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JP4774932B2 - Semiconductor device for switching power supply control and circuit for switching power supply control - Google Patents

Semiconductor device for switching power supply control and circuit for switching power supply control Download PDF

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JP4774932B2 JP2005323264A JP2005323264A JP4774932B2 JP 4774932 B2 JP4774932 B2 JP 4774932B2 JP 2005323264 A JP2005323264 A JP 2005323264A JP 2005323264 A JP2005323264 A JP 2005323264A JP 4774932 B2 JP4774932 B2 JP 4774932B2
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Description

本発明はスイッチング電源制御用半導体装置およびスイッチング電源制御用回路に関し、特にトランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフ(on/off)して、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用半導体装置およびスイッチング電源制御用回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor device for switching power supply control and a circuit for switching power supply control, and more particularly to a secondary side by turning on / off a switch element connected between a primary winding of a transformer and a ground. The present invention relates to a switching power supply control semiconductor device and a switching power supply control circuit for supplying power to a load connected to the power supply.

従来、フライバック型のスイッチング電源装置において、トランスの1次巻き線に接続されたスイッチ素子をオン/オフして2次側に電圧を誘起するスイッチング電源制御用ICがある。このスイッチング電源制御用ICは起動回路を具備し、トランスの1次側の補助巻き線から供給される電源電圧が安定するまで当該起動回路から電源を供給するようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a flyback type switching power supply device, there is a switching power supply control IC that induces a voltage on a secondary side by turning on / off a switch element connected to a primary winding of a transformer. This switching power supply control IC includes a starting circuit, and supplies power from the starting circuit until the power supply voltage supplied from the auxiliary winding on the primary side of the transformer is stabilized.

図7は、従来のスイッチング電源装置の一例を示すブロック図である。スイッチング電源装置は、ブリッジダイオードBD101、コンデンサC101〜C103、ダイオードD101,102、トランスT101、パワートランジスタPwT101、抵抗R101、フォトカプラPC101、スイッチング電源制御用IC100、電圧検出回路111を有している。スイッチング電源制御用IC100は、高電圧入力端子VH、電源端子Vcc、出力端子OUT、電流検出端子IS、グランド端子GND、およびフィードバック端子FBを有し、起動回路101およびパルス制御部102を有している。図のスイッチング電源装置は、AC100Vの商用電源を整流し、トランスT101を介して電力を負荷121に供給する絶縁型のAC−DCコンバータの例を示している。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional switching power supply device. The switching power supply device includes a bridge diode BD101, capacitors C101 to C103, diodes D101 and 102, a transformer T101, a power transistor PwT101, a resistor R101, a photocoupler PC101, a switching power supply control IC100, and a voltage detection circuit 111. The switching power supply control IC 100 includes a high voltage input terminal VH, a power supply terminal Vcc, an output terminal OUT, a current detection terminal IS, a ground terminal GND, and a feedback terminal FB, and includes a starter circuit 101 and a pulse control unit 102. Yes. The illustrated switching power supply device shows an example of an insulated AC-DC converter that rectifies a commercial power supply of AC 100 V and supplies power to a load 121 via a transformer T101.

ブリッジダイオードBD101は商用電源を整流する。整流された直流電圧は、トランスT101の1次側のコイルN101と、スイッチング素子であるパワートランジスタPwT101とを直列接続した直列回路に印加される。   The bridge diode BD101 rectifies the commercial power supply. The rectified DC voltage is applied to a series circuit in which a primary coil N101 of the transformer T101 and a power transistor PwT101 that is a switching element are connected in series.

フィードバック端子FBは、フォトカプラPC101のフォトトランジスタPT101に接続されている。電流検出端子ISは、パワートランジスタPwT101の電流を検出する電流検出用の抵抗R101に接続され、その抵抗R101の電圧が入力されるようになっている。また、グランド端子GNDは接地され、出力端子OUTは、パワートランジスタPwT101のゲートに接続されている。電源端子Vccは、ダイオードD101を介して、トランスT101の1次補助巻き線(コイル)N103に接続されている。スイッチング電源制御用IC100は、コイルN103に誘起される電圧によって動作する。   The feedback terminal FB is connected to the phototransistor PT101 of the photocoupler PC101. The current detection terminal IS is connected to a current detection resistor R101 that detects the current of the power transistor PwT101, and the voltage of the resistor R101 is input thereto. The ground terminal GND is grounded, and the output terminal OUT is connected to the gate of the power transistor PwT101. The power supply terminal Vcc is connected to the primary auxiliary winding (coil) N103 of the transformer T101 via the diode D101. The switching power supply control IC 100 is operated by a voltage induced in the coil N103.

電源端子Vccには、コイルN103から供給される電圧を安定させるためのコンデンサC102が外付けされている。起動時は、ブリッジダイオードBD101から起動回路101を介してコンデンサC102に起動電流が流れる。そして、電源端子Vccの電圧が、スイッチング電源制御用IC100が動作するのに必要な電圧まで上昇すると、起動回路101から起動電流が止まる構成となっている。これによって、電源端子Vccに供給される電源電圧が、スイッチング電源制御用IC100が動作できる電圧となる。   A capacitor C102 for stabilizing the voltage supplied from the coil N103 is externally attached to the power supply terminal Vcc. At startup, a startup current flows from the bridge diode BD101 to the capacitor C102 via the startup circuit 101. When the voltage of the power supply terminal Vcc rises to a voltage necessary for the switching power supply control IC 100 to operate, the starting current is stopped from the starting circuit 101. As a result, the power supply voltage supplied to the power supply terminal Vcc becomes a voltage at which the switching power supply control IC 100 can operate.

スイッチング電源制御用IC100のパルス制御部102は、内部に発振回路を備え、それによって発振された三角波の出力電圧と、フィードバック端子FBで受けた負荷レベルおよび電流検出端子ISに入力される電圧とに応じて、パルス変調したパルス信号を出力端子OUTから出力し、パワートランジスタPwT101をオン/オフ制御する。   The pulse control unit 102 of the switching power supply control IC 100 includes an oscillation circuit therein, and the output voltage of the triangular wave oscillated thereby, the load level received at the feedback terminal FB, and the voltage input to the current detection terminal IS. In response, a pulse-modulated pulse signal is output from the output terminal OUT, and the power transistor PwT101 is controlled to be turned on / off.

トランスT101の2次側のコイルN102には、ダイオードD102とコンデンサC103からなる整流回路を介して、負荷121が接続される。この整流回路と負荷121の間には、負荷121に供給されている電圧を検出する電圧検出回路111が接続されている。電圧検出回路111によって検出された電圧は、フォトカプラPC101のフォトダイオードPD101とフォトトランジスタPT101を介して、スイッチング電源制御用IC100のフィードバック端子FBにフィードバックされるようになっている。なお、フォトカプラPC101で1次側にフィードバック信号を伝えるので、1次側と2次側は電気的に絶縁されている。   A load 121 is connected to the secondary coil N102 of the transformer T101 through a rectifier circuit including a diode D102 and a capacitor C103. A voltage detection circuit 111 that detects a voltage supplied to the load 121 is connected between the rectifier circuit and the load 121. The voltage detected by the voltage detection circuit 111 is fed back to the feedback terminal FB of the switching power supply control IC 100 via the photodiode PD101 of the photocoupler PC101 and the phototransistor PT101. Since the feedback signal is transmitted to the primary side by the photocoupler PC101, the primary side and the secondary side are electrically insulated.

図8は、図7の起動回路の回路図である。図に示すように起動回路は、接合型トランジスタJ111、バイポーラトランジスタQ111,Q112、NMOSトランジスタMN111,MN112、抵抗R111,R112、ツェナーダイオードZD111,ZD112、および電流源I111を有している。   FIG. 8 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. As shown in the figure, the startup circuit includes a junction transistor J111, bipolar transistors Q111 and Q112, NMOS transistors MN111 and MN112, resistors R111 and R112, Zener diodes ZD111 and ZD112, and a current source I111.

接合型トランジスタJ111のドレインは高電圧入力端子VHと接続され、ソースはダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ111,Q112に接続されている。ゲートはグランドに接続されている。接合型トランジスタJ111のドレイン電流は、ソース−ゲート間の電位差が大きいほど小さくなる。   The drain of the junction transistor J111 is connected to the high voltage input terminal VH, and the source is connected to the bipolar transistors Q111 and Q112 connected in Darlington connection. The gate is connected to ground. The drain current of the junction transistor J111 decreases as the potential difference between the source and gate increases.

図9は、一般的な接合型トランジスタの電圧−電流特性を示した図である。図に示すカーブIJFETは、接合型トランジスタのソース−ゲート間の電圧とドレイン電流の関係を示している。図の横軸(Vsg)は、接合型トランジスタJ111のソース−ゲート間の電位差を示し、縦軸(Idr)は、ドレイン電流を示す。図に示すように接合型トランジスタJ111は、ソース−ゲート間の電位差が大きいほど、ドレイン電流は、指数関数的に減少していく。従って、起動直後では、電源端子Vccの電圧は0V付近であるので、ゲート−ソース間の電位差は小さく、大きな電流が流れる。なお、直線ICMについては発明を実施するための最良の形態の項にて説明する。 FIG. 9 is a diagram showing voltage-current characteristics of a general junction transistor. A curve I JFET shown in the figure shows the relationship between the source-gate voltage and the drain current of the junction transistor. In the figure, the horizontal axis (Vsg) represents the potential difference between the source and gate of the junction transistor J111, and the vertical axis (Idr) represents the drain current. As shown in the figure, in the junction transistor J111, the drain current decreases exponentially as the potential difference between the source and gate increases. Therefore, immediately after the start-up, the voltage at the power supply terminal Vcc is around 0 V, so that the potential difference between the gate and the source is small and a large current flows. The straight line I CM will be described in the section of the best mode for carrying out the invention.

