TOP特許意匠商標
特許ウォッチ Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2024052021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022158453
出願日2022-09-30
発明の名称集積回路、電源回路
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20240404BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力電圧が低下する期間を短縮するようスイッチング素子の駆動モードを速やかに変更する集積回路を提供する。
【解決手段】1次コイルL1と2次コイルL2を含むトランス26及び1次コイルと第1コンデンサ21を含む共振回路を備え、出力電圧を2次側に生成するスイッチング電源回路において、1次コイルの電流を制御するトランジスタ24、25のスイッチングを制御する制御ICは、第2コンデンサ54が接続される端子CA、共振電流Icrに応じた第1電流Icaを第2コンデンサに供給し、負荷電流Ioutに応じた第1電圧Vcaを生成する電圧生成回路、出力電圧に応じた帰還電圧Vfbと第1電圧とに基づいて、トランジスタの駆動信号を出力する駆動信号出力回路及び出力電圧Voutが低下し、帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、第1電流が大きくなった後に小さくなるよう電圧生成回路を制御する制御回路を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
1次コイル及び2次コイルを含むトランスと、前記1次コイルの電流を制御する第1及び第2トランジスタと、前記1次コイル及び第1コンデンサを含む共振回路と、を備え目的レベルの出力電圧を2次側に生成する電源回路の前記第1及び第2トランジスタのスイッチングを制御する集積回路であって、
第2コンデンサが接続される端子と、
前記共振回路の共振電流に応じた第1電流を前記第2コンデンサに供給し、前記電源回路の負荷に流れる負荷電流に応じた第1電圧を前記第2コンデンサに生成する電圧生成回路と、
前記出力電圧に応じた帰還電圧と、前記第1電圧とに基づいて、前記第1及び第2トランジスタを駆動するための駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電流が大きくなった後に小さくなるよう前記電圧生成回路を制御する制御回路と、
を備える集積回路。
続きを表示(約 2,300 文字)【請求項2】
請求項1に記載の集積回路であって、
前記制御回路は、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電流が所定期間大きくなるよう前記電圧生成回路を制御する、
集積回路。
【請求項3】
請求項1に記載の集積回路であって、
前記制御回路は、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電圧が所定レベルとなるまで前記第1電流が大きくなるよう前記電圧生成回路を制御する、
集積回路。
【請求項4】
請求項1~3の何れか一項に記載の集積回路であって、
前記電圧生成回路は、
論理レベルが変化する制御信号を出力する制御信号出力回路と、
前記制御信号の論理レベルが第1レベルの際に、前記共振電流に応じた電圧を出力し、前記制御信号の論理レベルが第2レベルの際に、所定電圧を出力する電圧出力回路と、
前記電圧出力回路と、前記端子との間に設けられる可変抵抗回路と、
を含み、
前記可変抵抗回路の抵抗値は、
前記制御回路が前記第1電流を大きくすると、第1抵抗値となり、前記制御回路が前記第1電流を小さくすると、前記第1抵抗値より大きい第2抵抗値となる、
集積回路。
【請求項5】
請求項4に記載の集積回路であって、
前記帰還電圧を微分する微分回路を含み、
前記制御回路は、
前記微分回路の出力に基づいて、前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなったことを検出する、
集積回路。
【請求項6】
目的レベルの出力電圧を2次側に生成する電源回路であって、
1次コイル及び2次コイルを含むトランスと、
前記1次コイルの電流を制御する第1及び第2トランジスタと、
前記1次コイル及び第1コンデンサを含む共振回路と、
前記第1及び第2トランジスタのスイッチングを制御する集積回路と、
を備え、
前記集積回路は、
