JP2003189596A - 電源制御用半導体集積回路および電源装置 - Google Patents
電源制御用半導体集積回路および電源装置Info
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Abstract
御用ICの外部端子(ピン)数を低減し、チップサイズ
およびパッケージサイズを小さくするとともに、PFC
制御用ICの外部端子に接続される外付け素子の数を減
らして、システムを構成する部品点数を少なくするとと
もに、外付け素子で生じる電力損失を低減できるように
する。 【解決手段】 PFC方式の電源装置を構成するPFC
制御用ICにおいて、入力波形をモニタするための端子
と入力電圧の直流レベルを検出するための端子を1つに
し、この端子には抵抗分割で生成した入力電圧に比例し
て変化する電圧を入力させ、内部にコンパレータとカウ
ンタを有する実効値検出回路を設けて入力電圧の波形を
コンパレータで整形し、波形の山の数をカウンタで計数
して、その計数値に基づいて入力電圧の実効値を判別す
るようにした。
Description
びそれを用いた電源装置に適用して有効な技術に関し、
特にAC−DC(交流−直流)変換型の電源装置におけ
る電源に含まれる高調波成分を低減する場合に利用して
有効な技術に関する。
る方式して、図12に示すように、ダイオードブリッジ
からなる整流回路11で例えば100VのAC電源10
からの交流を整流して平滑コンデンサ12を充電し、こ
の平滑コンデンサ12の充電電圧B+を1次側電圧とし
てスイッチングレギュレータ13に供給してPWM(パ
ルス幅変調)制御等で所望の直流電圧を発生させるよう
にした方式がある。この方式にあっては、図13(A)
に示すように、平滑コンデンサ12の充電電圧B+が1
40Vよりも低い120Vのような電圧まで下がると平
滑コンデンサ12に向かって電流が流れてコンデンサが
充電されるように整流回路11が働くため、図13
(B)に示すように、一時的に大きな電流Iinが周期
的に流されることになる。そして、この瞬間的な電流に
よって高調波電流が発生し、AC電源10に高調波ノイ
ズがのってしまうという不具合がある。
め、図14に示すように、整流回路11とスイッチング
レギュレータ13との間に昇圧回路14を設け、整流回
路11で整流された電圧を昇圧回路14で400V近く
まで昇圧した電圧B++をスイッチングレギュレータ1
3の1次側電圧として使用するようにしたPFC(力率
改善)方式の電源装置があり、この電源装置の昇圧回路
14を構成するためのPFC制御用半導体集積回路(以
下、PFC制御用ICと称する)20も実用化されてい
る。なお、図14の電源回路は、昇圧後の電圧B++を
抵抗R3,R4で分割してPFC制御用IC20へフィ
ードバックし、PFC制御用IC20はこのフィーバッ
ク電圧に基づいて昇圧電圧B++が385Vのような所
望の電圧になるようにスイッチMOSFET16をPW
M制御しつつ、整流後の入力電圧B+のレベルを検出し
てスイッチMOSFET16のPWM制御を補正して電
流Iinの変動を抑制することで、高調波電流を抑える
ようにしてものである。
においては、昇圧回路14への入力電圧B+は図15
(B)に示すようにAC電源からの交流の全波整流波形
となり、入力電流Iinは図15(C)に示すように入
力電圧B+に相似し図13(B)の電流Iinよりもず
っとピーク電流値の小さな電流となるため、高調波電流
とそれによる電源ノイズを減らすことができる。しかし
ながら、従来のPFC方式の電源装置に使用されるPF
C制御用IC20は、PFC制御のために、入力電圧V
inの波形をモニタするための外付け抵抗R0およびそ
の抵抗接続用の外部端子P1と、AC電源10が100
V系か200V系かを知るために直流電圧レベルを検出
するための外付け直列抵抗R1,R2と容量C1および
それらの接続用外部端子P2と、を必要としていた。そ
のため、ICの外部端子数および外付け部品の数が多い
とともに、外付け抵抗でそれぞれ電力損失が発生すると
いう不具合がある。
ていたモニタ用の2つの外部端子P1,P2のうち一方
は100Hzで変化する入力電圧Vinの波形をリアル
タイムでモニタするためのものであり、他方は直流電圧
レベルを検出するためのものであるため、単純には共通
の端子とすることはできない。つまり、入力電圧の直流
電圧レベル(実効値)を検出するためには、図14のよ
うに直列抵抗R1,R2とR2に並列の容量C1を設け
てやれば、IC内部には簡単なコンパレータを設けるだ
けで入力電圧の実効値が所定のレベル以上か否か判別す
