(57)【要約】【課題】  本発明は、擬似電圧共振時間を長く設定する事により周波数制限を行うスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】  一次巻線、二次巻線を有するトランス１と、一次巻線に直列接続された半導体スイッチ２と、半導体スイッチ２を周期的にオン・オフさせる制御回路４とを備えたスイッチング電源回路において、半導体スイッチ２がオンの期間にトランス１に蓄えられた磁気エネルギーを、オフの期間に二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を、検出する谷点検出回路１０を備え、制御回路４は、スイッチングサイクル毎に谷点検出回路１０により検出される予め設定した固定回数目の谷でオンするオンタイミング決定回路４０を有し、このオンタイミング決定回路４０は、谷点検出回路１０からの信号の回数をカウントし、前記固定回数目の谷でオンする制御を行う谷電圧カウント回路４１を有する事を特徴とするスイッチング電源装置。【選択図】図１
2005295787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線、二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に直列接続された半導体スイッチと、前記半導体スイッチを周期的にオン・オフさせる制御回路と、前記二次巻線に接続された整流回路とを備えたスイッチング電源回路において、前記半導体スイッチがオンの期間に前記トランスに蓄えられた磁気エネルギーを、前記半導体スイッチがオフの期間に前記二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を検出する谷点検出回路を備え、前記制御回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路により検出される二回目以降で、予め設定した固定回数目の谷でオンするオンタイミング決定回路を有し、このオンタイミング決定回路は、前記谷点検出回路からの信号の回数をカウントし、予め設定した固定回数目の谷でオンする制御を行う谷電圧カウント回路を有する事を特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記谷電圧カウント回路は、外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換える機能を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記谷電圧カウント回路は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする谷点電圧のカウント回数を切換える機能を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
一次巻線、二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に直列接続された半導体スイッチと、前記半導体スイッチを周期的にオン・オフさせる制御回路と、前記二次巻線に接続された整流回路とを備えたスイッチング電源回路において、前記半導体スイッチがオンの期間に前記トランスに蓄えられた磁気エネルギーを、前記半導体スイッチがオフの期間に前記二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を検出する谷点検出回路を備え、前記制御回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路により検出される二回目以降で、予め設定した固定回数目の谷でオンするオンタイミング決定回路を有し、このオンタイミング決定回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路から検出される一回目の信号をトリガとし、タイマ回路で任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御を行う共振期間タイマ回路を有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記共振期間タイマ回路は、前記タイマ回路の時間を外部信号により切換える機能を有することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記共振期間タイマ回路は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値として前記タイマ回路の時間を切換える機能を有することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子のオフ期間に発生するリンギングの回数を一定にしてトランスの磁歪音の発生を防止するスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リンギングチョークコンバータ（以下「ＲＣＣ」という。）回路等の周波数変調型電源では、高入力電圧、軽負荷になるほど、周波数が上昇してスイッチングロスが増加し、効率悪化を招くというデメリットを防止するために、周波数クランプ機能が搭載されている。
【０００３】
