JP5575610B2

JP5575610B2 - Power supply

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Publication number: JP5575610B2
Application number: JP2010250591A
Authority: JP
Inventors: 浩明秋本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: CN102570822A; CN102570822B; JP2012105412A

Description

本発明は、絶縁型のスイッチング電源装置の安定化技術に関する。 The present invention relates to a technology for stabilizing an insulating switching power supply device.

従来、高効率な電源装置として、スイッチング電源装置が知られている。スイッチング電源装置は、スイッチング素子たるトランジスタと、このトランジスタをオン／オフする制御ＩＣとを備え、制御ＩＣが入力電圧に応じたデューティ比でトランジスタをオン／オフするＰＷＭ制御（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）により当該トランジスタのスイッチング動作を制御することで、所定の出力電圧を高効率に生成している。
さらに、この種のスイッチング電源装置には、電圧変換器に例えばトランスを用いることで、１次側と２次側とを絶縁した絶縁型スイッチング電源装置が知られている。絶縁型スイッチング電源装置は、高効率であり、なおかつ絶縁性に優れ、またトランスに複数の２次巻線を設けることで多出力の電源装置を簡単に構成できることから、入力電圧を複数の出力電圧に変換する用途に好適に用いられている。 Conventionally, a switching power supply device is known as a highly efficient power supply device. The switching power supply device includes a transistor as a switching element and a control IC for turning on / off the transistor, and the control IC turns on / off the transistor with a duty ratio corresponding to the input voltage (PWM: Pulse Width Modulation). Thus, by controlling the switching operation of the transistor, a predetermined output voltage is generated with high efficiency.
Further, an insulation type switching power supply device in which a primary side and a secondary side are insulated by using, for example, a transformer as a voltage converter is known as this type of switching power supply device. The isolated switching power supply is highly efficient, has excellent insulation, and can easily configure a multi-output power supply by providing multiple secondary windings in the transformer. It is suitably used for the purpose of converting to.

ところで、絶縁型スイッチング電源装置では、負荷変動や入力電圧変動によって出力電圧が変動して不安定になることがある。この問題を解決するために、従来、出力電圧の変動を上記制御ＩＣにフィードバックしてＰＷＭ制御することで出力電圧を一定にする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 By the way, in an insulated switching power supply device, the output voltage may fluctuate due to load fluctuation or input voltage fluctuation and may become unstable. In order to solve this problem, conventionally, a technique is known in which output voltage fluctuation is fed back to the control IC and PWM control is performed to make the output voltage constant (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３−７９１４６号公報JP 2003-79146 A

一般に、制御ＩＣは、トランスの１次側の入力電圧を電源電圧として作動し、この入力電圧を電圧源としてトランジスタの駆動信号を生成する。このため、駆動信号の電圧は電源電圧である入力電圧と同電圧となり、この電圧がゲート電圧としてトランジスタのゲート端子に印加される。
しかしながら、入力電圧が変動するような用途に電源装置を用いた場合、入力電圧が高圧側に変動したときには、トランジスタに印加されるゲート電圧がゲート耐圧を超えてしまい、トランジスタが破壊される虞がある。 In general, the control IC operates using the input voltage on the primary side of the transformer as a power supply voltage, and generates a drive signal for the transistor using this input voltage as a voltage source. For this reason, the voltage of the drive signal becomes the same voltage as the input voltage, which is the power supply voltage, and this voltage is applied as the gate voltage to the gate terminal of the transistor.
However, when the power supply device is used for applications where the input voltage varies, when the input voltage varies to the high voltage side, the gate voltage applied to the transistor may exceed the gate breakdown voltage, and the transistor may be destroyed. is there.

この対策として、制御ＩＣと、トランジスタのゲート端子との間に、電圧を制限するツェナダイオードを介挿する構成が考えられる。しかしながら、ツェナダイオードを用いる場合には、当該ツェナダイオードに流れる電流を制限する電流制限抵抗を設ける必要があり、この電流制限抵抗が、そのままゲート抵抗となることからトランジスタのスイッチング速度が制限される、という問題が生じる。 As a countermeasure against this, a configuration in which a Zener diode for limiting the voltage is interposed between the control IC and the gate terminal of the transistor can be considered. However, when a Zener diode is used, it is necessary to provide a current limiting resistor that limits the current flowing through the Zener diode, and since this current limiting resistor becomes a gate resistance as it is, the switching speed of the transistor is limited. The problem arises.

そこで、ゲート耐圧以下の出力電圧を２次側で生成し、この出力電圧を、制御ＩＣによる駆動信号の生成に用いる構成とすることでゲート耐圧を超えないようにできる。
具体的には、図３に示すように、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔがゲート耐圧Ｖｚ以下となるスイッチング電源装置２００を構成し、このスイッチング電源装置２００には、検出回路２１０と、ＩＣ電源電圧生成回路２２０とが設けられている。検出回路２１０は、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔをフィードバック制御可能にすべく、この出力電圧Ｖｏｕｔに応じた電圧レベルの検出信号を制御ＩＣにフィードバックする。ＩＣ電源電圧生成回路２２０は、制御ＩＣ２３０の電源電圧を生成するものであり、この電源電圧によって、トランジスタ回路２４０のゲート電圧Ｖｇが規定される。より詳細には、ＩＣ電源電圧生成回路２２０は、入力電圧Ｖｉｎと、検出回路２１０の検出信号の電圧である検出信号電圧Ｖｓとをダイオード２１５Ａ、２１５ＢによりダイオードＯＲ結合し、高い方の電圧を電源電圧Ｖａとして出力する。 Therefore, an output voltage equal to or lower than the gate breakdown voltage is generated on the secondary side, and this output voltage is used to generate a drive signal by the control IC, so that the gate breakdown voltage is not exceeded.
Specifically, as shown in FIG. 3, a switching power supply device 200 in which the output voltage Vout on the secondary side is equal to or lower than the gate breakdown voltage Vz is configured. The switching power supply device 200 includes a detection circuit 210, an IC power supply voltage, and the like. A generation circuit 220 is provided. The detection circuit 210 feeds back a detection signal having a voltage level corresponding to the output voltage Vout to the control IC so that the secondary output voltage Vout can be feedback-controlled. The IC power supply voltage generation circuit 220 generates a power supply voltage for the control IC 230, and the gate voltage Vg of the transistor circuit 240 is defined by this power supply voltage. More specifically, the IC power supply voltage generation circuit 220 diode-OR-couples the input voltage Vin and the detection signal voltage Vs, which is the voltage of the detection signal of the detection circuit 210, with the diodes 215A and 215B, and supplies the higher voltage to the power supply. Output as voltage Va.

