(57)【要約】【課題】  起動時において、適切な電圧制御を行うことのできる電源制御回路を提供する。【解決手段】  起動時に、出力電圧Ｖo＋と出力電圧Ｖo−との電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）がゼロ付近であっても、誤差増幅器３Ｅは、不定値を出力することなく、［Ｖo＋］−［Ｖo−］＋Ｖref2を、出力電圧として出力する（抵抗３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの抵抗値が、全て等しいため）。そして、基準電圧Ｖref2が、抵抗分圧回路４及び電圧制御用誤差増幅器５にも加えられているため、抵抗分圧回路４以降、実質的に、電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）を基に制御が行われる。つまり、電源制御回路は、従来と同様に出力電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）に基づいて、パルス幅の制御を行うことになる。【選択図】  図１
2006039752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負２つの出力電圧の電位差に基づいて、パルス幅の制御を行う電源制御回路であって、
一方の出力電圧に所定の基準電圧を加算した後、各出力電圧の電位差を検出する検出回路と、
前記検出部が検出した電位差から、前記基準電圧分を差し引いて分圧する分圧回路と、
前記分圧回路が分圧した電圧と、所定の規定電圧との電位差を増幅する増幅器と、
前記増幅器が増幅した電位差に基づいてパルス幅を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする電源制御回路。
【請求項２】
前記検出回路は、正電源にて動作する誤差増幅器を含んでおり、正の出力電圧に基準電圧を加算した後、当該誤差増幅器により、各出力電圧の電位差を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御回路。
【請求項３】
出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート回路を更に含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源制御回路。
【請求項４】
正負２つの出力電圧の電位差に基づいて、パルス幅の制御を行う電源制御装置であって、
一方の出力電圧に所定の基準電圧を加算した後、各出力電圧の電位差を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した電位差から、前記基準電圧分を差し引いて分圧する分圧手段と、
前記分圧手段が分圧した電圧と、所定の規定電圧との電位差を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段が増幅した電位差に基づいてパルス幅を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、起動時において、適切な電圧制御を行うことのできる電源制御回路、及び、電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチング電源装置において、電源制御回路が使用されている。この電源制御回路には、一般に、起動時に出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート回路が含まれている。
図５に、従来の電源制御回路の一例を示す。図示するように、電源制御回路には、ソフトスタート回路１０と、ダイオード２０と、電圧検出回路３０と、抵抗分圧回路４０と、電圧制御用誤差増幅器５０と、位相補償回路６０と、パルス幅制御回路７０と、から構成される。
【０００３】
図５に示す電圧検出回路では、電圧検出回路３０において、誤差増幅器３１が、出力電圧Ｖo＋と出力電圧Ｖo−との電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）を増幅して抵抗分圧回路４０に出力している。
しかしながら、この誤差増幅器３１が、正電源（＋Ｖcc）だけで動作するため、［Ｖo＋］−［Ｖo−］がゼロ付近の小さい値の場合に、誤差増幅器３１は正常に動作することができず不定値を出力することになる。
このため、図６に示すように、起動時において、電圧の急激な立ち上がりを生じさせてしまい、突入電流が発生してしまうという問題があった。
【０００４】