また、周波数クランプ回路の例で、トランスの磁歪音の発生を防止する手段として、ボトム検出回路により検出されたリンギングのボトム回数を計数し、今回のボトム回数が前回のボトム回路と一致するか否かを比較し、今回のボトム回数が記憶したボトム回数になるまでスイッチング素子のオフ期間を維持するように構成してあるもの（特許文献１参考）や、検出されたリンギングからリンギング回数を計数して計数パルス信号を生成し、計数パルス信号に基づいて遅延信号を生成するように構成してあるもの（特許文献２参考）がある。
【特許文献１】特開２００２−３６９５１８公報
【特許文献２】特開２００３−１８９６１９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、擬似共振（部分共振）との組み合わせでは、図８に示すように、スイッチング周期や、オフ幅を固定すると擬似共振の電圧の山点、谷点関係無くオンしてしまう為、オンタイミングによっては、スイッチングオン時の電力損失が増加する。又、それを避ける為、スイッチング周期（又は、オフ幅）固定時間を経過した後の共振電圧谷点でオンするよう制御をおこなう事があるが、共振電圧の谷点から次の谷点にオンタイミングが変わるところで制御が不安定動作になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、スイッチング周期やオフ幅を固定するのでは無く、擬似電圧共振時間を長く設定する事により周波数制限を行うスイッチング電源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、一次巻線、二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に直列接続された半導体スイッチと、前記半導体スイッチを周期的にオン・オフさせる制御回路と、前記二次巻線に接続された整流回路とを備えたスイッチング電源回路において、前記半導体スイッチがオンの期間に前記トランスに蓄えられた磁気エネルギーを、前記半導体スイッチがオフの期間に前記二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を検出する谷点検出回路を備え、前記制御回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路により検出される二回目以降で、予め設定した固定回数目の谷でオンするオンタイミング決定回路を有し、このオンタイミング決定回路は、前記谷点検出回路からの信号の回数をカウントし、予め設定した固定回数目の谷でオンする制御を行う谷電圧カウント回路を有する事を特徴とする。
【０００７】
前記谷電圧カウント回路は、外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換える機能を有することを特徴とする。
【０００８】
前記谷電圧カウント回路は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする谷点電圧のカウント回数を切換える機能を有することを特徴とする。
【０００９】
一次巻線、二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に直列接続された半導体スイッチと、前記半導体スイッチを周期的にオン・オフさせる制御回路と、前記二次巻線に接続された整流回路とを備えたスイッチング電源回路において、前記半導体スイッチがオンの期間に前記トランスに蓄えられた磁気エネルギーを、前記半導体スイッチがオフの期間に前記二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を検出する谷点検出回路を備え、前記制御回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路により検出される二回目以降で、予め設定した固定回数目の谷でオンするオンタイミング決定回路を有し、このオンタイミング決定回路は、スイッチングサイクル毎に前記谷点検出回路から検出される一回目の信号をトリガとし、タイマ回路で任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御を行う共振期間タイマ回路を有することを特徴とする。
【００１０】
前記共振期間タイマ回路は、前記タイマ回路の時間を外部信号により切換える機能を有することを特徴とする。
【００１１】
前記共振期間タイマ回路は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値として前記タイマ回路の時間を切換える機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、共振固定幅（時間）がある事により、周波数を制限する効果がある上、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンする事により、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明を実施するための最良の形態の回路図を図１に示す。図１図示のスイッチング電源装置は、一次巻線及び二次巻線を有するトランス１を備え、このトランス１の一次巻線の一端は、半導体スイッチ２のドレイン端子に接続し、トランス１の一次巻線の他端は、入力整流回路６のプラス端子に接続し、半導体スイッチ２のソース端子は、入力整流回路６のマイナス端子に接続する。又、半導体スイッチ２のドレイン・ソース間に共振コンデンサ３を接続することにより、トランス１が磁気エネルギーを蓄えることができるとともに、トランス１が蓄積した磁気エネルギーを放出した後、電圧共振するようにしてある。また、トランス１の一次巻線には入力整流回路６を接続してあり、電圧共振する際に共振エネルギーが入力整流回路６にもどり、蓄えられるように構成してある。
