(57)【要約】【課題】スイッチング電源装置のソフトスタート時間を短くする。【解決手段】定電流源１３は定電流源７より出力電流が大きい。動作開始時には切り換えスイッチ１４、８はそれぞれ接点１側と接点０側に閉じている。電源が投入されると定電流源１３がコンデンサＣ３を充電し、充電電圧（ソフトスタート電圧）Ｖ３１が上昇する。ＰＷＭコンパレータ６は三角波発振器１０からの三角波信号Ｓと充電電圧を比較し、デューティ比が徐々に大きくなるＰＷＭ波形を出力し、スイッチング素子２をスイッチングしてソフトスタートが行われる。比較器１６において充電電圧が基準電圧Ｖｆを超えるとその比較出力により切り換えスイッチ１４、８が切り換えられ、コンデンサＣ３はさらに充電されて充電電圧が上昇しＰＷＭ波形が出力される。この場合、定電流源１３による充電電圧の上昇速度が定電流源７より速いのでソフトスタート時間を短くすることができる。【選択図】図１
2007244086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作開始時に定電流源からの電流をコンデンサに充電し、その充電電圧と三角波信号とをＰＷＭコンパレータに供給し、このＰＷＭコンパレータの出力によりスイッチング素子をスイッチングするようにしたスイッチング電源装置のソフトスタート回路において、
前記コンデンサを充電するための複数の定電流源と、
前記複数の定電流源を切り換える切り換え回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置のソフトスタート回路。
【請求項２】
前記切り換え回路は、所定の電流を出力する定電流源から、前記所定の電流より小さな電流を出力する定電流源に切り換え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のソフトスタート回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子にはトランスの１次巻線が直列に接続され、前記スイッチングにより前記トランスの２次巻線に得られるパルス電圧を整流平滑して所定の直流出力電圧を得る整流平滑回路を設けると共に、前記ソフトスタート後、前記直流出力電圧の帰還電圧に基づいて前記ＰＷＭコンパレータを制御することを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置のソフトスタート回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置のソフトスタート回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の直流出力電圧を得るためのスイッチング電源装置においては、直流出力電圧を帰還した電圧に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行い、そのＰＷＭ出力によりトランスの１次側に接続されたスイッチング素子をスイッチングし、２次側に得られるスイッチング出力パルスを整流平滑することで所定の直流出力電圧を得るようにしている。このようなスイッチング電源装置においては、電源ＯＦＦからＯＮに遷移するとき、直流出力電圧の平滑用のコンデンサを充電しようとしてスイッチング素子をＰＷＭ出力の最大ＯＮ幅で動作させようとする。このため直流出力電圧がオーバーシュートして所望の電圧より高い電圧がある一定期間出力されてしまっていた。そこで、従来より電源ＯＮ時の一定期間に直流出力電圧を徐々に上昇させるソフトスタートが行われている。
【０００３】
図３は従来のスイッチング電源装置のソフトスタート回路に関する部分の一例を示す回路図である。
図３において、入力端子１には直流電圧Ｖｉｎが入力され、トランスＴの１次巻線Ｎ1に供給される。この１次巻線Ｎ1にはＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子２が直列に接続され、後述するＰＷＭ信号によりスイッチングされるようになされている。トランスＴの２次巻線Ｎ２にはスイッチングに応じた出力パルスが得られ、この出力パルスはダイオードＤ1、コンデンサＣ２で整流平滑され、所定の直流出力電圧となって出力端子３から負荷４に供給される。また、出力電圧の一部は抵抗Ｒ１，Ｒ２で分割され、エラーアンプ５において基準電圧Ｖｓと比較され、その比較出力（エラー電圧）はＰＷＭコンパレータ６の＋端子に入力される。
【０００４】
