JP6925917B2 - Power supply unit, semiconductor integrated circuit, and control method of power supply unit - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、半導体集積回路、及び、電源装置の制御方法に関する発明である。 The present invention relates to a power supply device, a semiconductor integrated circuit, and a method for controlling the power supply device.
従来、交流電源が出力した交流電圧を全波整流した電圧から直流電圧を取り出して整流電圧として負荷（ＬＥＤ照明）に供給する電源装置（例えば、特許文献１参照）がある。 Conventionally, there is a power supply device (see, for example, Patent Document 1) that extracts a DC voltage from a voltage obtained by full-wave rectifying an AC voltage output by an AC power supply and supplies it as a rectified voltage to a load (LED lighting).
ここで、例えば、図６に示す従来の電源装置２００では、交流電圧を整流した整流電圧（整流電圧）をスイッチＳＷ及びドロッパＺを介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電し、このバックアップ用キャパシタＣＢに充電されたバックアップ用電圧Ｖｃから外部の負荷（マイコン）Ｐに供給する基準電圧Ｖｒｅｆを基準電圧生成回Ｇで生成するようになっている。 Here, for example, in the conventional power supply device 200 shown in FIG. 6, the rectified voltage (rectified voltage) obtained by rectifying the AC voltage is charged to the backup capacitor CB via the switch SW and the dropper Z, and the backup capacitor CB is charged. The reference voltage Vref supplied from the charged backup voltage Vc to the external load (microcomputer) P is generated at the reference voltage generation time G.
このような従来の電源装置２００は、当該整流電圧ＶＤｒａｉｎが低い時のみ、コンパレータでスイッチＳＷをオンして、充電する回路構成であるため、整流電圧ＶＤｒａｉｎの変動および負荷電流の変動によってバックアップ用キャパシタＣＢの充放電によって制御されるバックアップ用電圧Ｖｃが大きく変動することとなる。 Since such a conventional power supply device 200 has a circuit configuration in which the switch SW is turned on by the comparator and charged only when the rectified voltage VDrain is low, the backup capacitor is caused by the fluctuation of the rectified voltage VDrain and the fluctuation of the load current. The backup voltage Vc controlled by the charging / discharging of the CB fluctuates greatly.
特に、負荷電流の急増/整流電圧（交流電圧）の上昇の場合にはバックアップ用電圧Ｖｃが低下するために、本来安定しているべき基準電圧Ｖｒｅｆが低下することとなる（図７〜図９参照）。 In particular, when the load current suddenly increases / the rectified voltage (AC voltage) rises, the backup voltage Vc decreases, so that the reference voltage Vref, which should be originally stable, decreases (FIGS. 7 to 9). reference).
本発明は、整流電圧（交流電圧）の変動及び負荷の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、負荷に供給する基準電圧の変動を抑制することが可能な電源装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a power supply device capable of suppressing fluctuations in the backup voltage caused by fluctuations in the rectified voltage (AC voltage) and fluctuations in the current consumption of the load, and suppressing fluctuations in the reference voltage supplied to the load. The purpose is to provide.
本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、
第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、
前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、
一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、
バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、
第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、
前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
A power supply unit according to an embodiment of the present invention
The first power supply terminal and the second power supply terminal to which AC voltage is supplied from the AC power supply, and
The first rectifying terminal and the second rectifying terminal,
The AC power supply full-wave rectifies the AC voltage output between the first power supply terminal and the second power supply terminal, and the obtained rectified voltage is rectified by the first rectifying terminal and the second rectifying terminal. A full-wave rectifier circuit that outputs between the terminals and
A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal,
A backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and
A rectifying element in which a first node is connected to the other end of the switch and a second node is connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node.
A backup capacitor that is connected between the backup voltage terminal and the fixed potential and outputs the backup voltage,
A reference voltage generation circuit that is connected between the backup voltage terminal and the second rectifier terminal, generates a reference voltage from the backup voltage charged in the backup capacitor, and outputs the reference voltage to the load. When,
A first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, and
A second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and
A switch control circuit for controlling the switch by a switch control signal based on the detection results of the first detection circuit and the second detection circuit is provided.
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする。
In the power supply device
The switch control circuit
When the backup voltage rises and reaches a preset first threshold voltage while the switch is on, the switch is turned off.
On the other hand, when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage in a state where the switch is turned off, the switch is turned on.
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が降下して前記第１の閾値電圧よりも低い予め設定した第３の閾値電圧に達すると、前記スイッチを強制的にオンする
ことを特徴とする。
In the power supply device
The switch control circuit
When the backup voltage drops to a preset third threshold voltage lower than the first threshold voltage in a state where the switch is turned off, the switch is forcibly turned on.
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧と前記第３の閾値電圧との間の第２の閾値電圧以上である場合には、強制的に前記スイッチをオフした状態に維持し、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧未満である場合には、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする。
In the power supply device
The switch control circuit
When the rectified voltage drops to a preset specified value voltage with the switch turned off, the backup voltage is a second threshold voltage between the first threshold voltage and the third threshold voltage. In the above case, forcibly keep the switch off and keep it off.
On the other hand, when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage with the switch turned off and the backup voltage is less than the second threshold voltage, the switch is turned on. It is a feature.
前記電源装置において、
前記整流素子は、アノードが前記スイッチの他端に接続され、カソードが前記バックアップ用電圧端子に接続されたダイオードである
ことを特徴とする。
In the power supply device
The rectifying element is a diode in which the anode is connected to the other end of the switch and the cathode is connected to the backup voltage terminal.
前記電源装置において、
前記第１の検出回路は、
前記比較電圧と、予め設定された比較用規定値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、前記第１の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする。
In the power supply device
The first detection circuit is
By comparing the comparison voltage with the preset specified value voltage for comparison, a first comparison result signal indicating whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage is output.
The switch control circuit is characterized in that, based on the first comparison result signal, it is determined whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage in a state where the switch is turned off.
前記電源装置において、
前記第１の検出回路は、反転入力端子に前記比較電圧が入力され、非反転入力端子に前記比較用規定値電圧が入力され、前記第１の比較結果信号を出力する第１のコンパレータである
ことを特徴とする。
In the power supply device
The first detection circuit is a first comparator in which the comparison voltage is input to the inverting input terminal, the comparison specified value voltage is input to the non-inverting input terminal, and the first comparison result signal is output. It is characterized by that.
