにより、電力用スイッチング素子のグ
ラウンド電極は、絶縁型スイッチング電源装置のグラウ
ンドラインから見れば変動しているが、制御回路のグラ
ウンド電極の電位は、電力用スイッチング素子のグラウ
ンド電極と連動して変化するため、制御回路のグラウン
ド電極と電力用スイッチング素子のグラウンド電極との
間に電流が流れることはなく、絶縁型スイッチング電源
装置の一次側回路としては、電力用スイッチング素子の
グラウンド電極の電位を基準にして正常に動作すること
になる。したがって、制御回路は、上記した寄生インダ
クタンス成分の影響を受けることなく、誤動作は起こら
ない。
が絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインに電
気的に接続される。この結果、電力用スイッチング素子
のグラウンド電極と絶縁型スイッチング電源装置のグラ
ウンドラインとを結ぶ接続ラインには、電力用スイッチ
ング素子に流れる出力電流が流れる。したがって、電力
用スイッチング素子のグラウンド電極と絶縁型スイッチ
ング電源装置のグラウンドラインとを結ぶ接続ラインに
は、寄生インダクタンス成分が存在するため、電力用ス
イッチング素子がスイッチングする際に、寄生インダク
タンス成分による電圧が発生する。しかし、電力用スイ
ッチング素子のグラウンド電極を基準に見ると、制御回
路のグラウンド電極は寄生インダクタンス成分に生じる
電圧の影響を受けない。つまり、電力用スイッチング素
子のスイッチングにより、電力用スイッチング素子のグ
ラウンド電極は、絶縁型スイッチング電源装置のグラウ
ンドラインから見れば変動しているが、制御回路のグラ
ウンド電極の電位は、電力用スイッチング素子のグラウ
ンド電極と連動して変化するため、制御回路のグラウン
ド電極と電力用スイッチング素子のグラウンド電極との
間に電流が流れることはなく、絶縁型スイッチング電源
装置の一次側回路としては、電力用スイッチング素子の
グラウンド電極の電位を基準にして正常に動作すること
になる。したがって、制御回路は、上記した寄生インダ
クタンス成分の影響を受けることなく、誤動作は起こら
ない。
【0015】
【実施例】以下、この発明の一実施例の絶縁型スイッチ
ング電源装置用半導体集積回路装置を含む絶縁型スイッ
チング電源装置について、図1および図2を参照して説
明する。図1は、この発明の一実施例における絶縁型ス
イッチング電源装置の概略図であり、そこに使用してい
る絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置を
含めて、その電極およびパッケージリードの接続方法を
示した。また、図2は、絶縁型スイッチング電源装置用
半導体集積回路装置について詳しく示した図である。こ
こでは、この両図によって、この発明の実施例を説明す
る。
ング電源装置用半導体集積回路装置を含む絶縁型スイッ
チング電源装置について、図1および図2を参照して説
明する。図1は、この発明の一実施例における絶縁型ス
イッチング電源装置の概略図であり、そこに使用してい
る絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置を
含めて、その電極およびパッケージリードの接続方法を
示した。また、図2は、絶縁型スイッチング電源装置用
半導体集積回路装置について詳しく示した図である。こ
こでは、この両図によって、この発明の実施例を説明す
る。
【0016】先ず、図1について説明する。図1は絶縁
型スイッチング電源装置であり、交流電源7をダイオー
ドブリッジ8と平滑用コンデンサ9で整流・平滑した電
圧から、直接起動できる絶縁型スイッチング電源装置用
半導体集積回路装置5を具備している。この絶縁型スイ
ッチング電源装置用半導体集積回路装置5は、出力の電
力用スイッチング素子である電力用MOSFET1とそ
の制御回路2とを1チップ内に有するもので、このチッ
プを24ピンの表面実装型のフラット型のパッケージ5
Aに納めたものである。このパッケージ5Aの内部にお
いては、電力用MOSFET1のソース電極3から、3
本のパッケージリード12,21に金ワイヤが打たれ、
ドレイン電極4から、2本のパッケージリードに金ワイ
ヤが打たれている。制御回路2については、制御回路2
の各部分のボンディングパッドより、それぞれ1本ずつ
の金ワイヤがそれぞれ別のパッケージリードに接続され
ている。
型スイッチング電源装置であり、交流電源7をダイオー
ドブリッジ8と平滑用コンデンサ9で整流・平滑した電
圧から、直接起動できる絶縁型スイッチング電源装置用
半導体集積回路装置5を具備している。この絶縁型スイ
ッチング電源装置用半導体集積回路装置5は、出力の電
