JP7404905B2 - スイッチング制御回路、及び電源回路 - Google Patents
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Description
<電源回路10>
図1は、本発明の一実施形態である電源回路10の構成の一例を示す図である。電源回路10は、入力電圧である交流電圧Vacから目的レベルの出力電圧Voutを生成し、負荷11に供給する、フライバック方式の電源回路である。電源回路10は、全波整流回路20、コンデンサ21,26,32、ダイオード22,23,25,31、抵抗24,29、制御ブロック27、NMOSトランジスタ28、トランス30、定電圧回路33、及び発光ダイオード34を含んで構成される。
制御ブロック27は、NMOSトランジスタ28を制御する回路である。制御ブロック27は、スイッチング制御回路40、フォトトランジスタ41、コンデンサ42,44、抵抗43,45,46,48、及びダイオード47を含んで構成される。
図2は、スイッチング制御回路40の構成の一例を示す図である。ここでは、便宜上、端子GNDは省略されている。また、電圧Vccは、スイッチング制御回路40の内部電源51で生成される電源電圧Vddを生成するために使用され、スイッチング制御回路40が動作するためにも使用される。
図3は、遮断検出回路52の構成の一例を示す図である。遮断検出回路52は、電圧Vhを分圧した電圧Vhdivを基準電圧VREF3と比較することで、交流電圧Vacの遮断を検出する回路であり、抵抗61,62、コンデンサ63、コンパレータ64、及びタイマ65を含んで構成される。
図4は、第1駆動回路55の構成の一例を示す図である。第1駆動回路55は、制御信号Senが“H”レベルである場合、電圧Vfbに基づいて、NMOSトランジスタ28をスイッチング制御するための駆動信号Vdrv1を出力する回路である。また、第1駆動回路55は、PWM回路71、及びバッファ72を含んで構成される。
図5は、第2駆動回路57の構成の一例を示す図である。第2駆動回路57は、NMOSトランジスタ28が流すインダクタ電流でコンデンサ21を放電する回路である。第2駆動回路57は、駆動信号生成回路81、及びタイマ85を含んで構成される。
図6は、スイッチング制御回路40の動作の一例を示す図である。スイッチング制御回路40は、電圧Vh,Vcc,Vfb,Vcsに基づいてNMOSトランジスタ28を駆動する駆動信号Vdrv1/Vdrv2を出力する。
本実施形態では、スイッチング制御回路40を、フライバック式の電源回路10に用いる例を示した。しかしながら、これに限らず、スイッチング制御回路40を、フォワード式の電源回路、LLC共振式の電源回路、その他の絶縁型の電源回路に用いてもよい。
以上、本実施形態の電源回路10について説明した。制御回路54は、制御信号Senを出力する。第1駆動回路55または第2駆動回路57は、制御信号Senに応じて動作する。この結果、電圧Vccがヒステリシスコンパレータ53の低い閾値電圧VREFLを下回った場合、NMOSトランジスタ28をスイッチングさせることで、補助コイルL3に補助コイル電圧を生成させて電圧Vccを上昇させることができる。これにより、スイッチング制御回路40は動作を継続する。その結果、スイッチング制御回路40は、電圧Vbulkが0Vになるまでコンデンサ21を放電することができる。つまり、入力電圧が遮断される際に、適切に、コンデンサを放電することが可能なスイッチング制御回路40を提供することができる。
11 負荷
20 全波整流回路
21,26,32,42,44,63 コンデンサ
30 トランス
22,23,25,31,47 ダイオード
24,29,43,45,46,48,56,61,62 抵抗
27 制御ブロック
28,84 NMOSトランジスタ
33 定電圧回路
34 発光ダイオード
40 スイッチング制御回路
41 フォトトランジスタ
51 内部電源
52 遮断検出回路
53 ヒステリシスコンパレータ
54 制御回路
55 第1駆動回路
57 第2駆動回路
58,64 コンパレータ
65,85 タイマ
71 PWM回路
72 バッファ
81 駆動信号生成回路
82 オペアンプ
83 論理回路
L1 1次コイル
L2 2次コイル
L3 補助コイル
Claims (12)
- 入力電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記第1コンデンサの電圧が印加され、1次側に設けられた1次コイル、2次側に設けられた2次コイル、及び補助コイルを含むトランスと、前記補助コイルからの電圧が印加される第2コンデンサと、前記1次コイルに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、を含む電源回路の前記トランジスタをスイッチング制御するスイッチング制御回路であって、
前記入力電圧が供給されている場合、または前記入力電圧の供給が停止され、前記第2コンデンサの電圧が第1レベルに到達したという第1条件が満たされる場合、第1制御信号を出力し、前記入力電圧の供給が停止され、前記第1条件が満たされた後、前記第2コンデンサの電圧が前記第1レベルより高い第2レベルに到達したという第2条件が満たされる場合、第2制御信号を出力する制御回路と、
前記第1制御信号に基づいて、前記トランジスタをスイッチング制御するための第1駆動信号を出力する第1駆動回路と、
前記第2制御信号に基づいて、前記トランジスタのオン抵抗を制御して前記第1コンデンサの電荷を引き抜くための第2駆動信号を出力する第2駆動回路と、