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達したか否かを示す第２の比較結果信号を出力し、
前記バックアップ用電圧と、前記第３の閾値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧まで上昇したか否かを判断し、
前記第３の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第３の閾値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする。
In the power supply device
The second detection circuit is
By comparing the backup voltage with the first threshold voltage, a second comparison result signal indicating whether or not the backup voltage has reached the first threshold voltage is output.
By comparing the backup voltage with the third threshold voltage, a third comparison result signal indicating whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage is output.
The switch control circuit
Based on the second comparison result signal, it is determined whether or not the backup voltage has risen to the first threshold voltage while the switch is turned on.
Based on the third comparison result signal, it is determined whether or not the backup voltage has dropped to the third threshold voltage with the switch turned off.
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１及び第２の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達した後前記第２の閾値電圧まで低下したか否かを示す前記第２の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧以上であるか否かを判断する
ことを特徴とする。
In the power supply device
The second detection circuit is
By comparing the backup voltage with the first and second threshold voltages, it can be determined whether or not the backup voltage has decreased to the second threshold voltage after reaching the first threshold voltage. The second comparison result signal shown is output,
The switch control circuit
Based on the second comparison result signal, it is determined whether or not the backup voltage is equal to or higher than the second threshold voltage in a state where the switch is turned off.
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
非反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、反転入力端子に前記第１の閾値電圧及び前記第２の閾値電圧が入力され、前記第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
非反転入力端子に前記第３の閾値電圧が入力され、反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、前記第３の比較結果信号を出力する第３のコンパレータと、を備える
ことを特徴とする。
In the power supply device
The second detection circuit is
A second comparator in which the backup voltage is input to the non-inverting input terminal, the first threshold voltage and the second threshold voltage are input to the inverting input terminal, and the second comparison result signal is output.
It is characterized by including a third comparator in which the third threshold voltage is input to the non-inverting input terminal, the backup voltage is input to the inverting input terminal, and the third comparison result signal is output. ..
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
第１の入力が前記第１のコンパレータの出力に接続され、第２の入力が前記第３のコンパレータの出力に接続されたＯＲ回路と、
入力が前記第２のコンパレータの出力に接続されたインバータ回路と、
第１の入力が前記ＯＲ回路の出力に接続され、第２の入力が前記インバータ回路の出力に接続されたＡＮＤ回路と、
セット端子が前記ＡＮＤ回路の出力に接続され、リセット端子が前記第２のコンパレータの出力に接続され、出力から前記スイッチ制御信号を出力するＳＲフリップフロップ回路と、を備える
ことを特徴とする。
In the power supply device
The switch control circuit
An OR circuit in which the first input is connected to the output of the first comparator and the second input is connected to the output of the third comparator.
With an inverter circuit whose input is connected to the output of the second comparator,
An AND circuit in which the first input is connected to the output of the OR circuit and the second input is connected to the output of the inverter circuit.
It is characterized by including an SR flip-flop circuit in which a set terminal is connected to the output of the AND circuit, a reset terminal is connected to the output of the second comparator, and the switch control signal is output from the output.
前記電源装置において、
前記負荷は、前記基準電圧により起動し、前記整流電圧を力率改善した電圧を定電圧にする出力回路を制御する制御部である
ことを特徴とする。
In the power supply device
The load is a control unit that is activated by the reference voltage and controls an output circuit that converts the rectified voltage into a constant voltage with a power factor improved.
前記電源装置において、
前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記整流電圧を分圧して前記比較電圧Ｒ分圧端子から出力する分圧回路をさらに備え、
前記第１の検出回路は、前記比較電圧を前記整流電圧に基づいた前記比較電圧として検出する
ことを特徴とする。
In the power supply device
Further provided with a voltage dividing circuit connected between the first rectifying terminal and the second rectifying terminal, the rectified voltage is divided and output from the comparative voltage R divided terminal.
The first detection circuit is characterized in that the comparison voltage is detected as the comparison voltage based on the rectified voltage.
前記電源装置において、
前記分圧回路は、
一端が前記第１の整流端子に接続され、他端が前記分圧端子に接続された第１の分圧抵抗と、
一端が前記分圧端子に接続され、他端が前記第２の整流端子に接続された第２の分圧抵抗と、を備える
ことを特徴とする。
In the power supply device
The voltage divider circuit
A first voltage dividing resistor having one end connected to the first rectifying terminal and the other end connected to the voltage dividing terminal.
One end is connected to the voltage dividing terminal, and the other end is provided with a second voltage dividing resistor connected to the second rectifying terminal.
本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置の制御方法は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、スイッチ制御回路と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記スイッチ制御回路が、前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御する
ことを特徴とする。
The method for controlling the power supply device according to the embodiment according to one aspect of the present invention is as follows.
The first power supply terminal and the second power supply terminal to which the AC voltage is supplied from the AC power supply, the first rectifying terminal, the second rectifying terminal, and the AC power supply are the first power supply terminal and the above. A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage output between the second power supply terminal and outputs the obtained rectified voltage between the first rectifier terminal and the second rectifier terminal. A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and a first node connected to the other end of the switch, and a second node A rectifying element connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node, and connected between the backup voltage terminal and a fixed potential to obtain the backup voltage. A reference voltage is generated from the backup capacitor that is connected to the output backup capacitor, the backup voltage terminal, and the second rectifier terminal, and is charged in the backup capacitor, and the reference voltage is applied to the load. A reference voltage generation circuit that outputs the above, a first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, a second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and a switch control circuit. A method of controlling a power supply device including,
The switch control circuit controls the switch by a switch control signal based on the detection results of the first detection circuit and the second detection circuit.
It is characterized by that.
本発明の一態様に係る実施形態に従った半導体集積回路は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、を備えた電源装置に適用される半導体集積回路であって、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
The semiconductor integrated circuit according to the embodiment according to one aspect of the present invention is
The first power supply terminal and the second power supply terminal to which the AC voltage is supplied from the AC power supply, the first rectifying terminal, the second rectifying terminal, and the AC power supply are the first power supply terminal and the above. A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage output between the second power supply terminal and outputs the obtained rectified voltage between the first rectifier terminal and the second rectifier terminal. A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and a first node connected to the other end of the switch, and a second node A rectifying element connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node, and connected between the backup voltage terminal and a fixed potential to obtain the backup voltage. A semiconductor integrated circuit applied to a power supply device equipped with a backup capacitor for output.