ることができるが、このように入力電圧を直流電圧レベ
ルに変えてしまうと逆に入力波形を正しくモニタするこ
とができず、正確なPFC制御を行なえなくなる。ま
た、AC−DC変換型の電源装置においては、システム
の待機時における電力損失が1W以下であることが要求
される場合があるが、図14のように外付け抵抗を3個
必要とする電源装置では、外付け抵抗における電力損失
だけで100mWを越えてしまい、電源装置全体で1W
以下を達成することが困難になるという不具合がある。
に使用されるPFC制御用ICの外部端子(ピン)数を
低減し、チップサイズおよびパッケージサイズを小さく
できるようにすることにある。この発明の他の目的は、
PFC方式の電源装置に使用されるPFC制御用ICの
外部端子に接続される外付け素子の数を減らして、シス
テムを構成する部品点数を少なくするとともに、外付け
素子で生じる電力損失を低減できるようにすることにあ
る。
電源装置を構成するPFC制御用ICにおいて、入力波
形をモニタするための端子と入力電圧の直流レベルを検
出するための端子を1つにし、この端子には抵抗分割で
生成した入力電圧に比例して変化する電圧を入力させ、
内部にコンパレータとカウンタを有する実効値検出回路
を設けて入力電圧をコンパレータでパルス状に波形整形
し、そのパルスの数をカウンタで計数して、その計数値
に基づいて入力電圧の実効値を判別するようにしたもの
である。
を判別するために外部で平滑させる必要がなく、入力電
圧に比例して変動する波形を入れてやることができるた
め、入力波形をモニタするための端子と入力電圧の直流
レベル(実効値)を検出するための端子を共用させるこ
とができ、PFC制御用ICの外部端子(ピン)数を低
減し、チップサイズおよびパッケージサイズを小さくす
ることができるようになる。また、外部端子が少なくな
った分外部端子に接続される外付け素子の数を減らし
て、システムを構成する部品点数を減らせるとともに、
外付け素子で生じる電力損失を低減できるようになる。
流回路に接続されたコイルと該コイルに流れる電流をス
イッチングするスイッチング素子と該スイッチング素子
を制御する電源制御用ICとからなる電源装置におい
て、前記整流回路と前記コイルとの間に平滑コンデンサ
を設けないようにしたものである。整流回路とコイルと
の間に平滑コンデンサがあると、平滑コンデンサの充電
電圧が下がると平滑コンデンサに向かって瞬間的に大き
な電流が流れることによって高調波電流が発生してAC
電源に高調波ノイズがのることとなるが、本願発明のよ
うに整流回路とコイルとの間に平滑コンデンサを設けな
いようにすることによって、瞬間的に流れる電流をなく
し高調波電流の発生を抑えることができる。なお、平滑
コンデンサはコイルの昇圧出力側に設けることにより、
安定して電圧を出力させることができる。
面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るPFC制
御用ICとそれを用いた電源装置の概略構成を示す。図
において、11はAC電源10からの交流を直流に変換
するダイオードブリッジからなる整流回路、20はPF
C制御用IC、16はPFC制御用IC20によりオ
ン、オフ制御されるスイッチMOSFET、17は昇圧
用コイル、18は昇圧用のダイオード、12は平滑用コ
ンデンサであり、スイッチMOSFET16がオンされ
るとコイル17にAC電源10からの電流が供給されて
エネルギーが蓄積され、スイッチMOSFET16がオ
フされるとコイル17に蓄積されていたエネルギーによ
り電流が吐き出されてダイオード18を介して平滑用コ
ンデンサ12が充電され、385VのようなAC電圧よ
りも充分に高い直流電圧VRBが発生される。
DC12Vのような直流電圧が印加される電源電圧端子
VCCと、接地電位が印加される接地端子GNDと、入
力電圧Vinのモニタ端子VACと、昇圧された出力電圧
VRBのモニタ端子PFC−FBと、上記スイッチMOS
FET16をオン、オフさせる制御パルスを出力する駆
動端子PFC−DRVと、過電流の監視と電流フィード
バック用の端子PFC−CSと、位相補償用のCR回路
41,42を構成する外付け素子が接続される端子PF
C−EO,PFC−CAOとが設けられている。この実
施例においては、上記のように昇圧された直流電圧VRB
が抵抗R3,R4によって分割されて、PFC制御用I
C20の出力電圧モニタ端子PFC−FBにフィードバ
ックされている。また、AC電源10からの交流電圧が
入力電圧Vinとして抵抗R1,R2によって分割され
て、PFC制御用IC20の入力電圧モニタ端子VAC
