(57)【要約】  【課題】出力ピーク電流を低減し、出力に接続された素子に与える悪影響を軽減することができるスイッチング電源を提供する。  【解決手段】スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状態となった場合、過電流検知部４がソフトスタート回路の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げ、ＰＷＭ比較器６は、一旦パルス信号を出力しなくなる。その後、電圧ＳＳが自動復帰して所定の電圧まで上がると、再度パルス信号の出力を開始するが、ＳＷ部８がＯＦＦの状態であるので、出力パルスはスイッチング素子１に供給されない。そして、電圧ＳＳが（ａ＋Δ）Ｖになると、電圧検出部７によりＳＷ部８がＯＮされて出力パルスがスイッチング素子１に供給されるので、過電流保護がかからない期間はスイッチング素子１が動作せず、出力ピーク電流を減少することができる。  【選択図】図１
2006115596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられた信号遮断手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記信号遮断手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の電圧を急速に復帰させる復帰手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記復帰手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項３】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項４】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスを検出するパルス検出手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記パルス検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項５】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスにより駆動されるタイマ手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記タイマ手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項６】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信
号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスをカウントするカウント手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記カウント手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項７】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項８】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスを検出するパルス検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記パルス検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項９】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスにより駆動されるタイマ手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記タイマ手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１０】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスをカウントするカウント手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記カウント手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１１】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力電圧が所定の範囲にあることを検出する電圧判定手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧と一定電圧とを切り換える切換手段を備え、上記電圧判定手段の出力により上記切換手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１２】
請求項３〜請求項１１のいずれかに記載されたスイッチング電源装置において、
上記一定電圧をスイッチング電源の入力電圧、出力電圧または発振器の発振周波数に応じて可変できることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１３】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一時的にシフトするダイナミックシフト手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記ダイナミックシフト手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１４】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスが入力されるパルス幅検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられた信号遮断手段を備え、上記パルス幅検出手段の出力により上記信号遮断手段が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１５】
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスが入力されるパルス幅検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられ、上記比較手段の出力パルスを一定幅のパルスに整形する波形整形手段を備え、上記パルス幅検出手段の出力により上記波形整形手段の動作が制御されることを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源に関し、特に、過電流保護機能を備えたスイッチング電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源はスイッチング素子のスイッチングのデューティ比によって所望の出力電圧を得ることができるので、入出力間の電圧差が大きい用途で効率がよいという利点があり、広く採用されている。
このスイッチング電源には、通常、過熱保護、過電流保護などの保護回路が内蔵されている。過電流保護の方式としては、スイッチング素子を流れる電流の過電流を検知した場合、ソフトスタート回路の電圧を一時的に低下させ、その後復帰させることにより、過電流が発生した場合に、スイッチング素子をオフすることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２７２０９８号公報
【０００３】