A reference voltage generation circuit that is connected between the backup voltage terminal and the second rectifier terminal, generates a reference voltage from the backup voltage charged in the backup capacitor, and outputs the reference voltage to the load. When,
A first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, and
A second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and
A switch control circuit for controlling the switch by a switch control signal based on the detection results of the first detection circuit and the second detection circuit is provided.
本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードがスイッチの他端に接続され、第２ノードがバックアップ用電圧端子に接続され、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、バックアップ用電圧端子と第２の整流端子との間に接続され、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える。 The power supply device according to one aspect of the present invention includes a first power supply terminal, a second power supply terminal, a first rectifying terminal, and a second rectifying terminal to which an AC voltage is supplied from an AC power source. The AC voltage output by the power supply between the first power supply terminal and the second power supply terminal is full-wave rectified, and the obtained rectified voltage is output between the first rectified terminal and the second rectified terminal. A full-wave rectifier circuit, a switch whose one end is connected to the first rectifier terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and a first node are connected to the other end of the switch. The second node is connected to the backup voltage terminal and is connected between the rectifying element that prevents the backflow of current from the second node to the first node and the backup voltage terminal and the fixed potential to output the backup voltage. A reference voltage that is connected between the backup capacitor, the backup voltage terminal, and the second rectifier terminal, generates a reference voltage from the backup voltage charged in the backup capacitor, and outputs a reference voltage to the load. The generation circuit, the first detection circuit that detects the comparison voltage based on the rectified voltage, the second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, the first detection circuit, and the second detection circuit. A switch control circuit that controls a switch by a switch control signal based on the detection result of the above is provided.
すなわち、本発明に係る電源装置によれば、整流電圧（交流電圧）の変動及び外部のＩＣ（負荷）の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、外部のＩＣ（負荷）に供給する基準電圧の変動を抑制することができる。 That is, according to the power supply device according to the present invention, the fluctuation of the backup voltage caused by the fluctuation of the rectified voltage (alternating current voltage) and the fluctuation of the current consumption of the external IC (load) is suppressed, and the fluctuation of the external IC (load) is suppressed. ) Can suppress fluctuations in the reference voltage supplied to).
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the
第１の実施形態に係る電源装置１００は、例えば、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、第１の整流端子ＴＲ１と、第２の整流端子ＴＲ２と、バックアップ用電圧端子ＴＢと、全波整流回路Ｘと、スイッチＳＷと、整流素子Ａと、バックアップ用キャパシタＣＢと、基準電圧生成回路Ｇと、第１の検出回路Ｄ１と、第２の検出回路Ｄ２と、スイッチ制御回路Ｅと、分圧回路ＲＸと、を備える。なお、例えば、基準電圧生成回路Ｇ、第１の検出回路Ｄ１、第２の検出回路Ｄ２、スイッチ制御回路Ｅ、及び、分圧回路ＲＸは、１つの半導体集積回路（制御ＩＣ）を、構成する。
The
この電源装置１００は、例えば、図１に示すように、交流電源Ｓが出力した交流電圧ＶＳから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、負荷Ｐに供給するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
なお、負荷Ｐは、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆにより起動し、整流電圧ＶＤｒａｉｎを力率改善した電圧を定電圧にする出力回路（図示せず）を制御する制御部である。 The load P is, for example, a control unit that controls an output circuit (not shown) that is started by a reference voltage Vref and whose power factor is improved from the rectified voltage VDrain to a constant voltage.
ここで、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１及び第２の電源端子ＴＤ２は、交流電源Ｓから交流電圧ＶＳが供給されるようになっている。 Here, as shown in FIG. 1, the first power supply terminal TD1 and the second power supply terminal TD2 are supplied with an AC voltage VS from the AC power supply S.
そして、全波整流回路Ｘは、交流電源Ｓが第１の電源端子ＴＤ１と第２の電源端子ＴＤ２との間に出力した交流電圧ＶＳを全波整流するようになっている。そして、この全波整流回路Ｘは、得られた整流電圧ＶＸを、第１の整流端子ＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に出力するようになっている。 The full-wave rectifier circuit X is adapted to perform full-wave rectification of the AC voltage VS output by the AC power supply S between the first power supply terminal TD1 and the second power supply terminal TD2. The full-wave rectifier circuit X outputs the obtained rectifier voltage VX between the first rectifier terminal TR1 and the second rectifier terminal TR2.
また、図１に示すように、分圧回路ＲＸは、第１の整流端子ＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に接続されている。この分圧回路ＲＸは、整流電圧ＶＤｒａｉｎを分圧した比較電圧ＲＶを分圧端子ＴＤから出力するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the voltage dividing circuit RX is connected between the first rectifying terminal TR1 and the second rectifying terminal TR2. This voltage divider circuit RX outputs a comparative voltage RV obtained by dividing the rectified voltage VDrain from the voltage divider terminal TD.
この分圧回路ＲＸは、例えば、図１に示すように、第１の分圧抵抗Ｒ１と、第２の分圧抵抗Ｒ２と、を備える。 This voltage divider circuit RX includes, for example, a first voltage divider resistor R1 and a second voltage divider resistor R2, as shown in FIG.
そして、第１の分圧抵抗Ｒ１は、一端が第１の整流端子ＴＲ１に接続され、他端が分圧端子ＴＤに接続されている。 One end of the first voltage dividing resistor R1 is connected to the first rectifying terminal TR1, and the other end is connected to the voltage dividing terminal TD.
そして、第２の分圧抵抗Ｒ２は、一端が分圧端子ＴＤに接続され、他端が第２の整流端子ＴＲ２に接続されている。 One end of the second voltage dividing resistor R2 is connected to the voltage dividing terminal TD, and the other end is connected to the second rectifying terminal TR2.
また、図１に示すように、バックアップ用電圧端子ＴＢは、負荷Ｐに供給する電圧をバックアップのためのバックアップ用電圧Ｖｃが印加されるようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the backup voltage terminal TB is adapted to apply the backup voltage Vc for backing up the voltage supplied to the load P.
