本發(fā)明涉及電源控制用半導(dǎo)體裝置，特別是涉及用于構(gòu)成具有電壓變換用變壓器的絕緣型直流電源裝置的控制用半導(dǎo)體裝置的有效技術(shù)。

背景技術(shù)：

在直流電源裝置中存在：將交流電源整流的二極管橋接電路、和由絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的ac-dc轉(zhuǎn)換器，該絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器將由該二極管橋接電路整流而得的直流電壓降壓而變換為所希望電位的直流電壓。作為這樣的ac-dc轉(zhuǎn)換器，例如已知有如下開關(guān)電源裝置：通過pwm(脈沖寬度調(diào)制)控制方式或pfm(脈沖頻率調(diào)制)控制方式等對與電壓變換用變壓器的一次側(cè)繞組串聯(lián)連接的開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開驅(qū)動，來控制流向一次側(cè)繞組的電流，間接控制在二次側(cè)繞組感應(yīng)出的電壓。

此外，還存在如下結(jié)構(gòu)：在開關(guān)控制方式的ac-dc轉(zhuǎn)換器中，使用具有輔助繞組的變壓器，對電流間歇性地流向一次側(cè)繞組時在輔助繞組感應(yīng)出的電壓進(jìn)行整流平滑，將進(jìn)行了整流平滑后的電壓作為工作電壓供給到電源控制電路(ic)(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-082831號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-253032號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

如上所述，在使用了具有輔助繞組的變壓器的絕緣型直流電源裝置中，當(dāng)輔助繞組處于短路(short)狀態(tài)時，不向電源控制電路供給電源電壓，不能進(jìn)行通常的控制動作。

另外，還提出了如下發(fā)明：在使用了具有輔助繞組的變壓器的絕緣型直流電源裝置中，設(shè)置檢測輔助繞組短路的電路，在檢測出輔助繞組短路時，停止開關(guān)的動作(參照專利文獻(xiàn)2)。

但是，專利文獻(xiàn)2所公開的發(fā)明是如下發(fā)明，對象和檢測方式都與發(fā)明不同：在沒有內(nèi)置用于開關(guān)控制的振蕩電路的自激式直流電源裝置中，在檢測出輔助繞組電流流動結(jié)束的時刻進(jìn)行接通開關(guān)元件的控制，在這樣的稱之為零電流檢測方式的ac-dc轉(zhuǎn)換器中，根據(jù)將輸入電壓分壓而得的電壓和電流檢測電壓cs以及電壓輔助繞組電壓來檢測輔助繞組的短路，停止開關(guān)的動作。

此外，本發(fā)明人研究適用的電源控制電路(ic)設(shè)置被施加由ac電源的二極管橋接電路整流之前的電壓的高壓輸入端子，當(dāng)ac輸入通電時，通過來自該高壓輸入啟動端子hv的電壓進(jìn)行動作。因此，當(dāng)產(chǎn)生輔助繞組短路而不進(jìn)行從輔助繞組側(cè)向ic電源端子供給電壓時，處于高壓輸入啟動端子與電源端子之間的啟動電路(startcircuit)動作，當(dāng)達(dá)到某電壓電平時電流流向與ic電源端子相連接的電容(電容器)，由此向ic電源端子供給電壓。然后，切斷電流，ic以充電到上述電容的電壓進(jìn)行動作。

此外，在輔助繞組短路而沒有來自高壓輸入啟動端子的電流供給時，ic的電源電壓僅為充電到上述電容的電壓。于是，該電壓因隨著ic動作的消耗電流而被放電從而電壓降低下去。然后，當(dāng)電源電壓降低至某電壓電平時上述啟動電路接通從而來自高壓輸入啟動端子的電流開始流向與ic電源端子連接的所述電容，ic電源端子的電壓上升。以后重復(fù)該動作。

因此，當(dāng)輔助繞組短路時，電源裝置陷入過負(fù)載狀態(tài)，大電流流向變壓器或輔助繞組，若不停止電源裝置的開關(guān)動作，則可能引起電源裝置發(fā)熱。

本發(fā)明是在上述背景下完成的，其目的在于：在具有變壓器的絕緣型電源裝置中當(dāng)輔助繞組短路時，通過電源控制用半導(dǎo)體裝置檢測輔助繞組短路而停止電源裝置的開關(guān)動作，避免引起電源裝置發(fā)熱。

用于解決課題的手段

為了達(dá)成上述目，本發(fā)明的電源控制用半導(dǎo)體裝置，其通過輸入與流向變壓器的一次側(cè)繞組的電流成比例的電壓、以及來自所述變壓器的二次側(cè)的輸出電壓檢測信號，生成并輸出對開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制的驅(qū)動脈沖，該開關(guān)元件用于使電流間歇性地流向電壓變換用的所述變壓器的一次側(cè)繞組，

所述電源控制用半導(dǎo)體裝置具有：

接通斷開控制信號生成電路，其生成對所述開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制的控制信號；

高壓輸入啟動端子，其輸入ac輸入的電壓；

電源端子，其輸入在所述變壓器的輔助繞組中感應(yīng)出的電壓；

開關(guān)單元，其設(shè)置于所述高壓輸入啟動端子與所述電源端子之間；

電源電壓控制電路，其進(jìn)行如下控制：監(jiān)視所述電源端子的電壓，當(dāng)該電壓是規(guī)定的第一電壓值以下時接通所述開關(guān)單元，當(dāng)所述電源端子的電壓達(dá)到比所述第一電壓值高的第二電壓值時斷開所述開關(guān)單元；

狀態(tài)控制電路，其控制成：根據(jù)所述電源端子的電壓對所述開關(guān)單元進(jìn)行接通斷開控制，使得所述電源端子的電壓處于比所述第一電壓值-第二電壓值的電壓范圍窄的電壓范圍內(nèi)；以及

