JP2002233138A - Switching power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源とする
電子機器等において使われ、電池電圧より高いまたは低
い出力電圧を得る昇圧、降圧兼用のスイッチング電源装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-up / step-down switching power supply for use in an electronic device or the like using a battery as a power source and for obtaining an output voltage higher or lower than a battery voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電池を電源とする電子機器におい
て、少ない電池本数で動作し、且つシステム電池寿命を
伸ばすために、また装置のセット基板への設置およびス
イッチングコイルのコストを下げるために、1つのスイ
ッチングコイルを用いて構成され、自動的に降圧型スイ
ッチング動作、昇圧型スイッチング動作の切り替えをす
る昇圧、降圧兼用のスイッチング電源装置が用いられて
いる。以下図面を参照しながら上述の従来のスイッチン
グ電源装置について説明する。2. Description of the Related Art In recent years, in an electronic device using a battery as a power source, in order to operate with a small number of batteries and extend the life of a system battery, and to install the device on a set board and reduce the cost of a switching coil, A switching power supply device that is configured by using one switching coil and that switches between a step-down switching operation and a step-up switching operation automatically is used. Hereinafter, the above-described conventional switching power supply device will be described with reference to the drawings.
【0003】図11は従来のスイッチング電源装置の回
路図である。このスイッチング電源装置は、入力電圧の
1次側電源1の電圧VIから2次側電源電圧VSを降圧
するための降圧型スイッチング回路9と、1次側電源1
の電圧VIから2次側電源電圧VSを昇圧するための昇
圧型スイッチング回路10と、降圧型、昇圧型の各スイ
ッチング回路9,10にその両端を接続したエネルギー
を蓄積し、放出するコイルL1と、降圧型、昇圧型スイ
ッチング回路9,10の各々のスイッチング出力を平滑
する電解コンデンサC1と、コンデンサC1の電圧VS
(2次側電源電圧)が抵抗分割された電圧と基準電圧V
Oとを比較して増幅するエラーアンプ2と、第1の三角
波発生回路51と、第1の三角波発生回路51とは異な
った電圧範囲の出力を持つ第2の三角波発生回路52
と、エラーアンプ2の出力と第1の三角波発生回路51
の出力とを比較した結果で降圧型スイッチング回路9を
駆動するコンパレータ53と、エラーアンプ2の出力と
第2の三角波発生回路52の出力とを比較した結果で昇
圧型スイッチング回路10を駆動するコンパレータ54
とを有する。FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional switching power supply device. This switching power supply includes a step-down switching circuit 9 for lowering a secondary power supply voltage VS from a voltage VI of a primary power supply 1 of an input voltage, and a primary power supply 1
A boosting switching circuit 10 for boosting the secondary-side power supply voltage VS from the voltage VI, and a coil L1 for accumulating and discharging energy connected to both ends of each of the step-down and boosting switching circuits 9, 10. Capacitor C1 for smoothing the switching output of each of the step-down and step-up switching circuits 9 and 10, and the voltage VS of the capacitor C1
(Secondary-side power supply voltage) is divided by a resistor and a reference voltage V
O, an error amplifier 2 that amplifies by comparing with O, a first triangular wave generating circuit 51, and a second triangular wave generating circuit 52 having an output in a voltage range different from that of the first triangular wave generating circuit 51.
And the output of the error amplifier 2 and the first triangular wave generation circuit 51
The comparator 53 drives the step-down switching circuit 9 based on the result of comparison with the output of the second triangular wave generation circuit 52, and the comparator 53 drives the step-down switching circuit 10 based on the result of comparing the output of the error amplifier 2 and the output of the second triangular wave generation circuit 52. 54
And
【0004】D1,D2はダイオード、Q1,Q2はN
チャンネルMOSトランジスタからなるスイッチング素
子、R1,R2,R3は抵抗、VR1は可変抵抗器、C
2はコンデンサである。D1 and D2 are diodes, and Q1 and Q2 are N
A switching element composed of a channel MOS transistor, R1, R2, and R3 are resistors; VR1 is a variable resistor;
2 is a capacitor.
【0005】パルス発生回路55は、第1の三角波発生
回路51の出力の三角波1の立ち上がり時の期間はL
(ロー)レベルを出力し、三角波1の立ち下がり時の期
間はH(ハイ)レベルを出力する。コンパレータ54の
出力は、AND回路56でパルス発生回路55の出力と
の論理積がとられて昇圧用スイッチング素子Q2のゲー
トへ入力される。[0005] The pulse generation circuit 55 is configured such that the period of the rising edge of the triangular wave 1 output from the first triangular wave generating circuit 51 is L
A (low) level is output, and an H (high) level is output during the falling time of the triangular wave 1. The output of the comparator 54 is ANDed with the output of the pulse generation circuit 55 by the AND circuit 56, and is input to the gate of the boosting switching element Q2.
【0006】第1の三角波発生回路51と第2の三角波
発生回路52は、第1の三角波発生回路51で発生した
三角波1を基に第2の三角波発生回路52で三角波2が
生成されるか、または、第2の三角波発生回路52で発
生した三角波2を基に第1の三角波発生回路51の三角
波1が生成されるように構成される。三角波1と三角波
2の関係は、所定の電位に対して互いに反転された関係
にあり、三角波2は三角波1に対して電位的に高い位置
にある。図12および図13に三角波1と三角波2の関
係を示す。図12は2つの三角波が重なり合わずに互い
に反転された関係に設定された場合の図である。図13
は2つの三角波が重なり合った状況で互いに反転された
関係に設定された場合の図である。The first triangular wave generating circuit 51 and the second triangular wave generating circuit 52 determine whether the second triangular wave generating circuit 52 generates the triangular wave 2 based on the triangular wave 1 generated by the first triangular wave generating circuit 51. Alternatively, the triangular wave 1 of the first triangular wave generation circuit 51 is generated based on the triangular wave 2 generated by the second triangular wave generation circuit 52. The relationship between the triangular wave 1 and the triangular wave 2 is inverted with respect to a predetermined potential, and the triangular wave 2 is at a position higher in potential than the triangular wave 1. 12 and 13 show the relationship between the triangular wave 1 and the triangular wave 2. FIG. 12 is a diagram in a case where two triangular waves are set to have a mutually inverted relationship without overlapping. FIG.
FIG. 4 is a diagram when two triangular waves are set in an inverted relationship with each other in a situation where they overlap each other.
【0007】エラーアンプ2の出力電圧EOは、1次側
電源電圧VIと平滑用コンデンサC1に蓄えられた電荷
による2次側電源電圧VSとの関係に依存して変化す
る。エラーアンプ2の出力電圧EOは、1次側電源電圧
VIが2次側電源電圧VSより高い場合、低い電圧値と
なり、三角波1の電圧範囲と同じレベルにあり、コンパ
レータ53の出力により、降圧用スイッチング素子Q1
がスイッチング動作をして降圧型スイッチング電源とし
てシステムが動作する。この時、コンパレータ54の出
力はLレベルとなり、昇圧用スイッチング素子Q2は動
作しない。図12および図13の「(1)EO(降圧
時)」はこの状況においての、エラーアンプ2の出力電
圧EOの出力レベルを示している。図12および図13
の「(1)降圧時」のSQ1、SQ2はこの状況での降
圧用スイッチング素子Q1、昇圧用スイッチング素子Q
2のゲート入力であり、それぞれのスイッチング動作の
タイミングを示している。各スイッチング素子Q1、Q
2は、各ゲート入力SQ1、SQ2がHレベル時にON
(オン)動作して導通し、Lレベル時にOFF(オフ)
動作して非導通となる。The output voltage EO of the error amplifier 2 changes depending on the relationship between the primary power supply voltage VI and the secondary power supply voltage VS due to the charge stored in the smoothing capacitor C1. When the primary power supply voltage VI is higher than the secondary power supply voltage VS, the output voltage EO of the error amplifier 2 has a low voltage value and is at the same level as the voltage range of the triangular wave 1. Switching element Q1
Performs a switching operation, and the system operates as a step-down switching power supply. At this time, the output of the comparator 54 becomes L level, and the boosting switching element Q2 does not operate. “(1) EO (at the time of step-down)” in FIGS. 12 and 13 indicates the output level of the output voltage EO of the error amplifier 2 in this situation. 12 and 13
SQ1 and SQ2 in “(1) Step-down” are step-down switching element Q1 and step-up switching element Q in this situation.
2 is a gate input, and indicates the timing of each switching operation. Each switching element Q1, Q
2 is ON when each gate input SQ1, SQ2 is at H level
(ON) Operates and conducts, OFF when L level
It operates and becomes non-conductive.
【0008】1次側電源電圧VIが2次側電源電圧VS
より低い場合、エラーアンプ2の出力電圧EOは電圧値
が高くなり、三角波2の電圧範囲と同じレベルにあり、
コンパレータ54の出力により、昇圧用スイッチング素
子Q2がスイッチング動作をして昇圧型スイッチング電
源としてシステムが動作する。この時、コンパレータ5
3の出力はHレベルとなり、降圧用スイッチング素子Q
1は常に導通状態になる。図12の「(3)EO(昇圧
時)」または図13の「(4)EO(昇圧時)」はこの
状況においての、エラーアンプ2の出力電圧EOの出力
レベルを示している。図12の「(3)昇圧時」または
図13の「(4)昇圧時」のSQ1、SQ2はこの状況
での降圧用スイッチング素子Q1、昇圧用スイッチング
素子Q2のスイッチング動作のタイミングを示してい
る。昇圧用スイッチング素子Q2のゲート入力SQ2の
Hレベルのタイミングが、EO(昇圧時)と三角波2と
がコンパレータ54で比較された結果によって生じるコ
ンパレータ54の出力と異なるのは、パルス発生回路5
5の出力が三角波1の立ち上がり時の期間はL出力とな
り、AND回路56でコンパレータ54の出力が遮断さ
れて、昇圧用スイッチング素子Q2のゲート電圧となる
ためである。パルス発生回路55は三角波1の立ち下り
時の期間はH出力となる。パルス発生回路55は昇圧型
スイッチング電源動作時に、コイルL1が磁気飽和しな
いように昇圧用スイッチング素子Q2の昇圧動作のマッ
クスデューティを制限するために設けられている。When the primary power supply voltage VI is equal to the secondary power supply voltage VS
If lower, the output voltage EO of the error amplifier 2 has a higher voltage value and is at the same level as the voltage range of the triangular wave 2,
By the output of the comparator 54, the boosting switching element Q2 performs a switching operation, and the system operates as a boosting switching power supply. At this time, the comparator 5
3 is at the H level, and the step-down switching element Q
1 is always conductive. “(3) EO (when boosted)” in FIG. 12 or “(4) EO (when boosted)” in FIG. 13 indicates the output level of the output voltage EO of the error amplifier 2 in this situation. SQ1 and SQ2 of "(3) When boosting" in FIG. 12 or "(4) When boosting" in FIG. 13 indicate the timing of the switching operation of the step-down switching element Q1 and the step-up switching element Q2 in this situation. . The difference between the H level timing of the gate input SQ2 of the boosting switching element Q2 and the output of the comparator 54 resulting from the comparison of the EO (at the time of boosting) and the triangular wave 2 by the comparator 54 is that the pulse generation circuit 5
This is because the output of No. 5 becomes the L output during the rising time of the triangular wave 1, and the output of the comparator 54 is cut off by the AND circuit 56 to become the gate voltage of the boosting switching element Q2. The pulse generating circuit 55 outputs H during the falling period of the triangular wave 1. The pulse generating circuit 55 is provided to limit the maximum duty of the boosting operation of the boosting switching element Q2 so that the coil L1 is not magnetically saturated during the operation of the boosting switching power supply.
【0009】この従来のスイッチング電源装置では、1
次側電源電圧VIと2次側電源電圧VSとの関係で、エ
ラーアンプ2の出力電圧EOの電圧値が変化し、自動的
に降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電
源動作とが切り替わるしくみとなっている。In this conventional switching power supply, 1
According to the relationship between the secondary power supply voltage VI and the secondary power supply voltage VS, the voltage value of the output voltage EO of the error amplifier 2 changes and automatically switches between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation. Has become.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のスイッチング電源装置では、降圧型スイッチング電源
動作と昇圧型スイッチング電源動作との切り替えは、エ
ラーアンプ2の出力電圧EOと三角波1と三角波2との
電圧関係で決まるために、降圧型スイッチング電源動作
から昇圧型スイッチング電源動作、またはその逆方向に
スイッチング動作が切り替わる時に、次に示す2つの不
具合のいずれかが起こる可能性が非常に大きい。第1の
不具合は、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作の両方が止まり、非制御状態が起こる事
である。第2の不具合は、降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作が同時に起こり、電源の
電力変換効率が下がる事である。However, in the above-described conventional switching power supply, switching between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation is performed by the output voltage EO of the error amplifier 2 and the voltages of the triangular waves 1 and 2. Since it is determined by the relationship, when the switching operation is switched from the step-down switching power supply operation to the step-up switching power supply operation or vice versa, one of the following two problems is very likely to occur. The first problem is that both the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation stop, and an uncontrolled state occurs. A second problem is that the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation occur simultaneously, and the power conversion efficiency of the power supply decreases.
【0011】上述の事を図面を用いて説明する。図12
は三角波1の最大値より三角波2の最小値のほうが高い
電位にあるように設定された場合で、三角波1と三角波
2とは電位的に重なり合わない。降圧型スイッチング電
源動作、昇圧型スイッチング電源動作の説明は従来の技
術の項で述べたとおりである。降圧型スイッチング電源
動作と昇圧型スイッチング電源動作との間で動作が切り
替わる時に上述の第1の問題が生じる。この時のエラー
アンプ2の出力電圧EOは図12の「(2)EO(切り
替わり時)」の位置にあり、三角波1と三角波2の間に
位置する。そのため、スイッチング素子Q1とQ2のゲ
ート電圧は図12の「(2)切り替わり時」のSQ1、
SQ2のようになり、降圧スイッチング動作、昇圧型ス
イッチング動作の両方が止まる事により、2次側電源へ
のスイッチング制御動作が止まることになる。降圧用ス
イッチング素子Q1は常にON状態、昇圧用スイッチン
グ素子Q2は常にOFF状態となる。この場合、2次側
電源電圧VSは、1次側電源1と2次側電源との間に介
在する素子、すなわち降圧用スイッチング素子Q1とコ
イルL1と整流用ダイオードD2を通して、1次側電源
電圧VIが伝えられているだけである。2次側電源電圧
VSが供給される負荷回路11の負荷が変動するような
システムにおいては、負荷変動が上述の1次側電源1と
2次側電源との間に介在する素子の抵抗成分により、2
次側電源電圧VSを変動させることになる。また、1次
側電源1に2次側電源システム以外の別の装置がつなが
っていて、その別の装置が1次側電源電圧VIに変動を
与えるとき、同様に2次側電源電圧VSにも変動を与え
る。つまり、非制御状態となる事により1次側電源電圧
VIの変動がそのまま2次側電源電圧VSに伝えられ、
前述の別の装置から2次側電源システムへのクロストー
クが生じる事になる。The above will be described with reference to the drawings. FIG.