また、図１に示すように、バックアップ用キャパシタＣＢは、バックアップ用電圧端子ＴＢと固定電位（接地電位）との間に接続され、バックアップ用電圧Ｖｃを出力するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the backup capacitor CB is connected between the backup voltage terminal TB and the fixed potential (ground potential) to output the backup voltage Vc.
また、図１に示すように、スイッチＳＷは、一端が第１の整流端子ＴＲ１に接続され、他端が整流端子Ａの第１ノード（アノード）に接続されている。 Further, as shown in FIG. 1, one end of the switch SW is connected to the first rectifying terminal TR1 and the other end is connected to the first node (anode) of the rectifying terminal A.
このスイッチＳＷは、スイッチ制御回路Ｅにより、オン／オフが制御されるようになっている。このスイッチＳＷは、例えば、ＭＯＳトランジスタである。 The switch SW is controlled to be turned on / off by the switch control circuit E. This switch SW is, for example, a MOS transistor.
なお、このスイッチＳＷがオンすると、電流ＩＤｒａｉｎが流れて、整流素子Ｓを介して、バックアップ用キャパシタＣＢが充電されてバックアップ用電圧Ｖｃが上昇するようになっている。 When this switch SW is turned on, a current ID line flows, the backup capacitor CB is charged via the rectifying element S, and the backup voltage Vc rises.
また、図１に示すように、整流素子Ａは、第１ノード（アノード）がスイッチＳＷの他端に接続され、第２ノード（カソード）がバックアップ用電圧端子ＴＢ（及び基準電圧生成回路Ｇの入力）に接続されている。この整流端子Ａは、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, in the rectifying element A, the first node (anode) is connected to the other end of the switch SW, and the second node (cathode) is the backup voltage terminal TB (and the reference voltage generation circuit G). Input) is connected. The rectifying terminal A is designed to prevent backflow of current from the second node to the first node.
この整流素子Ａは、例えば、図１に示すように、アノードがスイッチＳＷの他端に接続され、カソードがバックアップ用電圧端子ＴＢ（及び基準電圧生成回路Ｇの入力）に接続されたダイオードである。 As shown in FIG. 1, the rectifying element A is, for example, a diode in which the anode is connected to the other end of the switch SW and the cathode is connected to the backup voltage terminal TB (and the input of the reference voltage generation circuit G). ..
また、図１に示すように、基準電圧生成回路Ｇは、バックアップ用電圧端子ＴＢと第２の整流端子ＴＢとの間に接続され、バックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成し、負荷Ｐに基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the reference voltage generation circuit G is connected between the backup voltage terminal TB and the second rectifier terminal TB, and is referenced from the backup voltage Vc charged in the backup capacitor CB. A voltage Vref is generated and a reference voltage Vref is output to the load P.
また、図１に示すように、第１の検出回路Ｄ１は、整流電圧ＶＤｒａｉｎに基づいた比較電圧ＲＶを検出するようになっている。なお、本実施形態では、この第１の検出回路Ｄ１は、例えば、図１に示すように、分圧回路ＲＸが出力する比較電圧ＲＶを、整流電圧ＶＤｒａｉｎに基づいた比較電圧ＲＶとして検出するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the first detection circuit D1 detects the comparison voltage RV based on the rectified voltage VDrain. In the present embodiment, the first detection circuit D1 detects, for example, the comparative voltage RV output by the voltage dividing circuit RX as the comparative voltage RV based on the rectified voltage VDrain, as shown in FIG. It has become.
この第１の検出回路Ｄ１は、比較電圧ＲＶと、予め設定された比較用規定値電圧Ｙとを比較することで、整流電圧ＶＤｒａｉｎが該規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号Ｓ１を出力するようになっている。 The first detection circuit D1 compares the comparison voltage RV with the preset reference value voltage Y for comparison to indicate whether or not the rectified voltage VDrain has dropped to the specified value voltage. The comparison result signal S1 is output.
そして、この第１の検出回路Ｄ１は、例えば、図１に示すように、反転入力端子に比較電圧ＲＶが入力され、非反転入力端子に比較用規定値電圧Ｙが入力され、第１の比較結果信号Ｓ１を出力する第１のコンパレータＤ１である。この第１のコンパレータＤ１は、ヒステリシス特性を有する。 Then, in the first detection circuit D1, for example, as shown in FIG. 1, the comparison voltage RV is input to the inverting input terminal, the comparison specified value voltage Y is input to the non-inverting input terminal, and the first comparison is performed. This is the first comparator D1 that outputs the result signal S1. The first comparator D1 has a hysteresis characteristic.
また、図１に示すように、第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧端子ＴＢのバックアップ用電圧Ｖｃを検出するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the second detection circuit D2 detects the backup voltage Vc of the backup voltage terminal TB.
この第２の検出回路Ｄ２は、例えば、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１とを比較することで、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１に達したか否かを示す第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。 The second detection circuit D2 compares, for example, the backup voltage Vc with the preset first threshold voltage V1 to determine whether or not the backup voltage Vc has reached the first threshold voltage V1. The second comparison result signal S2 indicating the above is output.
特に、第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第１及び第２の閾値電圧Ｖ１、Ｖ２とを比較することで、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１に達した後、第２の閾値電圧Ｖ２まで低下したか否かを示す第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。 In particular, in the second detection circuit D2, the backup voltage Vc reaches the first threshold voltage V1 by comparing the backup voltage Vc with the preset first and second threshold voltages V1 and V2. After that, the second comparison result signal S2 indicating whether or not the voltage has dropped to the second threshold voltage V2 is output.
さらに、この第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３とを比較することで、整流電圧ＶＤｒａｉｎが規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号Ｓ３を出力するようになっている。 Further, the second detection circuit D2 compares the backup voltage Vc with the preset third threshold voltage V3 to indicate whether or not the rectified voltage VDrain has dropped to the specified value voltage. The comparison result signal S3 of is output.
この第２の検出回路Ｄ２は、例えば、図１に示すように、第２のコンパレータＤ２ａと、第３のコンパレータＤ２ｂと、を備える。 The second detection circuit D2 includes, for example, a second comparator D2a and a third comparator D2b, as shown in FIG.
