(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング電源のスイッチング動作を行なうスイッチング素子と、スイッチング動作を制御する制御回路とを備えたスイッチング電源制御用デバイスにおいて、
前記制御回路は、
前記スイッチング素子に供給されるスイッチング信号を生成して出力する発振器と、
前記スイッチング素子の入力端子から前記制御回路の電源端子に前記制御回路が用いる回路用電流を供給するレギュレータと、
前記スイッチング素子に流れる電流を所定値に保持する電流検出回路と、
前記制御回路の制御端子を流れる電流値に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止して再開する帰還回路と、
前記制御端子の電圧値に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止し且つ停止した状態を保持する過電圧保護回路と、
前記スイッチング素子に対してスイッチング動作を停止させる停止回路とを備え、
前記過電圧保護回路は、定電流源となるカレントミラー回路と、入力端子が前記制御端子と接続され、出力端子が前記停止回路に停止信号を出力するＰ型電界効果トランジスタとを含み、
前記Ｐ型電界効果トランジスタのドレイン電圧を前記停止信号に用いることを特徴とするスイッチング電源制御用デバイス。
【請求項２】
前記制御回路は過熱保護回路をさらに備え、
前記停止回路はＲＳフリップフロップ回路からなり、前記停止信号となる前記過電圧保護回路の反転出力信号と前記過熱保護回路の出力信号との和信号が前記ＲＳフリップフロップ回路のセット端子に入力されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源制御用デバイス。
【請求項３】
前記スイッチング素子及び前記制御回路は、前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに前記制御回路の電源端子及び制御端子が外部接続端子となるように１つのパッケージに収納されて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング電源制御用デバイス。
【請求項４】
前記スイッチング素子及び前記制御回路は、前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに前記制御回路の電源端子及び制御端子が外部接続端子となるように１つの半導体基板上に集積化されて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング電源制御用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源制御用デバイスに関し、特に、過電圧保護機能を備え、軽負荷時の消費電力を低減できるスイッチング電源制御用デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチング電源装置について図４を参照しながら説明する。
【０００３】
図４は過電圧保護回路を有する従来のスイッチング電源装置の回路構成の一例を示している。
【０００４】
図４に示すように、スイッチング電源装置は、入力端子Ｔｉ、出力端子Ｔｏ、電源端子Ｔｐ及び制御端子Ｔｃを有する基板上形成領域１０上にそれぞれ配置された、ドレインが入力端子Ｔｉと接続され、ソースが出力端子Ｔｏと接続されたパワーＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子１１と、入力端子Ｔｉ、電源端子Ｔｐ、制御端子Ｔｃ及びスイッチング素子１１のゲートとそれぞれ接続部を持つスイッチング素子１１の制御回路１２とを含むスイッチング電源制御用半導体デバイスを備えている。
【０００５】
スイッチング電源装置は、主入力端子５０に入力される商用の交流電源からの入力信号が、ダイオードブリッジ等からなる整流器５１により整流され、入力コンデンサ５２により平滑化されることにより直流電圧Ｖｉｎに変換されて、電力変換用のトランス５３の１次巻線５３ａに入力される。
【０００６】
トランス５３の１次巻線５３ａに与えられた直流電圧Ｖｉｎは、スイッチング素子１１によりスイッチングされる。２次巻線５３ｃの両端には、スイッチング素子１１のスイッチング動作によって生じた起電力による電流が取り出される。２次巻線５３ｃに取り出された電流は、該２次巻線５３ｃと接続されたダイオード５４及び出力コンデンサ５５により整流及び平滑化されて、出力電圧Ｖｏの直流電力として負荷５６に供給される。
【０００７】
