(57)【要約】【課題】電源のスイッチ内の電流を制限する技術を提供すること。【解決手段】例示的なスイッチング調整回路が、エネルギー伝達要素に結合されたスイッチを含む。コントローラが、スイッチのスイッチングを制御するようにスイッチに結合される。電流センサが、コントローラ内部に含まれる。電流センサは、スイッチ内の電流を第１の電流制限、および第２の電流制限とそれぞれ比較するように結合された第１の比較器、および第２の比較器を含む。コントローラは、第１の比較器、または第２の比較器に応答して、スイッチの次のスイッチング・サイクルまで、スイッチの現在のスイッチング・サイクルの残りの間、スイッチを開く。また、周波数調整器も、コントローラ内部に含まれ、第２の比較器に結合される。周波数調整器は、第２の比較器に応答して、コントローラ内部に含まれる発振器の発振周波数を調整する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー伝達要素に結合されるスイッチと、
前記スイッチのスイッチングを制御するように前記スイッチに結合されたコントローラと、
前記コントローラ内部に含まれ、前記スイッチ内の電流を第１の電流制限と第２の電流制限とにそれぞれ比較するように結合された第１の比較器と第２の比較器を含む電流センサであって、
前記コントローラは、前記第１の比較器または第２の比較器に応答して、前記スイッチの次のスイッチング・サイクルまで、前記スイッチの現在のスイッチング・サイクルの残りの間、前記スイッチを開くセンサと、
前記コントローラ内部に含まれ、前記第２の比較器に結合され、その第２の比較器に応答して、前記コントローラ内部に含まれる発振器の発振周波数を調整する周波数調整器とを含むスイッチング調整回路。
【請求項２】
前記周波数調整器は、前記第２の比較器に応答して、前記発振器の発振周波数を低くして、前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルを遅延させる請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項３】
前記周波数調整器は、前記第２の比較器に応答して、前記発振器の前記発振周波数を低くして、前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルをスキップする請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項４】
前記コントローラが集積回路内部に含まれる請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項５】
前記スイッチが前記集積回路内部に含まれる請求項４に記載のスイッチング調整器。
【請求項６】
前記第２の電流制限が前記第１の電流制限より大きい請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項７】
前記コントローラ内部に含まれ、前記電流センサに結合された立上りブランキング回路をさらに含む請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項８】
前記周波数調整器は、前記発振器の前記発振周波数を調整して、前記エネルギー伝達要素に結合された出力に絶え間ない調整を行う請求項１に記載のスイッチング調整器。
【請求項９】
エネルギーの伝達を調整する方法であって、
エネルギー伝達要素に結合されたスイッチをスイッチングて、前記エネルギー伝達要素を介するエネルギーの伝達を調整すること、
前記スイッチ内の電流が、第１の電流制限または第２の電流制限より大きい場合、前記スイッチの次のスイッチング・サイクルまで、前記スイッチの現在のスイッチング・サイクルの残りの間、前記スイッチを開くこと、
前記スイッチ内の前記電流が、前記第２の電流制限より大きい場合、前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルを遅延させることを含む方法。
【請求項１０】
前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルを遅延させることは、前記スイッチ内の前記電流が、前記第２の電流制限より大きい場合、発振器の周波数を調整することを含む請求項９に記載のエネルギーの前記伝達を調整するための方法。
【請求項１１】