Is set so that the minimum value of the triangle wave 2 is higher than the maximum value of the triangle wave 1, and the triangle wave 1 and the triangle wave 2 do not overlap in terms of potential. The description of the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation is as described in the section of the prior art. The above-described first problem occurs when the operation is switched between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation. At this time, the output voltage EO of the error amplifier 2 is at the position of “(2) EO (at the time of switching)” in FIG. Therefore, the gate voltages of the switching elements Q1 and Q2 are SQ1,
As shown by SQ2, when both the step-down switching operation and the step-up switching operation are stopped, the switching control operation to the secondary power supply is stopped. The step-down switching element Q1 is always on, and the step-up switching element Q2 is always off. In this case, the secondary power supply voltage VS passes through an element interposed between the primary power supply 1 and the secondary power supply, that is, the primary power supply voltage through the step-down switching element Q1, the coil L1, and the rectifying diode D2. Only the VI has been communicated. In a system in which the load of the load circuit 11 to which the secondary power supply voltage VS is supplied fluctuates, the load fluctuation is caused by the resistance component of the element interposed between the primary power supply 1 and the secondary power supply. , 2
The secondary power supply voltage VS will be changed. When another device other than the secondary-side power supply system is connected to the primary-side power supply 1 and the other device changes the primary-side power supply voltage VI, the secondary-side power supply voltage VS is similarly changed. Give fluctuation. That is, the change in the primary power supply voltage VI is directly transmitted to the secondary power supply voltage VS due to the non-control state,
Crosstalk from the other device to the secondary side power supply system will occur.
【0012】図13は三角波1の最大値が三角波2の最
小値より高い電位にあるように設定された場合で、三角
波1と三角波2とは電位的に重なり合う。この場合にお
いて、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチン
グ電源動作との間で動作が切り替わる時に上述の第2の
問題が生じる。この時のエラーアンプ2の出力電圧EO
は図13の「(2)EO(切り替わり時1)」又は
「(3)EO(切り替わり時2)」の位置にあり、三角
波1と三角波2が電位的に重なり会う範囲に位置する。
そのため、スイッチング素子Q1とQ2のゲート電圧は
図13の「(2)切り替わり時1」のSQ1、SQ2、
または、「(3)切り替わり時2」のSQ1、SQ2の
ようになり降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作が同時に起こるようになり、1次側電源
1から2次側電源への電源の電力変換効率が下がること
になる。図13の「(2)切り替わり時1」はEOが電
位的に三角波1寄りにある場合で、SQ1がLであるデ
ューティの方がSQ2がHであるデューティより大きく
なる。図13の「(3)切り替わり時2」はEOが電位
的に三角波2寄りにあり、このレベルよりEOがより高
い電圧にあるときには、SQ1がLであるデューティよ
りSQ2がHであるデューティのほうが大きくなる。FIG. 13 shows a case where the maximum value of the triangular wave 1 is set to be higher than the minimum value of the triangular wave 2, and the triangular waves 1 and 2 overlap in terms of potential. In this case, the above-described second problem occurs when the operation is switched between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation. The output voltage EO of the error amplifier 2 at this time
Is located at the position of “(2) EO (1 at the time of switching)” or “(3) EO (2 at the time of switching)” in FIG. 13, and is located in a range where the triangular waves 1 and 2 overlap with each other in potential.
Therefore, the gate voltages of the switching elements Q1 and Q2 are SQ1, SQ2,
Alternatively, as shown in SQ1 and SQ2 of "(3) When switching 2", the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation occur simultaneously, and the power supply from the primary power supply 1 to the secondary power supply is performed. The power conversion efficiency will be reduced. “(2) 1 at the time of switching” in FIG. 13 is the case where EO is potentially closer to the triangular wave 1, and the duty when SQ1 is L is larger than the duty when SQ2 is H. In “(3) at the time of switching 2” in FIG. 13, EO is potentially closer to the triangular wave 2 and when EO is at a higher voltage than this level, the duty when SQ2 is H is higher than the duty when SQ1 is L. growing.
【0013】三角波1と三角波2との関係を適切にすれ
ば、理想上、上述の降圧型スイッチング電源動作と昇圧
型スイッチング電源動作の切り替わりとが適切に行われ
るように思えるが、現実には回路上のオフセットが実在
するために、上述の第1または第2のいずれかの不具合
が起きる。つまり、三角波1と三角波2との関係が図1
2と図13の場合の中間を取って、三角波1の最大値と
三角波2の最小値が一致するように設定すれば、降圧型
スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作が
連続して切り替わり、上述の問題が生じないと思われる
が、現実には回路上のオフセットばらつきがあり、特殊
な調整工程を追加しなければ、通常、図12か又は図1
3の三角波1と三角波2の関係となり、上述の第1また
は第2のいずれかの不具合が起きる。If the relationship between the triangular wave 1 and the triangular wave 2 is appropriately set, the switching between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation ideally seems to be performed appropriately. The existence of the above offset causes either the first or second problem described above. That is, the relationship between the triangular wave 1 and the triangular wave 2 is shown in FIG.
If the maximum value of the triangular wave 1 and the minimum value of the triangular wave 2 are set to be in the middle between the cases of FIG. 2 and FIG. 13, the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation are continuously switched, and However, in reality, there is offset variation on the circuit, and unless a special adjustment process is added, the configuration shown in FIG.
Thus, the relationship between the triangular wave 1 and the triangular wave 2 is established, and either the first or second problem described above occurs.
【0014】本発明は、スイッチングコイル1つを用い
て昇圧型、降圧型スイッチング電源動作を自動的に切り
替えるスイッチング電源装置において、上述の降圧型ス
イッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との
切り替わり時の2つの不具合を防ぎ、2次側電源のスイ
ッチング制御が止まることも、電源の電力変換効率を落
とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作と
昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替えるこ
とができるスイッチング電源装置を提供することを目的
としてなされたものである。According to the present invention, there is provided a switching power supply device for automatically switching between a step-up switching power supply operation and a step-up switching power supply operation using one switching coil. It is possible to stably automatically switch between step-down switching power supply operation and step-up switching power supply operation without preventing two problems and without stopping the switching control of the secondary side power supply and without reducing the power conversion efficiency of the power supply. The purpose of the present invention is to provide a switching power supply that can be used.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1のスイ
ッチング電源装置は、入力電圧の1次側電源電圧から2
次側電源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路
と、1次側電源電圧から2次側電源電圧を昇圧するため
の昇圧型スイッチング回路と、降圧型、昇圧型の各スイ
ッチング回路に両端を接続したコイルと、降圧型、昇圧
型スイッチング回路の各々のスイッチング出力を平滑し
2次側電源電圧を生成するコンデンサと、2次側電源電
圧を基準電圧と比較してその差電圧を増幅するエラーア
ンプと、エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にし
て反転させた反転電圧を生成する反転回路と、エラーア
ンプの出力電圧と所定電圧または反転電圧とを比較し、
その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型ス
イッチング電源動作との動作モードを指定するための動
作モード指定信号として出力する昇圧/降圧切り替え回
路と、エラーアンプの出力電圧と反転回路で生成される
反転電圧とを入力し、動作モード指定信号で指定される
動作モードに応じてエラーアンプの出力電圧および反転
電圧のいずれか一方を出力する選択回路と、三角波信号
を発生する三角波発生回路と、選択回路の出力と三角波
発生回路の三角波信号とを比較することにより降圧型ス
イッチング回路と昇圧型スイッチング回路のスイッチン
グ動作の原信号を生成するコンパレータと、昇圧/降圧
切り替え回路の動作モード指定信号とコンパレータで生
成されるスイッチング動作の原信号とを入力し、動作モ
ード指定信号が降圧型スイッチング電源動作モードを指
定するとき降圧型スイッチング回路をスイッチング動作
の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに昇圧
型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ、動
作モード指定信号が昇圧型スイッチング電源動作モード
を指定するとき昇圧型スイッチング回路をスイッチング
動作の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに
降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
るスイッチング制御ロジック回路とを備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply, comprising:
Both ends are connected to a step-down switching circuit for stepping down a secondary power supply voltage, a step-up switching circuit for boosting a secondary power supply voltage from a primary side power supply voltage, and step-down and step-up switching circuits. , A capacitor that smoothes the switching output of each of the step-down and step-up switching circuits to generate a secondary power supply voltage, and an error amplifier that compares the secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies a difference voltage therebetween. And an inversion circuit that generates an inversion voltage obtained by inverting the output voltage of the error amplifier with reference to a predetermined voltage, and comparing the output voltage of the error amplifier with the predetermined voltage or the inversion voltage,
A step-up / step-down switching circuit that outputs the comparison result as an operation mode designating signal for designating an operation mode of the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation, and an output voltage of the error amplifier and an inversion circuit. A selection circuit that inputs an inversion voltage and outputs one of an output voltage and an inversion voltage of an error amplifier according to an operation mode specified by an operation mode specification signal; a triangular wave generation circuit that generates a triangular wave signal; A comparator that generates an original signal for the switching operation of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit by comparing the output of the circuit with the triangular wave signal of the triangle wave generating circuit, and an operation mode designating signal and a comparator of the step-up / step-down switching circuit Input the generated switching operation original signal and the operation mode designating signal When the switching power supply operation mode is specified, the step-down switching circuit performs switching operation according to the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the boost switching circuit, and the operation mode specification signal specifies the boost switching power supply operation mode A switching control logic circuit that causes the boosting switching circuit to perform a switching operation in accordance with an original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-down switching circuit.
【0016】本発明の請求項2のスイッチング電源装置
は、入力電圧の1次側電源電圧から2次側電源電圧を降
圧するための降圧型スイッチング回路と、1次側電源電
圧から2次側電源電圧を昇圧するための昇圧型スイッチ
ング回路と、降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両
端を接続したコイルと、降圧型、昇圧型スイッチング回
路の各々のスイッチング出力を平滑し2次側電源電圧を
生成するコンデンサと、2次側電源電圧を基準電圧と比
較してその差電圧を増幅するエラーアンプと、エラーア
ンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反転させた反転
電圧を生成する反転回路と、1次側電源電圧と2次側電
源電圧とを比較し、1次側電源電圧が2次側電源電圧よ
り高いときには、反転回路で生成される反転電圧と所定
電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モードを
指定するための動作モード指定信号として出力し、1次
側電源電圧が2次側電源電圧より低いときには、エラー
アンプの出力電圧と所定電圧とを比較し、その比較結果
を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電
源動作との動作モードを指定するための動作モード指定
信号として出力する昇圧/降圧切り替え回路と、エラー
アンプの出力電圧と反転回路で生成される反転電圧とを
入力し、動作モード指定信号で指定される動作モードに
応じてエラーアンプの出力電圧および反転電圧のいずれ
か一方を出力する選択回路と、三角波信号を発生する三
角波発生回路と、選択回路の出力と三角波発生回路の三
角波信号とを比較することにより降圧型スイッチング回
路と昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の原信
号を生成するコンパレータと、昇圧/降圧切り替え回路
の動作モード指定信号とコンパレータで生成されるスイ
ッチング動作の原信号とを入力し、動作モード指定信号
が降圧型スイッチング電源動作モードを指定するとき降
圧型スイッチング回路をスイッチング動作の原信号に応
じてスイッチング動作させるとともに昇圧型スイッチン
グ回路のスイッチング動作を停止させ、動作モード指定
信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
き昇圧型スイッチング回路をスイッチング動作の原信号
に応じてスイッチング動作させるとともに降圧型スイッ
チング回路のスイッチング動作を停止させるスイッチン
グ制御ロジック回路とを備えている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a switching power supply device for stepping down a secondary power supply voltage from a primary power supply voltage of an input voltage, and a secondary power supply from the primary power supply voltage. A step-up switching circuit for stepping up a voltage, a coil having both ends connected to each of a step-down type and a step-up type switching circuit, and smoothing the switching output of each of the step-down and step-up type switching circuits to reduce a secondary side power supply voltage. A generating capacitor, an error amplifier that compares a secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies the difference voltage, and an inverting circuit that generates an inverted voltage obtained by inverting an output voltage of the error amplifier with reference to a predetermined voltage. Comparing the primary power supply voltage with the secondary power supply voltage, and when the primary power supply voltage is higher than the secondary power supply voltage, comparing the inversion voltage generated by the inversion circuit with a predetermined voltage; Is output as an operation mode designating signal for designating the operation mode of the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation. When the primary-side power supply voltage is lower than the secondary-side power supply voltage, the error amplifier A step-up / step-down switching circuit for comparing an output voltage with a predetermined voltage and outputting a result of the comparison as an operation mode designating signal for designating an operation mode between a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply operation, and an error amplifier A selection circuit that inputs the output voltage of the error amplifier and the inversion voltage generated by the inversion circuit and outputs one of the output voltage and the inversion voltage of the error amplifier according to the operation mode specified by the operation mode specification signal; The signal is generated by comparing the output of the selection circuit with the triangular wave signal of the triangular wave generation circuit. For generating an original signal for the switching operation of the step-up switching circuit and the step-up switching circuit, an operation mode designation signal for the step-up / step-down switching circuit, and an original signal for the switching operation generated by the comparator, and an operation mode designation signal Specifies the step-down switching power supply operation mode, causes the step-down switching circuit to perform switching operation according to the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-up switching circuit, and the operation mode designation signal indicates the step-up switching power supply operation mode. A switching control logic circuit that causes the step-up switching circuit to perform a switching operation in accordance with the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-down switching circuit.
【0017】本発明の請求項3のスイッチング電源装置
は、入力電圧の1次側電源電圧から2次側電源電圧を降
圧するための降圧型スイッチング回路と、1次側電源電
圧から2次側電源電圧を昇圧するための昇圧型スイッチ
ング回路と、降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両
端を接続したコイルと、降圧型、昇圧型スイッチング回
路の各々のスイッチング出力を平滑し2次側電源電圧を
生成するコンデンサと、2次側電源電圧を基準電圧と比
較してその差電圧を増幅するエラーアンプと、第1の三
角波信号を発生する三角波発生回路と、三角波発生回路
で発生する第1の三角波信号を所定電圧を基準にして反
転させた第2の三角波信号を生成する反転回路と、エラ
ーアンプの出力電圧と所定電圧とを比較し、その比較結
果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング
電源動作との動作モードを指定するための動作モード指
定信号として出力する昇圧/降圧切り替え回路と、三角
波発生回路で発生する第1の三角波信号と反転回路で生
成される第2の三角波信号とを入力し、動作モード指定
信号で指定される動作モードに応じて第1の三角波信号
および第2の三角波信号のいずれか一方を出力する選択
回路と、エラーアンプの出力電圧と選択回路の出力とを
比較することにより降圧型スイッチング回路と昇圧型ス
イッチング回路のスイッチング動作の原信号を生成する
コンパレータと、昇圧/降圧切り替え回路の動作モード
指定信号とコンパレータで生成されるスイッチング動作
の原信号とを入力し、動作モード指定信号が降圧型スイ
ッチング電源動作モードを指定するとき降圧型スイッチ
ング回路をスイッチング動作の原信号に応じてスイッチ
ング動作させるとともに昇圧型スイッチング回路のスイ
ッチング動作を停止させ、動作モード指定信号が昇圧型
スイッチング電源動作モードを指定するとき昇圧型スイ
ッチング回路をスイッチング動作の原信号に応じてスイ
ッチング動作させるとともに降圧型スイッチング回路の
スイッチング動作を停止させるスイッチング制御ロジッ
ク回路とを備えている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a switching power supply device for stepping down a secondary power supply voltage from a primary power supply voltage of an input voltage, and a secondary power supply from the primary power supply voltage. A step-up switching circuit for stepping up a voltage, a coil having both ends connected to each of a step-down type and a step-up type switching circuit, and smoothing the switching output of each of the step-down and step-up type switching circuits to reduce a secondary side power supply voltage. A generating capacitor, an error amplifier that compares a secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies the difference voltage, a triangular wave generating circuit that generates a first triangular wave signal, and a first triangular wave generated by the triangular wave generating circuit An inverting circuit that generates a second triangular wave signal obtained by inverting the signal with reference to a predetermined voltage, compares the output voltage of the error amplifier with the predetermined voltage, and compares the comparison result with a step-down switch. Boost / step-down switching circuit for outputting an operation mode designating signal for designating an operation mode between a switching power supply operation and a boost switching power supply operation, and a first triangular wave signal generated by a triangular wave generating circuit and generated by an inverting circuit. A selection circuit that receives the second triangular wave signal and outputs one of the first triangular wave signal and the second triangular wave signal in accordance with the operation mode specified by the operation mode specifying signal; and an output voltage of the error amplifier. And a comparator that generates an original signal for the switching operation of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit by comparing the output of the selection circuit with the output of the selection circuit. Input signal and the operation mode designation signal designates the step-down switching power supply operation mode Switching operation of the step-down switching circuit according to the original signal of the switching operation and stopping the switching operation of the step-up switching circuit, and switching the step-up switching circuit when the operation mode designation signal designates the step-up switching power supply operation mode. A switching control logic circuit that performs a switching operation according to an original signal of the operation and stops the switching operation of the step-down switching circuit.