力用スイッチング素子である電力用MOSFET1とそ
の制御回路2とを1チップ内に有するもので、このチッ
プを24ピンの表面実装型のフラット型のパッケージ5
Aに納めたものである。このパッケージ5Aの内部にお
いては、電力用MOSFET1のソース電極3から、3
本のパッケージリード12,21に金ワイヤが打たれ、
ドレイン電極4から、2本のパッケージリードに金ワイ
ヤが打たれている。制御回路2については、制御回路2
の各部分のボンディングパッドより、それぞれ1本ずつ
の金ワイヤがそれぞれ別のパッケージリードに接続され
ている。
【0017】制御回路2のパッケージリードについて
は、制御回路2の動作上必要な外付け部品、例えば、回
路内部の基準定電流を決定する基準抵抗20、発振器の
発振周波数を決定する容量19、内部制御回路の電源と
なる安定化電源用のコンデンサ18、二次側が過負荷に
なった時に電力用MOSFET1が間欠発振をする際そ
の間欠発振の周期を決定するコンデンサ17、さらには
二次側の負荷状況に対応して電力用MOSFET1のオ
ンデューティ制御を行うフォトカプラ14等が接続され
ている。
は、制御回路2の動作上必要な外付け部品、例えば、回
路内部の基準定電流を決定する基準抵抗20、発振器の
発振周波数を決定する容量19、内部制御回路の電源と
なる安定化電源用のコンデンサ18、二次側が過負荷に
なった時に電力用MOSFET1が間欠発振をする際そ
の間欠発振の周期を決定するコンデンサ17、さらには
二次側の負荷状況に対応して電力用MOSFET1のオ
ンデューティ制御を行うフォトカプラ14等が接続され
ている。
【0018】そして、制御回路5のグラウンドのパッケ
ージリード16は、電力用MOSFET1のソースの3
本のうちの1本のパッケージリード21と半導体装置外
の配線パターンで接続されている。また、その他の電力
用MOSFET1のソースのパッケージリード12につ
いては、制御回路2のグラウンドのパッケージリード1
6には配線パターンでは接続せず、絶縁型スイッチング
電源装置のグラウンドに直接接続されている。
ージリード16は、電力用MOSFET1のソースの3
本のうちの1本のパッケージリード21と半導体装置外
の配線パターンで接続されている。また、その他の電力
用MOSFET1のソースのパッケージリード12につ
いては、制御回路2のグラウンドのパッケージリード1
6には配線パターンでは接続せず、絶縁型スイッチング
電源装置のグラウンドに直接接続されている。
【0019】36はトランス、10は二次側整流平滑回
路、11は補助巻線整流平滑回路である。34は二次側
過昇電圧検出回路で、ホトカプラの送信器を内蔵してお
り、6は上記ホトカプラの受信器である。15はオンデ
ューティ制御回路で、分圧抵抗13d,13eおよびオ
ンデューティ制御用オペアンプ13等で構成している。
路、11は補助巻線整流平滑回路である。34は二次側
過昇電圧検出回路で、ホトカプラの送信器を内蔵してお
り、6は上記ホトカプラの受信器である。15はオンデ
ューティ制御回路で、分圧抵抗13d,13eおよびオ
ンデューティ制御用オペアンプ13等で構成している。
【0020】以上のような構成の絶縁型スイッチング電
源装置用半導体集積回路装置では、一つのパッケージ5
Aに搭載した電力用MOSFET1およびその制御回路
2のうち、電力用MOSFET1のソース電極(グラウ
ンド電極)3がパッケージ5A内で2本以上の第1パッ
ケージリード12,21にワイヤを介して電気的に接続
される。また、制御回路2のグラウンド電極は、パッケ
ージ5A内で第1パッケージリードとは異なる第2パッ
ケージリード16にワイヤを介して電気的に接続され
る。そして、第1パッケージリードの一部21と第2パ
ッケージリード16とがパッケージ5A外で電気的に接
続される。この結果、制御回路2のグラウンド電極と電
力用MOSFET1のソース電極3との間の接続ライン
には、制御回路2の電流のみ流れるが、この電流はきわ
めて少ない電流であり、またほとんど定常的な電流であ
るため、制御回路2のグラウンド電極と電力用MOSF
ET1のソース電極3との間の接続ラインの寄生インダ
クタンス成分による電圧発生はほとんどない。したがっ
て、この制御回路2のグラウンド電極と電力用MOSF
ET1のソース電極3との間の接続ラインの電位および
制御回路2のグラウンド電極の電位は、電力用MOSF
ET1のソース電極3とほぼ同電位となる。
源装置用半導体集積回路装置では、一つのパッケージ5
Aに搭載した電力用MOSFET1およびその制御回路
2のうち、電力用MOSFET1のソース電極(グラウ
ンド電極)3がパッケージ5A内で2本以上の第1パッ
ケージリード12,21にワイヤを介して電気的に接続