図２９は従来の過電流保護機能を備えたスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、過電流検知部４の出力により出力電圧が０となり、その後基準電圧Vrefまで復帰する電圧を発生するソフトスタート回路５、三角波発振器の出力、スイッチング電源の出力電圧Ｖoとスイッチング電源の設定電圧との誤差を増幅するエラー
アンプの出力及びソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳが入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）比較器６により構成されている。
【０００４】
そして、過電流検知部４はスイッチング素子１に流れるスイッチング電流の電圧変換出力が一定電圧を超えた場合に信号を出力する比較器４１、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのＯＮデューティが一定幅に広がるまで比較器４１の出力をマスクするマスク部４２、比較器４１の出力によりソフトスタート回路のコンデンサＣを瞬時に放電する論理部４３により構成されている。
【０００５】
このスイッチング電源は、起動時、スイッチング素子１がスイッチングパルスに応じてスイッチング動作開始した直後、負荷に大きな突入電流が発生し負荷を破壊してしまう恐れがあるため、起動時にスイッチングパルスのデューティ比を徐々に大きくするようにＰＷＭ比較器６を制御することにより、いわゆるソフトスタートさせるソフトスタート回路５が設けられている。
すなわち、電源が投入されると、ソフトスタート回路５のコンデンサＣが徐々に充電され、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳが上昇していく。一方、ＰＷＭ比較器６は３つの入力端子を有し、非反転入力に三角波発振器からの三角波ＣＴが入力され、２つの反転入力に電圧ＳＳと出力電圧Ｖoと設定電圧との誤差を増幅するエラーアンプの出力が入力
されているので、ソフトスタート回路５の出力ＳＳの電圧値が大きくなり、三角波ＣＴの電圧から電圧ＳＳとエラーアンプ出力を減算した電圧値が負になると、ＰＷＭ比較器６がローレベルの出力パルスを出力し、スイッチング素子１が駆動される。
【０００６】
また、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状態となった場合、過電流検
知部４の比較器４１が電流増加を検知し、論理部４３の出力からパルスが出力される。これにより、ソフトスタート回路５のコンデンサＣが放電されるので、出力電圧ＳＳが図３０（ａ）に示すように、０Ｖまで下がるが、このソフトスタート回路５のコンデンサＣは基準電源Ｖrefでプルアップされているため、電圧ＳＳは電圧降下後直ちに自動復帰する
。
【０００７】
一方、スイッチング素子１を制御するＰＷＭ比較器６は、電圧ＳＳが一定電圧以上にならないと信号を出力することができず、電圧ＳＳがａＶに達した、図３０（ａ）のt1の時点でパルス出力が開始される。しかしながら、ノイズ等による過電流保護誤動作防止の為、図３１（ｂ）に示すように、マスク部４２がＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅を判別し、ＰＷＭ比較器６の出力開始からＰＷＭ比較器６の出力パルスのＯＮデューティが一定幅に広がるまで、比較器４１の出力が論理部４３に入力されないようにマスクすることにより、過電流保護がかからないノンプロテクト期間が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の過電流保護機能付スイッチング電源は以上のように構成されているが、上記のノンプロテクト期間中（最大数秒程度）は過電流保護がかからない為、スイッチング素子が最大電流能力まで電流を流すことになり、図３０（ｂ）に示すような出力ピーク電流（ピークで最大数１０Ａ程度）が発生する。
そして、過電流（短絡）状態を長時間継続した場合、出力に接続された素子に過電流を断続的に長時間流すことになり、素子寿命に悪影響を及ぼすという問題があった。
また、出力ピーク電流によってＧＮＤ揺れを生じるため、ＩＣ等に悪影響を与えるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、出力ピーク電流を低減し、出力に接続された素子に与える悪影響を軽減するとともに、出力ピーク電流によるＩＣ等の他素子へのＧＮＤ揺れ等の影響を低減することができるスイッチング電源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明に係るスイッチング電源（１）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられた信号遮断手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記信号遮断手段が制御されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るスイッチング電源（２）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の電圧を急速に復帰させる復帰手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記復帰手段が制御されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るスイッチング電源（３）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート
手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（４）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスを検出するパルス検出手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記パルス検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るスイッチング電源（５）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスにより駆動されるタイマ手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記タイマ手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（６）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスをカウントするカウント手段と、上記発振器出力のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記カウント手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るスイッチング電源（７）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力が入力される電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記電圧検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係るスイッチング電源（８）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート
手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスを検出するパルス検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記パルス検出手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（９）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスにより駆動されるタイマ手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記タイマ手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るスイッチング電源（１０）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスをカウントするカウント手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一定電圧だけシフトするレベルシフト手段を備え、上記カウント手段の出力により上記レベルシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（１１）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力電圧が所定の範囲にあることを検出する電圧判定手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧と一定電圧とを切り換える切換手段を備え、上記電圧判定手段の出力により上記切換手段が制御されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係るスイッチング電源（１２）は、
請求項３〜請求項１１のいずれかに記載されたスイッチング電源装置において、
上記一定電圧をスイッチング電源の入力電圧、出力電圧または発振器の発振周波数に応じて可変できることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（１３）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記ソフトスタート手段の出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記ソフトスタート手段の出力電圧のレベルを一時的にシフトするダイナミックシフト手段を備え、上記電圧検
出手段の出力により上記ダイナミックシフト手段が制御されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係るスイッチング電源（１４）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスが入力されるパルス幅検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられた信号遮断手段を備え、上記パルス幅検出手段の出力により上記信号遮断手段が制御されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係るスイッチング電源（１５）は、
スイッチング手段を流れる電流の過電流を検知する過電流検知手段と、上記過電流検知手段の出力により電圧が低下した後、所定電圧に復帰する電圧を発生するソフトスタート手段と、このソフトスタート手段の出力、発振器出力及び出力電圧と設定電圧との誤差信号が入力される比較手段と、上記比較手段の出力により駆動される上記スイッチング手段とを備えたスイッチング電源であって、
上記比較手段の出力パルスが入力されるパルス幅検出手段と、上記比較手段と上記スイッチング手段との間に設けられ、上記比較手段の出力パルスを一定幅のパルスに整形する波形整形手段を備え、上記パルス幅検出手段の出力により上記波形整形手段の動作が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るスイッチング電源（１）によれば、ソフトスタート手段の出力が所定の電圧となるまで比較手段の出力がスイッチング手段に入力されず、過電流保護のノンプロテクト期間中のスイッチング手段の動作を阻止することができるので、ソフトスタート手段の電圧復帰毎の出力ピーク電流値を低減することができ、出力に接続された素子に与える悪影響を軽減するとともに、出力ピーク電流によるＩＣ等の他素子へのＧＮＤ揺れ等の影響を低減することができる。
また、本発明に係るスイッチング電源（２）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になると、ソフトスタート手段の電圧が急速に復帰するので、出力ピーク電流値は変わらないが、過電流が出力に流れる時間を低減することができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（３）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になると、発振器出力のレベルがシフトされ、過電流保護がかからない状態をスキップすることできるので、出力ピーク電流を大幅に低減でき、また、本発明に係るスイッチング電源（４）によれば、比較手段の出力によりソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になったことを検知できるので、スイッチング電源（３）の電圧検出手段のコンパレータをディジタル回路で構成することができ、より小さい面積で回路を構成することが可能となる。
【００２７】
一方、出力負荷が正常の状態において、比較手段の出力がいきなりパルス幅が広い状態から起動すると、出力の容量を充電する電流が流れすぎ、過電流を検知して起動不良を起こす可能性が考えられるが、本発明に係るスイッチング電源（５）、（６）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になってから所定時間経過後に発振器出力レベルがシフトされるので、最初のしばらくの間はパルス幅の短いパルスで起動させることができ、上記の問題を回避することができる。
【００２８】
また、本発明に係るスイッチング電源（７）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧
が所定電圧になると、ソフトスタート手段の出力電圧がレベルシフトされ、過電流保護がかからない状態をスキップすることできるので、出力ピーク電流を大幅に低減でき、さらに、本発明に係るスイッチング電源（８）によれば、比較手段の出力によりソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になったことを検知できるので、スイッチング電源（７）の電圧検出手段のコンパレータをディジタル回路で構成することができ、より小さい面積で回路を構成することが可能となる。
【００２９】
また、上記のように、出力負荷が正常の状態において、比較手段の出力がいきなりパルス幅が広い状態から起動すると、出力の容量を充電する電流が流れすぎ、過電流を検知して起動不良を起こす可能性が考えられるが、本発明に係るスイッチング電源（９）、（１０）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になってから所定時間経過後にソフトスタート手段の出力電圧のレベルがシフトされるので、上記と同様に、最初のしばらくの間はパルス幅の短いパルスで起動させることができ、上記の問題を回避することができる。
【００３０】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（１１）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定の範囲にあるとき、ソフトスタート手段の出力電圧が一定電圧と切り換えられ、過電流保護がかからない状態をスキップすることできるとともに、他の本発明に係るスイッチング電源に比べ、ソフトスタート手段の出力電圧が一定となる期間があるため、起動時の状態をよりソフトにすることが可能となる。