この問題に対処するため、図７に示すように、正電源（＋Ｖcc）と負電源（−Ｖcc）とで動作する誤差増幅器５０を用いることが考えられる。つまり、この誤差増幅器５０は、［Ｖo＋］−［Ｖo−］がゼロ付近の小さい値の場合であっても、不定値を出力することなく、正常に動作することができる。
【０００５】
一方、適切なスロースタートを実現できる起動制御回路の技術も開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１２７０１７号公報  （第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、図５に示す従来の電源制御回路では、起動時において、電圧制御が正常に行われずに急峻な変動をおこしてしまうという問題があった。また、図７に示す従来の電源制御回路では、誤差増幅器３２に負電源を付加することで、電源制御を正常に行い得るが、その分、構成部品が多くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、負電源を用いることなく、起動時において、適切な電圧制御を行うことのできる電源制御回路、及び、電源制御装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る電源制御回路は、
正負２つの出力電圧の電位差に基づいて、パルス幅の制御を行う電源制御回路であって、
一方の出力電圧に所定の基準電圧を加算した後、各出力電圧の電位差を検出する検出回路と、
前記検出部が検出した電位差から、前記基準電圧分を差し引いて分圧する分圧回路と、
前記分圧回路が分圧した電圧と、所定の規定電圧との電位差を増幅する増幅器と、
前記増幅器が増幅した電位差に基づいてパルス幅を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記検出回路は、例えば、正電源にて動作する誤差増幅器を含んでおり、正の出力電圧に基準電圧を加算した後、当該誤差増幅器により、各出力電圧の電位差を検出する。
【００１０】
出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタート回路を更に含んでもよい。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る電源制御装置は、
正負２つの出力電圧の電位差に基づいて、パルス幅の制御を行う電源制御装置であって、
一方の出力電圧に所定の基準電圧を加算した後、各出力電圧の電位差を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した電位差から、前記基準電圧分を差し引いて分圧する分圧手段と、
前記分圧手段が分圧した電圧と、所定の規定電圧との電位差を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段が増幅した電位差に基づいてパルス幅を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、起動時に、適切な電圧制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態にかかる電源制御回路について、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施形態に適用される電源制御回路の構成の一例を示す回路図である。なお、この電源制御回路は、例えば、パルス幅変調型のスイッチング電源装置に使用される。
【００１５】
図示するように、この電源制御回路は、ソフトスタート回路１と、ダイオード２と、電圧検出回路３と、抵抗分圧回路４と、電圧制御用誤差増幅器５と、位相補償回路６と、パルス幅制御回路７と、から構成される。
【００１６】
ソフトスタート回路１は、トランジスタ１Ａと、抵抗１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと、コンデンサ１Ｅとから構成される。
【００１７】
トランジスタ１Ａは、エミッタが正電源（＋Ｖcc）に接続され、コレクタが抵抗１Ｂに接続されている。
抵抗１Ｂは、一端がトランジスタ１Ａ（コレクタ）に接続され、他の一端が抵抗１Ｃやコンデンサ１Ｅ等に接続されている。抵抗１Ｃは、一端が抵抗１Ｂやコンデンサ１Ｅ等に接続され、他の一端がグランドに接続されている。抵抗１Ｄは、一端が抵抗１Ｂやコンデンサ１Ｅ等に接続され、他の一端がダイオード２のアノードに接続されている。
コンデンサ１Ｅは、一端が抵抗１Ｂや抵抗１Ｃ等に接続され、他の一端がグランドに接続されている。
【００１８】
このような構成のソフトスタート回路１は、起動時に出力電圧を徐々に上昇させる。つまり、電源投入時にコンデンサ１Ｅに蓄電しつつ、抵抗１Ｄからの出力電圧をゆるやかに変化させ、ダイオード２に供給する。