そして、第２のコンパレータＤ２ａは、非反転入力端子にバックアップ用電圧Ｖｃが入力され、反転入力端子に第１の閾値電圧Ｖ１及び第２の閾値電圧Ｖ２が入力され、第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。 Then, in the second comparator D2a, the backup voltage Vc is input to the non-inverting input terminal, the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2 are input to the inverting input terminal, and the second comparison result signal S2 Is to be output.
この第２のコンパレータＤ２ａは、ヒステリシス特性を有する。 The second comparator D2a has a hysteresis characteristic.
第３のコンパレータＤ２ｂは、非反転入力端子に第３の閾値電圧Ｖ３が入力され、反転入力端子にバックアップ用電圧Ｖｃが入力され、第３の比較結果信号Ｓ３を出力するようになっている。 In the third comparator D2b, the third threshold voltage V3 is input to the non-inverting input terminal, the backup voltage Vc is input to the inverting input terminal, and the third comparison result signal S3 is output.
この第３のコンパレータＤ２ｂは、ヒステリシス特性を有する。 The third comparator D2b has a hysteresis characteristic.
また、図１に示すように、スイッチ制御回路Ｅは、第１の検出回路Ｄ１及び第２の検出回路Ｄ２の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号ＳＥにより、スイッチＳＷを制御するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the switch control circuit E controls the switch SW by the switch control signal SE based on the detection results of the first detection circuit D1 and the second detection circuit D2. There is.
例えば、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフするようになっている。 For example, as a basic operation, this switch control circuit E turns off the switch SW when the backup voltage Vc rises with the switch SW turned on and reaches the preset first threshold voltage V1. It has become.
一方、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンするようになっている。 On the other hand, as a basic operation, the switch control circuit E turns on the switch SW when the rectified voltage VDrain drops to a preset specified value voltage in a state where the switch SW is turned off.
さらに、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが降下して第１の閾値電圧Ｖ１よりも低い予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３に達すると、スイッチＳＷを強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）オンするようになっている。 Further, the switch control circuit E forcibly presses the switch SW when the backup voltage Vc drops and reaches a preset third threshold voltage V3 lower than the first threshold voltage V1 while the switch SW is turned off. It is turned on (regardless of the magnitude of the rectified voltage VDrain).
特に、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１と第３の閾値電圧Ｖ３との間の第２の閾値電圧Ｖ２以上である場合には、強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）スイッチＳＷをオフした状態に維持するようになっている。 In particular, in the switch control circuit E, when the rectified voltage VDrain drops to a preset specified value voltage with the switch SW turned off, the backup voltage Vc becomes the first threshold voltage V1 and the third threshold voltage V3. When it is equal to or higher than the second threshold voltage V2 between, the switch SW is forcibly maintained in the off state (regardless of the magnitude of the rectified voltage VDrain).
一方、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２未満である場合には、スイッチをオンするようになっている。 On the other hand, the switch control circuit E switches when the backup voltage Vc is less than the second threshold voltage V2 when the rectified voltage VDrain drops to a preset specified value voltage with the switch SW turned off. Is turned on.
また、このスイッチ制御回路Ｅは、第１の検出回路Ｄ１が出力した第１の比較結果信号Ｓ１に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが規定値電圧まで降下したか否かを判断するようになっている。 Further, this switch control circuit E determines whether or not the rectified voltage VDrain has dropped to the specified value voltage with the switch SW turned off based on the first comparison result signal S1 output by the first detection circuit D1. It is supposed to judge.
また、スイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第２の比較結果信号Ｓ２に基づいて、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１まで上昇したか否かを判断するようになっている。 Further, in the switch control circuit E, whether the backup voltage Vc has risen to the first threshold voltage V1 with the switch SW turned on based on the second comparison result signal S2 output by the second detection circuit D2. It is designed to judge whether or not.
特に、スイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第２の比較結果信号Ｓ２に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２以上であるか否かを判断するようになっている。 In particular, in the switch control circuit E, whether the backup voltage Vc is equal to or higher than the second threshold voltage V2 with the switch SW turned off based on the second comparison result signal S2 output by the second detection circuit D2. It is designed to judge whether or not.
さらに、このスイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第３の比較結果信号Ｓ３に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第３の閾値電圧Ｖ３まで降下したか否かを判断するようになっている。 Further, in this switch control circuit E, the backup voltage Vc drops to the third threshold voltage V3 with the switch SW turned off based on the third comparison result signal S3 output by the second detection circuit D2. It is designed to judge whether or not it is.
このスイッチ制御回路は、例えば、図１に示すように、ＯＲ回路Ｅ１と、インバータ回路Ｅ２と、ＡＮＤ回路Ｅ３と、ＳＲフリップフロップ回路Ｅ４と、を備える。 This switch control circuit includes, for example, an OR circuit E1, an inverter circuit E2, an AND circuit E3, and an SR flip-flop circuit E4, as shown in FIG.
そして、ＯＲ回路Ｅ１は、第１の入力が第１のコンパレータＤ１の出力に接続され、第２の入力が第３のコンパレータＤ２ｂの出力に接続されている。 Then, in the OR circuit E1, the first input is connected to the output of the first comparator D1 and the second input is connected to the output of the third comparator D2b.
そして、インバータ回路Ｅ２は、入力が第２のコンパレータＤ２ａの出力に接続されている。 The input of the inverter circuit E2 is connected to the output of the second comparator D2a.
そして、ＡＮＤ回路Ｅ３は、第１の入力がＯＲ回路Ｅ１の出力に接続され、第２の入力がインバータ回路Ｅ２の出力に接続されている。 Then, in the AND circuit E3, the first input is connected to the output of the OR circuit E1 and the second input is connected to the output of the inverter circuit E2.
そして、ＳＲフリップフロップ回路Ｅ４は、セット端子ＳがＡＮＤ回路Ｅ３の出力に接続され、リセット端子Ｒが第２のコンパレータＤ２ａの出力に接続され、出力ＱがスイッチＳＷの制御端子（ゲート）に接続され、出力Ｑからスイッチ制御信号ＳＥを出力するようになっている。 Then, in the SR flip-flop circuit E4, the set terminal S is connected to the output of the AND circuit E3, the reset terminal R is connected to the output of the second comparator D2a, and the output Q is connected to the control terminal (gate) of the switch SW. Then, the switch control signal SE is output from the output Q.