【００１４】
トランス１に補助巻線を設け、この補助巻線に半導体スイッチ２がオンの期間にトランス１に蓄えられた磁気エネルギーを、半導体スイッチ２がオフの期間にトランス１の二次巻線を介して全て出力した後に発生する電圧共振の電圧谷点を検出する谷点検出回路１０を接続し、谷点検出回路１０はトリガ回路２０を介して、半導体スイッチ２が周期的にオン・オフするように制御する制御回路４に接続してある。また、二次側にはトランス１の二次巻線と整流回路５が接続してある。また、二次側の出力には出力電圧検出回路７を接続し、この出力電圧検出回路７はオン幅制御回路３５に接続し、二次側に設けた負荷８に加わる出力直流電圧と予め設定しておいた基準電圧の比較結果である誤差電圧信号を一次側オン幅制御回路３５に帰還し、オン幅を制御するように構成してある。
【００１５】
制御回路４は、オン・オフ制御回路３０、オンタイミング決定回路４０並びにオン幅制御回路３５とを有する。オン・オフ制御回路３０は、半導体スイッチ２のゲート端子に接続し、オンタイミング決定回路４０からの出力信号とオン幅制御回路３５からの出力信号により半導体スイッチ２のオン・オフ制御をおこなっている。具体的構成例として、図１に示す。この構成例では、オンタイミング決定回路４０は、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１で構成される。又、オン・オフ制御回路３０は、リスタート回路３１、ＯＲ回路３２、フリップフロップ回路３３及びインバータ３４を備え、オンタイミング決定回路４０の出力をＯＲ回路３２の一方の入力端子に接続し、ＯＲ回路３２の他方の入力端子にリスタート回路３１を接続してある。また、ＯＲ回路３２の出力はフリップフロップ回路３３のセット端子に接続し、このフリップフロップ回路３３のリセット端子にオン幅制御回路３５を接続してある。このフリップフロップ回路３３の反転端子をインバータ３４に接続し、このインバータ３４の出力を半導体スイッチ２のゲート端子に接続してある。
【００１６】
オンタイミング決定回路４０は、谷点検出回路１０からの信号の回数をカウントし、予め、例えば電源設計時点で設定した固定回数目の谷でオンする制御を行う回路である。具体的構成例として、図１に示す。この構成例では、このオンタイミング決定回路４０はトリガ回路２０の出力端子に接続し、オンタイミング決定回路４０の出力はＯＲ回路３２の一方の入力端子に接続してあるとともに、フィードバックするようにしてあり、予め設定した回数目の谷になった場合にのみ、ＯＲ回路３２に出力するように構成してある。
【００１７】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、このスイッチング電源装置のタイミングチャートを図２に示す。図２のＩＤは半導体スイッチ２のドレイン電流であり、ＶＤＳは半導体スイッチ２のドレイン電圧である。
【００１８】
半導体スイッチ２がオンし、トランス１に磁気エネルギーが蓄積される。次に半導体スイッチ２がオフするとともに、トランス１の二次巻線を介して放出される電気エネルギーが整流回路５により整流平滑されて負荷８に出力電圧が供給される。
【００１９】
半導体スイッチ２がオフすると、トランス１の二次巻線を介して電気エネルギーが放出されるとともに、半導体スイッチ２のドレイン・ソース間の電圧は上昇する。次にトランス１の蓄積された磁気エネルギーが全て放出されると、共振コンデンサ３とトランス１の一次巻線インダクタンスにより、電圧が共振する。この電圧共振はトランス１の補助巻線と接続する谷点検出回路１０により検出され、トリガ回路２０を介してオンタイミング決定回路４０により谷電圧がカウントされる。オンタイミング決定回路４０ではトリガ回路２０からの信号の回数をカウントし、予め、例えば電源設計時点で設定した固定回数目の谷でオンする制御を行う。本実施例図２では、３回目の谷でオンするように構成してある。
【００２０】
オンタイミング決定回路４０で３回目の谷を検出するとオン信号を出力し、オン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２にこのオン信号が入力される。ＯＲ回路３２にオン信号が入力されると、フリップフロップ回路３３のセット端子にオン信号が入力され、この信号はフリップフロップ回路３３で反転し、インバータ３４を介することにより、半導体スイッチ２にオン信号が入力され、半導体スイッチ２のドレイン電流が流れるとともに、半導体スイッチのドレイン電圧がほぼ０になる。又、オンタイミング決定回路４０は、オン信号を出力すると、自己のカウンタをリセットするように構成されている。
【００２１】
以上の動作を繰り返すことにより、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる。
