JP3386047B2

JP3386047B2 - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JP3386047B2
Application number: JP2000374300A
Authority: JP
Inventors: 清一高橋; 晃司西; 靖生大橋
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JP2001190064A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主にＤＣ−ＤＣコン
バータとして用いられる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】図１４にはフライバックコンバータタイ
プのスイッチング電源装置の主要回路構成例が示されて
おり、一次コイル３と二次コイル４と三次コイル５を有
するトランス６と、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で
形成されたスイッチ素子７と、抵抗体８から成る電流セ
ンス回路９と、交流の入力電源１０と、ダイオードブリ
ッジ回路１１と、平滑コンデンサ１２と、起動抵抗体１
３と、ＩＣ入力コンデンサ１４と、ダイオード１５と、
ＯＳＣ（オシレータ）１６とＲＳフリップフロップ回路
１７とコンパレータ１８を有しＩＣ化されているスイッ
チ制御回路１９と、ダイオード２０と、コンデンサ２１
と、分圧抵抗体２２，２３とエラーアンプ２４とフォト
カプラ２５と基準電源２６を有する出力電圧検出回路２
７とを有して構成されている。

【０００３】上記図１４に示す回路の回路動作を図１５
のタイムチャートに基づいて簡単に説明する。スイッチ
制御回路１９のＯＳＣ１６は図１５の（ｄ）に示す一定
周期のパルス信号をＲＳフリップフロップ回路１７のセ
ット入力端子（Ｓ）側に加えており、ＲＳフリップフロ
ップ回路１７は、セット入力端子（Ｓ）側にＯＳＣ１６
のパルス信号のオン出力（セットパルス）が加えられる
と同時に、出力端子（Ｑ）側から図１５の（ｆ）に示す
パルス信号（ゲートパルス信号）のオン出力をスイッチ
素子７のゲートＧに加え、スイッチ素子７はそのゲート
パルス信号のオン出力を受けてスイッチオンする。スイ
ッチ素子７がスイッチオンすると、入力電源１０と平滑
コンデンサ１２の充電電圧に基づいた電流ｉがトランス
６の一次コイル３と電流センス回路９（抵抗体８）を通
る経路で流れ、一次コイル３には電流ｉの通電による電
磁エネルギーが蓄積され、また、電流センス回路９は電
流ｉを電圧に変換し図１５の（ｃ）に示す検出電圧Ｖcs
としてコンパレータ１８の非反転入力端子側に出力す
る。

【０００４】このスイッチオン期間、トランス６の出力
側ではコンデンサ２１の両端電圧が図１５の（ａ）に示
す出力電圧Ｖout として出力されると共に、この出力電
圧Ｖout は出力電圧検出回路２７の分圧抵抗体２２，２
３により分圧検出されエラーアンプ２４の反転入力端子
側に加えられる。エラーアンプ２４の非反転入力端子側
には予め定められた基準電源２６の基準電圧が加えられ
ており、エラーアンプ２４は前記出力電圧Ｖout の検出
電圧と基準電源２６の基準電圧との差に基づいて図１５
の（ｂ）に示す電圧Ｖe をフォトカプラ２５を介し図１
５の（ｃ）に示す出力電圧検出回路２７の検出電圧Ｖf
として前記コンパレータ１８の反転入力端子側に加え
る。

【０００５】コンパレータ１８は、前記電流センス回路
９の検出電圧Ｖcsが前記出力電圧検出回路２７の検出電
圧Ｖf に達すると、図１５の（ｅ）に示すパルス信号の
オン出力（リセットパルス）をＲＳフリップフロップ回
路１７のリセット入力端子（Ｒ）側に加える。ＲＳフリ
ップフロップ回路１７は、前記リセットパルスを受ける
と同時に、図１５の（ｆ）に示すようにスイッチ素子７
へのゲートパルス信号のオン出力を停止し、スイッチ素
子７をスイッチオフさせる。

【０００６】スイッチ素子７がスイッチオフすると、ト
ランス６に蓄えられたエネルギーの電流が二次コイル４
とダイオード２０を通るループで出力電圧Ｖout として
供給され、同時に、スイッチオン期間に三次コイル５に
蓄積されたエネルギーの電流がダイオード１５を通って
ＩＣ入力コンデンサ１４に充電され、次のスイッチ素子
７のスイッチオンに備える。

