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公開番号2025158556
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061210
出願日2024-04-05
発明の名称制御回路及びスイッチング電源
出願人新電元工業株式会社
代理人めぶき弁理士法人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20251009BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】従来よりオーバーシュートを抑制することができ、出力電圧を安定させることが可能な制御回路を提供する。
【解決手段】スイッチング電源1の起動電圧Vccが所定の起動閾値電圧を超えたとき又はCOMP電圧が所定のスタンバイ電圧以下になった後に再びスタンバイ電圧を超えたときにはソフトスタート期間を設けるソフトスタート制御部130と、ソフトスタート期間に基づいてCOMP電圧を放電することが可能な誤差電圧放電可能期間を設定する誤差電圧放電可能期間設定部140と、誤差電圧放電可能期間内において、帰還電圧FBが所定の誤差電圧放電閾値を超えたときから、誤差電圧放電閾値を下回るとき又はCOMP電圧が発振停止電圧まで低下したときのうちのいずれか早いときまでの期間を放電期間とし、当該放電期間内にCOMP電圧を放電する誤差電圧放電部170とを備えることを特徴とする制御回路100。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチ素子を有するスイッチング電源の前記スイッチ素子を制御する制御回路において、
前記スイッチング電源の起動電圧が所定の起動閾値電圧を超えたとき、又は、前記スイッチング電源の出力電圧に対応した帰還電圧とエラーアンプの基準電圧との差に基づいて生成される誤差電圧が所定のスタンバイ電圧以下になった後に再び前記スタンバイ電圧を超えたときには、前記スイッチ素子に流れる電流量の最大値を制限する過電流閾値を変更するソフトスタート期間を設けるソフトスタート制御部と、
前記ソフトスタート期間に基づいて、前記誤差電圧を放電することが可能な誤差電圧放電可能期間を設定する誤差電圧放電可能期間設定部と、
前記誤差電圧放電可能期間内において、前記帰還電圧が所定の誤差電圧放電閾値を超えたときから、前記帰還電圧が前記誤差電圧放電閾値を下回るとき、又は、前記誤差電圧が発振停止電圧まで低下したときのうちのいずれか早いときまでの期間を放電期間とし、当該放電期間内に前記誤差電圧を放電する誤差電圧放電部とを備えることを特徴とする制御回路。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記誤差電圧放電可能期間設定部は、前記ソフトスタート期間を前記誤差電圧放電可能期間として設定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記誤差電圧放電可能期間設定部は、前記ソフトスタート期間、及び、その後の所定期間の両方を少なくとも含む期間を前記誤差電圧放電可能期間として設定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項４】
前記誤差電圧放電閾値は、前記エラーアンプの基準電圧であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項５】
前記帰還電圧を監視し、所定の過電圧閾値電圧を超えたときには前記スイッチ素子のオンオフ動作を停止する信号を出力する過電圧検出部をさらに備え、
前記誤差電圧放電閾値は、前記エラーアンプの基準電圧より大きく、かつ、前記過電圧閾値電圧よりも小さい所定の電圧値であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項６】
前記放電期間における前記誤差電圧の放電電流は、通常時における前記誤差電圧の放電電流よりも大きく、前記帰還電圧が前記過電圧閾値電圧を超えたときの前記誤差電圧の放電電流よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
【請求項７】
前記誤差電圧を生成する前記エラーアンプと、
前記誤差電圧を保持するコンデンサと接続される誤差電圧端子と、
前記誤差電圧端子と接続され、前記誤差電圧放電部からの信号に基づいてオンオフされる放電スイッチと、
前記放電スイッチと接続される放電電流源とをさらに備え、
前記誤差電圧放電部は、前記放電スイッチをオンして前記誤差電圧端子と前記放電電流源とを接続することにより、放電電流を前記コンデンサから前記放電電流源に向かって流して、前記コンデンサの前記誤差電圧を放電することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項８】
前記エラーアンプは、トランスコンダクタンスアンプであることを特徴とする請求項７に記載の制御回路。
【請求項９】
前記誤差電圧放電部は、前記帰還電圧が前記誤差電圧放電閾値を超えたときに、出力電圧の上昇率が鈍化し、かつ、アンダーシュートが生じないような割合で放電電流量を増加させることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１０】
前記スイッチ素子に流れる電流量を監視し、前記ソフトスタート期間において当該電流量が前記過電流閾値になった場合には、前記スイッチ素子のスイッチング動作を停止する出力電流制御部をさらに備え、
前記ソフトスタート期間においては、前記過電流閾値が、時間の経過とともに大きくなることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の制御回路。
（【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】
