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公開番号2025147422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047670
出願日2024-03-25
発明の名称電源制御装置、絶縁型DC/DCコンバータ、およびACアダプタ
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 20060101AFI20250930BHJP(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(1)は、少なくとも1つのスイッチング素子のいずれか(3)をターンオンするタイミングを決定するための出力信号(ST)を生成するように構成されるオンタイミング決定部(80)を備え、前記オンタイミング決定部は、前記少なくとも1つのスイッチング素子のいずれか(3)がターンオフされたときに発生する共振電圧(Vzt)のボトムを検出するように構成されるボトム検出部(80B)を有し、前記オンタイミング決定部は、前記ボトムが検出されなくなってから、((設定された狙いボトム数)-(検知された前記ボトムの数))×(共振時間)=タイムアウト時間で表される前記タイムアウト時間だけ経過したタイミングで、前記スイッチング素子のターンオンを示す前記出力信号を出力する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのスイッチング素子のスイッチングにより出力電圧を生成するように構成される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられる電源制御装置であって、
前記少なくとも１つのスイッチング素子のいずれかをターンオンするタイミングを決定するための出力信号を生成するように構成されるオンタイミング決定部を備え、
前記オンタイミング決定部は、前記少なくとも１つのスイッチング素子のいずれかがターンオフされたときに発生する共振電圧のボトムを検出するように構成されるボトム検出部を有し、
前記オンタイミング決定部は、前記ボトムが検出されなくなってから
（（設定された狙いボトム数）－（検知された前記ボトムの数））×（共振時間）＝タイムアウト時間で表される前記タイムアウト時間だけ経過したタイミングで、前記スイッチング素子のターンオンを示す前記出力信号を出力する、電源制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記オンタイミング決定部は、前記ボトム検知部による検知結果に基づいて前記共振時間を検知するように構成される共振時間検知部を有する、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記共振時間検知部は、前記ボトム検知部により検知された１ボトム目から２ボトム目までの時間を前記共振時間として検知する、請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記共振時間は、前記電源制御装置の外部に接続される設定用の素子に基づいて設定可能である、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記オンタイミング決定部は、
前記ボトム検知部によりボトムが検知されなくなった後に前記共振時間ごとにパルス状のタイムアウト信号を生成するように構成されるタイムアウト信号生成部と、
前記ボトム検知部により検知されたボトムの数と、生成された前記タイムアウト信号の数の合計が前記狙いボトム数に達すると、前記スイッチング素子のターンオンを示す前記出力信号を出力する出力部と、
を有する、請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記タイムアウト信号生成部は、第１コンデンサと、第２コンデンサと、前記タイムアウト信号を出力するように構成されるコンパレータと、を有し、
前記コンパレータは、前記第１コンデンサの第１電圧と、前記第２コンデンサの第２電圧とが入力されるように構成され、
所定の第１ボトム目のボトムが検知されたときに前記第１コンデンサの充電が開始され、前記第１ボトム目の次の第２ボトム目が検知されたときに当該充電が停止され、そのときの前記第１電圧が基準電圧として確定され、
前記第２ボトム目以降の第３ボトム目が検知されたときに前記第２コンデンサの充電が開始され、前記第２電圧が前記基準電圧を上回ると、前記コンパレータの出力に基づいて前記第２コンデンサが放電され、その後、前記コンパレータの出力に基づいて前記第２コンデンサの充電が再開され、
前記第２コンデンサの充電による前記第２電圧が上昇する傾きは、前記第１コンデンサの充電による前記第１電圧が上昇する傾きと一致する、請求項５に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記タイムアウト信号生成部は、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサをそれぞれ充電するための電流を生成するように構成されるカレントミラーを有し、
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの容量は等しい、請求項６に記載の電源制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源制御装置を備えるフライバックコンバータとしての絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
１次巻線と２次巻線を含むトランスと、前記１次巻線に接続される第１主電極を含む前記スイッチング素子と、を備え、
前記共振電圧は、前記第１主電極の電圧の共振に基づく電圧である、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源制御装置を備えるフライバックコンバータとしての絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記スイッチング素子としてのハイサイドスイッチとローサイドスイッチを有するハーフブリッジと、
前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとが接続される接続ノードに対して接続される共振インダクタ、１次側インダクタ、および共振コンデンサと、
を備え、
前記共振電圧は、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接続ノードの電圧に発生する共振に基づく電圧であり、
前記オンタイミング決定部は、前記ハイサイドスイッチをターンオンするタイミングを決定するための前記出力信号を生成する、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項７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１１】以降は省略されています）
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 1,500 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、少なくとも１つのスイッチング素子のスイッチングにより出力電圧を生成するように構成される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられる電源制御装置であって、
前記少なくとも１つのスイッチング素子のいずれかをターンオンするタイミングを決定するための出力信号を生成するように構成されるオンタイミング決定部を備え、
前記オンタイミング決定部は、前記少なくとも１つのスイッチング素子のいずれかがターンオフされたときに発生する共振電圧のボトムを検出するように構成されるボトム検出部を有し、
前記オンタイミング決定部は、前記ボトムが検出されなくなってから
（（設定された狙いボトム数）－（検知された前記ボトムの数））×（共振時間）＝タイムアウト時間で表される前記タイムアウト時間だけ経過したタイミングで、前記スイッチング素子のターンオンを示す前記出力信号を出力する構成としている。
【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、比較例におけるタイムアウト制御を説明するためのタイミングチャートの一例である。
図５は、出力電力とスイッチング周波数との対応関係の特性の一例を示すグラフである。
図６は、本開示の実施形態に係るセット信号生成部の構成を示す図である。
図７は、セット信号生成部の動作例を示すタイミングチャートである。
図８は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの変形例を示す図である。
図９は、変形例に係る電源制御装置の内部構成を示す図である。
図１０は、変形例に係る絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータにおける軽負荷時動作の例を示すタイミングチャートである。
図１１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】
＜フライバックコンバータ＞
図１は、フライバックコンバータの構成例を示す図である。フライバックコンバータは、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの一種である。図１に示すフライバックコンバータ１５は、ＱＲ（疑似共振）フライバックコンバータとして構成される。
【００１０】
フライバックコンバータ１５の前段には、ヒューズＦ１と、ダイオードブリッジＤＢ１と、平滑コンデンサＣ１が配置される。交流電圧ＶａｃがヒューズＦ１を介してダイオードブリッジＤＢ１に入力されて全波整流され、平滑コンデンサＣ１により平滑され、直流電圧としての入力電圧Ｖｉｎに変換される。入力電圧Ｖｉｎは、フライバックコンバータ１５により、直流電圧としての出力電圧Ｖｏｕｔに変換される。
（【００１１】以降は省略されています）

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