に印加されている。さらに、整流回路11の一方のノー
ドn1と接地点GNDとの間には過電流検出用の抵抗R
csが接続され、この抵抗Rcsの接地点GNDと反対
側の端子はPFC制御用IC20の過電流モニタ端子P
FC−CSに接続されている。
記入力電圧モニタ端子VACに接続され入力電圧Vin
の実効値Vrmsを検出する実効値検出回路21と、上
記出力電圧モニタ端子PFC−FBに接続され直流電圧
VRBのフィードバック電圧と基準電圧(2.5V)との
電位差を検出し電位差に応じた電圧VEOを出力する誤差
アンプ22と、上記入力電圧モニタ端子VACに接続さ
れ入力電圧Vinと上記誤差アンプ22の出力電圧VEOに
応じた電流を出力する掛け算回路23と、上記実効値検
出回路21で検出された実効値に応じて上記掛け算回路
23のゲインKを選択するゲイン選択回路24と、上記
掛け算回路23の出力電流Imoを電圧に変換する抵抗
Rmoと、変換された電圧と接地電位との差に応じた電
圧を出力する誤差アンプ25と、該誤差アンプ25の出
力電圧に基づいてスイッチMOSFET16を駆動する
パルスのデューティを決定する駆動パルス制御回路26
と、駆動パルス生成の元となる100kHzのような周
波数のクロックを生成する発振回路27と、駆動パルス
を出力するドライバ28などを備えている。
C−CAOに接続されており、この外部端子に接続され
ている位相補償用のCR回路42によって、PFC制御
のスイッチング周波数(100kHz)において誤差ア
ンプ25がフィードバックに反応して発振するのが防止
されるとともに、誤差アンプ25の出力は駆動パルス制
御回路26に供給されるため、スイッチMOSFET1
6を駆動する制御パルスのデューティは上記外部端子P
FC−CAOの電圧に比例するようになる。また、誤差
アンプ22の出力端子も位相補償用のCR回路41が接
続された外部端子PFC−EOに接続されており、入力
電圧Vinの周波数(50Hz)において誤差アンプ22
がフィードバックに反応して発振するのが防止される
出回路21で検出された実効値が100Vか220Vか
に応じて掛け算回路23のゲインKを切り替える。これ
により、AC100Vを昇圧するときもAC220Vを
昇圧するときも、電源装置の電力供給能力がほぼ同一に
なるようにすることができる。具体的には、AC220
Vの電源からの電圧が入力されているときの掛け算回路
23のゲインKは、AC220Vの電源からの電圧が入
力されているときのゲインの約1/5となるようにゲイ
ン選択回路24によって切り替えられる。なお、入力電
圧がAC200VかAC100Vかを検出する場合には
ゲインKを約1/4、また入力電圧がAC250VかA
C100Vかを検出する場合にはゲインKを約1/6に
切り替えるようにすれば良い。なお、この明細書におい
ては、AC200V,AC220V,AC250Vなど
を総称して200V系と称する。同様にAC100Vや
AC120Vなどを総称して100V系と称する。
は、上記出力電圧モニタ端子PFC−FBに接続され直
流電圧VRBのフィードバック電圧を監視して直流電圧V
RBのオーバーシュートを検出するオーバーシュート監視
回路29や、該オーバーシュート検出回路29の検出信
号と上記実効値検出回路21の検出信号に基づいてスタ
ート時(電源投入時)に上記誤差アンプ25の動作電流
を制御する電流制御回路30、上記過電流モニタ端子P
FC−CSに接続された過電流検出用コンパレータ3
1、電源電圧端子VCCに接続されて電源電圧の立ち上
がりを検出してリセット信号RESを生成したりする電
源監視回路32、基準電圧Vrefを発生する基準電圧
発生回路33等を備えている。
記誤差アンプ22の出力電圧VEOとゲイン選択回路24
で選択されたゲインKとから、次式 Imo=K{Vin×(VEO−1)} で決まるような電流Imoを出力する。従って、電流I
moの波形は、図2(B)に示すように、(A)のよう
な入力電圧Vinの波形と類似した波形となる。この電流
Imoが流される抵抗Rmoの一方の端子(ノードn
2)は、反転入力端子が接地点GNDに接続された誤差
アンプ25の非反転入力端子に接続されているため、定
常状態ではノードn2の電位が仮想接地されるようにア
ンプ25が動作する。また、上記出力電圧モニタ端子P
FC−FBに反転入力端子が接続された誤差アンプ25
は端子PFC−FBの電位が非反転入力端子に印加され
ている電圧と同一の2.5Vとなるように動作する。そ
の結果、PFC制御用IC20によってスイッチMOS
FET16のオン、オフ動作されることにより発生され
る直流電圧VRBが抵抗R3とR4の比(710:4.