前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルを遅延させることは、前記第２の電流制限より大きい場合、前記スイッチの前記次のスイッチング・サイクルをスキップことを含む請求項９に記載のエネルギーの前記伝達を調整するための方法。
【請求項１２】
前記第２の電流制限が前記第１の電流制限より大きい請求項９に記載のエネルギーの前記伝達を調整するための方法。
【請求項１３】
前記スイッチの各スイッチング・サイクルの立上りブランキング時間中、前記スイッチを流れる前記電流を無視することをさらに含む請求項９に記載のエネルギーの前記伝達を調整するための方法。
【請求項１４】
前記次のスイッチング・サイクルを前記遅延させることは、前記エネルギー伝達要素に結合された出力の絶え間ない調整を維持することを含む請求項９に記載のエネルギーの前記伝達を調整するための方法。
【請求項１５】
電源の入力と出力の間に結合されたエネルギー伝達要素と、
電源の前記入力からエネルギー伝達要素の前記出力へのエネルギーの伝達を調整するように前記エネルギー伝達要素の入力に結合されたスイッチと、
前記スイッチのスイッチングを制御するように前記スイッチに結合されたコントローラと、
前記コントローラ内部に含まれ、前記スイッチ内の電流を第１の電流制限と第２の電流制限とにそれぞれ比較するように結合された第１の比較器、および第２の比較器を含む電流センサであって、
前記コントローラは、前記第１の比較器または前記第２の比較器に応答して、前記スイッチの次のスイッチング・サイクルまで、前記スイッチの現在のスイッチング・サイクルの残りの間、前記スイッチを開くセンサと、
前記コントローラ内部に含まれ、前記第２の比較器に結合され、前記第２の比較器に応答して、前記コントローラ内部に含まれる発振器の発振周波数を調整する周波数調整器とを含む電源。
【請求項１６】
電源の前記出力と、前記コントローラとの間に結合されて、電源の前記出力から前記コントローラにフィードバック信号を供給するフィードバック回路とをさらに含む請求項１５の電源。
【請求項１７】
前記コントローラを含む集積回路をさらに含む請求項１５の電源。
【請求項１８】
前記集積回路が前記スイッチをさらに備える請求項１７の電源。
【請求項１９】
前記第２の電流制限が前記第１の電流制限より大きい請求項１５に記載の電源。
【請求項２０】
前記周波数調整器は、前記発振器の前記発振周波数を調整して、電源の前記出力に絶え間ない調整を行う請求項１５に記載の電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として電子回路に関し、より具体的には、本発明は、スイッチング・モードの電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源内部のスイッチは、過電圧、過電流、または電圧と電流の特定の組合せから損傷を被る可能性がある。瞬間的な電圧と電流は、安全な動作領域として決められた境界内に留まってスイッチに対する損傷を防止しなければならない。したがって、スイッチング電源のためのコントローラは、スイッチを保護する目的と、出力を調整する目的で、通常測定された電圧と電流を供給する。
【０００３】
現実のデバイスの矛盾する要件と限界により、コントローラがすべての条件下でスイッチを保護するのに必要な量を測定することは、不可能または非現実的であることが多い。スイッチにかかる最大電圧は、通常、入力電圧の単純な測定から推定することができるのに対して、スイッチ内の電流の測定は、通常、はるかに難しい。
【０００４】
コントローラは、通常、スイッチング期間内のある時間にスイッチ電流の測定をマスクして、過電流の偽の指示を回避しなければならない。さらに、過電流の検出と適切な応答の間に、常にいくらかの遅延が存在する。このため、従来の方法は、ある過渡的な装荷の条件、または障害の条件の下で、スイッチを損傷から保護することができない可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
電源内部で利用することができる電源調整器の諸実施形態を開示する。以下の説明では、本発明の徹底的な理解をもたらすために、多数の特定の詳細を提示する。しかし、その特定の詳細が、本発明を実施するのに使用されなくてもよいことが当業者には明白となろう。実施に関連する周知の方法は、本発明を不明瞭にするのを避けるために、詳細に説明していない。