出力コンデンサ５５の両端子には、例えば、第１のフォトダイオード５７１ａ及び第１のツェナーダイオード５７２からなる帰還回路としての出力電圧制御回路５７が接続されており、出力電圧Ｖｏを安定化させるための帰還信号を１次側に設けられた第１のフォトトランジスタ５７１ｂに出力する。
【０００８】
さらに、出力コンデンサ５５の両端子には、出力電圧制御回路５７と並列に接続された、第２のフォトダイオード５８１ａと第２のツェナーダイオード５８２とからなり、出力電圧Ｖｏの過電圧を検出する過電圧検出回路５８が接続されており、出力電圧Ｖｏの値が所定値を越える場合に、スイッチング素子１１のスイッチング動作を停止させる停止指示信号を１次側に設けられた第２のフォトトランジスタ５８１ｂに出力する。
【０００９】
制御回路１２の電源端子Ｔｐと出力端子Ｔｏとの間には、ＮＰＮトランジスタ５９１、ＰＮＰトランジスタ５９２及び抵抗器５９３、５９４とからなるサイリスタ回路５９が接続されている。ＮＰＮトランジスタ５９１のコレクタは抵抗器５９３を介して電源端子Ｔｐと接続され、そのエミッタは出力端子Ｔｏと接続されている。ＰＮＰトランジスタ５９２のエミッタは電源端子Ｔｐと接続され、そのコレクタはＮＰＮトランジスタ５９１のベース及び抵抗器５９４を介して出力端子Ｔｏと接続され、そのベースはＮＰＮトランジスタ５９１のコレクタと接続されている。
【００１０】
また、第２のフォトトランジスタ５８１ｂのコレクタは、電源端子Ｔｐと接続され、そのエミッタはＮＰＮトランジスタ５９１のベースと接続されている。
【００１１】
以下、このように構成された従来のスイッチング電源装置における過電圧発生時の動作を説明する。
【００１２】
スイッチング電源装置に何らかの問題が生じて、出力電圧Ｖｏが異常に上昇した場合には、過電圧検出回路５８が動作して、第２のフォトトランジスタ５８１ｂに停止指示信号である信号電流が流れる。この信号電流がサイリスタ回路５９の抵抗器５９４に流れ、ＮＰＮトランジスタ５９１がオン状態となると、抵抗器５９３に電源端子Ｔｐから電流が流れ始めて、これをベースに受けるＰＮＰトランジスタ５９２もオン状態となる。その結果、ＰＮＰトランジスタ５９２のコレクタ電流をベースに受けるＮＰＮトランジスタ５９１のオン状態は保持される。すなわち、サイリスタ回路５９は、ＮＰＮトランジスタ５９１がいったんオン状態に遷移すると、第２のフォトトランジスタ５８１ｂからの電流が供給されなくなっても、オン状態を保持し続ける。さらに、サイリスタ回路５９が電源端子Ｔｐを介して供給される電流を引き込むため、電源端子Ｔｐと出力端子Ｔｏとの間に並列に接続され電源端子Ｔｐの電源電圧を安定化させる電源コンデンサ６０に充電用の電流が流れなくなるので、電源端子Ｔｐの電圧が低下する。さらに、電源端子Ｔｐの電圧が制御回路１２の内部で設定される停止電圧、ここでは、レギュレータと電源端子Ｔｐとの間に設けられている起動・停止回路２３により決定される電圧値以下となると、スイッチング素子１１のスイッチング動作が停止する。このとき、サイリスタ回路５９は動作し続けているため、電源端子Ｔｐの電圧は低下したままであり、スイッチング動作の停止状態が保持される。
【００１３】
サイリスタ回路５９の動作の解除は、スイッチング電源装置の入力電圧Ｖｉｎを切断することにより行なわれるため、サイリスタ回路５９からなる過電圧保護回路は、ラッチモードの停止機能を持つ。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスイッチング電源装置は、停止機能をラッチさせる必要から、過電圧保護回路の動作中にも制御回路１２の起動用電流が流れ続けるため、起動用電流による制御回路１２からの発熱が大きくなるという問題がある。
【００１５】
また、サイリスタ回路等の過電圧保護回路を基板上形成領域１０の外部に設ける、いわゆる外付け構成であるため、部品点数の増加やコストが上昇するという問題がある。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題を解決し、その目的は、過電圧状態で停止中の電源装置からの発熱をほとんど生じさせないようにすると共に、過電圧保護回路を少ない部品点数で構成できるようにすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係るスイッチング電源制御用デバイスは、スイッチング電源のスイッチング動作を行なうスイッチング素子と、スイッチング動作を制御する制御回路とを備えたスイッチング電源制御用デバイスを前提とし、制御回路は、スイッチング素子に供給されるスイッチング信号を生成して出力する発振器と、スイッチング素子の入力端子から制御回路の電源端子に制御回路が用いる回路用電流を供給するレギュレータと、スイッチング素子に流れる電流を所定値に保持する電流検出回路と、制御回路の制御端子を流れる電流値に基づいて、スイッチング素子のスイッチング動作を停止して再開する帰還回路と、制御端子の電圧値に基づいて、スイッチング素子のスイッチング動作を停止し且つ停止した状態を保持する過電圧保護回路と、スイッチング素子に対してスイッチング動作を停止させる停止回路とを備え、過電圧保護回路は、定電流源となるカレントミラー回路と、入力端子が制御端子と接続され、出力端子が停止回路に停止信号を出力するＰ型電界効果トランジスタとを含み、Ｐ型電界効果トランジスタのドレイン電圧を停止信号に用いる。
