7129366 スイッチング電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-24

(45)【発行日】2022-09-01

(54)【発明の名称】スイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20220825BHJP

   H03K 17/06 20060101ALI20220825BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 H

H02M3/155 B

H03K17/06 063

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019048508

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020150761

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貴之

(72)【発明者】

【氏名】浅井 祐人

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１７２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５４５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１９４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２００５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００１３４５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第５４０８１５０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

Ｈ０３Ｋ １７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続されたＮ型の高電位側スイッチング素子およびＮ型の低電位側スイッチング素子によって負荷を駆動するスイッチング電源装置であって、
前記高電位側スイッチング素子をオン／オフさせるための第１駆動信号および前記低電位側スイッチング素子をオン／オフさせるための第２駆動信号を出力する、ブートストラップ機能付きの駆動回路部と、
前記負荷に流れている電流に基づいて、前記第１駆動信号の元になる第１制御信号および前記第２駆動信号の元になる第２制御信号を前記駆動回路部に与える制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、
（１）外部から入力されるイネーブル信号が第１状態であるときに、前記電流が予め設定された上限値を上回ろうとすると、前記第１制御信号および前記第２制御信号によって前記高電位側スイッチング素子がオフし、かつ前記低電位側スイッチング素子がオンした第１スイッチ状態を作り出し、前記電流が予め設定された下限値を下回ろうとすると、前記第１制御信号および前記第２制御信号によって前記高電位側スイッチング素子がオンし、かつ前記低電位側スイッチング素子がオフした第２スイッチ状態を作り出し、
（２）前記イネーブル信号が前記第１状態とは異なる第２状態であるときに、前記第１制御信号および前記第２制御信号によって前記電流とは無関係に前記第１スイッチ状態を作り出す
ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項2】

前記制御回路部は、
前記電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出部と、
前記上限値に対応する上限設定信号と前記電流検出信号とを比較するとともに該比較の結果に応じた第１比較結果信号を出力する第１比較部と、
前記下限値に対応する下限設定信号と前記電流検出信号とを比較するとともに該比較の結果に応じた第２比較結果信号を出力する第２比較部と、
前記第１比較結果信号および前記第２比較結果信号のうちの一方がセット信号として入力されるとともに他方がリセット信号として入力されるＲＳフリップフロップ部と、
を備え、
前記ＲＳフリップフロップ部が出力するＱ信号および反転Ｑ信号のうちの一方が前記第１制御信号として前記駆動回路部に与えられるとともに他方が前記第２制御信号として前記駆動回路部に与えられる
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。

【請求項3】

前記制御回路部は、前記Ｑ信号の立ち上がりを遅らせることにより遅延Ｑ信号を生成するとともに前記反転Ｑ信号の立ち上がりを遅らせることにより遅延反転Ｑ信号を生成する遅延部をさらに備え、
前記Ｑ信号および前記反転Ｑ信号の代わりに、前記遅延Ｑ信号および前記遅延反転Ｑ信号が前記駆動回路部に与えられる
ことを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザダイオード等の各種負荷に予め定められた電流を供給するスイッチング電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーザダイオード等の各種負荷に予め定められた電流を供給する電源装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この電源装置は、スイッチングコンバータ（一例としてＣｕｋコンバータ）と、該コンバータに含まれる１つのスイッチング素子を制御するコンバータコントローラとを備えている。この電源装置では、コントローラがスイッチング素子をオン／オフさせることにより、負荷に流れる電流が予め定められた上限値および下限値の間で往復する。つまり、この電源装置では、スイッチング素子のオン／オフにより、負荷に流れる電流がほぼ一定に保たれる。