【０００６】
明細書全体で、「一実施形態」または「実施形態」について述べることは、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このため、本明細書全体の様々な箇所における「一実施形態の場合」または「ある実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべて、同一の実施形態について述べていない。さらに、特定の特徴、構造、特性は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な形で組み合わせられることが可能である。
【０００７】
電源が、低い出力電圧を有する起動中、または過負荷中、パワースイッチ内の過電流に応答する従来の技術は、電源が動作するのを許しながら、各スイッチング期間内で電流が高くなるのを防止することができない。立上りブランキング時間と電流制限遅延時間が、スイッチの最小オン時間を課すからである。さらに、コントローラは、低い出力電圧に対して、電力が減少するように最小オフ時間で応答する。スイッチのオフ時間を延長して、電流が、安全値まで減少させる代替の制御モードに入る必要性を、複数の電力制御値を使用して判定する技術を開示する。したがって、スイッチング電源のスイッチ内の過電流を防止する技術を開示する。一実施形態の場合、スイッチ電流は、複数の電力制御値に照らして測定されて、制御されていない増加する電流の条件が認識される。制御されていない増加する電流を認識することにより、後続のスイッチング期間の開始を遅延させる代替の制御アクションに入る。
【０００８】
例示するため、図１は、本発明の教示による、ピーク・スイッチ電流を制限する電源の実施形態に関する電源の機能ブロック図を全体的に示す。図１に示した例示的な電源のトポロジは、フライバック調整器である。スイッチング調整器の多くのトポロジと構成が存在し、図１に示したフライバック・トポロジは、説明の目的で与えられており、他のタイプのトポロジも、本発明の教示に従って使用されてもよいことが理解されよう。さらに、本発明の様々な実施形態を、本明細書では、説明のために電源の文脈で説明しているが、本発明の教示は、例えば、誘導負荷スイッチングなどが関わることが可能な他のアプリケーションなどの、他の技術にも適用されてもよいものと理解されることに留意されたい。
【０００９】
図１の電源の例に示されるとおり、エネルギー伝達要素Ｔ１  １２５が、未調整の入力電圧ＶIN１０５と、電源の出力における負荷１６５の間に結合される。スイッチＳ１  １２０が、エネルギー伝達要素１２５の入力における１次巻線１７５に結合されて、未調整の入力電圧ＶIN１０５から、電源の出力における負荷１６５へのエネルギーの伝達を調整する。コントローラ１４５が、パワースイッチＳ１  １２０によって受け取られるように結合されて、パワースイッチＳ１  １２０のスイッチングを制御する駆動信号１５６を生成するように結合される。また、コントローラ１４５は、スイッチＳ１  １２０内の電流ＩD１１５を感知する電流感知１４０を受け取るように結合された電流センサも含む。
【００１０】
以下に説明するとおり、一実施形態に関するコントローラ１４５内部の電流センサは、電流ＩD１１５を、第１の電流制限と第２の電流制限とそれぞれ比較するように結合された第１の比較器、および第２の比較器を含む。第２の電流制限は、第１の電流制限より大きい。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、電流ＩD１１５が第１の電流制限または第２の電流制限より大きい場合、スイッチの次のスイッチング・サイクルの始めまで、スイッチの現在のスイッチング・サイクルの残りの間、駆動信号１５６が、スイッチＳ１  １２０を開くようにさせる。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、第２の比較器に結合された周波数調整器も含む。周波数調整器は、本発明の教示によれば、電流ＩD１１５が第２の電流制限より大きい場合、コントローラ内部に含まれる発振器の発振周波数を調整して、スイッチの次のスイッチング・サイクルを遅延させる。
【００１１】