輔助繞組短路檢測電路，其檢測所述輔助繞組的短路，

當(dāng)所述輔助繞組短路檢測電路檢測所述輔助繞組的短路時，通過從所述輔助繞組短路檢測電路輸出的信號，來停止接通斷開控制信號生成電路的動作，并且使所述狀態(tài)控制電路為工作狀態(tài)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)變壓器的輔助繞組短路時，控制成電源端子(vdd)的電壓處于第二電壓范圍內(nèi)(例如12v-13v)的狀態(tài)控制電路(閂鎖停止控制電路)動作。因此，通過信號生成電路(驅(qū)動器)的動作停止而輔助繞組電壓降低，由此，啟動電路(startcircuit)進(jìn)行動作而與電源端子(vdd)連接的電容被充電、電源端子的電壓上升內(nèi)部調(diào)節(jié)器進(jìn)行動作，沒有來自輔助繞組(短路)的電壓供給的電容電荷被消耗、電源端子的電壓再次降低，由此，ic長時間地重復(fù)控制成電源端子(vdd)的電壓處于第一電壓范圍內(nèi)(例如6.5v～21v)的動作，從而可以避免引起電源裝置發(fā)熱。

這里，優(yōu)選的是，所述輔助繞組短路檢測電路監(jiān)視從所述電源電壓控制電路輸出的所述開關(guān)單元的接通斷開控制信號，當(dāng)所述開關(guān)單元連續(xù)重復(fù)規(guī)定次數(shù)接通斷開動作時判定為所述輔助繞組短路。

由此，在輔助繞組短路的情況下，可以可靠且快速地停止信號生成電路(驅(qū)動器)的動作并且使控制成電源端子(vdd)的電壓處于第二電壓范圍內(nèi)(例如，12v-13v)的狀態(tài)控制電路(閂鎖停止控制電路)進(jìn)行動作。

此外，優(yōu)選的是，所述電源控制用半導(dǎo)體裝置具有：高壓輸入監(jiān)視電路，其與所述高壓輸入啟動端子連接并監(jiān)視該高壓輸入啟動端子的電壓；以及放電單元，其與所述開關(guān)單元串聯(lián)連接于所述高壓輸入啟動端子與接地點(diǎn)之間，所述高壓輸入監(jiān)視電路在檢測出所述高壓輸入啟動端子的電壓不低于規(guī)定電壓值的時間持續(xù)了規(guī)定時間時，接通所述放電單元。

通過設(shè)置與開關(guān)單元串聯(lián)連接于高壓輸入啟動端子與接地點(diǎn)之間的放電單元，不會增加外部端子數(shù)，因此不大幅增加芯片尺寸，在插頭拔出時就可以使x電容器的剩余電荷快速放電。此外，在檢測出輔助繞組短路時，由于不停止ic的動作而使閂鎖停止控制電路動作，因此，意識到電源停止的用戶有時會從電源插座拔出插頭，此時可以使放電電路動作而使x電容器快速放電。

并且，優(yōu)選的是，所述電源控制用半導(dǎo)體裝置具有：

電流檢測端子，其輸入與流向所述變壓器的一次側(cè)繞組的電流成比例的電壓；以及

電流異常檢測電路，其監(jiān)視所述電流檢測端子的狀態(tài)來檢測異常狀態(tài)，

當(dāng)所述異常檢測電路檢測所述電流檢測端子異常時，通過從所述異常檢測電路輸出的信號，來停止所述接通斷開控制信號生成電路的信號生成動作，并且使所述狀態(tài)控制電路為工作狀態(tài)。

由此，即使電流檢測端子為開路狀態(tài)的情況下，也會使?fàn)顟B(tài)控制電路(閂鎖停止控制電路)動作而避免電源裝置的再啟動，使信號生成電路(驅(qū)動器)的動作停止，因此，可以防止引起電源發(fā)熱。此外，在輔助繞組短路的情況下電流檢測端子開路的狀態(tài)下都使公用的狀態(tài)控制電路(閂鎖停止控制電路)動作，因此，可以抑制伴隨追加閂鎖停止功能的電路規(guī)模增大。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在具有電壓變換用變壓器的、接通斷開流向一次側(cè)繞組的電流來控制輸出的絕緣型直流電源裝置的控制用半導(dǎo)體裝置中，具有如下效果：在輔助繞組短路的情況下，通過電源控制用半導(dǎo)體裝置檢測出輔助繞組短路而停止電源裝置的開關(guān)動作，可以避免引起電源裝置發(fā)熱。

附圖說明

圖1是表示作為本發(fā)明涉及的絕緣型直流電源裝置的ac-dc轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示圖1的ac-dc轉(zhuǎn)換器中的變壓器的一次側(cè)開關(guān)電源控制電路(電源控制用ic)的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖3是表示實(shí)施例的電源控制用ic中的各部電壓變化情況的波形圖。

圖4是表示實(shí)施例的電源控制用ic中的開關(guān)頻率與反饋電壓vfb的關(guān)系的特性圖。

圖5是表示實(shí)施例的電源控制用ic中的輔助繞組短路檢測電路以及閂鎖停止控制電路的結(jié)構(gòu)例的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖6是表示圖5的輔助繞組短路檢測電路以及閂鎖(latch)停止控制電路中的輔助繞組短路檢測時的動作時機(jī)的時序圖。

圖7是表示圖5的輔助繞組短路檢測電路以及閂鎖停止控制電路的更具體的電路結(jié)構(gòu)例的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖8是表示實(shí)施例的電源控制用ic中的放電電路的結(jié)構(gòu)例的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖9是表示圖8的放電電路進(jìn)行放電時的動作時機(jī)的時序圖。

圖10是表示圖8的放電電路的更具體的電路結(jié)構(gòu)例的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1是表示作為應(yīng)用了本發(fā)明的絕緣型直流電源裝置的ac-dc轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。