【実施例１】
【００２２】
実施例１を図３に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、図１図示実施例と略同様に構成されており、予め、例えば電源設計時点で設定する固定回数目の共振電圧谷点の回数を２種類以上設定しておき、外部信号により切換えをおこなう点が異なっている。前記実施形態と同様の構成・作用については説明を省略し実施例１で異なる点について説明する。
【００２３】
オンタイミング決定回路４０は、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１、ＡＮＤ回路４２，４３、ＯＲ回路４４及びＮＯＴ回路４５とを備え、ＡＮＤ回路４２，４３、ＯＲ回路４４及びＮＯＴ回路４５で外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換える機能を構成する。具体的構成を図３に示す。このオンタイミング決定回路４０を構成する谷電圧カウント回路（カウンタ）４１はトリガ回路２０の出力端子に接続し、谷電圧カウント回路(カウンタ)４１の出力は２つのＡＮＤ回路４２，４３の一方の端子に接続してある。一方のＡＮＤ回路４２の他方の端子にはＮＯＴ回路４５を介して外部信号を入力するようにしてある。また、他方のＡＮＤ回路４２の他方の端子には外部信号を直接入力するように構成してあり、さらに、これらＡＮＤ回路４２，４３の出力端子はＯＲ回路４４のそれぞれの入力端子に接続し、外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるように構成してある。
【００２４】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、概ね前記図１図示実施形態とほぼ同様の作用をする。ただし、本実施例では、前記実施形態とオンタイミング決定回路４０の構成が異なるため、この点については作用が異なる。
【００２５】
切換えをおこなう例として外部信号がＬＯＷの時、３回目の谷でオンし、外部信号がＨＩＧＨの時、４回目でオンする設定の場合を説明する。外部信号がＬＯＷの場合、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１で３回目の谷を検出するとオン信号を一方のＡＮＤ回路４２に出力し、外部信号からもＮＯＴ回路４５を介してオン信号が入力され、ＡＮＤ回路４２から信号が出力される。この信号をＯＲ回路４４が入力し、さらに、オン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２にこのオン信号が入力される。ＯＲ回路３２にオン信号が入力されると、フリップフロップ回路３３のセット端子にオン信号が入力され、この信号はフリップフロップ回路３３で反転し、インバータ３４を介することにより、半導体スイッチ２にオン信号が入力され、半導体スイッチ２のドレイン電流が流れるとともに、半導体スイッチのドレイン電圧がほぼ０になる。又、オンタイミング決定回路４０がオン信号を出力するとともに自己のカウンタはリセットされる。
【００２６】
次に、外部信号がＨＩＧＨの場合、オンタイミング決定回路４０で４回目の谷を検出するとオン信号を一方のＡＮＤ回路４３に出力し、外部信号からもオン信号が入力され、ＡＮＤ回路４３から信号が出力される。この信号をＯＲ回路４４が入力し、さらに、オン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２にこのオン信号が入力される。ＯＲ回路３２にオン信号が入力されると、フリップフロップ回路３３のセット端子にオン信号が入力され、この信号はフリップフロップ回路３３で反転し、インバータ３４を介することにより、半導体スイッチ２にオン信号が入力され、半導体スイッチ２のドレイン電流が流れるとともに、半導体スイッチのドレイン電圧がほぼ０になる。又、オンタイミング決定回路４０がオン信号を出力するとともに自己のカウンタはリセットされる。
【００２７】
以上の動作を繰り返すことにより、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる上に、外部信号により動作状況により最適な固定回数目の共振電圧谷点でオンするように切り替えをおこなう事ができる。
【実施例２】
【００２８】
実施例２を図４に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、実施例１とほぼ同様の構成であるが、実施例１のオンタイミング決定回路４０は、外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるようにしてあるのに対し、この実施例のオンタイミング決定回路４０は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるようにしてある。実施例１と同様の構成・作用については説明を省略し、実施例２で異なる点について説明する。
【００２９】