【００１９】
ダイオード２は、アノードがソフトスタート回路１（抵抗１Ｄ）に接続され、カソードが電圧制御用誤差増幅器５等に接続されている。ダイオード２は、上述したソフトスタート回路１からの出力電圧を整流して、電圧制御用誤差増幅器５に供給する。
【００２０】
電圧検出回路３は、抵抗３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、誤差増幅器３Ｅとから構成される。
【００２１】
抵抗３Ａは、一端が出力電圧Ｖo−（電源回路のマイナス出力端子）に接続され、他の一端が誤差増幅器３Ｅ（負入力端子）や抵抗３Ｃに接続されている。抵抗３Ｂは、一端が出力電圧Ｖo＋（電源回路のプラス出力端子）に接続され、他の一端が誤差増幅器３Ｅ（正入力端子）や抵抗３Ｄに接続されている。抵抗３Ｃは、負帰還の抵抗であり、一端が誤差増幅器３Ｅの負入力端子等に接続され、他の一端が誤差増幅器Ｅの出力端子等に接続されている。抵抗３Ｄは、一端が抵抗３Ｂや誤差増幅器３Ｅ（正入力端子）に接続され、他の一端が基準電圧Ｖref2（基準電圧源）等に接続されている。
【００２２】
なお、基準電圧Ｖref2の値には、抵抗３Ｄがグランドに接続されていたと仮定した場合に、誤差増幅器３Ｅが不定値を出力してしまう電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）の最大値Ｖmよりも大きい値が設定されている。つまり、最大値Ｖm＜基準電圧Ｖref2となっている。また、抵抗３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの抵抗値は、全て等しいものとする。
誤差増幅器３Ｅは、正電源（＋Ｖcc）にて動作し、負入力端子（反転入力端子）が抵抗３Ａ，３Ｃに接続され、正入力端子（非反転入力端子）が抵抗３Ｂ，３Ｄに接続され、出力端子が抵抗３Ｃや抵抗分圧回路４に接続されている。
【００２３】
このような構成の電圧検出回路３は、抵抗３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの抵抗値が等しいため、出力電圧Ｖo＋と出力電圧Ｖo−との電位差に基準電圧Ｖref2を加えた出力電圧（［Ｖo＋］−［Ｖo−］＋Ｖref2）を、抵抗分圧回路４に供給する。
【００２４】
抵抗分圧回路４は、抵抗４Ａ，４Ｂ，４Ｃから構成される。
【００２５】
抵抗４Ａは、一端が電圧検出回路３（誤差増幅器３Ｅ）に接続され、他の一端が抵抗４Ｂ，４Ｃに接続されている。抵抗４Ｂは、一端が抵抗４Ａ，４Ｃに接続され、他の一端が基準電圧Ｖref2等に接続されている。抵抗４Ｃは、一端が抵抗４Ａ，４Ｂに接続され、他の一端が電圧制御用誤差増幅器５等に接続されている。
【００２６】
このような抵抗分圧回路４は、基準電圧Ｖref2が加えられており、電圧検出回路３から出力される電圧を分圧して、電圧制御用誤差増幅器５に供給する。
【００２７】
電圧制御用誤差増幅器５は、基準電圧Ｖref2が加えられており、抵抗分圧回路４から出力された電圧と基準電圧Ｖref1とを比較しながら、その誤差を増幅してパルス制御回路７に供給する。つまり、抵抗分圧回路４から出力された電圧（基準電圧Ｖref2が加算済み）と、基準電圧（Ｖref1＋Ｖref2）との電位差を増幅してパルス制御回路７に供給する。
【００２８】
位相補償回路６は、例えば、電圧制御用誤差増幅器５（負入力端子）に帰還抵抗及びコンデンサ等を接続し、所定のループゲインを設定することにより、電圧制御用誤差増幅器５に適正な利得周波数特性を保持させ、安定動作させる。
【００２９】
パルス幅制御回路７は、電圧制御用誤差増幅器５から出力された電圧に基づいてパルス幅変調等の制御を行う。
【００３０】
以下、上述した本発明の実施の形態に係る電源制御回路の動作について説明する。
【００３１】
まず、起動時に、出力電圧Ｖo＋と出力電圧Ｖo−との電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）がゼロ付近であっても、上述したように、最大値Ｖm＜基準電圧Ｖref2となっているため、誤差増幅器３Ｅは、不定値を出力することなく、［Ｖo＋］−［Ｖo−］＋Ｖref2を、出力電圧として出力する（抵抗３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの抵抗値が、全て等しいため）。
