【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力直流電圧を出力直流電圧に変換して負荷に電力を供給する電源装置であって、
前記出力直流電圧と目標値と間の誤差に応じた誤差信号を出力する誤差増幅器と、
前記誤差信号に基づいて負荷に供給する電力を調整する制御部と、
起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えたときから、前記誤差信号を所定時間だけ所定レベルに制限する制限回路と、を備えた電源装置。
【請求項２】
前記制限回路は、起動時の前記出力直流電圧が前記所定値に達するまでは、前記誤差信号を第１の所定レベルに制限し、起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えたときから、前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限するよう構成された請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制限回路は、前記出力直流電圧を前記目標値未満に設定された所定値と比較する比較回路と、前記比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記所定値に達するまでは前記誤差信号を第１の所定レベルに制限する第１のクランプ回路と、前記比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えたときから前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限する第２のクランプ回路と、を具備する請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２のクランプ回路において、前記比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えたときから前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限し、起動時の前記出力直流電圧と目標値と間の誤差が基準電圧以下になったとき前記第２の所定レベルの制限を解除するよう構成された請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制限回路は、前記出力直流電圧を前記目標値未満の第１の値と比較する第１の比較回路と、前記出力直流電圧を前記目標値未満で前記第１の値を超える第２の値と比較する第２の比較回路と、前記第１の比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記第１の値に達するまでは前記誤差信号を第１の所定レベルに制限する第１のクランプ回路と、前記第１の比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された前記第１の値を越えたときから前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限する第２のクランプ回路と、を具備し、前記第２の比較回路の出力に基づき前記第２の所定レベルの制限を解除するよう構成された請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
前記所定時間は、前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えてから前記目標値に達するまでの期間である請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御部は、スイッチと整流器とインダクタとを有する電圧変換部と、前記誤差信号に従って前記スイッチをオンオフ制御するＰＷＭ回路と、を具備する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記ＰＷＭ回路は、前記電圧変換部に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の出力と前記誤差信号とに基づいて前記スイッチのオンオフのタイミングを設定するタイミング設定回路とを有して構成された請求項７記載の電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第３の観点の電源装置において、前記第２の観点の前記制限回路は、前記出力直流電圧を前記目標値未満に設定された所定値と比較する比較回路と、前記比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記所定値に達するまでは前記誤差信号を第１の所定レベルに制限する第１のクランプ回路と、前記比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された所定値を越えたときから前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限する第２のクランプ回路と、を具備するよう構成してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第５の観点の電源装置において、前記第２の観点の前記制限回路は、前記出力直流電圧を前記目標値未満の第１の値と比較する第１の比較回路と、前記出力直流電圧を前記目標値未満で前記第１の値を超える第２の値と比較する第２の比較回路と、前記第１の比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記第１の値に達するまでは前記誤差信号を第１の所定レベルに制限する第１のクランプ回路と、前記第１の比較回路の出力に基づき起動時の前記出力直流電圧が前記目標値未満に設定された前記第１の値を越えたときから前記誤差信号を所定時間だけ第２の所定レベルに制限する第２のクランプ回路と、を具備し、前記第２の比較回路の出力に基づき前記第２の所定レベルの制限を解除するよう構成してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図２の時刻ｔ１において出力直流電圧Ｖｏが所定値（基準電圧の９５％）に達すると、比較回路９の出力Ｖ９はＨレベルとなって第１のクランプ回路１１によるクランプ制限は解除される。同時に、第２のクランプ回路１２においては、インバータ１２２の出力信号Ｖ１２２はＨレベルを出力しており、比較回路９の出力信号がＨレベルとなるので、ＮＡＮＤ回路１２３の出力はＬレベルとなる。従って、トランジスタ１２４がオン状態となって、誤差信号Ｖｅがトランジスタ１２４のソース−ゲート電圧Ｖｔに制限される。このように、第１のクランプ電圧（２Ｖｔ＋Ｖｒ）に代わって第２のクランプ電圧（Ｖｔ）に制限された誤差信号ＶｅがＰＷＭ回路１０に入力されることにより、スイッチングトランジスタ２のデューティ比はさらに小さくなり、出力直流電圧Ｖｏの上昇速度をさらに抑えてオーバーシュートの発生が防止される。この制限は、抵抗１２０によるコンデンサ１２１の充電が進み、インバータ１２２の出力が反転してＬレベルを出力するまで続く。図２の時刻ｔ２において、インバータ１２２の入力信号Ｖ１２１が、出力信号Ｖ１２２をＨレベルからＬレベルに切替る閾値を越え、インバータ１２２の出力信号Ｖ１２２がＬレベルになると、ＮＡＮＤ回路１２３の出力はＨレベルとなり、トランジスタ１２４をオフ状態とする。トランジスタ１２４がオフ状態となると、誤差電圧Ｖｅは第２のクランプ電圧（Ｖｔ）による制限から解放されて、出力直流電圧Ｖｏを基準電圧に制御する通常動作に移行する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