図１の例では、エネルギー伝達要素Ｔ１  １２５は、２つの巻線を有する変圧器として示されている。１次巻線１７５は、インダクタンスＬPを有するＮPの巻数を有する。２次巻線はＮSの巻数を有する。一般に、変圧器は、２つより多くの巻線を有することが可能であり、追加の巻線は、追加の負荷に電力を供給すること、またはバイアス電圧を供給すること、または負荷における電圧を感知することなどを行う。
【００１２】
クランプ回路１１０が、エネルギー伝達要素Ｔ１  １２５の１次巻線１７５に結合されて、スイッチＳ１  １２０にかかる最大電圧を制御する。前述したとおり、スイッチＳ１  １２０は、コントローラ回路１４５によって生成される駆動信号１５６に応答してオンとオフのスイッチングが行われる。一実施形態の場合、スイッチＳ１  １２０は、例えば、パワー酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などのトランジスタである。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、集積回路と個別の電気部品を含む。スイッチＳ１  １２０の動作により、整流器Ｄ１  １３０内に脈動電流が生じ、その電流が、キャパシタＣ１  １３５によって濾波されて、実質的に一定の出力電圧ＶOが生じるか、または負荷１６５における実質的に一定の出力電流ＩOが生じる。
【００１３】
調整されるべき出力量は、一般に、出力電圧ＶO、出力電流ＩO、または、この２つの組合せであるＵO１５０である。フィードバック回路１６０が、出力量ＵO１５０に結合されて、コントローラ１４５への入力であるフィードバック信号ＵFB１５５を生成する。コントローラ１４５への別の入力が、スイッチＳ１  １２０内の電流ＩD１１５を感知する電流感知信号１４０である。例えば、変流器、または、例えば、独立の抵抗器の両端の電圧、または、例えば、トランジスタが導通している際の、トランジスタの両端の電圧などの、スイッチングされる電流を測定する多くの知られている方法のいずれかを使用して、電流ＩD１１５を測定することができる。コントローラは、電流感知信号１４０を使用して、出力ＵO１５０を調整すること、またはスイッチＳ１  １２０に対する損傷を防止することができる。
【００１４】
また、図１は、理想的な条件下における、スイッチＳ１  １２０を通る電流ＩD１１５に関する例示的な波形も示す。スイッチＳ１  １２０は、コントローラ１４５からの駆動信号１５６内のパルスに応答して、時間ｔONにわたって導通する。スイッチＳ１  １２０は、コントローラ１４５からの駆動信号１５６に応答して、オフ時間ｔOFFにわたって開く。導通時間ｔON中、電流は、スイッチＳ１  １２０が導通している際に変圧器Ｔ１  １２５の１次巻線１７５のインダクタンスＬPの両端に印加される入力電圧ＶIN１０５に応答して、初期電流ＩVALから最終電流ＩPEAKまで、時間とともに直線的に増加する。
【００１５】
一実施形態の場合、コントローラ１４５は、出力ＵO１５０を所望される値に実質的に調整するようにスイッチＳ１  １２０を操作する。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、出力ＵO１５０が、所望される値に満たない場合、スイッチＳ１  １２０の導通時間ｔONを増加する。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、出力ＵO１５０が、所望の値を超えている場合、スイッチＳ１  １２０の導通時間ｔONを減少させる。
【００１６】
一実施形態の場合、コントローラ１４５が、駆動信号１５６でスイッチＳ１  １２０の動作を調整して、安全な動作領域外の動作を防止する。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、電流ＩD１１５が、電流制限ＬLIMITを超えた場合、スイッチＳ１  １２０の導通時間ｔONを減らす。一実施形態の場合、コントローラ１４５は、電流ＩD１１５が、電流限度ＩLIMITを超えた場合、オフ時間ｔOFFを増加する。
【００１７】