そして、基準電圧Ｖref2が、抵抗分圧回路４及び電圧制御用誤差増幅器５にも加えられているため、抵抗分圧回路４以降、実質的に、電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）を基に制御が行われる。つまり、電源制御回路は、従来と同様に出力電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）に基づいて、パルス幅の制御を行うことになる。
【００３２】
このため、図２に示すように、起動時に出力電圧が徐々に上昇する。つまり、起動時において、電圧の急激な立ち上がりを生じさせることがないため、突入電流が発生することもない。
この結果、起動時において、適切な電圧制御を行うことができる。
【００３３】
次に、起動後に［Ｖo＋］−［Ｖo−］が、ゼロよりも十分大きくなった場合、誤差増幅器３Ｅは、同様に［Ｖo＋］−［Ｖo−］＋Ｖref2を、出力電圧として出力する。そして、同様に基準電圧Ｖref2が、抵抗分圧回路４及び電圧制御用誤差増幅器５にも加えられているため、電源制御回路は、出力電位差（［Ｖo＋］−［Ｖo−］）に基づいて、パルス幅の制御を行う。つまり、起動後も引き続き、適切な電圧制御を行うことができる。
【００３４】
このように、本発明の実施形態に係る電源制御回路は、誤差増幅器での不定値の出力を防ぐことができるため、起動時に、電圧の急峻な変動を生じさせずに、電圧制御を行うことができる。
また、本発明の実施形態に係る電源制御回路は、誤差増幅器等に負電源を使用する必要がないため、構成部品を増加させることなく、適切な電圧制御を行うことができる。
【００３５】
上記の実施形態では、基準電圧Ｖref1と異なる基準電圧Ｖref2を用いた場合について説明したが、基準電圧Ｖref1を共通して使用できる場合には、基準電圧Ｖref2を用いずに、基準電圧Ｖref1だけの簡易な構成としてもよい。
また、電圧値が高く、基準電圧Ｖref1をそのまま使用できない場合でも、基準電圧Ｖref1を分圧して、使用するようにしてもよい。
例えば、図３に示すように、基準電圧Ｖref1を抵抗Ｒa，Ｒbとで分圧し、ダイオードＤにより整流して、基準電圧Ｖref2に相当する電圧値を得る。この場合でも、負電源を使用する場合に比べて、構成部品を増加させることなく、適切な電圧制御を行うことができる。
【００３６】
上記の実施形態では、電圧制御誤差増幅器５等を用いてパルス幅制御回路７を駆動する場合について説明したが、パルス幅制御回路７を駆動するために、他のデバイスを使用してもよい。
一例として、フォトカプラ８やシャントレギュレータ９等を使用して、パルス幅制御回路７を駆動する電源制御回路を図４に示す。
図示するように、この電源制御回路は、図１に示す電圧制御誤差増幅器５や位相補償回路６を、フォトカプラ８やシャントレギュレータ９等に置き換えた構成となっている。このような構成の電源制御回路においても、電圧検出回路３等に基準電圧Ｖref2が加えられており、誤差増幅器３Ｅが不定値を出力してしまうことがない。
【００３７】
すなわち、図４に示す電源制御回路も、誤差増幅器３Ｅでの不定値の出力を防ぐことができるため、起動時に、電圧の急峻な変動を生じさせずに、電圧制御を行うことができる。また、誤差増幅器３Ｅ等に負電源を使用する必要がないため、構成部品を増加させることなく、適切な電圧制御を行うことができる。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、起動時において、適切な電圧制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に適用される電源制御回路の一例を示す回路図である。
【図２】起動時における出力電圧を説明するための模式図である。
【図３】基準電圧の分圧の様子を説明するための回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態に適用される電源制御回路の一例を示す回路図である。
【図５】従来の電源制御回路の一例を示す回路図である。
【図６】起動時における出力電圧を説明するための模式図である。
【図７】従来の他の電源制御回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ソフトスタート回路
２  ダイオード
３  電圧検出回路
４  抵抗分圧回路
５  電圧制御用誤差増幅器
６  位相補償回路
７  パルス幅制御回路
【図１】
2006039752.tif 000003
【図２】
2006039752.tif 000004
【図３】
2006039752.tif 000005
【図４】
2006039752.tif 000006
【図５】
2006039752.tif 000007
【図６】
2006039752.tif 000008
【図７】
2006039752.tif 000009