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公開番号2025114102
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008555
出願日2024-01-24
発明の名称電源制御装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250729BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】絶縁型DC/DCコンバータの効率を改善できる電源制御装置を提供する。
【解決手段】電源制御装置(1Y)は、帰還電圧(Vfb)をゲインによって増幅するように構成されるゲイン付加部(6)と、前記ゲイン付加部による増幅後の電圧(Vfb_g)と電流検出部(Rcs)の検出信号(Vcs)に基づき、ハイサイドスイッチ(QH)をターンオフさせるための信号(Cp)を生成するように構成されるターンオフ制御部(70)と、前記ハイサイドスイッチがオフ状態においてローサイドスイッチ(QL)がターンオフされたときに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチが接続されるノード(Nd)に発生するハーフブリッジ電圧(Vhb)に基づいたタイミングで前記ハイサイドスイッチをターンオンさせるように構成されるターンオン制御部(2)と、を備え、前記ゲインは、前記帰還電圧に基づいて可変に制御される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
磁気結合された１次側インダクタおよび２次側インダクタと、
前記１次側インダクタに接続される共振コンデンサと、
前記１次側インダクタに接続される共振インダクタと、
前記共振インダクタにそれぞれ接続されるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するハーフブリッジと、
前記共振インダクタを流れる１次側電流を検出するように構成される電流検出部と、
前記２次側インダクタに接続されて出力電圧を出力するように構成される整流平滑回路と、
前記出力電圧に基づいて１次側へ帰還させる帰還電圧を生成するように構成される帰還電圧生成部と、
を備える絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられる電源制御装置であって、
前記帰還電圧をゲインによって増幅するように構成されるゲイン付加部と、
前記ゲイン付加部による増幅後の電圧と前記電流検出部の検出信号に基づき、前記ハイサイドスイッチをターンオフさせるための信号を生成するように構成されるターンオフ制御部と、
前記ハイサイドスイッチがオフ状態において前記ローサイドスイッチがターンオフされたときに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチが接続されるノードに発生するハーフブリッジ電圧に基づいたタイミングで前記ハイサイドスイッチをターンオンさせるように構成されるターンオン制御部と、
を備え、
前記ゲインは、前記帰還電圧に基づいて可変に制御される、電源制御装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記ハイサイドスイッチがオフ状態において前記ローサイドスイッチがターンオフされたときに、前記ハーフブリッジ電圧が極大となるボトムの数が、前記帰還電圧に基づいて決定される所定のボトム数に達することを検出するように構成されるボトムスキップ制御部をさらに備え、
前記ターンオン制御部は、前記ボトムスキップ制御部による検出に基づいたタイミングで前記ハイサイドスイッチをターンオンさせる、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記ゲインは、前記所定のボトム数に応じて可変に設定される、請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
軽負荷状態において前記１次側電流のピーク電流が所定の最小電流値となるときに、前記ローサイドスイッチがターンオフされたときの前記１次側電流の値は０Ａ以上である、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記ゲイン付加部は、
前記帰還電圧の印加端に第１端が接続される第１抵抗と、
前記第１抵抗の第２端と接地端との間にそれぞれ接続される複数の第２抵抗および複数のスイッチと、
を有し、
前記ボトムスキップ制御部は、前記所定のボトム数に応じて前記スイッチのオンオフを制御する、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記ターンオフ制御部は、前記増幅後の電圧と前記電流検出信号とが入力されるように構成されるコンパレータを有する、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電源制御装置を備える絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項８】
請求項７に記載の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを有するＡＤ／ＤＣコンバータを備えるＡＣアダプタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源制御装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが様々に提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２２５２４８号公報
【０００４】
［概要］
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータでは、効率の向上が要望されている。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの効率を改善できる電源制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本開示の一態様に係る電源制御装置は、
磁気結合された１次側インダクタおよび２次側インダクタと、
前記１次側インダクタに接続される共振コンデンサと、
前記１次側インダクタに接続される共振インダクタと、
前記共振インダクタにそれぞれ接続されるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを有するハーフブリッジと、
前記共振インダクタを流れる１次側電流を検出するように構成される電流検出部と、
前記２次側インダクタに接続されて出力電圧を出力するように構成される整流平滑回路と、
前記出力電圧に基づいて１次側へ帰還させる帰還電圧を生成するように構成される帰還電圧生成部と、
を備える絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられる電源制御装置であって、
前記帰還電圧をゲインによって増幅するように構成されるゲイン付加部と、
前記ゲイン付加部による増幅後の電圧と前記電流検出部の検出信号に基づき、前記ハイサイドスイッチをターンオフさせるための信号を生成するように構成されるターンオフ制御部と、
前記ハイサイドスイッチがオフ状態において前記ローサイドスイッチがターンオフされたときに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチが接続されるノードに発生するハーフブリッジ電圧に基づいたタイミングで前記ハイサイドスイッチをターンオンさせるように構成されるターンオン制御部と、
を備え、
前記ゲインは、前記帰還電圧に基づいて可変に制御される構成としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
図２は、比較例に係る電源制御装置の内部構成を示す図である。
図３は、ボトム数と帰還電圧の閾値電圧との対応関係の一例を示す表である。
図４は、比較例に係る重負荷状態での動作例を示すタイミングチャートである。
図５は、比較例に係る軽負荷状態での動作例を示すタイミングチャートである。
図６は、本開示の例示的な実施形態に係る電源制御装置の内部構成を示す図である。
図７は、ボトム数とゲインとの対応関係の一例を示す表である。
図８は、電源制御装置におけるゲイン付加部の構成例を示す図である。
図９は、本開示の実施形態に係る電源制御装置による軽負荷状態における動作例を示すタイミングチャートである。
図１０は、比較例における出力電力とＩｐｅａｋおよびＩｎｅｇとの関係の一例を示すグラフである。
図１１は、本開示の実施形態における出力電力とＩｐｅａｋおよびＩｎｅｇとの関係の一例を示すグラフである。
図１２は、ＡＣアダプタの構成例を示す図である。
【０００８】
[詳細な説明]
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ＞
図１は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図である。図１に示す絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、電源制御装置１と、１次側回路１０１と、２次側回路１０２と、補助回路１０３と、を備え、ＡＨＢ（Asymmetric Half Bridge）型フライバックコンバータとして構成される。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、直流電圧である入力電圧Ｖｉｎを直流電圧である出力電圧Ｖｏｕｔに変換する。出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷Ｚに供給される。
【００１０】
１次側回路１０１は、ハイサイドスイッチＱＨと、ローサイドスイッチＱＬと、１次側インダクタＬｐと、共振インダクタＬｒと、共振コンデンサＣｒと、電流検出抵抗Ｒｃｓと、を有する。なお、ハイサイドスイッチＱＨとローサイドスイッチＱＬは、電源制御装置１に内蔵してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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