スイッチング電源制御用IC100の起動時には、図示してないが低電圧誤動作防止回路より、H状態の制御信号contがNMOSトランジスタMN112に入力され、NMOSトランジスタMN111はオフする。ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ111,Q112は、抵抗R111を介して流れるベース電流によって、高電圧入力端子VHから電源端子Vccへ電流を流す。   When the switching power supply control IC 100 is activated, an H state control signal cont is input to the NMOS transistor MN112 from the low voltage malfunction prevention circuit (not shown), and the NMOS transistor MN111 is turned off. The Darlington-connected bipolar transistors Q111 and Q112 cause a current to flow from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc by the base current flowing through the resistor R111.

電源端子Vccの電圧が、低電圧誤動作防止回路のスレッシュレベルまで上昇すると、低電圧誤動作防止回路はL状態の制御信号contを出力し、NMOSトランジスタMN111をオンする。すると、抵抗R111を介して、ツェナーダイオードZD111に電圧がかかり、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ111のベース電圧の上昇が抑えられる。これによって、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ111,Q112にベース電流が流れなくなり、高電圧入力端子VHから電源端子Vccへの電流の供給が止まる。なお、このとき接合型トランジスタJ111から流れる電流は、抵抗R111(2MΩ程度)、ツェナーダイオードZD111、NMOSトランジスタMN111を介してグランドに流れる微小電流となる。   When the voltage of the power supply terminal Vcc rises to the threshold level of the low voltage malfunction prevention circuit, the low voltage malfunction prevention circuit outputs the control signal cont in the L state and turns on the NMOS transistor MN111. Then, a voltage is applied to the Zener diode ZD111 via the resistor R111, and an increase in the base voltage of the Darlington-connected bipolar transistor Q111 is suppressed. As a result, the base current does not flow through the Darlington-connected bipolar transistors Q111 and Q112, and the supply of current from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc is stopped. At this time, the current flowing from the junction transistor J111 is a minute current flowing to the ground via the resistor R111 (about 2 MΩ), the Zener diode ZD111, and the NMOS transistor MN111.

図10は、図7の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。図の横軸は、電源端子Vccの電圧を示し、縦軸は、電源端子Vccを流れる電流を示す。図に示す実線のグラフは、室温での電圧−電流特性を示し、点線は、室温より高温時における電圧−電流特性を示し、一点鎖線は、室温より低温時における電圧−電流特性を示す。また、図に示す15Vは、低電圧誤動作防止回路のスレッシュレベルを示し、スイッチング電源制御用IC100が動作開始する電圧である。図に示すように、電源端子Vccの電流値は、温度によって変化し、高温になるほど電流は小さくなる。これは、接合型トランジスタJ111の温度影響によって生じる(高温になるほどドレイン電流は減少する)。   FIG. 10 is a diagram showing voltage-current characteristics of the starter circuit of FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the voltage of the power supply terminal Vcc, and the vertical axis indicates the current flowing through the power supply terminal Vcc. A solid line graph shown in the figure shows voltage-current characteristics at room temperature, a dotted line shows voltage-current characteristics at a temperature higher than room temperature, and a dashed-dotted line shows voltage-current characteristics at a temperature lower than room temperature. Further, 15V shown in the figure indicates a threshold level of the low-voltage malfunction prevention circuit, and is a voltage at which the switching power supply control IC 100 starts operating. As shown in the figure, the current value of the power supply terminal Vcc varies with temperature, and the current decreases as the temperature increases. This is caused by the temperature effect of the junction transistor J111 (the drain current decreases as the temperature increases).

なお、スイッチング電源制御用ICの電源端子に接続されているコンデンサがある程度充電されたら、電界効果トランジスタをオフすることにより、コンデンサに流れる電流を遮断するスイッチング電源回路がある(例えば、特許文献1参照)。これによれば、電力損失を抑制するとともに、コンデンサに接続される抵抗の抵抗値を小さく設定でき、コンデンサの充電時間を速くすることができる。
特開2000−175449号公報
Note that there is a switching power supply circuit that cuts off the current flowing in the capacitor by turning off the field effect transistor when the capacitor connected to the power supply terminal of the switching power supply control IC is charged to some extent (see, for example, Patent Document 1). ). According to this, while suppressing power loss, the resistance value of the resistor connected to the capacitor can be set small, and the charging time of the capacitor can be shortened.
JP 2000-175449 A

しかし、接合型トランジスタJ111の特性により、電源端子Vccの電圧が低いときは、外付けされた電圧安定用のコンデンサC102への充電電流が大きく、電源端子Vccの電圧が高いときは、充電電流は小さくなる。そのため、電源端子Vccの電圧が低いときは、多量の電流が流れ、かなりの熱を発生してしまうという問題点があった。   However, due to the characteristics of the junction transistor J111, when the voltage of the power supply terminal Vcc is low, the charging current to the external voltage stabilizing capacitor C102 is large, and when the voltage of the power supply terminal Vcc is high, the charging current is Get smaller. For this reason, when the voltage at the power supply terminal Vcc is low, a large amount of current flows and a considerable amount of heat is generated.

また、何らかのトラブルで、電源端子Vccとグランドがショートした場合は、多量の電流が接合型トランジスタJ111やバイポーラトランジスタQ111,Q112を流れ、スイッチング電源制御用IC100が破壊や故障する恐れがあるという問題点があった。   Further, when the power supply terminal Vcc and the ground are short-circuited due to some trouble, a large amount of current flows through the junction transistor J111 or the bipolar transistors Q111 and Q112, and the switching power supply control IC 100 may be broken or broken. was there.

また、接合型トランジスタJ111は、温度変化の影響を強く受け、高温になるほど、ドレイン電流が減少する。そのため、高温時では高電圧入力端子(起動用端子)VHから電源端子Vccへの供給電流が減少して電源の起動時間が長くなり、最悪の場合、起動しない場合がある。電源の起動時間が温度の影響を強く受けることは、電源設計を難しくするという問題点があった。上記特許文献1もこれらの問題についてはなんら対策を講じるものではない。   Also, the junction transistor J111 is strongly affected by temperature changes, and the drain current decreases as the temperature increases. Therefore, at a high temperature, the supply current from the high voltage input terminal (starting terminal) VH to the power supply terminal Vcc decreases, and the power supply startup time becomes longer. In the worst case, the power supply does not start. The fact that the start-up time of the power supply is strongly influenced by temperature has a problem that it makes the power supply design difficult. The above-mentioned Patent Document 1 does not take any measures for these problems.

なお、高温での電源の起動時間が長くなることを防ぐため、電源端子VccのコンデンサC102を小さくすると、電源動作開始後にトランスT101のコイルN103から電源端子Vccに電力が供給される前に電源端子Vccの端子電圧が落ちてしまい、低電圧誤動作防止回路が働いてしまう恐れがある。従って、電源端子VccのコンデンサC102を極端に小さくすることはできず、電源設計が難しくなってしまう。   Note that if the capacitor C102 of the power supply terminal Vcc is reduced in order to prevent the power supply start time at a high temperature from becoming long, the power supply terminal Vcc is supplied before power is supplied from the coil N103 of the transformer T101 to the power supply terminal Vcc after the power supply operation starts. There is a possibility that the terminal voltage of Vcc drops and the low voltage malfunction prevention circuit works. Therefore, the capacitor C102 of the power supply terminal Vcc cannot be made extremely small, and the power supply design becomes difficult.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電源端子の電圧が低いときの発熱を抑えるとともに、電源端子がグランドにショートしたときの故障を防ぎ、さらに、電源設計を容易にしたスイッチング電源制御用半導体装置およびスイッチング電源制御用回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and suppresses heat generation when the voltage of the power supply terminal is low, prevents failure when the power supply terminal is shorted to ground, and further facilitates power supply design. An object is to provide a semiconductor device for switching power supply control and a circuit for switching power supply control.

本発明では上記問題を解決するために、トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用半導体装置において、コンデンサが外付けされ、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、を有し、前記充電用起動素子は、ドレインが前記起動用端子に接続され、ゲートがグランドに接続された接合型トランジスタであり、前記起動電流一定回路は、前記接合型トランジスタのソースとグランドとの間に直列接続された第1のトランジスタと抵抗と、前記接合型トランジスタのソースと前記電源端子との間に接続され、前記第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を流す第2のトランジスタと、を有することを特徴とするスイッチング電源制御用半導体装置が提供される。
また、本発明では上記問題を解決するために、トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用半導体装置において、コンデンサが外付けされ、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、を有し、前記制御回路は、前記充電用起動素子と前記電源端子との間に接続されたトランジスタ回路を有し、第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を前記トランジスタ回路に対する制御電流として供給することを特徴とするスイッチング電源制御用半導体装置が提供される。
In the present invention, in order to solve the above-described problem, a switching power supply that supplies power to a load connected to the secondary side by turning on / off a switch element connected between the primary winding of the transformer and the ground. In a control semiconductor device, a capacitor is externally attached, a power supply terminal to which a power supply voltage is input from an auxiliary winding on the primary side of the transformer, and a startup voltage to which a voltage supplied to the primary side of the transformer is input A starting element for charging the capacitor by flowing a starting current from the starting terminal to the power supply terminal, a control circuit for controlling the starting current to flow at the time of starting, and constant the starting current has a starting current constant circuit so as to, a starter circuit having, a, the charging activation element has a drain connected to the start terminal, a gate connected to the ground And a constant starting current constant circuit between a first transistor and a resistor connected in series between the source of the junction transistor and the ground, and between the source of the junction transistor and the power supply terminal. And a second transistor for supplying a current mirror current with respect to a current flowing through the first transistor. A switching power supply control semiconductor device is provided.
Further, in the present invention, in order to solve the above-described problem, the switch element connected between the primary winding of the transformer and the ground is turned on / off to supply power to the load connected to the secondary side. In a switching power supply control semiconductor device, a capacitor is externally attached, and a power supply terminal to which a power supply voltage is input from an auxiliary winding on the primary side of the transformer and a voltage supplied to the primary side of the transformer are input. A start-up terminal, a charge start-up element that charges the capacitor by passing a start-up current from the start-up terminal to the power supply terminal, a control circuit that controls the start-up current to flow during start-up, and the start-up current A startup circuit having a startup current constant circuit configured to be constant, and the control circuit includes a transistor circuit connected between the startup element for charging and the power supply terminal. The a switching power supply control semiconductor device and supplying there is provided a current mirror current to a current flowing through the first transistor as a control current to the transistor circuit.