【0018】これら本発明の構成によれば、昇圧/降圧
切り替え回路で動作モード指定信号を生成し、この動作
モード指定信号で指定される動作モードに応じて、スイ
ッチング制御ロジック回路が、降圧型スイッチング回路
および昇圧型スイッチング回路のうち一方のスイッチン
グ回路をコンパレータで生成されるスイッチング動作の
原信号に応じてスイッチング動作させるとともに他方の
スイッチング回路のスイッチング動作を停止させる。こ
のように、動作モード指定信号で指定される動作モード
に応じて、降圧型スイッチング回路と昇圧型スイッチン
グ回路のうちのどちらか一方のみが必ずスイッチング動
作をするため、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型ス
イッチング電源動作とが切り替わるときに、両方の動作
が停止して2次側電源のスイッチング制御が止まること
も、両方の動作が同時に起こって電源の電力変換効率を
落とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替える
スイッチング電源装置を実現させる事ができる。According to the configuration of the present invention, the step-up / step-down switching circuit generates the operation mode designating signal, and the switching control logic circuit performs the step-down switching in accordance with the operation mode designated by the operation mode designating signal. One of the switching circuit and the step-up switching circuit is switched according to an original signal of the switching operation generated by the comparator, and the switching operation of the other switching circuit is stopped. As described above, only one of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit always performs the switching operation in accordance with the operation mode specified by the operation mode specifying signal. When switching from switching power supply operation, both operations are stopped and switching control of the secondary power supply is stopped, and both operations occur at the same time and the power conversion efficiency of the power supply is not reduced, and the step-down type is stable. A switching power supply device that automatically switches between a switching power supply operation and a step-up switching power supply operation can be realized.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、1次側電源電圧
と2次側電源電圧との状況に応じて自動的に降圧型スイ
ッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作を切り
替えることが可能な、コイルが1つだけで構成されるス
イッチング電源装置を、以下の各実施の形態のような構
成とすることによって、降圧型スイッチング電源動作と
昇圧型スイッチング電源動作が切り替わる必要のあると
きには、降圧型スイッチング回路と昇圧型スイッチング
回路とのうちのどちらか一方のみが必ずスイッチング動
作をし、降圧型か昇圧型かのスイッチング電源動作の切
り替わり時に上述の2つのスイッチング回路の両方が停
止したり、両方が動作したりする不具合が起こらないよ
うに構成したことである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A feature of the present invention is that it is possible to automatically switch between a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply operation in accordance with the situation of the primary power supply voltage and the secondary power supply voltage. By using a switching power supply device including only one coil as in the following embodiments, when it is necessary to switch between a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply operation, Only one of the switching circuit and the step-up switching circuit always performs the switching operation, and when the switching power supply operation of the step-down type or the step-up type is switched, both of the above two switching circuits are stopped or both of them are stopped. That is, the configuration is such that no malfunction occurs.
【0020】〔第1の実施の形態〕図1は本発明の第1
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。このスイッチング電源装置は、図11に示す
従来例同様、入力電圧の1次側電源1の電圧VIから2
次側電源電圧VSを降圧するための降圧型スイッチング
回路9と、1次側電源1の電圧VIから2次側電源電圧
VSを昇圧するための昇圧型スイッチング回路10と、
降圧型、昇圧型の各スイッチング回路9,10にその両
端を接続したエネルギーを蓄積し、放出するコイルL1
と、降圧型、昇圧型スイッチング回路9,10の各々の
スイッチング出力を平滑する電解コンデンサC1と、コ
ンデンサC1の電圧VS(2次側電源電圧)が抵抗分割
された電圧と基準電圧源3の電圧VOとを比較してその
差電圧を増幅するエラーアンプ2とを有する。また、従
来例同様、降圧型スイッチング回路9はダイオードD1
およびNチャンネルMOSトランジスタのスイッチング
素子Q1からなり、昇圧型スイッチング回路10はダイ
オードD2およびNチャンネルMOSトランジスタのス
イッチング素子Q2からなり、エラーアンプ2のマイナ
ス側(−)入力端子に2次側電源電圧VSを抵抗分割し
て入力するために抵抗R1,R2および可変抵抗器VR
1を用い、エラーアンプ2の出力端子と(−)入力端子
との間にコンデンサC2および抵抗R3を接続してい
る。また、負荷回路11は電子機器セットの電子回路で
構成されている。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment. This switching power supply device, as in the conventional example shown in FIG.
A step-down switching circuit 9 for stepping down the secondary power supply voltage VS, a step-up switching circuit 10 for boosting the secondary power supply voltage VS from the voltage VI of the primary power supply 1,
A coil L1 that stores and releases energy connected to both ends of each of the step-down and step-up switching circuits 9, 10
An electrolytic capacitor C1 for smoothing the switching output of each of the step-down and step-up switching circuits 9 and 10; a voltage obtained by dividing the voltage VS (secondary power supply voltage) of the capacitor C1 by resistance; VO and an error amplifier 2 that amplifies the difference voltage. Further, similarly to the conventional example, the step-down switching circuit 9 includes a diode D1.
And a switching element Q1 of an N-channel MOS transistor. The boosting switching circuit 10 includes a diode D2 and a switching element Q2 of an N-channel MOS transistor. R1 and R2 and a variable resistor VR
1, a capacitor C2 and a resistor R3 are connected between the output terminal of the error amplifier 2 and the (-) input terminal. The load circuit 11 is configured by an electronic circuit of an electronic device set.
【0021】その他に、本実施の形態では、コンパレー
タ7のプラス側(+)入力端子に直接接続された三角波
発生回路4と、制御信号切り替え回路5と、降圧型スイ
ッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とのう
ちどちらかの動作モードを指定する動作モード指定信号
SSを出力する昇圧/降圧切り替え回路6と、降圧型ス
イッチング回路9と昇圧型スイッチング回路10のスイ
ッチング動作の原信号を作るコンパレータ7と、コンパ
レータ7の出力段と降圧型スイッチング回路9および昇
圧型スイッチング回路10との間に接続し、動作モード
指定信号SSで指定される動作モードに応じてコンパレ
ータ7のスイッチング動作の原信号を降圧型スイッチン
グ回路9か昇圧型スイッチング回路10に切り替えて伝
えるスイッチング制御ロジック回路8とを備えている。In addition, in the present embodiment, the triangular wave generation circuit 4 directly connected to the plus (+) input terminal of the comparator 7, the control signal switching circuit 5, the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply A step-up / step-down switching circuit 6 for outputting an operation mode designating signal SS for designating one of the operation modes; a comparator 7 for generating an original signal for the switching operation of the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10; , Connected between the output stage of the comparator 7 and the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10 to convert the original signal of the switching operation of the comparator 7 to the step-down type in accordance with the operation mode designated by the operation mode designation signal SS. Switching to be transmitted by switching to the switching circuit 9 or the step-up switching circuit 10 And a control logic circuit 8.
【0022】1次側電源電圧VIは1次側電源1として
電池を使用する事を想定しているので可変である。2次
側電源電圧VSは1次側電源電圧VIに依存せず、常に
一定電圧になるようにこのスイッチング電源装置で制御
される。例えば、1次側電源電圧VIが2次側電源電圧
VSより小さい場合、スイッチング制御ロジック回路8
は降圧型スイッチング回路9の動作を止めて、昇圧型ス
イッチング回路10を動作させて2次側電源電圧VSを
一定電圧になるように制御する。この時、昇圧用スイッ
チング素子Q2がスイッチング動作をして2次側電源電
圧VSを制御する。降圧用スイッチング素子Q1はON
動作状態となり、Q1を通してコイルL1に1次側電源
電圧VSと1次側電源の電流が供給される。平滑用コン
デンサC1は降圧型スイッチング回路9および昇圧型ス
イッチング回路10の各々のスイッチング出力を平滑
し、2次側電源電圧VSをつくる。負荷回路11はこの
2次側電源の負荷で通常は電子機器セットの電子回路で
ある。この負荷電流は常に一定でなく電子機器セットの
状況に応じて変化することを想定している。The primary power supply voltage VI is variable because it is assumed that a battery is used as the primary power supply 1. The secondary power supply voltage VS does not depend on the primary power supply voltage VI, and is controlled by this switching power supply device so as to be always a constant voltage. For example, when the primary power supply voltage VI is smaller than the secondary power supply voltage VS, the switching control logic circuit 8
Stops the operation of the step-down switching circuit 9 and operates the step-up switching circuit 10 to control the secondary power supply voltage VS to a constant voltage. At this time, the boosting switching element Q2 performs a switching operation to control the secondary power supply voltage VS. Step-down switching element Q1 is ON
In the operating state, the primary power supply voltage VS and the current of the primary power supply are supplied to the coil L1 through Q1. The smoothing capacitor C1 smoothes the switching output of each of the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10 to generate the secondary power supply voltage VS. The load circuit 11 is a load of the secondary power supply and is usually an electronic circuit of an electronic device set. It is assumed that this load current is not always constant and changes according to the status of the electronic device set.
【0023】エラーアンプ2は2次側電源電圧VSを抵
抗R1,R2,VR1で分割した電圧と基準電圧VOと
を比較して出力電圧EO1を出力する。抵抗R3および
コンデンサC2はこのエラーアンプ2のゲインと周波数
特性を設定する。R3,C2の値を調整してスイッチン
グ電源装置のネガティブフィードバック制御ループの安
定性を維持する。エラーアンプ2の(−)入力端子はこ
のスイッチング電源装置の持つネガティブフィードバッ
ク制御ループの帰還ポイントとなり、ネガティブフィー
ドバック制御ループによってエラーアンプ2の(−)入
力端子電圧すなわち、2次側電源電圧VSをR1、R
2、VR1で抵抗分割した電圧はエラーアンプ2の
(+)入力端子電圧すなわち基準電圧源3の基準電圧V
Oと等しくなる。基準電圧源3は定電圧用電子回路で構
成された非常に安定な電圧源で、結果として2次側電源
電圧VSは基準電圧VOをR1,R2,VR1の抵抗分
割の逆比例定数倍した安定した、一定制御された電圧と
なる。エラーアンプ2の出力電圧EO1は制御信号切り
替え回路5と昇圧/降圧切り替え回路6へ出力される。The error amplifier 2 compares the voltage obtained by dividing the secondary power supply voltage VS by the resistors R1, R2, and VR1 with a reference voltage VO to output an output voltage EO1. The resistor R3 and the capacitor C2 set the gain and frequency characteristics of the error amplifier 2. Adjust the values of R3 and C2 to maintain the stability of the negative feedback control loop of the switching power supply. The (−) input terminal of the error amplifier 2 is a feedback point of a negative feedback control loop of the switching power supply. The negative feedback control loop changes the (−) input terminal voltage of the error amplifier 2, that is, the secondary power supply voltage VS to R1. , R
2. The voltage divided by VR1 is the (+) input terminal voltage of the error amplifier 2, that is, the reference voltage V of the reference voltage source 3.
It becomes equal to O. The reference voltage source 3 is a very stable voltage source composed of a constant voltage electronic circuit. As a result, the secondary power supply voltage VS is stable by multiplying the reference voltage VO by the inverse proportional constant of the resistance division of R1, R2 and VR1. Thus, the voltage becomes a constant controlled voltage. The output voltage EO1 of the error amplifier 2 is output to the control signal switching circuit 5 and the step-up / step-down switching circuit 6.
【0024】ここで、エラーアンプ2の出力電圧EO1
の電圧値の動きについて考える。スイッチング電源の動
作が常に一定と仮定した場合、つまり降圧型スイッチン
グ電源動作か昇圧型スイッチング電源動作のどちらかに
動作が固定されていて、かつ一定のPWM(パルス幅モ
ジュレーション)デューティでスイッチング動作をして
いるとした場合、1次側電源電圧VIが高いとき2次側
電源電圧VSも高くなるので、エラーアンプ出力電圧E
O1は電圧値が低くなる方向に動く。また1次側電源電
圧VIが低いとき2次側電源電圧VSも低くなるのでエ
ラーアンプ出力電圧EO1は電圧値が高くなる方向に動
く。2次側電源電圧VSは抵抗分割を通してエラーアン
プ2の(−)入力端子につながり、反転アンプ形式で出
力電圧EO1が出力されるため、このように出力電圧E
O1は動く。Here, the output voltage EO1 of the error amplifier 2
Consider the movement of the voltage value of. Assuming that the operation of the switching power supply is always constant, that is, the operation is fixed to either the step-down switching power supply operation or the step-up switching power supply operation, and the switching operation is performed with a constant PWM (pulse width modulation) duty. When the primary power supply voltage VI is high, the secondary power supply voltage VS also increases.
O1 moves in the direction in which the voltage value decreases. When the primary power supply voltage VI is low, the secondary power supply voltage VS is also low, so that the error amplifier output voltage EO1 moves in the direction of increasing the voltage value. The secondary power supply voltage VS is connected to the (-) input terminal of the error amplifier 2 through the resistance division, and the output voltage EO1 is output in the form of an inverting amplifier.
O1 moves.
【0025】三角波発生回路4は、スイッチング電源装
置にスイッチング動作をさせるために必要な信号発生回
路で、時間的に三角波形状の電位特性を持つ信号を生成
する。この信号を三角波と言う。ここで生成した三角波
はコンパレータ7の(+)入力端子へ入力される。The triangular wave generating circuit 4 is a signal generating circuit necessary for causing the switching power supply device to perform a switching operation, and generates a signal having a triangular wave-shaped potential characteristic over time. This signal is called a triangular wave. The triangular wave generated here is input to the (+) input terminal of the comparator 7.
【0026】昇圧/降圧切り替え回路6は、エラーアン
プ2の出力電圧EO1と電圧源13の所定電圧VR2と
を比較し、その比較結果により降圧型スイッチング電源
動作をさせるか昇圧型スイッチング電源動作をさせるか
を決める動作モード指定信号SSを出力する。ここで
は、例えば、エラーアンプ出力電圧EO1が所定電圧V
R2より低いとき、Lレベルの動作モード指定信号SS
を出力し、降圧型スイッチング電源動作をさせるように
し、エラーアンプ出力電圧EO1が所定電圧VR2より
高いとき、Hレベルの動作モード指定信号SSを出力
し、昇圧型スイッチング電源動作をさせるようにしてい
る。なお、降圧型スイッチング電源動作時および昇圧型
スイッチング電源動作時における動作モード指定信号S
Sのレベルは、選択回路14およびスイッチング制御ロ
ジック回路8の構成により上記と逆になる場合もある。The step-up / step-down switching circuit 6 compares the output voltage EO1 of the error amplifier 2 with the predetermined voltage VR2 of the voltage source 13, and, based on the comparison result, operates the step-down switching power supply or the step-up switching power supply. An operation mode designating signal SS for determining whether or not the operation mode is selected is output. Here, for example, the error amplifier output voltage EO1 is set to a predetermined voltage V
When lower than R2, the L-level operation mode designating signal SS
Is output to operate the step-down switching power supply. When the error amplifier output voltage EO1 is higher than the predetermined voltage VR2, an H-level operation mode designating signal SS is output to operate the step-up switching power supply. . The operation mode designating signal S at the time of the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation
The level of S may be opposite to the above depending on the configuration of the selection circuit 14 and the switching control logic circuit 8.