7)で決まる385Vのような電圧になるようにフィー
ドバック系が動作する。
moが流される抵抗Rmoの他方の端子が接続された外
部端子PFC−CSの電位は、定常状態では図2(C)
に示すように(B)の電流Imoの波形と上下対称の0
〜−0.3Vのような負電位とされる。そのため、外付
け抵抗Rcsには、Isum=Imo(Rmo/Rc
s)で決まるような電流が流れる。ところが、コイル1
7がショートしたり、スイッチMOSFET16が破壊
されて電流が流れっぱなしになったりすると、外部端子
PFC−CSは−0.3Vよりもさらに深い負電位にさ
れる。この実施例のPFC制御用IC20には外部端子
PFC−CSに接続され非反転入力端子に−0.5Vの
ような比較電位が印加された過電流検出用コンパレータ
31が設けられているため、抵抗Rcsに過電流が流れ
て外部端子PFC−CSが−0.5V以下になるとこれ
を検出し、駆動制御回路28に知らせる。駆動制御回路
28は、過電流検出用コンパレータ31からの検出信号
により過電流が流れたことを知るとスイッチMOSFE
T16をオフ状態にして電流を遮断する。これによっ
て、過電流が流れっぱなしになるのを防止することがで
きる。
誤差アンプ25−駆動パルス制御回路26からなる制御
系のみでは、電源の立ち上がり時に急激に昇圧電圧を高
くするように動作することによって関連する素子に過大
なストレスを与えてしまうおそれがあるが、本実施例の
PFC制御用IC20では実効値検出回路21で検出さ
れた電圧が低い時は電流制御回路30が誤差アンプ25
の動作電流を制御することにより所望の速度で直流電圧
VBRが立ち上がるように制御(ソフトスタート)でき
る。これによって、素子に与えるストレスを小さくでき
るとともに、直流電圧VBRがオーバーシュートを起しに
くくなる。
ト監視回路29により直流電圧VBRが所望の電圧に達し
たことを検出すると、電流制御回路30によるソフトス
タート処理を終了させることにより、オーバーシュート
を防止できるように構成されている。ここで、誤差アン
プ25の動作電流を制御する方法は、電流値そのものを
制御する方法でも良いし、断続的に電流を流すようにし
て電流を流すトータルの時間を制御する方法でも良い。
電源監視回路32は、電源端子VCCが例えば8Vのよ
うな所定の電圧よりも低い時は基準電圧発生回路33の
動作を停止させることにより、IC全体の動作を停止さ
せるように機能するとともに、電源の立ち上がり時には
パワーオンリセット信号RESを発生する機能を有す
る。なお、電源スイッチがオンされて電源装置が動作し
て所望の直流電圧が電源端子VCCに供給されるまで当
該ICを動作させるために、電源端子VCCにはAC電
源10からの電圧を供給する起動抵抗Rstが接続され
ている。
構成が示されている。図3に示されているように、実効
値検出回路21は、入力電圧Vinに比例した電圧Vin’
が入力される外部端子VACに接続され、例えば2.9
2Vと2.77Vのような2つの比較電圧Vcp1で入力
電圧Vinを判別する第1のコンパレータCMP1と、
1.15Vと0.91Vのような2つの比較電圧Vcp2
で入力電圧Vin’を判別する第2のコンパレータCMP
2と、第1のコンパレータCMP1の出力に基づいて所
定の論理動作を行なって前記ゲイン選択回路24に対す
るゲイン切替え信号GRSを生成する第1ロジック回路
LGC1と、該第1ロジック回路LGC1の出力を保持
するフリップフロップFF1と、第2のコンパレータC
MP2の出力に基づいて所定の論理動作を行なって前記
駆動パルス制御回路26に対するPFC制御のオンまた
はオフを知らせるPFCイネーブル信号PESを生成す
る第2ロジック回路LGC2と、該第2ロジック回路L
GC2の出力を保持するフリップフロップFF2などか
ら構成されている。
パレータCMP2が設けられているのは、図4に示すよ
うに、第1のコンパレータCMP1でAC電源10が1
00V系か200V系かを判別し、第2のコンパレータ
CMP2でPFC制御機能(PWM制御を含む、以下、
同様)を有効にするか無効にするか決定するためであ
る。PFC制御機能を有効にしたり無効にしたりするの
は、入力電圧Vinに換算して50V程度しか供給されな
いことは通常の商用電源ではありえないので、異常な状
態であるとして電源装置自体が動作しないようにするた
めである。この回路のフリップフロップFF1から出力
されるゲイン切替え信号GRSがハイレベルにされる
と、ゲイン選択回路24はGRSがロウレベルの時のゲ
インの1/5のゲインに切り替える。一方、回路のフリ
ップフロップFF2から出力されるPFCイネーブル信