される。また、制御回路2のグラウンド電極は、パッケ
ージ5A内で第1パッケージリードとは異なる第2パッ
ケージリード16にワイヤを介して電気的に接続され
る。そして、第1パッケージリードの一部21と第2パ
ッケージリード16とがパッケージ5A外で電気的に接
続される。この結果、制御回路2のグラウンド電極と電
力用MOSFET1のソース電極3との間の接続ライン
には、制御回路2の電流のみ流れるが、この電流はきわ
めて少ない電流であり、またほとんど定常的な電流であ
るため、制御回路2のグラウンド電極と電力用MOSF
ET1のソース電極3との間の接続ラインの寄生インダ
クタンス成分による電圧発生はほとんどない。したがっ
て、この制御回路2のグラウンド電極と電力用MOSF
ET1のソース電極3との間の接続ラインの電位および
制御回路2のグラウンド電極の電位は、電力用MOSF
ET1のソース電極3とほぼ同電位となる。
【0021】一方、第1パッケージリードの残りの全て
12が絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドライン
に電気的に接続される。この結果、電力用MOSFET
1のソース電極3と絶縁型スイッチング電源装置のグラ
ウンドラインとを結ぶ接続ラインには、電力用MOSF
ET1に流れる出力電流が流れる。したがって、電力用
MOSFET1のソース電極3と絶縁型スイッチング電
源装置のグラウンドラインとを結ぶ接続ラインには、寄
生インダクタンス成分が存在するため、電力用MOSF
ET1がスイッチングする際に、寄生インダクタンス成
分による電圧が発生する。しかし、電力用MOSFET
1のソース電極3を基準に見ると、制御回路2のグラウ
ンド電極は寄生インダクタンス成分に生じる電圧の影響
を受けない。つまり、電力用MOSFET1のスイッチ
ングにより、電力用MOSFET1のソース電極3は、
絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインから見
れば変動しているが、制御回路2のグラウンド電極の電
位は、電力用MOSFET1のソース電極3と連動して
変化するため、制御回路2のグラウンド電極と電力用M
OSFET1のソース電極との間に電流が流れることは
なく、絶縁型スイッチング電源装置の一次側回路として
は、電力用MOSFET1のソース電極3の電位を基準
にして正常に動作することになる。したがって、制御回
路2は、上記した寄生インダクタンス成分の影響を受け
ることなく、誤動作は起こらない。なお、基本的な動作
は従来例と同じである。
12が絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドライン
に電気的に接続される。この結果、電力用MOSFET
1のソース電極3と絶縁型スイッチング電源装置のグラ
ウンドラインとを結ぶ接続ラインには、電力用MOSF
ET1に流れる出力電流が流れる。したがって、電力用
MOSFET1のソース電極3と絶縁型スイッチング電
源装置のグラウンドラインとを結ぶ接続ラインには、寄
生インダクタンス成分が存在するため、電力用MOSF
ET1がスイッチングする際に、寄生インダクタンス成
分による電圧が発生する。しかし、電力用MOSFET
1のソース電極3を基準に見ると、制御回路2のグラウ
ンド電極は寄生インダクタンス成分に生じる電圧の影響
を受けない。つまり、電力用MOSFET1のスイッチ
ングにより、電力用MOSFET1のソース電極3は、
絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインから見
れば変動しているが、制御回路2のグラウンド電極の電
位は、電力用MOSFET1のソース電極3と連動して
変化するため、制御回路2のグラウンド電極と電力用M
OSFET1のソース電極との間に電流が流れることは
なく、絶縁型スイッチング電源装置の一次側回路として
は、電力用MOSFET1のソース電極3の電位を基準
にして正常に動作することになる。したがって、制御回
路2は、上記した寄生インダクタンス成分の影響を受け
ることなく、誤動作は起こらない。なお、基本的な動作
は従来例と同じである。
【0022】つぎに図2について説明する。図2に示し
た絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置5
は、交流電源7をダイオードブリッジ8および平滑用コ
ンデンサ9で整流・平滑した一次側の高電圧およびトラ
ンス36の補助巻線電圧を補助巻線整流平滑回路11を
介して印加できるようになっていて、交流電源7の起動
時には、前者から回路の電流が供給され、これによって