この回路構成によれば、始動時において入力電圧Ｖｉｎが入力された当初は、Ｖｉｎ＞Ｖｓ（＝０Ｖ）であるから、ＩＣ電源電圧生成回路２２０からは入力電圧Ｖｉｎに相当する電圧の電源電圧Ｖａが制御ＩＣ２３０に出力され、ゲート電圧Ｖｇが電源電圧Ｖａの電圧レベルとなる。その後、２次側で出力電圧Ｖｏｕｔが生成され、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎを超えたときには、この出力電圧Ｖｏｕｔに相当する検出信号電圧ＶｓがＩＣ電源電圧生成回路２２０から電源電圧Ｖａとして制御ＩＣ２３０に出力され、ゲート電圧Ｖｇが検出信号電圧Ｖｓ相当の電圧レベルに維持される。上述の通り、出力電圧Ｖｏｕｔはゲート耐圧Ｖｚ以下に抑えられていることから、ゲート電圧Ｖｇがゲート耐圧Ｖｚ以下に抑えられることとなる。 According to this circuit configuration, since Vin> Vs (= 0 V) at the beginning when the input voltage Vin is input at the time of starting, the IC power supply voltage generation circuit 220 supplies the power supply voltage Va corresponding to the input voltage Vin. Is output to the control IC 230, and the gate voltage Vg becomes the voltage level of the power supply voltage Va. Thereafter, the output voltage Vout is generated on the secondary side, and when the output voltage Vout on the secondary side exceeds the input voltage Vin, the detection signal voltage Vs corresponding to the output voltage Vout is supplied from the IC power supply voltage generation circuit 220 to the power supply voltage. Va is output to the control IC 230, and the gate voltage Vg is maintained at a voltage level corresponding to the detection signal voltage Vs. As described above, since the output voltage Vout is suppressed to the gate breakdown voltage Vz or lower, the gate voltage Vg is suppressed to the gate breakdown voltage Vz or lower.

また、ＩＣ電源電圧生成回路２２０には、入力電圧Ｖｉｎを電圧降下させることで、当該入力電圧Ｖｉｎを出力する際の電源電圧Ｖａを常にゲート耐圧Ｖｚ以下に抑えるための抵抗２５０が設けられている。これにより、スイッチング動作以降に入力電圧Ｖｉｎが変動し、Ｖｉｎ＞Ｖｓとなって、ＩＣ電源電圧生成回路２２０が入力電圧Ｖｉｎを電源電圧Ｖａとして出力する場合であっても、ゲート電圧Ｖｇをゲート耐圧Ｖｚ以下に抑えることができる。 Further, the IC power supply voltage generation circuit 220 is provided with a resistor 250 for reducing the input voltage Vin to always keep the power supply voltage Va when the input voltage Vin is output below the gate withstand voltage Vz. . As a result, the input voltage Vin fluctuates after the switching operation, Vin> Vs, and even when the IC power supply voltage generation circuit 220 outputs the input voltage Vin as the power supply voltage Va, the gate voltage Vg is reduced to the gate withstand voltage. Vz or less can be suppressed.

しかしながら、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔを超えるに伴って、ＩＣ電源電圧生成回路２２０が入力電圧Ｖｉｎを電源電圧Ｖａに切り替えると、この電源電圧Ｖａは、検出信号電圧Ｖｓよりも大きいことから、ゲート電圧Ｖｇも上昇することとなる。このようなゲート電圧Ｖｇの変動は、トランジスタ回路２４０の動作の安定性を損なうことになる。
また、始動時の低電圧の入力電圧Ｖｉｎの入力でも制御ＩＣ２３０やトランジスタ回路２４０を駆動する必要があることから、抵抗２５０の抵抗値にも限度がある。このため、抵抗２５０での電圧降下分を超えた過度の電圧の入力電圧Ｖｉｎが入力された場合には、結局、ゲート電圧Ｖｇがゲート耐圧Ｖｚを超えてしまう事もある。 However, when the IC power supply voltage generation circuit 220 switches the input voltage Vin to the power supply voltage Va as the input voltage Vin exceeds the output voltage Vout, the power supply voltage Va is larger than the detection signal voltage Vs. The voltage Vg will also rise. Such a change in the gate voltage Vg impairs the stability of the operation of the transistor circuit 240.
Further, since it is necessary to drive the control IC 230 and the transistor circuit 240 even with the input of the low input voltage Vin at the time of starting, the resistance value of the resistor 250 is also limited. For this reason, when an excessive input voltage Vin exceeding the voltage drop across the resistor 250 is input, the gate voltage Vg may eventually exceed the gate breakdown voltage Vz.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の駆動電圧を確実に制限できる電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a power supply device that can reliably limit the drive voltage of a switching element.

上記目的を達成するために、本発明は、トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次側の出力電圧に応じた電圧レベルの検出信号を生成し１次側にフィードバックする検出回路と、前記検出回路からの検出信号に基づいて、前記出力電圧が所定の電圧レベルに保たれるよう前記スイッチング素子をスイッチング動作させる制御回路と、を有する電源装置において、前記トランスの１次側への入力電圧、及び前記検出信号の電圧のうち高い方の電圧を前記制御回路に出力する電圧生成回路と、前記２次側の出力電圧が所定のしきい値を超えた場合に、前記電圧生成回路への入力電圧の入力を遮断する遮断回路と、を備え、前記制御回路は、前記電圧生成回路から出力された電圧から、ＰＷＭ制御のための駆動信号を生成して前記スイッチング素子のゲート端子に印加することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention generates a detection signal having a voltage level corresponding to a switching element connected to a primary winding of a transformer and an output voltage on the secondary side of the transformer. A power supply apparatus comprising: a detection circuit that feeds back; and a control circuit that switches the switching element so that the output voltage is maintained at a predetermined voltage level based on a detection signal from the detection circuit. input voltage to the primary side, and a voltage generating circuit which outputs a higher voltage of the voltage of the detection signal before Symbol control circuit, when the output voltage of the secondary side exceeds a predetermined threshold in, and a blocking circuit for blocking the input of the input voltage to the voltage generating circuit, the control circuit, the voltage output from the voltage generating circuit, a drive signal for the PWM control Generated and characterized in that it applied to the gate terminal of the switching element.