【０００７】例えば、出力電圧Ｖout が、図１５の
（ａ）に示すように、設定の電圧値Ｖaよりも上昇し電
圧値Ｖb となったときには、図１５の（ｂ）に示すよう
に、出力電圧検出回路２７のエラーアンプ２４の出力電
圧Ｖe が低くなり、図１５の（ｃ）に示すように、出力
電圧検出回路２７の検出電圧Ｖf が低くなり、電流セン
ス回路９の検出電圧Ｖcsが前記検出電圧Ｖf に達するま
での時間が短くなる。つまり、ＲＳフリップフロップ回
路１７がスイッチ素子７へオン出力を開始してからコン
パレータ１８のリセットパルスを受けるまでの時間（ス
イッチ素子７のスイッチオン期間）が短くなり、一次コ
イル３に蓄積される電磁エネルギーが少なくなり、出力
電圧Ｖout は設定電圧値Ｖa に対する上昇分が補正され
安定化が成される。

【０００８】また、反対に、出力電圧Ｖout が設定の電
圧値Ｖa よりも低くなったときには、上記とは逆に、ス
イッチ素子７のスイッチオン期間を長くして一次コイル
３に蓄積される電磁エネルギーが増加することで、出力
電圧Ｖout は設定の電圧値Ｖa に対する下降分が補償さ
れ安定化が行われることになる。

【０００９】上記のように、回路に流れる電流を検出し
て電圧に変換し、この検出電圧と出力電圧に基づいてス
イッチ素子７のスイッチオン期間を制御して出力電圧の
安定化を行う制御方式は、一般に、カレントモード制御
方式として知られており、例えば、ボルテージモード制
御方式等の他の制御方式に比べ、回路電流を用いている
ために、出力電圧Ｖout の変動に対して安定制御の応答
性に優れたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回路が
軽負荷や高入力電圧の状態になると、回路に流れる電流
ｉが小さくなり、必然的に電流ｉに対するノイズ成分の
割合が非常に大きくなる。つまり、電流ｉのＳＮ比が大
幅に悪化する。電流センス回路９はそのＳＮ比の悪化し
た電流ｉを電圧に変換して検出電圧Ｖcsとして出力する
ので、検出電圧ＶcsのＳＮ比は大幅に悪化し、その検出
電圧Ｖcsが加えられたスイッチ制御回路１９は、検出電
圧Ｖcsのノイズ成分の悪影響を受けて、スイッチ素子７
スイッチオン・オフ制御を正確に行うことができず、出
力電圧Ｖout の安定化が確実に行われないという問題が
ある。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、軽負荷時や高入力電圧時に
おいても、電流センス回路の検出電圧のノイズ成分の悪
影響を受けずに、出力電圧を安定化すべくスイッチ素子
のスイッチオン・オフ制御を正確に行うことができるカ
レントモード制御タイプのスイッチング電源装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明は、オン・オ
フのスイッチング動作によって出力電圧を供給するスイ
ッチ素子と、回路に流れる電流を電圧に変換して検出出
力する電流センス回路と、出力電圧を検出出力する出力
電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路の検出電圧と前
記電流センス回路の検出電圧に基づいて前記出力電圧を
安定化すべく前記スイッチ素子のスイッチオン期間を制
御するカレントモード制御タイプのスイッチ制御回路と
を備えたスイッチング電源装置において、前記スイッチ
素子のスイッチオン期間に電流センス回路に重畳電流を
加える重畳回路を有し、前記回路に流れる電流を検出
し、この回路電流の検出値が設定値よりも低下したとき
のみ重畳回路の重畳動作を行わせる重畳制御回路を設
け、前記電流センス回路のＳＮ比の悪化を防止する構成
をもって前記課題を解決する手段としている。