また、定常状態での比較手段の出力パルス幅は発振周波数や入力電圧、出力電圧によって変化するが、本発明に係るスイッチング電源（１２）によれば、レベルシフト手段や切換手段の一定電圧を発振周波数や入力電圧、出力電圧に応じて可変できるので、様々な問題を回避することができる。
【００３１】
さらに、本発明に係るスイッチング電源（１３）によれば、ソフトスタート手段の出力電圧が所定電圧になると、ソフトスタート手段の出力電圧のレベルが一時的にシフトされ、過電流保護がかからない状態をスキップすることできるので、ソフトスタート手段の電圧復帰毎の出力ピーク電流を大幅に低減できるとともに、簡易な回路で構成でき、また、ダイナミックシフト手段の抵抗、コンデンサを外付け部品で構成すれば、電圧レベルや時間の調整を容易に行うことができる。
【００３２】
また、本発明に係るスイッチング電源（１４）によれば、比較手段の出力パルスのパルス幅が所定のパルス幅以下のとき、スイッチング素子へのパルス入力が遮断され、また、本発明に係るスイッチング電源（１５）によれば、比較手段の出力パルスのパルス幅が所定のパルス幅以下のとき、比較手段の出力パルスがパルス幅一定に波形整形されるので、ソフトスタート手段の電圧復帰毎の出力ピーク電流値を低減することができるとともに、他の本発明に係るスイッチング電源に比べ、全ての回路構成をディジタル回路で構成することができるので、より小さい面積で回路を構成することが可能となる。
【実施例１】
【００３３】
以下、本発明のスイッチング電源の実施例について、図面を用いて説明する。
図１はソフトスタート回路の出力電圧ＳＳが所定の電圧レベルになるまでスイッチング素子を動作させないスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、三角波発振器の出力ＣＴ、スイッチング電源の出力電圧Ｖoとスイッチング電源の
設定電圧との誤差を増幅するエラーアンプの出力及び電圧ＳＳが入力されるＰＷＭ比較器６、電圧検出部７、ＰＷＭ比較器６とスイッチング素子１との間に配置されたＳＷ部８により構成され、従来のスイッチング電源に電圧検出部７とＳＷ部８が新たに追加されている。
【００３４】
スイッチング素子１はＳＷ部８の出力によりＯＮ、ＯＦＦ駆動され、ツェナーダイオード２の両端電圧が平滑素子３により平滑されてスイッチング電源の出力Ｖoとして出力さ
れる。過電流検知部４はスイッチング素子に流れる電流が過電流状態となったとき、ソフトスタート回路の出力電圧ＳＳを０Ｖにする。
また、ＰＷＭ比較器６は３つの入力端子を有し、非反転入力に三角波発振器からの三角波ＣＴが入力され、２つの反転入力に電圧ＳＳと出力電圧Ｖoと設定電圧との誤差を増幅
するエラーアンプの出力が入力され、三角波ＣＴの電圧から電圧ＳＳとエラーアンプ出力を減算した電圧値が正である場合に、ハイレベルの出力電圧を出力し、そうでない場合にはローレベルの出力電圧を出力する。そして、定常状態では、スイッチング素子１を制御するための制御パルス信号として、三角波ＣＴの周波数と同一周波数で、かつ出力電圧に応じたデューティ比の信号がＰＷＭ比較器６から出力される。
【００３５】
一方、電圧検出部７は電圧比較器により構成され、この電圧比較器の反転入力に（ａ＋Δ）Ｖの基準電源が接続され、非反転入力に電圧ＳＳが接続されており、電圧ＳＳが（ａ＋Δ）Ｖを超えると、ＳＷ部８にハイレベルの信号を供給して、ＳＷ部８を導通させる。
【００３６】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、出力電圧ＳＳが０Ｖまで下がった後、直ちに自動復帰する。これにより、ＰＷＭ比較器６は、一旦パルス信号を出力しなくなるが、図２（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶに達すると、再度パルス信号の出力を開始する。
しかしながら、このときＳＷ部８がＯＦＦの状態であるので、ＰＷＭ比較器６の出力パルスはスイッチング素子１に供給されない。
【００３７】
一方、電圧検出部７は電圧ＳＳが（ａ＋Δ）Ｖなったとき、出力がハイレベルに反転し、図２（ｃ）に示すように、ＳＷ部８がＯＮするので、ＰＷＭ比較器６の出力がスイッチング素子１に供給されるようになる。
したがって、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのＯＮデューティが一定値以上になるまで、すなわち、過電流保護のノンプロテクト期間中、スイッチング素子１が動作しないので、出力ピーク電流を低減することが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
上記の実施例では、ＳＷ部を用いてＰＷＭ比較器６の出力がスイッチング素子１に供給されないようにしたが、電圧ＳＳを急速に復帰させ、過電流保護のノンプロテクト期間を短くすることにより、出力ピーク電流を低減することもでき、以下、このようにＳＳ電圧を急速に復帰させる実施例について、図３、図４により説明する。
図３は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、電圧検出部９、ＳＷ１と３つの抵抗よりなる、ＳＳ電圧の急速復帰部１０により構成され、従来のスイッチング電源に電圧検出部９と急速復帰部１０が新たに追加されている。
なお、電圧検出部９の比較器には基準電圧としてａＶの電圧が入力されている。
【００３９】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶを超えると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、電圧ＳＳがａＶになると、図４（ｂ）に示すように、電圧検出部９が急速復帰部１０のＳＷ１をＯＮさせるので、電流Ｉｃが流れ、ソフトスタート回路５のコンデンサＣが急速に充電される。
したがって、図４（ａ）の点線の従来のスイッチング素子のＯＮ時間に比べて、図４（ａ）の実線で示すように、スイッチング素子のＯＮ時間を短くすることができる為、ピーク電流最大値はほとんど変化しないが、ピーク電流が流れる時間を短くすることが可能となる。
【実施例３】
【００４０】
さらに、発振回路出力をレベルシフトすることにより、ＰＷＭ比較器６の出力のパルス幅が短い領域をなくし、過電流保護がかからない状態をスキップさせることもでき、以下、発振回路出力をレベルシフトする実施例について、図５、図６により説明する。
図５は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、電圧検出部９、発振回路出力ＣＴをＶshift分だけレベルシフトするレベルシフト部１１により構成され、従来のスイッチング電
源に電圧検出部９とレベルシフト部１１が新たに追加されている。
なお、本実施例では、過電流検知部４の出力により、過電流時にＯＮとなるＳＷ２を設け、このＳＷ２によりソフトスタート回路５のコンデンサＣを放電させている。
【００４１】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳが電圧検出部９の基準電圧ａＶに達したとき、電圧検出部９がローレベルの信号をレベルシフト部１１に供給する。
これにより、レベルシフト部１１が、図６（ａ）に示すように、発振信号ＣＴの電圧をＶshift分だけレベルシフトするので、図６（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力
パルスのパルス幅が短い領域がなくなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間がなくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例４】