本實(shí)施方式的ac-dc轉(zhuǎn)換器具有：x電容器cx，其為了削減常態(tài)噪聲(normalmodenoise)而連接于ac輸入端子之間；噪聲切斷用的線路濾波器11，其由共模線圈等構(gòu)成；二極管橋接電路12，其對交流電壓(ac)進(jìn)行整流；平滑用電容器c1，其使整流后的電壓平滑；電壓變換用的變壓器t1，其具有一次側(cè)繞組np與二次側(cè)繞組ns以及輔助繞組nb；開關(guān)晶體管sw，其由與該變壓器t1的一次側(cè)繞組np串聯(lián)連接的n溝道m(xù)osfet構(gòu)成；以及電源控制電路13，其驅(qū)動該開關(guān)晶體管sw。在本實(shí)施方式中，電源控制電路13作為半導(dǎo)體集成電路(以下，稱為電源控制用ic)形成于單晶硅這樣的一個半導(dǎo)體芯片上。

在上述變壓器t1的二次側(cè)設(shè)置有與二次側(cè)繞組ns串聯(lián)連接的整流用二極管d2、和連接于該二極管d2的陰極端子與二次側(cè)繞組ns的另一端子之間的平滑用電容器c2，通過對電流間歇性地流向一次側(cè)繞組np而在二次側(cè)繞組ns感應(yīng)出的交流電壓進(jìn)行整流、平滑，從而輸出對應(yīng)于一次側(cè)繞組np與二次側(cè)繞組ns的繞組比的直流電壓vout。

并且，在變壓器t1的二次側(cè)設(shè)置有構(gòu)成濾波器的線圈l3以及電容器c3，該濾波器用于切斷因一次側(cè)的開關(guān)動作而產(chǎn)生的開關(guān)紋波和噪聲等，并且還設(shè)置有用于檢測輸出電壓vout的檢測電路14、以及與該檢測電路14相連接向電源控制用ic13傳遞對應(yīng)于檢測電壓的信號的作為光電耦合器的發(fā)光側(cè)元件的光電二極管15a。并且，在一次側(cè)設(shè)置有：作為受光側(cè)元件的光電晶體管15b，其連接于上述電源控制用ic13的反饋端子fb與接地點(diǎn)之間接收來自上述檢測電路14的信號。

此外，在本實(shí)施方式的ac-dc轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)設(shè)置有由整流用二極管d0和平滑用電容器c0構(gòu)成的整流平滑電路，由該整流平滑電路進(jìn)行了整流、平滑而得的電壓被施加于上述電源控制用ic13的電源電壓端子vdd，所述整流用二極管d0與上述輔助繞組nb串聯(lián)連接，所述平滑用電容器c0連接于該二極管d0的陰極端子與接地點(diǎn)gnd之間。

另一方面，在電源控制用ic13中設(shè)置有經(jīng)由二極管d11、d12以及電阻r1而被施加由二極管橋接電路12整流前的電壓的高壓輸入啟動端子hv，在ac輸入通電時(插入插頭之后)，能夠通過來自該高壓輸入啟動端子hv的電壓進(jìn)行動作。

并且，在本實(shí)施方式中，電流檢測用的電阻rs連接于開關(guān)晶體管sw的源極端子與接地點(diǎn)gnd之間，并且電阻r2連接于開關(guān)晶體管sw與電流檢測電阻rs的節(jié)點(diǎn)n1和電源控制用ic13的電流檢測端子cs之間。并且，電容器c4連接于電源控制用ic13的電流檢測端子cs與接地點(diǎn)之間，低通濾波器由電阻r2和電容器c4構(gòu)成。

接下來，使用圖2對上述電源控制用ic13的具體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。

如圖2所示，本實(shí)施例的電源控制用ic13具有：振蕩電路31，其以對應(yīng)于反饋端子fb的電壓vfb的頻率進(jìn)行振蕩；由單觸發(fā)脈沖(oneshotpulse)生成電路這樣的電路構(gòu)成的時鐘生成電路32，所述單觸發(fā)脈沖生成電路根據(jù)由該振蕩電路31生成的振蕩信號φc生成供接通一次側(cè)開關(guān)晶體管sw的時機(jī)的時鐘信號ck；rs觸發(fā)器(rsflip-flop)33，其通過時鐘信號ck而被置位(set)；以及驅(qū)動器(驅(qū)動電路)34，其對應(yīng)于該觸發(fā)器33的輸出生成開關(guān)晶體管sw的驅(qū)動脈沖gate。

此外，電源控制用ic13具有：放大器35，其對輸入到電流檢測端子cs的電壓vcs進(jìn)行放大；作為電壓比較電路的比較器36a，其將由該放大器35放大后的電位vcs’與用于監(jiān)視過電流狀態(tài)的比較電壓(閾值電壓)vocp進(jìn)行比較；波形生成電路37，其根據(jù)反饋端子fb的電壓vfb生成圖3的(a)所示的規(guī)定波形的電壓ramp；比較器36b，其將由所述放大器35放大后的圖3的(b)所示的波形的電位vcs’與由波形生成電路37生成的波形ramp進(jìn)行比較；以及或門(orgate)g1，其取得比較器36a與36b的輸出的邏輯或。在本實(shí)施例的電源控制用ic13中，圖3的(a)的電壓ramp被生成為從反饋電壓vfb以某一定斜率降低。

上述或門g1的輸出rs(參照圖3的(c))經(jīng)由或門g2輸入到上述觸發(fā)器33的復(fù)位端子，由此，提供斷開開關(guān)晶體管sw的時機(jī)。另外，在反饋端子fb與內(nèi)部電源電壓端子之間設(shè)置有上拉電阻(pull-upresistor)，流向光電晶體管15b的電流通過該電阻而變換為電壓。此外，之所以設(shè)置波形生成電路37是因?yàn)榇沃C波振蕩對策，可以將電壓vfb直接或者電平移位后輸入到比較器36b。