【0027】制御信号切り替え回路5は、入力されるエ
ラーアンプ2の出力電圧EO1を、電圧源13の所定電
圧VR2を基準にして抵抗R4,R5を用いて反転した
電圧EO2を出力するエラーアンプ12と、昇圧/降圧
切り替え回路6の動作モード指定信号SSで指定される
動作モードに応じてエラーアンプ2の出力電圧EO1と
エラーアンプ12の出力電圧EO2とのどちらかを選択
して出力する選択回路14とを備えている。ここでは、
動作モード指定信号SSがLレベルのとき選択回路14
が電圧EO2をコンパレータ7の(−)入力端子へ出力
し、動作モード指定信号SSがHレベルのとき選択回路
14が電圧EO1をコンパレータ7の(−)入力端子へ
出力するようにしている。エラーアンプ12と抵抗R
4,R5と電圧源13とで反転回路を構成している。抵
抗R4とR5の抵抗値は同じである。The control signal switching circuit 5 outputs the voltage EO1 obtained by inverting the input output voltage EO1 of the error amplifier 2 using the resistors R4 and R5 with reference to the predetermined voltage VR2 of the voltage source 13. And a selection circuit for selecting and outputting either the output voltage EO1 of the error amplifier 2 or the output voltage EO2 of the error amplifier 12 in accordance with the operation mode designated by the operation mode designation signal SS of the step-up / step-down switching circuit 6. 14 is provided. here,
Selection circuit 14 when operation mode designating signal SS is at L level
Outputs the voltage EO2 to the (-) input terminal of the comparator 7, and the selection circuit 14 outputs the voltage EO1 to the (-) input terminal of the comparator 7 when the operation mode designation signal SS is at the H level. Error amplifier 12 and resistor R
4, R5 and the voltage source 13 constitute an inverting circuit. The resistance values of the resistors R4 and R5 are the same.
【0028】コンパレータ7は、スイッチング電源装置
のスイッチング動作を起こさせるためのスイッチング素
子で、制御信号切り替え回路5の出力電圧EO1または
EO2と三角波発生回路4からの三角波とを電圧的に比
較することで、PWM(パルス幅モジュレーション)ス
イッチング出力信号SCを出力する。The comparator 7 is a switching element for causing a switching operation of the switching power supply device, and compares the output voltage EO1 or EO2 of the control signal switching circuit 5 with the triangular wave from the triangular wave generating circuit 4 in terms of voltage. , PWM (pulse width modulation) switching output signal SC.
【0029】スイッチング制御ロジック回路8は、コン
パレータ7と2つのスイッチング回路すなわち降圧型ス
イッチング回路9および昇圧型スイッチング回路10と
の間に位置し、コンパレータ7から出力されるPWMス
イッチング出力信号SCを昇圧/降圧切り替え回路6か
ら出力される動作モード指定信号SSによって、降圧型
スイッチング回路9かまたは昇圧型スイッチング回路1
0のどちらかに伝え、前述したように、昇圧型スイッチ
ング回路10の動作を止めて降圧型スイッチング回路9
のスイッチング動作をさせるか、降圧型スイッチング回
路9のスイッチング素子Q1をONさせたまま昇圧型ス
イッチング回路10をスイッチング動作させるかのどち
らかの状態にする。具体的には、後述する例えば図2中
のスイッチング制御ロジック回路8と同様にして構成さ
れる。The switching control logic circuit 8 is located between the comparator 7 and two switching circuits, ie, the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10, and boosts / decreases the PWM switching output signal SC output from the comparator 7. Depending on the operation mode designating signal SS output from the step-down switching circuit 6, the step-down switching circuit 9 or the step-up switching circuit 1
0, the operation of the step-up switching circuit 10 is stopped and the step-down switching circuit 9
Or the switching operation of the step-up switching circuit 10 while the switching element Q1 of the step-down switching circuit 9 is ON. Specifically, it is configured in the same manner as, for example, a switching control logic circuit 8 in FIG. 2 described later.
【0030】以下、上述の構成でのスイッチング電源動
作について詳しく説明する。三角波とVR2とEO1と
EO2の関係は、図7(a)、図7(b)のようにな
る。図7(a)に1次側電源電圧VIのほうが2次側電
源電圧VSより高い降圧型スイッチング電源動作時の、
図7(b)に1次側電源電圧VIのほうが2次側電源電
圧VSより低い昇圧型スイッチング電源動作時の三角
波、VR2、EO1、EO2の関係を示している。Hereinafter, the switching power supply operation in the above configuration will be described in detail. The relationship between the triangular wave, VR2, EO1, and EO2 is as shown in FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A shows a state in which the primary side power supply voltage VI is higher than the secondary side power supply voltage VS during the step-down switching power supply operation.
FIG. 7B shows the relationship between the triangular wave, VR2, EO1, and EO2 during the step-up switching power supply operation in which the primary power supply voltage VI is lower than the secondary power supply voltage VS.
【0031】三角波とVR2の関係は、図7(a)、
(b)のように、三角波の最小電圧値よりVR2の電圧
値の方が少し高くなるように設定する。これは回路上の
オフセットばらつきでVR2の電圧値の方が三角波の最
小電圧値より低くならないようにするためで、オフセッ
トのばらつきがない回路で実現できるならば、三角波の
最小電圧値とVR2の電圧値を同じにしても良い。EO
2はVR2を基準として、エラーアンプ12でEO1を
反転した電圧となる。The relationship between the triangular wave and VR2 is shown in FIG.
As shown in (b), the voltage value of VR2 is set to be slightly higher than the minimum voltage value of the triangular wave. This is to prevent the voltage value of VR2 from being lower than the minimum voltage value of the triangular wave due to the offset variation on the circuit. If it can be realized by a circuit having no offset variation, the minimum voltage value of the triangular wave and the voltage of VR2 can be realized. The values may be the same. EO
2 is a voltage obtained by inverting EO1 by the error amplifier 12 with reference to VR2.
【0032】図7(a)の降圧型スイッチング動作時の
場合、EO1はVR2より低い電圧となり、EO2はV
R2より高い電圧となる。昇圧/降圧切り替え回路6で
EO1とVR2が比較されて、その結果、EO1がVR
2より低い電圧のときにコンパレータ7の(−)入力端
子にはEO2が入力され、EO1は入力されないよう
に、選択回路14が動作モード指定信号SSによって動
作する。コンパレータ7はEO2と三角波を比較し、そ
の結果コンパレータ7の出力SCは図7(a)のような
スイッチング波形となる。また、昇圧/降圧切り替え回
路6はスイッチング制御ロジック回路8を制御し、スイ
ッチング制御ロジック回路8の出力SQ1、SQ2は図
7(a)のようになる。ここでは、昇圧用スイッチング
素子Q2のスイッチング動作を止め、降圧用スイッチン
グ素子Q1のスイッチング制御を行い、1次側電源電圧
VIに対して2次側電源電圧VSが降圧するようにスイ
ッチング動作する。1次側電源電圧VIが上がると上述
の説明のようにEO1が下がり、EO2が上がる。EO
1、EO2は各々図7(a)の(1)から(2)の位置
に移動する。その結果、コンパレータ7の出力SCおよ
び降圧用スイッチング素子Q1のゲート入力SQ1はL
レベルの時間が長くなり、1次側電源電圧VIが上がっ
ても2次側電源電圧VSが一定になるように制御がかか
るようになる。In the case of the step-down switching operation shown in FIG. 7A, EO1 is lower than VR2, and EO2 is lower than V2.
The voltage becomes higher than R2. EO1 and VR2 are compared by the step-up / step-down switching circuit 6, and as a result, EO1 becomes VR
When the voltage is lower than 2, EO2 is input to the (-) input terminal of the comparator 7, and the selection circuit 14 is operated by the operation mode designation signal SS so that EO1 is not input. The comparator 7 compares EO2 with the triangular wave, and as a result, the output SC of the comparator 7 has a switching waveform as shown in FIG. The step-up / step-down switching circuit 6 controls the switching control logic circuit 8, and the outputs SQ1 and SQ2 of the switching control logic circuit 8 are as shown in FIG. Here, the switching operation of the step-up switching element Q2 is stopped, the switching control of the step-down switching element Q1 is performed, and the switching operation is performed so that the secondary power supply voltage VS is reduced with respect to the primary power supply voltage VI. When the primary side power supply voltage VI increases, EO1 decreases and EO2 increases as described above. EO
1 and EO2 move from the position (1) to the position (2) in FIG. As a result, the output SC of the comparator 7 and the gate input SQ1 of the step-down switching element Q1 become L
Even when the level time becomes longer and the primary power supply voltage VI rises, control is performed so that the secondary power supply voltage VS becomes constant.
【0033】図7(b)の昇圧型スイッチング動作時の
場合、EO1はVR2より高い電圧となり、EO2はV
R2より低い電圧となる。昇圧/降圧切り替え回路6で
EO1とVR2が比較されて、その結果、EO1がVR
2より高い電圧のときにコンパレータ7の(−)入力端
子にはEO1が入力され、EO2は入力されないよう
に、選択回路14が動作モード指定信号SSによって動
作する。コンパレータ7はEO1と三角波を比較し、コ
ンパレータ7の出力SCは図7(b)のようなスイッチ
ング波形となる。昇圧/降圧切り替え回路6はスイッチ
ング制御ロジック回路8を制御し、スイッチング制御ロ
ジック回路8の出力SQ1、SQ2は図7(b)のよう
になる。ここでは、降圧用スイッチング素子Q1のスイ
ッチング動作を止め、降圧用スイッチング素子Q1が常
にON動作するように制御し、昇圧用スイッチング素子
Q2のスイッチング制御を行い、1次側電源電圧VIに
対して2次側電源電圧VSが昇圧するようにスイッチン
グ動作する。1次側電源電圧VIが下がると上述の説明
のようにEO1が上がり、EO2が下がる。EO1、E
O2は各々図7(b)の(1)から(2)の位置に移動
する。その結果、コンパレータ7の出力SCがLレベ
ル、昇圧用スイッチング素子Q2のゲート入力SQ2が
Hレベルの時間が長くなり、1次側電源電圧VIが下が
っても2次側電源電圧VSが一定になるように制御がか
かるようになる。In the case of the step-up switching operation shown in FIG. 7B, EO1 becomes higher than VR2, and EO2 becomes higher than V2.
The voltage becomes lower than R2. EO1 and VR2 are compared by the step-up / step-down switching circuit 6, and as a result, EO1 becomes VR
When the voltage is higher than 2, EO1 is input to the (-) input terminal of the comparator 7, and the selection circuit 14 is operated by the operation mode designation signal SS so that EO2 is not input. The comparator 7 compares EO1 with the triangular wave, and the output SC of the comparator 7 has a switching waveform as shown in FIG. The step-up / step-down switching circuit 6 controls the switching control logic circuit 8, and the outputs SQ1 and SQ2 of the switching control logic circuit 8 are as shown in FIG. Here, the switching operation of the step-down switching element Q1 is stopped, the step-down switching element Q1 is controlled to be always turned on, the switching control of the step-up switching element Q2 is performed, and the primary-side power supply voltage VI is reduced by 2%. The switching operation is performed so that the secondary power supply voltage VS is boosted. When the primary power supply voltage VI decreases, EO1 increases as described above, and EO2 decreases. EO1, E
O2 moves from the position (1) to the position (2) in FIG. 7B. As a result, the time when the output SC of the comparator 7 is at the L level and the gate input SQ2 of the boosting switching element Q2 is at the H level becomes longer, and the secondary power supply voltage VS becomes constant even if the primary power supply voltage VI drops. Control will be applied.
【0034】昇圧/降圧切り替え回路6でEO1とVR
2の電位関係を比較した結果を動作モード指定信号SS
とすることで、1次側電源電圧VIの変化により、自動
的に降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング
電源動作とが切り替わる。EO1 and VR in the step-up / step-down switching circuit 6
2 is compared with the operation mode designating signal SS.
Thus, the switching between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation is automatically switched according to the change in the primary-side power supply voltage VI.
【0035】以上のように本実施の形態によれば、スイ
ッチングコイルとして1つのコイルL1のみを用いて降
圧型、昇圧型スイッチング電源動作を自動的に切り替え
るスイッチング電源装置において、昇圧/降圧切り替え
回路6でエラーアンプ2の出力電圧EO1と所定電圧V
R2とを比較することにより動作モード指定信号SSを
生成し、この動作モード指定信号SSで指定される動作
モードに応じて、スイッチング制御ロジック回路8が、
降圧型スイッチング回路9と昇圧型スイッチング回路1
0のうちのどちらか一方のみを必ずスイッチング動作さ
せるため、降圧型スイッチング電源動作と昇圧型スイッ
チング電源動作とが切り替わるときに、2次側電源のス
イッチング制御が止まることも、電源の電力変換効率を
落とすことも無く、安定に降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に切り替える
スイッチング電源動作を実現させる事ができる。As described above, according to the present embodiment, in the switching power supply device that automatically switches between the step-down and step-up switching power supply operations using only one coil L1 as the switching coil, the step-up / step-down switching circuit 6 And the output voltage EO1 of the error amplifier 2 and the predetermined voltage V
The switching control logic circuit 8 generates an operation mode designating signal SS by comparing the operation mode signal R2 with the switching control logic circuit 8 according to the operation mode designated by the operation mode designating signal SS.
Step-down switching circuit 9 and step-up switching circuit 1
0, the switching operation of the secondary power supply is stopped when switching between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation, and the power conversion efficiency of the power supply is also reduced. It is possible to realize a switching power supply operation that automatically switches between a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply operation without being dropped.
【0036】前述の図1の構成では、昇圧/降圧切り替
え回路6で、エラーアンプ2の出力電圧EO1と所定電
圧VR2とを比較するようにしており、この場合、昇圧
/降圧切り替え回路6としてコンパレータを用い、コン
パレータのプラス側(+)入力端子に電圧EO1を入力
し、マイナス側(−)入力端子に所定電圧VR2を入力
し、その出力信号を動作モード指定信号SSとすること
により構成できる。In the configuration shown in FIG. 1, the output voltage EO1 of the error amplifier 2 is compared with the predetermined voltage VR2 by the step-up / step-down switching circuit 6. In this case, the step-up / step-down switching circuit 6 , The voltage EO1 is input to the plus (+) input terminal of the comparator, the predetermined voltage VR2 is input to the minus (−) input terminal, and the output signal is used as the operation mode designation signal SS.