この構成によれば、２次側の出力電圧の電圧レベルが所定のしきい値を超えたときに、電圧生成回路への入力電圧の入力が遮断されるため、以降の入力電圧の変動にかかわらず、この電圧生成回路が出力する電圧が、２次側の出力電圧に相当する電圧レベルに維持される。これにより、入力電圧が過度の高電位側に変動した場合でも、スイッチング素子のゲート端子に印加される駆動電圧の電圧レベルは、出力電圧に相当する電圧レベルに維持されることから、ゲート端子への過度の電圧の印加による破損を確実に防止できる。 According to this configuration, when the voltage level of the output voltage on the secondary side exceeds a predetermined threshold value, the input of the input voltage to the voltage generation circuit is cut off. Instead, the voltage output from the voltage generation circuit is maintained at a voltage level corresponding to the output voltage on the secondary side. Thereby, even when the input voltage fluctuates to an excessively high potential side, the voltage level of the drive voltage applied to the gate terminal of the switching element is maintained at a voltage level corresponding to the output voltage. Damage due to application of excessive voltage can be reliably prevented.

また本発明は、上記電源装置において、前記所定のしきい値を、前記スイッチング素子のオンしきい値に設定したことを特徴とする。 According to the present invention, in the power supply device, the predetermined threshold value is set to an on threshold value of the switching element.

この構成によれば、スイッチング素子をスイッチング動作させるに必要な電圧レベルの出力電圧が２次側で生成されたときに、速やかに電圧生成回路への入力電圧の入力を遮断し、この電圧生成回路が出力する電圧を２次側の出力電圧に相当する電圧レベルに切り替えることができる。 According to this configuration, when an output voltage of a voltage level necessary for switching operation of the switching element is generated on the secondary side, the input of the input voltage to the voltage generation circuit is quickly cut off, and the voltage generation circuit Can be switched to a voltage level corresponding to the output voltage on the secondary side.

また本発明は、上記電源装置において、入力電圧の入力時に充電されるキャパシタを１次側の入力段に備えることを特徴とする。 According to the present invention, in the power supply device, a capacitor that is charged when an input voltage is input is provided in an input stage on the primary side.

この構成によれば、入力電圧の入力時（すなわち、始動時）に、過度な入力電圧が入力された場合でも、電圧生成回路に入力される入力電圧の電圧レベルが抑えられることから、この電圧生成回路が出力する電圧も制限されたものとなる。これにより、始動時に、過度な入力電圧が入力された場合でも、ゲート端子に過度の駆動電圧が印加されることを確実に防止できる。 According to this configuration, even when an excessive input voltage is input when the input voltage is input (that is, at the time of starting), the voltage level of the input voltage input to the voltage generation circuit is suppressed. The voltage output from the generation circuit is also limited. Thereby, even when an excessive input voltage is input at the time of starting, it is possible to reliably prevent an excessive drive voltage from being applied to the gate terminal.

本発明によれば、２次側の出力電圧の電圧レベルが所定のしきい値を超えたときに、電圧生成回路への入力電圧の入力が遮断されるため、以降の入力電圧の変動にかかわらず、この電圧生成回路が出力する電圧が、２次側の出力電圧に相当する電圧レベルに維持される。これにより、入力電圧が過度の高電位側に変動した場合でも、スイッチング素子のゲート端子に印加される駆動電圧の電圧レベルは、出力電圧に相当する電圧レベルに維持されることから、ゲート端子への過度の電圧の印加による破損を確実に防止できる。
また本発明において、前記所定のしきい値を、前記スイッチング素子のオンしきい値に設定することで、スイッチング素子をスイッチング動作させるに必要な電圧レベルの出力電圧が２次側で生成されたときに、速やかに電圧生成回路への入力電圧の入力を遮断し、この電圧生成回路が出力する電圧を２次側の出力電圧に相当する電圧レベルに切り替えることができる。
また本発明において、入力電圧の入力時に充電されるキャパシタを１次側の入力段に備えることで、入力電圧の入力時（すなわち、始動時）に、過度な入力電圧が入力された場合でも、電圧生成回路に入力される入力電圧の電圧レベルが抑えられることから、この電圧生成回路が出力する電圧も制限されたものとなる。これにより、始動時に、過度な入力電圧が入力された場合でも、ゲート端子に過度の駆動電圧が印加されることを確実に防止できる。 According to the present invention, when the voltage level of the output voltage on the secondary side exceeds a predetermined threshold value, the input of the input voltage to the voltage generation circuit is cut off. Instead, the voltage output from the voltage generation circuit is maintained at a voltage level corresponding to the output voltage on the secondary side. Thereby, even when the input voltage fluctuates to an excessively high potential side, the voltage level of the drive voltage applied to the gate terminal of the switching element is maintained at a voltage level corresponding to the output voltage. Damage due to application of excessive voltage can be reliably prevented.
In the present invention, when the predetermined threshold value is set to the ON threshold value of the switching element, an output voltage having a voltage level necessary for switching the switching element is generated on the secondary side. In addition, the input of the input voltage to the voltage generation circuit can be quickly cut off, and the voltage output from the voltage generation circuit can be switched to a voltage level corresponding to the output voltage on the secondary side.
Further, in the present invention, by providing a capacitor that is charged when the input voltage is input in the primary side input stage, even when an excessive input voltage is input when the input voltage is input (that is, at the start) Since the voltage level of the input voltage input to the voltage generation circuit is suppressed, the voltage output from the voltage generation circuit is also limited. Thereby, even when an excessive input voltage is input at the time of starting, it is possible to reliably prevent an excessive drive voltage from being applied to the gate terminal.

本発明の実施形態に係る絶縁型のスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of an insulating switching power supply device according to an embodiment of the present invention. ＩＣ電源電圧生成回路、及び制御ＩＣの動作を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows operation | movement of IC power supply voltage generation circuit and control IC. 従来のスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional switching power supply device.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る絶縁型のスイッチング電源装置１の回路図である。
スイッチング電源装置１は、図１に示すように、他励式（フライバック式）のスイッチング電源（ＤＣ−ＤＣコンバータ）であり、フライバックトランス１０を有し、このフライバックトランス１０の１次側に入力された入力電圧Ｖｉｎを、複数の所定電圧レベルの出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、２次側に接続された複数の負荷回路１１にそれぞれ供給する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of an insulating switching power supply device 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the switching power supply device 1 is a separately-excited (flyback type) switching power supply (DC-DC converter), and has a flyback transformer 10 on the primary side of the flyback transformer 10. The inputted input voltage Vin is converted into a plurality of output voltages Vout having a predetermined voltage level, and supplied to a plurality of load circuits 11 connected to the secondary side.