此外，本實(shí)施例的電源控制用ic13具有：頻率控制電路38，其對應(yīng)于反饋端子fb的電壓vfb使所述振蕩電路31的振蕩頻率即開關(guān)頻率按照圖4所示的特性變化。圖4中的頻率f1例如設(shè)定為22khz這樣的值，此外f2例如設(shè)定為66khz～100khz這樣范圍的任意值。頻率控制電路38可由電壓跟隨器(voltagefollower)這樣的緩沖器和鉗位電路構(gòu)成，該鉗位電路在反饋端子fb的電壓例如是1.8v時鉗位成1.8v，此外在2.1v以下時鉗位成2.1v。雖未圖示，但是振蕩電路31具有流過與來自頻率控制電路38的電壓對應(yīng)的電流的電流源，該振蕩電路31能夠由振蕩器構(gòu)成，該振蕩器的振蕩頻率隨該電流源流過的電流的大小而變化。

此外，在本實(shí)施例的電源控制用ic13中設(shè)置有：占空比限制電路39，其根據(jù)從上述時鐘生成電路32輸出的時鐘信號ck，生成用于限制成驅(qū)動脈沖gate的占空比(ton/tcycle)不超過預(yù)定的最大值(例如85％～90％)的最大占空比復(fù)位信號，當(dāng)將從占空比限制電路39輸出的最大占空比復(fù)位信號經(jīng)由或門g2供給到上述觸發(fā)器33而脈沖達(dá)到最大占空比時，通過在該時間點(diǎn)進(jìn)行復(fù)位立即斷開開關(guān)晶體管sw。

此外，在本實(shí)施例的電源控制用ic13中，設(shè)置有用于監(jiān)視電流檢測端子cs來檢測cs端子異常(開路)的cs端子監(jiān)視電路61以及閂鎖停止控制電路62。

cs端子監(jiān)視電路61在檢測電流檢測端子cs異常(開路)時，其輸出變化為高電平停止上述驅(qū)動器(驅(qū)動電路)34的動作，將從驅(qū)動器34輸出的驅(qū)動脈沖gate固定為低電平(斷開sw)。也可以代替通過cs端子監(jiān)視電路61的輸出停止驅(qū)動器34的動作，而是通過將前段的觸發(fā)器33設(shè)為復(fù)位狀態(tài)而將其輸出q固定為低電平，由此將驅(qū)動脈沖gate固定為低電平。

閂鎖停止是如下功能：通過以比較短的周期接通斷開設(shè)置于ic的高壓輸入啟動端子hv與電源電壓端子vdd之間的開關(guān)s0(參照圖5)，將電源電壓端子vdd的電壓例如控制在12v～13v這樣的電壓范圍內(nèi)，由此避免電源控制用ic13被重啟，閂鎖停止控制電路62將電源電壓端子vdd的電壓與規(guī)定電壓(12v、13v)進(jìn)行比較，進(jìn)行上述的控制動作。具體來說，重復(fù)以下動作：當(dāng)電源電壓端子vdd的電壓下降至12v時接通開關(guān)s0，當(dāng)vdd的電壓上升至13v時斷開開關(guān)s0。

若沒有這樣的閂鎖停止功能，則在cs端子監(jiān)視電路61檢測cs端子開路而停止驅(qū)動器34的動作時，電流不流向輔助繞組而電源電壓端子vdd的電壓降低，但是當(dāng)電源電壓端子vdd的電壓為ic的動作停止電壓值(例如6.5v)以下時，后述的啟動電路(startcircuit)50動作而斷開開關(guān)s0、ic再次啟動由此再次開始開關(guān)控制。

因此，在本實(shí)施例中，設(shè)為：當(dāng)cs端子監(jiān)視電路61檢測cs端子開路時停止驅(qū)動器34的動作，并且使閂鎖停止控制電路62動作，將電源控制用ic13轉(zhuǎn)到閂鎖停止模式，從而避免上述那樣不合理的動作。

另外，通過將ac電源側(cè)的插頭從電源插座拔出解除上述閂鎖停止模式。

并且，在本實(shí)施例的電源控制用ic13中設(shè)置有：啟動電路(startcircuit)50，其與高壓輸入啟動端子hv相連接，當(dāng)被輸入該端子的電壓時，接通連接于高壓輸入啟動端子hv與電源電壓端子vdd之間的開關(guān)s0(參照圖5)來啟動ic；以及放電電路40，其監(jiān)視高壓輸入啟動端子hv的電壓來檢測ac電源的插頭是否從電源插座拔出，當(dāng)判斷為拔出時使x電容器cx放電。

例如能夠通過檢測在某一恒定時間(例如30毫秒)內(nèi)ac輸入電壓是否低于規(guī)定值(例如峰值的30％)來判斷是否拔出插頭。此外，通過將與高壓輸入啟動端子hv相連接的放電電路40內(nèi)置于電源控制用ic13中，能夠不增加外部端子數(shù)，因此能夠不大幅度地增加芯片尺寸，在插通拔出時就能將x電容器的余下電荷快速放掉。