補助巻線の電圧が発生すると、ここから電流供給が行な
われ、前者からの供給電流は遮断される。
た絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置5
は、交流電源7をダイオードブリッジ8および平滑用コ
ンデンサ9で整流・平滑した一次側の高電圧およびトラ
ンス36の補助巻線電圧を補助巻線整流平滑回路11を
介して印加できるようになっていて、交流電源7の起動
時には、前者から回路の電流が供給され、これによって
補助巻線の電圧が発生すると、ここから電流供給が行な
われ、前者からの供給電流は遮断される。
【0023】絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積
回路装置5には、上記両整流平滑回路部分(8,9,1
1)から集積回路内部の制御回路用の電源となる安定化
電源電圧をつくり出すプリレギュレータ回路26、内部
回路で使用する基準電圧1.25Vをつくり出すバンド
ギャップ回路27、一次側の入力電圧が規定値よりも過
小・過大な場合にそれを検出して電力用MOSFET1
の発振動作を停止させる保護回路32、チップの温度が
150℃以上になると電力用MOSFET1の動作を停
止させる過熱保護回路33、電力用MOSFET1の発
振周波数を決定する発振器28、二次側が過負荷状態に
なったときに電力用MOSFET1が通常発振の期間と
停止した期間が繰り返す間欠発振動作するようにするタ
イマ回路30、二次側の電圧が規定値よりも高くなりす
ぎた際電力用MOSFET1の動作を停止させる過昇電
圧保護回路35、電力用MOSFET1のオンデューテ
ィを制御するオンデューティ制御回路29、電力用MO
SFET1に流れる電流に対する過電流保護回路22、
上記保護および制御を統括して電力用MOSFET1を
駆動するロジック回路24、そして、電力用MOSFE
T1が図2に示した絶縁型スイッチング電源装置用半導
体集積回路装置5には内蔵されている。31は安定化電
源ラインである。
回路装置5には、上記両整流平滑回路部分(8,9,1
1)から集積回路内部の制御回路用の電源となる安定化
電源電圧をつくり出すプリレギュレータ回路26、内部
回路で使用する基準電圧1.25Vをつくり出すバンド
ギャップ回路27、一次側の入力電圧が規定値よりも過
小・過大な場合にそれを検出して電力用MOSFET1
の発振動作を停止させる保護回路32、チップの温度が
150℃以上になると電力用MOSFET1の動作を停
止させる過熱保護回路33、電力用MOSFET1の発
振周波数を決定する発振器28、二次側が過負荷状態に
なったときに電力用MOSFET1が通常発振の期間と
停止した期間が繰り返す間欠発振動作するようにするタ
イマ回路30、二次側の電圧が規定値よりも高くなりす
ぎた際電力用MOSFET1の動作を停止させる過昇電
圧保護回路35、電力用MOSFET1のオンデューテ
ィを制御するオンデューティ制御回路29、電力用MO
SFET1に流れる電流に対する過電流保護回路22、
上記保護および制御を統括して電力用MOSFET1を
駆動するロジック回路24、そして、電力用MOSFE
T1が図2に示した絶縁型スイッチング電源装置用半導
体集積回路装置5には内蔵されている。31は安定化電
源ラインである。
【0024】なお、図2において、15はオンデューテ
ィ制御回路、34は二次側過昇電圧検出回路、6は二次
側過昇電圧検出回路34の出力信号を受けるホトカプラ
受光部、14はオンデューティ制御回路15の出力信号
を受けるホトカプラ受光部である。10は二次側整流平
滑回路、13はオンデューティ制御用オペアンプであ
る。
ィ制御回路、34は二次側過昇電圧検出回路、6は二次
側過昇電圧検出回路34の出力信号を受けるホトカプラ
受光部、14はオンデューティ制御回路15の出力信号
を受けるホトカプラ受光部である。10は二次側整流平
滑回路、13はオンデューティ制御用オペアンプであ
る。
【0025】なお、上記実施例では、電力用スイッチン
グ素子としてMOSFETを用いたものを示したが、こ
れに限らず、バイポーラトランジスタを用いたものを実
施例としてあげることができる。また、電力用スイッチ
ング素子とその制御回路は別チップで形成してもよい。
また、絶縁型スイッチング電源装置の回路型式として
は、フィードフォーワード型であっても、フライバック
型であってもよい。
グ素子としてMOSFETを用いたものを示したが、こ
れに限らず、バイポーラトランジスタを用いたものを実
施例としてあげることができる。また、電力用スイッチ
ング素子とその制御回路は別チップで形成してもよい。
また、絶縁型スイッチング電源装置の回路型式として