一方、定電流源７は内部基準電圧発生回路（図示せず）から得られる基準電圧Ｖｒｅｆに基づいて所定の定電流を出力する。この定電流源７は切り換えスイッチ８を介してソフトスタート用コンデンサＣ３に接続されている。切り換えスイッチ８は充放電制御回路９により接点０と接点１を切り換えられ、接点０にはコンデンサＣ３の放電用抵抗Ｒ３が接続されている。コンデンサＣ3の充電電圧（ソフトスタート電圧）Ｖ３はＰＷＭコンパレータ６の他の＋端子に入力される。三角波発振器１０からは図４（ａ）に示す三角波信号（鋸歯状波信号を含む）Ｓが出力され、ＰＷＭコンパレータ６の−端子に入力される。ＰＷＭコンパレータ６から出力されるＰＷＭ信号はドライブ回路１１を介してスイッチング素子２のゲート端子に入力され、このスイッチング素子２をスイッチングする。トランスＴの２次巻線Ｎ２にはスイッチングに応じた出力パルスが現われ、この出力パルスはダイオードＤ１、コンデンサＣ２で整流平滑され、出力端子３に出力される。尚、１２はワンチップＩＣ回路を示し、図示の各回路が搭載されている。
【０００５】
次に、ソフトスタート時の動作について図４を参照して説明する。
スイッチング電源装置の動作開始時には切り換えスイッチ８は接点１側に閉じている。この状態から電源が投入されると、定電流源７の出力電流がコンデンサＣ３を充電し、その充電電圧は図４（ａ）のソフトスタート電圧Ｖ３として示すように緩やかに上昇していく。一方、三角波発振器１０は図４（ａ）に示すような所定の周期を有する三角波信号Ｓを出力しており、ＰＷＭコンパレータ６はこの三角波信号Ｓとソフトスタート電圧Ｖ３とを比較する。この結果、ＰＷＭコンパレータ６から図４（ｂ）に示すようなＰＷＭ信号が出力される。このＰＷＭ波形は図示のようにソフトスタート電圧Ｖ３の上昇に伴ってデューティ比が徐々に大きくなっている。スイッチング素子２はこのＰＷＭ信号によりスイッチングされるので、出力端子３の出力電圧が徐々に上昇してソフトスタートが実現される。
【０００６】
ソフトスタート電圧Ｖ3が最大オンデューティ電圧まで上昇した後、出力電圧の一部が帰還されるエラーアンプ５から得られるエラー電圧に基づいてＰＷＭコンパレータ６が制御され、出力電圧が一定になるようにＰＷＭ波形のデューティ比が制御される。
尚、従来のソフトスタート回路として例えば特許文献１に開示されるものがある。
【特許文献１】特開平１０−２５７７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のソフトスタート回路は、ソフトスタート電圧Ｖ３が図４（ａ）に示すように緩やかに上昇していくので、出力端子３から所定の出力電圧が得られるまで長い時間がかかっていた。
従って、本発明はソフトスタート時間を短くすることができるスイッチング電源装置のソフトスタート回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるスイッチング電源装置のソフトスタート回路は、動作開始時に定電流源からの電流を一定期間コンデンサに充電し、その充電電圧と三角波信号とをＰＷＭコンパレータに供給し、このＰＷＭコンパレータの出力によりスイッチング素子をスイッチングするようにしたスイッチング電源装置のソフトスタート回路において、前記コンデンサを充電するための複数の定電流源と、前記複数の定電流源を切り換える切り換え回路とを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明によるスイッチング電源装置のソフトスタート回路は、前記切り換え回路は、所定の電流を出力する定電流源から、前記所定の電流より小さな電流を出力する定電流源に切り換えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によるスイッチング電源装置のソフトスタート回路は、前記スイッチング素子にはトランスの１次巻線が直列に接続され、前記スイッチングにより前記トランスの２次巻線に得られるパルス電圧を整流平滑して所定の直流出力電圧を得る整流平滑回路を設けると共に、前記ソフトスタート後、前記直流出力電圧の帰還電圧に基づいて前記ＰＷＭコンパレータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の定電流源を設け、これを順次切り換えて用いることにより、出力電流の大きい定電流源の電流により出力電圧を急速に上昇させることができ、ソフトスタート全体の時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態によるスイッチング電源装置のソフトスタート回路に関する部分を示す回路図であり、図３と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施形態においては、定電流源１３及び切り換えスイッチ１４と、定電流源７及び切り換えスイッチ８とが互いに並列に設けられており、それら定電流源１３と定電流源７とが、共通のコンデンサＣ３を充電するようになっている。