【0037】なお、昇圧/降圧切り替え回路6に、エラ
ーアンプ2の出力電圧EO1を入力する代わりにエラー
アンプ12の出力電圧EO2を入力し(図1中の点線の
矢印Aで示す)、その電圧EO2と所定電圧VR2とを
比較して動作モード指定信号SSを出力するようにして
も同様の効果が得られる。この場合、電圧EO2が所定
電圧VR2より高いとき、Lレベルの動作モード指定信
号SSを出力して、降圧型スイッチング電源動作をさせ
るようにし、電圧EO2が所定電圧VR2より低いと
き、Hレベルの動作モード指定信号SSを出力して、昇
圧型スイッチング電源動作をさせるようにする。例え
ば、昇圧/降圧切り替え回路6としてコンパレータを用
い、コンパレータのプラス側(+)入力端子に所定電圧
VR2を入力し、マイナス側(−)入力端子に電圧EO
2を入力し、その出力信号を動作モード指定信号SSと
することにより構成できる。It should be noted that instead of inputting the output voltage EO1 of the error amplifier 2 to the step-up / step-down switching circuit 6, the output voltage EO2 of the error amplifier 12 is input (indicated by a dotted arrow A in FIG. 1), Similar effects can be obtained by comparing EO2 with predetermined voltage VR2 and outputting operation mode designating signal SS. In this case, when the voltage EO2 is higher than the predetermined voltage VR2, an L-level operation mode designating signal SS is output to perform the step-down switching power supply operation. When the voltage EO2 is lower than the predetermined voltage VR2, the H-level operation is performed. The mode designating signal SS is output to operate the step-up switching power supply. For example, a comparator is used as the step-up / step-down switching circuit 6, a predetermined voltage VR2 is input to the plus (+) input terminal of the comparator, and the voltage EO is input to the minus (-) input terminal.
2 and inputs the output signal as an operation mode designating signal SS.
【0038】なお、図1において、昇圧/降圧切り替え
回路6は、EO1=VR2のとき、動作モード指定信号
SSとしてHレベル,Lレベルのどちらを出力するか
は、回路上のオフセットで決まるが、このオフセット量
は、前段のエラーアンプ2のDCゲインが無限大である
ので、昇圧/降圧の切り替えについての影響を及ぼさな
い。また、昇圧/降圧切り替え回路6をEO2とVR2
を比較するように構成した場合にも、EO2=VR2の
とき、動作モード指定信号SSとしてHレベル,Lレベ
ルのどちらを出力するかは、回路上のオフセットで決ま
り、このオフセット量は、前段のエラーアンプ2のDC
ゲインが無限大であるので、昇圧/降圧の切り替えにつ
いての影響を及ぼさない。In FIG. 1, when EO1 = VR2, the step-up / step-down switching circuit 6 determines which of the H level and the L level is to be output as the operation mode designating signal SS depending on the offset in the circuit. Since the DC gain of the error amplifier 2 at the preceding stage is infinite, this offset does not affect the switching between the step-up / step-down. Further, the step-up / step-down switching circuit 6 is connected to EO2 and VR2.
When EO2 = VR2, which of the H level and the L level is output as the operation mode designating signal SS is determined by an offset in the circuit. Error amplifier 2 DC
Since the gain is infinite, there is no effect on switching between step-up and step-down.
【0039】〔第2の実施の形態〕図2は本発明の第2
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。図2において、図1と対応するものには同一
符号を付し、同一部分についてはその説明を省略する。[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment. 2, components corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of the same components is omitted.
【0040】本実施の形態では、昇圧/降圧切り替え回
路6が図1のものとは異なり、昇圧/降圧切り替え回路
6に、エラーアンプ2の出力電圧EO1とエラーアンプ
12の出力電圧EO2とを入力するようにし、さらに、
1次側電源電圧VIおよび2次側電源電圧VSを入力し
ている。他の構成は、図1と同様である。In this embodiment, the step-up / step-down switching circuit 6 is different from that of FIG. 1 in that the output voltage EO1 of the error amplifier 2 and the output voltage EO2 of the error amplifier 12 are input to the step-up / step-down switching circuit 6. And then
The primary power supply voltage VI and the secondary power supply voltage VS are input. Other configurations are the same as those in FIG.
【0041】また、本実施の形態では、スイッチング制
御ロジック回路8の具体的な構成例を示し、スイッチン
グ制御ロジック回路8を、NOR回路25,26,2
7,28とOR回路29,30とインバータ31,3
2,33,34とで構成している。ここでは、スイッチ
ング制御ロジック回路8に起動用制御信号源23および
起動用駆動信号源24を接続している。In this embodiment, a specific configuration example of the switching control logic circuit 8 is shown, and the switching control logic circuit 8 is connected to the NOR circuits 25, 26, 2
7, 28, OR circuits 29, 30 and inverters 31, 3
2, 33, and 34. Here, the switching control logic circuit 8 is connected to a start control signal source 23 and a start drive signal source 24.
【0042】起動用制御信号源23および起動用駆動信
号源24は、直接に本発明で述べている降圧型スイッチ
ング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作とは関係な
く、スイッチング電源制御回路が動作していない状況で
2次側電源電圧VSを持ち上げるときに使用する信号源
である。基本的にスイッチング電源制御回路の電源電圧
は2次側電源電圧VSを用いる。この場合、2次側電源
電圧VSがゼロ電圧かまたはゼロ電圧でないが回路動作
上適切でない低い電圧であれば、スイッチング電源制御
回路は動作しないか動作しても間違った動作をする恐れ
がある。The start-up control signal source 23 and the start-up drive signal source 24 are operated by the switching power supply control circuit irrespective of the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation described directly in the present invention. This is a signal source used when raising the secondary power supply voltage VS in a situation where there is no power supply. Basically, the power supply voltage of the switching power supply control circuit uses the secondary power supply voltage VS. In this case, if the secondary power supply voltage VS is a zero voltage or a non-zero voltage but a low voltage that is inappropriate for circuit operation, the switching power supply control circuit may not operate or may operate incorrectly even if it operates.
【0043】起動用制御信号源23の起動制御信号がH
レベル時、スイッチング制御ロジック回路8はスイッチ
ング電源制御を止める。すなわちコンパレータ7の出力
は降圧型スイッチング回路9および昇圧型スイッチング
回路10に伝わらなくなる。その代わりに起動用駆動信
号源24のパルス出力により昇圧型スイッチング回路1
0のスイッチング素子Q2をスイッチング動作させる。
このとき、降圧型スイッチング回路9のスイッチング素
子Q1のゲート電圧は常にHレベルとなり、スイッチン
グ素子Q1がON動作となり、1次側電源1からの電圧
および電流がコイルL1に伝えられる。The activation control signal of the activation control signal source 23 is H
At the time of the level, the switching control logic circuit 8 stops the switching power supply control. That is, the output of the comparator 7 is not transmitted to the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10. Instead, the step-up type switching circuit 1 is driven by the pulse output of the starting drive signal source 24.
The switching element Q2 of 0 is switched.
At this time, the gate voltage of the switching element Q1 of the step-down switching circuit 9 is always at the H level, the switching element Q1 is turned on, and the voltage and current from the primary power supply 1 are transmitted to the coil L1.
【0044】上記のようにして、スイッチング電源制御
回路が動作できない2次側電源電圧VSの状況において
も、起動制御信号、起動用駆動信号を用いて昇圧型スイ
ッチング回路10を動作させ、2次側電源電圧VSを十
分にスイッチング電源制御回路が動作する電圧まで立ち
上げる事が可能となる。2次側電源電圧VSが立ち上が
った後、起動用制御信号源23の起動制御信号をLレベ
ルにするとスイッチング制御ロジック回路8はこの回路
の前段にあるコンパレータ7等で構成されるスイッチン
グ電源制御回路の信号を通すようになり、スイッチング
制御が正常に動作するようになる。As described above, even in the case of the secondary power supply voltage VS at which the switching power supply control circuit cannot operate, the boosting switching circuit 10 is operated using the start-up control signal and the start-up drive signal, and It is possible to sufficiently raise the power supply voltage VS to a voltage at which the switching power supply control circuit operates. When the activation control signal of the activation control signal source 23 is set to L level after the secondary power supply voltage VS rises, the switching control logic circuit 8 operates as a switching power supply control circuit composed of the comparator 7 and the like at the preceding stage of this circuit. The signal is passed, and the switching control operates normally.
【0045】本実施の形態における昇圧/降圧切り替え
回路6は、コンパレータ15,16,17と、インバー
タ19およびNOR回路20,21,22からなる2入
力マルチプレクサ回路18とで構成される。コンパレー
タ15は1次側電源電圧VIと2次側電源電圧VSを比
較し、その出力で2入力マルチプレクサ回路18を切り
替える。2入力マルチプレクサ回路18の2つの入力は
コンパレータ16の出力とコンパレータ17の出力にそ
れぞれ接続されている。2入力マルチプレクサ回路18
は、コンパレータ16の出力信号とコンパレータ17の
出力信号とのどちらかの信号を、コンパレータ15の出
力を基に選択して出力する。この2入力マルチプレクサ
回路18の出力は、昇圧/降圧切り替え回路6の出力信
号SSとして選択回路14とスイッチング制御ロジック
回路8とに入力される。コンパレータ16はエラーアン
プ12の出力電圧EO2と所定電圧VR2とを比較し、
コンパレータ17はエラーアンプ2の出力電圧EO1と
所定電圧VR2とを比較する。The step-up / step-down switching circuit 6 according to the present embodiment includes comparators 15, 16, and 17 and a two-input multiplexer circuit 18 including an inverter 19 and NOR circuits 20, 21, and 22. The comparator 15 compares the primary-side power supply voltage VI with the secondary-side power supply voltage VS, and switches the two-input multiplexer circuit 18 based on the output. Two inputs of the two-input multiplexer circuit 18 are connected to the output of the comparator 16 and the output of the comparator 17, respectively. Two-input multiplexer circuit 18
Selects one of the output signal of the comparator 16 and the output signal of the comparator 17 based on the output of the comparator 15 and outputs the selected signal. The output of the two-input multiplexer circuit 18 is input to the selection circuit 14 and the switching control logic circuit 8 as the output signal SS of the step-up / step-down switching circuit 6. The comparator 16 compares the output voltage EO2 of the error amplifier 12 with a predetermined voltage VR2,
The comparator 17 compares the output voltage EO1 of the error amplifier 2 with a predetermined voltage VR2.
【0046】この昇圧/降圧切り替え回路6は、1次側
電源電圧VIが2次側電源電圧VSより高い時はコンパ
レータ15の出力がLレベルとなり、2入力マルチプレ
クサ回路18はコンパレータ16の出力を選択して昇圧
/降圧切り替え回路6の出力信号SSとして出す。すな
わちコンパレータ16でEO2とVR2を比較した結果
が昇圧/降圧切り替え回路6の出力信号(切り替え信
号)SSとなる。この場合、EO2がVR2より高いと
き、コンパレータ16の出力はLレベルで、動作モード
指定信号SSもLレベルとなる。EO2がVR2より低
いとき、コンパレータ16の出力はHレベルで、動作モ
ード指定信号SSもHレベルとなる。In the step-up / step-down switching circuit 6, when the primary power supply voltage VI is higher than the secondary power supply voltage VS, the output of the comparator 15 becomes L level, and the two-input multiplexer circuit 18 selects the output of the comparator 16. Then, it is output as an output signal SS of the step-up / step-down switching circuit 6. That is, the result of comparing EO2 and VR2 by the comparator 16 becomes the output signal (switching signal) SS of the step-up / step-down switching circuit 6. In this case, when EO2 is higher than VR2, the output of the comparator 16 is at L level, and the operation mode designating signal SS is also at L level. When EO2 is lower than VR2, the output of the comparator 16 is at H level, and the operation mode designating signal SS is also at H level.
【0047】また、1次側電源電圧VIが2次側電源電
圧VSより低い時はコンパレータ15の出力がHレベル
となり、2入力マルチプレクサ回路18はコンパレータ
17の出力を選択して昇圧/降圧切り替え回路6の出力
信号SSとして出す。すなわちコンパレータ17でEO
1とVR2を比較した結果が昇圧/降圧切り替え回路6
の出力となる。この場合、EO1がVR2より高いと
き、コンパレータ17の出力はHレベルで、動作モード
指定信号SSもHレベルとなる。EO1がVR2より低
いとき、コンパレータ17の出力はLレベルで、動作モ
ード指定信号SSもLレベルとなる。When the primary power supply voltage VI is lower than the secondary power supply voltage VS, the output of the comparator 15 becomes H level, and the two-input multiplexer circuit 18 selects the output of the comparator 17 to increase / decrease the voltage. 6 as an output signal SS. That is, EO
1 and VR2 result in a step-up / step-down switching circuit 6
Output. In this case, when EO1 is higher than VR2, the output of the comparator 17 is at H level, and the operation mode designation signal SS is also at H level. When EO1 is lower than VR2, the output of the comparator 17 is at L level, and the operation mode designating signal SS is also at L level.
【0048】選択回路14では、2入力マルチプレクサ
回路18から出力される動作モード指定信号SSがHレ
ベルであればEO1を選択し、LレベルであればEO2
を選択し、コンパレータ7の(−)入力端子に入力され
るエラー信号として出力される。The selection circuit 14 selects EO1 when the operation mode designating signal SS output from the two-input multiplexer circuit 18 is at H level, and selects EO2 when it is at L level.
Is output as an error signal input to the (−) input terminal of the comparator 7.
【0049】コンパレータ7では、図1の場合と同様、
選択回路14で選択されたEO1またはEO2と三角波
発生回路4からの三角波とを電圧的に比較することで、
PWMスイッチング出力信号SCをスイッチング制御ロ
ジック回路8へ出力する。In the comparator 7, as in the case of FIG.
By comparing EO1 or EO2 selected by the selection circuit 14 with the triangular wave from the triangular wave generating circuit 4 in terms of voltage,
It outputs a PWM switching output signal SC to the switching control logic circuit 8.
【0050】スイッチング制御ロジック回路8では、動
作モード指定信号SSがHレベルのとき、降圧用スイッ
チング素子Q1のゲートへ出力する信号SQ1をコンパ
レータ7の出力信号SCにかかわらず常にHレベルと
し、昇圧用スイッチング素子Q2のゲートへ出力する信
号SQ2をコンパレータ7の出力信号SCを反転させた
電圧レベルの信号とする。すなわち、昇圧/降圧切り替
え回路6からの動作モード指定信号SSがHレベルのと
きには昇圧型スイッチング電源動作をする。In the switching control logic circuit 8, when the operation mode designating signal SS is at the H level, the signal SQ1 output to the gate of the step-down switching element Q1 is always at the H level regardless of the output signal SC of the comparator 7, and The signal SQ2 output to the gate of the switching element Q2 is a signal of a voltage level obtained by inverting the output signal SC of the comparator 7. That is, when the operation mode designating signal SS from the step-up / step-down switching circuit 6 is at the H level, the step-up switching power supply operates.
【0051】また、スイッチング制御ロジック回路8で
は、動作モード指定信号SSがLレベルのとき、昇圧用
スイッチング素子Q2のゲートへ出力する信号SQ2を
コンパレータ7の出力信号SCにかかわらず常にLレベ
ルとし、降圧用スイッチング素子Q1のゲートへ出力す
る信号SQ1をコンパレータ7の出力信号SCそのまま
のレベルの信号とする。すなわち、昇圧/降圧切り替え
回路6からの動作モード指定信号SSがLレベルのとき
には降圧型スイッチング電源動作をする。In the switching control logic circuit 8, when the operation mode designating signal SS is at L level, the signal SQ2 output to the gate of the boosting switching element Q2 is always at L level regardless of the output signal SC of the comparator 7, The signal SQ1 output to the gate of the step-down switching element Q1 is a signal of the same level as the output signal SC of the comparator 7. That is, when the operation mode designating signal SS from the step-up / step-down switching circuit 6 is at L level, the step-down switching power supply operates.