【００１８】
本発明のスイッチング電源制御用デバイスによると、制御端子の電圧値に基づいて、スイッチング素子のスイッチング動作を停止し且つ停止した状態を保持する過電圧保護回路を備えているため、過電圧保護回路を構成する部品点数を削減できる。その上、過電圧の検出時に、制御端子の電圧値が上昇するようにすれば、Ｐ型電界効果トランジスタの動作が非活性状態に近づいてドレイン電圧が低下する。このドレイン電圧の低下を停止信号に用いるため、過電圧保護回路が停止動作をラッチしている間の消費電流を抑制できるので、停止中の制御回路からの発熱を低減できる。
【００１９】
本発明のスイッチング電源制御用デバイスにおいて、制御回路は過熱保護回路をさらに備え、停止回路はＲＳフリップフロップ回路からなり、停止信号となる過電圧保護回路の反転出力信号と過熱保護回路の出力信号との和信号がＲＳフリップフロップ回路のセット端子に入力されることが好ましい。
【００２０】
本発明のスイッチング電源制御用デバイスにおいて、スイッチング素子及び制御回路が、スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに制御回路の電源端子及び制御端子が外部接続端子となるように１つのパッケージに収納されて形成されていることが好ましい。このようにすると、スイッチング電源制御用デバイス自体の部品点数を削減できると共に小型化が図れるため、スイッチング電源装置自体の小型化が容易となる。
【００２１】
本発明のスイッチング電源制御用デバイスにおいて、スイッチング素子及び制御回路が、スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに制御回路の電源端子及び制御端子が外部接続端子となるように１つの半導体基板上に集積化されて形成されていることが好ましい。このようにすると、スイッチング電源制御用デバイス及びスイッチング電源装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態に係るスイッチング電源制御用デバイスを含むスイッチング電源装置の回路構成の一例を示している。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係るスイッチング電源制御用デバイス１は、外部接続端子であって、入力端子Ｔｉ、出力端子Ｔｏ、電源端子Ｔｐ及び制御端子Ｔｃを有する基板上形成領域１０に集積化されて形成されている。
【００２５】
基板上形成領域１０には、ドレインが入力端子Ｔｉと接続され、ソースが出力端子Ｔｏと接続されたパワーＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子１１と、入力端子Ｔｉ、電源端子Ｔｐ、制御端子Ｔｃ及びスイッチング素子１１のゲートとそれぞれ接続部を持ち、スイッチング素子１１のスイッチング制御を行なうための制御回路１２とが配置されている。電源端子Ｔｐには制御回路１２が動作する電源電圧が供給され、制御端子Ｔｃには２次側からの制御用の帰還信号が供給される。
【００２６】
なお、基板上形成領域１０は、必ずしも、シリコン等からなる半導体基板にモノリシックに形成されている必要はなく、基板上形成領域１０上の機能素子の一部又は全部がディスクリート部品からなり、各ディスクリート部品が１つのパッケージに収納されて形成されていてもよい。
【００２７】
制御回路１２には、入力端子Ｔｉと電源端子Ｔｐとの間に接続され、入力端子Ｔｉの電圧値が例えば３０Ｖ程度の所定値以上となったときに、制御回路１２のための回路用電流を供給して、電源端子Ｔｐの電圧値が例えば５Ｖ程度の所定値となるように調節するレギュレータ１３が設けられている。
【００２８】
発振器１４は、スイッチング素子１１の最大デューティサイクルを決定する最大デューティサイクル信号ａと、スイッチング素子１１のスイッチング周波数を決定するクロック信号ｂとを出力する。最大デューティサイクル信号ａの反転信号は、第１のＯＲ回路１５を介して、ＲＳフリップフロップ回路１６のリセット端子Ｒに与えられ、クロック信号ｂは、第１のＡＮＤ回路１７を介して、ＲＳフリップフロップ回路１６のセット端子Ｓに与えられる。
【００２９】
ＲＳフリップフロップ回路１６の出力信号は、ＮＡＮＤ回路１８の３つの入力端子のうちの１つに入力され、該ＮＡＮＤ回路１８の出力信号は、インバータ素子からなるドライブ回路１９に入力されてスイッチング素子１１のゲートに出力される。