以上のように、第２の実施形態の電源装置においては、抵抗８０を設けて、誤差増幅器８からの出力レベル（Ｖｅ）とＰＷＭ回路１０への入力レベル（Ｖｅ２）を分離し、誤差増幅器８からの出力レベルによって出力直流電圧Ｖｏが目標値に達したかどうかを判断することにより、第２のクランプ電圧による制限の期間を設定できる。通常動作時においては、第１のクランプ回路１１と第２のクランプ回路１２ａはクランプ動作をしないため、誤差増幅器８からの出力レベルとＰＷＭ回路１０への入力レベルは等しい状態である。
上記のように、第２の実施形態の電源装置は、出力直流電圧Ｖｏが目標値未満である所定値に達していない軽負荷起動時の期間においては、第２の誤差信号Ｖｅ２が第１のクランプ電圧（２Ｖｔ＋Ｖｒ）に制限され、供給電力を制限して突入電流の発生を防止している。そして、出力直流電圧Ｖｏが所定値に達してから所定期間においては、第２の誤差信号Ｖｅ２が第２のクランプ電圧（Ｖｔ）に制限され、出力直流電圧Ｖｏの上昇速度がさらに抑制され、オーバーシュートの発生が確実に防止されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
まず、出力直流電圧Ｖｏが第１の所定値（基準電圧の９５％）に達していない起動時においては、誤差増幅器８が生成する第１の誤差信号Ｖｅは高電位であり、第１の比較回路９の出力Ｖ９はＬレベルである。このため、ＰＷＭ回路１０に入力される第２の誤差信号Ｖｅ２は、第１のクランプ回路１１のトランジスタ１１０のソース−ゲート電圧Ｖｔと抵抗１１１の両端電圧Ｖｒとトランジスタ１１３のソース−ゲート電圧Ｖｔとの加算電圧（２Ｖｔ＋Ｖｒ）に制限される。従って、スイッチングトランジスタ２のデューティ比は小さくなって供給電力が制限される。この結果、第３の実施形態の電源装置においては突入電流の発生を防止することができる。この期間において第２のクランプ回路１２ａでは、出力直流電圧Ｖｏは第２の所定値（基準電圧の９９％）より低く、第２の比較回路９ａの出力Ｖ９ａはＨレベル、比較器１２６の出力Ｖ１２６はＨレベル、第１の比較回路９の出力Ｖ９はＬレベルであるため、ＮＡＮＤ回路１２３はＨレベルを出力し、トランジスタ１２４はオフ状態である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図６の時刻ｔ１において出力直流電圧Ｖｏが目標値未満である第１の所定値（基準電圧の９５％）に達すると、第１の比較回路９の出力Ｖ９はＨレベルとなって第１のクランプ回路１１によるクランプ制限は解除される。同時に、第２のクランプ回路１２ａにおいては、比較器１２６がＨレベルを出力しており、第１の比較回路９の出力Ｖ９がＨレベルとなるので、ＮＡＮＤ回路１２３の出力はＬレベルとなる。従って、トランジスタ１２４がオン状態となって、第２の誤差信号Ｖｅ２がトランジスタ１２４のソース−ゲート電圧Ｖｔに制限される。このように、第１のクランプ電圧（２Ｖｔ＋Ｖｒ）に代わって第２のクランプ電圧（Ｖｔ）に制限された第２の誤差信号Ｖｅ２がＰＷＭ回路１０に入力されることにより、スイッチングトランジスタ２のデューティ比はさらに小さくなり、出力直流電圧Ｖｏの上昇速度をさらに抑制してオーバーシュートの発生が防止される。この出力直流電圧Ｖｏは、さらに所定値（基準電圧の９９％）へ上昇していく。図６の時刻ｔ２において、出力直流電圧Ｖｏが所定値（基準電圧の９９％）を上回るレベルまで上昇すると、比較器１２６の出力Ｖ１２６はＬレベルに反転する。従って、ＮＡＮＤ回路１２３の出力はＨレベルとなって、トランジスタ１２４がオフ状態となる。この結果、第２の誤差電圧Ｖｅ２を第２のクランプ電圧（Ｖｔ）に制限する状態は解除され、出力直流電圧Ｖｏを基準電圧に制御する通常動作に移行する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明に係る第１の実施形態から第３の実施形態の電源装置においては、出力直流電圧Ｖｏと基準電圧とを比較した誤差信号Ｖｅによって、スイッチングトランジスタ２のデューティ比を変化させて、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧に等しくなるように制御する電圧モード制御である。第４の実施形態の電源装置では、出力直流電圧Ｖｏと基準電圧とを比較した誤差信号Ｖｅと、インダクタ４に流れる電流に比例した電圧Ｖ１３とを比較することにより、インダクタ４に流れる電流を調整して、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧に等しくなるように制御する電流モード制御である。なお、第４の実施形態においては、インダクタ４に流れる電流をダイオード３に流れる電流で代用している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
次に、以上のように構成された第４の実施形態の電源装置の動作について説明する。
まず、第４の実施形態の電源装置における通常時の動作について説明する。
第４の実施形態の電源装置において、誤差増幅器８が生成する第１の誤差信号Ｖｅは、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧より低いと上昇し、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧より高いと下降する。また、電流検出回路１３の出力は、インダクタ４に流れる電流に比例して、上下する、従って、比較器１４は、第１の誤差信号Ｖｅの抵抗８０を介した第２の誤差信号Ｖｅ２が高電位であれば、インダクタ４に多くの電流が流れている期間はＨレベルの信号を出力し、第２の誤差信号Ｖｅ２が低電位であれば、インダクタ４に少ない電流が流れている期間はＨレベルの信号を出力する。比較器１４がＨレベル信号を出力すると、スイッチングトランジスタ２がオン状態となり、インダクタ４を流れる電流を増加させる。この結果、インダクタ４を流れる電流量は第１の誤差信号Ｖｅの電位に比例する。即ち、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧より低いと、第１の誤差信号Ｖｅは上昇し、インダクタ４を流れる電流は大きくなり、出力直流電圧Ｖｏを高くする。逆に、出力直流電圧Ｖｏが基準電圧より高いと、第１の誤差信号Ｖｅは下降し、インダクタ４を流れる電流は小さくなり、出力直流電圧Ｖｏを低くする。このような帰還動作によって、出力直流電圧Ｖｏは基準電圧に等しくなるように制御される。