【００４２】
また、上記の実施例では電圧ＳＳの上昇を検出することにより発振信号ＣＴのレベルシフトを行ったが、ＰＷＭ比較器６の出力により電圧ＳＳの上昇を検出することもでき、以下、ＰＷＭ比較器６の出力により電圧ＳＳの上昇を検出する実施例について、図７、図８により説明する。
図７は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、レベルシフト部１１、信号処理回路部１２により構成され、従来のスイッチング電源にレベルシフト部１１と信号処理回路部１２が新たに追加されている。
【００４３】
信号処理回路部１２はフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）回路と２個の反転回路よりなり、Ｆ／Ｆ回路はＰＷＭ比較器６の出力パルスのエッジによりセットされるとともに、過電流検知部４の出力パルスの反転出力によりリセットされる。
【００４４】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、電圧ＳＳを０Ｖまで下げるとともに、信号処理回路部１２のＦ／Ｆ回路をリセットする。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、図８（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶになると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１２のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなるので、信号処理回路部１２の出力は図８（ｃ）に示すようにローレベルとな
る。
【００４５】
これにより、レベルシフト部１１が、図８（ａ）に示すように、発振信号ＣＴの電圧をＶshift分だけレベルシフトするので、図８（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力
パルスのパルス幅が短い領域が最初の数回だけとなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例５】
【００４６】
一方、出力負荷が正常の状態において、比較手段の出力がいきなりパルス幅が広い状態から起動すると、出力の容量を充電する電流が流れすぎ、過電流を検知して起動不良を起こす可能性があるので、上記の実施例の信号処理回路部にタイマを追加し、ＰＷＭ比較器６からパルスが出力されてから設定時間経過後に発振回路出力をレベルシフトすることにより、最初のしばらくの間はパルス幅の短いパルスで起動させることができ、以下、タイマを備えた実施例について、図９、図１０により説明する。
図９は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、レベルシフト部１１、信号処理回路部１３により構成されており、従来のスイッチング電源にレベルシフト部１１と信号処理回路部１３が新たに追加されている。
【００４７】
信号処理回路部１３はＦ／Ｆ回路に加えてタイマＴとナンド回路ＮＡＮＤを備え、Ｆ／Ｆ回路はＰＷＭ比較器６の出力パルスのエッジによりセットされるとともに、過電流検知部４の出力パルスの反転出力によりリセットされる。
また、タイマＴはＦ／Ｆ回路の出力により計時を開始し、設定時間経過後に出力をハイレベルにするとともに、過電流検知部４の出力パルスによりリセットされる。
【００４８】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の電圧ＳＳを０Ｖまで下げるとともに、信号処理回路部１３のＦ／Ｆ回路、タイマＴがリセットされる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、図１０（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶに達すると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１３のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなり、この出力によりタイマＴが計時を開始する。そして、タイマＴの設定時間が経過すると、タイマ出力がハイレベルになるので、図１０（ｃ）に示すように、信号処理回路部１３の出力がローレベルになる。
【００４９】
これにより、レベルシフト部１１が、図１０（ａ）に示すように、発振信号ＣＴの電圧をＶshift分だけレベルシフトするので、図１０（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の
出力パルスのパルス幅が短い領域がタイマＴの設定時間の間の最初の数回だけとなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例６】
【００５０】
また、タイマに代えてカウンタを用い、ＰＷＭ比較器６からのパルスが設定された回数だけ出力されてから発振回路出力をレベルシフトすることもでき、以下、カウンタを用いた実施例について、図１１、図１２により説明する。
図１１は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、レベルシフト部１１、信号処理回路部
１４により構成されており、従来のスイッチング電源にレベルシフト部１１と信号処理回路部１４が新たに追加されている。
【００５１】
信号処理回路部１４はＦ／Ｆ回路に加えてカウンタＣＯ、ナンド回路ＮＡＮＤを備え、Ｆ／Ｆ回路はＰＷＭ比較器６の出力パルスのエッジによりセットされるとともに、過電流検知部４の出力パルスの反転出力によりリセットされる。
また、カウンタＣＯはＰＷＭ比較器６の出力パルスの回数をカウントし、設定された回数をカウントすると、出力をハイレベルにするとともに、過電流検知部４の出力パルスによりリセットされる。
【００５２】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げるとともに、信号処理回路部１４のＦ／Ｆ回路、カウンタＣＯがリセットされる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、図１２（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶに達すると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１４のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなる。
一方、カウンタＣＯはＰＷＭ比較器６の出力パルスの回数をカウントし、設定された回数をカウントすると、出力がハイレベルになるので、図１２（ｃ）に示すように、信号処理回路部１４の出力がローレベルになる。
【００５３】
この信号処理回路１４の出力により、レベルシフト部１１が、図１２（ａ）に示すように、発振信号ＣＴの電圧をＶshift分だけレベルシフトするので、図１２（ｂ）に示すよ
うに、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域が最初の数回だけとなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例７】
【００５４】
また、以上の実施例では発振信号ＣＴの電圧のレベルシフトを行ったが、電圧ＳＳをレベルシフトすることにより、過電流保護がかからない状態をスキップすることもでき、以下、電圧ＳＳをレベルシフトする実施例について、図１３、図１４により説明する。
