JPH07222440A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
- Publication number
- JPH07222440A JPH07222440A JP827594A JP827594A JPH07222440A JP H07222440 A JPH07222440 A JP H07222440A JP 827594 A JP827594 A JP 827594A JP 827594 A JP827594 A JP 827594A JP H07222440 A JPH07222440 A JP H07222440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power supply
- control circuit
- output
- input terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 外部端子に僅かな部品を接続することによ
り、出力電圧を階段的に可変する事のできる3端子方式
のスイッチングデバイスを備えたスイッチング電源を得
る。 【構成】 MOSFETのドレイン端子とソース端子及
び制御回路の電源入力端子を外部端子としこの外部端子
の電圧が制御回路により一定電圧に制御されるようにし
たスイッチングデバイスと、商用電源を整流平滑しその
平滑出力を起動抵抗を介して制御回路の電源入力端子に
印加する手段と、MOSFETのドレイン端子が直列に
接続されると共に商用電源を整流平滑した電圧が加えら
れる一次巻線と出力電圧を取り出す二次巻線及びバイア
ス巻線よりなり、バイアス巻線に生じた電圧を整流平滑
しその平滑出力を電源入力端子に加えるようにしたトラ
ンスを備えたスイッチング電源にして、二次巻線より取
り出す出力電圧の値を可変する可変手段を備えたことを
特徴とする。
り、出力電圧を階段的に可変する事のできる3端子方式
のスイッチングデバイスを備えたスイッチング電源を得
る。 【構成】 MOSFETのドレイン端子とソース端子及
び制御回路の電源入力端子を外部端子としこの外部端子
の電圧が制御回路により一定電圧に制御されるようにし
たスイッチングデバイスと、商用電源を整流平滑しその
平滑出力を起動抵抗を介して制御回路の電源入力端子に
印加する手段と、MOSFETのドレイン端子が直列に
接続されると共に商用電源を整流平滑した電圧が加えら
れる一次巻線と出力電圧を取り出す二次巻線及びバイア
ス巻線よりなり、バイアス巻線に生じた電圧を整流平滑
しその平滑出力を電源入力端子に加えるようにしたトラ
ンスを備えたスイッチング電源にして、二次巻線より取
り出す出力電圧の値を可変する可変手段を備えたことを
特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MOSFETをスイッ
チング素子とするスイッチングデバイスを用いたスイッ
チング電源に関するものである。
チング素子とするスイッチングデバイスを用いたスイッ
チング電源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、スイッチング電源の部品点数の削
減,スペースファクタの向上,或いは小型化,コストダ
ウン等の為に、スイッチ素子として用いられるMOSF
ETとその制御回路とを同一チップの半導体集積回路に
組み込んだスイッチングデバイスが実用化されている。
減,スペースファクタの向上,或いは小型化,コストダ
ウン等の為に、スイッチ素子として用いられるMOSF
ETとその制御回路とを同一チップの半導体集積回路に
組み込んだスイッチングデバイスが実用化されている。
【0003】ところで、従来のこのようなスイッチング
デバイスにおいては、外部端子として例えば20本以上
のピンが設けられているので、このデバイスをプリント
基板へ実装する場合にその実装が困難であり、又外部端
子の数に対応した外付け部品が必要であるので、小型化
する場合に制約がある。加えて、外付け部品の点数に対
応してコストも高くなる。
デバイスにおいては、外部端子として例えば20本以上
のピンが設けられているので、このデバイスをプリント
基板へ実装する場合にその実装が困難であり、又外部端
子の数に対応した外付け部品が必要であるので、小型化
する場合に制約がある。加えて、外付け部品の点数に対
応してコストも高くなる。
【0004】本願出願人は、このような問題点を解決す
る為に、本出願と同日付けで発明の名称「スイッチング
デバイス」を特許出願した。この出願によれば、外部端
子はMOSFETのドレイン端子とソース端子及び制御
回路の電源入力端子の3個の端子で構成されるので、プ
リント基板へ実装が容易で、かつ外付け部品も少なくて
済む特徴がある。しかし、この同日出願のデバイスに於
ける制御回路の電源入力端子の電圧は固定されており、
このデバイスを用いて構成したスイッチング電源では一
定の出力電圧しか得られないという問題がある。
る為に、本出願と同日付けで発明の名称「スイッチング
デバイス」を特許出願した。この出願によれば、外部端
子はMOSFETのドレイン端子とソース端子及び制御
回路の電源入力端子の3個の端子で構成されるので、プ
リント基板へ実装が容易で、かつ外付け部品も少なくて
済む特徴がある。しかし、この同日出願のデバイスに於
ける制御回路の電源入力端子の電圧は固定されており、
このデバイスを用いて構成したスイッチング電源では一
定の出力電圧しか得られないという問題がある。
【0005】以下、本発明を説明する前に、本発明のス
イッチング電源に用いられるスイッチングデバイスの一
例として上記した特許出願「スイッチングデバイス」の
回路構成図を図1に示し、この図に付いて説明する。図
1において、10はパッケージで、このパッケージ内に
スイッチング素子として用いられるマルチソースのMO
SFET(以下、単にFETという)20と、このFE
Tを制御する電流制御方式の制御回路30が同一チップ
の半導体集積回路として組み込まれている。40は外部
からの電圧Vinが電源電圧として入力される端子であ
る。パッケージ10には、FET20のドレイン端子2
1とソース端子22,及び電源入力端子40の3個の端
子が設けられている。即ち、3端子方式のパッケージと
なっている。
イッチング電源に用いられるスイッチングデバイスの一
例として上記した特許出願「スイッチングデバイス」の
回路構成図を図1に示し、この図に付いて説明する。図
1において、10はパッケージで、このパッケージ内に
スイッチング素子として用いられるマルチソースのMO
SFET(以下、単にFETという)20と、このFE
Tを制御する電流制御方式の制御回路30が同一チップ
の半導体集積回路として組み込まれている。40は外部
からの電圧Vinが電源電圧として入力される端子であ
る。パッケージ10には、FET20のドレイン端子2
1とソース端子22,及び電源入力端子40の3個の端
子が設けられている。即ち、3端子方式のパッケージと
なっている。
【0006】制御回路30において、31は発振回路、
32はオアゲート、32aはインバータ、33はRSフ
リツプフロップで構成したラッチ回路である。発振回路
31は、一定周期のパルス(ブランキングパルス)を発
生すると共に、そのパルスを発生させる為の鋸歯状波
(又は三角波)を出力する。ブランキングパルスはオア
ゲート32に加えられると共に、ラッチ回路33のセッ
ト端子Sに入力され、ラッチ回路33のQバー出力はオ
アゲート32に加えられている。34は電源入力端子4
0より印加される電圧Vinを受けて基準電圧Vrを発
生する基準電圧発生回路、35は電圧Vinが基準値よ
り低い場合を検出する低電圧検出回路、36は逆にVi
nが所定値より高い場合を検出する高電圧検出回路で、
両検出回路の基準電圧は共に基準電圧発生回路34より
得ている。36aはスイッチ、36bは分圧抵抗であ
る。高電圧検出回路36にはスイッチ36aを介して得
られる電源電圧Vinが分圧抵抗36bで分圧されて加
えられる。
32はオアゲート、32aはインバータ、33はRSフ
リツプフロップで構成したラッチ回路である。発振回路
31は、一定周期のパルス(ブランキングパルス)を発
生すると共に、そのパルスを発生させる為の鋸歯状波
(又は三角波)を出力する。ブランキングパルスはオア
ゲート32に加えられると共に、ラッチ回路33のセッ
ト端子Sに入力され、ラッチ回路33のQバー出力はオ
アゲート32に加えられている。34は電源入力端子4
0より印加される電圧Vinを受けて基準電圧Vrを発
生する基準電圧発生回路、35は電圧Vinが基準値よ
り低い場合を検出する低電圧検出回路、36は逆にVi
nが所定値より高い場合を検出する高電圧検出回路で、
両検出回路の基準電圧は共に基準電圧発生回路34より
得ている。36aはスイッチ、36bは分圧抵抗であ
る。高電圧検出回路36にはスイッチ36aを介して得
られる電源電圧Vinが分圧抵抗36bで分圧されて加
えられる。
【0007】37はチップ保護の為に異常な温度上昇を
検出する為の異常加熱検出回路で、その出力は低電圧,
及び高電圧検出回路35,36の出力と共に前記したオ
アゲート32に加えられている。オアゲート32の出力
はインバータ32aを介してFET20のゲート電極に
加えられている。
検出する為の異常加熱検出回路で、その出力は低電圧,
及び高電圧検出回路35,36の出力と共に前記したオ
アゲート32に加えられている。オアゲート32の出力
はインバータ32aを介してFET20のゲート電極に
加えられている。
【0008】38は誤差増幅器、38aはスイッチ、3
8bは分圧抵抗である。誤差増幅器38にはスイッチ3
8aを介して得られる電源入力端子40より加えられる
電圧Vinが分圧抵抗38bで分圧されて加えられる。
誤差増幅器38はこの分圧電圧を基準値Vrと比較し、
その差を増幅して出力する。この基準電圧Vrも前記し
た基準電圧発生回路34より得たものである。スイッチ
38a及び前記したスイッチ36aは共に低電圧検出回
路35の出力で駆動されるようになつている。
8bは分圧抵抗である。誤差増幅器38にはスイッチ3
8aを介して得られる電源入力端子40より加えられる
電圧Vinが分圧抵抗38bで分圧されて加えられる。
誤差増幅器38はこの分圧電圧を基準値Vrと比較し、
その差を増幅して出力する。この基準電圧Vrも前記し
た基準電圧発生回路34より得たものである。スイッチ
38a及び前記したスイッチ36aは共に低電圧検出回
路35の出力で駆動されるようになつている。
【0009】39はFET20のマルチソースから検出
されるソース電流に比例した電流と,誤差増幅器38の
出力とを比較する電流検出コンパレータで、その反転入
力端子には誤差増幅器38の出力が加えられている。非
反転入力端子には抵抗23によって検出されるFET2
0のソース電流に比例した電圧が電流に変換されて加え
られると共に、前記発振回路31が出力する鋸歯状波が
バイアスとして加えられている。このコンパレータの出
力はラッチ回路33のリセット端子Rに接続されてい
る。発振回路31より得られる鋸歯状波を重畳したの
は、デューテイが50%以上になつた時、系が不安定に
ならないように補正する為である。39aは電流検出コ
ンパレータ39の反転入力端子に加えられる電圧の最大
値を制限する為の定電圧素子で、これによりFET20
のドレイン電流の最大値を制限するようになっている。
されるソース電流に比例した電流と,誤差増幅器38の
出力とを比較する電流検出コンパレータで、その反転入
力端子には誤差増幅器38の出力が加えられている。非
反転入力端子には抵抗23によって検出されるFET2
0のソース電流に比例した電圧が電流に変換されて加え
られると共に、前記発振回路31が出力する鋸歯状波が
バイアスとして加えられている。このコンパレータの出
力はラッチ回路33のリセット端子Rに接続されてい
る。発振回路31より得られる鋸歯状波を重畳したの
は、デューテイが50%以上になつた時、系が不安定に
ならないように補正する為である。39aは電流検出コ
ンパレータ39の反転入力端子に加えられる電圧の最大
値を制限する為の定電圧素子で、これによりFET20
のドレイン電流の最大値を制限するようになっている。
【0010】このような図1に示すスイッチングデバイ
スの動作を図2の波形図を用いて説明すると次のごとく
なる。なお、図3は図1において用いられるラッチ回路
33の真理値表である。
スの動作を図2の波形図を用いて説明すると次のごとく
なる。なお、図3は図1において用いられるラッチ回路
33の真理値表である。
【0011】電源入力端子40より入力された電圧Vi
nは上記の様に制御回路30を構成する各回路に電源電
圧として加えられ、その結果基準電圧発生回路34は基
準電圧Vrを発生する。この場合、入力電圧Vinは電
源投入時より徐々に増加するが、その値が低電圧検出回
路35の基準値Vrで定まる起動電圧より低い期間,ス
イッチ36aと38aはオフとなっいるが、起動電圧に
達すると低電圧検出回路35の出力により両スイッチは
オンとなり、これによって制御回路全体が動作状態とな
る。
nは上記の様に制御回路30を構成する各回路に電源電
圧として加えられ、その結果基準電圧発生回路34は基
準電圧Vrを発生する。この場合、入力電圧Vinは電
源投入時より徐々に増加するが、その値が低電圧検出回
路35の基準値Vrで定まる起動電圧より低い期間,ス
イッチ36aと38aはオフとなっいるが、起動電圧に
達すると低電圧検出回路35の出力により両スイッチは
オンとなり、これによって制御回路全体が動作状態とな
る。
【0012】制御回路30が起動すると、発振回路31
は第2図(イ)に示す鋸歯状波を出力すると共に、この
鋸歯状波によって得られる第2図(ロ)に示す一定周期
のブランキングパルスを発生する。鋸歯状波信号は電流
検出コンパレータ39の非反転入力端子に加えられ、ブ
ランキングパルスはオアーゲート32の入力端子とラッ
チ回路32のセット端子Sに加えられる。一方、スイッ
チ38aがオンになると、入力電圧Vinはこのスイッ
チを介して分圧回路38aに加えられて分圧される。こ
の分圧電圧は誤差増幅器38で基準値Vrと比較され、
その差が増幅されて電流検出コンパレータ39に閾値電
流Ithとしてこのコンパレータの反転入力端子に加え
られる。この閾値電流のレベルを第2図(ト)でIth
1〜Ith3として示す。Ith1は分圧回路38aの
分圧電圧と基準値Vrとの差が小さい場合、Ith3は
その差が大きい場合を示す。
は第2図(イ)に示す鋸歯状波を出力すると共に、この
鋸歯状波によって得られる第2図(ロ)に示す一定周期
のブランキングパルスを発生する。鋸歯状波信号は電流
検出コンパレータ39の非反転入力端子に加えられ、ブ
ランキングパルスはオアーゲート32の入力端子とラッ
チ回路32のセット端子Sに加えられる。一方、スイッ
チ38aがオンになると、入力電圧Vinはこのスイッ
チを介して分圧回路38aに加えられて分圧される。こ
の分圧電圧は誤差増幅器38で基準値Vrと比較され、
その差が増幅されて電流検出コンパレータ39に閾値電
流Ithとしてこのコンパレータの反転入力端子に加え
られる。この閾値電流のレベルを第2図(ト)でIth
1〜Ith3として示す。Ith1は分圧回路38aの
分圧電圧と基準値Vrとの差が小さい場合、Ith3は
その差が大きい場合を示す。
【0013】ここで、抵抗21より検出されるFET2
0のソース電流の波形を第2図(ト)に示す。この検出
電流は第2図(ロ)に示すブランキングパルスの立ち下
がりによって立ち上がるようになっている。例えば、時
刻t1においてブランキングパルスが立ち下がると検出
電流(ソース電流)が立ち上がり、その電流は徐々に増
加し、時刻t2においてその値が閾値電流Ith1に達
すると電流検出コンパレータ39が第2図(ハ)で示す
如くこれを検出する。この検出出力はラッチ回路33の
リセット端子Rに加えられる。検出電流が閾値電流It
h1に達しないt1〜t2の期間、ラッチ回路33の出
力Qバーは第2図(ニ)で示す如くロウレベルになって
いるが、時刻t2において閾値電流Ith1に達すると
Qバー出力はハイレベルとなる。このハイレベル出力は
次のブランキングパルスの立ち上がりによってロウとな
る。
0のソース電流の波形を第2図(ト)に示す。この検出
電流は第2図(ロ)に示すブランキングパルスの立ち下
がりによって立ち上がるようになっている。例えば、時
刻t1においてブランキングパルスが立ち下がると検出
電流(ソース電流)が立ち上がり、その電流は徐々に増
加し、時刻t2においてその値が閾値電流Ith1に達
すると電流検出コンパレータ39が第2図(ハ)で示す
如くこれを検出する。この検出出力はラッチ回路33の
リセット端子Rに加えられる。検出電流が閾値電流It
h1に達しないt1〜t2の期間、ラッチ回路33の出
力Qバーは第2図(ニ)で示す如くロウレベルになって
いるが、時刻t2において閾値電流Ith1に達すると
Qバー出力はハイレベルとなる。このハイレベル出力は
次のブランキングパルスの立ち上がりによってロウとな
る。
【0014】オアーゲート32はこれに加えられる入力
のレベルが全てロウの時その出力は第2図(ホ)に示す
如くロウレベルとなり、このロウレベルがインバータ3
2aによって第2図(へ)に示す如く反転され、そのハ
イレベルの信号がFET20のゲートに加えられる。F
ET20はこのゲートに加えられるインバータ32aの
出力がハイレベルの期間オン状態になる。即ち、図2に
おいてt1〜t2の期間、FET20はオンとなるが、
t2〜t3の期間FET20のゲートに加わる信号レベ
ルはロウとなり、その結果FET20はオフとなってい
る。
のレベルが全てロウの時その出力は第2図(ホ)に示す
如くロウレベルとなり、このロウレベルがインバータ3
2aによって第2図(へ)に示す如く反転され、そのハ
イレベルの信号がFET20のゲートに加えられる。F
ET20はこのゲートに加えられるインバータ32aの
出力がハイレベルの期間オン状態になる。即ち、図2に
おいてt1〜t2の期間、FET20はオンとなるが、
t2〜t3の期間FET20のゲートに加わる信号レベ
ルはロウとなり、その結果FET20はオフとなってい
る。
【0015】次のブランキングパルスが時刻t3におい
て立ち下がると、第2図(ト)に示す検出電流が立ち上
がる。この場合、電源電圧Vinの値が時刻t1〜t3
の期間における値よりより小さく、その結果誤差増幅器
38の出力が大きくて電流検出コンパレータ39の閾値
電流がIth2となったとすると、検出電流がIth2
に達する時刻t4までラッチ回路33のQバー出力はハ
イレベルにならない。即ち、ラッチ回路33のQバー出
力がロウであるt3〜t4の期間は、t1〜t2の期間
より長く、そのt3〜t4の期間FET20はオンとな
っている。更に、時刻t3〜t5の期間より電源電圧V
inの値が小さく、電流検出コンパレータ39の閾値電
流がIth3の場合、期間t5〜t6で示す如くt3〜
t4の期間より長い間、FET20はオンとなってい
る。このように、電源入力端子40に加えられる電圧V
inと基準値Vrに差が有る場合、その差に応じてFE
T20のオン時間を制御して検出電流が一定値になるよ
うに入力電圧Vinの値が制御される。
て立ち下がると、第2図(ト)に示す検出電流が立ち上
がる。この場合、電源電圧Vinの値が時刻t1〜t3
の期間における値よりより小さく、その結果誤差増幅器
38の出力が大きくて電流検出コンパレータ39の閾値
電流がIth2となったとすると、検出電流がIth2
に達する時刻t4までラッチ回路33のQバー出力はハ
イレベルにならない。即ち、ラッチ回路33のQバー出
力がロウであるt3〜t4の期間は、t1〜t2の期間
より長く、そのt3〜t4の期間FET20はオンとな
っている。更に、時刻t3〜t5の期間より電源電圧V
inの値が小さく、電流検出コンパレータ39の閾値電
流がIth3の場合、期間t5〜t6で示す如くt3〜
t4の期間より長い間、FET20はオンとなってい
る。このように、電源入力端子40に加えられる電圧V
inと基準値Vrに差が有る場合、その差に応じてFE
T20のオン時間を制御して検出電流が一定値になるよ
うに入力電圧Vinの値が制御される。
【0016】なお、ブランキングパルスに加えて、電圧
Vinが基準値Vrより低い場合を検出する低電圧検出
回路35,Vinが基準値より高くなるとこれを検出す
る高電圧検出回路36,及び回路が異常に加熱されると
これを検出する異常加熱検出回路37の出力はオアゲー
ト32に夫々加えられている。これらの回路の出力のう
ちの1つでもハイレベルとなると、オアゲート32の出
力はハイレベルとなり、これがインバータ32aにより
反転されてFET20のゲートに加えられる。これによ
り、FET20はオフとなる。
Vinが基準値Vrより低い場合を検出する低電圧検出
回路35,Vinが基準値より高くなるとこれを検出す
る高電圧検出回路36,及び回路が異常に加熱されると
これを検出する異常加熱検出回路37の出力はオアゲー
ト32に夫々加えられている。これらの回路の出力のう
ちの1つでもハイレベルとなると、オアゲート32の出
力はハイレベルとなり、これがインバータ32aにより
反転されてFET20のゲートに加えられる。これによ
り、FET20はオフとなる。
【0017】このように、図1示すスイッチングデバイ
スにおいては外部端子は3個で、小型安価なスイッチン
グデバイスとすることができる。
スにおいては外部端子は3個で、小型安価なスイッチン
グデバイスとすることができる。
【0018】図4は図1のデバイスを用いて構成したス
イッチング電源の一例の回路図である。図4において、
10は図1で説明したパッケージで、このパッケージ内
にマルチソースのMOSFET20と、このFETを制
御する制御回路30が同一チップの半導体集積回路とし
て組み込まれている。40は電源入力端子である。図1
で説明したように、外部端子としては電源入力端子40
及びFET20のドレイン端子Dとソース端子Sの3個
となっている。
イッチング電源の一例の回路図である。図4において、
10は図1で説明したパッケージで、このパッケージ内
にマルチソースのMOSFET20と、このFETを制
御する制御回路30が同一チップの半導体集積回路とし
て組み込まれている。40は電源入力端子である。図1
で説明したように、外部端子としては電源入力端子40
及びFET20のドレイン端子Dとソース端子Sの3個
となっている。
【0019】50は商用電源入力端子、60はトランス
で、一次巻線61と二次巻線62及びバイアス巻線63
よりなっている。51は商用電源電圧を全波整流する全
波整流回路、52は平滑回路である。整流平滑された商
用電源電圧の出力端は起動用抵抗53を介してパッケー
ジ10の電源入力端子40に接続されると共に、トラン
ス60の一次巻線61を介してFET20のドレイン端
子Dに加えられている。62a,63aは夫々ダイオー
ド、62b,63bは夫々コンデンサで、ダイオード6
2aとコンデンサ62bはトランス60の二次巻線62
に誘起した電圧を整流平滑し、ダイオード63aとコン
デンサ63bはバイアス巻線62に誘起した電圧を整流
平滑する。バイアス巻線62より得られる直流電圧は電
源入力端子40に加えられている。
で、一次巻線61と二次巻線62及びバイアス巻線63
よりなっている。51は商用電源電圧を全波整流する全
波整流回路、52は平滑回路である。整流平滑された商
用電源電圧の出力端は起動用抵抗53を介してパッケー
ジ10の電源入力端子40に接続されると共に、トラン
ス60の一次巻線61を介してFET20のドレイン端
子Dに加えられている。62a,63aは夫々ダイオー
ド、62b,63bは夫々コンデンサで、ダイオード6
2aとコンデンサ62bはトランス60の二次巻線62
に誘起した電圧を整流平滑し、ダイオード63aとコン
デンサ63bはバイアス巻線62に誘起した電圧を整流
平滑する。バイアス巻線62より得られる直流電圧は電
源入力端子40に加えられている。
【0020】商用電源入力端子50に加えられた交流電
圧は全波整流回路51,及び平滑回路52により直流電
圧に変換され、その直流電圧はトランス60の一次巻線
61に加えられると共に、起動用抵抗53を介して電源
電圧Vinとして電源入力端子40より制御回路30に
加えられ、これにより図1で説明した如く制御回路30
が起動する。トランス60の一次巻線61にはFET2
0のドレイン・ソース端子D・Sが直列に接続され、こ
のソース端子Sを流れる電流は抵抗21によって検出さ
れる。図1で説明した如く、この検出電流の値が一定に
なるように、FET20のオン時間が制御される。FE
T20がオン・オフすることにより、トランス60の一
次巻線61を流れる電流がオン・オフされる。これによ
り、トランス60の二次巻線62及びバイアス巻線63
に電圧が誘起し、夫々ダイオード62a,63a及びコ
ンデンサ62b,63bによって整流平滑される。二次
巻線62より得られる直流電圧は出力電圧OUTとして
取り出され、バイアス巻線63より得られる直流電圧は
電源電圧Vinとして電源入力端子40に加えられる。
圧は全波整流回路51,及び平滑回路52により直流電
圧に変換され、その直流電圧はトランス60の一次巻線
61に加えられると共に、起動用抵抗53を介して電源
電圧Vinとして電源入力端子40より制御回路30に
加えられ、これにより図1で説明した如く制御回路30
が起動する。トランス60の一次巻線61にはFET2
0のドレイン・ソース端子D・Sが直列に接続され、こ
のソース端子Sを流れる電流は抵抗21によって検出さ
れる。図1で説明した如く、この検出電流の値が一定に
なるように、FET20のオン時間が制御される。FE
T20がオン・オフすることにより、トランス60の一
次巻線61を流れる電流がオン・オフされる。これによ
り、トランス60の二次巻線62及びバイアス巻線63
に電圧が誘起し、夫々ダイオード62a,63a及びコ
ンデンサ62b,63bによって整流平滑される。二次
巻線62より得られる直流電圧は出力電圧OUTとして
取り出され、バイアス巻線63より得られる直流電圧は
電源電圧Vinとして電源入力端子40に加えられる。
【0021】電源電圧Vinは図1で説明した如く、分
圧抵抗器38bで分圧される。その分圧電圧が誤差増幅
器38において基準値Vrと比較され、その差が小さく
なるように,即ち検出抵抗21に流れるFET20のソ
ース電流が一定値になるように外部端子40に印加され
る電源電圧Vinの値が一定値に制御される。この場
合、一定値に制御された時の電圧Vinの値とトランス
60のバイアス巻線63に生じる電圧はほぼ等しいの
で、バイアス巻線63と二次巻線62との巻数比を適当
にすることにより、二次巻線62の整流平滑回路から所
望の直流電圧OUTを得ることができる。このように、
図1を使用した図4の電源においては、商用電源より絶
縁された直流電圧を得ることができる。しかし、この図
4の電源においては、バイアス巻線63に接続したコン
デンサ63bの両端の電圧は常に端子40に加わえられ
る電源電圧Vinの大きさに制御されるようになってお
り、その為二次巻線62からは一定の直流出力電圧しか
得られないという問題がある。
圧抵抗器38bで分圧される。その分圧電圧が誤差増幅
器38において基準値Vrと比較され、その差が小さく
なるように,即ち検出抵抗21に流れるFET20のソ
ース電流が一定値になるように外部端子40に印加され
る電源電圧Vinの値が一定値に制御される。この場
合、一定値に制御された時の電圧Vinの値とトランス
60のバイアス巻線63に生じる電圧はほぼ等しいの
で、バイアス巻線63と二次巻線62との巻数比を適当
にすることにより、二次巻線62の整流平滑回路から所
望の直流電圧OUTを得ることができる。このように、
図1を使用した図4の電源においては、商用電源より絶
縁された直流電圧を得ることができる。しかし、この図
4の電源においては、バイアス巻線63に接続したコン
デンサ63bの両端の電圧は常に端子40に加わえられ
る電源電圧Vinの大きさに制御されるようになってお
り、その為二次巻線62からは一定の直流出力電圧しか
得られないという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するために成されたものであって、その目
的は外部端子に僅かな部品を接続することにより、出力
電圧を階段的に可変する事のできる3端子方式のスイッ
チングデバイスを備えたスイッチング電源を得ることに
ある。
問題点を解決するために成されたものであって、その目
的は外部端子に僅かな部品を接続することにより、出力
電圧を階段的に可変する事のできる3端子方式のスイッ
チングデバイスを備えたスイッチング電源を得ることに
ある。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、 MOSFE
TとこのMOSFETのオン・オフを制御する制御回路
とが同一チップの半導体集積回路として構成され前記M
OSFETのドレイン端子とソース端子及び前記制御回
路の電源入力端子を外部端子としこの外部端子の電圧が
制御回路により一定電圧に制御されるようにしたスイッ
チングデバイスと、商用電源を整流平滑しその平滑出力
を起動抵抗を介して前記制御回路の電源入力端子に印加
する手段と、前記MOSFETのドレイン端子が直列に
接続されると共に商用電源を整流平滑した電圧が加えら
れる一次巻線と出力電圧を取り出す二次巻線及びバイア
ス巻線よりなり,このバイアス巻線に生じた電圧を整流
平滑しその平滑出力を前記電源入力端子に加えるように
したトランスを備えたスイッチング電源にして、前記二
次巻線より取り出す出力電圧の値を可変する可変手段を
備えたことを特徴としたものである。
TとこのMOSFETのオン・オフを制御する制御回路
とが同一チップの半導体集積回路として構成され前記M
OSFETのドレイン端子とソース端子及び前記制御回
路の電源入力端子を外部端子としこの外部端子の電圧が
制御回路により一定電圧に制御されるようにしたスイッ
チングデバイスと、商用電源を整流平滑しその平滑出力
を起動抵抗を介して前記制御回路の電源入力端子に印加
する手段と、前記MOSFETのドレイン端子が直列に
接続されると共に商用電源を整流平滑した電圧が加えら
れる一次巻線と出力電圧を取り出す二次巻線及びバイア
ス巻線よりなり,このバイアス巻線に生じた電圧を整流
平滑しその平滑出力を前記電源入力端子に加えるように
したトランスを備えたスイッチング電源にして、前記二
次巻線より取り出す出力電圧の値を可変する可変手段を
備えたことを特徴としたものである。
【0023】
【作用】このような本発明では、外部端子を3端子とし
かつ出力電圧は可変される。
かつ出力電圧は可変される。
【0024】
【実施例】図5は本発明に係わるスイッチング電源の一
実施例の回路構成図である。なお、図5において図4と
同一部分は図4と同一符号を付してそれらの再説明は省
略する。図5において70はツェナーダイオードで、こ
のツェナーダイオード素子のアノード極は外部端子40
に接続され、カソード極に起動抵抗53を介して商用電
源50を整流平滑した電圧が加えられると共に、トラン
ス60のバイアス巻線63より得られる電圧の整流平滑
した電圧が加えられるようになっている。図4で説明し
た如く、このスイッチ電源においては外部端子40に印
加される電源電圧Vinの値は一定値に制御され、その
Vinの値に応じた直流出力電圧OUTを得ることがで
きるものである。
実施例の回路構成図である。なお、図5において図4と
同一部分は図4と同一符号を付してそれらの再説明は省
略する。図5において70はツェナーダイオードで、こ
のツェナーダイオード素子のアノード極は外部端子40
に接続され、カソード極に起動抵抗53を介して商用電
源50を整流平滑した電圧が加えられると共に、トラン
ス60のバイアス巻線63より得られる電圧の整流平滑
した電圧が加えられるようになっている。図4で説明し
た如く、このスイッチ電源においては外部端子40に印
加される電源電圧Vinの値は一定値に制御され、その
Vinの値に応じた直流出力電圧OUTを得ることがで
きるものである。
【0025】図5に示すスイッチング電源においては、
バイアス巻線63のコンデンサ63bの両端電圧は常に
外部端子40の電圧にツェナーダイオード70の電圧を
加えた電圧となる。即ち、ダイオード70に適当な値の
ツェナー電圧のものを選択することにより、出力電圧O
UTとしてツェナー電圧に応じて階段的に可変される大
きさの電圧を得ることができる。
バイアス巻線63のコンデンサ63bの両端電圧は常に
外部端子40の電圧にツェナーダイオード70の電圧を
加えた電圧となる。即ち、ダイオード70に適当な値の
ツェナー電圧のものを選択することにより、出力電圧O
UTとしてツェナー電圧に応じて階段的に可変される大
きさの電圧を得ることができる。
【0026】図6は本発明に係わるスイッチング電源の
他の実施例の回路構成図である。図5のスイッチング電
源では大きさの異なる出力電圧を得る為にツェナーダイ
オード70を用いたが、図6はツェナーダイオードに変
えてシャントレギュレータ80と抵抗R1,R2を用い
て端子40にオフセットする電圧を作るようにしたもの
である。シャントレギュレータ80のアノードとカソー
ド間の電圧=(R1+R2)/Vrefで求められる。
シャントレギュレータ80はツェナーダイオード70に
比較してツェナー電圧のバラツキが無く、温度特性も良
く、その結果図6のスイッチング電源は図5の電源より
高精度のスイッチング電源を得ることができ。
他の実施例の回路構成図である。図5のスイッチング電
源では大きさの異なる出力電圧を得る為にツェナーダイ
オード70を用いたが、図6はツェナーダイオードに変
えてシャントレギュレータ80と抵抗R1,R2を用い
て端子40にオフセットする電圧を作るようにしたもの
である。シャントレギュレータ80のアノードとカソー
ド間の電圧=(R1+R2)/Vrefで求められる。
シャントレギュレータ80はツェナーダイオード70に
比較してツェナー電圧のバラツキが無く、温度特性も良
く、その結果図6のスイッチング電源は図5の電源より
高精度のスイッチング電源を得ることができ。
【0027】図7は本発明の更に別の実施例の回路構成
図である。図7において、80はシャントレギュレー
タ、81乃至86は抵抗素子、87はコンデンサ、91
はフォトカプラを構成するフォトトランジスタ、92は
発光ダイオードである。抵抗81の一端はデバイス10
に設けた外部端子40に接続され、他端はA点(起動抵
抗53とダイオード63aとの接続点)に接続されてい
る。この抵抗81にフォトトランジスタ91が並列に接
続されている。
図である。図7において、80はシャントレギュレー
タ、81乃至86は抵抗素子、87はコンデンサ、91
はフォトカプラを構成するフォトトランジスタ、92は
発光ダイオードである。抵抗81の一端はデバイス10
に設けた外部端子40に接続され、他端はA点(起動抵
抗53とダイオード63aとの接続点)に接続されてい
る。この抵抗81にフォトトランジスタ91が並列に接
続されている。
【0028】抵抗素子84乃至86はトランス60にお
ける二次巻線62より取り出される出力電圧Voutを
分圧する分圧回路を構成し、この分圧回路にシャントレ
ギュレータ80が接続されている。フォトカプラを構成
する発光ダイオード92は抵抗82を介して二次巻線6
2とシャントレギュレータ80のカソード極の間に接続
されている。
ける二次巻線62より取り出される出力電圧Voutを
分圧する分圧回路を構成し、この分圧回路にシャントレ
ギュレータ80が接続されている。フォトカプラを構成
する発光ダイオード92は抵抗82を介して二次巻線6
2とシャントレギュレータ80のカソード極の間に接続
されている。
【0029】このような構成の図7のスイッチング電源
においては、前記のようにスイッチングデバイス10に
おける外部端子40は一定の電圧Vinになるように制
御されている。従って、図のA点の電圧はVinに抵抗
81の両端電圧が加わった電圧となり、このA点の電圧
にバイアス巻線63と二次巻線62の巻数比を掛けた電
圧が出力電圧Voutとして取りだされる。ここで、抵
抗81の両端電圧は、シャントレギュレータ80により
抵抗素子84〜86よりなる分圧回路で分圧した出力電
圧Voutと基準電圧Vrefとを比較することにより
その値が制御されるようになっている。即ち、仮に出力
電圧Voutが上昇し、比較電圧が基準電圧Vrefよ
り高くなるとシャントレギュレータ80のカソードに流
れ込む電流が増加し、発光ダイオード92の順電流も増
加することにより、フォトトランジスタ91のコレクタ
電流が増加し、その結果抵抗81の両端電圧が下がり、
出力電圧Voutが下がることになる。
においては、前記のようにスイッチングデバイス10に
おける外部端子40は一定の電圧Vinになるように制
御されている。従って、図のA点の電圧はVinに抵抗
81の両端電圧が加わった電圧となり、このA点の電圧
にバイアス巻線63と二次巻線62の巻数比を掛けた電
圧が出力電圧Voutとして取りだされる。ここで、抵
抗81の両端電圧は、シャントレギュレータ80により
抵抗素子84〜86よりなる分圧回路で分圧した出力電
圧Voutと基準電圧Vrefとを比較することにより
その値が制御されるようになっている。即ち、仮に出力
電圧Voutが上昇し、比較電圧が基準電圧Vrefよ
り高くなるとシャントレギュレータ80のカソードに流
れ込む電流が増加し、発光ダイオード92の順電流も増
加することにより、フォトトランジスタ91のコレクタ
電流が増加し、その結果抵抗81の両端電圧が下がり、
出力電圧Voutが下がることになる。
【0030】このように、この図7の回路においては分
圧回路の分圧比を変えることにより出力電圧Voutを
変えることができると共に、二次側の出力を検出してA
点の電圧を制御するようにしているので、図5及び図6
の回路より高い精度の出力電圧Voutを得ることがで
きる利点がある。
圧回路の分圧比を変えることにより出力電圧Voutを
変えることができると共に、二次側の出力を検出してA
点の電圧を制御するようにしているので、図5及び図6
の回路より高い精度の出力電圧Voutを得ることがで
きる利点がある。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、外部端子は3個でプリ
ント板への実装が容易なスイッチングデバイスを使用
し、かつ出力電圧を階段的に可変することのできる安価
なスイッチング電源を得ることができる。
ント板への実装が容易なスイッチングデバイスを使用
し、かつ出力電圧を階段的に可変することのできる安価
なスイッチング電源を得ることができる。
【図1】本発明を説明する為のスイッチングデバイスの
一例の構成図である。
一例の構成図である。
【図2】図1の動作を説明する為の波形図である。
【図3】図1に用いられるラッチ回路の真理値表であ
る。
る。
【図4】図1のデバイスを用いて構成したスイッチング
電源の一例の構成図である。
電源の一例の構成図である。
【図5】図1のデバイスを用いて構成した本発明に係わ
るスイッチング電源の一実施例の回路構成図である。
るスイッチング電源の一実施例の回路構成図である。
【図6】図1のデバイスを用いて構成した本発明に係わ
るスイッチング電源の他の実施例の回路構成図である。
るスイッチング電源の他の実施例の回路構成図である。
【図7】図1のデバイスを用いて構成した本発明に係わ
るスイッチング電源の更に他の実施例の回路構成図であ
る。
るスイッチング電源の更に他の実施例の回路構成図であ
る。
10 パッケージ 20 MOSFET 30 電流制御回路 31 発振回路 32 オアゲート 33 ラッチ回路 36a スイッチ 38 誤差増幅器 38a スイッチ 39 電流検出コンパレータ 40 電源入力端子 50 商用電圧入力端子 60 トランス 70 ツェナーダイオード 80 シャントレギュレータ 91 フォトトランジスタ 92 発光ダイオード
Claims (4)
- 【請求項1】MOSFETとこのMOSFETのオン・
オフを制御する制御回路とが同一チップの半導体集積回
路として構成され前記MOSFETのドレイン端子とソ
ース端子及び前記制御回路の電源入力端子を外部端子と
しこの外部端子の電圧が制御回路により一定電圧に制御
されるようにしたスイッチングデバイスと、商用電源を
整流平滑しその平滑出力を起動抵抗を介して前記制御回
路の電源入力端子に印加する手段と、前記MOSFET
のドレイン端子が直列に接続されると共に商用電源を整
流平滑した電圧が加えられる一次巻線と出力電圧を取り
出す二次巻線及びバイアス巻線よりなり,このバイアス
巻線に生じた電圧を整流平滑しその平滑出力を前記電源
入力端子に加えるようにしたトランスを備えたスイッチ
ング電源にして、前記二次巻線より取り出す出力電圧の
値を可変する可変手段を備えたことを特徴とするスイッ
チング電源。 - 【請求項2】前記出力電圧の値を可変する可変手段とし
てツェナーダイオードを用い、このツェナーダイオード
を前記制御回路の電源入力端子に接続し、このツェナー
ダイオードに前記トランスのバイアス巻線に生じた電圧
の平滑出力を加えるようにした請求項1記載のスイッチ
ング電源。 - 【請求項3】前記出力電圧の値を可変する可変手段とし
てシャントレギュレータを用い、このシャントレギュレ
ータを前記制御回路の電源入力端子に接続し、このシャ
ントレギュレータに前記トランスのバイアス巻線に生じ
た電圧の平滑出力を加えるようにした請求項1記載のス
イッチング電源。 - 【請求項4】前記出力電圧の値を可変する可変手段とし
て前記制御回路の電源入力端子に接続された抵抗素子
と、前記トランスの二次巻線より取り出される出力電圧
の分圧電圧と基準電圧とを比較するシャントレギュレー
タと、及びこのシャントレギュレータによりより制御さ
れるフォトカプラを用い、このフォトカプラにより前記
抵抗素子の値を可変するようにしてなる請求項1記載の
スイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP827594A JPH07222440A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP827594A JPH07222440A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | スイッチング電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222440A true JPH07222440A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11688632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP827594A Pending JPH07222440A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07222440A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000060119A (ja) * | 1998-08-10 | 2000-02-25 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源 |
| JP2007244087A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP827594A patent/JPH07222440A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000060119A (ja) * | 1998-08-10 | 2000-02-25 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源 |
| JP2007244087A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110401349B (zh) | 电源控制用半导体装置和开关电源装置及其设计方法 | |
| EP0387961B1 (en) | A DC-to-AC voltage converter having galvanically separate input and output circuits | |
| US6903912B2 (en) | Method for recognition and/or limiting the short-circuit state of a switching converter and switching converter | |
| JPH08317637A (ja) | スイッチング電源装置のソフトスタート回路 | |
| JPH09117134A (ja) | スイッチング電源 | |
| US20130163291A1 (en) | Switch circuit, power supply device including the same, and driving method thereof | |
| US5708572A (en) | Switched-mode power supply | |
| JP3129364B2 (ja) | 直流−直流変換器 | |
| JP2000209854A (ja) | 他励式フライバック形スイッチングレギュレ―タ | |
| JPH07222440A (ja) | スイッチング電源 | |
| JP2004208379A (ja) | 多出力スイッチング電源装置 | |
| JP2002374672A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3134913B2 (ja) | スイッチングデバイス | |
| JPH0315423B2 (ja) | ||
| JP3129036B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPH08280172A (ja) | スイッチング電源装置のダミー負荷回路 | |
| JP3139699B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JPH0654525A (ja) | Dc/dcコンバータ | |
| JPH0357708B2 (ja) | ||
| JPH0336222Y2 (ja) | ||
| JPH09182425A (ja) | Dc−dcコンバータ | |
| JPS648525B2 (ja) | ||
| KR100202024B1 (ko) | 스위칭 모드 파워 서플라이의 전력 손실 방지 회로 | |
| JP3548923B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2513741Y2 (ja) | スイッチング電源の過電流検出回路 |