【００３０】
正相端子が入力端子Ｔｉとスイッチング素子１１のドレインとの間に接続され、逆相端子が定電圧源に接続され、スイッチング素子１１の素子電流Ｉｄを検出する比較器からなる電流検出回路２０が設けられている。電流検出回路２０は、素子電流Ｉｄが所定値に達すると、第２のＡＮＤ回路２１及び第１のＯＲ回路１５を介してＲＳフリップフロップ回路１６のリセット端子Ｒにリセット信号を出力して、スイッチング素子１１の発振動作を停止させる。すなわち、この電流検出回路２０によって、スイッチング動作中のスイッチング素子１１に流れる素子電流Ｉｄが所定値となるように調節される。
【００３１】
また、ドライブ回路１９からの出力信号は、オン時ブランキングパルス発生回路２２にも入力されており、スイッチング素子１１がオン状態に遷移（ターンオン）した後の、例えば２００ｎｓ程度の所定期間に、オン時ブランキングパルス発生回路２２がローレベルの信号を出力して電流検出回路２０からの出力信号を強制的にローレベルとすることにより、スイッチング素子１１の発振動作がリセット（停止）しないようにしている。これにより、ターンオン時の容量性スパイク電流によって、スイッチング素子１１がオフ状態に遷移（ターンオフ）しないようにしている。
【００３２】
起動・停止回路２３は、その正相端子がレギュレータ１３の出力端子と電源端子Ｔｐとの間に接続され、逆相端子が定電圧源と接続され、出力端子がＮＡＮＤ回路１８の入力端子の１つに接続されており、電源端子Ｔｐの電圧値によって、スイッチング素子１１の発振又は停止を制御する。
【００３３】
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２４は、帰還回路の一部を構成し、そのドレインが、電源端子Ｔｐからの電流を受ける定電流源２５及び第１のＡＮＤ回路１７の入力端子と接続され、ソースが制御端子Ｔｃと接続され、ゲートが定電圧源と接続されている。ここで、制御端子Ｔｃから流れ出す電流（制御端子電流Ｉｃ）が定電流源２５により設定された、例えば５０μＡ程度の第１の定電流値を越えると、ドレインから第１のＡＮＤ回路１７に入力される信号がローレベルとなるため、クロック信号ｂが無効にされて、スイッチング素子１１がオフ状態となる。
【００３４】
定電流源２５の電流値にはヒステリシスがあり、第１の定電流値よりも所定値分だけ小さい、例えば４０μＡ程度の第２の定電流値以下にならないと、スイッチング素子１１のスイッチング動作が再開されないように構成されている。
【００３５】
また、スイッチング電源装置の保護回路として、過電圧保護回路２６と過熱保護回路２７とを有している。過電圧保護回路２６は制御端子Ｔｃからの信号を受け、その出力信号は反転されて第２のＯＲ回路２８に入力され、ＲＳフリップフロップ回路からなる停止回路２９のセット端子Ｓに入力されて、反転出力端子／Ｑから再度反転されてＮＡＮＤ回路１８の残りの入力端子に出力される。
【００３６】
過電圧保護回路２６は、スイッチング電源装置に何らかの問題が生じて、出力電圧Ｖｏが異常に上昇したときに、スイッチング動作を安全に停止させるための回路であり、一般に、スイッチング電源装置に必須とされる。また、過電圧保護回路２６が一度動作することによりスイッチング動作が停止して、出力電圧Ｖｏが低下したときにも、スイッチング動作が復帰しないように、いわゆるラッチモードの停止機能を必要とされる。
【００３７】
過熱保護回路２７は、基板上形成領域１０の温度が、例えばジャンクション温度の１５０℃よりも低い１４０℃程度の設定温度以上になると、停止回路２９のセット端子Ｓに第２のＯＲ回路２８を介して停止信号を出力し、スイッチング素子１１のスイッチング動作を停止させる。過電圧保護又は過熱保護からの動作の復帰は、再起動トリガ回路３０からのリセット信号が停止回路２９のリセット端子Ｒに出力されたときに行なわれる。
【００３８】
以下、スイッチング電源装置におけるスイッチング電源制御用デバイス１を除く本体部分の説明をする。
【００３９】
図１に示すように、スイッチング電源装置本体は、主入力端子５０を有し、該主入力端子５０と並列に接続されたダイオードブリッジ等からなる整流器５１と、入力コンデンサ５２とを有している。
【００４０】
電力変換用のトランス５３は、１次巻線５３ａ及び２次巻線５３ｃからなり、１次巻線５３ａの入力側が入力コンデンサ５２の陽極と接続され、１次巻線５３ａの出力側がスイッチング素子１１及び制御回路１２の入力端子Ｔｉと接続されている。
【００４１】
電力変換用のトランス５３の２次巻線５３ｃには、出力側にダイオード５４が順方向で直列に接続され、出力コンデンサ５５が負荷５６に並列に接続されている。
【００４２】