は、フィードフォーワード型であっても、フライバック
型であってもよい。
【0026】
【発明の効果】この発明の絶縁型スイッチング電源装置
用半導体集積回路装置によれば、電力用スイッチング素
子のグラウンド電極をパッケージ内で2本以上の第1パ
ッケージリードに電気的に接続し、制御回路のグラウン
ド電極をパッケージ内で第1パッケージリードとは異な
る第2パッケージリードに電気的に接続し、第1パッケ
ージリードの一部と第2パッケージリードとをパッケー
ジ外で電気的に接続し、第1パッケージリードの残りを
絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインに電気
的に接続したので、電力用スイッチング素子のグラウン
ド電極に流れる電流の影響で、電力用スイッチング素子
のグラウンド電位がふられても、制御回路のグラウンド
電極と電力用スイッチング素子のグラウンド電極とを同
じ電位にすることができ、制御回路のグラウンド電極と
電力用スイッチング素子のグラウンド電極との間で電流
が流れることがないようにでき、したがって制御回路が
誤動作することを防ぐことができ、絶縁型スイッチング
電源装置の動作を安定させることができる。
用半導体集積回路装置によれば、電力用スイッチング素
子のグラウンド電極をパッケージ内で2本以上の第1パ
ッケージリードに電気的に接続し、制御回路のグラウン
ド電極をパッケージ内で第1パッケージリードとは異な
る第2パッケージリードに電気的に接続し、第1パッケ
ージリードの一部と第2パッケージリードとをパッケー
ジ外で電気的に接続し、第1パッケージリードの残りを
絶縁型スイッチング電源装置のグラウンドラインに電気
的に接続したので、電力用スイッチング素子のグラウン
ド電極に流れる電流の影響で、電力用スイッチング素子
のグラウンド電位がふられても、制御回路のグラウンド
電極と電力用スイッチング素子のグラウンド電極とを同
じ電位にすることができ、制御回路のグラウンド電極と
電力用スイッチング素子のグラウンド電極との間で電流
が流れることがないようにでき、したがって制御回路が
誤動作することを防ぐことができ、絶縁型スイッチング
電源装置の動作を安定させることができる。
【図1】絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路
装置を組み込んだ絶縁型スイッチング電源装置の概略図
である。
装置を組み込んだ絶縁型スイッチング電源装置の概略図
である。
【図2】絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路
装置の具体構成を示す概略図である。
装置の具体構成を示す概略図である。
【図3】絶縁型スイッチング電源装置の従来例を示す概
略図である。
略図である。
【図4】電力用スイッチング素子のグラウンド電極に流
れる電流およびそれによって生じるグラウンド部の電圧
の波形を示す波形図である。
れる電流およびそれによって生じるグラウンド部の電圧
の波形を示す波形図である。
1 電力用MOSFET 2 制御回路 3 ソース電極 4 ドレイン電極 5 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路
装置 5A パッケージ 6 二次側過昇電圧検出用フォトカプラ 7 交流電源 8 ダイオードブリッジ 9 平滑用コンデンサ 10 二次側整流平滑回路 11 補助巻線整流平滑回路 12 パッケージリード 13 オンデューティ制御用オペアンプ 14 オンデューティ制御用ホトカプラ 15 オンデューティ制御回路 16 パッケージリード 17 コンデンサ 18 コンデンサ 19 コンデンサ 20 基準抵抗 21 パッケージリード 22 過電流保護回路 24 ロジック回路 26 プリレギュレータ回路 27 バンドギャップ回路 28 発振器 29 オンデューティ制御回路 30 タイマ回路 31 安定化電源ライン 32 過小・過大電圧保護回路 33 過熱保護回路 34 二次側過昇電圧検出回路 35 二次側過昇電圧保護回路 36 トランス
装置 5A パッケージ 6 二次側過昇電圧検出用フォトカプラ 7 交流電源 8 ダイオードブリッジ 9 平滑用コンデンサ 10 二次側整流平滑回路 11 補助巻線整流平滑回路 12 パッケージリード 13 オンデューティ制御用オペアンプ 14 オンデューティ制御用ホトカプラ 15 オンデューティ制御回路 16 パッケージリード 17 コンデンサ 18 コンデンサ 19 コンデンサ 20 基準抵抗 21 パッケージリード 22 過電流保護回路 24 ロジック回路 26 プリレギュレータ回路 27 バンドギャップ回路 28 発振器 29 オンデューティ制御回路 30 タイマ回路 31 安定化電源ライン 32 過小・過大電圧保護回路 33 過熱保護回路 34 二次側過昇電圧検出回路 35 二次側過昇電圧保護回路 36 トランス