このようなスイッチング電源制御用半導体装置によれば、起動時において、起動用端子から電源端子に流す起動電流を、起動電流一定回路によって一定に流す。これにより、電源端子に外付けされたコンデンサは、一定の電流で充電される。   According to such a switching power supply control semiconductor device, at the time of start-up, the start-up current flowing from the start-up terminal to the power supply terminal is made to flow constantly by the start-up current constant circuit. As a result, the capacitor externally attached to the power supply terminal is charged with a constant current.

本発明のスイッチング電源制御用半導体装置では、起動時において、起動用端子から電源端子に流す起動電流を、起動電流一定回路によって一定に流すようにした。これによって、電源端子に外付けされたコンデンサは、一定の電流で充電されるので、電源端子の電圧が低いときの発熱を抑えるとともに、電源端子がグランドにショートしたときの故障を防ぎ、さらに、電源設計を容易にすることができる。   In the semiconductor device for controlling a switching power supply according to the present invention, at the time of start-up, the start-up current flowing from the start-up terminal to the power supply terminal is made to flow constantly by the start-up current constant circuit. As a result, since the capacitor externally connected to the power supply terminal is charged with a constant current, it suppresses heat generation when the voltage of the power supply terminal is low, prevents a failure when the power supply terminal is shorted to ground, Power supply design can be facilitated.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図2は、スイッチング電源制御用ICを適用したスイッチング電源装置の回路図である。スイッチング電源装置は、ブリッジダイオードBD1、コンデンサC1〜C3、ダイオードD1,2、トランスT1、パワートランジスタPwT1、抵抗R1、フォトカプラPC1、スイッチング電源制御用IC10、電圧検出回路21を有している。スイッチング電源制御用IC10は、高電圧入力端子VH、電源端子Vcc、出力端子OUT、電流検出端子IS、グランド端子GND、およびフィードバック端子FBを有し、起動時の制御を行う起動回路11およびパワートランジスタPwT1をオン/オフするための種々の回路を有している。図のスイッチング電源装置は、AC100Vの商用電源を整流し、トランスT1を介して電力を負荷31に供給する絶縁型のAC−DCコンバータの例を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply device to which a switching power supply control IC is applied. The switching power supply device includes a bridge diode BD1, capacitors C1 to C3, diodes D1 and 2, a transformer T1, a power transistor PwT1, a resistor R1, a photocoupler PC1, a switching power supply control IC 10, and a voltage detection circuit 21. The switching power supply control IC 10 includes a high voltage input terminal VH, a power supply terminal Vcc, an output terminal OUT, a current detection terminal IS, a ground terminal GND, and a feedback terminal FB. It has various circuits for turning on / off PwT1. The illustrated switching power supply device is an example of an insulated AC-DC converter that rectifies a commercial power supply of AC 100V and supplies power to a load 31 via a transformer T1.

ブリッジダイオードBD1は商用電源を整流する。整流された直流電圧は、トランスT1の1次側のコイルN1と、スイッチング素子であるパワートランジスタPwT1とを直列接続した直列回路に印加される。   The bridge diode BD1 rectifies the commercial power supply. The rectified DC voltage is applied to a series circuit in which a primary coil N1 of the transformer T1 and a power transistor PwT1 that is a switching element are connected in series.

スイッチング電源制御用IC10のフィードバック端子FBは、フォトカプラPC1のフォトトランジスタPT1に接続されている。電流検出端子ISは、パワートランジスタPwT1の電流を検出する電流検出用の抵抗R1に接続され、その抵抗R1の電圧が入力されるようになっている。また、グランド端子GNDは接地され、出力端子OUTは、パワートランジスタPwT1のゲートに接続されている。電源端子Vccは、ダイオードD1を介して、トランスT1の1次補助巻き線(コイル)N3に接続されている。スイッチング電源制御用IC10は、コイルN3に誘起される電圧によって動作する。   The feedback terminal FB of the switching power supply control IC 10 is connected to the phototransistor PT1 of the photocoupler PC1. The current detection terminal IS is connected to a current detection resistor R1 for detecting the current of the power transistor PwT1, and the voltage of the resistor R1 is input thereto. The ground terminal GND is grounded, and the output terminal OUT is connected to the gate of the power transistor PwT1. The power supply terminal Vcc is connected to the primary auxiliary winding (coil) N3 of the transformer T1 via the diode D1. The switching power supply control IC 10 operates by a voltage induced in the coil N3.

電源端子Vccには、コイルN3から供給される電圧を安定させるためのコンデンサC2が外付けされている。起動時はブリッジダイオードBD1から起動回路11を介してコンデンサC2に起動電流が供給される。このとき、高電圧入力端子VHに接続された起動回路11中の図2には図示しない高耐圧の接合型トランジスタ(JFET)が電源端子Vccに電流を供給する。そして、電源端子Vccの電圧が、スイッチング電源制御用IC10が動作するのに必要な電圧まで上昇すると、起動回路11にオフ信号が入り、起動回路11からの起動電流、つまり高電圧入力端子VHから電源端子VccのコンデンサC2への電流の供給が止まる構成となっている。これによって、電源端子Vccに供給される電源電圧が、スイッチング電源制御用IC10が動作できる電圧となる。   A capacitor C2 for stabilizing the voltage supplied from the coil N3 is externally attached to the power supply terminal Vcc. At the time of start-up, a start-up current is supplied from the bridge diode BD1 to the capacitor C2 via the start-up circuit 11. At this time, a high breakdown voltage junction type transistor (JFET) not shown in FIG. 2 in the starter circuit 11 connected to the high voltage input terminal VH supplies a current to the power supply terminal Vcc. When the voltage at the power supply terminal Vcc rises to a voltage necessary for the switching power supply control IC 10 to operate, an off signal is input to the starter circuit 11, and the starter current from the starter circuit 11, that is, from the high voltage input terminal VH. The supply of current to the capacitor C2 at the power supply terminal Vcc is stopped. As a result, the power supply voltage supplied to the power supply terminal Vcc becomes a voltage at which the switching power supply control IC 10 can operate.

スイッチング電源制御用IC10は、後述するように内部に発振器13を備え、それによって発振された三角波の出力電圧と、フィードバック端子FBで受けた負荷レベルおよび電流検出端子ISに入力される電圧とに応じて、パルス変調したパルス信号を出力端子OUTから出力し、パワートランジスタPwT1をオン/オフ制御する。   As will be described later, the switching power supply control IC 10 includes an oscillator 13 therein, and the triangular wave output voltage oscillated thereby, the load level received at the feedback terminal FB, and the voltage input to the current detection terminal IS. Then, a pulse-modulated pulse signal is output from the output terminal OUT, and the power transistor PwT1 is controlled to be turned on / off.

トランスT1の2次側のコイルN2には、ダイオードD2とコンデンサC3からなる整流回路を介して、負荷31が接続されている。この整流回路と負荷31の間には、負荷31に供給されている電圧を検出する電圧検出回路21が接続されている。電圧検出回路21によって検出された電圧は、フォトカプラPC1のフォトダイオードPD1とフォトトランジスタPT1を介して、スイッチング電源制御用IC10のフィードバック端子FBにフィードバックされるようになっている。なお、フォトカプラPC1で1次側にフィードバック信号を伝えるので、1次側と2次側は電気的に絶縁されている。   A load 31 is connected to the secondary coil N2 of the transformer T1 through a rectifier circuit including a diode D2 and a capacitor C3. A voltage detection circuit 21 that detects a voltage supplied to the load 31 is connected between the rectifier circuit and the load 31. The voltage detected by the voltage detection circuit 21 is fed back to the feedback terminal FB of the switching power supply control IC 10 via the photodiode PD1 of the photocoupler PC1 and the phototransistor PT1. Since the feedback signal is transmitted to the primary side by the photocoupler PC1, the primary side and the secondary side are electrically insulated.

スイッチング電源制御用IC10は、起動回路11、基準電圧回路(5V REF)12、発振器13、スロープ補償回路14、ドライブ回路15、PWMコンパレータ16、フリップフロップ17、パルスブランキング回路(Blanking)18、抵抗R2〜R4、ダイオードD3、およびNAND回路Z1を有している。   The switching power supply control IC 10 includes a start circuit 11, a reference voltage circuit (5V REF) 12, an oscillator 13, a slope compensation circuit 14, a drive circuit 15, a PWM comparator 16, a flip-flop 17, a pulse blanking circuit (Blanking) 18, and a resistor. R2 to R4, a diode D3, and a NAND circuit Z1 are included.

起動回路11は、後述詳細するが、上述したように起動時において、高電圧入力端子VHに入力されている商用電源からの充電電流をコンデンサC2に供給する。
基準電圧回路12は、電源端子Vccに入力される電源電圧から5Vの電圧を生成し、スイッチング電源制御用IC10の各回路に供給する。
As will be described in detail later, the startup circuit 11 supplies the capacitor C2 with the charging current from the commercial power source input to the high voltage input terminal VH during startup as described above.
The reference voltage circuit 12 generates a voltage of 5 V from the power supply voltage input to the power supply terminal Vcc and supplies it to each circuit of the switching power supply control IC 10.

発振器13は、三角波および当該三角波に同期したオントリガ信号ON_TRGを出力する。発振器13は、オントリガ信号ON_TRGによってパワートランジスタPwT1のスイッチオンの開始タイミングを規定し、オン信号ON_SIGによってPWMコンパレータ16から出力されるPWM信号のデューティの上限値を規制する。   The oscillator 13 outputs a triangular wave and an on trigger signal ON_TRG synchronized with the triangular wave. The oscillator 13 defines the switch-on start timing of the power transistor PwT1 with the on trigger signal ON_TRG, and regulates the upper limit value of the duty of the PWM signal output from the PWM comparator 16 with the on signal ON_SIG.

スロープ補償回路14は、パルス信号のサブハーモニック発振を抑制する回路である。抵抗R1は、パワートランジスタPwT1に流れる電流を検出し、その電流量に比例した電圧Visを電流検出端子ISに出力している。この電流検出端子ISに接続されるスロープ補償回路14は、検出された電圧Visにスロープ補償信号を加えた出力電圧信号Vsl_outを、PWMコンパレータ16の非反転入力端子に供給している。   The slope compensation circuit 14 is a circuit that suppresses subharmonic oscillation of the pulse signal. The resistor R1 detects a current flowing through the power transistor PwT1, and outputs a voltage Vis proportional to the amount of current to the current detection terminal IS. The slope compensation circuit 14 connected to the current detection terminal IS supplies an output voltage signal Vsl_out obtained by adding a slope compensation signal to the detected voltage Vis to the non-inverting input terminal of the PWM comparator 16.

ドライブ回路15は、PMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2の直列回路から構成される。PMOSトランジスタM1のソースは、電源端子Vccに接続され、トランスT1のコイルN3からの電圧が入力される。NMOSトランジスタM2のソースは、グランドに接続されている。PMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2は、ゲートにNAND回路Z1の出力信号が入力され、ドレインから電源端子Vccの電圧およびグランドの電圧を出力端子OUTに出力する。   The drive circuit 15 includes a series circuit of a PMOS transistor M1 and an NMOS transistor M2. The source of the PMOS transistor M1 is connected to the power supply terminal Vcc, and the voltage from the coil N3 of the transformer T1 is input. The source of the NMOS transistor M2 is connected to the ground. In the PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2, the output signal of the NAND circuit Z1 is input to the gate, and the voltage of the power supply terminal Vcc and the voltage of the ground are output from the drain to the output terminal OUT.

ダイオードD3は、フィードバック端子FBに入力されるフィードバック信号から順方向電圧を差引く。抵抗R2,R3は、順方向電圧分差引かれたフィードバック信号を分圧する。PWMコンパレータ16の反転入力端子には、この分圧されたフィードバック信号が入力される。PWMコンパレータ16の出力端子は、フリップフロップ17のリセット入力端子Rと接続され、スレッシュレベルを決める反転入力端子への出力電圧信号Vsl_outに基づいて、PWM信号におけるスイッチオン期間のデューティを決定している。   The diode D3 subtracts the forward voltage from the feedback signal input to the feedback terminal FB. The resistors R2 and R3 divide the feedback signal obtained by subtracting the forward voltage. The divided feedback signal is input to the inverting input terminal of the PWM comparator 16. The output terminal of the PWM comparator 16 is connected to the reset input terminal R of the flip-flop 17 and determines the duty of the switch-on period in the PWM signal based on the output voltage signal Vsl_out to the inverting input terminal that determines the threshold level. .

パルスブランキング回路18は、一種の単安定マルチバイブレータであり、その出力端子はフリップフロップ17のセット入力端子Sと接続され、出力信号BLK_OUTを出力している。これにより、フリップフロップ17では、PWM信号がオンした直後の、例えば数100[ns]の間だけPWMコンパレータ16の出力が無視される。すなわち、このパルスブランキング回路18は、パワートランジスタPwT1がオンした直後に発生するスイッチングノイズによって、ドライブ回路15の出力が止められないように機能している。   The pulse blanking circuit 18 is a kind of monostable multivibrator, and its output terminal is connected to the set input terminal S of the flip-flop 17 and outputs an output signal BLK_OUT. As a result, the flip-flop 17 ignores the output of the PWM comparator 16 only for several hundreds [ns] immediately after the PWM signal is turned on. That is, the pulse blanking circuit 18 functions so that the output of the drive circuit 15 cannot be stopped by switching noise generated immediately after the power transistor PwT1 is turned on.

図2の動作について説明する。
トランスT1の1次側と2次側は電気的に絶縁され、負荷31に供給されている直流出力電圧のフィードバック信号は、フォトカプラPC1によってトランスT1の1次側に伝えられる。トランスT1の2次側のコイルN2には、1次側のコイルN1に接続されたパワートランジスタPwT1のオン/オフ動作によって、1次側の直流入力電圧値に基づく所定の大きさの2次電圧が誘起される。2次側のコイルN2に誘起された2次電圧は2次側のダイオードD2とコンデンサC3によって整流平滑され、負荷31に出力される。
The operation of FIG. 2 will be described.
The primary side and the secondary side of the transformer T1 are electrically insulated, and the feedback signal of the DC output voltage supplied to the load 31 is transmitted to the primary side of the transformer T1 by the photocoupler PC1. The secondary coil N2 of the transformer T1 has a predetermined secondary voltage based on the DC input voltage value on the primary side by the on / off operation of the power transistor PwT1 connected to the primary coil N1. Is induced. The secondary voltage induced in the secondary coil N2 is rectified and smoothed by the secondary diode D2 and the capacitor C3 and output to the load 31.

発振器13のオン信号ON_SIGは、NAND回路Z1を介して出力され、フリップフロップ17がセット状態であれば、ドライブ回路15のPMOSトランジスタM1がオン状態となり、NMOSトランジスタM2がオフ状態になる。従って、電源端子VccからPMOSトランジスタM1を通ってドライブ電圧がパワートランジスタPwT1のゲートに印加され、パワートランジスタPwT1がスイッチオンする。   The ON signal ON_SIG of the oscillator 13 is output via the NAND circuit Z1, and if the flip-flop 17 is in the set state, the PMOS transistor M1 of the drive circuit 15 is turned on and the NMOS transistor M2 is turned off. Accordingly, the drive voltage is applied from the power supply terminal Vcc to the gate of the power transistor PwT1 through the PMOS transistor M1, and the power transistor PwT1 is switched on.

電流検出用の抵抗R1は、パワートランジスタPwT1に流れる電流を検出し、その電流量に比例した電圧Visを電流検出端子ISに出力している。スロープ補償回路14は、電圧Visにスロープ補償信号を加えた出力電圧信号Vsl_outを、PWMコンパレータ16の非反転入力端子に供給し、パルス信号のサブハーモニック発振を抑制している。   The current detection resistor R1 detects a current flowing through the power transistor PwT1, and outputs a voltage Vis proportional to the amount of current to the current detection terminal IS. The slope compensation circuit 14 supplies an output voltage signal Vsl_out obtained by adding a slope compensation signal to the voltage Vis to the non-inverting input terminal of the PWM comparator 16 to suppress subharmonic oscillation of the pulse signal.

いま、負荷31に対する出力電圧が設定電圧より低い場合、フォトカプラPC1のフォトダイオードPD1に流れる電流が減少し、フォトトランジスタPT1に流れる電流が減少する。これによって、フィードバック端子FBの端子電圧が高くなり、PWMコンパレータ16のスレッシュレベルが高くなる。ところが、パワートランジスタPwT1に流れる電流は、トランスT1の1次側のコイルN1への入力電圧とそのインダクタンスとで決まるものであって、その増加率(スロープ)は一定である。そのため、PWMコンパレータ16から出力されるPWM信号は、そのオン期間が長くなる。   If the output voltage to the load 31 is lower than the set voltage, the current flowing through the photodiode PD1 of the photocoupler PC1 decreases and the current flowing through the phototransistor PT1 decreases. As a result, the terminal voltage of the feedback terminal FB increases, and the threshold level of the PWM comparator 16 increases. However, the current flowing through the power transistor PwT1 is determined by the input voltage to the coil N1 on the primary side of the transformer T1 and its inductance, and its rate of increase (slope) is constant. For this reason, the PWM signal output from the PWM comparator 16 has a long ON period.

反対に、負荷31に対する出力電圧が設定電圧より高い場合には、フォトカプラPC1のフォトダイオードPD1に流れる電流が増大し、フォトトランジスタPT1に流れる電流は増大する。そのためフィードバック端子FBの端子電圧が低くなり、PWMコンパレータ16のスレッシュレベルが低くなる。その結果、PWMコンパレータ16から出力されるPWM信号のオン期間は短くなる。このようにして、負荷31に対する出力電圧を安定的に出力することが可能となる。   On the other hand, when the output voltage to the load 31 is higher than the set voltage, the current flowing through the photodiode PD1 of the photocoupler PC1 increases, and the current flowing through the phototransistor PT1 increases. Therefore, the terminal voltage of the feedback terminal FB becomes low, and the threshold level of the PWM comparator 16 becomes low. As a result, the ON period of the PWM signal output from the PWM comparator 16 is shortened. In this way, the output voltage for the load 31 can be output stably.

次に、制御信号contとしてオン/オフ信号が入力される起動回路11の詳細について説明する。
図1は、第1の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。図に示すように起動回路11は、接合型トランジスタJ11、バイポーラトランジスタQ11,Q12、PMOSトランジスタMP11〜MP13、NMOSトランジスタMN11,MN12、抵抗R11,R12、ツェナーダイオードZD11,ZD12、および電流源I11を有している。
Next, details of the activation circuit 11 to which an on / off signal is input as the control signal cont will be described.
FIG. 1 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to the first embodiment. As shown in the figure, the startup circuit 11 includes a junction transistor J11, bipolar transistors Q11 and Q12, PMOS transistors MP11 to MP13, NMOS transistors MN11 and MN12, resistors R11 and R12, zener diodes ZD11 and ZD12, and a current source I11. is doing.

接合型トランジスタJ11は、Nチャネルの高耐圧の接合型トランジスタである。接合型トランジスタJ11のドレインは、高電圧入力端子VHと接続されている。ゲートは、グランドに接続されている。ソースは、カレントミラー接続されたPMOSトランジスタMP11〜MP13と接続されている。   The junction transistor J11 is an N-channel high breakdown voltage junction transistor. The drain of the junction transistor J11 is connected to the high voltage input terminal VH. The gate is connected to the ground. The source is connected to PMOS transistors MP11 to MP13 which are current mirror connected.

PMOSトランジスタMP11は、ソースが接合型トランジスタJ11のソースと接続されている。ゲートとドレインは接続され、一端がグランドに接続された抵抗R11と接続されている。抵抗R11は、温度依存性を持たない抵抗である。   The source of the PMOS transistor MP11 is connected to the source of the junction transistor J11. The gate and drain are connected, and one end is connected to a resistor R11 connected to the ground. The resistor R11 is a resistor having no temperature dependency.

PMOSトランジスタMP12は、ゲートがPMOSトランジスタMP11のゲートに接続されている。ソースは、接合型トランジスタJ11のソースに接続されている。ドレインは、バイポーラトランジスタQ11のベースに接続されている。   The gate of the PMOS transistor MP12 is connected to the gate of the PMOS transistor MP11. The source is connected to the source of the junction transistor J11. The drain is connected to the base of the bipolar transistor Q11.

PMOSトランジスタMP13は、ゲートがPMOSトランジスタMP11のゲートと接続されている。ソースは、接合型トランジスタJ11のソースに接続されている。ドレインは、バイポーラトランジスタQ11,Q12のコレクタに接続されている。   The gate of the PMOS transistor MP13 is connected to the gate of the PMOS transistor MP11. The source is connected to the source of the junction transistor J11. The drain is connected to the collectors of the bipolar transistors Q11 and Q12.

バイポーラトランジスタQ11,Q12は、ダーリントン接続されている。バイポーラトランジスタQ12のベース−エミッタ間には、抵抗R12が接続されている。ツェナーダイオードZD12は、電源端子VccとバイポーラトランジスタQ12のエミッタ間に接続されている。   The bipolar transistors Q11 and Q12 are Darlington connected. A resistor R12 is connected between the base and emitter of the bipolar transistor Q12. Zener diode ZD12 is connected between power supply terminal Vcc and the emitter of bipolar transistor Q12.

電流源I11は、電源端子VccとNMOSトランジスタMN12のドレインの間に接続されている。NMOSトランジスタMN12のゲートには、図示しないが低電圧誤動作防止回路からの制御信号contが入力される。ソースはグランドに接続されている。   The current source I11 is connected between the power supply terminal Vcc and the drain of the NMOS transistor MN12. A control signal cont from a low voltage malfunction prevention circuit (not shown) is input to the gate of the NMOS transistor MN12. The source is connected to ground.

NMOSトランジスタMN11のゲートは、NMOSトランジスタMN12のドレインと接続されている。ソースはグランドに接続されている。ツェナーダイオードZD11は、バイポーラトランジスタQ11のベースとNMOSトランジスタMN11のドレインの間に接続されている。   The gate of the NMOS transistor MN11 is connected to the drain of the NMOS transistor MN12. The source is connected to ground. Zener diode ZD11 is connected between the base of bipolar transistor Q11 and the drain of NMOS transistor MN11.

スイッチング電源制御用IC10の起動時には、NMOSトランジスタMN12にH状態の制御信号contが入力され、NMOSトランジスタMN11はオフする。これによって、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ11,Q12は電流を流すことができ、接合型トランジスタJ11は、外付けされたコンデンサC2を充電するための一定電流を高電圧入力端子VHから電源端子Vccに流す。   When the switching power supply control IC 10 is activated, the H state control signal cont is input to the NMOS transistor MN12, and the NMOS transistor MN11 is turned off. As a result, the Darlington-connected bipolar transistors Q11 and Q12 can pass a current, and the junction transistor J11 supplies a constant current for charging the external capacitor C2 from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc. Shed.

電源端子Vccの電圧が、低電圧誤動作防止回路のスレッシュレベルまで上昇すると、制御信号contは低電圧誤動作防止回路によってL状態となり、NMOSトランジスタMN11はオンする。すると、PMOSトランジスタMP12を介して、ツェナーダイオードZD11に電圧がかかり、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ11のベース電圧の上昇が抑えられる。これによって、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタQ11,Q12にベース電流が流れなくなり、接合型トランジスタJ11の高電圧入力端子VHから電源端子Vccへの一定電流の供給が止まる。   When the voltage of the power supply terminal Vcc rises to the threshold level of the low-voltage malfunction prevention circuit, the control signal cont becomes L state by the low-voltage malfunction prevention circuit, and the NMOS transistor MN11 is turned on. Then, a voltage is applied to the Zener diode ZD11 via the PMOS transistor MP12, and an increase in the base voltage of the Darlington-connected bipolar transistor Q11 is suppressed. As a result, the base current does not flow through the Darlington-connected bipolar transistors Q11 and Q12, and the supply of a constant current from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc of the junction transistor J11 is stopped.

次に、高電圧入力端子VHから電源端子Vccに一定の電流が流れる原理について説明する。まず、高電圧入力端子VHに入力される電圧は完全に立ち上がって固定されているとする。PMOSトランジスタMP11は、ダイオード接続されており、ソース−ドレイン間の電圧は、ほぼ一定の電圧でドロップする。PMOSトランジスタMP11のドレインは、一端がグランドに接続された抵抗R11と接続されており、PMOSトランジスタMP11を流れる電流は、接合型トランジスタJ11のソース電圧と抵抗R11の抵抗値によって決まる。よって、接合型トランジスタJ11のソース電圧が下がるとPMOSトランジスタMP11を流れる電流は減少し、ソース電圧が上がるとPMOSトランジスタMP11を流れる電流は増加する。   Next, the principle of a constant current flowing from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc will be described. First, it is assumed that the voltage input to the high voltage input terminal VH is completely raised and fixed. The PMOS transistor MP11 is diode-connected, and the source-drain voltage drops at a substantially constant voltage. The drain of the PMOS transistor MP11 is connected to a resistor R11 having one end connected to the ground, and the current flowing through the PMOS transistor MP11 is determined by the source voltage of the junction transistor J11 and the resistance value of the resistor R11. Therefore, when the source voltage of the junction transistor J11 decreases, the current flowing through the PMOS transistor MP11 decreases, and when the source voltage increases, the current flowing through the PMOS transistor MP11 increases.

PMOSトランジスタMP11〜MP13は、カレントミラー回路を構成している。よって、PMOSトランジスタMP11を流れる電流は、PMOSトランジスタMP13にカレントミラーされるので、PMOSトランジスタMP13を流れる電流は、PMOSトランジスタMP11と同様、接合型トランジスタJ11のソース電圧が下がると減少し、ソース電圧が上がると増加する。   The PMOS transistors MP11 to MP13 constitute a current mirror circuit. Therefore, since the current flowing through the PMOS transistor MP11 is current-mirrored to the PMOS transistor MP13, the current flowing through the PMOS transistor MP13 decreases as the source voltage of the junction transistor J11 decreases, as in the PMOS transistor MP11. Increasing as you go up.

接合型トランジスタJ11は、図9で説明したようにソース電圧が下がればドレイン電流は増加し、ソース電圧が上がればドレイン電流は減少する。よって、接合型トランジスタJ11のソース電圧の動きに対し、接合型トランジスタJ11を流れるドレイン電流とPMOSトランジスタMP13を流れる電流は逆方向に動くので、これらが均衡したところでソース電圧は安定する。   In the junction transistor J11, as described with reference to FIG. 9, the drain current increases when the source voltage decreases, and the drain current decreases when the source voltage increases. Therefore, since the drain current flowing through the junction transistor J11 and the current flowing through the PMOS transistor MP13 move in opposite directions with respect to the movement of the source voltage of the junction transistor J11, the source voltage is stabilized when they are balanced.

均衡する安定点の求め方を図9により説明する。前述の背景技術の項においては、図9を図8に示す接合型トランジスタJ111の特性として説明したが、ここでは図1に示す接合型トランジスタJ11の特性として扱う。図9に示す直線ICMは抵抗R11に流れる電流をPMOSトランジスタMP11からPMOSトランジスタMP13にカレントミラーした電流の特性である。接合型トランジスタJ11のゲート−ソース間に印加される電圧Vsgは、PMOSトランジスタMP11を介して抵抗R11に印加される電圧でもあり、PMOSトランジスタMP11による電圧ドロップを無視すれば、抵抗R11に流れる電流は電圧Vsgに比例する。従い、カレントミラー動作により規定されてPMOSトランジスタMP13に流れる電流は直線ICMで示す特性を持つ。接合型トランジスタJ11に流れる電流とPMOSトランジスタMP13に流れる電流は等しいから(ミラー比が大きいため抵抗R11に流れる電流は無視できるものとする)、曲線IJFETと直線ICMの交点が求める安定点となる。なお、電圧Vsgは、電源端子Vccの電圧より小さくなれないため、電源端子Vccの電圧が交点の電圧Vconstより大きい場合は、交点の電圧は電源端子Vccの電圧にツェナーダイオードZD12、バイポーラトランジスタQ12およびPMOSトランジスタMP13のドロップ電圧を加算したものになり、PMOSトランジスタMP13は非飽和領域で動作することになる。この安定点は、接合型トランジスタJ11のソース−ゲート電圧/電流特性と、抵抗R11、PMOSトランジスタMP11のしきい値により決まり、接合型トランジスタJ11のソース電圧は、電源端子Vccの電圧値とは関係しない定電圧値の電圧Vconstとなる。これによって、抵抗R11、PMOSトランジスタMP11に流れる電流は定電流となり、それを受けてPMOSトランジスタMP12,MP13を流れる電流も定電流となる。 A method for obtaining a balanced stable point will be described with reference to FIG. In the above-mentioned background art section, FIG. 9 has been described as the characteristic of the junction transistor J111 shown in FIG. 8, but here it is treated as the characteristic of the junction transistor J11 shown in FIG. A straight line I CM shown in FIG. 9 is a current characteristic obtained by current mirroring the current flowing through the resistor R11 from the PMOS transistor MP11 to the PMOS transistor MP13. The voltage V sg applied between the gate and source of the junction transistor J11 is also a voltage applied to the resistor R11 via the PMOS transistor MP11. If the voltage drop by the PMOS transistor MP11 is ignored, the current flowing through the resistor R11 Is proportional to the voltage V sg . Therefore, the current defined by the current mirror operation and flowing through the PMOS transistor MP13 has a characteristic indicated by a straight line I CM . Since the current flowing through the junction transistor J11 is equal to the current flowing through the PMOS transistor MP13 (the current flowing through the resistor R11 is negligible because the mirror ratio is large), the stable point obtained by the intersection of the curve I JFET and the straight line I CM is Become. Since the voltage V sg cannot be smaller than the voltage of the power supply terminal Vcc, when the voltage of the power supply terminal Vcc is larger than the voltage V const of the intersection, the voltage at the intersection is the zener diode ZD12, bipolar transistor Q12 and the drop voltage of the PMOS transistor MP13 are added, and the PMOS transistor MP13 operates in the non-saturated region. This stable point is determined by the source-gate voltage / current characteristics of the junction transistor J11 and the threshold values of the resistor R11 and the PMOS transistor MP11. The source voltage of the junction transistor J11 is related to the voltage value of the power supply terminal Vcc. The voltage V const of the constant voltage value that does not. As a result, the current flowing through the resistor R11 and the PMOS transistor MP11 becomes a constant current, and the current flowing through the PMOS transistors MP12 and MP13 is also a constant current.

次に、具体的数値を用いて図1の動作について説明する。
まず、高電圧入力端子VHに入力される電圧は完全に立ち上がっており、100Vに固定されているとする。抵抗R11の抵抗値を2MΩとする。また、PMOSトランジスタMP11〜MP13のゲートサイズW/Lの比を順に1:1:100とする。
Next, the operation of FIG. 1 will be described using specific numerical values.
First, it is assumed that the voltage input to the high voltage input terminal VH has risen completely and is fixed at 100V. The resistance value of the resistor R11 is 2 MΩ. Further, the ratio of the gate sizes W / L of the PMOS transistors MP11 to MP13 is set to 1: 1: 100 in order.

PMOSトランジスタMP11を流れる電流は、上記でも説明したように、接合型トランジスタJ11のソース−ゲート電圧/電流特性と、抵抗R11、PMOSトランジスタMP11により決まる。ここで、例えば、接合型トランジスタJ11のソース電圧が約21Vで平衡すると、PMOSトランジスタMP11を流れる電流は、約10μAとなる。   As described above, the current flowing through the PMOS transistor MP11 is determined by the source-gate voltage / current characteristics of the junction transistor J11, the resistor R11, and the PMOS transistor MP11. Here, for example, when the source voltage of the junction transistor J11 is balanced at about 21 V, the current flowing through the PMOS transistor MP11 is about 10 μA.

起動回路11は、高電圧入力端子VHから電源端子Vccへ多くの電流を流す能力を有している。しかし、高電圧入力端子VHから電源端子Vccに流れる電流は、PMOSトランジスタMP11とカレントミラー接続されたPMOSトランジスタMP12によって決まるため、電源端子Vccの電圧に関わらず約1mAとなる。   The starter circuit 11 has a capability of flowing a large amount of current from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc. However, since the current flowing from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc is determined by the PMOS transistor MP12 connected to the PMOS transistor MP11 and current mirror, it is about 1 mA regardless of the voltage of the power supply terminal Vcc.

図3は、図1の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。図の横軸は、電源端子Vccの電圧を示し、縦軸は、電源端子Vccを流れる電流を示す。図に示す実線のグラフは、室温での電圧−電流特性を示し、点線は、室温より高温時における電圧−電流特性を示し、一点鎖線は、室温より低温時における電圧−電流特性を示す。なお、直線ICMは図9のものと同様に、抵抗R11に流れる電流をPMOSトランジスタMP11からPMOSトランジスタMP13にカレントミラーした電流の特性である。直線ICMは温度特性がないものとして描かれているが、後述のように温度が上がるとその抵抗値が下がる温度特性を持つものでもよい。また、図に示す15Vは、低電圧誤動作防止回路のスレッシュレベルを示し、スイッチング電源制御用IC10が動作開始する電圧である。抵抗R11が温度依存性を持たなければ(温度によってその抵抗値が変化しなければ)図に示すように、電源端子Vccの電流値は、電源端子Vccの電圧が少なくとも15Vになるまで(制御信号contがH状態からL状態に遷移するまで)定電流特性を保つ。ただし、図3に示すようにその定電流値は若干の温度特性をもっている。すなわち、スイッチング電源制御用IC10の電源端子Vccに外付けされるコンデンサC2は、温度により定まる一定の電流で充電される。 FIG. 3 is a diagram showing voltage-current characteristics of the starter circuit of FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the voltage of the power supply terminal Vcc, and the vertical axis indicates the current flowing through the power supply terminal Vcc. A solid line graph shown in the figure shows voltage-current characteristics at room temperature, a dotted line shows voltage-current characteristics at a temperature higher than room temperature, and a dashed-dotted line shows voltage-current characteristics at a temperature lower than room temperature. Note that the straight line I CM is the characteristic of the current obtained by current mirroring the current flowing through the resistor R11 from the PMOS transistor MP11 to the PMOS transistor MP13, as in FIG. The straight line I CM is drawn as having no temperature characteristic, but may have a temperature characteristic in which the resistance value decreases as the temperature increases, as will be described later. Further, 15V shown in the figure indicates a threshold level of the low-voltage malfunction prevention circuit, and is a voltage at which the switching power supply control IC 10 starts to operate. If the resistor R11 does not have temperature dependence (if the resistance value does not change with temperature), as shown in the figure, the current value of the power supply terminal Vcc is increased until the voltage of the power supply terminal Vcc reaches at least 15 V (control signal). Constant current characteristics are maintained (until cont transitions from the H state to the L state). However, as shown in FIG. 3, the constant current value has a slight temperature characteristic. That is, the capacitor C2 externally attached to the power supply terminal Vcc of the switching power supply control IC 10 is charged with a constant current determined by the temperature.

定電流値が温度特性を持つのは、接合型トランジスタJ11の温度特性によるもので、これは温度が上がるとその抵抗値が下がる温度特性を持つ抵抗R11を適用することにより、キャンセルすることができる。   The constant current value has the temperature characteristic due to the temperature characteristic of the junction transistor J11, which can be canceled by applying the resistor R11 having the temperature characteristic that the resistance value decreases as the temperature increases. .

このようにスイッチング電源制御用IC10の起動回路11において、起動時に高電圧入力端子VHから電圧安定用のコンデンサC2が外付けされた電源端子Vccに流す起動電流を、カレントミラー接続されたPMOSトランジスタMP11〜MP13によって一定に流すようにした。これによって、電源端子Vccに外付けされた電圧安定用のコンデンサC2は、一定の電流で充電されるので、電源端子Vccの電圧が低いときの発熱を抑えることができる。   As described above, in the start-up circuit 11 of the switching power supply control IC 10, the start-up current that flows from the high-voltage input terminal VH to the power-supply terminal Vcc to which the voltage stabilizing capacitor C2 is externally connected at the time of start-up is current-mirror connected PMOS transistor MP11. -Mixed with MP13. Thus, the voltage stabilizing capacitor C2 externally attached to the power supply terminal Vcc is charged with a constant current, so that heat generation when the voltage at the power supply terminal Vcc is low can be suppressed.

また、電源端子Vccがグランドにショートしても、一定電流が流れるので、過大な電流が流れず、スイッチング電源制御用IC10の故障を防ぐことができる。
さらに、接合型トランジスタJ11の温度特性(温度が上がると電流が少なくなる)を抵抗R11の温度特性(温度が上がると抵抗値が下がる)でキャンセルすることにより、起動時の電源端子Vccの電流は、温度変化の影響を受けることなくほぼ一定とでき、高温時でも高電圧入力端子VHから電源端子Vccへの供給電流が減少することがなく、電源の起動時間が長くなることがない。このため、起動時間を短縮するためにコンデンサC2の容量を小さく設計する必要がなく、電源設計を容易にすることができる。
Even if the power supply terminal Vcc is shorted to the ground, a constant current flows, so that an excessive current does not flow, and the switching power supply control IC 10 can be prevented from being broken.
Furthermore, by canceling the temperature characteristic of the junction transistor J11 (current decreases as the temperature rises) with the temperature characteristic of the resistor R11 (resistance value decreases as the temperature rises), the current of the power supply terminal Vcc at the time of startup becomes Therefore, the current can be kept almost constant without being affected by temperature changes, the supply current from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc is not reduced even at high temperatures, and the start-up time of the power supply is not prolonged. For this reason, it is not necessary to design the capacitor C2 to be small in order to shorten the start-up time, and the power supply design can be facilitated.

図4は、第2の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。本実施の形態では、図1の起動回路のPMOSトランジスタMP11と抵抗R11との間に、接合型トランジスタJ11の温度特性を打ち消すダイオードD11を温度補償素子として接続している。上述の第1の実施の形態では、カレントミラー構成により電源端子Vccの端子電圧の影響をなくして、温度変化の影響を小さくしており、接合型トランジスタJ11の温度特性の影響を少なくしている。しかし、図3に示すように、接合型トランジスタJ11は温度特性によりソース電圧が若干変化し、温度特性を完全に打ち消すことはできない。そこで、本実施の形態では、接合型トランジスタJ11のソースに接続されて起動電流を決める電流源のPMOSトランジスタMP11と抵抗R11との間にダイオードD11を接続し、接合型トランジスタJ11の温度特性をダイオードD11の順方向電圧の温度特性で打ち消すようにしている。これにより、温度の影響を受けずに高電圧入力端子VHから電源端子Vccに一定の電流を供給し、電源端子VccのコンデンサC2を一定の電流で充電する回路を実現することができる。   FIG. 4 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to the second embodiment. In the present embodiment, a diode D11 that cancels the temperature characteristic of the junction transistor J11 is connected as a temperature compensation element between the PMOS transistor MP11 and the resistor R11 of the starting circuit of FIG. In the first embodiment, the current mirror configuration eliminates the influence of the terminal voltage of the power supply terminal Vcc, reduces the influence of the temperature change, and reduces the influence of the temperature characteristics of the junction transistor J11. . However, as shown in FIG. 3, in the junction transistor J11, the source voltage slightly changes depending on the temperature characteristics, and the temperature characteristics cannot be completely canceled. Therefore, in the present embodiment, a diode D11 is connected between the PMOS transistor MP11, which is a current source that is connected to the source of the junction transistor J11 and determines the starting current, and the resistor R11, and the temperature characteristics of the junction transistor J11 are expressed as a diode. This is canceled by the temperature characteristic of the forward voltage of D11. Thereby, it is possible to realize a circuit that supplies a constant current from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc without being affected by temperature and charges the capacitor C2 of the power supply terminal Vcc with a constant current.