本実施例に係るオンタイミング決定回路４０は、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１、ＡＮＤ回路４２，４３、ＯＲ回路４４及びＮＯＴ回路４５とを備え、また、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする入力電圧検出回路４６を備えて、この入力電圧検出回路４６の出力をオンタイミング決定回路４０に接続することにより、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるようにしてある。具体的構成を図４に示す。このオンタイミング決定回路４０を構成する谷電圧カウント回路（カウンタ）４１はトリガ回路２０の出力端子に接続し、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１の出力は２つのＡＮＤ回路４２，４３の一方の端子に接続してある。一方のＡＮＤ回路４２の他方の端子にはＮＯＴ回路４５を介して入力電圧検出回路４６から任意の入力電圧を閾値としてオンする信号を入力するようにしてある。また、他方のＡＮＤ回路４３の他方の端子にはＮＯＴ回路を介さず、直接入力電圧検出回路４６を接続してある。入力電圧検出回路４６は比較器４７と入力電圧検出抵抗４８と基準電源４９を備え、入力電圧を入力電圧検出抵抗４８で分圧した電圧と基準電源４９の電圧とを比較器４７で比較して任意の閾値を超えた場合にオン信号を出力するように構成してある。さらに、これらＡＮＤ回路４２，４３の出力端子はＯＲ回路４４のそれぞれの入力端子に接続し、外部信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるように構成してある。
【００３０】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、概ね実施例１とほぼ同様の作用をする。ただし、本実施例では、実施例１とオンタイミング決定回路４０の構成が異なるため、この点については作用が異なる。
【００３１】
切換えをおこなう例として入力電圧が設定電圧以下の時、３回目の谷でオンし、入力電圧が設定電圧以上の時、４回目でオンする設定の場合を説明する。入力電圧が設定電圧以下の場合、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１で３回目の谷を検出するとオン信号を一方のＡＮＤ回路４２に出力し、入力電圧検出回路から検出された入力電圧信号からもＮＯＴ回路４５を介してオン信号が入力され、ＡＮＤ回路４２から信号が出力される。この信号をＯＲ回路４４が入力し、さらに、オン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２にこのオン信号が入力される。これ以降の作用については実施例１とほぼ同様である。
【００３２】
次に、入力電圧が設定電圧以上の場合、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１で４回目の谷を検出するとオン信号を他方のＡＮＤ回路４３に出力し、入力電圧検出回路から検出された入力電圧信号からオン信号が入力され、ＡＮＤ回路４３から信号が出力される。この信号をＯＲ回路４４が入力し、入力電圧検出回路から検出された入力電圧信号によりオンする谷点電圧のカウント回数を切換える。以降の作用については実施例１とほぼ同様の作用をする。
【００３３】
以上の動作を繰り返すことにより、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる上に、入力電圧の値により動作状況により最適な固定回数目の共振電圧谷点でオンするように切り替えをおこなう事ができる。
【実施例３】
【００３４】
実施例３を図５に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１の代わりに、スイッチングサイクル毎に谷点検出回路１０から検出される一回目の信号をトリガとし任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御を行う共振期間タイマ回路５０を備えてある。制御回路４は、オン・オフ制御回路３０、オンタイミング決定回路４０並びにオン幅制御回路３５とを有する。オン・オフ制御回路３０並びにオン幅制御回路３５は前記実施例とほぼ同様の構成であるため、説明を省略する。
【００３５】
オンタイミング決定回路４０の具体的構成例を図５に示す。この構成例では、オンタイミング決定回路４０は、共振期間タイマ回路５０、フリップフロップ回路５１並びにＡＮＤ回路５６を有する。又、共振期間タイマ回路５０は、半導体スイッチ５２、タイマコンデンサ５３、基準電源５４、比較器５５並びに定電流源５８から構成される。フリップフロップ回路５１のセット端子はトリガ回路２０の出力端子に接続し、フリップフロップ回路５１の反転端子は半導体スイッチ５２のゲート端子に接続してある。この半導体スイッチ５２のドレイン・ソース間にタイマコンデンサ５３を接続し、このタイマコンデンサ５３の一端を比較器５５の検出端子に接続してある。この比較器５５の反転入力端子は基準電源５４に接続し、この比較器５５の出力端子はＡＮＤ回路５６の一方の入力端子に接続し、このＡＮＤ回路５６の他方の入力端子はトリガ回路２０の出力端子に接続してある。また、ＡＮＤ回路５６の出力端子はフリップフロップ回路５１のリセット端子に接続してあるとともに、オン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２の一方の入力端子に接続してある。
