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JP3134913B2 - Switching device - Google Patents

Switching device

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JP3134913B2
JP3134913B2 JP06008276A JP827694A JP3134913B2 JP 3134913 B2 JP3134913 B2 JP 3134913B2 JP 06008276 A JP06008276 A JP 06008276A JP 827694 A JP827694 A JP 827694A JP 3134913 B2 JP3134913 B2 JP 3134913B2
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circuit
current
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terminal
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花若増生
太田真規
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はMOSFETを使用した
スイッチングデバイスに関し、詳しくはスイッチング電
源のスイッチ素子としてMOSFETを用いて構成した
スイッチングデバイスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching device using a MOSFET, and more particularly to a switching device using a MOSFET as a switching element of a switching power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、スイッチング電源の部品点数の削
減,スペースファクタの向上,或いは小型化,コストダ
ウン等の為に、スイッチ素子として用いられるMOSF
ETとその制御回路とを同一チップの半導体集積回路に
組み込んだスイッチングデバイスが実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, MOSFs used as switching elements have been used in order to reduce the number of parts of a switching power supply, improve the space factor, or reduce the size and cost.
A switching device in which the ET and its control circuit are incorporated in a semiconductor integrated circuit on the same chip has been put to practical use.

【0003】ところで、従来のこのようなスイッチング
デバイスにおいては、外部端子として例えば20本以上
のピンが設けられているので、このデバイスをプリント
基板へ実装する場合にその実装が困難であり、又外部端
子の数に対応した外付け部品が必要であるので、小型化
する場合に制約がある。加えて、外付け部品の点数に対
応してコストも高くなる。
In such a conventional switching device, for example, 20 or more pins are provided as external terminals. Therefore, it is difficult to mount this device on a printed circuit board. Since external parts corresponding to the number of terminals are required, there is a limitation in downsizing. In addition, the cost increases according to the number of external parts.

【0004】本願出願人は、このような問題点を解決す
る為に、特願平5−218393号「スイッチングデバ
イス装置」として、上記のような問題点を改善したスイ
ッチングデバイスを出願した。この出願によれば、外部
端子はMOSFETのドレイン端子とソース端子及び制
御回路の電源入力端子の3個の端子で構成されるので、
プリント基板へ実装が容易で、かつ外付け部品も少なく
て済む特徴がある。しかし、この既出願のスイッチング
デバイスの制御方式は電圧制御方式をとっている。電圧
制御方式の場合、その制御系が2次遅れとなり、このよ
うな2次遅れの制御系においては位相が180°反転す
る為に制御が非常に不安定となる。
[0004] In order to solve such a problem, the present applicant has filed a Japanese Patent Application No. 5-218393, entitled "Switching Device Apparatus", in which a switching device in which the above problems are solved is filed. According to this application, the external terminal is composed of three terminals, the drain terminal and the source terminal of the MOSFET, and the power input terminal of the control circuit.
It has features that it can be easily mounted on a printed circuit board and requires few external components. However, the control method of the switching device of this application uses a voltage control method. In the case of the voltage control method, the control system has a second-order delay, and in such a second-order delay control system, the control is very unstable because the phase is inverted by 180 °.

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するために成されたものであって、その目
的は外部端子は上記既出願の内容と同様に3個とすると
共に、内蔵する制御回路を電流制御方式としたものであ
る。電流制御方式はその制御系が1次遅れとなり、安定
な制御を行うことができる。これにより、本発明によれ
ばプリント基板への実装が容易で、かつ信頼性の向上が
計られた安価なスイッチングデバイスを得ることができ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and its purpose is to reduce the number of external terminals to three in the same manner as in the above-mentioned patent application. , And the built-in control circuit is of a current control type. In the current control method, the control system has a first-order delay, and stable control can be performed. Thus, according to the present invention, it is possible to obtain an inexpensive switching device that can be easily mounted on a printed circuit board and has improved reliability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
素子として用いられるMOSFETとその制御回路とが
同一チップの半導体集積回路として構成されるスイッチ
ングデバイスにおいて、前記MOSFETのオン・オフ
を制御する電流制御方式の制御回路を具備し、この制御
回路によって制御されるMOSFETのドレイン端子と
ソース端子及び前記制御回路の電源入力端子を外部端子
とすることを特徴としたものである。
According to the present invention, there is provided a switching device in which a MOSFET used as a switching element and a control circuit thereof are configured as a semiconductor integrated circuit on the same chip, and a current control for controlling ON / OFF of the MOSFET. And a drain terminal and a source terminal of a MOSFET controlled by the control circuit and a power input terminal of the control circuit are external terminals.