第2コンデンサが接続される端子と、
前記共振回路の共振電流に応じた第1電流を前記第2コンデンサに供給し、前記電源回路の負荷に流れる負荷電流に応じた第1電圧を前記第2コンデンサに生成する電圧生成回路と、
前記出力電圧に応じた帰還電圧と、前記第1電圧とに基づいて、前記第1及び第2トランジスタを駆動するための駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電流が大きくなった後に小さくなるよう前記電圧生成回路を制御する制御回路と、
を含む電源回路。
【請求項7】
1次コイル及び2次コイルを含むトランスと、前記1次コイルの電流を制御する第1及び第2トランジスタと、前記1次コイル及び第1コンデンサを含む共振回路と、を備え目的レベルの出力電圧を2次側に生成する電源回路の前記第1及び第2トランジスタのスイッチングを制御する集積回路であって、
前記共振回路の共振電流を受けて電流検出電圧を生成する外部電流検出回路から、前記電流検出電圧を受けて平均化することで負荷電流指示電圧を生成する平均化回路と、
前記出力電圧に応じた帰還電圧と、前記負荷電流指示電圧とに基づいて、前記第1及び第2トランジスタを駆動するための駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記負荷電流指示電圧の時間当たりの変化量が大きくなった後に小さくなるよう前記平均化回路を制御する制御回路と、
を備える集積回路。
【請求項8】
請求項7に記載の集積回路であって、
前記制御回路は、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記負荷電流指示電圧の時間当たりの変化量が所定期間大きくなるよう前記平均化回路を制御する、
集積回路。
【請求項9】
請求項7に記載の集積回路であって、
前記制御回路は、
前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記負荷電流指示電圧が所定レベルとなるまで前記負荷電流指示電圧の時間当たりの変化量が大きくなるよう前記平均化回路を制御する、
集積回路。
【請求項10】
請求項7~9の何れか一項に記載の集積回路であって、
第2コンデンサが接続される端子を含み、
前記平均化回路は、
論理レベルが変化する制御信号を出力する制御信号出力回路と、
前記制御信号の論理レベルが第1レベルの際に、前記共振電流に応じた電圧を出力し、前記制御信号の論理レベルが第2レベルの際に、所定電圧を出力する電圧出力回路と、
前記電圧出力回路と、前記端子との間に設けられる可変抵抗回路と、
を含み、
前記可変抵抗回路の抵抗値は、
前記制御回路が前記負荷電流指示電圧の時間当たりの変化量を大きくすると、第1抵抗値となり、前記制御回路が前記負荷電流指示電圧の時間当たりの変化量を小さくすると、前記第1抵抗値より大きい第2抵抗値となる、
集積回路。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路、及び電源回路に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
LLC電流共振型のコンバータを制御する集積回路は、共振電流に基づいて負荷の状態を検出する負荷検出回路を含むことがある(例えば、特許文献1,2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2021-065079号公報
特開2017-127108号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述した負荷検出回路は、コンバータの出力電圧を目的レベルとするため、例えば、負荷に流れる負荷電流に応じた電圧(ここでは、“負荷検出電圧”とする。)を生成する。そして、集積回路は、負荷検出電圧に基づいてコンバータのスイッチング素子の駆動モードを変更し、出力電圧を目的レベルに維持する。
【0005】
具体的には、集積回路は、負荷の状態が軽負荷状態である場合には、例えば、間欠的にスイッチング素子をスイッチングする駆動モードでスイッチング素子をスイッチングし、出力電圧の上昇を抑制する。そして、負荷の状態が軽負荷状態から通常負荷状態へと変化すると、集積回路は、例えば、連続的にスイッチング素子をスイッチングする駆動モードでスイッチング素子をスイッチングし、出力電圧の低下を抑制する。
【0006】
したがって、負荷の状態の変化に負荷検出電圧の変化が追従できている場合には、集積回路は、負荷の状態の変化に応じて出力電圧を目的レベルに維持できる。一方、負荷の状態が急変する場合、負荷の状態の変化に負荷検出電圧の変化が追従できなくなることがある。