図２は、スイッチＳ１  ２２０内で測定される電流ＩD２１５への浮遊キャパシタンスの寄与を示す。ノード２３５においてスイッチＳ１に結合されたキャパシタＣP２１０とＣDS２３０によって表される浮遊キャパシタンスの充電と放電により、スイッチＳ１  ２２０がオンになった後、短い時間にわたって電流ＩD２１５が増加する。図２はまた、変圧器Ｔ１  ２２５の１次巻線２７５のインダクタンスＬPにかかる電圧ＶP２７０を示す。一実施形態の場合、電圧ＶPは、オン時間ｔON中、大きさＶINを有して正である。一実施形態の場合、電圧ＶPは、オフ時間ｔOFF中、大きさＶORを有して負である。電圧ＶPの極性の急な反転により、スイッチＳ１  ２２０の初期電流ＩVALに、立上り電流が加えられる。図２の波形は、理想的な初期電流ＩVALより大きいピーク立上り電流ＩLEPEAKを示す。一実施形態の場合、ピーク立上り電流ＩLEPEAKはまた、最終電流ＩPEAKよりも大きい。すべての現実的な回路内に存在する浮遊キャパシタンスにより、コントローラが、出力を調整する能力、またはスイッチを保護する能力を阻害することがある、高い立上り電流が生じる可能性がある。スイッチ電流ＩD２１５の大きさに応答して出力を調整する、またはスイッチを保護するコントローラは、出力の調整、またはスイッチの安全な動作に有意に関係していない立上り電流にも応答する。立上り電流からの干渉を回避するため、コントローラは、立上りブランキング時間ｔLEBの後まで、スイッチ内の電流の測定を、通常、マスクする。導通時間ｔONに対する立上りブランキング時間ｔLEBの関係が、図３に示されている。
【００１８】
立上りブランキング時間ｔLEBは、電流ＩDが、コントローラに見えるようになる前に、浮遊キャパシタンスからの電流の寄与が無視できるほど小さくなるのを保証するだけ十分に長い。また、図３は、ＩDが、ｔLEBの後、ＩLIMITに達する時点と、スイッチが導通するのを止める時点との間の差である電流制限遅延時間ｔdも示す。電流制限遅延時間ｔdは常に存在する。現実的な回路は、瞬時に応答することはできないからである。有限の電流制限遅延時間ｔdにより、導通時間ｔONの終りのピーク電流ＩPEAKが、電流制限ＩLIMITよりも大きくなるという結果が生じる。
【００１９】
立上りブランキング時間ｔLEBと電流制限遅延ｔdにより、通常のコントローラが、スイッチ電流ＩDを制限することが不可能になることがある。図４は、出力が、調整された値に満たない場合に、通常のコントローラを有するスイッチング電源において生じる可能性がある望ましくない状況を示す。図４では、出力における過負荷により、スイッチ電流ＩDが、スイッチング期間ごとにＩLIMITを超えることが生じることがある。また、過負荷により、出力電圧ＶOが、調整された値よりはるかに低く降下することもある。コントローラは、立上りブランキング時間ｔLEBの終りにスイッチ電流ＩDを測定し、スイッチは、電流制限遅延時間ｔdの後に開く。ＩLIMITより大きいＩDの検出により、ｔLEBにｔdを足した合計を下回ってオン時間ｔONが減らされる可能性はない。
【００２０】
図４は、任意のスイッチング期間（ｎ）において、オン時間中にスイッチ電流ＩDとして現れる電流（寄生キャパシタンスからの電流を除く）が、オン時間中に、量ΔＩONだけ増加してＩPEAKに達し、次いで、オフ時間中に量ΔＩOFFだけＩPEAKから減少することを示す。電流の変化は、数式１および数式２による入力電圧と出力電圧に関係する。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
図４から、すべての連続するパルス時間またはスイッチング期間に関して、ΔＩON＞ΔＩOFFである場合、次のスイッチング期間（ｎ＋１）のピーク電流は、現在のスイッチング期間（ｎ）におけるピーク電流よりも大きくなる。出力電圧ＶOを調整された値よりも大幅に低く低減する過負荷条件により、制御回路が、オフ時間ｔOFFを可能な限り小さくする。数式２は、一定のｔOFFまたは小さくされたｔOFFでＶOが低くされることにより、ΔＩOFFが小さくなることを示す。数式１は、立上りブランキング時間ｔLEBと電流制限遅延時間ｔdが、ΔＩONに最小値を課すことを示す。したがって、通常の制御方法は、出力の過負荷中、ΔＩONが、ΔＩOFFよりも大きくなることを許す。ΔＩONが、ΔＩOFFよりも大きい場合、ほんの少数の連続するスイッチング期間の後に、電流と電圧は、スイッチの安全な動作領域を外れることがある。コントローラは、少ない数のスイッチング期間内に応答して、スイッチの動作を安全な動作領域内に保たなければならない。
【００２３】