を備える、スイッチング制御回路。 - 請求項1に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第2駆動回路は、
前記第1コンデンサを放電する前記インダクタ電流が所定値となるよう、前記第2駆動信号を出力する、
スイッチング制御回路。 - 請求項1または請求項2に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第2制御信号は、
前記入力電圧の供給が停止されかつ前記第1条件になる前の状態である第3条件で出力される、
スイッチング制御回路。 - 請求項3に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第2レベルは、
前記電源回路が目的レベルの出力電圧を生成している際の前記第2コンデンサの電圧を示す第3レベルより低い、
スイッチング制御回路。 - 請求項3または請求項4に記載のスイッチング制御回路であって、
前記入力電圧が交流電圧である場合、前記交流電圧の供給が停止されることを検出する遮断検出回路と、
前記第2コンデンサの電圧が前記第1レベルより低くなると、第1論理レベルの信号を出力し、前記第2コンデンサの電圧が前記第2レベルより高くなると、第2論理レベルの信号を出力するヒステリシスコンパレータと、
をさらに備える、スイッチング制御回路。 - 請求項2に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第2駆動回路は、
所定周期を繰り返し計時するタイマ回路と、
前記所定周期のうち第1期間、前記インダクタ電流を前記所定値とするための前記第2駆動信号を生成し、前記所定周期のうち第2期間、前記インダクタ電流の生成を停止させるための前記第2駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
を含む、スイッチング制御回路。 - 請求項2~6いずれか一項に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第1コンデンサの放電が完了したか否かを判定する判定回路を更に含み、
前記第2駆動回路は、
前記判定回路が、前記第1コンデンサの放電が完了したことを判定すると、前記インダクタ電流の生成を停止する、
スイッチング制御回路。 - 請求項1に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第1条件にて前記第1制御信号に基づいて前記第1駆動信号が出力されている時、前記第2コンデンサの電圧は上昇している、
スイッチング制御回路。 - 請求項8に記載のスイッチング制御回路であって、
前記第1条件にて前記第2コンデンサの電圧が上昇することで、前記第2条件を満たし前記第2制御信号が出力される、
スイッチング制御回路。 - 入力電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記第1コンデンサの電圧が印加され、1次側に設けられた1次コイル、2次側に設けられた2次コイル、及び補助コイルを含むトランスと、前記補助コイルからの電圧が印加される第2コンデンサと、前記1次コイルに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、を含む電源回路の前記トランジスタをスイッチング制御するスイッチング制御回路であって、
前記入力電圧が供給されている場合、または前記入力電圧の供給が停止され、前記第2コンデンサの電圧が第1レベルに到達したという第1条件が満たされる場合、第1制御信号を出力し、前記入力電圧の供給が停止され、前記第1条件が満たされた後、前記第2コンデンサの電圧が前記第1レベルより高い第2レベルに到達したという第2条件が満たされる場合、第2制御信号を出力する制御回路と、
前記第1制御信号に基づいて、前記トランジスタをスイッチング制御するための第1駆動信号を出力する第1駆動回路と、
前記第2制御信号に基づいて、前記トランジスタのオン抵抗を所定周期ごとに制御し前記インダクタ電流を間欠的に流して前記第1コンデンサの電荷を引き抜くための第2駆動信号を出力する第2駆動回路と、
を備える、スイッチング制御回路。
- 請求項10に記載のスイッチング制御回路であって、
前記スイッチング制御の周波数は、前記インダクタ電流を間欠的に流す周波数の100倍以上の大きさを持つ、
スイッチング制御回路。 - 入力電圧を平滑化する第1コンデンサと、
前記第1コンデンサの電圧が印加され、1次側に設けられた1次コイル、2次側に設けられた2次コイル、及び補助コイルを含むトランスと、
前記補助コイルからの電圧が印加される第2コンデンサと、
前記1次コイルに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、
前記入力電圧が供給されている場合、または前記入力電圧の供給が停止され、前記第2コンデンサの電圧が第1レベルに到達したという第1条件が満たされる場合、第1制御信号を出力し、前記入力電圧の供給が停止され、前記第1条件が満たされた後、前記第2コンデンサの電圧が前記第1レベルより高い第2レベルに到達したという第2条件が満たされる場合、第2制御信号を出力する制御回路と、
前記第1制御信号に基づいて、前記トランジスタをスイッチング制御するための第1駆動信号を出力する第1駆動回路と、
前記第2制御信号に基づいて、前記トランジスタのオン抵抗を制御して前記第1コンデンサの電荷を引き抜くための第2駆動信号を出力する第2駆動回路と、
を備える、電源回路。
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