【００３６】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、このスイッチング電源装置のタイミングチャートは前記実施例とほぼ同様である。ただし、本実施例では、前記実施例とオンタイミング決定回路４０が異なり、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１の代わりに、共振期間タイマ回路５０を備えてある。
【００３７】
半導体スイッチ２がオンし、トランス１に磁気エネルギーが蓄積される。次に半導体スイッチ２がオフするとともに、トランス１の二次巻線を介して放出される電気エネルギーが整流回路５により整流平滑されて負荷８に出力電圧が供給される。半導体スイッチ２がオフすると、トランス１の二次巻線を介して電気エネルギーが放出されるとともに、半導体スイッチ２のドレイン・ソース間の電圧は上昇する。次にトランス１の蓄積された磁気エネルギーが全て放出されると、共振コンデンサ３とトランス１の一次巻線インダクタンスにより、電圧が共振する。この電圧共振はトランス１の補助巻線と接続する谷点検出回路１０により検出され、トリガ回路２０を介して共振期間タイマ回路５０によりスイッチングサイクル毎に谷点検出回路１０から検出される一回目の信号をトリガとし、半導体スイッチ５２とタイマコンデンサ５３で任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御をおこなう。
【００３８】
具体的には、トリガ回路２０から発生するトリガ信号をオンタイミング決定回路４０を構成するフリップフロップ回路５１のセット端子に送信されると、フリップフロップ回路５１のセット信号がフリップフロップ回路５１の反転端子から出力され、半導体スイッチ５２がオフする。半導体スイッチ５２がオフすることにより、タイマコンデンサ５３は充電され、基準電源５４の電圧を越えるまでは、トリガを発生させないようにする。タイマコンデンサ５３が充電され、基準電源５４の電圧を超えると、比較器５５はオン信号を出力し、ＡＮＤ回路５６でこのオン信号とトリガ信号とを受けて、ＡＮＤ回路５６はオン・オフ制御回路３０を構成するＯＲ回路３２にオン信号を出力する。フリップフロップ回路３３のセット端子にオン信号が入力され、この信号はフリップフロップ回路３３で反転し、インバータ３４を介することにより、半導体スイッチ２にオン信号が入力され、半導体スイッチ２のドレイン電流が流れるとともに、半導体スイッチのドレイン電圧がほぼ０になる。
【００３９】
ＡＮＤ回路５６はフリップフロップ回路５１のリセット端子にオン信号を出力する。フリップフロップ回路５１のリセット端子にＡＮＤ回路５６からの出力信号が出力されることにより、半導体スイッチ５２がオンして、タイマコンデンサ５３は放電を始める。このように、半導体スイッチ５２がオン・オフをすることにより、タイマコンデンサ５３は充放電をし、これにより、スイッチングサイクル毎に谷点検出回路１０から検出される一回目の信号をトリガとして任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御することができる。
【００４０】
以上の動作を繰り返すことにより、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる。
【実施例４】
【００４１】
実施例４を図６に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、図４図示実施例同様に、谷電圧カウント回路（カウンタ）４１の代わりに、スイッチングサイクル毎に谷点検出回路１０から検出される一回目の信号をトリガとし任意の固定時間をカウントしてからオンするように制御を行う共振期間タイマ回路５０を備えてある。制御回路４は、オン・オフ制御回路３０、オンタイミング決定回路４０並びにオン幅制御回路３５を有する。オン・オフ制御回路３０並びにオン幅制御回路３５は前記実施例とほぼ同様の構成であるため、説明を省略する。
【００４２】
オンタイミング決定回路４０は、フリップフロップ回路５１、共振期間タイマ回路５０、ＡＮＤ回路５６を有する、又、共振期間タイマ回路５０は、半導体スイッチ５２、タイマコンデンサ５３、基準電源５４、比較器５５、タイマ時間切換スイッチ５７、第一の定電流源５８並びに第二の定電流源５９を備え、この共振期間タイマ回路５０は、任意の固定時間を外部信号により切換える機能を有する。本実施例では、タイマ時間切換スイッチ５７がこの機能を有する。具体的構成は図６に示す通り、外部信号をタイマ時間切換スイッチ５７のゲート端子に接続し、このタイマ時間切換スイッチ５７のオン・オフにより、タイマコンデンサ５３の充電時間を制御して、任意の固定時間を外部信号により切換えるようにしてある。
【００４３】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、概ね実施例１とほぼ同様の作用をする。ただし、本実施例では、タイマ時間切換スイッチ５７を設けたことにより、このタイマ時間切替スイッチ５７のオン・オフにより、タイマコンデンサ５３の充放電時間を制御して、任意の固定時間を外部信号により切換えをおこなっている。
【００４４】