此外，啟動電路50在ac輸入通電時接通開關(guān)s0使得電流從高壓輸入啟動端子hv流向與電源端子vdd相連接的電容(電容器)c0從而向電源端子vdd供給電壓。然后，當(dāng)對上述電容充電的電壓達(dá)到21v時，斷開開關(guān)s0切斷電流，內(nèi)部調(diào)節(jié)器開始動作從而使ic動作。此外，啟動電路50具有監(jiān)視電源電壓端子vdd的電壓例如降低至6.5v時接通開關(guān)s0的功能，當(dāng)開關(guān)s0接通時，與ac輸入通電時同樣地電流從高壓輸入啟動端子hv流向與電源端子vdd相連接的電容(電容器)c0，由此向電源端子vdd供給電壓，當(dāng)電源端子vdd的電壓達(dá)到21v時，斷開開關(guān)s0切斷電流，內(nèi)部調(diào)節(jié)器開始動作(在本說明書中將此稱為重啟動作)。進(jìn)而，本實(shí)施例的電源控制用ic13具有輔助繞組短路判定功能，當(dāng)判定為輔助繞組短路時，停止(柵極停止)驅(qū)動器34的動作，并且使閂鎖停止控制電路62動作。

圖5示出了具有輔助繞組判定功能的上述啟動電路50的結(jié)構(gòu)例。

如圖5所示，啟動電路50具有：vdd動作開始電路51，其始終監(jiān)視電源電壓端子vdd的電壓例如達(dá)到21v時斷開開關(guān)s0，并且使調(diào)節(jié)器63開始生成內(nèi)部電源電壓vreg的動作；以及vdd動作停止電路52，vdd例如降低至6.5v時接通開關(guān)s0停止調(diào)節(jié)器63生成內(nèi)部電源電壓vreg的動作。

此外，啟動電路50具有：邏輯電路53，其對應(yīng)于來自上述vdd動作開始電路51和vdd動作停止電路52的輸出信號等生成接通斷開開關(guān)s0的啟動控制信號st；以及開關(guān)控制電路54，其通過來自該邏輯電路53的啟動控制信號(脈沖)st接通斷開開關(guān)s0。

使調(diào)節(jié)器63工作或者停止的控制信號(使能信號)經(jīng)由邏輯部53供給到調(diào)節(jié)器63。另外，在調(diào)節(jié)器63的動作停止過程中也需要vdd動作開始電路51、vdd動作停止電路52、邏輯電路53以及閂鎖停止控制電路62能夠進(jìn)行動作，而這可以通過由耐高壓的元件構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)，以使這些電路可以通過電源電壓端子vdd的電壓直接動作。另外，構(gòu)成開關(guān)s0的耗盡型mos晶體管由700v這樣的耐高壓元件構(gòu)成。

開關(guān)s0由耗盡型mos晶體管構(gòu)成。因此，當(dāng)ac輸入通電時處于接通狀態(tài)，在電源電壓端子vdd的電壓達(dá)到21v的時間點(diǎn)斷開。另外，即使斷開開關(guān)s0，由于在接通期間與電源電壓端子vdd相連接的電容器c0被充電，因此調(diào)節(jié)器63因該電容器c0的電荷而生成內(nèi)部電源電壓vreg內(nèi)部電路開始動作。只要電源電壓正常，在內(nèi)部電路開始動作時進(jìn)行開關(guān)控制，從輔助繞組向電源電壓端子vdd供電，由此，內(nèi)部電路持續(xù)動作。另一方面，當(dāng)存在輔助繞組短路這樣的異常導(dǎo)致沒有從輔助繞組對電源電壓端子vdd供給電流時，由于消耗電流因此電源電壓端子vdd的電壓開始降低，當(dāng)降低至6.5v時接通開關(guān)s0重復(fù)上述動作。

并且，啟動電路50還具有：輔助繞組短路判定電路55，其具有對啟動控制信號st的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器cnt，當(dāng)該計(jì)數(shù)器cnt計(jì)數(shù)出規(guī)定脈沖時判定為產(chǎn)生了輔助繞組短路。然后，當(dāng)輔助繞組短路判定電路55檢測輔助繞組短路時，生成停止驅(qū)動器(驅(qū)動電路)34的動作的柵極停止信號gs1，將其輸出即驅(qū)動脈沖gate固定為低電平(斷開sw)。結(jié)果電流不流向驅(qū)動器的一次側(cè)繞組而電源裝置的動作安全停止。

此外，該柵極停止信號gs1被供給到上述閂鎖停止控制電路62，使閂鎖停止控制電路62動作。

并且，來自該閂鎖停止控制電路62的控制信號lc輸入到啟動電路50的上述邏輯電路53，通過該控制信號lc使開關(guān)控制電路54動作而對開關(guān)s0進(jìn)行接通斷開。由此，以將電源電壓端子vdd的電壓抑制在例如12v～13v這樣的電壓范圍內(nèi)的方式進(jìn)行動作。

如上所述，由于閂鎖停止控制電路62具有將電源電壓端子vdd的電壓與規(guī)定電壓(12v、13v)進(jìn)行比較、接通斷開開關(guān)s0而將電源電壓端子vdd的電壓抑制在例如12v～13v這樣的電壓范圍內(nèi)的功能，因此在輔助繞組短路判定電路55檢測出輔助繞組短路時，通過使閂鎖停止控制電路62動作，邏輯電路53因來自上述vdd動作開始電路51與vdd動作停止電路52的輸出優(yōu)先進(jìn)行接通斷開開關(guān)s0的電源控制用ic13的重啟動作，通過執(zhí)行閂鎖停止控制來避免重啟動作。

在不具有輔助繞組短路判定電路55的以往電源控制用ic中，當(dāng)產(chǎn)生輔助繞組短路時，通過啟動電路50進(jìn)行的重啟動作，如圖6的(a)虛線所示電源電壓端子vdd的電壓例如在6.5v～21v之間這樣的電壓范圍內(nèi)變動得大，而在具有輔助繞組短路判定電路55的本實(shí)施例的電源控制用ic中，計(jì)數(shù)了8個啟動控制信號st的脈沖數(shù)的時刻t1以后閂鎖停止控制電路62動作，因此，如圖6的(a)虛線所示，將電源電壓端子vdd的電壓例如控制在12v～13v之間這樣比較窄的電壓范圍內(nèi)。