【００１３】また、第2の発明は、オン・オフのスイッ
チング動作によって出力電圧を供給するスイッチ素子
と、回路に流れる電流を電圧に変換して検出出力する電
流センス回路と、出力電圧を検出出力する出力電圧検出
回路と、前記出力電圧検出回路の検出電圧と前記電流セ
ンス回路の検出電圧に基づいて前記出力電圧を安定化す
べく前記スイッチ素子のスイッチオン期間を制御するカ
レントモード制御タイプのスイッチ制御回路とを備えた
スイッチング電源装置において、前記スイッチ素子のス
イッチオン期間に電流センス回路に重畳電流および重畳
電圧を加える重畳回路を設け、前記電流センス回路のＳ
Ｎ比の悪化を防止する構成をもって前記課題を解決する
手段としている。

【００１４】さらに、第３の発明は、上記第２の発明を
構成する重畳電圧を加える回路は重畳電圧を発生する重
畳用ダイオードを有する構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。

【００１５】さらに、第４の発明は、上記第２又は第３
の構成に加えて、回路電流を検出し、この回路電流の検
出値が設定値よりも低下したときのみ重畳回路の重畳動
作を行わせる重畳制御回路が設けられている構成をもっ
て前記課題を解決する手段としている。

【００１６】上記構成の発明において、例えば、重畳回
路はスイッチ素子のスイッチオン期間に電流センス回路
に設定の重畳電流を加え、電流センス回路は回路電流に
重畳電流を加えた電流を電圧に変換して検出出力し、一
方、出力電圧検出回路は出力電圧を検出出力する。前記
電流センス回路の検出電圧は重畳電流に基づく重畳成分
を含み、この重畳成分により下駄をはかされていること
から、回路が軽負荷や高入力電圧の状態になり回路電流
が小さくなっても、前記重畳成分を含むことで電流セン
ス回路で検出される電圧が大きくなり、検出電圧のＳＮ
比の大幅な悪化が回避される。したがって、軽負荷時や
高入力電圧時であっても、スイッチ制御回路は、電流セ
ンス回路の検出電圧のノイズ成分の悪影響を受けずに、
前記電流センス回路の検出電圧と前記出力電圧検出回路
の検出電圧に基づいて、出力電圧を安定化すべくスイッ
チ素子のスイッチオン・オフを正確に制御し、安定した
出力電圧を供給する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。なお、以下に説明する各実施形態
例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号
を付し、その重複説明は省略する。また、いずれの図面
でも、従来例に示す入力電源１０、ダイオードブリッジ
回路１１、平滑コンデンサ１２、起動抵抗体１３、ＩＣ
入力コンデンサ１４、三次コイル５、ダイオード１５の
図示は省略する。さらに、スイッチ制御回路１９は、従
来例同様、図１４に示すＯＳＣ１６とＲＳフリップフロ
ップ回路１７とコンパレータ１８を有して構成されＩＣ
化されているものであり、そのスイッチ素子７のスイッ
チ制御動作は従来例で述べた動作と同様である。さらに
また、出力電圧検出回路２７は、従来例同様、図１４に
示す分圧抵抗体２２，２３とエラーアンプ２４とフォト
カプラ２５と基準電源２６を有して構成されるもので、
その出力電圧検出動作は従来例で述べた動作と同様であ
る。

【００１８】図１には第１の実施形態例におけるスイッ
チング電源装置の主要回路構成が示されている。第１の
実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、重畳回路
２と、重畳制御回路４２を設けたことであり、他の構成
は従来例と同様である。

【００１９】重畳回路２は、抵抗体３２で形成され、一
次コイル３に並列に接続されている。

【００２０】重畳制御回路４２は、抵抗体４３と、コン
デンサ４４と、コンパレータ４５と、フォトトランジス
タ４６とフォトダイオード４７から成るフォトカプラで
あるスイッチ素子４８と、基準電源４９とを有して構成
されており、抵抗体４３とコンデンサ４４の並列接続点
Ｅ側がコンパレータ４５の非反転入力端子側に接続さ
れ、抵抗体４３とコンデンサ４４の並列接続点Ｆ側が基
準電源４９を介してコンパレータ４５の反転入力端子側
に接続され、コンパレータ４５の出力側はスイッチ素子
（フォトカプラ）４８のフォトダイオード４７に接続さ
れ、スイッチ素子４８のフォトトランジスタ４６は重畳
回路２の出側に設けられている。

