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公開番号2024049738
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156153
出願日2022-09-29
発明の名称電源制御装置およびそれを備えたスイッチング電源
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人 佐野特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】軽負荷モードにおいて、音鳴りを抑制しつつ効率の低下を抑制可能な電源制御装置を提供する。
【解決手段】電源制御装置(140)は、ドライバ(147)と、制御部(145)と、を備える。ドライバ(147)は、出力トランジスタ(111)及び同期整流トランジスタ(112)を駆動する。制御部(145)は、軽負荷モードにおいて、出力トランジスタ(111)及び同期整流トランジスタ(112)がいずれもオフ状態とされてから出力帰還制御に基づく出力トランジスタ(111)のオンタイミングが到来するまでのオフ期間において、スイッチング周波数が所定の下限値を下回らない範囲で同期整流トランジスタ(112)を周期的にオンする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
入力電圧から出力電圧を生成して負荷に供給するための出力トランジスタ及び同期整流トランジスタをそれぞれ駆動するように構成されたドライバと、
前記負荷が軽いほど前記出力トランジスタのスイッチング周波数が下がるように出力帰還制御を行う軽負荷モードにおいて、前記出力トランジスタ及び前記同期整流トランジスタがいずれもオフ状態とされてから前記出力帰還制御に基づく前記出力トランジスタのオンタイミングが到来するまでのオフ期間において、前記スイッチング周波数が所定の下限値を下回らない範囲で前記同期整流トランジスタを周期的にオンするように構成された制御部と、
を備える、電源制御装置。
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
前記出力帰還制御に基づく前記出力トランジスタのオンタイミングは、前記出力電圧が基準電圧まで下がった時点であり、
前記制御部は、前記オフ期間中の前記同期整流トランジスタのオンによって前記出力電圧が前記基準電圧を下回らないように、前記オフ期間中の前記同期整流トランジスタのオン時間を可変するように構成されている請求項1に記載の電源制御装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記オフ期間中に前記同期整流トランジスタをオンした後、前記同期整流トランジスタをオフし、かつ前記同期整流トランジスタのオフに同期して前記出力トランジスタをオンするように構成されている請求項1に記載の電源制御装置。
【請求項4】
前記下限値は、25kHzである請求項1に記載の電源制御装置。
【請求項5】
半導体装置に集積化されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電源制御装置。
【請求項6】
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電源制御装置を有するスイッチング電源。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本明細書中に開示されている発明は、電源制御装置およびそれを備えたスイッチング電源に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
従来のスイッチング電源には、軽負荷時にスイッチングパルスを間引いてスイッチング損失を低減する動作モード(いわゆる軽負荷モード)を備えた機種が存在する(特許文献1)。特許文献1に記載されたような軽負荷モードでは、負荷電流に応じてスイッチング周波数が変動するので、負荷電流の量によっては、スイッチング周波数がヒトの可聴帯域(一般に20kHz以下)まで低下してしまい、入力コンデンサや出力コンデンサなどから耳障りな音(いわゆるスイッチング電源の音鳴り)を生じるおそれがあった。
【0003】
スイッチング電源の音鳴りを防止する手法としては、例えば、音鳴り防止機能をオンした場合に、電源制御ICの内部に設けた負荷抵抗をスイッチ出力段に繋ぐことにより、負荷電流を増やしてスイッチング周波数を意図的に引き上げることが考えられる。
【0004】
このようなスイッチング電源として、特許文献2には、負荷抵抗回路を備えるものが開示されている。このスイッチング電源の負荷抵抗回路は、電源制御ICの内部に設けられ、スイッチ出力段に繋がれている。負荷抵抗回路は、帰還電圧(スイッチ出力段が生成する出力電圧の分圧電圧)を検出し、帰還電圧の値に応じて負荷電流を可変するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2015-177722号公報
特開2020-96408号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献2のようなスイッチング電源では、音鳴りを抑制するために意図的に負荷電流を増大させており、負荷電流の増大している期間中の効率が低下してしまう。
【0007】
また、音鳴りを防止するための別の手法として、スイッチング周波数が低下してヒトの可聴帯域に入りそうになったときに、スイッチ出力段の下側トランジスタをオンし、出力コンデンサに蓄えられた電荷を強制的に放電する構成が考えられる。しかし、このような方法では、音鳴りを抑制するために出力コンデンサに蓄えられた電荷を放電してしまうため、効率が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書中に開示されている電源制御装置は、入力電圧から出力電圧を生成して負荷に供給するための出力トランジスタ及び同期整流トランジスタをそれぞれ駆動するように構成されたドライバと、前記負荷が軽いほど前記出力トランジスタのスイッチング周波数が下がるように出力帰還制御を行う軽負荷モードにおいて、前記出力トランジスタ及び前記同期整流トランジスタがいずれもオフ状態とされてから前記出力帰還制御に基づく前記出力トランジスタのオンタイミングが到来するまでのオフ期間において、前記スイッチング周波数が所定の下限値を下回らない範囲で前記同期整流トランジスタを周期的にオンするように構成された制御部と、を備える。
【0009】
本明細書中に開示されているスイッチング電源は、上記構成の電源制御装置を有する。
【発明の効果】
【0010】
本明細書中に開示されている電源制御装置によれば、軽負荷モードにおいて、音鳴りを抑制しつつ効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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