本実施例においても、実施例１と同様に、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる上に、外部信号により動作状況により最適な固定回数目の共振電圧谷点でオンするように切り替えをおこなう事ができる。
【実施例５】
【００４５】
実施例５を図７に示す。この実施例に係るスイッチング電源装置は、実施例４とほぼ同様の構成であるが、実施例４の共振期間タイマ回路５０は、外部信号により任意の固定時間切換えるようにしてあるのに対し、この実施例の共振期間タイマ回路５０は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値として任意の固定時間を切換えるようにしてある。
【００４６】
本実施例に係るオンタイミング決定回路４０は、フリップフロップ回路５１、共振期間タイマ回路５０並びにＡＮＤ回路５６を有する、又、共振期間タイマ回路５０は、半導体スイッチ５２、タイマコンデンサ５３、基準電源５４、比較器５５、タイマ時間切換スイッチ５７、第一の定電流源５８並びに第二の定電流源５９を備え、また、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする入力電圧検出回路４６を備えて、この入力電圧検出回路４６の出力を共振期間タイマ回路５０に接続することにより、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値としてオンする谷点電圧のカウント回数を切換えるようにしてある。具体的構成を図７に示す。なお、共振期間タイマ回路５０は概ね実施例４とほぼ同様であり、入力電圧検出回路４６は概ね実施例２とほぼ同様である。なお、本実施例では、入力電圧検出回路４６を構成する比較器４７の出力端子を共振期間タイマ回路５０を構成するタイマ時間切換スイッチ５７のゲート端子に接続し、このタイマ時間切換スイッチ５７のオン・オフにより、タイマコンデンサ５３の充放電時間を制御して、任意の固定時間を外部信号により切換えるようにしてある。
【００４７】
以上のように構成してあるスイッチング電源装置は以下のように作用する。なお、概ね実施例４とほぼ同様の作用をする。ただし、本実施例では、実施例４の共振期間タイマ回路５０は、外部信号により任意の固定時間切換えるようにしてあるのに対し、この実施例の共振期間タイマ回路５０は、入力電圧を検出し任意の入力電圧を閾値として任意の固定時間を切換えるようにしてあり、この点については作用が異なる。
【００４８】
本実施例においても、実施例３及び実施例４と同様に半導体スイッチ５２がオン・オフを繰り返して、タイマコンデンサ５３が充放電することを繰り返すことにより、半導体スイッチ２のドレイン電圧は共振固定幅を有し、周波数を制限することができ、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンし、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる上に、入力電圧の値により動作状況により最適な固定回数目の共振電圧谷点でオンするように切り替えをおこなう事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のスイッチング電源装置によれば、共振固定幅（時間）がある事により、周波数を制限する効果がある上、常に固定回数目の共振電圧谷点でオンする事により、制御が切換るポイントが無い為、非常に簡単な回路で、常に安定動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置における発明を実施するための最良の形態の回路図である。
【図２】本発明スイッチング電源装置におけるタイミングチャートである。
【図３】本発明スイッチング電源装置の実施例１の回路図である。
【図４】本発明スイッチング電源装置の実施例２の回路図である。
【図５】本発明スイッチング電源装置の実施例３の回路図である。
【図６】本発明スイッチング電源装置の実施例４の回路図である。
【図７】本発明スイッチング電源装置の実施例５の回路図である。
【図８】従来のスイッチング電源装置におけるタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  トランス
２  半導体スイッチ
３  共振コンデンサ
４  制御回路
５  整流回路
６  入力整流回路
７  出力電圧検出回路
８  負荷
１０  谷点検出回路
２０  トリガ回路
３０  オン・オフ制御回路
３１  リスタート回路
３２  ＯＲ回路
３３  フリップフロップ回路
３４  インバータ
３５  オン幅制御回路
４０  オンタイミング決定回路
４１  谷電圧カウント回路（カウンタ）
４２，４３  ＡＮＤ回路
４４  ＯＲ回路
４５  ＮＯＴ回路
４６  入力電圧検出回路
４７  比較器
４８  入力電圧検出抵抗
４９  基準電源
５０  共振期間タイマ回路
５１  フリップフロップ回路
５２  半導体スイッチ
５３  タイマコンデンサ
５４  基準電源
５５  比較器
５６  ＡＮＤ回路
５７  タイマ時間切換スイッチ
５８  第一の定電流源
５９  第二の定電流源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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