更に詳述すると、フライバックトランス１０の１次側には、フライバックトランス１０の１次巻線１２に接続されて電流をオン／オフするトランジスタ回路１３と、このトランジスタ回路１３のスイッチング動作を制御する制御ＩＣ１４と、１次側への入力電圧Ｖｉｎを平滑化する平滑用コンデンサ１５とが設けられている。トランジスタ回路１３には、パワーＭＯＳＦＥＴが用いられており、スイッチング速度の高速化、並びに、例えば２００Ｖ以下の低電圧領域での高変換効率化が図られている。また、トランジスタ回路１３のコレクタ側と、入力電圧Ｖｉｎの入力ラインの間には、入力電圧Ｖｉｎに含まれる過渡成分（サージ成分）を除去するサージ吸収回路３５が設けられ、トランジスタ回路１３が入力電圧Ｖｉｎのサージ成分から保護されている。 More specifically, on the primary side of the flyback transformer 10, a transistor circuit 13 connected to the primary winding 12 of the flyback transformer 10 to turn on / off current, and the switching operation of the transistor circuit 13 are controlled. And a smoothing capacitor 15 for smoothing the input voltage Vin to the primary side. A power MOSFET is used for the transistor circuit 13, and the switching speed is increased and the conversion efficiency is increased in a low voltage region of, for example, 200V or less. A surge absorbing circuit 35 for removing a transient component (surge component) included in the input voltage Vin is provided between the collector side of the transistor circuit 13 and the input line of the input voltage Vin. It is protected from the surge component of Vin.

制御ＩＣ１４は、出力端子１４Ａからトランジスタ回路１３のゲート端子１３Ａに駆動信号を供給してスイッチング動作させるものであり、入力電圧Ｖｉｎに応じたデューティ比でトランジスタ回路１３をオン／オフするＰＷＭ制御によって当該トランジスタ回路１３のスイッチング動作を制御し、フライバックトランス１０の２次側に所定の出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。この制御ＩＣ１４の電源入力端子１４Ｂには、１次側に設けられた後述のＩＣ電源電圧生成回路１６が出力する電源電圧Ｖ１が入力され、制御ＩＣ１４は、この電源電圧Ｖ１を電源として動作する。また、電源入力端子１４Ｂには、電源電圧Ｖ１の供給に伴って充電されるバックアップ電源用のキャパシタ１７が設けられており、出力電圧Ｖｏｕｔの生成停止時には、このキャパシタ１７に蓄えられた電力によって制御ＩＣ１４が動作可能に構成されている。 The control IC 14 supplies a drive signal from the output terminal 14A to the gate terminal 13A of the transistor circuit 13 to perform a switching operation. The control IC 14 performs PWM control by turning on / off the transistor circuit 13 with a duty ratio corresponding to the input voltage Vin. The switching operation of the transistor circuit 13 is controlled, and a predetermined output voltage Vout is generated on the secondary side of the flyback transformer 10. The power supply input terminal 14B of the control IC 14 is supplied with a power supply voltage V1 output from an IC power supply voltage generation circuit 16 described later provided on the primary side, and the control IC 14 operates using the power supply voltage V1 as a power supply. The power supply input terminal 14B is provided with a backup power supply capacitor 17 that is charged as the power supply voltage V1 is supplied. When generation of the output voltage Vout is stopped, control is performed using the electric power stored in the capacitor 17. The IC 14 is configured to be operable.

また、制御ＩＣ１４は、電源電圧Ｖ１を電圧源として駆動信号Ｋｓを生成し、トランジスタ回路１３に供給する。すなわち制御ＩＣ１４は、電源電圧Ｖ１を矩形パルス状に変調してＰＷＭ制御のための駆動信号Ｋｓ（図２参照）を生成し、トランジスタ回路１３のゲート端子１３Ａに供給する。これにより駆動信号Ｋｓの電圧レベルの最大値は、電源電圧Ｖ１に相当する（近い）電圧レベルに維持され、この電圧レベルのゲート電圧Ｖｇがゲート端子１３Ａに印加されることとなる。 Further, the control IC 14 generates a drive signal Ks using the power supply voltage V1 as a voltage source and supplies the drive signal Ks to the transistor circuit 13. That is, the control IC 14 modulates the power supply voltage V1 into a rectangular pulse to generate a drive signal Ks (see FIG. 2) for PWM control, and supplies it to the gate terminal 13A of the transistor circuit 13. As a result, the maximum value of the voltage level of the drive signal Ks is maintained at (close to) the voltage level corresponding to the power supply voltage V1, and the gate voltage Vg of this voltage level is applied to the gate terminal 13A.

フライバックトランス１０の２次側には、多出力を実現するための複数の２次巻線１８が設けられている。各２次巻線１８には、それぞれダイオード１９、及び平滑用コンデンサ２０が接続されている。そして、トランジスタ回路１３のスイッチング動作に伴い１次巻線１２に電流変化が生じると、この電流変化に伴って、２次巻線１８のそれぞれに起電力が誘起され、上記ダイオード１９、及び平滑用コンデンサ２０によって整流、平滑化されて所定の出力電圧Ｖｏｕｔが生成され、この出力電圧Ｖｏｕｔが負荷回路１１に供給される。
出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルは、１次巻線１２、及び２次巻線の巻線比等によって規定され、本実施形態では、出力電圧Ｖｏｕｔの規定電圧は、少なくともトランジスタ回路１３のゲート耐圧Ｖｚ以下であって、トランジスタ回路１３のオンしきい値電圧よりも十分に高い電圧とされている。 On the secondary side of the flyback transformer 10, a plurality of secondary windings 18 are provided for realizing multiple outputs. A diode 19 and a smoothing capacitor 20 are connected to each secondary winding 18. When a current change occurs in the primary winding 12 with the switching operation of the transistor circuit 13, an electromotive force is induced in each of the secondary windings 18 with the current change, and the diode 19 and the smoothing A predetermined output voltage Vout is generated by rectification and smoothing by the capacitor 20, and this output voltage Vout is supplied to the load circuit 11.
The voltage level of the output voltage Vout is defined by the turns ratio of the primary winding 12 and the secondary winding, and in this embodiment, the specified voltage of the output voltage Vout is at least the gate withstand voltage Vz of the transistor circuit 13 or less. Thus, the voltage is sufficiently higher than the ON threshold voltage of the transistor circuit 13.

また、このスイッチング電源装置１は、出力電圧Ｖｏｕｔをフィードバック制御するための構成を備えている。すなわち、フライバックトランス１０の１次側には、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた電圧レベルの検出信号を出力する検出回路２２が設けられている。検出回路２２は、２次巻線１８の電流変化によって当該２次巻線１８の電力に相当する起電力が誘起される３次巻線２１と、この３次巻線２１の起電力を整流、平滑化して直流化するためのダイオード２３及び平滑用コンデンサ２４と、ノイズ除去用のキャパシタ２５と、負荷抵抗２６と、を備えて構成され、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルに相当した電圧（以下、「検出信号電圧Ｖｓ」と言う）の検出信号を出力する。 The switching power supply device 1 has a configuration for feedback control of the output voltage Vout. In other words, the primary side of the flyback transformer 10 is provided with a detection circuit 22 that outputs a detection signal having a voltage level corresponding to the output voltage Vout. The detection circuit 22 rectifies the electromotive force of the tertiary winding 21 in which an electromotive force corresponding to the electric power of the secondary winding 18 is induced by the current change of the secondary winding 18, A diode 23 and a smoothing capacitor 24 for smoothing and converting to a direct current, a noise removing capacitor 25, and a load resistor 26, and a voltage corresponding to the voltage level of the output voltage Vout (hereinafter, “ A detection signal of “detection signal voltage Vs” is output.