【００２１】重畳制御回路４２は、抵抗体４３が回路電
流を電圧に変換して検出し、コンパレータ４５が、その
検出電圧（つまり、抵抗体４３とコンデンサ４４の並列
接続体の両端電圧）と、予め定められている基準電源４
９の基準電圧との差に基づいた電圧をスイッチ素子４８
に加える。第1の実施形態例では、前記検出電圧が基準
電圧よりも低下したとき、つまり、回路が軽負荷や高入
力電圧の状態となり回路電流が設定の電流値よりも低下
したときのみ、コンパレータ４５の出力低下によってフ
ォトダイオード４７が通電し、フォトトランジスタ４６
がスイッチオン（つまり、スイッチ素子４８がスイッチ
オン）するように構成されている。

【００２２】次に、第1の実施形態例におけるスイッチ
ング電源装置の動作について説明する。

【００２３】回路が軽負荷や高入力電圧の状態以外の場
合、すなわち回路が定常状態にある場合は、回路電流が
設定の電流値よりも低下しないため、フォトトランジス
タ４６はスイッチオフ状態に保持される。このため、ス
イッチ素子７のスイッチオン期間に、重畳回路２である
抵抗体３２には電流が流れず、図２（ｂ）および図２
（ｄ）に示すように、電流センス回路９には一次コイル
３と同じ電流ｉが流れる。

【００２４】次に、例えば、回路が軽負荷や高入力電圧
の状態となると、回路電流が設定の電流値よりも低下
し、フォトトランジスタ４６はスイッチオンする。この
ため、スイッチ素子７のスイッチオン期間には、一次コ
イル３に電流が流れると共に、重畳回路２である抵抗体
３２を一次コイル３に並列接続したので抵抗体３２にも
重畳電流が流れ、前記一次コイル３を流れる電流に重畳
回路２から重畳電流が付加されて電流センス回路９に流
れ込むことになる。すなわち、一次コイル３に流れる電
流ｉの値が図２の（ｂ）に示す電流ｉ'のように小さく
なっても、電流センス回路９に流れ込む電流は、前記の
如く、前記一次コイル３の電流ｉ'に一定の重畳電流ｉ₁
が付加された電流ｉ'＋ｉ₁ であり、重畳電流ｉ₁によ
り下駄をはかされ大きくなっていることから、重畳電流
ｉ₁ によってＳＮ比の悪化が防止され、電流センス回路
９は、軽負荷時や高入力電圧時であっても、ＳＮ比がよ
い検出電圧Ｖcsをスイッチ制御回路１９に加えることが
でき、スイッチ制御回路１９は検出電圧Ｖcsのノイズ成
分の悪影響を殆ど受けずにスイッチ素子７のスイッチオ
ン・オフ制御を行い、出力電圧Ｖout の安定化を確実に
行うことができる。

【００２５】また、第1の実施形態例では、重畳制御回
路４２を設け、回路が軽負荷や高入力電圧の状態となり
回路電流が設定値よりも低下したときのみ重畳回路２の
電流重畳動作を行わせるように構成したので、軽負荷時
と高入力電圧時以外のときに重畳回路２での電力損失は
なくなり、重畳回路２の電力損失の低減を図ることがで
きる。

【００２６】図３には第２の実施形態例が示されてい
る。なお、第２の実施形態例における重畳回路２の接続
位置および重畳制御回路４２の構成以外は第１の実施形
態例と同様であるため、それらの説明は省略する。

【００２７】抵抗体３２で形成した重畳回路２は、スイ
ッチ素子７のゲートＧ・ソースＳ間に並列に設けられ
る。このため、重畳回路２は、スイッチ制御回路１９か
らスイッチ素子７のゲートＧに加えられるオン出力を用
いて、設定の重畳電流ｉ₁を電流センス回路９に加える
ように構成されている。

【００２８】重畳制御回路４２は、抵抗体５１と、コン
デンサ５２と、コンパレータ５３と、基準電源５４と、
トランジスタ５５とを有して構成されており、抵抗体５
１とコンデンサ５２による積分回路がスイッチ素子７の
スイッチオン期間にスイッチ素子７のゲート電圧を積分
検出し、その積分値（積分電圧値）が予め定められた基
準電源５４の基準電圧よりも低下したとき、つまり、回
路が軽負荷や高入力電圧の状態となり出力電圧Ｖout の
安定化のためにスイッチ素子７のスイッチオン期間を短
くすべくスイッチ素子７のゲートパルス信号のパルス幅
が短くなったとき、トランジスタ５５がスイッチオンす
るように構成されている。