号PESがハイレベルにされると前記駆動パルス制御回
路26はPFC制御機能が有効にされ、PFCイネーブ
ル信号PESがロウレベルにされるとPFC制御機能が
無効にされる。
ロップFF1,FF2の出力状態に応じてコンパレータ
CMP1,CMP2の比較電圧Vcp1,Vcp2を切り替
える比較電圧切替え回路CVC1,CVC2を備えてい
る。比較電圧切替え回路CVC1,CVC2を設けてい
るのは、電源電圧の平均値が変動する場合があるので、
そのような変動で電源装置が誤動作しないようにするた
めである。なお、本実施例では、上記のようなフィード
バックループとしてのヒステリシスの他に、コンパレー
タCMP1,CMP2自身にもヒステリシス特性(数1
0mV)を持たせて、入力電圧Vin’にのっているノイ
ズによってコンパレータCMP1,CMP2が反応した
り電源電圧の揺らぎ等によってチャタリングを起したり
しないように構成されている。
同一の構成を有しているので、一方のCVC1の構成を
説明すると、電源電圧端子と接地点との間に直列に接続
された抵抗R11,R12と、このうちR12と並列に
接続された抵抗R13およびスイッチMOSFET Q
1とから構成されており、スイッチMOSFET Q1
がオフされた状態では抵抗R11とR12の比により
2.92Vのような電圧が比較電圧Vcp1としてコンパ
レータCMP1の反転入力端子に印加され、スイッチM
OSFET Q1がオンされると抵抗R11とR12と
R13の比により2.77Vのような電圧が比較電圧V
cp1としてコンパレータCMP1の反転入力端子に印加
される。なお、スイッチMOSFET Q1はフリップ
フロップFF1(FF2)の出力とリセット信号RES
との論理和をとるNORゲートG1(G2)の出力によ
ってオン、オフ制御される。
のコンパレータCMP2と第2ロジック回路LGC2と
フリップフロップFF2とからなりPFCイネーブル信
号PESを生成する回路のより具体的な回路構成例が示
されている。図5に示されているように、第2ロジック
回路LGC2には、上記コンパレータCMP2の他に
0.1Vのような電圧を比較電圧Vcp3として入力電圧
Vinを判別するコンパレータCMP21と、該コンパ
レータCMP21の出力を遅延する遅延回路DLY、前
記コンパレータCMP2の出力パルス数を計数するカウ
ンタCNT1と、前記コンパレータCMP21の出力パ
ルス数を計数するカウンタCNT2などが設けられてい
る。
タイミングチャートを用いて説明する。図6〜図9にお
いて、符号(a)〜(q)で示す信号は、図5に同様の
符号が付記されている信号線の信号である。なお、図6
〜図9のうち、図6および図7はPFC制御が無効から
有効にされる場合を、また図8および図9はPFC制御
が有効から無効にされる場合をそれぞれ示している。こ
の実施例の回路は、図6および図7に示すように、外部
端子VACの入力電圧Vin’が4回連続で1.15Vを
越えると出力するPFCイネーブル信号PESがハイレ
ベルに変化して、PFC制御機能を有効化させる。ま
た、PFCイネーブル信号PESがハイレベルに変化さ
れるのと同時にコンパレータCMP2の比較電圧Vcp2
が1.15Vから0.91Vに切り替えられる。
端子VACの入力電圧Vin’が3回連続で0.91Vを
下回ると、PFCイネーブル信号PESがロウレベルに
変化して、PFC制御機能を無効化させる。また、PF
Cイネーブル信号PESがロウレベルに変化されるのと
同時にコンパレータCMP2の比較電圧Vcp2が0.9
1Vから1.15Vに切り替えられる。なお、第1のコ
ンパレータCMP1と第1ロジック回路LGC1とフリ
ップフロップFF1とからなりゲイン切替え信号GRS
を生成する回路もほぼ同様な構成と機能であるので、具
体例の説明は省略する。
20を用いた電源装置のシステム構成例を示す。図10
において、110は図1の実施例のような構成を有する
昇圧回路、120はこの昇圧回路110で昇圧された3
85Vのような電圧VRBを1次側電圧として数10V程
度の直流電圧VDCSを発生する補助電源装置、130は
昇圧回路110で昇圧された電圧VRBを1次側電圧とし
て数V程度の直流電圧VDCMを発生する主電源装置であ
る。補助電源装置120は、昇圧回路110で昇圧され
た電圧VRBを1次側コイルに受けるトランス121と、
該トランス121の1次側コイルにスイッチング電流を
流すスイッチ素子122と、該スイッチ素子122をP
WM制御でスイッチングさせるサブ電源制御用IC12
3とからなるスイッチングレギュレータにより構成され
ている。主電源装置130は、昇圧回路110で昇圧さ