在重啟動作中，電源電壓端子vdd的電壓例如在6.5v～21v的電壓范圍進(jìn)行動作，有時也進(jìn)行開關(guān)控制，而在閂鎖停止控制中，電源電壓端子vdd的電壓例如被控制在12v～13v這樣的電壓范圍，因此，不進(jìn)行重啟動作。因此，在產(chǎn)生輔助繞組短路時，電源裝置不會再啟動，持續(xù)安全地停止。

另外，在本實(shí)施例中，如上所述設(shè)置有cs端子監(jiān)視電路61，在cs端子開路時，驅(qū)動器34的動作停止并且執(zhí)行閂鎖停止控制，因此，能夠避免電源控制用ic的重啟動作造成的電源裝置的再啟動，能夠繼續(xù)安全地停止。

圖7示出了圖5的啟動電路50的具體實(shí)施例。另外，在本實(shí)施例中，沒有特別限定，而圖7所示的電路由30v耐壓的元件構(gòu)成。

如圖7所示，構(gòu)成啟動電路50的vdd動作開始電路51與vdd動作停止電路52能夠由一個輸入端子被施加電源電壓端子vdd的電壓，另一個輸入端子被分別施加21v與6.5v的比較參照電壓vref1、vref2的比較器cmp1、cmp2構(gòu)成。

此外，閂鎖停止控制電路62能夠由一個輸入端子被施加電源電壓端子vdd的電壓，另一個輸入端子被分別施加13v與12v的比較參照電壓vref3、vref4的比較器cmp3、cmp4、以及比較器cmp3、cmp4的輸出被分別輸入到置位端子和復(fù)位端子的rs觸發(fā)器ff1構(gòu)成。

cs端子監(jiān)視電路61由上拉電阻rp和比較器cmp0構(gòu)成，所述上拉電阻rp連接于供給內(nèi)部電源電壓vreg的電源線與電流檢測端子cs之間，所述比較器cmp0的非反相輸入端子與電流檢測端子cs相連接向反相輸入端子施加了檢測電壓vref0(例如2.5v)，當(dāng)在電流檢測端子cs產(chǎn)生開路異常時，該端子的電壓vcs上升至vreg，比較器cmp0的輸出變化為高電平，輸出停止驅(qū)動器34的動作的柵極信號gs2。此外，該柵極信號gs2被供給到邏輯電路53，使上述閂鎖停止控制電路62的輸出有效化。另外，cs端子監(jiān)視電路61的上拉電阻rp也可以通過恒流源來置換。

邏輯電路53由以下部分構(gòu)成：rs觸發(fā)器ff2，其置位端子與復(fù)位端子被分別輸入構(gòu)成上述vdd動作開始電路51以及vdd動作停止電路52的比較器cmp1、cmp2的輸出；或門g4，其以cs端子監(jiān)視電路61的輸出和上述輔助繞組短路判定電路55的輸出gs為輸入；或非門(norgate)g5，其以該或門g4的輸出與觸發(fā)器ff2的輸出為輸入；或非門g6，其以上述或門g4的輸出與構(gòu)成上述閂鎖停止控制電路62的觸發(fā)器ff1的輸出為輸入；以及或非門g7，其以該或非門g6的輸出和上述或非門g5的輸出為輸入。并且，該或非門g7的輸出信號st作為時間脈沖被供給到構(gòu)成上述輔助繞組短路判定電路55的計(jì)數(shù)器cnt，此外還作為使能信號被供給到調(diào)節(jié)器63。

輔助繞組短路判定電路55由以下部分構(gòu)成：計(jì)數(shù)器cnt，其對邏輯電路53的輸出信號st的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；rs觸發(fā)器ff3，其置位端子被輸入該計(jì)數(shù)器cnt的輸出；以及計(jì)時電路tmr，其使該觸發(fā)器ff3的輸出變化延遲規(guī)定時間(250毫秒)，觸發(fā)器ff3的輸出被供給到上述邏輯電路53的或門g4，并且計(jì)時電路tmr的輸出作為柵極停止信號gs1被供給到驅(qū)動器34。計(jì)數(shù)器cnt在計(jì)數(shù)8個脈沖時，判定為輔助繞組短路而使輸出變化為低電平。另外，計(jì)數(shù)器cnt計(jì)數(shù)的脈沖并非局限于8個。此外，計(jì)時電路tmr也可以省略。

開關(guān)控制電路54由電源供給用的開關(guān)s0、串聯(lián)連接于該電源電壓端子vdd與接地點(diǎn)之間的電阻r7、r8以及增強(qiáng)型mos晶體管q1、以及與該晶體管q1并聯(lián)設(shè)置的鉗位用齊納二極管d3構(gòu)成，所述電源供給供的開關(guān)s0由設(shè)置于高壓輸入啟動端子hv與電源電壓端子vdd之間的耐高壓的耗盡型mos晶體管構(gòu)成，作為開關(guān)s0的控制端子的柵極端子與電阻r7、r8的連接節(jié)點(diǎn)相連接。

此外，上述邏輯電路53的最終段的或非門g7的輸出st被施加于mos晶體管q1的柵極端子，通過接通q1，對耗盡型mos晶體管即開關(guān)s0的柵極端子施加相對于源極電壓為負(fù)的電壓，使溝道處于非導(dǎo)通狀態(tài)(漏極電流不流動的狀態(tài))。如上所述，在電源電壓端子vdd的電壓達(dá)到21v時開關(guān)s0通過啟動電路50而被斷開，并且調(diào)節(jié)器63處于工作狀態(tài)，生成內(nèi)部電源電壓vreg。另一方面，當(dāng)開關(guān)控制電路54的晶體管q1被斷開時開關(guān)s0處于接通狀態(tài)，并且調(diào)節(jié)器63的工作停止。另外，當(dāng)開關(guān)s0接通時，通過從高壓輸入啟動端子hv供給電流，與vdd端子連接的外設(shè)電容器c0被充電，電源電壓端子vdd的電壓上升，當(dāng)達(dá)到21v時比較器cmp1的輸出變化為高電平，晶體管q1導(dǎo)通，開關(guān)s0斷開。