スイッチング電源装置１の１次側には、フィードバック調整回路３０、及びエラー電圧調整回路３１が設けられ、それぞれに検出回路２２の検出信号が入力される。
フィードバック調整回路３０は、出力電圧Ｖｏｕｔが一定の電圧レベルに保たれるように、検出信号に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比の調整値を算出し、制御ＩＣ１４に出力する。制御ＩＣ１４が、フィードバック調整回路３０の調整値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を動的に可変することで、１次側での入力電圧Ｖｉｎの変動や２次側での負荷変動が生じた場合でも、出力電圧Ｖｏｕｔが一定に保たれる。
エラー電圧調整回路３１は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが所定の範囲内に収まっているかを検出し、検出結果を制御ＩＣ１４に出力する。出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが所定の範囲を外れた場合、何らかの異常が発生した事を示すため、制御ＩＣ１４は、トランジスタ回路１３のスイッチング動作を速やかに停止する。 A feedback adjustment circuit 30 and an error voltage adjustment circuit 31 are provided on the primary side of the switching power supply device 1, and a detection signal of the detection circuit 22 is input to each of them.
The feedback adjustment circuit 30 calculates the adjustment value of the duty ratio of the PWM control based on the detection signal so that the output voltage Vout is maintained at a constant voltage level, and outputs the adjustment value to the control IC 14. When the control IC 14 dynamically varies the duty ratio of the PWM control based on the adjustment value of the feedback adjustment circuit 30, a fluctuation in the input voltage Vin on the primary side or a load fluctuation on the secondary side occurs. However, the output voltage Vout is kept constant.
The error voltage adjustment circuit 31 detects whether the voltage level of the output voltage Vout is within a predetermined range, and outputs the detection result to the control IC 14. When the voltage level of the output voltage Vout is out of the predetermined range, the control IC 14 promptly stops the switching operation of the transistor circuit 13 to indicate that some abnormality has occurred.

この他にも、スイッチング電源装置１の１次側には、周波数調整回路３２と、ソフトスタート回路３３と、起動電圧調整回路３４とが設けられている。
周波数調整回路３２は、ＰＷＭ制御に用いる駆動信号Ｋｓのクロック信号を生成するとともに、当該クロック信号のパルス周波数を調整して制御ＩＣ１４に出力する。
ソフトスタート回路３３は、始動時の突入電流を防止すべく、制御ＩＣ１４によるフィードバック制御により出力電圧Ｖｏｕｔが安定化するまでの間、トランジスタ回路１３への駆動信号Ｋｓのパルス幅を少しずつ拡げるように制御ＩＣ１４を制御して、出力電圧Ｖｏｕｔを略直線的に傾斜上昇（いわゆる、ソフトスタート）させる回路である。
起動電圧調整回路３４は、入力電圧Ｖｉｎの入力時に制御ＩＣ１４が動作を開始する起動電圧を調整する回路である。すなわち、トランジスタ回路１３の駆動信号Ｋｓの電圧範として、トランジスタ回路１３の動作が可能であるもののＯＮ抵抗が高く損失が増大する電圧範囲が存在する。起動電圧調整回路３４は、入力電圧Ｖｉｎが、かかる電圧範囲の間は、制御ＩＣ１４が動作しないように起動電圧を調整し、この電圧範囲でのトランジスタ回路１３の駆動を抑制する。 In addition, a frequency adjustment circuit 32, a soft start circuit 33, and a start-up voltage adjustment circuit 34 are provided on the primary side of the switching power supply device 1.
The frequency adjustment circuit 32 generates a clock signal of the drive signal Ks used for PWM control, adjusts the pulse frequency of the clock signal, and outputs it to the control IC 14.
The soft start circuit 33 gradually increases the pulse width of the drive signal Ks to the transistor circuit 13 until the output voltage Vout is stabilized by feedback control by the control IC 14 in order to prevent an inrush current at the start. This is a circuit that controls the control IC 14 to increase the output voltage Vout substantially linearly (so-called soft start).
The startup voltage adjustment circuit 34 is a circuit that adjusts the startup voltage at which the control IC 14 starts operating when the input voltage Vin is input. That is, the voltage range of the drive signal Ks of the transistor circuit 13 includes a voltage range in which the operation of the transistor circuit 13 is possible but the ON resistance is high and the loss is increased. The start-up voltage adjustment circuit 34 adjusts the start-up voltage so that the control IC 14 does not operate during the voltage range of the input voltage Vin, and suppresses the driving of the transistor circuit 13 in this voltage range.

さて、上述の通り、スイッチング電源装置１の１次側には、ＩＣ電源電圧生成回路１６が設けられており、制御ＩＣ１４の電源電圧Ｖ１を生成する。
具体的には、ＩＣ電源電圧生成回路１６は、選択回路６０と、遮断回路６１とを備えている。 As described above, the IC power supply voltage generation circuit 16 is provided on the primary side of the switching power supply device 1 to generate the power supply voltage V1 of the control IC 14.
Specifically, the IC power supply voltage generation circuit 16 includes a selection circuit 60 and a cutoff circuit 61.

選択回路６０は、入力電圧Ｖｉｎ、及び検出回路２２の検出信号電圧Ｖｓのうち、電圧レベルが高い方の電圧を択一的に電源電圧Ｖ１として出力するものであり、２本のダイオード４０、４１と、負荷抵抗４２とを備え、ダイオード４０、４１をダイオードＯＲ結合して構成されたＯＲ回路である。また、この選択回路６０の出力段には、ノイズを除去するためのキャパシタ４３が設けられている。
かかる構成の選択回路６０にあっては、始動直後に出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎを超えるまでの間、この入力電圧Ｖｉｎが電源電圧Ｖ１として出力され、その後、出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎを超えている間は、出力電圧Ｖｏｕｔが電源電圧Ｖ１として出力されることになる。また、選択回路６０のキャパシタ４３には、出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎを超えるまでの間、制御ＩＣ１４の動作に必要な電荷が蓄電される。 The selection circuit 60 selectively outputs the higher voltage level of the input voltage Vin and the detection signal voltage Vs of the detection circuit 22 as the power supply voltage V1, and includes two diodes 40 and 41. And an OR circuit configured by diode-ORing the diodes 40 and 41. A capacitor 43 for removing noise is provided at the output stage of the selection circuit 60.
In the selection circuit 60 having such a configuration, the input voltage Vin is output as the power supply voltage V1 until the output voltage Vout exceeds the input voltage Vin immediately after starting, and then the output voltage Vout exceeds the input voltage Vin. During this time, the output voltage Vout is output as the power supply voltage V1. Further, the capacitor 43 of the selection circuit 60 stores electric charge necessary for the operation of the control IC 14 until the output voltage Vout exceeds the input voltage Vin.