図５は、本発明の教示による、スイッチの動作を、安全な動作領域内に保つ１つの例示的な方法を示す流れ図である。図４の例示的な波形に関して、図示される方法は、ＩDが、第１の電流制限ＬLIMITよりも大きい第２の電流制限ＬLIMIT2を超えたか否かを測定して、ピーク・スイッチ電流ＩPEAKが過度になるのを防止するのに役立つ代替の制御アクションが実行されるべきか否かを判定する。図５に示した例では、ＩDが、スイッチング期間中、期間の開始の後、立上りブランキング時間ｔLEB中を除き、いつでも、ＩLIMIT2より大きくなった場合、代替の制御アクションが行われる。代替の制御アクションは、スイッチを開き、次のスイッチング期間の開始を遅延させる。一実施形態の場合、代替の制御アクションは、発振器の周波数を低くして、スイッチング期間を事実上、延長して、次のスイッチング期間の開始を遅延させる。一実施形態では、ＩLIMIT2より大きい電流ＩDの検出により、延長されていないスイッチング期間によってリセットされるフラグが設定される。フラグが設定されている間にＩLIMIT2より大きいＩDが検出された（ＩLIMIT2より大きいＩDが検出されている２つの連続する期間）場合、期間の追加の延長が行われて、第２の延長されたスイッチング期間が、第１の延長されたスイッチング期間よりも長いようにする。代替の制御アクションは、例えば、電源をラッチ・オフすること、または自動再起動動作モードに入ることなどの、出力が調整を失うことを生じさせる他の保護アクションとは異なり、出力の絶え間ない調整を可能にする。
【００２４】
詳細には、図における処理は、ブロック５０５で始まり、次に、ブロック５１０に進み、スイッチング期間が始まる。ブロック５１５で、処理は、オン時間ｔONが、少なくとも立上りブランキング時間ｔLEBオンであるまで待つ。ブロック５２０で、スイッチを通る電流ＩDが測定される。ブロック５２５は、ブロック５３０と共に、電流ＩDが、ＩLIMITより大きくはない間、およびスイッチがイネーブルにされている間、スイッチを通る電流ＩDが、ブロック５２０で測定されることを示す。ブロック５３５でスイッチング期間の終りが示されるまで、電流ＩDが、ＩLIMITより大きくないままである場合、処理は、ブロック５１０に戻り、次のスイッチング期間が始まる。
【００２５】
しかし、電流ＩDが、電流制限ＩLIMITより大きい値に達した場合、ブロック５４５とブロック５５５が共に、現在のスイッチング・サイクルの残りの間、スイッチが開かれ、次のスイッチング・サイクルの始めまで、再び閉じられることがないことを示している。一実施形態の場合、スイッチは、非同期で、または実質的に即時に開かれて、現在のスイッチング・サイクルが、通常どおり完了することを許されないようにする。図５を再び参照すると、ブロック５５０は、より大きい第２の電流制限ＩLIMIT2に電流ＩDが達するかどうかが、次に判定されることを示す。達しない場合、ブロック５４５で、スイッチは、ブロック５４０で示されるとおり、スイッチング期間の終りまで、または次のスイッチング・サイクルまで、現在のスイッチング・サイクルの残りの間、開かれる。次に、処理は、ブロック５１０に戻り、次のスイッチング期間、つまり、次のスイッチング・サイクルを始める。ブロック５５０で、電流ＩDが、第２の電流制限ＩLIMIT2に達したと判定された場合、本発明の教示によれば、スイッチは、ブロック５５５で開かれ、ブロック５６０で、次のスイッチング期間の始まりが遅延される。ブロック５６０の遅延の後、処理は、ブロック５１０に戻り、次のスイッチング期間を始める。ブロック５６０で、追加の遅延中にもたらされる追加の時間、待つことにより、電流ＩDは、本発明の教示によれば、スイッチを通る最大電流ＩDを制限するのに役立ち、スイッチにおける電流および／または電圧が、安全な動作領域を外れるのを防止するのに役立つだけ十分に低下する機会を与えられる。
【００２６】
図６は、例示的な集積回路６００において実施される本発明の教示による方法の一例を示す。図示する例では、集積回路６００は、ドレイン端子６０２とソース端子６４６に結合されたパワー酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチ６２８を含む。端子６４８が、フィードバック信号ＵFBを受け取る。一実施形態の場合、集積回路６００は、信号を受け取り、この例では説明されない諸機能を実行する、１つまたは複数の他の端子もオプションとして含むことが可能である。
【００２７】