【0003】

コンバータの形式は、直列に接続されたＰ型のスイッチング素子およびＮ型のスイッチング素子を交互にオン／オフさせるものであってもよいし、直列に接続された２つのＮ型のスイッチング素子を交互にオン／オフさせるものであってもよい。Ｎ型のスイッチング素子は、Ｐ型のスイッチング素子よりもオン抵抗が小さい。このため、後者のコンバータによれば、スイッチング損失を低減することができる。なお、後者のコンバータを使用する場合は、高電位側のＮ型のスイッチング素子をオンさせるために、コントローラにブートストラップ機能を設けておく必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３９６１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年、各種電気機器において、高速起動のニーズが高まっている。しかしながら、上記後者のコンバータを含む電源装置では、低電位側のＮ型のスイッチング素子をオンさせてブートストラップ回路のコンデンサを充電した後でないと高電位側のＮ型のスイッチング素子をオンさせることができないため、負荷への電流の供給がその分だけ遅れるという問題があった。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、従来よりも負荷を高速起動させることができるスイッチング電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、直列に接続されたＮ型の高電位側スイッチング素子およびＮ型の低電位側スイッチング素子によって負荷を駆動するものであって、高電位側スイッチング素子をオン／オフさせるための第１駆動信号および低電位側スイッチング素子をオン／オフさせるための第２駆動信号を出力するブートストラップ機能付きの駆動回路部と、負荷に流れている電流に基づいて、第１駆動信号の元になる第１制御信号および第２駆動信号の元になる第２制御信号を駆動回路部に与える制御回路部とを備え、制御回路部は、（１）外部から入力されるイネーブル信号が第１状態であるときに、上記電流が予め設定された上限値を上回ろうとすると、第１制御信号および第２制御信号によって高電位側スイッチング素子がオフし、かつ低電位側スイッチング素子がオンした第１スイッチ状態を作り出し、上記電流が予め設定された下限値を下回ろうとすると、第１制御信号および第２制御信号によって高電位側スイッチング素子がオンし、かつ低電位側スイッチング素子がオフした第２スイッチ状態を作り出し、（２）イネーブル信号が上記第１状態とは異なる第２状態であるときに、第１制御信号および第２制御信号によって上記電流とは無関係に第１スイッチ状態を作り出す、との構成を有している。

【0008】

この構成によれば、ユーザによる動作開始の操作（起動指令）に応じてイネーブル信号が第２状態から第１状態に変化するようにしておくことで、動作開始の直後から負荷に流れる電流を増加させることができ、負荷を素早く起動させることができる。

【0009】

上記スイッチング電源装置の制御回路部は、例えば、上記電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出部と、上限値に対応する上限設定信号と電流検出信号とを比較するとともに該比較の結果に応じた第１比較結果信号を出力する第１比較部と、上記下限値に対応する下限設定信号と電流検出信号とを比較するとともに該比較の結果に応じた第２比較結果信号を出力する第２比較部と、第１比較結果信号および第２比較結果信号のうちの一方がセット信号として入力されるとともに他方がリセット信号として入力されるＲＳフリップフロップ部とを備え、ＲＳフリップフロップ部が出力するＱ信号および反転Ｑ信号のうちの一方が第１制御信号として駆動回路部に与えられるとともに他方が第２制御信号として駆動回路部に与えられる、との構成を有していてもよい。

【0010】

また、上記スイッチング電源装置は、制御回路部が、Ｑ信号の立ち上がりを遅らせることにより遅延Ｑ信号を生成するとともに反転Ｑ信号の立ち上がりを遅らせることにより遅延反転Ｑ信号を生成する遅延部をさらに備え、Ｑ信号および反転Ｑ信号の代わりに遅延Ｑ信号および遅延反転Ｑ信号が駆動回路部に与えられるよう構成されていることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子が同時にオン状態となるのを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、従来よりも負荷を高速起動させることができるスイッチング電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施例に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図2】図１に示した駆動部の内部構造を示す概略図である。

【図3】図１に示した駆動回路部によるブートストラップ機能を示す図である。

【図4】第１実施例に係るスイッチング電源装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図5】第１実施例に係るスイッチング電源装置の別の動作を示すタイミングチャートである。

【図6】本発明の第２実施例に係るスイッチング電源装置の回路図である。

【図7】図６に示した遅延部の機能を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るスイッチング電源装置の実施例について説明する。

【0015】

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係るスイッチング電源装置１０Ａを示す。スイッチング電源装置１０Ａは、負荷２０としてのプロジェクタ装置の光源（レーザダイオード）に予め定められた電流を供給する同期整流型の降圧コンバータであり、同図に示すように、ブートストラップ機能を有する駆動回路部１１と、スイッチング回路部１２と、フィルタ回路部１３と、制御回路部１４Ａとを備えている。

【0016】

スイッチング回路部１２は、直列に接続されたＮ型の高電位側スイッチング素子Ｑ₁およびＮ型の低電位側スイッチング素子Ｑ₂を含んでいる。本実施例において、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂は、駆動回路部１１に駆動されて交互にオンする。つまり、スイッチング回路部１２は、高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオフし、かつ低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオンした第１スイッチ状態と、高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオンし、かつ低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオフした第２スイッチ状態とをとり得る。