出力コンデンサ５５の陽極と陰極との間に、例えば、順方向に接続された第１のフォトダイオード５７１ａと、逆方向に接続された第１のツェナーダイオード５７２とからなる出力電圧制御回路５７が並列に設けられている。
【００４３】
出力電圧制御回路５７は、出力電圧Ｖｏを安定化させるための帰還信号を１次側の制御端子Ｔｃと出力端子Ｔｏとの間に設けられた第１のフォトトランジスタ５７１ｂに出力する。
【００４４】
さらに、出力コンデンサ５５の両端子には、順方向に接続された第２のフォトダイオード５８１ａと、逆方向に接続された第２のツェナーダイオード５８２とからなり、出力電圧Ｖｏの過電圧を検出する過電圧検出回路５８が並列に設けられている。
【００４５】
過電圧検出回路５８は、異常発生時等であって、出力電圧Ｖｏの値が、第２のフォトダイオード５８１ａと第２のツェナーダイオード５８２とにより決定される所定値を越える場合に、スイッチング素子１１のスイッチング動作を停止させる停止指示信号を１次側の電源端子Ｔｐと制御端子Ｔｃとの間に設けられた第２のフォトトランジスタ５８１ｂに出力する。ここで、第１のフォトトランジスタ５７１ｂ及び第２のフォトトランジスタ５８１ｂは、いずれもエミッタ接地となるように接続されている。
【００４６】
なお、電源端子Ｔｐと出力端子Ｔｏとの間に電源コンデンサ６０を設けて、これにより電源端子Ｔｐの電圧値を安定させている。
【００４７】
以下、前記のように構成されたスイッチング電源装置の動作を説明する。
【００４８】
主入力端子５０に商用電源からの交流電流が入力されると、入力された交流信号は、整流器５１と出力コンデンサ５２とにより、整流及び平滑化されて、直流電圧Ｖｉｎに変換される。この変換された直流電圧Ｖｉｎがトランス５３の１次巻線５３ａに印加される。
【００４９】
ここで、直流電圧Ｖｉｎが例えば３０Ｖ程度の所定値以上となると、制御回路１２内のレギュレータ１３を介して、電源コンデンサ６０に該電源コンデンサ６０を充電する充電電流が流れる。さらに、電源端子Ｔｐの電圧値が起動・停止回路２３により設定された起動電圧値に達すると制御回路１２が起動して、スイッチング素子１１によるスイッチング動作の制御が開始される。制御回路１２における動作中の内部電流は、スイッチング素子１１のオフ状態の期間に供給されて、電源端子Ｔｐの電圧値が例えば５Ｖ程度の所定値となるように制御されている。
【００５０】
制御回路１２が起動すると、発振器１４により決定される所定の周波数、例えば１００ｋＨｚ程度のクロック信号ｂによって、スイッチング素子１１がその周波数でスイッチング動作を行なう。このスイッチング動作が繰り返されて、出力電圧Ｖｏが上昇する。その後、出力電圧Ｖｏの電圧値が出力電圧制御回路５７により設定された電圧値以上になると、第１のフォトダイオード５７１ａが導通し、第１のフォトトランジスタ５７１ｂに電流が流れるようになる。
【００５１】
このとき、第１のフォトトランジスタ５７１ｂの制御端子電流Ｉｃが定電流源２５の第１の定電流値を越えると、スイッチング素子１１のスイッチング動作が停止する。これは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ２４のドレイン電圧が低下して、第１のＡＮＤ回路１７にローレベルの信号が入力されるからである。
【００５２】
スイッチング素子１１のスイッチング動作が停止すると、トランス５３を介した１次側から２次側への電力供給が停止するため、出力電圧Ｖｏが徐々に低下して、第１のフォトダイオード５７１ａを流れる電流値及び第１のフォトトランジスタ５７１ｂを流れる電流値が徐々に低下する。ここで、第１のフォトトランジスタ５７１ｂを流れる電流値が定電流源２５の第２の定電流値以下にまで低下すると、スイッチング素子１１のスイッチング動作が再開されて、出力電圧Ｖｏが再び上昇する。このようにして、出力電圧Ｖｏの電圧値は帰還制御による安定化が図られている。
【００５３】
スイッチング素子１１のスイッチング動作中の出力電圧Ｖｏの上昇速度、及びスイッチング素子１１のスイッチング動作の停止中の出力電圧Ｖｏの低下速度は、負荷５６に流れる負荷電流に依存する。すなわち、負荷５６に対する電流供給が小さい、いわゆる軽負荷時には、出力電圧Ｖｏの上昇が速く且つ低下が遅いため、スイッチング素子１１のスイッチング動作期間が短くなる。逆に、軽負荷時よりも負荷電流が多く流れる重負荷時にはスイッチング素子１１のスイッチング動作期間が長くなる。従って、負荷が小さくなる程、スイッチング素子１１のスイッチング回数が減少するため、軽負荷時のスイッチング素子の損失が低減できるので、軽負荷時の高効率化を達成できる。
【００５４】
この様子を図示すると、図２（ａ）のタイムチャートに示すように、負荷５６に対する電流供給が小さい軽負荷時には、スイッチング素子１１に電流が流れる期間が短くなり、図２（ｂ）のタイムチャートに示すように、重負荷時には、スイッチング素子１１に電流が流れる期間が長くなる。