圖8示出了本實(shí)施方式的電源控制用ic中的放電電路40(圖2)的結(jié)構(gòu)例。

如圖8所示，放電電路40具有：分壓電路41，其由串聯(lián)連接于高壓輸入啟動端子hv與接地點(diǎn)之間的電阻r3、r4構(gòu)成；峰值保持電路42，其保持由該分壓電路41分壓而得的電壓的峰值；電壓比較電路43，其將電阻r3、r4的連接節(jié)點(diǎn)n2的電位vn2與電壓vth進(jìn)行比較，判定vn2是否低于vth，所述電壓vth是將保持于峰值保持電路42的電壓vp比例縮小而得的電壓；計(jì)時電路44，其對vn2不低于vth的時間進(jìn)行計(jì)時；以及由電阻rd和開關(guān)sd構(gòu)成的放電單元45，所述電阻rd和開關(guān)sd以與開關(guān)s0為串聯(lián)狀態(tài)的方式連接于高壓輸入啟動端子hv與接地點(diǎn)之間。

這里，開關(guān)s0連接于高壓輸入啟動端子hv與電源電壓端子vdd之間，是被啟動電路50控制的開關(guān)，例如，由耐高壓的mos晶體管構(gòu)成。開關(guān)s0在ac電源上升之后被接通，當(dāng)處于規(guī)定值(例如21v)以上的電壓時被斷開，內(nèi)部電路開始動作。于是，之后來自輔助繞組的電壓被供給到電源電壓端子vdd，開關(guān)s0斷開內(nèi)部電路通過來自電源電壓端子vdd的電壓進(jìn)行動作。

將電阻r3、r4的電阻值之比設(shè)為：使高壓輸入啟動端子hv的電壓降至構(gòu)成放電電路40的元件的耐壓以下的電壓(例如6v)。

上述電壓比較電路43將連接節(jié)點(diǎn)n2的電位vn2的峰值的30％的值與連接節(jié)點(diǎn)n2的電位vn2進(jìn)行比較，檢測峰值的30％是否低于電位vn2。計(jì)時電路44對vn2不低于vp的時間進(jìn)行計(jì)時，當(dāng)判定為計(jì)時時間例如超過30毫秒時，輸出接通開關(guān)s0以及放電用開關(guān)sd的信號。電阻rd被設(shè)定為例如以放電速度為47v/秒的方式限制電流的電阻值。計(jì)時電路44當(dāng)vn2低于vp時被重置，開始30毫秒的計(jì)時。

圖9示出了基于圖8所示的放電電路40的動作時刻。在圖9中，(a)的實(shí)線表示高壓輸入啟動端子hv的電壓vhv的波形，虛線表示峰值的30％的值。此外，圖9的(b)表示電壓比較電路43的輸出cp，圖9的(c)表示計(jì)時電路44的輸出tm。

如圖9所示，在正常的期間t1中，以對應(yīng)于高壓輸入啟動端子hv的電壓波形周期的周期輸出脈沖cp。當(dāng)在時刻t2插頭脫離時，不從電壓比較電路43輸出脈沖cp。然后，在從輸出最終脈沖的時間點(diǎn)t1起經(jīng)過了30毫秒的時間點(diǎn)t3，計(jì)時電路44的輸出變化為高電平放電用開關(guān)sd接通進(jìn)行x電容器的放電，高壓輸入啟動端子hv的電壓vhv快速下降。

這樣，在設(shè)置了圖8所示的放電電路40的電源控制用ic中，通過圖9可以明確，當(dāng)ac輸入被切斷時能夠?qū)電容器的殘留電荷快速放掉，并且在通常狀態(tài)下電源供給用的開關(guān)s0因啟動電路50而被斷開，因此，能夠去掉放電用電阻rd導(dǎo)致的電力損失。另外，在分壓電路41中，雖然始終產(chǎn)生電力損失，但放電用電阻rd為規(guī)定放電速度所需的電阻值，而構(gòu)成分壓電路41的電阻r3、r4相比于放電用電阻rd被設(shè)定為足夠高的電阻值，因此，相比于以往能夠降低作為放電電流40整體的電力損失。

圖10示出了構(gòu)成本實(shí)施方式的電源控制用ic13的圖8的放電電路40的具體電路結(jié)構(gòu)例。另外，圖10所示的啟動控制電路56是將圖7所示的vdd動作開始電路51、vdd動作停止電路52、邏輯電路53、以及輔助繞組短路判定電路55合并而得的電路。因此，將開關(guān)控制電路54與啟動控制電路56合并而得的電路相當(dāng)于啟動電路50。

如圖10所示，放電電路40由分壓電路41、峰值保持電路42、電壓比較電路43、計(jì)時電路44、以及放電單元45構(gòu)成，其中峰值保持電路42由以下部分構(gòu)成：二極管d4，其陽極端子與連接節(jié)點(diǎn)n2相連接；電容元件c4，其連接于該二極管d4的陰極與接地點(diǎn)之間；緩沖器bff4，其由輸入端子與二極管d4和電容元件c4的連接節(jié)點(diǎn)n3連接的電壓跟隨器構(gòu)成。