図１３は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、電圧検出部９、電圧ＳＳのレベルをシフトするレベルシフト部１１により構成されており、従来のスイッチング電源に電圧検出部９とレベルシフト部１１が新たに追加されている。
【００５５】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶに達すると、電圧検出部９の出力がローレベルになり、レベルシフト部１１が、図１４（ａ）に示すように、電圧ＳＳをＶshift分だけレベルシフト
するので、図１４（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域がなくなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間がなくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例８】
【００５６】
また、上記の実施例では電圧ＳＳが一定電圧になったことを検出することにより電圧ＳＳのレベルシフトを行ったが、上記と同様に、ＰＷＭ比較器６の出力により電圧ＳＳをレ
ベルシフトすることもでき、以下、ＰＷＭ比較器６の出力により電圧ＳＳをレベルシフトする実施例について、図１５、図１６により説明する。
図１５は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、信号処理回路部１２、レベルシフト部１１により構成され、図１３の実施例の電圧検出部９に代えて信号処理回路部１２が設けられている。
【００５７】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ち電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、図１６（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶに達すると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１２のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなるので、信号処理回路部１２の出力は図１６（ｃ）に示すようにローレベルとなる。
【００５８】
これにより、レベルシフト部１１が、図１６（ａ）に示すように、電圧ＳＳをＶshift
分だけレベルシフトするので、図１６（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域が最初だけとなり、マスク部４２によってマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることができる。また、ＰＷＭ比較器６の出力によりソフトスタート回路５の出力電圧が所定電圧になったことを検知できるので、電圧検出部の比較器に代えてディジタル回路で構成することができ、より小さい面積で回路を構成することが可能となる。
【実施例９】
【００５９】
さらに、上記と同様に、最初のしばらくの間はパルス幅の短いパルスで起動させるため、上記の実施例の信号処理回路部にタイマを追加し、ＰＷＭ比較器６からパルスが出力されてから設定時間経過後に電圧ＳＳをレベルシフトすることもでき、以下、タイマを追加した実施例について、図１７、図１８により説明する。
図１７は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、レベルシフト部１１、信号処理回路部１３により構成され、従来のスイッチング電源にレベルシフト部１１と信号処理回路部１３が新たに追加されている。
【００６０】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、図１８（ｂ）に示すように、電圧ＳＳがａＶに達すると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１３のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなり、この出力によりタイマＴが計時を開始する。そして、タイマＴの設定時間が経過すると、タイマＴの出力がハイレベルになるので、図１８（ｃ）に示すように、信号処理回路部１３の出力がローレベルになる。
【００６１】
これにより、レベルシフト部１１が、図１８（ａ）に示すように、電圧ＳＳをＶshift
分だけレベルシフトするので、図１８（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域がタイマＴの設定時間の間の最初の数回だけとなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例１０】
【００６２】
また、上記と同様に、タイマに代えてカウンタを用い、ＰＷＭ比較器６からのパルスが設定された回数だけ出力されてから電圧ＳＳをレベルシフトすることもでき、以下、カウンタを用いた実施例について、図１９、図２０により説明する。
図１９は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、レベルシフト部１１、信号処理回路部１４により構成され、従来のスイッチング電源にレベルシフト部１１と信号処理回路部１４が新たに追加されている。
【００６３】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶに達すると、ＰＷＭ比較器６がパルス信号の出力を開始するが、ＰＷＭ比較器６がパルス信号を出力すると、信号処理回路部１４のＦ／Ｆ回路がそのエッジを検出して、Ｑ出力がハイレベルとなる。
一方、カウンタＣＯはＰＷＭ比較器６の出力パルスの回数をカウントし、設定された回数をカウントすると、出力がハイレベルになり、図２０（ｃ）に示すように、信号処理回路部１４の出力がローレベルになる。
【００６４】
これにより、レベルシフト部１１が、図２０（ａ）に示すように、電圧ＳＳをＶshift
分だけレベルシフトするので、図２０（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域が最初の数回だけとなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間が少なくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例１１】
【００６５】
さらに、上記の実施例では、電圧ＳＳをレベルシフトすることにより、過電流保護がかからない状態をスキップしたが、電圧ＳＳと一定電圧とを切り換えることによって過電流保護がかからない状態をスキップすることもでき、以下、電圧ＳＳと一定電圧とを切り換える実施例について、図２１、図２２により説明する。
図２１は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、電圧検出部１５、電圧切換部１６により構成され、従来のスイッチング電源に電圧検出部１５と電圧切換部１６が新たに追加されている。
【００６６】
電圧検出部１５は、基準電圧Ｖr1、Ｖr2が入力される、２つの比較器とオア回路ＯＲよりなり、電圧ＳＳが基準電圧Ｖr1とＶr2の間にあるときのみ、オア回路ＯＲからローレベルの信号が出力され、電圧切換部１６は電圧検出部１５からローレベルの信号が入力されている間、電圧ＳＳと基準電圧Ｖr2とを切り換える。
【００６７】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳが基準電圧Ｖr1に達すると、図２２（ｃ）に示すように、電圧検出部１５がローレベルを出力するので、電圧切換部１６が電圧ＳＳと基準電圧Ｖr2とを切り換え、図２２（ａ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の入力側の電圧が基準電圧Ｖr2に固定される。その後、電圧ＳＳが基準電圧Ｖr2に達すると、図２２（ｃ）に示すように、電圧