れた電圧VRBを1次側コイルに受けるトランス131
と、該トランス131の1次側コイルにスイッチング電
流を流すスイッチ素子132と、該スイッチ素子132
をPWM制御でスイッチングさせる主電源制御用IC1
33などからなるスイッチングレギュレータにより構成
されている。特に制限されるものでないが、昇圧回路1
10を構成するPFC制御用IC20のDC12Vのよ
うな直流電源電圧Vccは、補助電源装置120から供
給されるように構成されている。
置の構成例を示す。このうち図11(A)に示す電源装
置は、昇圧回路110のスイッチ素子16を制御するP
FC制御回路20の機能と補助電源装置120のスイッ
チ素子122を制御するサブ電源制御IC123の機能
を1つの半導体集積回路に取り込んで電源制御用IC2
00としたものである。また、図11(B)に示す電源
装置は、さらに主電源装置120のスイッチ素子122
を制御するサブ電源制御IC123の機能を1つの半導
体集積回路に取り込んで電源制御用IC210としたも
のである。本発明を適用すると、図11(A)に示すよ
うなIC200や、図11(B)に示すようなIC21
0を開発する場合、ピン数の少ない電源制御用ICを実
現することができるという利点がある。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、入力電圧Vin’が4回連続で1.15Vを
越えるとPFC制御機能を有効化させ、入力電圧Vin’
が3回連続で0.91Vを下回るとPFC制御機能を無
効化させているが、判定のための回数はそれぞれ4回と
3回に限定されるものでなく、任意の回数とすることが
できる。その場合、図5のカウンタCNT1,CNT2
の構成するだけで容易に変更することができる。また、
実施例においては、PFC制御機能を有効にさせるか無
効にさせるかの判別するためのしきい値として1.15
Vと0.91Vを、また電源電圧がAC100V系かA
C200V系かを判別するためのしきい値電圧として
2.92Vと2.77Vを、それぞれ設定しているがこ
れらのしきい値は一例であり、それぞれの機能を達成す
るに必要な条件を満たす範囲で他の値とすることも可能
である。
に使用されるPFC制御用ICの外部端子(ピン)数を
低減し、チップサイズおよびパッケージサイズを小さく
して、電源装置の小型化を図ることができる。また、P
FC方式の電源装置に使用されるPFC制御用ICの外
部端子に接続される外付け素子の数を減らして、システ
ムを構成する部品点数を少なくするとともに、外付け素
子で生じる電力損失を低減できるようになる。
電源装置の概略構成を示すブロック図である。
PFC制御用IC内の掛け算回路からの出力電流波形と
過電流検出用外部端子の電圧波形を示す波形図である。
概略構成を示すブロック図である。
ータの比較電圧との関係を示す説明図である。
成図である。
効から有効にさせる場合の回路内の信号の変化を示すタ
イミングチャートである。
効から有効にさせる場合の回路内の信号の変化を示すタ
イミングチャートである。
効から無効にさせる場合の回路内の信号の変化を示すタ
イミングチャートである。
効から無効にさせる場合の回路内の信号の変化を示すタ
イミングチャートである。
の構成例を示すブロック図である。
る。
示す構成図である。
圧および出力電流の波形を示す波形図である。
変換型電源装置の構成を示す構成図である。
圧および出力電流の波形を示す波形図である。
タ) CMP1,CMP2 コンパレータ CNT1,CNT2 カウンタ回路 CVC1,CVC2 比較電圧切替え回路
Claims (10)
- 【請求項1】 交流を直流に変換する整流回路に接続さ
れたコイルに流れる電流をスイッチングして整流回路か
ら出力される電圧を変換して出力する電源装置に使用さ
れ、前記コイルに流れる電流をオン、オフするスイッチ
ング素子の制御パルスを出力する電源制御用半導体集積
回路であって、 前記交流電圧が第1の電圧系か該第1の電圧系よりも高
い第2の電圧系かを判別する電圧判別回路と、出力変換
電圧のフィードバック電圧に応じた電圧を出力する第1
差動アンプと、前記交流電圧に基づいた入力電圧と前記
第1差動アンプの出力電圧とに応じた電流を出力する掛
け算回路と、該掛け算回路の出力電流に応じて、前記ス
イッチング素子のへ供給される制御パルスのパルス幅を
制御するパルス制御回路とを備え、 前記電圧判別回路が判別すべき電圧が入力される外部端
子が、前記掛け算回路への入力電圧が入力される外部端
子を兼用するように構成されていることを特徴とする電
源制御用半導体集積回路。 - 【請求項2】 前記掛け算回路の出力電流に応じた電圧