【００５５】
従って、制御回路１２は、スイッチング電源の負荷５６に供給される負荷電流に応じて、スイッチング素子１１のスイッチング回数が変化するような制御を行なうため、軽負荷時の消費電力を低減できる。
【００５６】
次に、過電圧保護回路２６の動作を説明する。
【００５７】
過電圧保護回路２６は、制御端子Ｔｃの電圧値を検出しており、この電圧値が例えば４Ｖ程度の設定電圧値以上になると、第２のＯＲ回路２８に対してローレベルの停止信号を出力し、スイッチング素子１１のスイッチング動作を停止させる。いったん過電圧保護回路２６が動作し始めると、ＲＳフリップフロップ回路からなる停止回路２９によってスイッチング素子１１のスイッチング動作の停止状態が保持されるため、ラッチモードの停止となる。なお、ラッチモードの解除は、電源端子Ｔｐの電圧値が例えば３Ｖ程度の設定値以下の電圧値にまで低下したときに、再起動トリガ回路３０からハイレベルのリセット信号が出力されることによって行なわれる。
【００５８】
図３は本実施形態に係るスイッチング電源制御用デバイス１であって、過電圧保護回路２６の具体的な構成例を示している。図３に示すように、過電圧保護回路２６は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６３及び定電流源２６４から構成されている。
【００５９】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１は、ソースが電源端子Ｔｐと接続され、ゲートが制御端子Ｔｃと接続され、ドレインが第２のＯＲ回路２８と接続されている。
【００６０】
第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２は、ドレインがＰ型ＭＯＳＦＥＴ２６１のドレインと接続され、ソースが接地されている。
【００６１】
第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６３は、そのゲートが第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２のゲートと共有され、ドレイン及びゲートが定電流源２６４と接続され、ソースが接地されており、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２と、いわゆるカレントミラー回路を構成している。
【００６２】
以下、前記のように構成された過電圧保護回路２６の動作について図１及び図３を参照しながら説明する。
【００６３】
過電圧保護回路２６は、前述したように、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２と第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６３とがカレントミラー回路を構成しており、定電流源２６４により設定される定電流が第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２に流れる。
【００６４】
まず、通常動作時を説明する。
【００６５】
通常動作時の制御端子Ｔｃの電圧値は１．５Ｖ程度であるため、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１はオン状態となっている。このときのＰ型ＭＯＳＦＥＴ２６１の電流供給能力は、定電流源２６４により設定された第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２に流れる定電流値と比べて十分大きくなっているため、過電圧保護回路２６の出力信号、すなわち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１のドレインからの停止信号はハイレベルとなっている。従って、第２のＯＲ回路２８が受ける停止信号はローレベルの非活性状態の信号である。
【００６６】
次に、異常動作時を説明する。
【００６７】
スイッチング電源装置の出力電圧Ｖｏが異常に上昇した場合には、過電圧検出回路５８が動作して、第２のフォトトランジスタ５８１ｂに停止指示信号の電流が流れる。この停止指示信号が制御端子Ｔｃに流れ込むと、制御端子Ｔｃの電圧値が上昇する。
【００６８】