【００２９】次に、第２の実施形態例におけるスイッチ
ング電源装置の動作について説明する。

【００３０】回路が軽負荷や高入力電圧の状態以外の場
合、すなわち回路が定常状態にある場合は、トランジス
タ５５はスイッチオフする。このため、スイッチ素子７
のスイッチオン期間に、重畳回路２である抵抗体３２に
は電流が流れず、電流センス回路９には一次コイル３と
同じ電流が流れる。

【００３１】次に、回路が軽負荷や高入力電圧の状態と
なると、トランジスタ５５はスイッチオンする。このた
め、スイッチ素子７のスイッチオン期間に、一次コイル
３に電流ｉが流れると共に、重畳回路２の抵抗体３２に
重畳電流ｉ₁ が流れ、一次コイル３の電流ｉに重畳回路
２の重畳電流ｉ₁ が付加されて電流ｉ＋ｉ₁ が電流セン
ス回路９に流れ込むことになる。したがって、回路が軽
負荷や高入力電圧の状態となったときにも、前記第１の
実施形態例同様に、重畳電流ｉ₁ によって、電流センス
回路９に流れ込む電流のＳＮ比の悪化が防止され、電流
センス回路９はＳＮ比がよい検出電圧Ｖcsをスイッチ制
御回路１９に加えることができ、スイッチ制御回路１９
は検出電圧Ｖcsのノイズ成分の悪影響を殆ど受けずにス
イッチ素子７のスイッチオン・オフ制御を行い、軽負荷
時や高入力電圧時であっても、出力電圧Ｖoutの安定化
を確実に行うことができる。

【００３２】また、スイッチ素子７のスイッチオン期間
に、一次コイル３の入側点Ｘは、例えば、約１００Ｖ
の電圧であるのに対して、スイッチ素子７のゲート側と
重畳回路２の接続点Ｙは、例えば、１０〜２０Ｖの電圧
であるという如く、点Ｙの電圧は点Ｘの電圧よりも非常
に低いことから、前記第１の実施形態例のように重畳回
路２を一次コイル３に並列接続するよりも、第２の実施
形態例のように重畳回路２をスイッチ素子７のゲートＧ
・ソースＳ間に並列に設けた方が、重畳回路２での電力
損失を抑制することができる。

【００３３】さらに、軽負荷時と高入力電圧時以外のと
きに重畳回路２での電力損失を零にすることができ、重
畳回路２の電力損失をより一層低減させることができ
る。

【００３４】図４には第３の実施形態例が示されてい
る。第３の実施形態例が従来例と異なる特徴的なこと
は、重畳用ダイオード６０により構成した重畳回路２を
設けたことであり、他の構成は従来例と同様である。

【００３５】重畳回路２を構成する重畳用ダイオード６
０のアノード側は、電流センス回路９の抵抗体８のグラ
ンド側に接続され、重畳用ダイオード６０のカソード側
はグランドに接続されている。上記重畳用ダイオード６
０は、スイッチ素子７のスイッチオン期間、図５の
（Ｃ）に示す予め定めた順方向電圧Ｖdが印加するよう
に形成されており、上記順方向電圧Ｖdが重畳電圧とし
て電流センス回路９に加えられる。したがって、電流セ
ンス回路９は、スイッチ素子７のスイッチオン期間、図
５の（ｄ）に示すように、上記重畳電圧Ｖdにより下駄
をはかされた検出電圧Ｖcsをスイッチ制御回路１９に出
力する。

【００３６】第３の実施形態例によれば、重畳用ダイオ
ード６０により構成される重畳回路２を設けたので、ス
イッチ素子７のスイッチオン期間、電流センス回路９に
重畳電圧Ｖdを加えることができ、前記各実施形態例同
様に、軽負荷時や高入力時であっても、電流センス回路
９の検出電圧ＶcsのＳＮ比の悪化を防止することができ
る。このため、スイッチ制御回路１９は、検出電圧Ｖcs
のノイズの悪影響を受けずにスイッチ素子７のスイッチ
オン・オフ動作を制御し、出力電圧Ｖoutの安定化を良
好に行なうことができる。