抵抗R11は、1.4MΩ程度の温度依存性のない抵抗を用いている。PMOSトランジスタMP11に流れる電流は、接合型トランジスタJ11のソース電圧、PMOSトランジスタMP11のしきい値、ダイオードD11の順方向電圧、およびこの温度依存性のない抵抗R11により決定する。   The resistor R11 is a resistor having no temperature dependency of about 1.4 MΩ. The current flowing through the PMOS transistor MP11 is determined by the source voltage of the junction transistor J11, the threshold value of the PMOS transistor MP11, the forward voltage of the diode D11, and the resistor R11 having no temperature dependency.

ここで、接合型トランジスタJ11の温度係数は約−0.02V/℃(接合型トランジスタJ11に流れる電流を1mAの固定値としてdVsg/dT(Tは温度)から求めた実測値)、PMOSトランジスタMP11の温度係数は約−0.002V/℃、ダイオードの順方向電圧の温度係数は約−0.002V/℃である。そのため、ダイオードD11を、9個のダイオードの直列接続で構成すれば温度特性を打ち消すことが可能となる。   Here, the temperature coefficient of the junction transistor J11 is about −0.02 V / ° C. (actual value obtained from dVsg / dT (T is temperature) with the current flowing through the junction transistor J11 being a fixed value of 1 mA), the PMOS transistor MP11. The temperature coefficient of the diode is about -0.002 V / ° C, and the temperature coefficient of the forward voltage of the diode is about -0.002 V / ° C. Therefore, if the diode D11 is configured by connecting nine diodes in series, the temperature characteristic can be canceled.

例えば、接合型トランジスタJ11のソース電圧は、常温Tj=約25℃でVsg=約21Vである。このとき、PMOSトランジスタMP11のしきい値は約0.7V、ダイオードの順方向電圧は約0.7Vであるから、1個のPMOSトランジスタMP11と9個直列接続のダイオードD11による電圧低下は約7Vとなる。そのため、抵抗R11の両端の電位差は14Vであるので、流れる電流は約10μAとなる。これに対し、高温Tj=125℃では接合型トランジスタJ11のソース電圧Vsgは約19V、PMOSトランジスタMP11のしきい値は約0.5V、ダイオードの順方向電圧は約0.5Vであるから、1個のPMOSトランジスタMP11と9個直列接続のダイオードD11による電圧低下は約5Vとなる。そのため、抵抗R11の両端の電位差は14Vであるので、流れる電流は常温Tj=約25℃のときと同様に約10μAとなる。   For example, the source voltage of the junction transistor J11 is room temperature Tj = about 25 ° C. and Vsg = about 21V. At this time, the threshold voltage of the PMOS transistor MP11 is about 0.7V, and the forward voltage of the diode is about 0.7V. Therefore, the voltage drop by one PMOS transistor MP11 and nine diodes D11 connected in series is about 7V. It becomes. Therefore, since the potential difference between both ends of the resistor R11 is 14V, the flowing current is about 10 μA. On the other hand, at a high temperature Tj = 125 ° C., the source voltage Vsg of the junction transistor J11 is about 19V, the threshold value of the PMOS transistor MP11 is about 0.5V, and the forward voltage of the diode is about 0.5V. The voltage drop due to the nine PMOS transistors MP11 and the nine diodes D11 connected in series is about 5V. Therefore, since the potential difference between both ends of the resistor R11 is 14V, the flowing current is about 10 μA as in the case of room temperature Tj = about 25 ° C.

PMOSトランジスタMP11〜MP13はカレントミラー構成となっており、ゲート幅W/Lの比からPMOSトランジスタMP11の電流1に対し、PMOSトランジスタMP12の電流は1倍、PMOSトランジスタMP13の電流は100倍となる。   The PMOS transistors MP11 to MP13 have a current mirror configuration. Based on the ratio of the gate width W / L, the current of the PMOS transistor MP12 is 1 time and the current of the PMOS transistor MP13 is 100 times the current 1 of the PMOS transistor MP11. .

図5は、図4の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。起動素子はかなり多くの電流を流す能力を持つが、カレントミラー接続のPMOSトランジスタMP13でピーク電流が決まるため、電源端子Vccの端子電圧に関わらず約1mAとなる。また、温度が変化した場合にもPMOSトランジスタMP11の電流は約10μAとなるので、カレントミラー接続のPMOSトランジスタMP13の電流は約1mAとなる。従って、温度が変化した場合にも高電圧入力端子VHから電源端子Vccへは約1mAの電流が流れる。このように、起動回路をカレントミラー接続の定電流回路で構成することにより、電源端子Vccの端子電圧や温度の影響を受けずに、電源端子VccのコンデンサC2を一定の電流で充電することが可能となる。   FIG. 5 is a diagram showing voltage-current characteristics of the starting circuit of FIG. The starting element has a capability of flowing a considerably large amount of current, but since the peak current is determined by the PMOS transistor MP13 connected to the current mirror, it becomes about 1 mA regardless of the terminal voltage of the power supply terminal Vcc. Even when the temperature changes, the current of the PMOS transistor MP11 becomes about 10 μA, so that the current of the PMOS transistor MP13 connected to the current mirror becomes about 1 mA. Therefore, even when the temperature changes, a current of about 1 mA flows from the high voltage input terminal VH to the power supply terminal Vcc. In this way, by configuring the activation circuit with a constant current circuit connected to the current mirror, the capacitor C2 of the power supply terminal Vcc can be charged with a constant current without being affected by the terminal voltage or temperature of the power supply terminal Vcc. It becomes possible.

図6は、第3の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。本実施の形態は、図4の起動回路のダイオードD11に替えてPMOSトランジスタMP14をPMOSトランジスタMP11と抵抗R11との間に温度補償素子として接続している。このPMOSトランジスタMP14も上述の第2の実施の形態のダイオードD11と同様、9個のPMOSトランジスタの直列接続で構成されている。   FIG. 6 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to the third embodiment. In the present embodiment, a PMOS transistor MP14 is connected as a temperature compensation element between the PMOS transistor MP11 and the resistor R11 instead of the diode D11 of the starting circuit of FIG. This PMOS transistor MP14 is also composed of nine PMOS transistors connected in series, like the diode D11 of the second embodiment.

本実施の形態においても、接合型トランジスタJ11のソース電圧の温度特性を打ち消すことが可能となり、上記の第2の実施の形態と同様、電源端子Vccの端子電圧が低い場合のスイッチング電源制御用ICの発熱を抑え、電源端子Vccがグランドにショートした場合でもスイッチング電源制御用ICが破壊するのを防ぐことができ、電源端子Vccの端子電圧の変化や温度変化がある場合でも温度の影響を受けずに、電源端子VccのコンデンサC2を一定の電流で充電することができ、電源設計が容易となる。   Also in this embodiment, it becomes possible to cancel the temperature characteristic of the source voltage of the junction transistor J11, and the switching power supply control IC when the terminal voltage of the power supply terminal Vcc is low as in the second embodiment. The power supply terminal Vcc can be prevented from being destroyed even when the power supply terminal Vcc is shorted to the ground, and even when there is a change in the terminal voltage or temperature of the power supply terminal Vcc, it is affected by the temperature. In addition, the capacitor C2 of the power supply terminal Vcc can be charged with a constant current, which facilitates power supply design.

第1の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to the first embodiment. スイッチング電源制御用ICを適用したスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of a switching power supply device to which a switching power supply control IC is applied. 図1の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。It is the figure which showed the voltage-current characteristic of the starting circuit of FIG. 第2の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to a second embodiment. 図4の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing voltage-current characteristics of the starting circuit of FIG. 4. 第3の実施の形態による図2の起動回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of the activation circuit of FIG. 2 according to a third embodiment. 従来のスイッチング電源装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional switching power supply device. 図7の起動回路の回路図である。It is a circuit diagram of the starting circuit of FIG. 一般的な接合型トランジスタの電圧−電流特性を示した図である。It is the figure which showed the voltage-current characteristic of the common junction type transistor. 図7の起動回路の電圧−電流特性を示した図である。It is the figure which showed the voltage-current characteristic of the starting circuit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 スイッチング電源制御用IC
11 起動回路
21 電圧検出回路
31 負荷
BD1 ブリッジダイオード
C1〜C3 コンデンサ
D1,D2,D11 ダイオード
T1 トランス
PwT1 パワートランジスタ
R1,R11,R12 抵抗
PC1 フォトカプラ
VH 高電圧入力端子
Vcc 電源端子
OUT 出力端子
IS 電流検出端子
GND グランド端子
FB フィードバック端子
J11 接合型トランジスタ
Q11,Q12 バイポーラトランジスタ
MP11〜MP14 PMOSトランジスタ
MN11,MN12 NMOSトランジスタ
ZD11,ZD12 ツェナーダイオード
I11 電流源
10 Switching power supply control IC
11 Start-up circuit 21 Voltage detection circuit 31 Load BD1 Bridge diode C1 to C3 Capacitor D1, D2, D11 Diode T1 Transformer PwT1 Power transistor R1, R11, R12 Resistor PC1 Photocoupler VH High voltage input terminal Vcc Power supply terminal OUT Output terminal IS Current detection Terminal GND Ground terminal FB Feedback terminal J11 Junction transistor Q11, Q12 Bipolar transistor MP11-MP14 PMOS transistor MN11, MN12 NMOS transistor ZD11, ZD12 Zener diode I11 Current source

Claims (10)

トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用半導体装置において、
コンデンサが外付けされ、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、
前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、
前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、
を有し、
前記充電用起動素子は、ドレインが前記起動用端子に接続され、ゲートがグランドに接続された接合型トランジスタであり、
前記起動電流一定回路は、前記接合型トランジスタのソースとグランドとの間に直列接続された第1のトランジスタと抵抗と、前記接合型トランジスタのソースと前記電源端子との間に接続され、前記第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を流す第2のトランジスタと、
を有することを特徴とするスイッチング電源制御用半導体装置。
In a switching power supply control semiconductor device for supplying power to a load connected to a secondary side by turning on / off a switch element connected between a primary winding of a transformer and a ground,
A power supply terminal to which a power supply voltage is input from an auxiliary winding on the primary side of the transformer;
A starting terminal to which a voltage supplied to the primary side of the transformer is input;
A starting element for charging that charges the capacitor by flowing a starting current from the starting terminal to the power supply terminal, a control circuit that controls the starting current to flow at the time of starting, and a constant starting current. A startup circuit having a constant startup current; and
Have
The charging activation element is a junction transistor having a drain connected to the activation terminal and a gate connected to the ground,
The starting current constant circuit is connected between a first transistor and a resistor connected in series between the source of the junction transistor and the ground, and between the source of the junction transistor and the power supply terminal, and A second transistor for flowing a current mirror current with respect to a current flowing in the first transistor;
A semiconductor device for controlling a switching power supply.
前記抵抗は、温度が上がると抵抗値が下がるまたは一定値を保つ温度特性を持つことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  2. The semiconductor device for controlling a switching power supply according to claim 1, wherein the resistor has a temperature characteristic that the resistance value decreases or keeps a constant value when the temperature rises. 前記第1のトランジスタと抵抗との間に、前記接合型トランジスタの温度特性を打ち消す温度補償素子を接続したことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  2. The semiconductor device for controlling a switching power supply according to claim 1, wherein a temperature compensation element for canceling a temperature characteristic of the junction transistor is connected between the first transistor and the resistor. 前記温度補償素子は、ダイオードであることを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  4. The semiconductor device for controlling a switching power supply according to claim 3, wherein the temperature compensating element is a diode. 前記温度補償素子は、トランジスタであることを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  4. The semiconductor device for controlling a switching power supply according to claim 3, wherein the temperature compensation element is a transistor. トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用半導体装置において、  In a switching power supply control semiconductor device for supplying power to a load connected to a secondary side by turning on / off a switch element connected between a primary winding of a transformer and a ground,
コンデンサが外付けされ、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、  A power supply terminal to which a power supply voltage is input from an auxiliary winding on the primary side of the transformer;
前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、  A starting terminal to which a voltage supplied to the primary side of the transformer is input;
前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、  A starting element for charging that charges the capacitor by flowing a starting current from the starting terminal to the power supply terminal, a control circuit that controls the starting current to flow at the time of starting, and a constant starting current. A startup circuit having a constant startup current; and
を有し、  Have
前記制御回路は、前記充電用起動素子と前記電源端子との間に接続されたトランジスタ回路を有し、第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を前記トランジスタ回路に対する制御電流として供給することを特徴とするスイッチング電源制御用半導体装置。  The control circuit includes a transistor circuit connected between the charging activation element and the power supply terminal, and supplies a current mirror current corresponding to a current flowing through the first transistor as a control current for the transistor circuit. A semiconductor device for controlling a switching power supply.
前記充電用起動素子は、ドレインが前記起動用端子に接続され、ゲートがグランドに接続された接合型トランジスタであり、  The charging activation element is a junction transistor having a drain connected to the activation terminal and a gate connected to the ground,
前記起動電流一定回路は、前記接合型トランジスタのソースとグランドとの間に直列接続された前記第1のトランジスタと抵抗と、前記接合型トランジスタのソースと前記電源端子との間に接続され、前記第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を流す第2のトランジスタと、  The constant starting current circuit is connected between the first transistor and the resistor connected in series between the source of the junction transistor and the ground, and between the source of the junction transistor and the power supply terminal, A second transistor for passing a current mirror current with respect to a current flowing in the first transistor;
を有することを特徴とする請求項6記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  The semiconductor device for controlling a switching power supply according to claim 6.
前記トランジスタ回路は、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタであり、前記ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタのベース端子とグランドとが第3のトランジスタを介して接続され、前記第3のトランジスタがオフしているときは前記制御電流が前記ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタのベース端子に供給され、前記第3のトランジスタがオンしているときは前記制御電流がグランドにバイパスされることを特徴とする請求項6または7記載のスイッチング電源制御用半導体装置。  The transistor circuit is a Darlington-connected bipolar transistor, and the base terminal of the Darlington-connected bipolar transistor and the ground are connected via a third transistor, and the third transistor is off. 8. The control current is supplied to a base terminal of the Darlington-connected bipolar transistor, and the control current is bypassed to the ground when the third transistor is on. Switching power supply control semiconductor device. トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用回路において、  In a switching power supply control circuit for supplying power to a load connected to the secondary side by turning on / off a switch element connected between the primary winding of the transformer and the ground,
コンデンサが接続され、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、  A power supply terminal to which a capacitor is connected and a power supply voltage is input from the auxiliary winding on the primary side of the transformer;
前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、  A starting terminal to which a voltage supplied to the primary side of the transformer is input;
前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、  A starting element for charging that charges the capacitor by flowing a starting current from the starting terminal to the power supply terminal, a control circuit that controls the starting current to flow at the time of starting, and a constant starting current. A startup circuit having a constant startup current; and
を有し、  Have
前記充電用起動素子は、ドレインが前記起動用端子に接続され、ゲートがグランドに接続された接合型トランジスタであり、  The charging activation element is a junction transistor having a drain connected to the activation terminal and a gate connected to the ground,
前記起動電流一定回路は、前記接合型トランジスタのソースとグランドとの間に直列接続された第1のトランジスタと抵抗と、前記接合型トランジスタのソースと前記電源端子との間に接続され、前記第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を流す第2のトランジスタと、  The starting current constant circuit is connected between a first transistor and a resistor connected in series between the source of the junction transistor and the ground, and between the source of the junction transistor and the power supply terminal, and A second transistor for flowing a current mirror current with respect to a current flowing in the first transistor;
を有することを特徴とするスイッチング電源制御用回路。  A switching power supply control circuit comprising:
トランスの1次巻き線とグランドとの間に接続されたスイッチ素子をオン/オフして、2次側に接続された負荷に電力を供給するスイッチング電源制御用回路において、  In a switching power supply control circuit for supplying power to a load connected to the secondary side by turning on / off a switch element connected between the primary winding of the transformer and the ground,
コンデンサが接続され、前記トランスの1次側の補助巻き線から電源電圧が入力される電源端子と、  A power supply terminal to which a capacitor is connected and a power supply voltage is input from the auxiliary winding on the primary side of the transformer;
前記トランスの1次側に供給される電圧が入力される起動用端子と、  A starting terminal to which a voltage supplied to the primary side of the transformer is input;
前記起動用端子から前記電源端子に起動電流を流して前記コンデンサを充電する充電用起動素子と、起動時において前記起動電流が流れるように制御する制御回路と、前記起動電流を一定となるようにする起動電流一定回路と、を有する起動回路と、  A starting element for charging that charges the capacitor by flowing a starting current from the starting terminal to the power supply terminal, a control circuit that controls the starting current to flow at the time of starting, and a constant starting current. A startup circuit having a constant startup current; and
を有し、  Have
前記制御回路は、前記充電用起動素子と前記電源端子との間に接続されたトランジスタ回路を有し、第1のトランジスタに流れる電流に対するカレントミラー電流を前記トランジスタ回路に対する制御電流として供給することを特徴とするスイッチング電源制御用回路。  The control circuit includes a transistor circuit connected between the charging activation element and the power supply terminal, and supplies a current mirror current corresponding to a current flowing through the first transistor as a control current for the transistor circuit. A circuit for controlling a switching power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5343306B2 (en) 2006-03-24 2013-11-13 富士電機株式会社 IC for switching power supply and switching power supply
JP4820257B2 (en) * 2006-09-28 2011-11-24 パナソニック株式会社 Boost converter
JP5564749B2 (en) 2006-11-20 2014-08-06 富士電機株式会社 Semiconductor device, semiconductor integrated circuit, control IC for switching power supply, and switching power supply device
JP5217544B2 (en) 2008-03-19 2013-06-19 富士電機株式会社 Switching power supply control semiconductor device, start circuit, and switching power supply start method
JP5343393B2 (en) 2008-04-28 2013-11-13 富士電機株式会社 Switching power supply control semiconductor device
JP5862312B2 (en) * 2012-01-11 2016-02-16 株式会社村田製作所 Switching power supply
JP2014017962A (en) * 2012-07-09 2014-01-30 Denso Corp Semiconductor device with starting circuit
KR101597727B1 (en) * 2013-09-30 2016-03-07 주식회사 솔루엠 Power control circuit and power supplyer with the same
CN106329959B (en) * 2015-06-30 2019-04-26 华润矽威科技(上海)有限公司 High pressure self-powered circuit
CN106059336B (en) * 2016-08-01 2019-03-22 成都芯源系统有限公司 Integrated circuit for a switching converter circuit and method for providing a supply voltage for an integrated circuit
CN206850667U (en) * 2017-04-21 2018-01-05 赤多尼科两合股份有限公司 Start control circuit and Switching Power Supply
CN108512442B (en) * 2017-11-27 2020-11-13 昂宝电子(上海)有限公司 Switching power supply control system
CN112422089B (en) * 2020-11-23 2025-02-11 广东交通职业技术学院 A high-power IGBT drive control circuit and method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103121A (en) * 1989-09-16 1991-04-30 Kubota Corp Thresher
JPH06261541A (en) * 1993-03-05 1994-09-16 Toshiba Corp Dc/dc converter
JP4114238B2 (en) * 1998-08-12 2008-07-09 ソニー株式会社 Switching regulator
JP2000175449A (en) * 1998-12-07 2000-06-23 Nec Eng Ltd Switching power source circuit
JP2003033014A (en) * 2001-07-18 2003-01-31 Sony Corp Switching power supply device
JP2003333840A (en) * 2002-05-15 2003-11-21 Sony Corp Switching power supply and its starting method
JP2004104961A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Sharp Corp Switching power supply
JP2004153983A (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Sharp Corp Switching power supply
JP2005057969A (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Renesas Technology Corp Charge-pump circuit

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