電壓比較電路43由以下部分構(gòu)成：分壓用的電阻r5、r6，其串聯(lián)連接于上述bff4的輸出端子與接地點(diǎn)之間；比較器cmp1，其將由該電阻r5、r6分壓而得的電壓(連接節(jié)點(diǎn)n3的電位vn3)與由上述分壓電路41分壓而得的電壓(連接節(jié)點(diǎn)n2的電位vn2)進(jìn)行比較。通過將電阻r5、r6的電阻值之比設(shè)定為2：1，在接連節(jié)點(diǎn)n3顯現(xiàn)保持于電容元件c4的峰值電壓的1/3大小的電壓。由此，比較器cmp1能夠檢測連接節(jié)點(diǎn)n2的電位vn2是否低于其峰值的大約30％的值。

計(jì)時電路44由通過來自振蕩電路31的時鐘信號φc來進(jìn)行計(jì)數(shù)動作的減法計(jì)數(shù)器cnt構(gòu)成，在計(jì)數(shù)了相當(dāng)于30毫秒的時鐘數(shù)時輸出變化為高電平。此外，上述比較器cmp1的輸出被輸入到減法計(jì)數(shù)器cnt的復(fù)位端子，減法計(jì)數(shù)器cnt每當(dāng)被輸入比較器cmp1的輸出脈沖就重啟30毫秒的計(jì)時動作。

通常情況下，在經(jīng)過30毫秒之前輸入來自比較器cmp1的脈沖cp，因此輸出不發(fā)生變化，但是當(dāng)拔出插頭而沒有輸入來自比較器cmp1的復(fù)位脈沖cp時，在計(jì)時出30毫秒的時間點(diǎn)減法計(jì)數(shù)器cnt的輸出變化為高電平，放電用開關(guān)sd因該輸出而被接通。

并且，在本實(shí)施例中，向上述開關(guān)控制電路54的mos晶體管q1的柵極端子施加取得來自啟動控制電路56的信號st與來自上述放電電路40的計(jì)時電路44的信號tm的邏輯或的或非門g3的輸出信號，在接通放電用開關(guān)sd時斷開q1，接通作為電源供給用開關(guān)s0的mos晶體管。啟動控制電路56如上所述內(nèi)置電壓比較器，以如下方式進(jìn)行動作：在電源電壓端子vdd的電壓例如是6.5v以下時接通開關(guān)s0，在vdd的電壓例如是21v以上時斷開開關(guān)s0。

在本實(shí)施例中，電源供給用開關(guān)s0由耐高壓的耗盡型mos晶體管構(gòu)成，而放電用開關(guān)sd可以由耐中壓的增強(qiáng)型mos晶體管構(gòu)成。

另外，如圖10虛線所示，也可以為：在減法計(jì)數(shù)器cnt的復(fù)位端子的前段設(shè)置或門g4等邏輯電路，將取得了比較器cmp1的輸出與減法計(jì)數(shù)器cnt的輸出的邏輯或而得的信號輸入到減法計(jì)數(shù)器cnt的復(fù)位端子，若減法計(jì)數(shù)器cnt的輸出一旦變化為高電平，則減法計(jì)數(shù)器cnt停止計(jì)時動作。

此外，放電用的電阻rd也可以置換為恒流電路，放電用電阻rd或者恒流電路與放電用開關(guān)sd的連接順序也可以相反。

以上，根據(jù)實(shí)施方式對由本發(fā)明人完成的發(fā)明進(jìn)行了具體說明，但是本發(fā)明并非局限于所述實(shí)施方式，例如，在上述實(shí)施方式中設(shè)為：設(shè)置輔助繞組短路判定電路55以及cs端子監(jiān)視電路61，通過輔助繞組短路的檢測和cs端子開路的檢測兩者來進(jìn)行閂鎖停止控制，但是也可以設(shè)為：省略cs端子開路的檢測功能，只在進(jìn)行輔助繞組短路的檢測時進(jìn)行閂鎖停止控制。此外，還可以設(shè)置生成使觸發(fā)器33復(fù)位的信號的軟啟動電路，使得當(dāng)反饋端子fb或電流檢測端子cs中沒有產(chǎn)生有意義的電壓vfb、vcs的ac輸入通電時，使一次側(cè)電流緩緩增加以便過大的電流不流向一次側(cè)繞組。

此外，在上述實(shí)施方式中，將電流間歇性地流向晶體管一次側(cè)繞組的開關(guān)晶體管sw作為與電源控制用ic13分開的元件，但是也可以通過將該開關(guān)晶體管sw裝入到電源控制用ic13中而構(gòu)成為一個半導(dǎo)體集成電路。

工業(yè)上的利用可能性

在上述實(shí)施方式中，對于將本發(fā)明應(yīng)用于構(gòu)成回掃方式(flyback)的ac-dc轉(zhuǎn)換器的電源控制用ic的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于構(gòu)成前進(jìn)式(forward)或準(zhǔn)諧振式的ac-dc轉(zhuǎn)換器的、進(jìn)一步來說只通過在一次側(cè)取得的信息就能進(jìn)行二次側(cè)的輸出電壓控制的所謂初級側(cè)調(diào)節(jié)(primarysideregulation，以下稱為psr)方式的ac-dc轉(zhuǎn)換器的電源控制用ic中。

符號說明

11線路濾波器

12二極管橋接電路(整流電路)

13電源控制電路(電源控制用ic)

14二次側(cè)檢測電路(檢測用ic)

15a光電耦合器的發(fā)光側(cè)二極管

15b光電耦合器的受光側(cè)晶體管

31振蕩電路

32時鐘生成電路

34驅(qū)動器(驅(qū)動電路)

35放大器(非反相放大電路)

36a過電流檢測用比較器(過電流檢測電路)

36b電壓/電流控制用比較器(電壓/電流控制電路)

36ccs端子開路檢測用比較器(端子電壓監(jiān)視電路)

37波形生成電路

38頻率控制電路

39占空比限制電路

40放電電路

42閂鎖停止控制電路(狀態(tài)控制電路)

43調(diào)節(jié)器

50啟動電路

61cs端子監(jiān)視電路。