【００３７】図６には第４の実施形態例が示されてい
る。なお、第４の実施形態例における重畳回路２の接続
位置および電流センス回路９の構成以外は第3の実施形
態例と同様であるため、重複説明は省略する。

【００３８】電流センス回路９は、カレントトランス３
８とリセット抵抗体３９とセンス抵抗体４０と整流ダイ
オード４１を有して構成されている。

【００３９】電流センス回路９は、周知のように、スイ
ッチ素子７のスイッチオン期間に、一次コイル３に流れ
る電流ｉがカレントトランス３８の一次側に流れて二次
側に誘起され、その二次側の電流が整流ダイオード４１
を通ってセンス抵抗体４０に流れ電圧に変換され、その
電圧を検出電圧Ｖcsとして検出出力するものである。

【００４０】重畳回路２は、重畳用ダイオード６０によ
り構成され、重畳用ダイオード６０は電流センス回路９
のセンス抵抗体４０のグランド側にアノード側をセンス
抵抗体４０側にして設けられており、スイッチ素子７の
スイッチオン期間に、予め定められた順方向電圧Ｖd が
印加するように形成されている。重畳回路２は、スイッ
チ素子７のスイッチオン期間に、上記重畳用ダイオード
６０に印加する順方向電圧を重畳電圧Ｖdとして電流セ
ンス回路９に加え、電流センス回路９は前記各実施形態
例同様に重畳電圧Ｖdにより下駄をはかされた検出電圧
Ｖcsをスイッチ制御回路１９に出力する。

【００４１】第４の実施形態例によれば、重畳回路２を
設け、電流センス回路９に重畳電圧を加える構成にした
ので、軽負荷時や高入力電圧時であっても、電流センス
回路９の検出電圧ＶcsのＳＮ比の悪化を防止することが
でき、スイッチ制御回路１９は出力電圧Ｖoutの安定化
を良好に行なうことができる。また、前記第８の実施形
態例同様に重畳用ダイオード６０により重畳回路２を構
成したので、電力損失を非常に小さく抑えることができ
る。

【００４２】以下、第５の実施形態例を説明する。第５
の実施形態例において特徴的なことは、図８や図９や図
１０や図１１や図１２や図１３に示すように、抵抗体３
２と重畳用ダイオード６０により重畳回路２を構成した
ことであり、重畳電流と重畳電圧を共に電流センス回路
９に加える構成とした。それ以外の構成は前記各実施形
態例同様であるので、その重複説明は省略する。

【００４３】第５の実施形態例では、前記の如く、重畳
回路２は抵抗体３２と重畳用ダイオード６０により構成
され、抵抗体３２により電流センス回路９に重畳電流ｉ
₁を加え、重畳用ダイオード６０により重畳電圧Ｖdを電
流センス回路９に加える構成となっている。

【００４４】第５の実施形態例によれば、電流センス回
路９に重畳電流ｉ₁と重畳電圧Ｖdを加える重畳回路２を
設けたので、電流センス回路９は重畳電流ｉ₁により下
駄をはかされた電流を電圧に変換し、その電圧にさらに
重畳電圧Ｖdを加えた電圧を検出電圧Ｖcsとしてスイッ
チ制御回路１９に出力する。このことから、軽負荷時や
高入力電圧時であっても、検出電圧ＶcsのＳＮ比の悪化
を確実に防止することができ、電流センス回路９は、Ｓ
Ｎ比がよい検出電圧Ｖcsをスイッチ制御回路１９に加え
ることができ、スイッチ制御回路１９は出力電圧Ｖout
の安定化をより確実に行なうことができる。

【００４５】また、上記の如く、重畳回路２は重畳電流
ｉ₁と重畳電圧Ｖdを電流センス回路９に加えるので、前
記のように抵抗体３２だけが設けられているものより
も、重畳電流ｉ₁を小さくすることが可能であり、その
ように重畳電流ｉ₁を小さくすると、抵抗体３２での電
力損失を低減することが可能である。

