(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングモード電源供給装置のスイッチング駆動用のトランジスタと、前記トランジスタのドレイン電流を感知して電流ピーク値の検出電圧を発生させるための感知抵抗と、前記感知抵抗の温度変化と同じ温度変化によって帰還電圧を発生する帰還電圧発生回路と、前記帰還電圧と前記電流ピーク値の検出電圧とを比較して前記電流ピーク値が検出される場合は前記トランジスタを非導通にする制御信号を発生する比較器と、前記帰還電圧発生回路の異常検出時に前記制御信号の出力を遮断する保護回路と、前記保護回路を通した前記制御信号に応答して前記スイッチング駆動用のトランジスタを駆動する駆動回路とを備え、
前記帰還電圧発生回路は、
第１ノードに第１定電流を供給する第１定電流源と；
第２ノードに前記第１定電流より小さな第２定電流を供給する第２定電流源と；
前記第１ノードと前記第２ノードとの間に順方向に接続されたダイオードと；
前記第２ノードと接地との間に並列接続された外部容量及び外部放電手段と；
前記第１ノードと接地との間に接続され前記帰還電圧を供給する抵抗分圧回路と；から構成されることを特徴とするスイッチングモード電源供給装置のスイッチング制御集積回路。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング制御集積回路において、前記保護回路は、前記外部容量の両端電圧がツェナー電圧以上の時導通するツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードを介した逆電流検出時に保護信号を発生する保護信号発生回路と、前記保護信号に応答して前記制御信号の出力を遮断するゲート回路とを有することを特徴とするスイッチングモード電源供給装置のスイッチング制御集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチングモード電源供給装置のスイッチング制御集積回路に関し、特に温度の変化に関係なく一定に電流ピーク値を制限することができるスイッチング制御集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のスイッチングモード電源供給装置（SMPS: SWITCHING MODE POWER SUPPLY)のスイッチング制御集積回路の構成を示す。従来のスイッチング制御集積回路は、スイッチングモード電源供給装置のスイッチングモード電源供給装置のスイッチング駆動用のトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のドレイン電流を感知して電流ピーク値の検出電圧を発生させるための感知抵抗Ｒｓと、帰還電圧を発生する帰還電圧発生回路１０と、帰還電圧と電流ピーク値の検出電圧とを比較してデュテイを調節する比較器Ｕ１と、帰還電圧発生回路１０の異常検出時に制御信号の出力を遮断する保護回路２０と、保護回路２０を通した制御信号に応答してスイッチング駆動用のトランジスタを駆動する駆動回路３０とを有する。
【０００３】
帰還電圧発生回路１０は、第１定電流Ｉ１を第１ノードＮ１に流すための第１定電流源ＣＳ１と、第１定電流Ｉ１よりは小さな第２定電流Ｉ２を第２ノードＮ２に流すための第２定電流源ＣＳ２と、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に順方向に接続されたダイオードＤ１と、第１ノードＮ１と接地との間に接続された第１ツェナーダイオードＺＤ１と、第２ノードＮ２に接続された外部容量Ｃ１と、第２ノードＮ２に接続された外部放電手段ＣＳ３とを有する。
【０００４】
保護回路２０は、外部容量Ｃ１の両端電圧がツェナー電圧以上の時導通する第２ツェナーダイオードＺＤ２と、第２ツェナーダイオーＺＤ２を介した逆電流検出時に保護信号を発生する保護信号発生回路ＰＣと、保護信号に応答して制御信号を出力するゲート回路Ｇ１とを有する。
【０００５】
まず、スイッチングモード電源供給装置が通常の動作をする場合には、外部容量Ｃ１は第１定電流と第２定電流によって充電され、この外部容量Ｃ１に充電されたエネルギーは外部放電手段ＣＳ３を介して放電される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スイッチングモード電源供給装置に過渡現象が発生したり、あるいはシステムエラーが生ずる時（たとえば帰還ループが開成される時）には、図３に示すように、外部容量Ｃ１の電圧が時間０〜ｔ１の間、すなわち零電圧からツェナー電圧ＶＺ１と同じ電圧に上昇するまでは、第１および第２定電流源ＣＳ１、ＣＳ２からすべての電流が供給され、その電流によって外部容量Ｃ１は充電され始める。そして、充電し終えると、外部放電手段ＣＳ３を介して放電し始める。