図６の例では、変調器６２６が、端子６４８からのフィードバック信号ＵFBを解釈して、イネーブル信号６６２が、高であるべきか、または低であるべきかを判定する。発振器６４０が、クロック信号６４４と最大オン時間信号ＤMAX６６４を与える。図示した例では、発振器６４０は、ラッチ６３８の出力に結合されたＦＲＥＱ  ＡＤＪ端子を含む。一実施形態の場合、発振器６４０の周波数は、ラッチ６３８の出力に応答して、より高い周波数から、より低い周波数に変化する。スイッチ６２８は、ＡＮＤゲート６３２とＯＲゲート６６６から信号を受け取るラッチ６３４の出力に生成された駆動信号６５６に応答する。スイッチ６２８は、クロック６４４とイネーブル６６２が共に高である一方で、ＤMAX６４４またはＯＶＥＲ  ＣＵＲＲＥＮＴ６５０が低である場合、オンである。スイッチ６２８は、ＤMAX６４４またはＯＶＥＲ  ＣＵＲＲＥＮＴ６５０が高である場合、オフである。
【００２８】
図６の例では、本発明の教示による電流センサ、または電流制限回路が、図示される比較器６０４、６０５で実現される。詳細には、比較器６０４の端子の１つが、スイッチ６２８を通る電流ＩDを感知し、その電流ＩDを、比較器６０４の他方の端子に結合された第１の電流制限ＩLIMITと比較するように結合される。ＡＮＤゲート６０６が、比較器６０４の出力とｔLEBＤＥＬＡＹ６２２を受け取るように結合される。ブランキング時間遅延ｔLEBの後にＩDがＩLIMITを超えるといつでも、ＡＮＤゲート６０６の出力は高になり、ＯＲゲート６６６を介してラッチ６３４をリセットして、スイッチ６２８をオフにする。図示した例では、比較器６０５は、ＩDをＩLIMIT2と比較するように示されている。図示するとおり、ＩDが、スイッチング期間内にｔLEBの後、ＩLIMIT2を超えた場合、比較器６０５の出力は高になり、ＡＮＤゲート６０７の出力６６０が、高になってラッチ６３８をセットさせる。
【００２９】
図６に示される例では、周波数調整器が、本発明の教示によれば、ラッチ６３８と発振器６４０のＦＲＥＱ  ＡＤＪ入力とで実現される。一実施形態の場合、ラッチ６３８がセットされると、発振器６４０は、本発明の教示によれば、より高い周波数から、より低い周波数に切り替わり、これにより、次のスイッチング期間の開始が遅延される。一実施形態の場合、発振器６４０は、本発明の教示によれば、ラッチ６３８をセットして、発振器６４０のＦＲＥＱ  ＡＤＪ入力をアクティブにすることにより、駆動信号の次のパルスをスキップし、発振器６４０の周波数が事実上、低くなるように構成される。図示の例では、ラッチ６３８は、次のスイッチング期間の始めで、ＣＬＯＣＫ信号６４４によってリセットされる。
【００３０】
以上の詳細な説明では、本発明の方法および装置を、本発明の特定の例示的な実施形態に関連して説明してきた。しかし、本発明のより広い趣旨および範囲を逸脱することなく、その実施形態に様々な改変や変更を加えることも可能であることが明白であろう。したがって、本明細書および図は、限定的ではなく、例示的であると見なされるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の教示による、パワースイッチ内のピーク電流を制限することができるスイッチング電源の一実施形態の機能ブロック図である。
【図２】パワースイッチ内の電流への寄生キャパシタンスの寄与を示す、スイッチング電源の一実施形態の機能ブロック図のセクションである。
【図３】本発明の教示による、パワースイッチ内のピーク電流を制限することができるスイッチング電源の一実施形態からの電圧波形および電流波形を示す図である。
【図４】本発明の教示による、パワースイッチ内のピーク電流を制限するスイッチング電源からの電流波形の重要なパラメータを示す図である。
【図５】本発明の教示による、パワースイッチ内のピーク電流を制限する方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の教示による、含まれるパワースイッチ内のピーク電流を制限する集積回路の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１０  クランプ回路、１２０  パワースイッチ、１２５  エネルギー伝達要素、１３０  整流器、１３５  キャパシタ、１４５  コントローラ回路、１６０  フィードバック回路、１６５  負荷、１７５  巻線
【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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