ここで、以上のような構成を有する電源装置１００の制御方法の一例について説明する。
Here, an example of a control method of the
ここで、図２は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が増加した場合における、動作波形の一例を示す図である。
Here, FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation waveform of the
図２に示すように、時刻ｔ１以前において、既述のように、スイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。 As shown in FIG. 2, before the time t1, as described above, the switch control circuit E has a first preset operation in which the backup voltage Vc rises with the switch SW turned on as a basic operation. When the threshold voltage V1 is reached, the switch SW is turned off.
一方、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンする。 On the other hand, as a basic operation, this switch control circuit E turns on the switch SW when the rectified voltage VDrain drops to a preset specified value voltage in a state where the switch SW is turned off.
そして、図２に示すように、例えば、時刻ｔ１において、負荷Ｐの負荷電流が増加すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が加速する。 Then, as shown in FIG. 2, for example, when the load current of the load P increases at time t1, the discharge of the backup voltage Vc accelerates.
そこで、この時刻ｔ１以降においても、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンし、その後、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。 Therefore, even after this time t1, the switch control circuit E turns on the switch SW when the rectified voltage VDrain drops to a predetermined value voltage set in advance with the switch SW turned off, and then turns on the switch SW. When the backup voltage Vc rises and reaches the preset first threshold voltage V1, the switch SW is turned off.
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電時間が延びることとなり、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。 As a result, the charging time of the backup voltage Vc is extended, and as a result, the reference voltage Vref output by the reference voltage generation circuit G is maintained at a predetermined value.
次に、図３は、図１に示す電源装置１００の、交流電圧ＶＳが上昇して整流電圧ＶＤｒａｉｎが上昇した場合における、動作波形の一例を示す図である。
Next, FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation waveform of the
図３に示すように、例えば、時刻ｔ２において、交流電圧ＶＳが上昇して整流電圧ＶＤｒａｉｎが上昇する。 As shown in FIG. 3, for example, at time t2, the AC voltage VS rises and the rectified voltage VDrain rises.
しかし、この時刻ｔ２以降においても、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンし、その後、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。 However, even after this time t2, when the rectified voltage VDrain drops to a predetermined value voltage set in advance with the switch SW turned off, the switch control circuit E turns on the switch SW and then turns on the switch SW. When the backup voltage Vc rises and reaches the preset first threshold voltage V1, the switch SW is turned off.
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電を開始する（すなわち、スイッチＳＷをオンする）タイミングが変化して、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。 As a result, the timing at which charging of the backup voltage Vc is started (that is, the switch SW is turned on) changes, and as a result, the reference voltage Vref output by the reference voltage generation circuit G is maintained at a predetermined value. Become.
次に、図４は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急増した場合における、動作波形の一例を示す図である。
Next, FIG. 4 is a diagram showing an example of an operation waveform of the
例えば、図４に示すように、例えば、時刻ｔ３において、負荷Ｐの負荷電流が急増すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が大きく加速する。 For example, as shown in FIG. 4, for example, at time t3, when the load current of the load P suddenly increases, the discharge of the backup voltage Vc is greatly accelerated.
そこで、時刻ｔ３以降において、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが降下して第１の閾値電圧Ｖ１よりも低い予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３に達すると、スイッチＳＷを強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）オンする。 Therefore, after the time t3, when the backup voltage Vc drops and reaches a preset third threshold voltage V3 lower than the first threshold voltage V1 in the state where the switch SW is turned off, the switch control circuit E receives. The switch SW is forcibly turned on (regardless of the size of the rectified voltage VDrain).
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電時間がより長くなり、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。 As a result, the charging time of the backup voltage Vc becomes longer, and as a result, the reference voltage Vref output by the reference voltage generation circuit G is maintained at a predetermined value.
次に、図５は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急減した場合における、動作波形の一例を示す図である。
Next, FIG. 5 is a diagram showing an example of an operation waveform of the
例えば、図５に示すように、例えば、時刻ｔ４において、負荷Ｐの負荷電流が急減すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が減速する。 For example, as shown in FIG. 5, for example, at time t4, when the load current of the load P suddenly decreases, the discharge of the backup voltage Vc slows down.
そこで、時刻ｔ４以降において、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１と第３の閾値電圧Ｖ３との間の第２の閾値電圧Ｖ２以上である場合には、強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）スイッチＳＷをオフした状態に維持する（時刻ｔ４ａ）。 Therefore, after time t4, in the switch control circuit E, when the rectified voltage VDrain drops to a predetermined value voltage set in advance with the switch SW turned off, the backup voltage Vc becomes the first threshold voltage V1 and the third threshold voltage V1. When it is equal to or higher than the second threshold voltage V2 between the threshold voltage V3 and the threshold voltage V3, the switch SW is forcibly maintained in the off state (regardless of the magnitude of the rectified voltage VDrain) (time t4a).
一方、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２未満である場合には、スイッチをオン（時刻ｔ４ｂ）。 On the other hand, the switch control circuit E switches when the backup voltage Vc is less than the second threshold voltage V2 when the rectified voltage VDrain drops to a preset specified value voltage with the switch SW turned off. Is on (time t4b).
このように、図２ないし図５に示す電源装置１００の動作によれば、整流電圧ＶＲ（交流電圧）の変動及び負荷Ｐの負荷電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、負荷Ｐに供給する基準電圧Ｖｒｅｆの変動を抑制することができる。
As described above, according to the operation of the
以上のように、本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードがスイッチの他端に接続され、第２ノードがバックアップ用電圧端子に接続され、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、バックアップ用電圧端子と第２の整流端子との間に接続され、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える。 As described above, in the power supply device according to one aspect of the present invention, the first power supply terminal, the second power supply terminal, the first rectifying terminal, and the second power supply terminal to which the AC voltage is supplied from the AC power supply are supplied. The rectifying terminal and the AC voltage output by the AC power supply between the first power supply terminal and the second power supply terminal are full-wave rectified, and the obtained rectified voltage is used as the first rectifying terminal and the second rectifying terminal. A full-wave rectifier circuit that outputs between the two, a switch with one end connected to the first rectifier terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and the first node is the other switch. Connected to the end, the second node is connected to the backup voltage terminal, a rectifying element that prevents backflow of current from the second node to the first node, and is connected between the backup voltage terminal and the fixed potential. A reference voltage is generated from the backup voltage that is connected between the backup capacitor that outputs the backup voltage and the backup voltage terminal and the second rectifier terminal and is charged in the backup capacitor, and the reference voltage is applied to the load. The reference voltage generation circuit that outputs the above, the first detection circuit that detects the comparison voltage based on the rectified voltage, the second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, the first detection circuit, and A switch control circuit that controls a switch by a switch control signal based on the detection result of the second detection circuit is provided.