遮断回路６１は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが所定のしきい値を超えたときに、選択回路６０への入力電圧Ｖｉｎの入力を遮断する回路である。具体的には、遮断回路６１は、選択回路６０への入力電圧Ｖｉｎの入力のオン／オフを切り替える入力スイッチ回路６２と、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが所定のしきい値を超えたときに入力スイッチ回路６２をオフして選択回路６０への入力電圧Ｖｉｎの入力を遮断する遮断スイッチ回路６３とを備えている。
入力スイッチ回路６２は、選択回路６０への入力電圧Ｖｉｎの入力段に設けられたスイッチング素子４５と、このスイッチング素子４５のバイアス回路を構成する抵抗４９、５０と有し、このスイッチング素子４５のゲート端子が、遮断スイッチ回路６３に接続されてオン／オフが制御されている。 The cutoff circuit 61 is a circuit that cuts off the input of the input voltage Vin to the selection circuit 60 when the voltage level of the output voltage Vout exceeds a predetermined threshold value. Specifically, the cutoff circuit 61 is input when the input voltage Vin to the selection circuit 60 is turned on / off, and when the voltage level of the output voltage Vout exceeds a predetermined threshold value. A cutoff switch circuit 63 is provided to turn off the switch circuit 62 and cut off the input of the input voltage Vin to the selection circuit 60.
The input switch circuit 62 has a switching element 45 provided at the input stage of the input voltage Vin to the selection circuit 60, and resistors 49 and 50 that constitute a bias circuit of the switching element 45, and the gate of the switching element 45 The terminal is connected to the cut-off switch circuit 63 to control on / off.

遮断スイッチ回路６３は、分圧器を構成する分圧抵抗４７、４８と、この分圧抵抗４７、４８にゲート端子が接続されたスイッチング素子４６とを備え、上記出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルの検出信号電圧Ｖｓが分圧抵抗４７、４８に印加されている。
したがって、始動時においては、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔを分圧抵抗４７、４８の分圧比で分圧した電圧がスイッチング素子４６のオンしきい値を超えたときに当該スイッチング素子４６がオンして、入力スイッチ回路６２のスイッチング素子４５のゲート端子をアースに接続し、当該スイッチング素子４５をオフする。
遮断スイッチ回路６３がオンしている間は、選択回路６０への入力電圧Ｖｉｎの入力が遮断されるため、選択回路６０からは、出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルの検出信号電圧Ｖｓが電源電圧Ｖ１として出力されることとなる。 The cutoff switch circuit 63 includes voltage dividing resistors 47 and 48 constituting a voltage divider, and a switching element 46 having a gate terminal connected to the voltage dividing resistors 47 and 48, and has a voltage level corresponding to the output voltage Vout. The detection signal voltage Vs is applied to the voltage dividing resistors 47 and 48.
Therefore, at the time of starting, when the voltage obtained by dividing the secondary output voltage Vout by the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors 47 and 48 exceeds the ON threshold value of the switching element 46, the switching element 46 is turned on. Then, the gate terminal of the switching element 45 of the input switch circuit 62 is connected to the ground, and the switching element 45 is turned off.
Since the input of the input voltage Vin to the selection circuit 60 is interrupted while the cutoff switch circuit 63 is on, the detection signal voltage Vs having a voltage level corresponding to the output voltage Vout is supplied from the selection circuit 60 to the power supply voltage. It will be output as V1.

ここで、遮断回路６１の遮断スイッチ回路６３がオンする電圧（所定のしきい値）は、分圧抵抗４７、４８の分圧比により調整することができる。本実施形態では、この所定のしきい値には、トランジスタ回路１３のオンしきい値電圧が設定されている。すなわち、トランジスタ回路１３のオンしきい値を超える電圧の出力電圧Ｖｏｕｔが生成されたときには速やかに遮断スイッチ回路６３がオンして入力電圧ＶｉｎのＩＣ電源電圧生成回路１６への入力が遮断され、それ以降は、入力電圧Ｖｉｎにかかわらず、検出信号電圧Ｖｓが電源電圧Ｖ１として制御ＩＣ１４に出力される。 Here, the voltage (predetermined threshold value) at which the cutoff switch circuit 63 of the cutoff circuit 61 is turned on can be adjusted by the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors 47 and 48. In the present embodiment, the on threshold voltage of the transistor circuit 13 is set as the predetermined threshold. That is, when the output voltage Vout having a voltage exceeding the ON threshold value of the transistor circuit 13 is generated, the cutoff switch circuit 63 is quickly turned ON, and the input of the input voltage Vin to the IC power supply voltage generation circuit 16 is cut off. Thereafter, regardless of the input voltage Vin, the detection signal voltage Vs is output to the control IC 14 as the power supply voltage V1.

図２は、ＩＣ電源電圧生成回路１６、及び制御ＩＣ１４の動作を示す信号波形図である。
スイッチング電源装置１の１次側の入力段には、平滑用コンデンサ１５が設けられていることから、始動時においては、入力電圧Ｖｉｎが平滑用コンデンサ１５の充電に割かれる。このため、始動時に過度な入力電圧Ｖｉｎが入力された場合でも、過度な電圧がＩＣ電源電圧生成回路１６に入力されることはなく、必ずアース電位から順次増加する電圧が入力電圧ＶｉｎとしてＩＣ電源電圧生成回路１６に入力される。ＩＣ電源電圧生成回路１６は、入力電圧Ｖｉｎの入力が開始されると、２次側で出力電圧Ｖｏｕｔが生成されていないことから、この入力電圧Ｖｉｎを電源電圧Ｖ１として制御ＩＣ１４に出力する。
これにより、制御ＩＣ１４が動作を開始し、電源電圧Ｖ１をパルス状に変調して駆動信号ｋｓを生成し、トランジスタ回路１３に供給することで、スイッチング動作を開始させる。このとき、電源電圧Ｖ１は、入力電圧Ｖｉｎの電圧レベルが順次に増加している過程で生成されるものであるから、ゲート耐圧Ｖｚを超えることはなく、ゲート電圧Ｖｇは、ゲート耐圧Ｖｚ以下に抑えられる。 FIG. 2 is a signal waveform diagram showing operations of the IC power supply voltage generation circuit 16 and the control IC 14.
Since the smoothing capacitor 15 is provided in the primary input stage of the switching power supply device 1, the input voltage Vin is divided into charging of the smoothing capacitor 15 at the time of starting. For this reason, even when an excessive input voltage Vin is input at the time of starting, an excessive voltage is not input to the IC power supply voltage generation circuit 16, and a voltage that always increases sequentially from the ground potential is always used as the input voltage Vin. The voltage is input to the voltage generation circuit 16. When the input of the input voltage Vin is started, the IC power supply voltage generation circuit 16 outputs the input voltage Vin to the control IC 14 as the power supply voltage V1 because the output voltage Vout is not generated on the secondary side.
As a result, the control IC 14 starts its operation, modulates the power supply voltage V1 in a pulse shape, generates the drive signal ks, and supplies it to the transistor circuit 13 to start the switching operation. At this time, since the power supply voltage V1 is generated in the process in which the voltage level of the input voltage Vin is sequentially increased, the gate voltage Vg does not exceed the gate breakdown voltage Vz, and the gate voltage Vg is less than or equal to the gate breakdown voltage Vz. It can be suppressed.