Claims (3)
- 【請求項1】 絶縁型スイッチング電源装置の一部であ
る電力用スイッチング素子と、この電力用スイッチング
素子を制御する制御回路とを一つのパッケージ内に搭載
し、前記電力用スイッチング素子のグラウンド電極を前
記パッケージ内で2本以上の第1パッケージリードに電
気的に接続し、前記制御回路のグラウンド電極を前記パ
ッケージ内で前記第1パッケージリードとは異なる第2
パッケージリードに電気的に接続し、前記第1パッケー
ジリードの一部と前記第2パッケージリードとを前記パ
ッケージ外で電気的に接続し、前記第1パッケージリー
ドの残りを前記絶縁型スイッチング電源装置のグラウン
ドラインに電気的に接続したことを特徴とする絶縁型ス
イッチング電源装置用半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 絶縁型スイッチング電源装置がフライバ
ック型である請求項1記載の絶縁型スイッチング電源装
置用半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 絶縁型スイッチング電源装置がフィード
フォワード型である請求項1記載の絶縁型スイッチング
電源装置用半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23127694A JP3190941B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23127694A JP3190941B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0897351A JPH0897351A (ja) | 1996-04-12 |
JP3190941B2 true JP3190941B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=16921071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23127694A Expired - Fee Related JP3190941B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3190941B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6277491B1 (en) | 1997-01-20 | 2001-08-21 | Sekisui Kaseihin Kogyo Kabushikikaisha | Expandable thermoplastic resin beads and molded foam made from the same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5859768A (en) * | 1997-06-04 | 1999-01-12 | Motorola, Inc. | Power conversion integrated circuit and method for programming |
JP4739059B2 (ja) | 2006-02-23 | 2011-08-03 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Dc/dcコンバータ用半導体装置 |
WO2019087699A1 (ja) * | 2017-11-02 | 2019-05-09 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP23127694A patent/JP3190941B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6277491B1 (en) | 1997-01-20 | 2001-08-21 | Sekisui Kaseihin Kogyo Kabushikikaisha | Expandable thermoplastic resin beads and molded foam made from the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0897351A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |