JPH1189220A - タイマ・ラッチ回路 - Google Patents
タイマ・ラッチ回路Info
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- JPH1189220A JPH1189220A JP23919797A JP23919797A JPH1189220A JP H1189220 A JPH1189220 A JP H1189220A JP 23919797 A JP23919797 A JP 23919797A JP 23919797 A JP23919797 A JP 23919797A JP H1189220 A JPH1189220 A JP H1189220A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電源用ICの小型化および低消費電力化を図る
ことができるタイマ・ラッチ回路を提供する。 【解決手段】電圧生成回路(通常、チャネルと称す)が
2個ある場合に相当したタイマ・ラッチ回路で、誤差増
幅器の出力端子FB1,FB2と接続する第1検出回路
であるバッファ回路2、インバータ回路4および電圧生
成回路の制御端子CTRL1,CTRL2と接続する第
2検出回路であるバッファ回路1、インバータ回路3と
それに接続される論理回路9とからなるタイマ・ラッチ
入力回路8と、カウンタ回路5と、タイマ・ラッチ出力
回路7とから構成される。
ことができるタイマ・ラッチ回路を提供する。 【解決手段】電圧生成回路(通常、チャネルと称す)が
2個ある場合に相当したタイマ・ラッチ回路で、誤差増
幅器の出力端子FB1,FB2と接続する第1検出回路
であるバッファ回路2、インバータ回路4および電圧生
成回路の制御端子CTRL1,CTRL2と接続する第
2検出回路であるバッファ回路1、インバータ回路3と
それに接続される論理回路9とからなるタイマ・ラッチ
入力回路8と、カウンタ回路5と、タイマ・ラッチ出力
回路7とから構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング電
源装置において、電源用ICで駆動される電圧生成回路
の短絡保護回路として用いられるタイマ・ラッチ回路に
関する。
源装置において、電源用ICで駆動される電圧生成回路
の短絡保護回路として用いられるタイマ・ラッチ回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】タイマ・ラッチ回路はスイッチング電源
の電圧生成回路と接続される負荷が短絡した場合に、電
圧生成回路を構成する主回路部品(コイル、MOSFE
TやIGBTなどの半導体素子)が短絡電流で破壊する
のを防止するために、ある短絡異常動作の後で電圧生成
回路の動作を完全に停止させる機能を有する短絡保護回
路のことである。
の電圧生成回路と接続される負荷が短絡した場合に、電
圧生成回路を構成する主回路部品(コイル、MOSFE
TやIGBTなどの半導体素子)が短絡電流で破壊する
のを防止するために、ある短絡異常動作の後で電圧生成
回路の動作を完全に停止させる機能を有する短絡保護回
路のことである。
【0003】図4はスイッチング電源の要部回路図であ
る。スイッチング電源は電圧生成回路50と電源用IC
30などで構成され、電源用IC30内には電圧生成回
路50を保護するタイマ・ラッチ回路20も集積されて
いる。また電源用IC30の主構成要素は誤差増幅器3
1、PWMコンパレータ32および駆動回路33などで
ある。電圧生成回路50が複数個設けられる場合には、
誤差増幅器31やPWMコンパレータ32などもそれに
相当した数だけ設けられる。ただし、タイマ・ラッチ回
路20は一つでよい。
る。スイッチング電源は電圧生成回路50と電源用IC
30などで構成され、電源用IC30内には電圧生成回
路50を保護するタイマ・ラッチ回路20も集積されて
いる。また電源用IC30の主構成要素は誤差増幅器3
1、PWMコンパレータ32および駆動回路33などで
ある。電圧生成回路50が複数個設けられる場合には、
誤差増幅器31やPWMコンパレータ32などもそれに
相当した数だけ設けられる。ただし、タイマ・ラッチ回
路20は一つでよい。
【0004】駆動回路33の信号で電圧生成回路50の
MOSFET51がオン・オフしてコイル52にエネル
ギが蓄積される。そのエネルギーはダイオード53を介
してコンデンサ54へ放出され、コンデンサ54から直
流の出力電圧Vout が図示されていない負荷へ供給され
る。この出力電圧を抵抗55、56で分圧し、その分圧
された電圧が誤差増幅器31やPWMコンパレータ32
などにフィードバックされ、所定の出力電圧Vout を出
力すべく制御している。もし、負荷が短絡した場合に
は、電圧生成回路の出力電圧は低下し、これを受けて誤
差増幅器31の出力電圧は誤差増幅器に供給される電源
電圧Vccまで跳ね上がり、これを短絡異常動作の開始時
点としてタイマ・ラッチ回路20が検出して、この短絡
異常動作が予め定めた時間継続した後で、電圧生成回路
20の動作を停止する。
MOSFET51がオン・オフしてコイル52にエネル
ギが蓄積される。そのエネルギーはダイオード53を介
してコンデンサ54へ放出され、コンデンサ54から直
流の出力電圧Vout が図示されていない負荷へ供給され
る。この出力電圧を抵抗55、56で分圧し、その分圧
された電圧が誤差増幅器31やPWMコンパレータ32
などにフィードバックされ、所定の出力電圧Vout を出
力すべく制御している。もし、負荷が短絡した場合に
は、電圧生成回路の出力電圧は低下し、これを受けて誤
差増幅器31の出力電圧は誤差増幅器に供給される電源
電圧Vccまで跳ね上がり、これを短絡異常動作の開始時
点としてタイマ・ラッチ回路20が検出して、この短絡
異常動作が予め定めた時間継続した後で、電圧生成回路
20の動作を停止する。
【0005】図5は従来のタイマ・ラッチ回路の回路図
である。図4に示したタイマ・ラッチ回路20の詳細図
である。このタイマ・ラッチ回路20は、電圧生成回路
50の制御端子CTRL1(図4のCTRLのこと)と
誤差増幅器31の出力端子FB1(図4のFBのこと)
にそれぞれ接続される入力側のコンパレータ61、62
と、出力側のコンパレータ71および外付けコンデンサ
72と、これらに接続される接続端子74と、電流源7
3などで構成される。尚、点線で囲まれた部分(A部)
は電圧生成回路の個数に相当した個数が必要となる。
である。図4に示したタイマ・ラッチ回路20の詳細図
である。このタイマ・ラッチ回路20は、電圧生成回路
50の制御端子CTRL1(図4のCTRLのこと)と
誤差増幅器31の出力端子FB1(図4のFBのこと)
にそれぞれ接続される入力側のコンパレータ61、62
と、出力側のコンパレータ71および外付けコンデンサ
72と、これらに接続される接続端子74と、電流源7
3などで構成される。尚、点線で囲まれた部分(A部)
は電圧生成回路の個数に相当した個数が必要となる。
【0006】図6に図4の差動増幅器の出力電圧波形を
示す。出力電圧波形は正常動作では所定の電圧幅、周波
数の波形を示すが、短絡異常動作が発生すると、その出
力電圧波形は差動増幅器31の電源電圧VccまたはGN
Dに固定され、短絡異常動作監視状態に入る。図示され
ないが、この状態が所定の時間継続すると負荷が短絡状
態になったと判断して、MOSFET51の動作を停止
させ、電圧生成回路50からは出力電圧Vout が負荷に
供給されないようにする。
示す。出力電圧波形は正常動作では所定の電圧幅、周波
数の波形を示すが、短絡異常動作が発生すると、その出
力電圧波形は差動増幅器31の電源電圧VccまたはGN
Dに固定され、短絡異常動作監視状態に入る。図示され
ないが、この状態が所定の時間継続すると負荷が短絡状
態になったと判断して、MOSFET51の動作を停止
させ、電圧生成回路50からは出力電圧Vout が負荷に
供給されないようにする。
【0007】つぎに図4、図6を用いてさらに全体回路
の説明する。電圧発生回路50を駆動する電源用IC3
0において、短絡保護回路であるタイマ・ラッチ回路2
0の入力信号には、一般に誤差増幅器31の出力電圧が
用いられる。定常状態では、この出力電圧はある周波数
で、振幅がある一定幅(誤差増幅器の電源電圧の高電位
(Vcc)レベルよりは低いレベルで、且つ、GNDレベ
ルよりは高いレベルの範囲で振幅が一定であること)に
保たれているが、短絡などの異常状態では、この出力電
圧は定常状態での領域を超え、誤差増幅器31の電源電
圧の高電位(Vcc)レベルまたはGNDレベルとなる。
そこでこの特性を利用し、誤差増幅器31の出力電圧の
レベルを所定の時間監視することにより短絡などの異常
状態を判定することができる。
の説明する。電圧発生回路50を駆動する電源用IC3
0において、短絡保護回路であるタイマ・ラッチ回路2
0の入力信号には、一般に誤差増幅器31の出力電圧が
用いられる。定常状態では、この出力電圧はある周波数
で、振幅がある一定幅(誤差増幅器の電源電圧の高電位
(Vcc)レベルよりは低いレベルで、且つ、GNDレベ
ルよりは高いレベルの範囲で振幅が一定であること)に
保たれているが、短絡などの異常状態では、この出力電
圧は定常状態での領域を超え、誤差増幅器31の電源電
圧の高電位(Vcc)レベルまたはGNDレベルとなる。
そこでこの特性を利用し、誤差増幅器31の出力電圧の
レベルを所定の時間監視することにより短絡などの異常
状態を判定することができる。
【0008】従来の方法では、異常状態と判定される電
圧を基準電圧Bとしたコンパレータ62を用いて、誤差
増幅器31の出力電圧レベルを監視していた。このコン
パレータ62により異常状態と判断されると、一定時間
その異常状態が継続した後で、電圧生成回路50の動作
を停止させる。この異常状態を検出して、電圧生成回路
50の動作を停止させるまでの時間は、従来は外付けさ
れたコンデンサ72の充電時間を用いて決めていた。
圧を基準電圧Bとしたコンパレータ62を用いて、誤差
増幅器31の出力電圧レベルを監視していた。このコン
パレータ62により異常状態と判断されると、一定時間
その異常状態が継続した後で、電圧生成回路50の動作
を停止させる。この異常状態を検出して、電圧生成回路
50の動作を停止させるまでの時間は、従来は外付けさ
れたコンデンサ72の充電時間を用いて決めていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来回路
では、誤差増幅器の出力電圧レベルの検出にコンパレー
タを用い、また異常状態を検出して、電圧生成回路を停
止させるまでの時間、つまり異常状態の継続を判断する
ための時間の決定には外付けのコンデンサを用い、さら
にコンパレータおよび外付けコンデンサと接続する接続
端子が必要とされていた。そのために、電源用ICの回
路規模、素子面積(チップ面積のこと)および消費電力
がそれぞれ増大する。
では、誤差増幅器の出力電圧レベルの検出にコンパレー
タを用い、また異常状態を検出して、電圧生成回路を停
止させるまでの時間、つまり異常状態の継続を判断する
ための時間の決定には外付けのコンデンサを用い、さら
にコンパレータおよび外付けコンデンサと接続する接続
端子が必要とされていた。そのために、電源用ICの回
路規模、素子面積(チップ面積のこと)および消費電力
がそれぞれ増大する。
【0010】さらに、スイッチングレギュレータなどの
スイッチング電源において、複数個の電圧生成回路(通
常チャネルと呼ばれている)を同時に動作させる場合が
あり、そのときはシーケンス制御を行い、複数個の回路
のうち1つまたは複数の任意の電圧生成回路を意図的に
その出力を停止させる場合がある。このように意図的に
その出力を停止させた場合、停止中の電圧生成回路の出
力電圧が低下し、これが丁度短絡異常動作と同じ状態と
なるため、タイマ・ラッチ回路が動作して、全電圧生成
回路を停止させてしまう不具合が生じる。それを回避す
るために、図7で示すような、CTRL信号の電圧レベ
ルを検出するコンパレータ81と基準電圧82およびF
B信号を外部で強制的に接地するMOSFET83で構
成される追加回路80が余分に必要とされ、電源用IC
90の回路規模が一層大きく、複雑になり、消費電流が
さらに増大する。
スイッチング電源において、複数個の電圧生成回路(通
常チャネルと呼ばれている)を同時に動作させる場合が
あり、そのときはシーケンス制御を行い、複数個の回路
のうち1つまたは複数の任意の電圧生成回路を意図的に
その出力を停止させる場合がある。このように意図的に
その出力を停止させた場合、停止中の電圧生成回路の出
力電圧が低下し、これが丁度短絡異常動作と同じ状態と
なるため、タイマ・ラッチ回路が動作して、全電圧生成
回路を停止させてしまう不具合が生じる。それを回避す
るために、図7で示すような、CTRL信号の電圧レベ
ルを検出するコンパレータ81と基準電圧82およびF
B信号を外部で強制的に接地するMOSFET83で構
成される追加回路80が余分に必要とされ、電源用IC
90の回路規模が一層大きく、複雑になり、消費電流が
さらに増大する。
【0011】この発明の目的は、前記の課題を解決し
て、電源用ICの小型化および低消費電力化を図ること
ができるタイマ・ラッチ回路を提供することにある。
て、電源用ICの小型化および低消費電力化を図ること
ができるタイマ・ラッチ回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、電圧生成回路を保護するタイマ・ラッチ回路にお
いて、前記電圧生成回路の短絡異常動作期間を決めるた
めのカウンタ回路を有する構成とする。このカウンタ回
路から出力される方形波電圧を、電圧生成回路の短絡異
常動作時に、一定の直流電圧に変換する変換回路を有す
る構成とするとよい。
めに、電圧生成回路を保護するタイマ・ラッチ回路にお
いて、前記電圧生成回路の短絡異常動作期間を決めるた
めのカウンタ回路を有する構成とする。このカウンタ回
路から出力される方形波電圧を、電圧生成回路の短絡異
常動作時に、一定の直流電圧に変換する変換回路を有す
る構成とするとよい。
【0013】前記のタイマ・ラッチ回路が、複数個の誤
差増幅器と接続され、且つ、該誤差増幅器の出力電圧レ
ベルを判定する第1検出回路を有するとよい。この第1
検出回路を構成するMOSFETのゲートと誤差増幅器
の出力とが接続されるとよい。前記のタイマ・ラッチ回
路が、複数個の電圧生成回路とそれぞれに対応する制御
端子を介して接続され、且つ、該制御端子の電圧を検出
する第2検出回路を有する構成とするとよい。
差増幅器と接続され、且つ、該誤差増幅器の出力電圧レ
ベルを判定する第1検出回路を有するとよい。この第1
検出回路を構成するMOSFETのゲートと誤差増幅器
の出力とが接続されるとよい。前記のタイマ・ラッチ回
路が、複数個の電圧生成回路とそれぞれに対応する制御
端子を介して接続され、且つ、該制御端子の電圧を検出
する第2検出回路を有する構成とするとよい。
【0014】この第2検出回路を構成するMOSFET
のゲートと制御端子とが接続されるとよい。前記のよう
に、短絡異常状態を検出してから動作を停止させるまで
の一定時間(検出時間という)の設定に、カウンタ回路
を用いて、電源用ICの内部の発振器より発生するクロ
ック信号をカウントして、検出時間を設定することで、
タイマ・ラッチ回路の外付けコンデンサを省略できる。
のゲートと制御端子とが接続されるとよい。前記のよう
に、短絡異常状態を検出してから動作を停止させるまで
の一定時間(検出時間という)の設定に、カウンタ回路
を用いて、電源用ICの内部の発振器より発生するクロ
ック信号をカウントして、検出時間を設定することで、
タイマ・ラッチ回路の外付けコンデンサを省略できる。
【0015】またカウンタ回路から出力される方形波電
圧を、電圧生成回路の短絡異常動作時に、一定の直流電
圧に変換する変換回路を設けることで、短絡異常が発生
した場合、一定期間この短絡異常を継続した後、電圧生
成回路を停止させ、その後はタイマ・ラッチ出力回路へ
の入力信号が解除(リセット)されるまで、電圧生成回
路の動作は停止状態を維持されるようにできる。
圧を、電圧生成回路の短絡異常動作時に、一定の直流電
圧に変換する変換回路を設けることで、短絡異常が発生
した場合、一定期間この短絡異常を継続した後、電圧生
成回路を停止させ、その後はタイマ・ラッチ出力回路へ
の入力信号が解除(リセット)されるまで、電圧生成回
路の動作は停止状態を維持されるようにできる。
【0016】またタイマ・ラッチ回路の入力信号として
用いられる誤差増幅器の出力電圧を検出する回路とし
て、MOSFETのしきい値電圧を用いた電圧レベルを
判定する回路を第1検出回路としてタイマ・ラッチ回路
に設ける。そうすると、短絡異常状態では誤差増幅器の
出力電圧は電源の電圧の高電位レベルまたはGNDレベ
ルまで振り切れるために、電源電圧の高電位レベルまた
はGNDレベルに対して、それぞれこの高電位レベルよ
り下側またはGNDレベルより上側の適当な電位レベル
に第1検出回路の基準電圧を設けておけば、短絡異常状
態を検知できる。この基準電圧として、MOSFETの
しきい値が利用できる。すなわち、誤差増幅器の出力
を、電源の高電位側ではpチャネルMOSFETのゲー
トに、GND側ではnチャネルMOSFETのゲートに
入力することで、MOSFETのゲート・ソース間しき
い値(約0.5V)を基準電圧として利用できる。
用いられる誤差増幅器の出力電圧を検出する回路とし
て、MOSFETのしきい値電圧を用いた電圧レベルを
判定する回路を第1検出回路としてタイマ・ラッチ回路
に設ける。そうすると、短絡異常状態では誤差増幅器の
出力電圧は電源の電圧の高電位レベルまたはGNDレベ
ルまで振り切れるために、電源電圧の高電位レベルまた
はGNDレベルに対して、それぞれこの高電位レベルよ
り下側またはGNDレベルより上側の適当な電位レベル
に第1検出回路の基準電圧を設けておけば、短絡異常状
態を検知できる。この基準電圧として、MOSFETの
しきい値が利用できる。すなわち、誤差増幅器の出力
を、電源の高電位側ではpチャネルMOSFETのゲー
トに、GND側ではnチャネルMOSFETのゲートに
入力することで、MOSFETのゲート・ソース間しき
い値(約0.5V)を基準電圧として利用できる。
【0017】また複数の電圧生成回路を駆動する場合
に、特定電圧生成回路が意図的に停止状態にあるとき、
タイマ・ラッチ回路が動作することを防ぐために、電圧
生成回路に接続する制御端子の電圧レベルを検知する第
2検出回路をタイマ・ラッチ入力回路に追加し、この第
2検出回路に電圧生成回路が意図的に停止状態にあるこ
とを検知させ、その第2検出回路の出力を追加前のタイ
マ・ラッチ入力回路の入力することにより、タイマ・ラ
ッチ回路が動作することを防止し、タイマ・ラッチ回路
の異常状態検出機能を無効化する。またこの第2検出回
路をMOSFETで構成することで回路の占有面積を小
さくできる。
に、特定電圧生成回路が意図的に停止状態にあるとき、
タイマ・ラッチ回路が動作することを防ぐために、電圧
生成回路に接続する制御端子の電圧レベルを検知する第
2検出回路をタイマ・ラッチ入力回路に追加し、この第
2検出回路に電圧生成回路が意図的に停止状態にあるこ
とを検知させ、その第2検出回路の出力を追加前のタイ
マ・ラッチ入力回路の入力することにより、タイマ・ラ
ッチ回路が動作することを防止し、タイマ・ラッチ回路
の異常状態検出機能を無効化する。またこの第2検出回
路をMOSFETで構成することで回路の占有面積を小
さくできる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施例のタイ
マ・ラッチ回路の要部回路図である。これは、誤差増幅
器の出力端子FB(FB端子)からの出力信号および電
圧生成回路の制御端子CTRL(CTRL端子)からの
出力信号をタイマ・ラッチ回路の入力信号とし、検出時
間をカウンタ回路で決めるタイマ・ラッチ回路の概要図
である。このタイマ・ラッチ回路の入出力信号は図4で
示した従来の全体回路のタイマ・ラッチ回路20の入出
力信号と同じである。またこのタイマ・ラッチ回路は従
来技術で説明した図4の電源用IC20内に作り込まれ
る。図1では、電圧生成回路(通常、チャネルと称す)
が2個ある場合に相当したタイマ・ラッチ回路を示し
た。誤差増幅器の出力端子FB1,FB2と接続する第
1検出回路であるバッファ回路2、インバータ回路4お
よび電圧生成回路の制御端子CTRL1,CTRL2と
接続する第2検出回路であるバッファ回路1、インバー
タ回路3とそれに接続される論理回路9とからなるタイ
マ・ラッチ入力回路8と、カウンタ回路5と、タイマ・
ラッチ出力回路7とからタイマ・ラッチ回路は構成され
る。尚、タイマ・ラッチ出力回路7は請求項2の変換回
路のことでMOSFETを用いた論理回路で構成され
る。
マ・ラッチ回路の要部回路図である。これは、誤差増幅
器の出力端子FB(FB端子)からの出力信号および電
圧生成回路の制御端子CTRL(CTRL端子)からの
出力信号をタイマ・ラッチ回路の入力信号とし、検出時
間をカウンタ回路で決めるタイマ・ラッチ回路の概要図
である。このタイマ・ラッチ回路の入出力信号は図4で
示した従来の全体回路のタイマ・ラッチ回路20の入出
力信号と同じである。またこのタイマ・ラッチ回路は従
来技術で説明した図4の電源用IC20内に作り込まれ
る。図1では、電圧生成回路(通常、チャネルと称す)
が2個ある場合に相当したタイマ・ラッチ回路を示し
た。誤差増幅器の出力端子FB1,FB2と接続する第
1検出回路であるバッファ回路2、インバータ回路4お
よび電圧生成回路の制御端子CTRL1,CTRL2と
接続する第2検出回路であるバッファ回路1、インバー
タ回路3とそれに接続される論理回路9とからなるタイ
マ・ラッチ入力回路8と、カウンタ回路5と、タイマ・
ラッチ出力回路7とからタイマ・ラッチ回路は構成され
る。尚、タイマ・ラッチ出力回路7は請求項2の変換回
路のことでMOSFETを用いた論理回路で構成され
る。
【0019】第1の電圧生成回路の制御端子CTRL1
の電圧レベルを、第1の電圧生成回路の出力が停止され
た時はLレベル(L)とし、また第1の誤差増幅器の出
力端子FB1の電圧レベルを、第1の電圧生成回路が短
絡異常動作状態の時はHレベル(H)とする。また第2
の電圧生成回路の制御端子CTRL2の電圧レベルを第
2電圧生成回路の出力が停止された時はHレベル、また
第2の誤差増幅器の出力端子FB2の電圧レベルを、第
2の電圧生成回路が短絡異常動作状態の時はLレベルと
仮定する。この短絡異常動作状態の検出は従来と同様に
図4の差動増幅器31の出力電圧が電源電圧Vccに跳ね
上がることで行う。またCTRLから出力される信号を
CTRL信号、FBから出力される信号をFB信号とす
る。
の電圧レベルを、第1の電圧生成回路の出力が停止され
た時はLレベル(L)とし、また第1の誤差増幅器の出
力端子FB1の電圧レベルを、第1の電圧生成回路が短
絡異常動作状態の時はHレベル(H)とする。また第2
の電圧生成回路の制御端子CTRL2の電圧レベルを第
2電圧生成回路の出力が停止された時はHレベル、また
第2の誤差増幅器の出力端子FB2の電圧レベルを、第
2の電圧生成回路が短絡異常動作状態の時はLレベルと
仮定する。この短絡異常動作状態の検出は従来と同様に
図4の差動増幅器31の出力電圧が電源電圧Vccに跳ね
上がることで行う。またCTRLから出力される信号を
CTRL信号、FBから出力される信号をFB信号とす
る。
【0020】FB信号から短絡異常状態と判定された場
合、電源用IC内部の発振器からの信号(PULSE)
によりT−フリップフロップ6で構成されるカウンタ回
路5の動作が開始される。一方、短絡異常状態が回避さ
れるとカウンタ回路5はリセット(R入力)されるが、
短絡異常状態が継続され最終段のカウンタのT−フリッ
プフロップ6bが動作すると、タイマ・ラッチ出力回路
7から電圧生成回路の動作を停止させるタイマ・ラッチ
出力信号(図では単に出力と記されている)が送出さ
れ、電圧生成回路は停止状態に入る。つまり、カウンタ
回路5の動作が開始された時点(異常検出時点で初段T
フリップフロップが動作開始した時点)から、カウンタ
回路5の最終段T−フリップフロップが動作してタイマ
・ラッチ出力信号が送出開始時点まで間、短絡異常状態
が続き、タイマ・ラッチ出信号が送出されると、カウン
タ回路5が外部からリセットされるまで電圧生成回路の
動作は停止する。この場合、FB端子(FB1、2)お
よびCTRL端子(CTRL1、2)の電圧を検出する
のは、タイマ・ラッチ入力回路8を構成するバッファ回
路1、2やインバータ回路3、4である。また、制御端
子CTRL1に接続されるバッファ回路1および制御端
子CTRL2に接続されるインバータ回路3は削除して
も、タイマ・ラッチ回路は動作するが、安定に動作させ
るためには、バッファ回路1およびインバータ回路3は
あった方がよい。尚、前記のカウンタ回路5を設けるこ
とで、図4の従来回路のコンデンサ54は削除すること
ができる。
合、電源用IC内部の発振器からの信号(PULSE)
によりT−フリップフロップ6で構成されるカウンタ回
路5の動作が開始される。一方、短絡異常状態が回避さ
れるとカウンタ回路5はリセット(R入力)されるが、
短絡異常状態が継続され最終段のカウンタのT−フリッ
プフロップ6bが動作すると、タイマ・ラッチ出力回路
7から電圧生成回路の動作を停止させるタイマ・ラッチ
出力信号(図では単に出力と記されている)が送出さ
れ、電圧生成回路は停止状態に入る。つまり、カウンタ
回路5の動作が開始された時点(異常検出時点で初段T
フリップフロップが動作開始した時点)から、カウンタ
回路5の最終段T−フリップフロップが動作してタイマ
・ラッチ出力信号が送出開始時点まで間、短絡異常状態
が続き、タイマ・ラッチ出信号が送出されると、カウン
タ回路5が外部からリセットされるまで電圧生成回路の
動作は停止する。この場合、FB端子(FB1、2)お
よびCTRL端子(CTRL1、2)の電圧を検出する
のは、タイマ・ラッチ入力回路8を構成するバッファ回
路1、2やインバータ回路3、4である。また、制御端
子CTRL1に接続されるバッファ回路1および制御端
子CTRL2に接続されるインバータ回路3は削除して
も、タイマ・ラッチ回路は動作するが、安定に動作させ
るためには、バッファ回路1およびインバータ回路3は
あった方がよい。尚、前記のカウンタ回路5を設けるこ
とで、図4の従来回路のコンデンサ54は削除すること
ができる。
【0021】図2は図1のタイマ・ラッチ入力回路を構
成するバッファ回路およびインバータ回路の具体的な図
である。これらの回路はMOSFETのゲート入力を用
いたバッファ回路またはインバータ回路で、それぞれ2
種類あり、同図(a)、(b)はバッファ回路で、同図
(c)、(d)はインバータ回路である。電源電圧Vcc
の場合のバッファ回路のしきい値Vthは同図(a)では
約0.5V、同図(b)では約Vcc−0.5Vとなり、
インバータ回路のしきい値Vthは同図(c)では約0.
5V、同図(d)では約Vcc−0.5Vとなる。入力の
MOSFETは電源の高電位側に接続される場合はpチ
ャネルMOSFET、GND側に接続される場合はnチ
ャネルMOSFETである。これらの回路動作は、同図
(a)では入力がLレベルつまりゲート電圧が約0.5
V以下では入力側のnチャネルMOSFETがオフ状態
となり、出力側のCMOSインバータのnチャネルMO
SFETもオン状態となり、出力はLレベル、つまりG
NDとなる。反対に、入力がHレベル、つまりゲート電
圧が約0.5V以上では入力側のnチャネルMOSFE
Tがオン状態となり、出力側のCMOSインバータのp
チャネルMOSFETもオン状態となり、出力はHレベ
ル、つまりVccとなる。同図(b)では入力がHレベ
ル、つまり約Vcc−0.5V以上(ゲート電圧としては
約0.5V以下)のとき、入力側のpチャネルMOSF
ETがオフ状態となり、出力側のCMOSインバータの
pチャネルMOSFETもオン状態となり、出力はHレ
ベル、つまりVccとなる。反対に、入力がLレベル、つ
まり約Vcc−0.5V以下(ゲート電圧ととしては約
0.5V以上)のとき、入力側のpチャネルMOSFE
Tがオン状態となり、出力側のCMOSインバータのn
チャネルMOSFETがオン状態となり、出力もLレベ
ル、つまりGNDとなる。従って、バッファ回路では入
力がH(またはL)レベルのとき、出力もH(または
L)レベルとなる。
成するバッファ回路およびインバータ回路の具体的な図
である。これらの回路はMOSFETのゲート入力を用
いたバッファ回路またはインバータ回路で、それぞれ2
種類あり、同図(a)、(b)はバッファ回路で、同図
(c)、(d)はインバータ回路である。電源電圧Vcc
の場合のバッファ回路のしきい値Vthは同図(a)では
約0.5V、同図(b)では約Vcc−0.5Vとなり、
インバータ回路のしきい値Vthは同図(c)では約0.
5V、同図(d)では約Vcc−0.5Vとなる。入力の
MOSFETは電源の高電位側に接続される場合はpチ
ャネルMOSFET、GND側に接続される場合はnチ
ャネルMOSFETである。これらの回路動作は、同図
(a)では入力がLレベルつまりゲート電圧が約0.5
V以下では入力側のnチャネルMOSFETがオフ状態
となり、出力側のCMOSインバータのnチャネルMO
SFETもオン状態となり、出力はLレベル、つまりG
NDとなる。反対に、入力がHレベル、つまりゲート電
圧が約0.5V以上では入力側のnチャネルMOSFE
Tがオン状態となり、出力側のCMOSインバータのp
チャネルMOSFETもオン状態となり、出力はHレベ
ル、つまりVccとなる。同図(b)では入力がHレベ
ル、つまり約Vcc−0.5V以上(ゲート電圧としては
約0.5V以下)のとき、入力側のpチャネルMOSF
ETがオフ状態となり、出力側のCMOSインバータの
pチャネルMOSFETもオン状態となり、出力はHレ
ベル、つまりVccとなる。反対に、入力がLレベル、つ
まり約Vcc−0.5V以下(ゲート電圧ととしては約
0.5V以上)のとき、入力側のpチャネルMOSFE
Tがオン状態となり、出力側のCMOSインバータのn
チャネルMOSFETがオン状態となり、出力もLレベ
ル、つまりGNDとなる。従って、バッファ回路では入
力がH(またはL)レベルのとき、出力もH(または
L)レベルとなる。
【0022】一方、同図(c)では、入力がLレベル、
つまり約Vcc−0.5V以下のとき、pチャネルMOS
FETがオン状態となり、出力はHレベル、つまりVcc
となる。反対に、入力がHレベル、つまりVcc−0.5
V以上のとき、pチャネルMOSFETはオフ状態とな
り、出力はLレベル、つまりGNDとなる。同図(d)
では、入力がLレベル、つまり約0.5V以下のとき、
nチャネルMOSFETがオフ状態となり、出力はHレ
ベル、つまりVccとなる。反対に、入力がHレベル、つ
まり約0.5V以上のとき、nチャネルMOSFETは
オン状態となり、出力はLレベル、つまりGNDとな
る。従って、インバータ回路では入力がH(またはL)
レベルのとき、出力はL(またはH)レベルとなる。
つまり約Vcc−0.5V以下のとき、pチャネルMOS
FETがオン状態となり、出力はHレベル、つまりVcc
となる。反対に、入力がHレベル、つまりVcc−0.5
V以上のとき、pチャネルMOSFETはオフ状態とな
り、出力はLレベル、つまりGNDとなる。同図(d)
では、入力がLレベル、つまり約0.5V以下のとき、
nチャネルMOSFETがオフ状態となり、出力はHレ
ベル、つまりVccとなる。反対に、入力がHレベル、つ
まり約0.5V以上のとき、nチャネルMOSFETは
オン状態となり、出力はLレベル、つまりGNDとな
る。従って、インバータ回路では入力がH(またはL)
レベルのとき、出力はL(またはH)レベルとなる。
【0023】これらのバッファ回路やインバータ回路に
流れる電流は高抵抗やCMOSインバータ回路など高イ
ンピーダンス回路を用いているため、1μA程度と極め
て小さくできる。尚、前記の高抵抗は、MOSFETを
抵抗として使用したものや高インピーダンスの電流源を
使用しても構わない。表1はタイマ・ラッチ出力回路の
真理値表である。
流れる電流は高抵抗やCMOSインバータ回路など高イ
ンピーダンス回路を用いているため、1μA程度と極め
て小さくできる。尚、前記の高抵抗は、MOSFETを
抵抗として使用したものや高インピーダンスの電流源を
使用しても構わない。表1はタイマ・ラッチ出力回路の
真理値表である。
【0024】
【表1】
【0025】また図3はタイマ・ラッチ回路の主要部の
動作波形示す図である。表1は入力がA,Bの2つで、
出力は一つである図1のタイマ・ラッチ出力回路に相当
した真理値表を示し、図3はカウンタ回路の初段T−フ
リップフロップ(T−FF)と最終段T−FFおよびタ
イマ・ラッチ出力の各波形を概略的に示している。表1
と図3でタイマ・ラッチ回路の動作を簡単に説明する。
以下の説明でA入力、B入力は図1のタイマ・ラッチ出
力回路7のA、Bに相当し、出力はタイマ・ラッチ出力
で図1のイマ・ラッチ出力回路7の出力に相当する。
動作波形示す図である。表1は入力がA,Bの2つで、
出力は一つである図1のタイマ・ラッチ出力回路に相当
した真理値表を示し、図3はカウンタ回路の初段T−フ
リップフロップ(T−FF)と最終段T−FFおよびタ
イマ・ラッチ出力の各波形を概略的に示している。表1
と図3でタイマ・ラッチ回路の動作を簡単に説明する。
以下の説明でA入力、B入力は図1のタイマ・ラッチ出
力回路7のA、Bに相当し、出力はタイマ・ラッチ出力
で図1のイマ・ラッチ出力回路7の出力に相当する。
【0026】A入力はタイマ・ラッチ入力回路8から入
力され、B入力はカウンタ回路5から入力される。正常
動作(順番の1)では、A入力、B入力ともHレベル
(H)であり、出力はHレベル(H)である。つぎに短
絡異常動作開始時点(順番2)では、A入力はLレベル
(L)、B入力はHレベル(H)であり、出力はHレベ
ル(H)で短絡異常動作が続く。つぎにカウンタ回路の
最終段のT−フリップフロップからの信号がタイマ・ラ
ッチ回路に入力されると(順番3)、A入力、B入力と
もLレベルとなり、出力もLレベル(タイマ・ラッチ出
力がLレベル)となり、電圧生成回路の動作は停止され
る。つぎにリセット信号がカウンタ回路5に入力される
まで(順番4)、A入力はLレベルで、B入力がHレベ
ルであっても、出力はLレベルとなり、電圧生成回路の
動作は停止状態を維持される。つぎにリセット信号がカ
ウンタ回路に入力されると、順番1の状態に戻り、電圧
生成回路は正常動作に戻る。尚、順番2の状態で短絡異
常動作が回避されると、出力はHレベルにあり、またタ
イマ・ラッチ回路が出力信号(Lレベル)を送出してい
ないため、電圧生成回路は正常動作に自動的に復帰す
る。さらに、一つの電圧生成回路を意図的に停止した場
合には、タイマ・ラッチ回路からその電圧生成回路に出
力される出力信号をHレベルの状態(出力信号の送出が
停止した状態)に維持することで、他の電圧生成回路を
正常に動作させることができる。このHレベルの状態を
維持させることは、余分な追加回路(図7の80)なし
に図1のタイマラッチ入力回路8のロジックを変更する
ことで可能である。
力され、B入力はカウンタ回路5から入力される。正常
動作(順番の1)では、A入力、B入力ともHレベル
(H)であり、出力はHレベル(H)である。つぎに短
絡異常動作開始時点(順番2)では、A入力はLレベル
(L)、B入力はHレベル(H)であり、出力はHレベ
ル(H)で短絡異常動作が続く。つぎにカウンタ回路の
最終段のT−フリップフロップからの信号がタイマ・ラ
ッチ回路に入力されると(順番3)、A入力、B入力と
もLレベルとなり、出力もLレベル(タイマ・ラッチ出
力がLレベル)となり、電圧生成回路の動作は停止され
る。つぎにリセット信号がカウンタ回路5に入力される
まで(順番4)、A入力はLレベルで、B入力がHレベ
ルであっても、出力はLレベルとなり、電圧生成回路の
動作は停止状態を維持される。つぎにリセット信号がカ
ウンタ回路に入力されると、順番1の状態に戻り、電圧
生成回路は正常動作に戻る。尚、順番2の状態で短絡異
常動作が回避されると、出力はHレベルにあり、またタ
イマ・ラッチ回路が出力信号(Lレベル)を送出してい
ないため、電圧生成回路は正常動作に自動的に復帰す
る。さらに、一つの電圧生成回路を意図的に停止した場
合には、タイマ・ラッチ回路からその電圧生成回路に出
力される出力信号をHレベルの状態(出力信号の送出が
停止した状態)に維持することで、他の電圧生成回路を
正常に動作させることができる。このHレベルの状態を
維持させることは、余分な追加回路(図7の80)なし
に図1のタイマラッチ入力回路8のロジックを変更する
ことで可能である。
【0027】前記のように、コンパレータからMOSF
ETのしきい値を利用したインバータ回路やバッファ回
路に置き換えることで、素子数で約半分以下、素子面積
では約10%以下へ削減された。また消費電流も約60
μAから約1μAへ低減され、動作周波数の上限も数百
kHzまで改善された。さらに起動シーケンス制御への
誤動作対策が施され、その回路もしきい値を持つインバ
ータ回路またはバッファ回路を用いるため、小規模で且
つ簡略化された回路で済み、素子面積の増大を抑えるこ
とができる。
ETのしきい値を利用したインバータ回路やバッファ回
路に置き換えることで、素子数で約半分以下、素子面積
では約10%以下へ削減された。また消費電流も約60
μAから約1μAへ低減され、動作周波数の上限も数百
kHzまで改善された。さらに起動シーケンス制御への
誤動作対策が施され、その回路もしきい値を持つインバ
ータ回路またはバッファ回路を用いるため、小規模で且
つ簡略化された回路で済み、素子面積の増大を抑えるこ
とができる。
【0028】またこれらのバッファ出力はデジタル信号
であるためノイズの影響が受けづらくなり、電源用IC
のレイアウト上の自由度を増すことができる。異常検出
時間のタイマにカウンタを利用したことから、従来回路
で必要とされた外付けコンデンサ用の接続端子が不要と
なり電源用ICのピン数の削減を図ることができる。
であるためノイズの影響が受けづらくなり、電源用IC
のレイアウト上の自由度を増すことができる。異常検出
時間のタイマにカウンタを利用したことから、従来回路
で必要とされた外付けコンデンサ用の接続端子が不要と
なり電源用ICのピン数の削減を図ることができる。
【0029】
【発明の効果】この発明によれば、従来のコンパレータ
から、MOSFETのしきい値を利用したインバータ回
路やバッファ回路に置き換えることで、素子面積や消費
電流を大幅に低減できる。さらに、起動シーケンス制御
への誤動作対策を施こすことができる。また前記のバッ
ファ回路からの出力信号はデジタル信号であるためノイ
ズの影響を受けづらくなり、駆動用ICのレイアウトの
自由度を増大することができる。また短絡異常の検出時
間のタイマをコンデンサからカウンタに代えることで、
従来必要とした外付けコンデンサとコンパレータとに接
続する接続端子が不要となり一層の素子面積の低減を図
ることができる。
から、MOSFETのしきい値を利用したインバータ回
路やバッファ回路に置き換えることで、素子面積や消費
電流を大幅に低減できる。さらに、起動シーケンス制御
への誤動作対策を施こすことができる。また前記のバッ
ファ回路からの出力信号はデジタル信号であるためノイ
ズの影響を受けづらくなり、駆動用ICのレイアウトの
自由度を増大することができる。また短絡異常の検出時
間のタイマをコンデンサからカウンタに代えることで、
従来必要とした外付けコンデンサとコンパレータとに接
続する接続端子が不要となり一層の素子面積の低減を図
ることができる。
【図1】この発明の一実施例のタイマ・ラッチ回路の要
部回路図
部回路図
【図2】図1のタイマ・ラッチ入力回路を構成するバッ
ファ回路およびインバータ回路の具体的な図
ファ回路およびインバータ回路の具体的な図
【図3】タイマ・ラッチ回路の主要部の動作波形を示す
図
図
【図4】スイッチング電源の要部回路図
【図5】従来のタイマ・ラッチ回路の回路図
【図6】図4の差動増幅器の出力電圧波形図
【図7】余分な回路が接続された電源用ICの回路図
1 バッファ回路 2 バッファ回路 3 インバータ回路 4 インバータ回路 5 カウンタ回路 6 T−フリップフロップ 6a 初段T−フリップフロップ 6b 最終段T−フリップフロップ 7 タイマ・ラッチ出力回路 8 タイマ・ラッチ入力回路 9 論理回路 20 タイマ・ラッチ回路 30 電源用IC 31 誤差増幅器 32 PWMコンバータ 33 駆動回路 34 基準電圧 50 電圧生成回路 51 MOSFET 52 コイル 53 ダイオード 54 コンデンサ 55 抵抗 56 抵抗 61 コンパレータ 62 コンパレータ 70 電源(高電位側) 71 コンパレータ 72 コンデンサ 73 電流源 74 接続端子 80 追加回路 81 コンパレータ 82 基準電圧 83 MOSFET 90 電源用IC
Claims (6)
- 【請求項1】電圧生成回路を保護するタイマ・ラッチ回
路において、前記電圧生成回路の短絡異常動作期間を決
めるためのカウンタ回路を有することを特徴とするタイ
マ・ラッチ回路。 - 【請求項2】カウンタ回路から出力される方形波電圧
を、電圧生成回路の短絡異常動作時に、一定の直流電圧
に変換する変換回路を有することを特徴とする請求項1
記載のタイマ・ラッチ回路。 - 【請求項3】タイマ・ラッチ回路が、複数個の誤差増幅
器と接続され、且つ、該誤差増幅器の出力電圧レベルを
判定する第1検出回路を有することを特徴とする請求項
1または2記載のタイマ・ラッチ回路。 - 【請求項4】第1検出回路を構成するMOSFETのゲ
ートと誤差増幅器の出力とが接続されることを特徴とす
る請求項3記載のタイマ・ラッチ回路。 - 【請求項5】タイマ・ラッチ回路が、複数個の電圧生成
回路とそれぞれに対応する制御端子を介して接続され、
且つ、該制御端子の電圧を検出する第2検出回路を有す
ることを特徴とする請求項3または4記載のタイマ・ラ
ッチ回路。 - 【請求項6】第2検出回路を構成するMOSFETのゲ
ートと制御端子とが接続されることを特徴とする請求項
5記載のタイマ・ラッチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23919797A JPH1189220A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | タイマ・ラッチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23919797A JPH1189220A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | タイマ・ラッチ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1189220A true JPH1189220A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17041179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23919797A Pending JPH1189220A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | タイマ・ラッチ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1189220A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006340587A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Rohm Co Ltd | 他励式dc/dcコンバータの制御回路およびそれを用いた電源装置、発光装置、電子機器 |
| JP2022084974A (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-08 | 拓 岩佐 | 協調充電システム |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23919797A patent/JPH1189220A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006340587A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Rohm Co Ltd | 他励式dc/dcコンバータの制御回路およびそれを用いた電源装置、発光装置、電子機器 |
| WO2006132138A1 (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Rohm Co., Ltd. | Dc/dcコンバータの制御回路およびそれを用いた電源装置、発光装置、電子機器 |
| US7863833B2 (en) | 2005-06-06 | 2011-01-04 | Rohm Co., Ltd. | DC/DC converter control circuit, and power supply apparatus, light emitting apparatus and electronic device using the same |
| JP2022084974A (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-08 | 拓 岩佐 | 協調充電システム |
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