そして、トランジスタ回路１３のスイッチング動作の開始に伴い、２次側に出力電圧Ｖｏｕｔが生成され、この出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルの検出信号電圧Ｖｓが入力電圧Ｖｉｎの規定電圧（本実施形態では６Ｖ）を超えると、ＩＣ電源電圧生成回路１６は、入力電圧Ｖｉｎの入力を遮蔽し検出信号電圧Ｖｓを電源電圧Ｖ１として制御ＩＣ１４に出力する。すなわち、始動開始後は、２次側での出力電圧Ｖｏｕｔに伴って速やかに入力電圧Ｖｉｎの入力が遮蔽され、検出信号電圧Ｖｓが電源電圧Ｖ１として制御ＩＣ１４に出力されることから、入力電圧Ｖｉｎの電圧レベルが高電位側に過度に変動した場合であっても、この変動にかかわらず常に、電源電圧Ｖ１の電圧レベルを検出信号電圧Ｖｓに維持することができる。 Then, with the start of the switching operation of the transistor circuit 13, an output voltage Vout is generated on the secondary side. 6V), the IC power supply voltage generation circuit 16 shields the input of the input voltage Vin and outputs the detection signal voltage Vs to the control IC 14 as the power supply voltage V1. That is, after starting, the input voltage Vin is quickly shielded with the output voltage Vout on the secondary side, and the detection signal voltage Vs is output to the control IC 14 as the power supply voltage V1. Even if the voltage level fluctuates excessively to the high potential side, the voltage level of the power supply voltage V1 can always be maintained at the detection signal voltage Vs regardless of this fluctuation.

特に、始動後、出力電圧Ｖｏｕｔが安定したときには、当該出力電圧Ｖｏｕｔは規定電圧（本実施形態では約１６Ｖ）に維持されるため、この出力電圧Ｖｏｕｔの規定電圧付近で検出信号電圧Ｖｓも一定に維持される。そして、この検出信号電圧Ｖｓが電源電圧Ｖ１として制御ＩＣ１４に出力されることで、図２（Ａ）に示すように、駆動信号Ｋｓのゲート電圧Ｖｇが電源電圧Ｖ１に近い電圧レベルで一定に維持される。 In particular, when the output voltage Vout becomes stable after starting, the output voltage Vout is maintained at a specified voltage (about 16 V in the present embodiment), so that the detection signal voltage Vs is also constant near the specified voltage of the output voltage Vout. Maintained. The detection signal voltage Vs is output to the control IC 14 as the power supply voltage V1, so that the gate voltage Vg of the drive signal Ks is kept constant at a voltage level close to the power supply voltage V1, as shown in FIG. Is done.

また、図２（Ｂ）に示すように、入力電圧Ｖｉｎが規定電圧（＝６Ｖ）から増大し、また、図２（Ｃ）に示すように、入力電圧Ｖｉｎがゲート耐圧Ｖｚを超えた場合でも、ＩＣ電源電圧生成回路１６が出力する電源電圧Ｖ１が変動することはなく、この電源電圧Ｖ１に近い電圧レベルにゲート電圧Ｖｇが維持されることとなる。換言すれば、過度の入力電圧Ｖｉｎが入力された場合でも、ゲート電圧Ｖｇとゲート耐圧Ｖｚとの差である耐圧余裕Ｗが狭まることはなく、トランジスタ回路１３の破損を確実に防止できる。
また、ゲート電圧Ｖｇの変動がないことから、入力電圧Ｖｉｎの変動によりゲート電圧Ｖｇが変動することがないから、始動後にゲート電圧Ｖｇがトランジスタ回路１３のオンしきい値を下回るなどといった事がなく、トランジスタ回路１３の安定的なスイッチング動作が可能になり、スイッチング電源装置１の信頼性を高めることができる。 Further, as shown in FIG. 2B, the input voltage Vin increases from the specified voltage (= 6V), and even when the input voltage Vin exceeds the gate withstand voltage Vz as shown in FIG. The power supply voltage V1 output from the IC power supply voltage generation circuit 16 does not fluctuate, and the gate voltage Vg is maintained at a voltage level close to the power supply voltage V1. In other words, even when an excessive input voltage Vin is input, the breakdown voltage margin W, which is the difference between the gate voltage Vg and the gate breakdown voltage Vz, is not narrowed, and the transistor circuit 13 can be reliably prevented from being damaged.
Further, since the gate voltage Vg does not fluctuate and the gate voltage Vg does not fluctuate due to fluctuations in the input voltage Vin, the gate voltage Vg does not fall below the ON threshold value of the transistor circuit 13 after starting. The transistor circuit 13 can be stably switched, and the reliability of the switching power supply device 1 can be improved.

このように、本実施形態によれば、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルが所定のしきい値を超えたときに、ＩＣ電源電圧生成回路１６への入力電圧Ｖｉｎの入力が遮断されるため、入力電圧Ｖｉｎの変動にかかわらず、このＩＣ電源電圧生成回路１６が制御ＩＣ１４に出力する電源電圧Ｖ１が出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルの電圧に維持される。これにより、トランジスタ回路１３のゲート端子１３Ａに印加されるゲート電圧Ｖｇを、出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルに維持することができ、入力電圧Ｖｉｎが高電圧側に変動した場合でも、ゲート端子１３Ａへの過度の電圧の印加を確実に防止できる。 As described above, according to the present embodiment, when the voltage level of the output voltage Vout on the secondary side exceeds the predetermined threshold value, the input of the input voltage Vin to the IC power supply voltage generation circuit 16 is cut off. Therefore, the power supply voltage V1 output from the IC power supply voltage generation circuit 16 to the control IC 14 is maintained at a voltage level corresponding to the output voltage Vout regardless of the fluctuation of the input voltage Vin. Thereby, the gate voltage Vg applied to the gate terminal 13A of the transistor circuit 13 can be maintained at a voltage level corresponding to the output voltage Vout, and even when the input voltage Vin changes to the high voltage side, the gate terminal 13A. Application of an excessive voltage to can be reliably prevented.