【００４６】そのうえ、図１２や図１３に示すように、
前記第１や第２の実施形態例同様の重畳制御回路４２を
設けた場合には、重畳制御回路４２の動作によって、軽
負荷時や高入力電圧時以外の通常動作時には抵抗体３２
に電流は通電しないので、通常動作時には抵抗体３２で
の電力損失を零にすることができ、より一層電力損失の
低減を図ることができる。

【００４７】ところで、トランス６の巻数比（一次コイ
ル３の巻数に対する二次コイル４の巻数の割合）が小さ
い回路で軽負荷になった場合のように、一次コイル３に
通電する電流が非常に小さくなったときには、前記図４
や図６に示す回路（重畳用ダイオード６０だけで重畳回
路２が構成されている回路）では、重畳用ダイオード６
０に通電する電流も小さくなる。このように、重畳用ダ
イオード６０に通電する電流が、例えば、図７に示すＩ
αのように小さくなると、図７に示すダイオードの順方
向電圧Ｖと通電電流Ｉの関係に示すように、重畳用ダイ
オード６０に印加する順方向電圧が予め定めた重畳電圧
Ｖdよりも小さくなり、電流センス回路９に予め定めた
重畳電圧Ｖdを加えることができない虞がある。

【００４８】これに対して、本実施形態例のように、重
畳用ダイオード６０に加えて抵抗体３２を設けると、抵
抗体３２を通電した重畳電流ｉ₁が電流センス回路９と
重畳用ダイオード６０を流れ、重畳用ダイオード６０の
通電電流は重畳電流ｉ₁により嵩上される。この嵩上さ
れた電流により、予め定められた順方向電圧が重畳用ダ
イオード６０に印加し、重畳用ダイオード６０は予め定
めた重畳電圧Ｖdを電流センス回路９に加えることがで
きる。

【００４９】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記各実施形態例では、トランス６を有するフライ
バックコンバータタイプのスイッチング電源装置を例に
して説明したが、フライバックコンバータタイプ以外の
他のコンバータタイプでも、カレントモード制御方式に
よりスイッチ素子の制御を行うスイッチング電源装置で
あれば、重畳回路あるいは重畳回路と重畳制御回路を設
けることによって、上記各実施形態例同様の優れた効果
を奏することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、重畳回路を設け、スイ
ッチ素子のスイッチオン期間に電流センス回路に重畳電
流あるいは重畳電圧を加える構成にしたので、重畳回路
が電流センス回路に重畳電流を加える場合には、電流セ
ンス回路は回路電流に重畳電流を重畳した電流を電圧に
変換し検出電圧としてスイッチ制御回路に加えることに
なり、また、重畳回路が電流センス回路に重畳電圧を加
える場合には、電流センス回路は回路電流を電圧に変換
しその電圧に重畳電圧を重畳したものを検出電圧として
スイッチ制御回路に加えることになる。上記のように重
畳回路の重畳動作によって、電流センス回路の検出電圧
には設定の重畳成分が含まれることから、回路が軽負荷
や高入力電圧の状態となり回路電流が小さくなっても、
電流センス回路の検出電圧のＳＮ比の大幅な悪化が防止
され、軽負荷時や高入力電圧時であっても、スイッチ制
御回路は電流センス回路の検出電圧のノイズ成分の悪影
響を殆ど受けずにスイッチ素子のスイッチオン・オフ動
作を制御し、出力電圧の安定化を確実に行うことができ
る。

【００５１】電流センス回路に重畳電流と重畳電圧を共
に加える重畳回路を設ける構成にあっては、重畳回路は
重畳電流と重畳電圧を共に電流センス回路に加え、電流
センス回路は回路電流に重畳電流を加えた電流を電圧に
変換し、さらに、その電圧に重畳電圧を加えた電圧を検
出電圧として、スイッチ制御回路に加える。したがっ
て、軽負荷時や高入力電圧時であっても、電流センス回
路の検出電圧のＳＮ比の悪化を確実に防止することがで
き、スイッチ制御回路は出力電圧の安定化をより正確に
行なうことができる。