すなわち、本発明に係る電源装置によれば、整流電圧（交流電圧）の変動及び外部のＩＣ（負荷）の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、外部のＩＣ（負荷）に供給する基準電圧の変動を抑制することができる。 That is, according to the power supply device according to the present invention, the fluctuation of the backup voltage caused by the fluctuation of the rectified voltage (alternating current voltage) and the fluctuation of the current consumption of the external IC (load) is suppressed, and the fluctuation of the external IC (load) is suppressed. ) Can suppress fluctuations in the reference voltage supplied to).
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１００ 電源装置
ＴＤ１ 第１の電源端子
ＴＤ２ 第２の電源端子
ＴＲ１ 第１の整流端子
ＴＲ２ 第２の整流端子
ＴＢ バックアップ用電圧端子
Ｘ 全波整流回路
ＳＷ スイッチ
Ａ 整流素子
ＣＢ バックアップ用キャパシタ
Ｅｂ 基準電圧生成回路
Ｄ１ 第１の検出回路（第１のコンパレータ）
Ｄ２ 第２の検出回路
Ｅ スイッチ制御回路
ＲＸ 分圧回路
Ｐ 負荷
Ｓ 交流電源
Ｄ２ａ 第２のコンパレータ
Ｄ２ｂ 第３のコンパレータ
Ｅ１ ＯＲ回路
Ｅ２ インバータ回路
Ｅ３ ＡＮＤ回路
Ｅ４ ＳＲフリップフロップ回路
100 Power supply device TD1 First power supply terminal TD2 Second power supply terminal TR1 First rectifier terminal TR2 Second rectifier terminal TB Backup voltage terminal X Full-wave rectifier circuit SW switch A Rectifier element CB Backup capacitor Eb Reference voltage generation Circuit D1 First detection circuit (first comparator)
D2 Second detection circuit E Switch control circuit RX Voltage divider circuit P Load S AC power supply D2a Second comparator D2b Third comparator
E1 OR circuit E2 Inverter circuit E3 AND circuit E4 SR flip-flop circuit
Claims (15)
第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、
前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、
一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、
バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、
第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、
前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備え、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする電源装置。 The first power supply terminal and the second power supply terminal to which AC voltage is supplied from the AC power supply, and
The first rectifying terminal and the second rectifying terminal,
The AC power supply full-wave rectifies the AC voltage output between the first power supply terminal and the second power supply terminal, and the obtained rectified voltage is rectified by the first rectifying terminal and the second rectifying terminal. A full-wave rectifier circuit that outputs between the terminals and
A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal,
A backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and
A rectifying element in which a first node is connected to the other end of the switch and a second node is connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node.
A backup capacitor that is connected between the backup voltage terminal and the fixed potential and outputs the backup voltage,
A reference voltage generation circuit that is connected between the backup voltage terminal and the second rectifier terminal, generates a reference voltage from the backup voltage charged in the backup capacitor, and outputs the reference voltage to the load. When,
A first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, and
A second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and
Based on the detection result of the first detection circuit and the second detection circuit, the switch control signal, e Bei and a switch control circuit for controlling the switch,
The switch control circuit
When the backup voltage rises and reaches a preset first threshold voltage while the switch is on, the switch is turned off.
On the other hand, a power supply device characterized in that when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage in a state where the switch is turned off, the switch is turned on.
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the rectifying element is a diode in which the anode is connected to the other end of the switch and the cathode is connected to the backup voltage terminal.
前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が降下して前記第１の閾値電圧よりも低い予め設定した第３の閾値電圧に達すると、前記スイッチを強制的にオンする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。 The switch control circuit
A claim characterized in that when the backup voltage drops to a preset third threshold voltage lower than the first threshold voltage in a state where the switch is turned off, the switch is forcibly turned on. Item 2. The power supply device according to item 1 or 2.
前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧と前記第３の閾値電圧との間の第２の閾値電圧以上である場合には、強制的に前記スイッチをオフした状態に維持し、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧未満である場合には、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。 The switch control circuit
When the rectified voltage drops to a preset specified value voltage with the switch turned off, the backup voltage is a second threshold voltage between the first threshold voltage and the third threshold voltage. In the above case, forcibly keep the switch off and keep it off.
On the other hand, when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage with the switch turned off and the backup voltage is less than the second threshold voltage, the switch is turned on. The power supply device according to claim 3.
前記比較電圧と、予め設定された比較用規定値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、前記第１の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。 The first detection circuit is
By comparing the comparison voltage with the preset specified value voltage for comparison, a first comparison result signal indicating whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage is output.
According to claim 4, the switch control circuit determines whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage in a state where the switch is turned off, based on the first comparison result signal. The power supply described.
ことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。 The first detection circuit is a first comparator in which the comparison voltage is input to the inverting input terminal, the comparison specified value voltage is input to the non-inverting input terminal, and the first comparison result signal is output. The power supply device according to claim 5 , wherein the power supply device is characterized by the above.
前記バックアップ用電圧と、前記第１の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達したか否かを示す第２の比較結果信号を出力し、
前記バックアップ用電圧と、前記第３の閾値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧まで上昇したか否かを判断し、
前記第３の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第３の閾値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。 The second detection circuit is
By comparing the backup voltage with the first threshold voltage, a second comparison result signal indicating whether or not the backup voltage has reached the first threshold voltage is output.
By comparing the backup voltage with the third threshold voltage, a third comparison result signal indicating whether or not the rectified voltage has dropped to the specified value voltage is output.
The switch control circuit
Based on the second comparison result signal, it is determined whether or not the backup voltage has risen to the first threshold voltage while the switch is turned on.
The power supply according to claim 6 , wherein it is determined whether or not the backup voltage has dropped to the third threshold voltage in a state where the switch is turned off, based on the third comparison result signal. Device.