このとき、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１の電流供給能力が小さくなっていき、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ２６１のドレイン電流が定電流源２６４により設定された第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ２６２に流れる定電流値よりも小さくなると、過電圧保護回路２６から出力される停止信号はローレベルに反転し、第２のＯＲ回路２８にはハイレベルの、すなわち活性状態の停止信号が出力され、その結果、ラッチモードでスイッチング素子１１のスイッチング動作が停止する。
【００６９】
なお、制御回路１２の制御端子Ｔｃは、電流を引き込む能力がほとんどない回路と接続されているため、該制御端子Ｔｃに電流を注入することにより、制御端子Ｔｃの電圧値を容易に上昇させることができる。
【００７０】
さらに、ラッチモードで停止中のレギュレータ１３から供給される回路用電流は、制御回路１２の電源端子Ｔｐの電圧値を所定値に保持するための電流のみであり、極めて小さいため、ラッチモード停止中の制御回路１２からの発熱はほとんど無視できる。
【００７１】
なお、出力電圧Ｖｏの過電圧を検出する過電圧検出回路５８をツェナーダイオード５８２とフォトカプラ５８１ａ、５８１ｂにより構成しているが、代わりにトランス５３の巻線電圧を利用する構成としても良い。
【００７２】
また、スイッチング素子１１はＭＯＳＦＥＴに限らず、代わりにバイポーラトランジスタを用いても良い。
【００７３】
【発明の効果】
本発明に係るスイッチング電源制御用デバイスによると、デバイス内にラッチモードで動作する過電圧保護回路を設けるため、外付け部品を減らすことができるので、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源制御用デバイスを含むスイッチング電源装置を示す回路図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置におけるスイッチング動作のタイムチャートを示し、（ａ）は軽負荷時のタイムチャートであり、（ｂ）は重負荷時のタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源制御用デバイスにおける過電圧保護回路を示す具体的な回路図である。
【図４】従来のスイッチング電源装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１        スイッチング電源制御用デバイス
１０      基板上形成領域
１１      スイッチング素子
１２      制御回路
１３      レギュレータ
１４      発振器
１５      第１のＯＲ回路
１６      ＲＳフリップフロップ回路
１７      第１のＡＮＤ回路
１８      ＮＡＮＤ回路
１９      ドライブ回路
２０      電流検出回路
２１      第２のＡＮＤ回路
２２      オン時ブランキングパルス発生回路
２３      起動・停止回路
２４      Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（帰還回路）
２５      定電流源
２６      過電圧保護回路
２６１    Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
２６２    第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ
２６３    第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ
２６４    定電流源
２７      過熱保護回路
２８      第２のＯＲ回路
２９      停止回路
３０      再起動トリガ回路
５０      主入力端子
５１      整流器
５２      入力コンデンサ
５３      トランス
５３ａ    １次巻線
５３ｃ    ２次巻線
５４      ダイオード
５５      出力コンデンサ
５６      負荷
５７      出力電圧制御回路（帰還回路）
５７１ａ  第１のフォトダイオード
５７１ｂ  第１のフォトトランジスタ（帰還回路）
５７２    第１のツェナーダイオード
５８      過電圧検出回路
５８１ａ  第２のフォトダイオード
５８１ｂ  第２のフォトトランジスタ
５８２    第２のツェナーダイオード
６０      電源コンデンサ
Ｔｉ      入力端子（外部接続端子）
Ｔｏ      出力端子（外部接続端子）
Ｔｐ      電源端子（外部接続端子）
Ｔｃ      制御端子（外部接続端子）
【図１】
0003559517.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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