【００５２】重畳回路が重畳用ダイオードを有して形成
されている構成にあっては、重畳回路は重畳電圧を電流
センス回路に加えることができ、上記の如く、電流セン
ス回路は回路電流を電圧に変換しその電圧に重畳電圧を
重畳したものを検出電圧としてスイッチ制御回路に加え
ることができ、軽負荷時や高入力電圧時であっても、電
流センス回路の検出電圧のＳＮ比の悪化を確実に防止す
ることができ、スイッチ制御回路は出力電圧の安定化を
確実に行なうことができる。そのうえ、重畳用ダイオー
ドの通電時における該ダイオードでの電力損失は非常に
小さく、重畳回路での電力損失を大幅に低減させること
が可能である。

【００５３】重畳制御回路を設けた構成にあっては、回
路が軽負荷や高入力電圧の状態となり回路電流が設定値
よりも低下したときのみ重畳回路の重畳動作を行わせる
ようにしたので、軽負荷時と高入力電圧時以外のときに
は重畳回路は回路動作を行わず、重畳回路での電力損失
を零にすることができ、重畳回路の電力損失の低減を図
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態例を示す回路図である。

【図２】図１の重畳回路の電流重畳動作を示すタイムチ
ャートである。

【図３】第２の実施形態例を示す回路図である。

【図４】第３の実施形態例を示す回路図である。

【図５】図４の重畳回路の電流重畳動作を示すタイムチ
ャートである。

【図６】第４の実施形態例を示す回路図である。

【図７】ダイオードの順方向電圧と通電電流の関係を示
すグラフである。

【図８】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加える
重畳回路の一実施形態例を示す回路図である。

【図９】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加える
重畳回路のその他の実施形態例を示す回路図である。

【図１０】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加え
る重畳回路のさらにその他の実施形態例を示す回路図で
ある。

【図１１】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加え
る重畳回路のさらにその他の実施形態例を示す回路図で
ある。

【図１２】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加え
る重畳回路のさらにその他の実施形態例を示す回路図で
ある。

【図１３】重畳電流と重畳電圧を電流センス回路に加え
る重畳回路のさらにその他の実施形態例を示す回路図で
ある。

【図１４】従来例を示す回路図である。

【図１５】図１４の回路の回路動作を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

２重畳回路７スイッチ素子９電流センス回路１９スイッチ制御回路２７出力電圧検出回路４２重畳制御回路６０重畳用ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−178169（ＪＰ，Ａ) 特開平７−64660（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−38081（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/28 H02M 3/335

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】オン・オフのスイッチング動作によって
出力電圧を供給するスイッチ素子と、回路に流れる電流
を電圧に変換して検出出力する電流センス回路と、出力
電圧を検出出力する出力電圧検出回路と、前記出力電圧
検出回路の検出電圧と前記電流センス回路の検出電圧に
基づいて前記出力電圧を安定化すべく前記スイッチ素子
のスイッチオン期間を制御するカレントモード制御タイ
プのスイッチ制御回路とを備えたスイッチング電源装置
において、前記スイッチ素子のスイッチオン期間に電流
センス回路に重畳電流を加える重畳回路を有し、前記回
路に流れる電流を検出し、この回路電流の検出値が設定
値よりも低下したときのみ重畳回路の重畳動作を行わせ
る重畳制御回路を設け、前記電流センス回路のＳＮ比の
悪化を防止することを特徴とするスイッチング電源装
置。
【請求項２】オン・オフのスイッチング動作によって
出力電圧を供給するスイッチ素子と、回路に流れる電流
を電圧に変換して検出出力する電流センス回路と、出力
電圧を検出出力する出力電圧検出回路と、前記出力電圧
検出回路の検出電圧と前記電流センス回路の検出電圧に
基づいて前記出力電圧を安定化すべく前記スイッチ素子
のスイッチオン期間を制御するカレントモード制御タイ
プのスイッチ制御回路とを備えたスイッチング電源装置
において、前記スイッチ素子のスイッチオン期間に電流
センス回路に重畳電流および重畳電圧を加える重畳回路
を設け、前記電流センス回路のＳＮ比の悪化を防止する
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】重畳電圧を加える回路は重畳電圧を発生
する重畳用ダイオードを有して構成されていることを特
徴とする請求項２記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】回路電流を検出し、この回路電流の検出
値が設定値よりも低下したときのみ重畳回路の重畳動作
を行わせる重畳制御回路が設けられている請求項２又は
請求項３記載のスイッチング電源装置。