【0006】[0006]

【作用】このような本発明では、電流制御方式の制御回
路でMOSFETが制御され、かつ外部端子を3端子と
することができる。
According to the present invention, the MOSFET is controlled by the current control type control circuit, and the external terminals can be three terminals.

【0007】[0007]

【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図1は
本発明に係わるスイッチングデバイスの一実施例の回路
構成図である。図において、10はパッケージで、この
パッケージ内にスイッチング素子として用いられるマル
チソースのMOSFET(以下、単にFETという)2
0と、このFETを制御する電流制御方式の制御回路3
0が同一チップの半導体集積回路として組み込まれてい
る。40は外部からの電圧Vinが電源電圧として入力
される端子である。パッケージ10には、FET20の
ドレイン端子21とソース端子22,及び電源入力端子
40の3個の端子が設けられている。即ち、3端子方式
のパッケージとなっている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a switching device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a package, and a multi-source MOSFET (hereinafter simply referred to as FET) 2 used as a switching element in the package.
0 and a current control type control circuit 3 for controlling this FET.
0 is incorporated as a semiconductor integrated circuit on the same chip. Reference numeral 40 denotes a terminal to which a voltage Vin from the outside is input as a power supply voltage. The package 10 is provided with three terminals: a drain terminal 21 and a source terminal 22 of the FET 20, and a power input terminal 40. That is, it is a three-terminal type package.

【0008】制御回路30において、31は発振回路、
32はオアゲート、32aはインバータ、33はRSフ
リツプフロップで構成したラッチ回路である。発振回路
31は、一定周期のパルス(ブランキングパルス)を発
生すると共に、そのパルスを発生させる為の鋸歯状波
(又は三角波)を出力する。ブランキングパルスはオア
ゲート32に加えられると共に、ラッチ回路33のセッ
ト端子Sに入力され、ラッチ回路33のQバー出力はオ
アゲート32に加えられている。34は電源入力端子4
0より印加される電圧Vinを受けて基準電圧Vrを発
生する基準電圧発生回路、35は電圧Vinが基準値よ
り低い場合を検出する低電圧検出回路、36は逆にVi
nが所定値より高い場合を検出する高電圧検出回路で、
両検出回路の基準電圧は共に基準電圧発生回路34より
得ている。36aはスイッチ、36bは分圧抵抗であ
る。高電圧検出回路36にはスイッチ36aを介して得
られる電源電圧Vinが分圧抵抗36bで分圧されて加
えられる。
In the control circuit 30, 31 is an oscillation circuit,
32 is an OR gate, 32a is an inverter, and 33 is a latch circuit composed of an RS flip-flop. The oscillation circuit 31 generates a pulse (blanking pulse) having a constant period and outputs a sawtooth wave (or a triangular wave) for generating the pulse. The blanking pulse is applied to the OR gate 32 and input to the set terminal S of the latch circuit 33, and the output Q of the latch circuit 33 is applied to the OR gate 32. 34 is a power input terminal 4
A reference voltage generation circuit that receives the voltage Vin applied from 0 to generate a reference voltage Vr, 35 is a low voltage detection circuit that detects a case where the voltage Vin is lower than the reference value, and 36 is Vi.
a high-voltage detection circuit that detects when n is higher than a predetermined value;
The reference voltages of both detection circuits are both obtained from the reference voltage generation circuit 34. 36a is a switch, and 36b is a voltage dividing resistor. A power supply voltage Vin obtained through a switch 36a is divided by a voltage dividing resistor 36b and applied to the high voltage detecting circuit 36.

【0009】37はチップ保護の為に異常な温度上昇を
検出する為の異常加熱検出回路で、その出力は低電圧,
及び高電圧検出回路35,36の出力と共に前記したオ
アゲート32に加えられている。オアゲート32の出力
はインバータ32aを介してFET20のゲート電極に
加えられている。
Reference numeral 37 denotes an abnormal heating detection circuit for detecting an abnormal temperature rise for chip protection.
And the outputs of the high voltage detection circuits 35 and 36 are added to the above-mentioned OR gate 32. The output of the OR gate 32 is applied to the gate electrode of the FET 20 via the inverter 32a.

【0010】38は誤差増幅器、38aはスイッチ、3
8bは分圧抵抗である。誤差増幅器38にはスイッチ3
8aを介して得られる電源入力端子40より加えられる
電圧Vinが分圧抵抗38bで分圧されて加えられる。
誤差増幅器38はこの分圧電圧を基準値Vrと比較し、
その差を増幅して出力する。この基準電圧Vrも前記し
た基準電圧発生回路34より得たものである。スイッチ
38a及び前記したスイッチ36aは共に低電圧検出回
路35の出力で駆動されるようになつている。
38 is an error amplifier, 38a is a switch, 3
8b is a voltage dividing resistor. The error amplifier 38 has a switch 3
The voltage Vin applied from the power supply input terminal 40 obtained through the voltage divider 8a is divided by a voltage dividing resistor 38b and applied.
The error amplifier 38 compares the divided voltage with a reference value Vr,
The difference is amplified and output. This reference voltage Vr is also obtained from the reference voltage generation circuit 34 described above. The switch 38a and the switch 36a are both driven by the output of the low voltage detection circuit 35.

【0011】39はFET20のマルチソースから検出
されるソース電流に比例した電流と,誤差増幅器38の
出力とを比較する電流検出コンパレータで、その反転入
力端子には誤差増幅器38の出力が加えられている。非
反転入力端子には抵抗23によって検出されるFET2
0のソース電流に比例した電圧が電流に変換されて加え
られると共に、前記発振回路31が出力する鋸歯状波が
バイアスとして加えられている。このコンパレータの出
力はラッチ回路33のリセット端子Rに接続されてい
る。発振回路31より得られる鋸歯状波を重畳したの
は、デューテイが50%以上になつた時、系が不安定に
ならないように補正する為である。39aは電流検出コ
ンパレータ39の反転入力端子に加えられる電圧の最大
値を制限する為の定電圧素子で、これによりFET20
のドレイン電流の最大値を制限するようになっている。
Reference numeral 39 denotes a current detection comparator for comparing the current proportional to the source current detected from the multi-source of the FET 20 with the output of the error amplifier 38. The output of the error amplifier 38 is applied to its inverting input terminal. I have. FET2 detected by the resistor 23 is connected to the non-inverting input terminal.
A voltage proportional to a source current of 0 is converted into a current and applied, and a saw-tooth wave output from the oscillation circuit 31 is applied as a bias. The output of this comparator is connected to the reset terminal R of the latch circuit 33. The reason why the sawtooth wave obtained from the oscillation circuit 31 is superimposed is to correct the system so that it does not become unstable when the duty becomes 50% or more. 39a is a constant voltage element for limiting the maximum value of the voltage applied to the inverting input terminal of the current detection comparator 39.
Is limited to the maximum value of the drain current.

【0012】このような図1に示す本発明に係わるスイ
ッチングデバイスの動作を図2の波形図を用いて説明す
ると次のごとくなる。なお、図3は図1において用いら
れるラッチ回路33の真理値表である。
The operation of the switching device according to the present invention shown in FIG. 1 will be described below with reference to the waveform diagram of FIG. FIG. 3 is a truth table of the latch circuit 33 used in FIG.

【0013】電源入力端子40より入力された電圧Vi
nは上記の様に制御回路30を構成する各回路に電源電
圧として加えられ、その結果基準電圧発生回路34は基
準電圧Vrを発生する。この場合、入力電圧Vinは電
源投入時より徐々に増加するが、その値が低電圧検出回
路35の基準値Vrで定まる起動電圧より低い期間,ス
イッチ36aと38aはオフとなっいるが、起動電圧に
達すると低電圧検出回路35の出力により両スイッチは
オンとなり、これによって制御回路全体が動作状態とな
る。
The voltage Vi input from the power input terminal 40
n is applied as a power supply voltage to each circuit constituting the control circuit 30 as described above, and as a result, the reference voltage generation circuit 34 generates the reference voltage Vr. In this case, the input voltage Vin gradually increases from the time when the power is turned on, and the switches 36a and 38a are turned off while the value is lower than the starting voltage determined by the reference value Vr of the low voltage detection circuit 35. Is reached, both switches are turned on by the output of the low voltage detection circuit 35, whereby the entire control circuit is brought into an operating state.

【0014】制御回路30が起動すると、発振回路31
は第2図(イ)に示す鋸歯状波を出力すると共に、この
鋸歯状波によって得られる第2図(ロ)に示す一定周期
のブランキングパルスを発生する。鋸歯状波信号は電流
検出コンパレータ39の非反転入力端子に加えられ、ブ
ランキングパルスはオアーゲート32の入力端子とラッ
チ回路32のセット端子Sに加えられる。一方、スイッ
チ38aがオンになると、入力電圧Vinはこのスイッ
チを介して分圧回路38aに加えられて分圧される。こ
の分圧電圧は誤差増幅器38で基準値Vrと比較され、
その差が増幅されて電流検出コンパレータ39に閾値電
流Ithとしてこのコンパレータの反転入力端子に加え
られる。この閾値電流のレベルを第2図(ト)でIth
1〜Ith3として示す。Ith1は分圧回路38aの
分圧電圧と基準値Vrとの差が小さい場合、Ith3は
その差が大きい場合を示す。
When the control circuit 30 is activated, the oscillation circuit 31
Outputs a sawtooth wave shown in FIG. 2 (a) and generates a blanking pulse having a constant period shown in FIG. 2 (b) obtained by the sawtooth wave. The sawtooth signal is applied to the non-inverting input terminal of the current detection comparator 39, and the blanking pulse is applied to the input terminal of the OR gate 32 and the set terminal S of the latch circuit 32. On the other hand, when the switch 38a is turned on, the input voltage Vin is applied to the voltage dividing circuit 38a via this switch and divided. This divided voltage is compared with the reference value Vr by the error amplifier 38,
The difference is amplified and applied to the inverting input terminal of the current detection comparator 39 as a threshold current Ith. The level of this threshold current is represented by Ith in FIG.
1 to Ith3. Ith1 indicates a case where the difference between the divided voltage of the voltage dividing circuit 38a and the reference value Vr is small, and Ith3 indicates a case where the difference is large.

【0015】ここで、抵抗21より検出されるFET2
0のソース電流の波形を第2図(ト)に示す。この検出
電流は第2図(ロ)に示すブランキングパルスの立ち下
がりによって立ち上がるようになっている。例えば、時
刻t1においてブランキングパルスが立ち下がると検出
電流(ソース電流)が立ち上がり、その電流は徐々に増
加し、時刻t2においてその値が閾値電流Ith1に達
すると電流検出コンパレータ39が第2図(ハ)で示す
如くこれを検出する。この検出出力はラッチ回路33の
リセット端子Rに加えられる。検出電流が閾値電流It
h1に達しないt1〜t2の期間、ラッチ回路33の出
力Qバーは第2図(ニ)で示す如くロウレベルになって
いるが、時刻t2において閾値電流Ith1に達すると
Qバー出力はハイレベルとなる。このハイレベル出力は
次のブランキングパルスの立ち上がりによってロウとな
る。
Here, the FET 2 detected by the resistor 21
The waveform of the source current of 0 is shown in FIG. This detection current rises at the fall of the blanking pulse shown in FIG. For example, when the blanking pulse falls at the time t1, the detection current (source current) rises, and the current gradually increases. When the value reaches the threshold current Ith1 at the time t2, the current detection comparator 39 sets the current detection comparator 39 in FIG. This is detected as shown in (c). This detection output is applied to the reset terminal R of the latch circuit 33. The detection current is the threshold current It
The output Q bar of the latch circuit 33 is at the low level as shown in FIG. 2D during the period from t1 to t2 when the output does not reach the threshold value h1, but when the threshold current Ith1 is reached at the time t2, the Q bar output becomes the high level. Become. This high-level output becomes low at the rise of the next blanking pulse.

【0016】オアーゲート32はこれに加えられる入力
のレベルが全てロウの時その出力は第2図(ホ)に示す
如くロウレベルとなり、このロウレベルがインバータ3
2aによって第2図(へ)に示す如く反転され、そのハ
イレベルの信号がFET20のゲートに加えられる。F
ET20はこのゲートに加えられるインバータ32aの
出力がハイレベルの期間オン状態になる。即ち、図2に
おいてt1〜t2の期間、FET20はオンとなるが、
t2〜t3の期間FET20のゲートに加わる信号レベ
ルはロウとなり、その結果FET20はオフとなってい
る。
When the level of the input to the OR gate 32 is all low, the output of the OR gate 32 becomes a low level as shown in FIG.
The signal is inverted by 2a as shown in FIG. 2 (f), and the high level signal is applied to the gate of the FET 20. F
The ET 20 is turned on while the output of the inverter 32a applied to this gate is at a high level. That is, the FET 20 is turned on during the period from t1 to t2 in FIG.
During the period from t2 to t3, the signal level applied to the gate of the FET 20 is low, and as a result, the FET 20 is off.

【0017】次のブランキングパルスが時刻t3におい
て立ち下がると、第2図(ト)に示す検出電流が立ち上
がる。この場合、電源電圧Vinの値が時刻t1〜t3
の期間における値よりより小さく、その結果誤差増幅器
38の出力が大きくて電流検出コンパレータ39の閾値
電流がIth2となったとすると、検出電流がIth2
に達する時刻t4までラッチ回路33のQバー出力はハ
イレベルにならない。即ち、ラッチ回路33のQバー出
力がロウであるt3〜t4の期間は、t1〜t2の期間
より長く、そのt3〜t4の期間FET20はオンとな
っている。更に、時刻t3〜t5の期間より電源電圧V
inの値が小さく、電流検出コンパレータ39の閾値電
流がIth3の場合、期間t5〜t6で示す如くt3〜
t4の期間より長い間、FET20はオンとなってい
る。このように、電源入力端子40に加えられる電圧V
inと基準値Vrに差が有る場合、その差に応じてFE
T20のオン時間を制御して検出電流が一定値になるよ
うに入力電圧Vinの値が制御される。
When the next blanking pulse falls at time t3, the detection current shown in FIG. 2 (g) rises. In this case, the value of the power supply voltage Vin changes from time t1 to t3.
And the threshold current of the current detection comparator 39 becomes Ith2 as a result, the output of the error amplifier 38 becomes large and the detection current becomes Ith2.
, The Q-bar output of the latch circuit 33 does not go high. That is, the period from t3 to t4 when the Q bar output of the latch circuit 33 is low is longer than the period from t1 to t2, and the FET 20 is on during the period from t3 to t4. Further, the power supply voltage V starts from time t3 to time t5.
When the value of in is small and the threshold current of the current detection comparator 39 is Ith3, as shown by periods t5 to t6, t3 to t6
The FET 20 is on for longer than the period of t4. Thus, the voltage V applied to the power input terminal 40 is
in and the reference value Vr, if there is a difference,
The value of the input voltage Vin is controlled so that the on-time of T20 is controlled so that the detected current becomes a constant value.

【0018】なお、ブランキングパルスに加えて、電圧
Vinが基準値Vrより低い場合を検出する低電圧検出
回路35,Vinが基準値より高くなるとこれを検出す
る高電圧検出回路36,及び回路が異常に加熱されると
これを検出する異常加熱検出回路37の出力はオアゲー
ト32に夫々加えられている。これらの回路の出力のう
ちの1つでもハイレベルとなると、オアゲート32の出
力はハイレベルとなり、これがインバータ32aにより
反転されてFET20のゲートに加えられる。これによ
り、FET20はオフとなる。
In addition to the blanking pulse, a low voltage detection circuit 35 for detecting the case where the voltage Vin is lower than the reference value Vr, a high voltage detection circuit 36 for detecting when the voltage Vin becomes higher than the reference value, and a circuit are provided. The outputs of the abnormal heating detection circuit 37 for detecting abnormal heating are applied to the OR gate 32, respectively. When at least one of the outputs of these circuits goes high, the output of the OR gate 32 goes high, which is inverted by the inverter 32a and applied to the gate of the FET 20. As a result, the FET 20 is turned off.

【0019】このように、本発明においては外部端子は
3個で、しかも内蔵する制御回路は電流制御方式として
構成される。これにより、その制御系が1次遅れとな
り、非常に安定制御を行うことのできるスイッチングデ
バイスを得ることができる。
As described above, in the present invention, there are three external terminals, and the built-in control circuit is configured as a current control system. As a result, the control system has a first-order delay, and a switching device capable of performing very stable control can be obtained.

【0020】図4は本発明に係わる図1のデバイス装置
を用いて構成したスイッチング電源の一例の回路図であ
る。図4において、10は図1で説明したパッケージ
で、このパッケージ内にマルチソースのMOSFET2
0と、このFETを制御する電流制御方式の制御回路3
0が同一チップの半導体集積回路として組み込まれてい
る。40は電源入力端子である。図1で説明したよう
に、外部端子としては電源入力端子40及びFET20
のドレイン端子Dとソース端子Sの3個となっている。
FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a switching power supply constructed using the device shown in FIG. 1 according to the present invention. In FIG. 4, reference numeral 10 denotes the package described with reference to FIG.
0 and a current control type control circuit 3 for controlling this FET.
0 is incorporated as a semiconductor integrated circuit on the same chip. Reference numeral 40 denotes a power input terminal. As described with reference to FIG. 1, the power supply input terminal 40 and the FET 20
And a drain terminal D and a source terminal S.

【0021】50は商用電源入力端子、60はトランス
で、一次巻線61と二次巻線62及びバイアス巻線63
よりなっている。51は商用電源電圧を全波整流する全
波整流回路、52は平滑回路である。整流平滑された商
用電源電圧の出力端は起動用抵抗53を介してパッケー
ジ10の電源入力端子40に接続されると共に、トラン
ス60の一次巻線61を介してFET20のドレイン端
子Dに加えられている。62a,63aは夫々ダイオー
ド、62b,63bは夫々コンデンサで、ダイオード6
2aとコンデンサ62bはトランス60の二次巻線62
に誘起した電圧を整流平滑し、ダイオード63aとコン
デンサ63bはバイアス巻線63に誘起した電圧を整流
平滑する。バイアス巻線62より得られる直流電圧は電
源入力端子40に加えられている。
Reference numeral 50 denotes a commercial power supply input terminal, and 60 denotes a transformer, which comprises a primary winding 61, a secondary winding 62, and a bias winding 63.
Is made up of 51 is a full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of the commercial power supply voltage, and 52 is a smoothing circuit. The output terminal of the rectified and smoothed commercial power supply voltage is connected to the power supply input terminal 40 of the package 10 via the starting resistor 53 and is applied to the drain terminal D of the FET 20 via the primary winding 61 of the transformer 60. I have. 62a and 63a are diodes, 62b and 63b are capacitors, respectively.
2a and the capacitor 62b are connected to the secondary winding 62 of the transformer 60.
The diode 63a and the capacitor 63b rectify and smooth the voltage induced in the bias winding 63. The DC voltage obtained from the bias winding 62 is applied to the power input terminal 40.

【0022】商用電源入力端子50に加えられた交流電
圧は全波整流回路51,及び平滑回路52により直流電
圧に変換され、その直流電圧はトランス60の一次巻線
61に加えられると共に、起動用抵抗53を介して電源
電圧Vinとして電源入力端子40より制御回路30に
加えられ、これにより図1で説明した如く制御回路30
が起動する。トランス60の一次巻線61にはFET2
0のドレイン・ソース端子D・Sが直列に接続され、こ
のソース端子Sを流れる電流は抵抗21によって検出さ
れる。図1で説明した如く、この検出電流の値が一定に
なるように、FET20のオン時間が制御される。FE
T20がオン・オフすることにより、トランス60の一
次巻線61を流れる電流がオン・オフされる。これによ
り、トランス60の二次巻線62及びバイアス巻線63
に電圧が誘起し、夫々ダイオード62a,63a及びコ
ンデンサ62b,63bによって整流平滑される。二次
巻線62より得られる直流電圧は出力電圧OUTとして
取り出され、バイアス巻線63より得られる直流電圧は
電源電圧Vinとして電源入力端子40に加えられる。
The AC voltage applied to the commercial power supply input terminal 50 is converted into a DC voltage by a full-wave rectifier circuit 51 and a smoothing circuit 52, and the DC voltage is applied to a primary winding 61 of a transformer 60 and used for starting. The power supply voltage Vin is applied to the control circuit 30 from the power supply input terminal 40 via the resistor 53, whereby the control circuit 30 is connected to the control circuit 30 as described with reference to FIG.
Starts. FET2 is connected to the primary winding 61 of the transformer 60.
A drain / source terminal DS of 0 is connected in series, and a current flowing through this source terminal S is detected by a resistor 21. As described with reference to FIG. 1, the ON time of the FET 20 is controlled so that the value of the detection current becomes constant. FE
When T20 is turned on and off, the current flowing through the primary winding 61 of the transformer 60 is turned on and off. Thereby, the secondary winding 62 and the bias winding 63 of the transformer 60 are formed.
, And rectified and smoothed by diodes 62a and 63a and capacitors 62b and 63b, respectively. The DC voltage obtained from the secondary winding 62 is taken out as an output voltage OUT, and the DC voltage obtained from the bias winding 63 is applied to the power supply input terminal 40 as the power supply voltage Vin.

【0023】電源電圧Vinは図1で説明した如く、分
圧抵抗器38bで分圧される。その分圧電圧が誤差増幅
器38において基準値Vrと比較され、その差が小さく
なるように,即ち検出抵抗21に流れるFET20のソ
ース電流が一定値になるように端子40に印加される電
源電圧Vinの値が一定値に制御される。この場合、一
定値に制御された時の電圧Vinの値とトランス60の
バイアス巻線63に生じる電圧はほぼ等しいので、バイ
アス巻線63と二次巻線62との巻数比を適当にするこ
とにより、二次巻線62の整流平滑回路から所望の直流
電圧OUTを得ることができる。このように、本発明を
使用した図4の電源においては、商用電源より絶縁され
所望の値に変換された直流電圧を得ることができる。
The power supply voltage Vin is divided by the voltage dividing resistor 38b as described with reference to FIG. The divided voltage is compared with the reference value Vr in the error amplifier 38, and the power supply voltage Vin applied to the terminal 40 so that the difference becomes small, that is, the source current of the FET 20 flowing through the detection resistor 21 becomes constant. Is controlled to a constant value. In this case, since the value of the voltage Vin when the voltage is controlled to a constant value is substantially equal to the voltage generated in the bias winding 63 of the transformer 60, the turns ratio between the bias winding 63 and the secondary winding 62 must be set appropriately. Accordingly, a desired DC voltage OUT can be obtained from the rectifying and smoothing circuit of the secondary winding 62. As described above, in the power supply of FIG. 4 using the present invention, a DC voltage which is insulated from the commercial power supply and converted to a desired value can be obtained.

【0024】なお、第4図に示す起動抵抗53を介して
制御回路30における電源入力端子40に電圧Vinが
印加されるが、この場合第1図で説明した如く、Vin
が起動電圧以下の場合にはスイッチ36a及び38aは
オフとなつている。Vinが起動電圧に達すると低電圧
誤動作防止回路35の出力がハイレベルとなり、これに
よりスイッチ36a及び38aが閉じると同時に回路全
体が動作を開始する。即ち、起動電圧以下ではスイッチ
がオープン状態なので、分圧抵抗36b,38bに電流
が流れない。
The voltage Vin is applied to the power input terminal 40 of the control circuit 30 via the starting resistor 53 shown in FIG. 4. In this case, as described with reference to FIG.
Are lower than the starting voltage, the switches 36a and 38a are off. When Vin reaches the start-up voltage, the output of the low-voltage malfunction prevention circuit 35 becomes high level, whereby the switches 36a and 38a are closed, and at the same time the entire circuit starts operating. That is, since the switch is in an open state below the starting voltage, no current flows through the voltage dividing resistors 36b and 38b.

【0025】このように、図1に示す本発明において
は、電源電圧Vinの検出用にスイッチ36a及び38
aを設けたことにより、デバイスの起動開始前の入力電
流を減少させることができる。これにより、図4に示す
起動抵抗53に高抵抗値のものを用いることが可能とな
り、起動抵抗損失を減少させることができる。例えば、
スイッチ36a及び38aが無い場合、起動開始前の電
流はほぼ1mA必要となり、その時の起動抵抗53は1
00KΩである。この場合、起動抵抗53の損失は1.
6Wとなる。これに対して、スイッチを設けると、起動
開始前の電流はほぼ0.1mAで、起動抵抗53の値は
300KΩで、この時の損失は0.53Wに減少する。
即ち,スイッチ36a及び38aを設けることにより、
損失は1/3に減少する。
As described above, in the present invention shown in FIG. 1, the switches 36a and 38a are used for detecting the power supply voltage Vin.
By providing a, the input current before the start of activation of the device can be reduced. This makes it possible to use a high resistance value for the starting resistor 53 shown in FIG. 4, and reduce the starting resistance loss. For example,
When the switches 36a and 38a are not provided, the current before the start of the start requires approximately 1 mA, and the start resistor 53 at that time is 1 mA.
00KΩ. In this case, the loss of the starting resistor 53 is 1.
6W. On the other hand, when the switch is provided, the current before the start of startup is approximately 0.1 mA, the value of the startup resistor 53 is 300 KΩ, and the loss at this time is reduced to 0.53 W.
That is, by providing the switches 36a and 38a,
The loss is reduced by a factor of three.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、外部端子を既出願の内
容と同様に3個のスイッチングデバイスを実現すると共
に、内蔵する制御回路を電流制御方式とすることによ
り、制御系が1次遅れとなって非常に安定なデバイスを
実現することができる。これにより、本発明によればプ
リント基板へ実装が容易で、かつ信頼性の向上が計られ
た安価なスイッチングデバイスを得ることができる。
According to the present invention, the external terminal is realized by three switching devices in the same manner as the content of the previously filed application, and the built-in control circuit is of the current control type, so that the control system is delayed by the first order. Thus, a very stable device can be realized. As a result, according to the present invention, an inexpensive switching device that can be easily mounted on a printed circuit board and has improved reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わるデバイスの一実施例を示した構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a device according to the present invention.

【図2】図1の動作を説明する為の波形図である。FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of FIG.

【図3】図1に用いられるラッチ回路の真理値表であ
る。
FIG. 3 is a truth table of the latch circuit used in FIG. 1;

【図4】図1のデバイスを用いて構成したスイッチング
電源の一例の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an example of a switching power supply configured using the device of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 パッケージ 20 MOSFET 30 電流制御回路 31 発振回路 32 オアゲート 33 ラッチ回路 36a スイッチ 38 誤差増幅器 38a スイッチ 39 電流検出コンパレータ 40 電源入力端子 50 商用電圧入力端子 60 トランス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Package 20 MOSFET 30 Current control circuit 31 Oscillation circuit 32 OR gate 33 Latch circuit 36a Switch 38 Error amplifier 38a Switch 39 Current detection comparator 40 Power input terminal 50 Commercial voltage input terminal 60 Transformer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−211062(JP,A) 特開 平3−145919(JP,A) 特開 平4−142468(JP,A) 特開 昭63−146614(JP,A) 特開 平4−167813(JP,A) 特開 平7−74315(JP,A) 特開 平6−61432(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 - 17/70 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-2-211062 (JP, A) JP-A-3-145919 (JP, A) JP-A-4-142468 (JP, A) JP-A-63- 146614 (JP, A) JP-A-4-167813 (JP, A) JP-A-7-74315 (JP, A) JP-A-6-61432 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03K 17/00-17/70

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スイッチング素子として用いられるMOS
FETとその制御回路とが同一チップの半導体集積回路
として構成されるスイッチングデバイスにおいて、 電源入力端子より印加される電圧と基準電圧を比較しそ
の差に対応した電流を閾値電流としこの閾値電流とスイ
ッチング素子として用いられるMOSFETのソース端
子に流れる電流に対応した電流とを比較する電流検出コ
ンパレータと、 一定周期のパルスを発生する発振回路と、 この発振回路の出力が加えられるゲートと、 前記発振回路の出力がそのセット端子に加えられると共
にリセット端子に前記電流検出コンパレータの出力が加
えられ出力が前記ゲートに加えられるラッチ回路とで構
成され、前記ゲートの出力でMOSFETのオン・オフ
を制御するようにした電流制御方式の制御回路を備え、
前記MOSFETのドレイン端子とソース端子及び制御
回路の電源入力端子を外部端子とすることを特徴とする
スイッチングデバイス。
1. A MOS used as a switching element
In a switching device in which an FET and its control circuit are configured as a semiconductor integrated circuit on the same chip, a voltage applied from a power input terminal is compared with a reference voltage, a current corresponding to the difference is set as a threshold current, and the threshold current is switched A current detection comparator for comparing a current corresponding to a current flowing to a source terminal of a MOSFET used as an element, an oscillation circuit for generating a pulse having a constant period, a gate to which an output of the oscillation circuit is added, An output is applied to the set terminal, and a reset circuit is provided with a latch circuit to which the output of the current detection comparator is applied and the output is applied to the gate. The output of the gate controls on / off of the MOSFET. Equipped with a current-controlled control circuit,
A switching device, wherein a drain terminal and a source terminal of the MOSFET and a power input terminal of a control circuit are external terminals.
【請求項2】電源入力端子より印加される電源電圧をス
イッチを介して分圧回路に供給し、この分圧回路で分圧
した電圧と基準電圧とを比較するようにした請求項
載のスイッチングデバイス。
2. A power supply voltage applied from the power input terminal is supplied to the voltage divider circuit via a switch, according to claim 1, wherein which is adapted to compare the voltage divided with the reference voltage at the voltage dividing circuit Switching device.
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