【０００７】
すなわち、充電される電圧がツェナー電圧ＶＺ１と同じ電圧に至るまでの時間を数式にて示すと、Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）＝ｉにおいて、ｔ＝（Ｃ１／（Ｉ１＋Ｉ２））×ＶＺ１となる。また、外部容量Ｃ１に充電される電圧が時間ｔ１〜ｔ２の間にある時、すなわち、ツェナーダイオードＺＤ１とツェナーダイオードＺＤ２との各ツェナー電圧ＶＺ１〜ＶＺ２間にある時は、第１定電流源ＣＳ１からの電流はダイオードＤ１によって遮断され、ツェナーダイオードＤＺ１を介して接地に流れる。外部容量Ｃ１は第２定電流源ＣＳ２の電流によってのみ充電される。
【０００８】
この充電される電圧がツェナーダイオードの電圧ＶＺ２と同じ電圧に至るまでの時間を式で示すと、ｔ＝（Ｃ１／（Ｉ２））×（ＶＺ２−ＶＺ１）、したがって、時間ｔ１〜ｔ２の間は前記外部容量Ｃ１に充電される電圧の増加率は大きく低下する。
【０００９】
すなわち、外部容量Ｃ１の電圧がツェナーダイオード電圧ＶＺ１以上になると、第２定電流源ＣＳ２のみで外部容量Ｃ１を充電するようになり、ツェナーダイオード電圧ＶＺ２に至るまでの時間を遅延させる。
【００１０】
システムエラーが生じた時、ツェナーダイオードＺＤ２での逆方向電流から保護信号発生回路ＰＣが作動し、この保護信号発生回路ＰＣから出力される保護信号によって、比較器Ｕ１から出力される制御信号をゲート回路Ｇ１を用いて遮断する。
【００１１】
従来のスイッチングモード電源供給装置では、スイッチング駆動用トランジスタのドレイン電流を感知するための感知抵抗Ｒｓが温度の変化に応じて感知する電流値が変動するようになり、制限されるピーク電流値までも変動してしまうという問題を抱える。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来の問題を解決するためのものであり、温度による検出信号の変動と合わせた帰還電圧の温度補償をすることで制限されるピーク電流値を一定に維持するスイッチング制御集積回路を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のスイッチング制御集積回路は、スイッチングモード電源供給装置のスイッチング駆動用のトランジスタと、前記トランジスタのドレイン電流を感知して電流ピーク値の検出電圧を発生させるための感知抵抗と、前記感知抵抗の温度変化と同じ温度変化によって帰還電圧を発生する帰還電圧発生回路と、前記帰還電圧と前記電流ピーク値の検出電圧とを比較して前記電流ピーク値が検出される場合は前記トランジスタを非導通にする制御信号を発生する比較器と、前記帰還電圧発生回路の異常検出時に前記制御信号の出力を遮断する保護回路と、前記保護回路を通した前記制御信号に応答して前記スイッチング駆動用のトランジスタを駆動する駆動回路とを有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明のスイッチング制御集積回路の実施の形態についてより詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例のスイッチングモード電源供給装置のスイッチング制御集積回路の構成を示す回路図である。
【００１６】
このスイッチング制御集積回路は、スイッチング駆動用のトランジスタＱ１と、感知抵抗Ｒｓと、帰還電圧発生回路１０の一部と、比較器Ｕ１と、保護回路２０と、駆動回路３０を１つの半導体基板上に集積させた集積回路１００と、外部容量Ｃ１、および外部放電手段ＣＳ３を有する。
【００１７】
詳しくは、本発明のスイッチング制御集積回路は、スイッチングモード電源供給装置のスイッチング駆動用のトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のドレイン電流を感知して電流ピーク値の検出電圧を発生させるための感知抵抗Ｒｓと、感知抵抗Ｒｓの温度変化と同じ温度変化によって帰還電圧を発生する帰還電圧発生回路１０と、帰還電圧と電流ピーク値の検出電圧とを比較して電流ピーク値が検出される場合にはスイッチング駆動用トランジスタＱ１を非導通にする制御信号を発生する比較器Ｕ１と、帰還電圧発生回路１０の異常検出時に制御信号の出力を遮断する保護回路２０と、保護回路２０を通した制御信号に応答してスイッチング駆動用のトランジスタを駆動する駆動回路３０とを有する。
【００１８】
帰還電圧発生回路１０は、第１定電流Ｉ１を第１ノードＮ１に流すための第１定電流源ＣＳ１と、第１定電流Ｉ１よりは小さな第２定電流Ｉ２を第２ノードＮ２に流すための第２定電流源ＣＳ２と、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に順方向に接続されたダイオードＤ１と、第１ノードＮ１と接地との間に接続された帰還電圧を発生させる抵抗分圧回路と、第２ノードＮ２に接続された外部容量Ｃ１と、第２ノードＮ２に接続された外部放電手段ＣＳ３とを有する。抵抗分圧回路は直列接続された一対の抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、これら抵抗Ｒ１，Ｒ２から温度補償された帰還電圧が取り出される。これら抵抗Ｒ１，Ｒ２は感知抵抗Ｒｓと同一の半導体基板上に同じ工程を経て形成される。
【００１９】
保護回路２０は、前記外部容量Ｃ１の両端電圧がツェナー電圧ＶＺ２以上の時に導通する第２ツェナーダイオードＺＤ２と、第２ツェナーダイオーＺＤ２を介した逆電流検出時に保護信号を発生する保護信号発生回路ＰＣと、保護信号に応答して前記制御信号を出力するゲート回路Ｇ１とを有する。
【００２０】
このように構成された本実施形態の動作は次のようである。外部容量Ｃ１は、従来の回路と同様に、第１定電流源ＣＳ１の第１定電流源Ｉ１および第２定電流源ＣＳ２の第２定電流源Ｉ２によって充電され、充電後に外部放電手段ＣＳ３を介して放電する。このとき外部容量Ｃ１の充電電圧が抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端の電圧よりも高くなると第１定電流源ＣＳ１の第１定電流Ｉ１はダイオードＤ１によって遮断される。したがって、この場合に外部容量Ｃ１は第２定電流源ＣＳ２の第２定電流Ｉ２だけによって充電される。外部容量Ｃ１の充電電圧は両端電圧がツェナーダイオードＺＤ２の電圧と同じになるまで徐々に増加し、その分の遅延時間が得られる。
【００２１】
外部容量Ｃ１の電圧は、スイッチングモード電源供給装置の過渡現象時やシステムエラー時（帰還ループが開成される時など）には、ツェナーダイオードＺＤ２に逆方向電流を生じさせ、この逆電流によって保護信号発生回路ＰＣが作動する。この保護信号発生回路ＰＣは逆電流に応じて保護信号を出力し、この保護信号を受けたゲート回路Ｇ１はゲートを閉じて、比較器Ｕ１の出力信号である制御信号をこのゲート回路Ｇ１で遮断する。
【００２２】
このような本実施形態のスイッチング制御集積回路は、図２に示す従来の回路のツェナーダイオードＺＤ１を直列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２に置換して帰還電圧の温度補償を図るものである。
【００２３】
感知抵抗Ｒｓと一対の抵抗Ｒ１、Ｒ２は同一の半導体基板上に形成されるので、同一の温度係数を有する。このため温度に応じて感知抵抗Ｒｓの抵抗値が変動してその結果検出信号が変動した場合でも、これに比例して抵抗Ｒ２の両端にかかる帰還電圧も同様の温度係数を以て変動する。したがって、本実施の形態の帰還電圧発生回路１０によって常に一定のピーク電流を制限することができ、スイッチング制御集積回路の温度補償を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明のスイッチングモード電源供給装置のスイッチング制御集積回路では、集積回路の機能をそのまま維持しながら、制限される電流ピーク値を温度にかかわらず一定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスイッチング制御集積回路の実施の形態を示す回路図。
【図２】従来のスイッチング制御集積回路の構成を示す回路図。
【図３】図１の回路の保護動作を説明するための特性図。
【符号の説明】
１０…帰還電圧発生回路
２０…保護回路
３０…駆動回路
１００…集積回路
Ｃ１…外部容量
Ｉ１…第１定電流
Ｉ２…第２定電流
Ｒｓ…感知抵抗
Ｄ１…ダイオード
ＣＳ１…第１定電流源
ＣＳ２…第２定電流源
ＣＳ３…外部放電手段
Ｑ１…スイッチング駆動用トランジスタ
Ｎ１…第１ノード
ＶＺ２…ツェナー電圧
ＰＣ…保護信号発生回路
Ｇ１…ゲート回路
【図１】
0003766732.tif 000002
【図２】
0003766732.tif 000003
【図３】
0003766732.tif 000004