【0052】ここで、図8(a)に1次側電源電圧VI
が2次側電源電圧VSより大きいときのスイッチング動
作を示すタイミング図を示す。1次側電源電圧VIが2
次側電源電圧VSより大きいとき、昇圧/降圧切り替え
回路6において、2入力マルチプレクサ回路18により
コンパレータ16の出力(EO2とVR2の比較結果)
が選択されて動作モード指定信号SSとなる。「(1)
EO2>VR2」では、コンパレータ16の出力および
動作モード指定信号SSがLレベルのときのコンパレー
タ7の出力信号SC,降圧用スイッチング素子Q1のゲ
ート入力信号SQ1,昇圧用スイッチング素子Q2のゲ
ート入力信号SQ2を示し、このとき降圧型スイッチン
グ電源動作となる。また、「(2)EO2<VR2」で
は、コンパレータ16の出力および動作モード指定信号
SSがHレベルのときのコンパレータ7の出力信号S
C,降圧用スイッチング素子Q1のゲート入力信号SQ
1,昇圧用スイッチング素子Q2のゲート入力信号SQ
2を示し、このとき昇圧型スイッチング電源動作とな
る。Here, FIG. 8A shows the primary power supply voltage VI.
FIG. 4 is a timing chart showing a switching operation when is larger than the secondary-side power supply voltage VS. Primary power supply voltage VI is 2
When the voltage is higher than the secondary power supply voltage VS, the output of the comparator 16 (comparison result between EO2 and VR2) is output from the two-input multiplexer circuit 18 in the step-up / step-down switching circuit 6.
Is selected as the operation mode designation signal SS. "(1)
EO2> VR2 ", the output signal SC of the comparator 7 when the output of the comparator 16 and the operation mode designating signal SS are at L level, the gate input signal SQ1 of the step-down switching element Q1, and the gate input signal SQ2 of the step-up switching element Q2. At this time, a step-down switching power supply operation is performed. In addition, when “(2) EO2 <VR2”, the output signal S of the comparator 7 when the output of the comparator 16 and the operation mode designating signal SS are at H level.
C, the gate input signal SQ of the step-down switching element Q1
1, the gate input signal SQ of the boosting switching element Q2
2 at this time, and the operation is a step-up switching power supply operation.
【0053】また、図8(b)に1次側電源電圧VIが
2次側電源電圧VSより小さいときのスイッチング動作
を示すタイミング図を示す。1次側電源電圧VIが2次
側電源電圧VSより小さいとき、昇圧/降圧切り替え回
路6において、2入力マルチプレクサ回路18によりコ
ンパレータ17の出力(EO1とVR2の比較結果)が
選択されて動作モード指定信号SSとなる。「(1)E
O1>VR2」では、コンパレータ17の出力および動
作モード指定信号SSがHレベルのときのコンパレータ
7の出力信号SC,降圧用スイッチング素子Q1のゲー
ト入力信号SQ1,昇圧用スイッチング素子Q2のゲー
ト入力信号SQ2を示し、このとき昇圧型スイッチング
電源動作となる。また、「(2)EO1<VR2」で
は、コンパレータ17の出力および動作モード指定信号
SSがLレベルのときのコンパレータ7の出力信号S
C,降圧用スイッチング素子Q1のゲート入力信号SQ
1,昇圧用スイッチング素子Q2のゲート入力信号SQ
2を示し、このとき降圧型スイッチング電源動作とな
る。FIG. 8B is a timing chart showing a switching operation when the primary power supply voltage VI is smaller than the secondary power supply voltage VS. When the primary power supply voltage VI is smaller than the secondary power supply voltage VS, the output (comparison result of EO1 and VR2) of the comparator 17 is selected by the two-input multiplexer circuit 18 in the step-up / step-down switching circuit 6, and the operation mode is designated. It becomes signal SS. "(1) E
In the case of “O1> VR2”, the output signal SC of the comparator 7 when the output of the comparator 17 and the operation mode designating signal SS are at the H level, the gate input signal SQ1 of the step-down switching element Q1, and the gate input signal SQ2 of the step-up switching element Q2 , And at this time, the operation is the step-up switching power supply operation. When “(2) EO1 <VR2”, the output signal S of the comparator 7 when the output of the comparator 17 and the operation mode designating signal SS are at L level.
C, the gate input signal SQ of the step-down switching element Q1
1, the gate input signal SQ of the boosting switching element Q2
2 at this time, and a step-down switching power supply operation is performed.
【0054】以上のように本実施の形態によれば、昇圧
/降圧切り替え回路6において1次側電源電圧VIと2
次側電源電圧VSの電位関係に応じて、エラーアンプ2
の出力電圧EO1と所定電圧VR2との比較結果あるい
はエラーアンプ12の出力電圧EO2と所定電圧VR2
との比較結果のどちらかを選択することにより動作モー
ド指定信号SSを生成し、この動作モード指定信号SS
で指定される動作モードに応じて、スイッチング制御ロ
ジック回路8が、降圧型スイッチング回路9と昇圧型ス
イッチング回路10のうちのどちらか一方のみを必ずス
イッチング動作させるため、降圧型スイッチング電源動
作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わるとき
に、2次側電源のスイッチング制御が止まることも、電
源の電力変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型ス
イッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とを
自動的に切り替えるスイッチング電源動作を実現させる
事ができる。As described above, according to the present embodiment, the primary side power supply voltages VI and 2
Depending on the potential relationship of the secondary power supply voltage VS, the error amplifier 2
The comparison result between the output voltage EO1 of the error amplifier 12 and the predetermined voltage VR2 or the output voltage EO2 of the error amplifier 12 and the predetermined voltage VR2
The operation mode designating signal SS is generated by selecting one of the comparison results with the operation mode designating signal SS.
The switching control logic circuit 8 always causes only one of the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10 to perform the switching operation in accordance with the operation mode designated by the step (1). When switching between the switching power supply operation, the switching control of the secondary power supply does not stop and the power conversion efficiency of the power supply does not decrease, and the buck switching power supply operation and the boost switching power supply operation are automatically performed stably. Switching power supply operation can be realized.
【0055】なお、図2では、スイッチング制御ロジッ
ク回路8は、例としてNOR回路とOR回路とインバー
タとで回路を構成しているが、AND回路、NAND回
路、インバータを用いて回路を構成しても良い。図1に
おけるスイッチング制御ロジック回路8も同様に構成で
きる。In FIG. 2, the switching control logic circuit 8 is constituted by a NOR circuit, an OR circuit and an inverter as an example, but is constituted by using an AND circuit, a NAND circuit and an inverter. Is also good. The switching control logic circuit 8 in FIG. 1 can be similarly configured.
【0056】また、図3に示すように、降圧型スイッチ
ング回路9において、ダイオードD1(図2)の代わり
にインバータ41とNチャネルMOSトランジスタQ3
に置き換え、昇圧型スイッチング回路10において、ダ
イオードD2(図2)の代わりにインバータ42とNチ
ャネルMOSトランジスタQ4に置き換えて同期整流式
のスイッチング電源回路にしてもよい。その他の構成及
び回路動作はすべて図2と同じなので説明は割愛する。
なお、図1の構成においても、降圧型スイッチング回路
9および昇圧型スイッチング回路10を図3のものに置
き換えてもよい。As shown in FIG. 3, in the step-down switching circuit 9, an inverter 41 and an N-channel MOS transistor Q3 are used instead of the diode D1 (FIG. 2).
In the boosting switching circuit 10, a synchronous rectification type switching power supply circuit may be provided by replacing the diode D2 (FIG. 2) with the inverter 42 and the N-channel MOS transistor Q4. All other configurations and circuit operations are the same as those in FIG.
Note that, also in the configuration of FIG. 1, the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10 may be replaced with those of FIG.
【0057】なお、図2,図3において、コンパレータ
15は、VI=VSのとき、Hレベル,Lレベルのどち
らを出力するかはコンパレータの15のオフセットで決
まる。また、コンパレータ17は、EO1=VR2のと
き、Hレベル,Lレベルのどちらを出力するかは、コン
パレータ17のオフセットで決まるが、このオフセット
量は、前段のエラーアンプ2のDCゲインが無限大であ
るので、昇圧/降圧の切り替えについての影響を及ぼさ
ない。また、コンパレータ16は、EO2=VR2のと
き、Hレベル,Lレベルのどちらを出力するかは、コン
パレータ16のオフセットで決まるが、このオフセット
量は、前段のエラーアンプ2のDCゲインが無限大であ
るので、昇圧/降圧の切り替えについての影響を及ぼさ
ない。In FIG. 2 and FIG. 3, when VI = VS, which of the H level and the L level is output is determined by the offset of the comparator 15. Further, when EO1 = VR2, the comparator 17 determines which of the H level and the L level is output by the offset of the comparator 17, but the amount of this offset is infinite when the DC gain of the error amplifier 2 at the preceding stage is infinite. There is no effect on switching between step-up and step-down. When EO2 = VR2, the comparator 16 determines whether to output the H level or the L level by the offset of the comparator 16, but this offset amount is infinite when the DC gain of the error amplifier 2 at the preceding stage is infinite. There is no effect on switching between step-up and step-down.
【0058】〔第3の実施の形態〕図4は本発明の第3
の実施の形態のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図である。図4において、図1と対応するものには同一
符号を付す。また、1次側電源1,降圧型スイッチング
回路9,昇圧型スイッチング回路10,負荷回路11,
平滑用コンデンサC1,エラーアンプ2,基準電圧源
3,コンデンサC2,抵抗R1,R2,R3および可変
抵抗器VR1については図1と同じものであり、その説
明を省略する。[Third Embodiment] FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply device according to an embodiment. In FIG. 4, components corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Further, a primary side power supply 1, a step-down switching circuit 9, a step-up switching circuit 10, a load circuit 11,
The smoothing capacitor C1, the error amplifier 2, the reference voltage source 3, the capacitor C2, the resistors R1, R2, R3 and the variable resistor VR1 are the same as those in FIG.
【0059】本実施の形態では、エラーアンプ2を出力
EOをコンパレータ7の(−)入力端子に直接接続し、
制御信号切り替え回路5を、コンパレータ7がスイッチ
ング動作するために必要な三角波信号の原信号を発生す
る三角波発生回路4と、コンパレータ7の(+)入力端
子との間に接続している。In the present embodiment, the output EO of the error amplifier 2 is directly connected to the (-) input terminal of the comparator 7,
The control signal switching circuit 5 is connected between a triangular wave generating circuit 4 for generating an original triangular wave signal necessary for the comparator 7 to perform a switching operation, and a (+) input terminal of the comparator 7.
【0060】また、本実施の形態における昇圧/降圧切
り替え回路6は、電圧源36の所定電圧VR2とエラー
アンプ2の出力電圧EOとを比較しその比較結果を動作
モード指定信号SSとして出力するコンパレータで構成
される。以下、昇圧/降圧切り替え回路6を切り替えコ
ンパレータ6という。The step-up / step-down switching circuit 6 according to the present embodiment compares the predetermined voltage VR2 of the voltage source 36 with the output voltage EO of the error amplifier 2 and outputs the comparison result as an operation mode designating signal SS. It consists of. Hereinafter, the step-up / step-down switching circuit 6 is referred to as a switching comparator 6.
【0061】本実施の形態における制御信号切り替え回
路5は、抵抗R4、R5を用いて三角波発生回路4の出
力である三角波1を電圧源36の所定電圧VR2を基準
として反転した三角波2を出力する反転アンプ35と、
切り替えコンパレータ6の動作モード指定信号SSで指
定される動作モードに応じて三角波1と三角波2のどち
らかを選択してコンパレータ7の(+)入力端子へ出力
する選択回路37とを備えている。ここでは、動作モー
ド指定信号SSがHレベルのとき選択回路37が三角波
1をコンパレータ7の(+)入力端子へ出力し、動作モ
ード指定信号SSがLレベルのとき選択回路37が三角
波2をコンパレータ7の(+)入力端子へ出力するよう
にしている。反転アンプ35と抵抗R4,R5と電圧源
36とで反転回路を構成している。抵抗R4とR5の抵
抗値は同じである。なお、図4における抵抗R4、R5
の抵抗値、所定電圧VR2の電圧値は、図1や図2のも
のと同程度の値を用いるが、特に同じ値である必要はな
い。The control signal switching circuit 5 in the present embodiment outputs a triangular wave 2 obtained by inverting a triangular wave 1 output from the triangular wave generating circuit 4 with reference to a predetermined voltage VR2 of a voltage source 36 by using resistors R4 and R5. An inverting amplifier 35,
There is provided a selection circuit 37 for selecting either the triangular wave 1 or the triangular wave 2 according to the operation mode specified by the operation mode specifying signal SS of the switching comparator 6 and outputting the selected signal to the (+) input terminal of the comparator 7. Here, the selection circuit 37 outputs the triangular wave 1 to the (+) input terminal of the comparator 7 when the operation mode designation signal SS is at the H level, and the selection circuit 37 outputs the triangle wave 2 to the comparator 7 when the operation mode designation signal SS is at the L level. 7 (+) input terminal. The inverting amplifier 35, the resistors R4 and R5, and the voltage source 36 constitute an inverting circuit. The resistance values of the resistors R4 and R5 are the same. The resistors R4 and R5 in FIG.
And the voltage value of the predetermined voltage VR2 are substantially the same as those in FIGS. 1 and 2, but need not be the same value.
【0062】ここで、エラーアンプ2の出力電圧EOの
電圧値の動きについて考える。スイッチング電源の動作
が常に一定と仮定した場合、つまり降圧型スイッチング
電源動作か昇圧型スイッチング電源動作のどちらかに動
作が固定されていて、かつ一定のPWM(パルス幅モジ
ュレーション)デューティでスイッチング動作をしてい
るとした場合、1次側電源電圧VIが高いとき2次側電
源電圧VSも高くなるので、エラーアンプ出力電圧EO
は電圧値が低くなる方向に動く。また1次側電源電圧V
Iが低いとき2次側電源電圧VSも低くなるのでエラー
アンプ出力電圧EOは電圧値が高くなる方向に動く。2
次側電源電圧VSは抵抗分割を通してエラーアンプ2の
(−)入力端子につながり、反転アンプ形式で出力電圧
EOが出力されるため、このように出力電圧EOは動
く。Here, the behavior of the voltage value of the output voltage EO of the error amplifier 2 will be considered. Assuming that the operation of the switching power supply is always constant, that is, the operation is fixed to either the step-down switching power supply operation or the step-up switching power supply operation, and the switching operation is performed with a constant PWM (pulse width modulation) duty. When the primary power supply voltage VI is high, the secondary power supply voltage VS also increases, so that the error amplifier output voltage EO
Moves in the direction in which the voltage value decreases. Also, the primary side power supply voltage V
When I is low, the secondary-side power supply voltage VS also decreases, so that the error amplifier output voltage EO moves in a direction in which the voltage value increases. 2
The secondary power supply voltage VS is connected to the (−) input terminal of the error amplifier 2 through the resistance division, and the output voltage EO is output in an inverted amplifier format.
【0063】以下、上述の構成でのスイッチング電源動
作について詳しく説明する。三角波1と三角波2とVR
2とEOの関係は、図9(a)、図9(b)のようにな
る。図9(a)に1次側電源電圧VIのほうが2次側電
源電圧VSより高い降圧型スイッチング電源動作時の、
図9(b)に1次側電源電圧VIのほうが2次側電源電
圧VSより低い昇圧型スイッチング電源動作時の三角波
1、三角波2、VR2、EOの関係を示している。Hereinafter, the switching power supply operation in the above configuration will be described in detail. Triangle wave 1, triangle wave 2, and VR
The relationship between 2 and EO is as shown in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows a state in which the primary-side power supply voltage VI is higher than the secondary-side power supply voltage VS during the step-down switching power supply operation.