検出部１５がハイレベルを出力するので、電圧切換部１６が基準電圧Ｖr2と電圧ＳＳを切り換え、図２２（ａ）に示すように、ＰＷＭ比較器６に再び電圧ＳＳが供給される。
【００６８】
これにより、図２２（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域がなくなり、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間がなくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。また、この場合、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳが一定となる期間があるため、起動時の状態をよりソフトにすることが可能となる。
【実施例１２】
【００６９】
さらに、電圧ＳＳをレベルシフトするのではなく、ダイナミックヒス回路により電圧ＳＳを一時的にレベルシフトすることにより、過電流保護がかからない状態をスキップすることもでき、以下、電圧ＳＳを一時的にレベルシフトする実施例について、図２３、図２４により説明する。
図２３は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ソフトスタート回路５、ＰＷＭ比較器６、電圧検出部９、ダイナミックヒス回路１７により構成されており、従来のスイッチング電源に電圧検出部９とダイナミックヒス回路１７が新たに追加されている。
ダイナミックヒス回路１７はスイッチＳＷ３とコンデンサ、抵抗により構成され、電圧検出部９の出力がローレベルになると、ＳＷ３がＯＦＦとなり、電圧ＳＳを一時的にレベルシフトする。
【００７０】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ＳＷ２をＯＮすることにより、ソフトスタート回路５の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶに達すると、図２４（ｃ）に示すように、電圧検出部９の出力がローレベルになるので、ダイナミックヒス回路１７のＳＷ３がＯＦＦとなり、図２４（ａ）に示すように、電圧ＳＳが電圧Ｖr2まで上昇し、その後徐々に低下していく。
なお、ダイナミックヒス回路１７の抵抗、コンンデンサを外付けとし、これらを交換することにより、電圧ＳＳのシフト波形の電圧レベルや時間の調整を容易に行うことができる。
【００７１】
これにより、電圧ＳＳが一時的にレベルシフトされるので、図２４（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅が短い領域がなくなる。したがって、過電流検知部４のマスク部４２によって比較器４１の出力がマスクされる期間がなくなるので、過電流保護がかからない状態をスキップすることが可能となる。
【実施例１３】
【００７２】
さらに、ＰＷＭ比較器から出力されるパルスのパルス幅を検出し、過電流検知部でマスクされるパルス幅以下の期間はスイッチング素子を動作させないようにすることもでき、以下、パルス幅検出器を用いた実施例について、図２５、図２６により説明する。
図２５は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ＰＷＭ比較器６、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部１８、ＰＷＭ比較器６の出力パルスを遅延する遅延部１９、遅延部１９とスイッチング素子１との間に配置されたＳＷ部８により構成され、従来のスイッチング電源にパルス幅検出部１８、遅延部１９とＳＷ部８が新たに追加されている。
【００７３】
パルス幅検出部１８は、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅を検出し、過
電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間はＳＷ部８を開き、スイッチング素子１を動作させないようにし、遅延部１９はＰＷＭ比較器６の出力パルスを遅延してＳＷ部８に供給する。
【００７４】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ソフトスタート回路の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶに達すると、図２６（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６がパルス出力を開始する。このとき、パルス幅検出部１８が、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅を検出し、図２６（ｄ）に示すように、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅が過電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間は遅延部１９からのパルスが入力されるＳＷ部８を開き、スイッチング素子１を動作させないようにする。
【００７５】
そして、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅が一定幅以上になると、図２６（ｄ）に示すように、ＳＷ部８がＯＮされ、遅延部１９の出力がスイッチング素子１に供給される。
したがって、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのＯＮデューティが一定以上になるまで、すなわち、過電流保護のノンプロテクト期間中、スイッチング素子１が動作しないので、出力ピーク電流を低減することが可能となる。
【実施例１４】
【００７６】
上記の実施例では、過電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間はＳＷ部８を開き、スイッチング素子１を動作させないようにしたが、電圧ＳＳの復帰時にＰＷＭ比較器からの出力パルスをモニタし、パルス幅の短い期間は波形整形回路によりマスクされるパルス幅より少し長い時間のパルス幅を持った信号を出力し、パルス幅が一定以上になると、ＰＷＭ比較器からの出力の遅延信号をそのまま出力することにより、過電流保護されない期間をスキップすることもでき、以下、波形整形回路を用いた実施例について、図２７、図２８により説明する。
【００７７】
図２７は本実施例のスイッチング電源の構成を示す図であり、このスイッチング電源は、図に示すように、スイッチング素子１、ツェナーダイオード２、平滑素子３、過電流検知部４、ＰＷＭ比較器６、ＰＷＭ比較器６の出力パルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部１８、ＰＷＭ比較器６の出力パルスを遅延する遅延部１９、遅延部１９とスイッチング素子１との間に配置された波形整形部１９により構成され、従来のスイッチング電源にパルス幅検出部１８、遅延部１９と波形整形部２０が新たに追加されている。
【００７８】
パルス幅検出部１８は、上記と同様に、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅を検出し、過電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間は波形整形部２０を動作させ、この動作状態において、波形整形部２０は遅延部１９の出力が入力されると、マスクされるパルス幅の時間より少し長い時間のパルス幅を持った信号を出力する。
【００７９】
このスイッチング電源において、スイッチング電源の出力電圧Ｖoが短絡等で過電流状
態となった場合、過電流検知部４が電流増加を検知し、ソフトスタート回路の出力電圧ＳＳを０Ｖまで下げる。その後、直ちに電圧ＳＳが自動復帰をはじめ、電圧ＳＳがａＶに達すると、図２８（ｂ）に示すように、ＰＷＭ比較器６がパルス出力を開始する。このとき、パルス幅検出部１８が、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅を検出し、図２８（ｅ）に示すように、過電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間は遅延部１９からのパルスが入力される波形整形部２０の動作をＯＮ状態にし、ＰＷＭ比較器６からの出力パルスのパルス幅が一定幅以上になると、波形整形部２０の動作をＯＦＦ状態にする。
【００８０】
これにより、波形整形部２０は、動作期間の間は、図２８（ｃ）に示す遅延部１９の出力が入力されると、図２８（ｄ）に示すように、マスクされるパルス幅の時間より少し長い時間のパルス幅を持った信号を出力し、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅が一定幅以上になった場合には、波形整形部２０は動作をＯＦＦし、遅延部１９の出力パルスをそのまま出力する。
【００８１】
以上のように、ＰＷＭ比較器６から出力されるパルスのパルス幅が、過電流検知部４でマスクされるパルス幅以下の期間は波形整形部２０からマスク時間より少し長い時間のパルス幅を持った信号が出力されるので、常に、過電流検知部４のマスク部によってマスクされることはなく、過電流保護されない期間をスキップすることが可能となる。
【００８２】
なお、上記の実施例３〜１１では、レベルシフト部１１のシフト分Ｖshiftや電圧切換
部の基準電圧Ｖr2を固定としたが、定常状態でのＰＷＭ比較器６の出力パルス幅は発振周波数や入力電圧、出力電圧によって変化するので、レベルシフト部１１のシフト分Ｖshiftや電圧切換部の基準電圧Ｖr2を発振周波数や入力電圧、出力電圧に応じて可変できるよ
うにすることも可能である。
【００８３】
また、上記の実施例１３、１４では、遅延部１９を用いてＰＷＭ比較器６の出力パルスを遅延した信号をＳＷ部８や波形整形部２０に供給したが、遅延部１９を省略し、ＰＷＭ比較器６の出力パルスを直接ＳＷ部８や波形整形部２０に供給するようにしてもよい。
【００８４】
さらに、上記の実施例では、スイッチング電源として降圧型スイッチング電源を例として説明したが、昇圧型スイッチング電源や反転型スイッチング電源にも本発明のスイッチング電源を適用することができ、また、電圧検出部や信号処理回路部は実施例以外の様々な回路を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明のスイッチング電源の実施例を示す図である。
【図２】図１のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図３】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図４】図３のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図５】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図６】図５のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図７】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図８】図７のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図９】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図１０】図９のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図１１】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図１２】図１１のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図１３】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図１４】図１３のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図１５】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図１６】図１５のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図１７】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図１８】図１７のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図１９】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図２０】図１９のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図２１】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図２２】図２１のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図２３】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図２４】図２３のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図２５】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図２６】図２５のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図２７】本発明のスイッチング電源の他の実施例を示す図である。
【図２８】図２７のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図２９】従来のスイッチング電源の構成を示す図である。
【図３０】従来のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【図３１】従来のスイッチング電源の動作波形を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  スイッチング素子
２  ツェナーダイオード
３  平滑素子
４  過電流検知部
４１  比較器
４２  マスク部
４３  論理部
５  ソフトスタート回路
６  ＰＷＭ比較器
７、９、１５  電圧検出部
８  ＳＷ部
１０  急速復帰部
１１  レベルシフト部
１２、１３、１４  信号処理回路部
１６  電圧切換部
１７  ダイナミックヒス回路
１８  パルス幅検出部
１９  遅延部
２０  波形整形部
【図１】
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【図２】
2006115596.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006115596.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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