また、切り替えスイッチ８の接点０に抵抗Ｒ３が接続されるとともに、切り換えスイッチ１４の接点０に抵抗Ｒ５が接続されている。さらに、切り替えスイッチ８，１４は、充放電制御回路９により、各接点０若しくは１に接触した接触位置、又は、各接点０若しくは１のいずれにも接触していない非接触位置に配されるように切り替えられるようになっている。さらに、比較器１６によって、コンデンサＣ３の充電電圧、即ちソフトスタート電圧Ｖ３と所定の基準電圧Ｖｆとが比較され、その比較出力により充放電制御回路９が制御されて、これにより、切り換えスイッチ８，１４の切り換えが制御されるようになっている。なお、定電流源１３の出力電流は定電流源７の出力電流より大きいものとする。
【００１３】
次に、ソフトスタート時の動作について図２を参照して説明する。
スイッチング電源装置の動作開始時においては、切り換えスイッチ１４は接触位置のうち接点１側に閉じられ、切り換えスイッチ８は、非接触位置に配されている。この状態から電源が投入されると、定電流源１３の出力電流がコンデンサＣ３を充電し、そのソフトスタート電圧は図２（ａ）のソフトスタート電圧Ｖ３１で示すように徐々に上昇していく。なお、このとき切り替えスイッチ８は非接触位置に配されていることから、定電流源７からの電流は流れない。
また、三角波発振器１０は図２（ａ）に示すような所定の周期を有する三角波信号Ｓを出力しており、ＰＷＭコンパレータ６はこの三角波信号Ｓとソフトスタート電圧Ｖ３１とを比較する。この結果、ＰＷＭコンパレータ６から図２（ｂ）に示すような波形のＰＷＭ信号が出力される。このＰＷＭ波形は図示のようにデューティ比が徐々に大きくなっている。スイッチング素子２はこのＰＷＭ波形によりスイッチングされるので、出力端子３の出力電圧が徐々に上昇してソフトスタートが行われる。
【００１４】
次に、比較器１６においてソフトスタート電圧Ｖ３１が基準電圧Ｖｆを超えると、コンデンサＣ３に接続される電流源が、以下のようにして、定電流源１３から、この定電流源１３よりも小さな電流を出力する定電流源７に切り換えられる。
すなわち、比較器１６からの比較出力により、切り換えスイッチ１４が非接触位置に切り換えられて、定電流源１３が切り離される。それと同時に、切り換えスイッチ８が接点１側に切り換えられて、定電流源７が用いられるようになる。これによりコンデンサＣ３はさらに充電され、図２（ａ）のソフトスタート電圧Ｖ３で示すように徐々に上昇して図２（ｂ）に示すＰＷＭ波形が出力され、ソフトスタートが引き続いて行われる。
【００１５】
この場合、出力電流の大きい定電流源１３で充電されるソフトスタート電圧Ｖ３１の上昇速度の方が、出力電流の小さい定電流源７で充電されるソフトスタート電圧Ｖ３の上昇速度より速いので、ソフトスタートの初期においてコンデンサＣ３を急速に充電することができる。
【００１６】
従って、本実施の形態によれば、出力電流の大きい定電流源１３を設けたことにより、ソフトスタートの初期においてソフトスタート電圧Ｖ３１の上昇速度を従来の図４（ａ）のソフトスタート電圧Ｖ３より速くし、出力電圧を一気に上昇させるので、ソフトスタート全体に要する時間を従来より短縮することができ、スイッチング電源装置を早く安定させることができる。
【００１７】
尚、本実施の形態においては、定電流源を２個設けたが、必要に応じて３個以上の定電流源を設け、適宜切り換えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態によるスイッチング電源装置のソフトスタート回路に関する部分の構成を示す回路図である。
【図２】図１の各部の波形図である。
【図３】従来のスイッチング電源装置のソフトスタート回路に関する部分の構成を示す回路図である。
【図４】図３の各部の波形図である。
【符号の説明】
【００１９】
２  スイッチング素子
６  ＰＷＭコンパレータ
７，１３  定電流源
８，１４  切り換えスイッチ
９  充電制御回路
１０  三角波発振器
Ｓ  三角波信号
Ｖ３１，Ｖ３  ソフトスタート電圧
【図１】
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【図２】
2007244086.tif 000004
【図３】
2007244086.tif 000005
【図４】
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