FIG. 9B shows the relationship among the triangular wave 1, the triangular wave 2, VR2, and EO during the step-up switching power supply operation in which the primary power supply voltage VI is lower than the secondary power supply voltage VS.
【0064】三角波1、三角波2とVR2の関係は図9
(a)、(b)のように、反転アンプ35の基準電圧と
なるVR2は三角波1の最大電圧値より少し低く、三角
波2の最小電圧値よりは少し高くなるように設定する。
三角波1と三角波2はVR2を中心として重なり合うよ
うに設定している。このように設定するのは、回路上の
オフセットばらつきで三角波1と三角波2とが重なり合
わないのを避けるためである。オフセットのばらつきが
ない回路で本システムを実現できるならば、三角波1の
最大電圧値と三角波2の最小電圧値とVR2とが同じに
なるように設定しても良い。The relationship between the triangular waves 1, 2 and VR2 is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the reference voltage VR2 of the inverting amplifier 35 is set to be slightly lower than the maximum voltage value of the triangular wave 1 and slightly higher than the minimum voltage value of the triangular wave 2.
The triangular wave 1 and the triangular wave 2 are set so as to overlap each other around VR2. The reason for this setting is to prevent the triangular wave 1 and the triangular wave 2 from overlapping due to offset variations on the circuit. If the present system can be realized by a circuit having no offset variation, the maximum voltage value of the triangular wave 1 and the minimum voltage value of the triangular wave 2 may be set to be equal to VR2.
【0065】前述したように、1次側電源電圧VIが2
次側電源電圧VSより高いときエラーアンプ2の出力電
圧EOは低い電圧となり、1次側電源電圧VIが2次側
電源電圧VSより低いときエラーアンプ2の出力電圧E
Oは高い電圧となるように動く。As described above, when the primary power supply voltage VI is 2
When the primary power supply voltage VS is higher than the secondary power supply voltage VS, the output voltage EO of the error amplifier 2 becomes lower.
O moves to a high voltage.
【0066】図9(a)の降圧型スイッチング動作時の
場合、1次側電源電圧VIの変化につれてEOが動き、
EOが所定電圧VR2に対して低いとき、切り替えコン
パレータ6はHレベルの動作モード指定信号SSを出力
する。その結果、選択回路37は三角波1を選択して、
コンパレータ7の(+)入力端子には三角波1が入力さ
れ、三角波2は入力されない。図9(a)で三角波1が
実線で三角波2が点線で示されているのはコンパレータ
7の(+)入力端子に三角波1が入力されている事を意
味している。コンパレータ7はEOと三角波1を比較
し、コンパレータ7の出力信号SCは図9(a)のよう
なスイッチング波形となる。切り替えコンパレータ6は
スイッチング制御ロジック回路8を制御し、スイッチン
グ制御ロジック回路8の出力SQ1、SQ2は図9
(a)のようになる。ここでは、昇圧用スイッチング素
子Q2のスイッチング動作を止め、降圧用スイッチング
素子Q1のスイッチング制御を行い、1次側電源電圧V
Iに対して2次側電源電圧VSが降圧するようにスイッ
チング動作する。1次側電源電圧VIが上がると上述の
説明のようにEOが下がる。EOは図9(a)の(1)
から(2)の位置に移動する。その結果、コンパレータ
7の出力SCのHレベルおよび降圧用スイッチング素子
Q1のゲート入力SQ1のLレベルの時間が長くなり、
1次側電源電圧VIが上がっても2次側電源電圧VSが
一定になるように制御がかかるようになる。In the case of the step-down switching operation shown in FIG. 9A, EO moves as the primary power supply voltage VI changes.
When EO is lower than the predetermined voltage VR2, the switching comparator 6 outputs an H-level operation mode designating signal SS. As a result, the selection circuit 37 selects the triangular wave 1 and
The triangular wave 1 is input to the (+) input terminal of the comparator 7, and the triangular wave 2 is not input. In FIG. 9A, the triangular wave 1 is indicated by a solid line and the triangular wave 2 is indicated by a dotted line, which means that the triangular wave 1 is input to the (+) input terminal of the comparator 7. The comparator 7 compares EO with the triangular wave 1, and the output signal SC of the comparator 7 has a switching waveform as shown in FIG. The switching comparator 6 controls the switching control logic circuit 8, and the outputs SQ1 and SQ2 of the switching control logic circuit 8
(A). Here, the switching operation of the step-up switching element Q2 is stopped, the switching of the step-down switching element Q1 is controlled, and the primary side power supply voltage V
The switching operation is performed such that the secondary power supply voltage VS drops with respect to I. When the primary power supply voltage VI increases, EO decreases as described above. EO is (1) in FIG.
From (2) to (2). As a result, the time of the H level of the output SC of the comparator 7 and the L level of the gate input SQ1 of the step-down switching element Q1 become longer,
Control is performed so that the secondary power supply voltage VS becomes constant even if the primary power supply voltage VI increases.
【0067】図9(b)の昇圧型スイッチング動作時の
場合、1次側電源電圧VIが下がってくると、その変化
に連れてEOが上がり、EOが所定電圧VR2に対して
高くなると、切り替えコンパレータ6の出力の動作モー
ド指定信号SSはLレベルとなる。その結果、選択回路
37は三角波2を選択して、コンパレータ7の(+)入
力端子には三角波2が入力され、三角波1は入力されな
い。図9(b)で三角波2が実線で三角波1が点線で示
されているのはコンパレータ7の(+)入力端子に三角
波2が入力されている事を意味している。コンパレータ
7はEOと三角波2を比較し、コンパレータ7の出力信
号SCは図9(b)のようなスイッチング波形となる。
切り替えコンパレータ6はスイッチング制御ロジック回
路8を制御し、スイッチング制御ロジック回路8の出力
SQ1、SQ2は図9(b)のようになる。ここでは、
降圧用スイッチング素子Q1のスイッチング動作を止
め、降圧用スイッチング素子Q1が常にON動作するよ
うに制御し、昇圧用スイッチング素子Q2のスイッチン
グ制御を行い、1次側電源電圧VIに対して2次側電源
電圧VSが昇圧するようにスイッチング動作する。1次
側電源電圧VIが下がると上述の説明のようにEOが上
がる。EOは図9(b)の(1)から(2)の位置に移
動する。その結果、コンパレータ7の出力SCのLレベ
ル、昇圧用スイッチング素子Q2のゲート入力SQ2の
Hレベルの時間が長くなり、1次側電源電圧VIが下が
っても2次側電源電圧VSが一定になるように制御がか
かるようになる。In the case of the step-up switching operation shown in FIG. 9B, when the primary power supply voltage VI decreases, EO increases with the change, and when EO becomes higher than the predetermined voltage VR2, the switching is performed. The operation mode designating signal SS output from the comparator 6 becomes L level. As a result, the selection circuit 37 selects the triangular wave 2, and the triangular wave 2 is input to the (+) input terminal of the comparator 7, and the triangular wave 1 is not input. In FIG. 9B, the triangular wave 2 is indicated by a solid line and the triangular wave 1 is indicated by a dotted line, which means that the triangular wave 2 is input to the (+) input terminal of the comparator 7. The comparator 7 compares EO with the triangular wave 2, and the output signal SC of the comparator 7 has a switching waveform as shown in FIG.
The switching comparator 6 controls the switching control logic circuit 8, and the outputs SQ1 and SQ2 of the switching control logic circuit 8 are as shown in FIG. here,
The switching operation of the step-down switching element Q1 is stopped, the step-down switching element Q1 is controlled to be always turned on, the switching control of the step-up switching element Q2 is performed, and the secondary-side power supply is controlled with respect to the primary-side power supply voltage VI. The switching operation is performed so that the voltage VS increases. When the primary power supply voltage VI decreases, EO increases as described above. The EO moves from the position (1) to the position (2) in FIG. As a result, the time of the L level of the output SC of the comparator 7 and the H level of the gate input SQ2 of the boosting switching element Q2 become longer, and the secondary power supply voltage VS becomes constant even if the primary power supply voltage VI decreases. Control will be applied.
【0068】以上のように、切り替えコンパレータ6で
EOとVR2の電位関係を比較することで、1次側電源
電圧VIの変化により、自動的に降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わる。As described above, the switching comparator 6 compares the potential relationship between EO and VR2, whereby the operation of the step-down switching power supply and the operation of the step-up switching power supply are automatically performed due to the change in the primary power supply voltage VI. Switch.
【0069】図5に、本実施の形態におけるスイッチン
グ制御ロジック回路8の具体的な構成例を示す。この図
5におけるスイッチング制御ロジック回路8は、図2に
おけるスイッチング制御ロジック回路8に2つのインバ
ータ38,39が追加された構成である。また、起動用
制御信号源23および起動用駆動信号源24については
図2と同じものであり、その説明を省略する。FIG. 5 shows a specific configuration example of the switching control logic circuit 8 in the present embodiment. The switching control logic circuit 8 in FIG. 5 has a configuration in which two inverters 38 and 39 are added to the switching control logic circuit 8 in FIG. The start control signal source 23 and the start drive signal source 24 are the same as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.
【0070】この図5におけるスイッチング制御ロジッ
ク回路8では、動作モード指定信号SSがHレベルのと
き、昇圧用スイッチング素子Q2のゲートへ出力する信
号SQ2をコンパレータ7の出力信号SCにかかわらず
常にLレベルとし、降圧用スイッチング素子Q1のゲー
トへ出力する信号SQ1をコンパレータ7の出力信号S
C反転させた電圧レベルの信号とする。すなわち、切り
替えコンパレータ6からの動作モード指定信号SSがH
レベルのときには降圧型スイッチング電源動作をする。In the switching control logic circuit 8 in FIG. 5, when the operation mode designating signal SS is at H level, the signal SQ2 output to the gate of the boosting switching element Q2 is always at L level regardless of the output signal SC of the comparator 7. The signal SQ1 output to the gate of the step-down switching element Q1 is output from the output signal S
It is assumed that the signal has a voltage level inverted by C. That is, the operation mode designating signal SS from the switching comparator 6 becomes H
At the level, the step-down switching power supply operates.
【0071】また、このスイッチング制御ロジック回路
8では、動作モード指定信号SSがLレベルのとき、降
圧用スイッチング素子Q1のゲートへ出力する信号SQ
1をコンパレータ7の出力信号SCにかかわらず常にH
レベルとし、昇圧用スイッチング素子Q2のゲートへ出
力する信号SQ2をコンパレータ7の出力信号SCを反
転させた電圧レベルの信号とする。すなわち、切り替え
コンパレータ6からの動作モード指定信号SSがLレベ
ルのときには昇圧型スイッチング電源動作をする。In the switching control logic circuit 8, when the operation mode designating signal SS is at L level, the signal SQ output to the gate of the step-down switching element Q1 is output.
1 is always H regardless of the output signal SC of the comparator 7.
The signal SQ2 output to the gate of the boosting switching element Q2 is a signal of a voltage level obtained by inverting the output signal SC of the comparator 7. That is, when the operation mode designating signal SS from the switching comparator 6 is at the L level, a boost switching power supply operation is performed.
【0072】以上のように本実施の形態によれば、切り
替えコンパレータ6でエラーアンプ2の出力電圧EOと
所定電圧VR2とを比較することにより動作モード指定
信号SSを生成し、この動作モード指定信号SSで指定
される動作モードに応じて、スイッチング制御ロジック
回路8が、降圧型スイッチング回路9と昇圧型スイッチ
ング回路10のうちのどちらか一方のみを必ずスイッチ
ング動作させるため、降圧型スイッチング電源動作と昇
圧型スイッチング電源動作とが切り替わるときに、2次
側電源のスイッチング制御が止まることも、電源の電力
変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型スイッチン
グ電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とを自動的に
切り替えるスイッチング電源動作を実現させる事ができ
る。As described above, according to the present embodiment, the switching comparator 6 compares the output voltage EO of the error amplifier 2 with the predetermined voltage VR2 to generate the operation mode designating signal SS. In accordance with the operation mode designated by SS, the switching control logic circuit 8 always performs only one of the step-down switching circuit 9 and the step-up switching circuit 10 to perform the switching operation. When switching between the switching power supply operation and the switching power supply operation, the switching control of the secondary power supply does not stop and the power conversion efficiency of the power supply does not decrease. Switching power supply operation can be realized.
【0073】なお、本実施の形態では、三角波発生回路
4で図9(a),(b)に示される三角波1を発生する
ようにしているが、三角波発生回路4で図9(a),
(b)に示される三角波2を発生させ、反転アンプ35
から三角波1を出力させるように構成してもよい。In the present embodiment, the triangular wave generating circuit 4 generates the triangular wave 1 shown in FIGS. 9A and 9B, but the triangular wave generating circuit 4 generates the triangular wave 1 shown in FIGS.
The triangular wave 2 shown in FIG.
May be configured to output a triangular wave 1.
【0074】なお、切り替えコンパレータ6は、EO=
VR2のとき、動作モード指定信号SSとしてHレベ
ル,Lレベルのどちらを出力するかは、切り替えコンパ
レータ6のオフセットで決まるが、このオフセット量
は、前段のエラーアンプ2のDCゲインが無限大である
ので、昇圧/降圧の切り替えについての影響を及ぼさな
い。Note that the switching comparator 6 sets EO =
In the case of VR2, which of the H level and the L level is output as the operation mode designating signal SS is determined by the offset of the switching comparator 6, and the amount of this offset is such that the DC gain of the error amplifier 2 in the preceding stage is infinite. Therefore, there is no influence on switching between step-up / step-down.
【0075】また、図4,図5では、スイッチング制御
ロジック回路8は、例としてNOR回路とOR回路とイ
ンバータとで回路を構成しているが、AND回路、NA
ND回路、インバータを用いて回路を構成しても良い。In FIGS. 4 and 5, the switching control logic circuit 8 is constituted by a NOR circuit, an OR circuit, and an inverter as an example.
The circuit may be configured using an ND circuit and an inverter.
【0076】また、図6に示すように、降圧型スイッチ
ング回路9において、ダイオードD1(図4,図5)の
代わりにインバータ41とNチャネルMOSトランジス
タQ3に置き換え、昇圧型スイッチング回路10におい
て、ダイオードD2(図4,図5)の代わりにインバー
タ42とNチャネルMOSトランジスタQ4に置き換え
て同期整流式のスイッチング電源回路にしてもよい。そ
の他の構成及び回路動作はすべて同じなので説明は割愛
する。As shown in FIG. 6, in the step-down switching circuit 9, the inverter 41 and the N-channel MOS transistor Q3 are substituted for the diode D1 (FIGS. 4 and 5). Instead of D2 (FIGS. 4 and 5), the inverter 42 and the N-channel MOS transistor Q4 may be replaced with a synchronous rectification type switching power supply circuit. All other configurations and circuit operations are the same, and a description thereof will be omitted.