を出力する第2差動アンプを備え、前記パルス制御回路
は前記第2差動アンプの出力電圧に応じて前記スイッチ
ング素子の制御パルスを生成することを特徴とする請求
項1に記載の電源制御用半導体集積回路。 - 【請求項3】 前記電圧判別回路は、前記兼用の外部端
子に入力されている電圧と所定の第1比較電圧とを比較
する第1コンパレータと、該第1コンパレータの出力パ
ルス数を計数する第1カウンタ回路とを含み、該第1カ
ウンタ回路の計数値が所定値以上になった場合に前記交
流電圧が第2の電圧系であると判定し、前記掛け算回路
のゲインを低い方へ切り替えるように構成されているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の電源制御用半
導体集積回路。 - 【請求項4】 前記電圧判別回路は、前記第1比較電圧
を切り替える比較電圧切替え回路を備え、前記第1カウ
ンタ回路の計数値が所定値以上になった場合に前記第1
比較電圧をより低い第2比較電圧に切り替えるように構
成されていることを特徴とする請求項3に記載の電源制
御用半導体集積回路。 - 【請求項5】 前記電圧判別回路は、前記兼用の外部端
子に入力されている電圧と所定の第3比較電圧とを比較
する第2コンパレータと、該第2コンパレータの出力パ
ルス数を計数する第2カウンタ回路とを含み、該第2カ
ウンタ回路の計数値が所定値以上になった場合に前記交
流電圧がAC100V系であると判定し、前記掛け算回
路のゲインを低い方へ切り替えるように構成されている
ことを特徴とする請求項3または4に記載の電源制御用
半導体集積回路。 - 【請求項6】 前記電圧判別回路は、前記第3比較電圧
を切り替える比較電圧切替え回路を備え、前記第2カウ
ンタ回路の計数値が所定値以上になった場合に前記第3
比較電圧をより高い第4比較電圧に切り替えるように構
成されていることを特徴とする請求項5に記載の電源制
御用半導体集積回路。 - 【請求項7】 前記交流電圧が異常に低い状態を検出す
る異常電圧検出回路を備え、該異常電圧検出回路は前記
兼用の外部端子に接続されていることを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載の電源制御用半導体集積回
路。 - 【請求項8】 交流を直流に変換する整流回路に接続さ
れたコイルに流れる電流をスイッチングして整流回路か
ら出力される電圧を変換して出力する電源装置に使用さ
れ、前記コイルに流れる電流をオン、オフするスイッチ
ング素子の制御パルスを出力する電源制御用半導体集積
回路であって、 前記交流電圧が第1の電圧系か該第1の電圧系よりも高
い第2の電圧系かを判別する電圧判別回路と、出力変換
電圧のフィードバック電圧に応じた電圧を出力する第1
差動アンプと、前記交流電圧に基づいた入力電圧と前記
第1差動アンプの出力電圧とに応じた電流を出力する掛
け算回路と、該掛け算回路の出力電流に応じた電圧を出
力する第2差動アンプと、該第2差動アンプの出力電圧
に応じて、前記スイッチング素子へ供給される制御パル
スのパルス幅を制御するパルス制御回路と、 前記電圧判別回路が判別すべき電圧と前記掛け算回路へ
の入力電圧が入力される兼用の第1外部端子と、第1電
源電圧が印加される第2外部端子と、第2電源電圧が印
加される第3外部端子と、前記出力昇圧電圧のフィード
バック電圧が入力される第4外部端子と、前記第1差動
アンプの出力端子が接続された第5外部端子と、前記第
2差動アンプの出力端子が接続された第6外部端子と、
前記掛け算回路から出力される電流を外部へ出力する第
7外部端子と、前記パルス制御回路で生成された制御パ
ルスを出力する第8外部端子とを備え、前記第5外部端
子と第6外部端子にはそれぞれ位相補償用の外付け素子
が接続されることを特徴とする電源制御用半導体集積回
路。 - 【請求項9】 前記第7外部端子に接続され過電流を検
出する第3差動アンプを備え、前記パルス制御回路は前
記第3差動アンプの出力に基づいて制御パルスの出力を
停止するように構成されていることを特徴とする請求項
8に記載の電源制御用半導体集積回路。 - 【請求項10】 交流を直流に変換する整流回路と、該
整流回路に接続されたコイルと、該コイルに流れる電流
をオン、オフするスイッチング素子と、該スイッチング
素子を制御する請求項1〜9のいずれかに記載の電源制
御用半導体集積回路とを含み、前記整流回路から出力さ
れる電圧を昇圧して出力する電源装置であって、前記整
流回路と前記コイルとの間に平滑コンデンサを有しない