前記バックアップ用電圧と、前記第１及び第２の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達した後、前記第２の閾値電圧まで低下したか否かを示す前記第２の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧以上であるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。 The second detection circuit is
Said voltage backup, the by comparing the first and second threshold voltages, after the voltage for the backup has reached the first threshold voltage, whether decreases to the second threshold voltage The second comparison result signal indicating the above is output, and
The switch control circuit
The power supply according to claim 7 , wherein it is determined whether or not the backup voltage is equal to or higher than the second threshold voltage in a state where the switch is turned off, based on the second comparison result signal. Device.
非反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、反転入力端子に前記第１の閾値電圧及び前記第２の閾値電圧が入力され、前記第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
非反転入力端子に前記第３の閾値電圧が入力され、反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、前記第３の比較結果信号を出力する第３のコンパレータと、を備える
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の電源装置。 The second detection circuit is
A second comparator in which the backup voltage is input to the non-inverting input terminal, the first threshold voltage and the second threshold voltage are input to the inverting input terminal, and the second comparison result signal is output.
It is characterized by including a third comparator in which the third threshold voltage is input to the non-inverting input terminal, the backup voltage is input to the inverting input terminal, and the third comparison result signal is output. The power supply device according to claim 7 or 8.
第１の入力が前記第１のコンパレータの出力に接続され、第２の入力が前記第３のコンパレータの出力に接続されたＯＲ回路と、
入力が前記第２のコンパレータの出力に接続されたインバータ回路と、
第１の入力が前記ＯＲ回路の出力に接続され、第２の入力が前記インバータ回路の出力に接続されたＡＮＤ回路と、
セット端子が前記ＡＮＤ回路の出力に接続され、リセット端子が前記第２のコンパレータの出力に接続され、出力から前記スイッチ制御信号を出力するＳＲフリップフロップ回路と、を備える
ことを特徴とする請求項９に記載電源装置。 The switch control circuit
An OR circuit in which the first input is connected to the output of the first comparator and the second input is connected to the output of the third comparator.
With an inverter circuit whose input is connected to the output of the second comparator,
An AND circuit in which the first input is connected to the output of the OR circuit and the second input is connected to the output of the inverter circuit.
A claim comprising an SR flip-flop circuit in which a set terminal is connected to the output of the AND circuit, a reset terminal is connected to the output of the second comparator, and the switch control signal is output from the output. 9. Power supply device.
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電源装置。 The load is according to any one of claims 1 to 10 , wherein the load is a control unit that controls an output circuit that starts with the reference voltage and converts the rectified voltage into a constant voltage with a power factor improved. The power supply described.
前記第１の検出回路は、前記比較電圧を前記整流電圧に基づいた前記比較電圧として検出する
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電源装置。 Further provided with a voltage dividing circuit connected between the first rectifying terminal and the second rectifying terminal, the rectified voltage is divided and output from the comparative voltage R divided terminal.
The power supply device according to any one of claims 1 to 11 , wherein the first detection circuit detects the comparison voltage as the comparison voltage based on the rectified voltage.
一端が前記第１の整流端子に接続され、他端が前記分圧端子に接続された第１の分圧抵抗と、
一端が前記分圧端子に接続され、他端が前記第２の整流端子に接続された第２の分圧抵抗と、を備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。 The voltage divider circuit
A first voltage dividing resistor having one end connected to the first rectifying terminal and the other end connected to the voltage dividing terminal.
The power supply device according to claim 12 , wherein one end is connected to the voltage dividing terminal and the other end is provided with a second voltage dividing resistor connected to the second rectifying terminal.
前記スイッチ制御回路が、前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するものであり、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする電源装置の制御方法。 The first power supply terminal and the second power supply terminal to which the AC voltage is supplied from the AC power supply, the first rectifying terminal, the second rectifying terminal, and the AC power supply are the first power supply terminal and the above. A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage output between the second power supply terminal and outputs the obtained rectified voltage between the first rectifier terminal and the second rectifier terminal. A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and a first node connected to the other end of the switch, and a second node A rectifying element connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node, and connected between the backup voltage terminal and a fixed potential to obtain the backup voltage. A reference voltage is generated from the backup capacitor that is connected to the output backup capacitor, the backup voltage terminal, and the second rectifier terminal, and is charged in the backup capacitor, and the reference voltage is applied to the load. A reference voltage generation circuit that outputs the above, a first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, a second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and a switch control circuit. A method of controlling a power supply device including,
The switch control circuit controls the switch by a switch control signal based on the detection results of the first detection circuit and the second detection circuit .
The switch control circuit
When the backup voltage rises and reaches a preset first threshold voltage while the switch is on, the switch is turned off.
On the other hand, a method for controlling a power supply device, characterized in that when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage in a state where the switch is turned off, the switch is turned on.
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備え、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする半導体集積回路。 The first power supply terminal and the second power supply terminal to which the AC voltage is supplied from the AC power supply, the first rectifying terminal, the second rectifying terminal, and the AC power supply are the first power supply terminal and the above. A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage output between the second power supply terminal and outputs the obtained rectified voltage between the first rectifier terminal and the second rectifier terminal. A switch whose one end is connected to the first rectifying terminal, a backup voltage terminal to which a backup voltage for backup is applied, and a first node connected to the other end of the switch, and a second node A rectifying element connected to the backup voltage terminal to prevent backflow of current from the second node to the first node, and connected between the backup voltage terminal and a fixed potential to obtain the backup voltage. A semiconductor integrated circuit applied to a power supply device equipped with a backup capacitor for output.
A reference voltage generation circuit that is connected between the backup voltage terminal and the second rectifier terminal, generates a reference voltage from the backup voltage charged in the backup capacitor, and outputs the reference voltage to the load. When,
A first detection circuit that detects a comparison voltage based on the rectified voltage, and
A second detection circuit that detects the backup voltage of the backup voltage terminal, and
A switch control circuit that controls the switch by a switch control signal based on the detection results of the first detection circuit and the second detection circuit is provided .
The switch control circuit
When the backup voltage rises and reaches a preset first threshold voltage while the switch is on, the switch is turned off.
On the other hand, a semiconductor integrated circuit characterized in that when the rectified voltage drops to a preset specified value voltage in a state where the switch is turned off, the switch is turned on.
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