【0077】図10に従来の技術のスイッチング電源装
置に対する本発明の効果の概念図を示す。この図に示さ
れるように、図11で示された従来のスイッチング電源
装置では、1次側電源電圧VIが制御される2次側電源
電圧VSを中心としたある範囲内にあるとき、図10の
(1)、(2)に示されるように前述の第1、第2の不
具合が起きる可能性が非常に大きい。本発明では、1次
側電源電圧VIが制御される2次側電源電圧VSの値に
達するとスイッチング電源装置が図10の(3)のよう
に問題なく切り替わる。したがって、上述した各実施の
形態では、従来の2つの不具合、すなわち降圧型スイッ
チング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作の両方が
止まる事により2次側電源へのスイッチング制御動作が
止まり、1次側電源電圧の振られがそのまま2次側電源
電圧に伝わる事や、降圧型スイッチング電源動作と昇圧
型スイッチング電源動作が同時に起こり電源の電力変換
効率が下がる事を回避でき、降圧型スイッチング電源動
作と昇圧型スイッチング電源動作とが自動的に、また何
ら調整工程を必要とせず、切り替えることが可能とな
る。FIG. 10 is a conceptual diagram showing the effect of the present invention with respect to a conventional switching power supply. As shown in this figure, in the conventional switching power supply device shown in FIG. 11, when the primary side power supply voltage VI is within a certain range around the controlled secondary side power supply voltage VS, FIG. As shown in (1) and (2), there is a great possibility that the first and second problems described above will occur. In the present invention, when the primary power supply voltage VI reaches the value of the controlled secondary power supply voltage VS, the switching power supply switches without any problem as shown in FIG. Therefore, in each of the above-described embodiments, the conventional two problems, that is, both the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation are stopped, so that the switching control operation to the secondary power supply is stopped, and the primary power supply is stopped. Voltage fluctuations can be transmitted directly to the secondary side power supply voltage, and step-down switching power supply operation and step-up switching power supply operation can be prevented from occurring at the same time, reducing the power conversion efficiency of the power supply. The switching power supply operation can be switched automatically and without any adjustment process.
【0078】[0078]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、昇圧/降
圧切り替え回路で動作モード指定信号を生成し、この動
作モード指定信号で指定される動作モードに応じて、ス
イッチング制御ロジック回路が、降圧型スイッチング回
路と昇圧型スイッチング回路のうちのどちらか一方のみ
をスイッチング動作させるため、降圧型スイッチング電
源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが切り替わると
きに、2次側電源のスイッチング制御が止まることも、
電源の電力変換効率を落とすことも無く、安定に降圧型
スイッチング電源動作と昇圧型スイッチング電源動作と
を自動的に切り替えるスイッチング電源装置を実現でき
る。したがって、従来の2つの不具合、すなわち降圧型
スイッチング電源動作、昇圧型スイッチング電源動作の
両方が止まる事により2次側電源へのスイッチング制御
動作が止まり、1次側電源電圧の振られがそのまま2次
側電源電圧に伝わる事や、降圧型スイッチング電源動作
と昇圧型スイッチング電源動作が同時に起こり電源の電
力変換効率が下がる事を回避でき、降圧型スイッチング
電源動作と昇圧型スイッチング電源動作とが自動的に、
また何ら調整工程を必要とせず、切り替えることが可能
となる。As described above, according to the present invention, the step-up / step-down switching circuit generates the operation mode designating signal, and the switching control logic circuit, in accordance with the operation mode designated by the operation mode designating signal, Since only one of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit is switched, the switching control of the secondary power supply may stop when the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation are switched. ,
A switching power supply device that automatically switches between a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply operation stably without lowering the power conversion efficiency of the power supply can be realized. Therefore, the switching control operation to the secondary-side power supply is stopped by stopping both of the conventional two problems, that is, the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation, and the fluctuation of the primary-side power supply voltage is not changed. Side power supply voltage, and the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation can be avoided at the same time, thereby reducing the power conversion efficiency of the power supply. ,
In addition, switching can be performed without any adjustment process.
【図1】本発明の第1の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態のスイッチング電源
装置の他の例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of the switching power supply according to the second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態のスイッチング電源
装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態のスイッチング電源
装置のより具体的な構成図。FIG. 5 is a more specific configuration diagram of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態のスイッチング電源
装置の他の例を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing another example of the switching power supply according to the third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation in the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。FIG. 8 is a timing chart for explaining an operation according to the second embodiment of the present invention;
【図9】本発明の第3の実施の形態における動作説明の
ためのタイミング図。FIG. 9 is a timing chart for explaining an operation according to the third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の効果の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of an effect of the present invention.
【図11】従来のスイッチング電源装置の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional switching power supply device.
【図12】従来のスイッチング電源装置の動作説明のた
めのタイミング図。FIG. 12 is a timing chart for explaining the operation of a conventional switching power supply device.
【図13】従来のスイッチング電源装置の動作説明のた
めのタイミング図。FIG. 13 is a timing chart for explaining the operation of a conventional switching power supply device.
【符号の説明】 1 1次側電源 2 エラーアンプ 3 基準電圧源 4 三角波発生回路 5 制御信号切り替え回路 6 昇圧/降圧切り替え回路 7 コンパレータ 8 スイッチング制御ロジック回路 9 降圧型スイッチング回路 10 昇圧型スイッチング回路 11 負荷回路 C1 平滑用コンデンサ C2 コンデンサ R1、R2、R3 抵抗 VR1 可変抵抗器 Q1 降圧用スイッチング素子 Q2 昇圧用スイッチング素子 D1、D2 ダイオード L1 コイル[Description of Signs] 1 Primary-side power supply 2 Error amplifier 3 Reference voltage source 4 Triangular wave generation circuit 5 Control signal switching circuit 6 Step-up / step-down switching circuit 7 Comparator 8 Switching control logic circuit 9 Step-down switching circuit 10 Step-up switching circuit 11 Load circuit C1 Smoothing capacitor C2 Capacitor R1, R2, R3 Resistance VR1 Variable resistor Q1 Step-down switching element Q2 Step-up switching element D1, D2 Diode L1 Coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 弘樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H730 AA14 AA16 AS01 AS04 AS05 BB13 BB14 BB57 BB86 BB88 DD04 DD32 FD01 FG05 FG25 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroki Matsunaga 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (reference) 5H730 AA14 AA16 AS01 AS04 AS05 BB13 BB14 BB57 BB86 BB88 DD04 DD32 FD01 FG05 FG25
Claims (3)
源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記1次側電源電圧から前記2次側電源電圧を昇圧する
ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
ング出力を平滑し前記2次側電源電圧を生成するコンデ
ンサと、 前記2次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
増幅するエラーアンプと、 前記エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反
転させた反転電圧を生成する反転回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧または前記
反転電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチン
グ電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モー
ドを指定するための動作モード指定信号として出力する
昇圧/降圧切り替え回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記反転回路で生成され
る前記反転電圧とを入力し、前記動作モード指定信号で
指定される動作モードに応じて前記エラーアンプの出力
電圧および前記反転電圧のいずれか一方を出力する選択
回路と、 三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記選択回路の出力と前記三角波発生回路の前記三角波
信号とを比較することにより前記降圧型スイッチング回
路と前記昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の
原信号を生成するコンパレータと、 前記昇圧/降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
グ電源装置。A step-down switching circuit for stepping down a secondary power supply voltage from a primary power supply voltage of an input voltage; and a step-up switching circuit for boosting the secondary power supply voltage from the primary power supply voltage. A switching circuit, a coil having both ends connected to each of the step-down and step-up switching circuits, and a capacitor for smoothing a switching output of each of the step-down and step-up switching circuits and generating the secondary-side power supply voltage, An error amplifier that compares the secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies the difference voltage; an inversion circuit that generates an inversion voltage obtained by inverting an output voltage of the error amplifier with reference to a predetermined voltage; The output voltage of the amplifier is compared with the predetermined voltage or the inverted voltage, and the comparison result is used as an operation mode between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation. A step-up / step-down switching circuit that outputs as an operation mode designating signal for designating an operation mode, and an output voltage of the error amplifier and the inversion voltage generated by the inversion circuit, and are designated by the operation mode designating signal. A selection circuit that outputs one of the output voltage of the error amplifier and the inversion voltage in accordance with an operation mode of the error amplifier; a triangular wave generation circuit that generates a triangular wave signal; an output of the selection circuit and the triangular wave of the triangular wave generation circuit A comparator for generating an original signal for the switching operation of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit by comparing the signal with a signal; an operation mode designation signal for the step-up / step-down switching circuit; and a switching operation generated by the comparator And the operation mode designating signal is a step-down switching power supply operation. When the operation mode is designated, the step-down switching circuit performs a switching operation according to the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-up switching circuit, and the operation mode designation signal switches the step-up switching power supply operation mode. A switching control logic circuit that, when specified, causes the boosting switching circuit to perform a switching operation in accordance with an original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-down switching circuit.
源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記1次側電源電圧から前記2次側電源電圧を昇圧する
ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
ング出力を平滑し前記2次側電源電圧を生成するコンデ
ンサと、 前記2次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
増幅するエラーアンプと、 前記エラーアンプの出力電圧を所定電圧を基準にして反
転させた反転電圧を生成する反転回路と、 前記1次側電源電圧と前記2次側電源電圧とを比較し、
前記1次側電源電圧が前記2次側電源電圧より高いとき
には、前記反転回路で生成される前記反転電圧と前記所
定電圧とを比較し、その比較結果を降圧型スイッチング
電源動作と昇圧型スイッチング電源動作との動作モード
を指定するための動作モード指定信号として出力し、前
記1次側電源電圧が前記2次側電源電圧より低いときに
は、前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧とを比
較し、その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇
圧型スイッチング電源動作との動作モードを指定するた
めの動作モード指定信号として出力する昇圧/降圧切り
替え回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記反転回路で生成され
る前記反転電圧とを入力し、前記動作モード指定信号で
指定される動作モードに応じて前記エラーアンプの出力
電圧および前記反転電圧のいずれか一方を出力する選択
回路と、 三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記選択回路の出力と前記三角波発生回路の前記三角波
信号とを比較することにより前記降圧型スイッチング回
路と前記昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の
原信号を生成するコンパレータと、 前記昇圧/降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
グ電源装置。2. A step-down switching circuit for stepping down a secondary power supply voltage from a primary power supply voltage of an input voltage, and a step-up switching circuit for boosting the secondary power supply voltage from the primary power supply voltage. A switching circuit, a coil having both ends connected to each of the step-down and step-up switching circuits, and a capacitor for smoothing a switching output of each of the step-down and step-up switching circuits and generating the secondary-side power supply voltage, An error amplifier that compares the secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies the difference voltage, an inversion circuit that generates an inversion voltage obtained by inverting an output voltage of the error amplifier with reference to a predetermined voltage, Comparing the secondary side power supply voltage with the secondary side power supply voltage,
When the primary-side power supply voltage is higher than the secondary-side power supply voltage, the inverted voltage generated by the inverting circuit is compared with the predetermined voltage, and the comparison result is referred to as a step-down switching power supply operation and a step-up switching power supply. Output as an operation mode designating signal for designating an operation mode with the operation, and when the primary power supply voltage is lower than the secondary power supply voltage, compare the output voltage of the error amplifier with the predetermined voltage; A step-up / step-down switching circuit that outputs a result of the comparison as an operation mode designating signal for designating an operation mode between the step-down switching power supply operation and the step-up switching power supply operation; and an output voltage of the error amplifier and the inversion circuit. And the output voltage of the error amplifier according to the operation mode designated by the operation mode designation signal. A selection circuit that outputs one of the inverted voltage and the inverted voltage; a triangular wave generation circuit that generates a triangular wave signal; and a step-down switching circuit by comparing an output of the selection circuit with the triangular wave signal of the triangular wave generation circuit. And a comparator for generating an original signal for the switching operation of the step-up switching circuit; an operation mode specifying signal for the step-up / step-down switching circuit and an original signal for the switching operation generated by the comparator; When the signal designates the step-down switching power supply operation mode, the step-down switching circuit performs a switching operation according to the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-up switching circuit, and the operation mode designating signal is boosted. Type switching power supply operation mode Switching power supply and a switching control logic circuit for stopping the switching operation of the step-down switching circuit causes the switching operation in response to the step-up switching circuit to the original signal of the switching operation when the constant.
源電圧を降圧するための降圧型スイッチング回路と、 前記1次側電源電圧から前記2次側電源電圧を昇圧する
ための昇圧型スイッチング回路と、 前記降圧型、昇圧型の各スイッチング回路に両端を接続
したコイルと、 前記降圧型、昇圧型スイッチング回路の各々のスイッチ
ング出力を平滑し前記2次側電源電圧を生成するコンデ
ンサと、 前記2次側電源電圧を基準電圧と比較してその差電圧を
増幅するエラーアンプと、 第1の三角波信号を発生する三角波発生回路と、 前記三角波発生回路で発生する第1の三角波信号を所定
電圧を基準にして反転させた第2の三角波信号を生成す
る反転回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記所定電圧とを比較
し、その比較結果を降圧型スイッチング電源動作と昇圧
型スイッチング電源動作との動作モードを指定するため
の動作モード指定信号として出力する昇圧/降圧切り替
え回路と、 前記三角波発生回路で発生する第1の三角波信号と前記
反転回路で生成される第2の三角波信号とを入力し、前
記動作モード指定信号で指定される動作モードに応じて
前記第1の三角波信号および前記第2の三角波信号のい
ずれか一方を出力する選択回路と、 前記エラーアンプの出力電圧と前記選択回路の出力とを
比較することにより前記降圧型スイッチング回路と前記
昇圧型スイッチング回路のスイッチング動作の原信号を
生成するコンパレータと、 前記昇圧/降圧切り替え回路の動作モード指定信号と前
記コンパレータで生成されるスイッチング動作の原信号
とを入力し、前記動作モード指定信号が降圧型スイッチ
ング電源動作モードを指定するとき前記降圧型スイッチ
ング回路を前記スイッチング動作の原信号に応じてスイ
ッチング動作させるとともに前記昇圧型スイッチング回
路のスイッチング動作を停止させ、前記動作モード指定
信号が昇圧型スイッチング電源動作モードを指定すると
き前記昇圧型スイッチング回路を前記スイッチング動作
の原信号に応じてスイッチング動作させるとともに前記
降圧型スイッチング回路のスイッチング動作を停止させ
るスイッチング制御ロジック回路とを備えたスイッチン
グ電源装置。3. A step-down switching circuit for stepping down a secondary power supply voltage from a primary power supply voltage of an input voltage, and a step-up switching circuit for boosting the secondary power supply voltage from the primary power supply voltage. A switching circuit, a coil having both ends connected to each of the step-down and step-up switching circuits, and a capacitor for smoothing a switching output of each of the step-down and step-up switching circuits and generating the secondary-side power supply voltage, An error amplifier that compares the secondary power supply voltage with a reference voltage and amplifies the difference voltage; a triangular wave generating circuit that generates a first triangular wave signal; and a first triangular wave signal generated by the triangular wave generating circuit. An inverting circuit for generating a second triangular wave signal inverted with reference to a voltage, comparing the output voltage of the error amplifier with the predetermined voltage, and comparing the comparison result with a step-down switch. And a step-up / step-down switching circuit for outputting an operation mode designating signal for designating an operation mode between a switching power supply operation and a boosting switching power supply operation; a first triangular wave signal generated by the triangular wave generation circuit; A second triangular wave signal to be input, and a selection circuit that outputs one of the first triangular wave signal and the second triangular wave signal according to an operation mode designated by the operation mode designation signal; A comparator for generating an original signal for a switching operation of the step-down switching circuit and the step-up switching circuit by comparing an output voltage of the error amplifier with an output of the selection circuit; and an operation mode of the step-up / step-down switching circuit. A designation signal and an original signal of the switching operation generated by the comparator are inputted, and the operation mode is designated. When the signal designates the step-down switching power supply operation mode, the step-down switching circuit performs a switching operation according to the original signal of the switching operation and stops the switching operation of the step-up switching circuit, and the operation mode designating signal is boosted. Switching power supply device comprising: a switching control logic circuit for causing the boosting switching circuit to perform a switching operation in accordance with an original signal of the switching operation when designating a switching power supply operation mode and for stopping the switching operation of the step-down switching circuit. .
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