【0007】
この場合、例えば、負荷の状態が軽負荷状態から通常負荷状態へと急変した場合、スイッチング素子を連続的にスイッチングすべきレベルに負荷検出電圧が到達しない期間が生じる。そのため、集積回路は、その間スイッチング素子を間欠的にスイッチングし続ける。これにより、出力電圧は、その間目的レベルから低下した状態となる。
【0008】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力電圧が低下する期間を短縮するよう、スイッチング素子の駆動モードを速やかに変更する集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前述した課題を解決する本発明にかかる第1の集積回路は、1次コイル及び2次コイルを含むトランスと、前記1次コイルの電流を制御する第1及び第2トランジスタと、前記1次コイル及び第1コンデンサを含む共振回路と、を備え目的レベルの出力電圧を2次側に生成する電源回路の前記第1及び第2トランジスタのスイッチングを制御する集積回路であって、第2コンデンサが接続される端子と、前記共振回路の共振電流に応じた第1電流を前記第2コンデンサに供給し、前記電源回路の負荷に流れる負荷電流に応じた第1電圧を前記第2コンデンサに生成する電圧生成回路と、前記出力電圧に応じた帰還電圧と、前記第1電圧とに基づいて、前記第1及び第2トランジスタを駆動するための駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電流が大きくなった後に小さくなるよう前記電圧生成回路を制御する制御回路と、を備える。
【0010】
前述した課題を解決する本発明にかかる第1の電源回路は、目的レベルの出力電圧を2次側に生成する電源回路であって、1次コイル及び2次コイルを含むトランスと、前記1次コイルの電流を制御する第1及び第2トランジスタと、前記1次コイル及び第1コンデンサを含む共振回路と、前記第1及び第2トランジスタのスイッチングを制御する集積回路と、を備え、前記集積回路は、第2コンデンサが接続される端子と、前記共振回路の共振電流に応じた第1電流を前記第2コンデンサに供給し、前記電源回路の負荷に流れる負荷電流に応じた第1電圧を前記第2コンデンサに生成する電圧生成回路と、前記出力電圧に応じた帰還電圧と、前記第1電圧とに基づいて、前記第1及び第2トランジスタを駆動するための駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、前記出力電圧が低下し、前記帰還電圧の時間当たりの変化量が所定よりも大きくなった場合、前記第1電流が大きくなった後に小さくなるよう前記電圧生成回路を制御する制御回路と、を含む。
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

個人
配線器具用取付枠
17日前
株式会社コロナ
送風装置
3日前
ニデック株式会社
モータ
23日前
株式会社ダイヘン
電源装置
23日前
個人
共振を用いた整流回路
9日前
個人
スイッチング電源回路
13日前
株式会社アイシン
ロータ
16日前
ニチコン株式会社
電源装置
15日前
個人
すだれ型の薄膜太陽光発電装置
15日前
ニデック株式会社
モータ
15日前
株式会社アイシン
ステータ
16日前
日産自動車株式会社
ロータ
23日前
中国電力株式会社
変圧器取替工法
8日前
中国電力株式会社
給電装置
15日前
株式会社GSユアサ
無停電電源システム
10日前
株式会社発明ラボックス
送受電システム
10日前
トヨタ自動車株式会社
故障検出回路
10日前
トヨタ自動車株式会社
ステータコア
6日前
トヨタ自動車株式会社
故障検出回路
10日前
株式会社豊田自動織機
電動機
3日前
株式会社豊田自動織機
電動機
3日前
トヨタ自動車株式会社
剥離装置
9日前
株式会社ミツバ
駆動装置
9日前
株式会社ミツバ
駆動装置
23日前
株式会社ミツバ
回転電機
13日前
株式会社ミツバ
回転電機
3日前
株式会社ダイヘン
電力システム
今日
株式会社ミツバ
回転電機
16日前
富士電機株式会社
電力変換装置
今日
株式会社ミツバ
駆動装置
9日前
株式会社豊田自動織機
電動圧縮機
15日前
トヨタ自動車株式会社
発電支援システム
9日前
株式会社アイシン
軸受の支持構造
13日前
日立Astemo株式会社
駆動ユニット
13日前
株式会社デンソー
制御装置
2日前
富士電機株式会社
無停電電源装置
10日前
続きを見る