本発明は、制御回路及びスイッチング電源に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般にＰＦＣ回路において出力電圧制御は、商用電源電圧に応答しないように応答を遅らせているが、起動時や負荷急変時などには出力電圧のオーバーシュートが生じるおそれがある。そこで、従来、出力電圧が所定の閾値電圧を超えた場合に出力電圧をクランプして過電圧になることを防ぐ制御回路が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来の制御回路９００は、図１２に示すように、起動電圧監視部９１０と、出力電流制御部９５０と、ゲート制御部９６０と、駆動部９６２と、ゼロ電流検出部９９０と、オン幅演算部９９２と、エラーアンプ９７２と、過電圧検出部９８０とを備える。
【０００４】
従来の制御回路９００において、過電圧検出部９８０は、出力電圧Ｖｏに対応した帰還電圧ＦＢを監視し、所定の過電圧閾値電圧（図１３のＯＶＰ電圧参照）を超えたときにはスイッチ素子のオンオフ動作を停止する信号をゲート制御部９６０に出力し、出力電圧Ｖｏをクランプする（図１３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－２９７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の制御回路９００においては帰還電圧ＦＢが過電圧閾値電圧（ＯＶＰ電圧）に到達するまで制御できない。このため、従来よりオーバーシュートを抑制することができ、かつ、出力電圧を安定させることが可能な制御回路が求められていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりオーバーシュートを抑制することができ、出力電圧を安定させることが可能な制御回路を提供することを目的とする。また、そのような制御回路を備えるスイッチング電源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の制御回路は、スイッチ素子を有するスイッチング電源の前記スイッチ素子を制御する制御回路において、前記スイッチング電源の起動電圧が所定の起動閾値電圧を超えたとき、又は、前記スイッチング電源の出力電圧に対応した帰還電圧とエラーアンプの基準電圧との差に基づいて生成される誤差電圧が所定のスタンバイ電圧以下になった後に再び前記スタンバイ電圧を超えたときには、前記スイッチ素子に流れる電流量の最大値を制限する過電流閾値を変更するソフトスタート期間を設けるソフトスタート制御部と、前記ソフトスタート期間に基づいて、前記誤差電圧を放電することが可能な誤差電圧放電可能期間を設定する誤差電圧放電可能期間設定部と、前記誤差電圧放電可能期間内において、前記帰還電圧が所定の誤差電圧放電閾値を超えたときから、前記帰還電圧が前記誤差電圧放電閾値を下回るとき、又は、前記誤差電圧が発振停止電圧まで低下したときのうちのいずれか早いときまでの期間を放電期間とし、当該放電期間内に前記誤差電圧を放電する誤差電圧放電部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の制御回路は、スイッチ素子を有するスイッチング電源の前記スイッチ素子を制御する制御回路において、前記制御回路は、起動電圧監視部と、誤差電圧監視部と、ソフトスタート制御部と、誤差電圧放電可能期間設定部と、出力電流制御部と、ゲート制御部と、駆動部と、誤差電圧放電部とを備え、前記起動電圧監視部は、起動電圧を検出し、前記起動電圧が所定の起動閾値電圧を超えたときに起動信号を前記ゲート制御部及び前記ソフトスタート制御部に送信し、前記誤差電圧監視部は、前記スイッチング電源の出力電圧に対応した帰還電圧とエラーアンプの基準電圧との差に基づいて生成される誤差電圧を監視し、所定のスタンバイ電圧を下回ったときには、スタンバイ信号を前記ゲート制御部に出力し、前記誤差電圧が前記スタンバイ電圧以下になった後に再び前記スタンバイ電圧を超えたときには、再起動信号を前記ソフトスタート制御部及び前記ゲート制御部に出力し、前記ソフトスタート制御部は、前記起動信号又は前記再起動信号に基づいて所定の期間、前記スイッチ素子に流れる電流量の最大値を制限する過電流閾値を変更するソフトスタート期間を設定し、ソフトスタート信号を前記出力電流制御部及び前記誤差電圧放電可能期間設定部に出力し、前記誤差電圧放電可能期間設定部は、前記ソフトスタート信号に基づいて前記誤差電圧を放電することが可能な誤差電圧放電可能期間を設定し、誤差電圧放電可能期間情報として前記誤差電圧放電部へ出力し、前記出力電流制御部は、スイッチ素子に流れる電流量を監視し、前記ソフトスタート期間において、前記ソフトスタート信号に基づいて前記スイッチ素子に流れる電流量の最大値を制限する前記過電流閾値を設定し、当該電流量の最大値が過電流閾値になった場合には、停止信号を前記ゲート制御部に出力し、前記ゲート制御部は、前記起動信号又は前記再起動信号に基づいてスイッチ素子をオンオフする制御信号を前記駆動部に出力することを開始し、前記停止信号又は前記スタンバイ信号が入力されたときには前記制御信号の出力を停止し、前記駆動部は、前記ゲート制御部から出力された前記制御信号に基づいて前記スイッチ素子のオンオフを行い、前記誤差電圧放電部は、前記誤差電圧放電可能期間情報に基づいて、前記誤差電圧放電可能期間内において、前記帰還電圧が前記エラーアンプの基準電圧を超えてから、前記エラーアンプの基準電圧より下回るとき、又は、前記誤差電圧が発振停止電圧まで低下したときのうちのいずれか早いときまでの期間を放電期間とし、当該放電期間内、前記誤差電圧を放電することを特徴とする。
【００１０】
本発明のスイッチング電源は、スイッチ素子と、スイッチ素子を制御する本発明の制御回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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