ように構成されていることを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383938A JP2003189596A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 電源制御用半導体集積回路および電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383938A JP2003189596A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 電源制御用半導体集積回路および電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003189596A true JP2003189596A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27593804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383938A Pending JP2003189596A (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 電源制御用半導体集積回路および電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003189596A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013502683A (ja) * | 2009-08-18 | 2013-01-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 半導体照明器具用ユニバーサル電圧入力提供方法及び装置 |
| JP2013236424A (ja) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Fuji Electric Co Ltd | 電源装置の制御回路 |
| KR101926599B1 (ko) * | 2015-10-28 | 2018-12-11 | 주식회사 아모텍 | 감전보호 장치 |
| US10231366B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-03-12 | Amotech Co., Ltd. | Electric shock prevention apparatus |
| US11437842B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-09-06 | Seiko Epson Corporation | Power supply control device, switching power supply, and electronic apparatus |
-
2001
- 2001-12-18 JP JP2001383938A patent/JP2003189596A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013502683A (ja) * | 2009-08-18 | 2013-01-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 半導体照明器具用ユニバーサル電圧入力提供方法及び装置 |
| JP2013236424A (ja) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Fuji Electric Co Ltd | 電源装置の制御回路 |
| KR101926599B1 (ko) * | 2015-10-28 | 2018-12-11 | 주식회사 아모텍 | 감전보호 장치 |
| US10231366B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-03-12 | Amotech Co., Ltd. | Electric shock prevention apparatus |
| US11437842B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-09-06 | Seiko Epson Corporation | Power supply control device, switching power supply, and electronic apparatus |
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