また本実施形態によれば、遮断回路６１がＩＣ電源電圧生成回路１６への入力電圧Ｖｉｎの入力を遮断するトリガーたる、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルのしきい値を、トランジスタ回路１３のオンしきい値に設定する構成とした。
この構成により、トランジスタ回路１３をスイッチング動作させるに必要な電圧レベルの出力電圧Ｖｏｕｔが２次側で生成されたときに、速やかにＩＣ電源電圧生成回路１６への入力電圧Ｖｉｎの入力を遮断し、このＩＣ電源電圧生成回路１６が出力する電源電圧Ｖ１を２次側の出力電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧レベルに切り替えることができる。 In addition, according to the present embodiment, the threshold of the voltage level of the output voltage Vout, which is a trigger for the cutoff circuit 61 to cut off the input of the input voltage Vin to the IC power supply voltage generation circuit 16, is set to the ON threshold of the transistor circuit 13. The configuration is set to the value.
With this configuration, when the output voltage Vout having a voltage level necessary for switching the transistor circuit 13 is generated on the secondary side, the input of the input voltage Vin to the IC power supply voltage generation circuit 16 is promptly cut off. The power supply voltage V1 output from the IC power supply voltage generation circuit 16 can be switched to a voltage level corresponding to the output voltage Vout on the secondary side.

特に、本実施形態によれば、入力電圧Ｖｉｎの入力時に充電されるキャパシタたる平滑用コンデンサ１５を１次側の入力段に備えるため、入力電圧Ｖｉｎの入力時（すなわち、始動時）に、過度な入力電圧Ｖｉｎが入力された場合でも、ＩＣ電源電圧生成回路１６に入力される入力電圧Ｖｉｎの電圧レベルを抑えることができ、電源電圧Ｖ１を制限することができる。これにより、始動時に、過度な入力電圧Ｖｉｎが入力された場合でも、トランジスタ回路１３のゲート端子１３Ａに過度のゲート電圧Ｖｇが印加されることを確実に防止できる。 In particular, according to the present embodiment, since the smoothing capacitor 15 that is a capacitor charged when the input voltage Vin is input is provided in the primary-side input stage, the input voltage Vin is excessively input (that is, during startup). Even when a large input voltage Vin is input, the voltage level of the input voltage Vin input to the IC power supply voltage generation circuit 16 can be suppressed, and the power supply voltage V1 can be limited. Thereby, even when an excessive input voltage Vin is input at the time of starting, it is possible to reliably prevent an excessive gate voltage Vg from being applied to the gate terminal 13A of the transistor circuit 13.

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、電源装置として、フライバック式のスイッチング電源装置１を例示したが、これに限らず、例えば自励式（フォワード式）などの他の方式のスイッチング電源であっても良い。 The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the flyback switching power supply device 1 is illustrated as the power supply device. However, the power supply device is not limited thereto, and may be a switching power supply of another method such as a self-excited type (forward type). .

また、本発明に係る電源装置は、入力電圧が大きく変動する用途に好適であり、例えば、ハイブリット車両や電気自動車、自動二輪車等の車両を駆動する駆動用バッテリから入力電圧を入力してＤＣ−ＤＣ変換する電源装置として用いることができる。
また、太陽光発電システムにおいて、太陽電池が発電した電気を家庭等で利用できるように変換するための電源装置（いわゆる、パワーコンディショナー）として用いることもできる。 Further, the power supply device according to the present invention is suitable for applications in which the input voltage fluctuates greatly. For example, the power supply device inputs DC input voltage from a driving battery that drives a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a motorcycle. It can be used as a power supply device for DC conversion.
Moreover, in a solar power generation system, it can also be used as a power supply device (so-called power conditioner) for converting electricity generated by a solar cell so that it can be used at home.

１スイッチング電源装置（電源装置）
１０フライバックトランス（トランス）
１１負荷回路
１２１次巻線
１３トランジスタ回路（スイッチング素子）
１４制御ＩＣ（制御回路）
１５平滑用コンデンサ（キャパシタ）
１６ＩＣ電源電圧生成回路（電圧生成回路）
１８２次巻線
２１３次巻線
２２検出回路
６０選択回路
６１遮断回路
６２入力スイッチ回路
６３遮断スイッチ回路
Ｋｓ駆動信号
Ｖ１電源電圧
Ｖｇゲート電圧（駆動電圧）
Ｖｉｎ入力電圧
Ｖｏｕｔ出力電圧
Ｖｓ検出信号電圧
Ｖｚゲート耐圧
Ｗ耐圧余裕 1 Switching power supply (power supply)
10 Flyback transformer (transformer)
11 Load circuit 12 Primary winding 13 Transistor circuit (switching element)
14 Control IC (control circuit)
15 Smoothing capacitor (capacitor)
16 IC power supply voltage generation circuit (voltage generation circuit)
18 Secondary winding 21 Tertiary winding 22 Detection circuit 60 Selection circuit 61 Cutoff circuit 62 Input switch circuit 63 Cutoff switch circuit Ks Drive signal V1 Power supply voltage Vg Gate voltage (drive voltage)
Vin input voltage Vout output voltage Vs detection signal voltage Vz gate breakdown voltage W breakdown voltage margin

Claims

A switching element connected to the primary winding of the transformer;
A detection circuit that generates a detection signal having a voltage level corresponding to the output voltage on the secondary side of the transformer and feeds back the detection signal to the primary side;
A control circuit for switching the switching element so that the output voltage is maintained at a predetermined voltage level based on a detection signal from the detection circuit;
A voltage generating circuit for outputting the input voltage to the primary side of the transformer, and a higher voltage among the voltages of the detection signal before Symbol control circuit,
A cut-off circuit that cuts off the input of the input voltage to the voltage generation circuit when the output voltage on the secondary side exceeds a predetermined threshold ,
The control circuit generates a drive signal for PWM control from the voltage output from the voltage generation circuit and applies the drive signal to the gate terminal of the switching element .

The power supply apparatus according to claim 1, wherein the predetermined threshold is set to an on threshold of the switching element.

The power supply apparatus according to claim 1, wherein a capacitor charged when an input voltage is input is provided in a primary-side input stage.