【0017】

スイッチング回路部１２は、さらに、高電位側スイッチング素子Ｑ₁のゲートに接続された抵抗Ｒ₁と、低電位側スイッチング素子Ｑ₂のゲートに接続された抵抗Ｒ₂とを備えている。これらは、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を最適に駆動するための抵抗である。

【0018】

駆動回路部１１は、駆動部１８と、ダイオードＤ₁と、コンデンサＣ₁とを含んでいる。本実施例では、駆動部１８として、富士電機製のハイサイド・ローサイドドライバＩＣ「ＦＡ５６５０Ｎ」を使用した。

【0019】

駆動部１８は、８つの端子（ＨＩＮ，ＬＩＮ，ＧＮＤ，ＬＯ，ＶＣＣ，ＶＳ，ＨＯ，ＶＢ）を有している。ＶＣＣ端子は、直流電源ＶＣＣおよびダイオードＤ₁のアノードに接続され、端子ＶＢは、ダイオードＤ₁のカソードおよびコンデンサＣ₁の一端に接続され、ＶＳ端子は、コンデンサＣ₁の他端に接続されている。ＨＯ，ＬＯ端子は、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂に接続され、ＶＳ端子は、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点Ｍにも接続されている。ＧＮＤ端子は、接地されている。また、ＨＩＮ，ＬＩＮ端子は、制御回路部１４Ａに接続されている。

【0020】

図２に示すように、駆動部１８は、ＨＩＮ端子から入力される第１制御信号を波形整形およびレベルシフトさせながら後段に伝達するドライバＤＲＶ₁と、ドライバＤＲＶ₁から伝達されてきた信号を第１駆動信号としてＨＯ端子から出力する電流増幅器ＡＭＰ_１とを備えている。ドライバＤＲＶ₁および電流増幅器ＡＭＰ_１は、ＶＢ端子およびＶＳ端子の電位差を電源電圧として動作する。

【0021】

駆動部１８は、さらに、ＬＩＮ端子から入力される第２制御信号を波形整形しながら後段に伝達するドライバＤＲＶ₂と、ドライバＤＲＶ₂から伝達されてきた信号を第２駆動信号としてＬＯ端子から出力する電流増幅器ＡＭＰ_２とを備えている。ドライバＤＲＶ₂および電流増幅器ＡＭＰ_２は、ＶＣＣ端子およびＧＮＤ端子の電位差（すなわち、直流電源ＶＣＣの出力電圧）を電源電圧として動作する。

【0022】

図３に示すように、ＬＩＮ端子にＨレベルの第２制御信号が入力されると、ＬＯ端子からＨレベルの第２駆動信号が出力され、低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオンし、直流電源ＶＣＣ→ダイオードＤ₁→コンデンサＣ₁→低電位側スイッチング素子Ｑ₂→ＧＮＤの電流経路が形成され、コンデンサＣ₁が充電される。そして、その結果、ＶＢ端子の電位がＶＳ端子の電位よりも高くなり、ドライバＤＲＶ₁および電流増幅器ＡＭＰ_１は、第１制御信号に対応した第１駆動信号を出力することができるようになる。この状態で、ＨＩＮ端子にＨレベルの第１制御信号が入力されると、ＨＯ端子からＨレベルの第１駆動信号が出力され、高電位側スイッチング素子Ｑ_１がオンする。

【0023】

再び図１を参照する。フィルタ回路部１３は、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点Ｍに一端が接続されたインダクタＬ₁と、インダクタＬ₁の他端に一端が接続されたコンデンサＣ₂とを含んでいる。また、コンデンサＣ₂の他端は、接地されている。

【0024】

負荷２０としてのレーザダイオードは、コンデンサＣ₂に対して並列に接続される。

【0025】

スイッチング回路部１２が、高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオンし、かつ低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオフした第２スイッチ状態をとると、直流電源ＨＶ→高電位側スイッチング素子Ｑ₁→インダクタＬ₁→コンデンサＣ₂→ＧＮＤの経路でコンデンサＣ₂が充電される。そして、これにより、負荷２０に印加される電圧が上昇し、負荷電流Ｉ_Lが増加する。

【0026】

一方、スイッチング回路部１２が、高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオフし、かつ低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオンした第１スイッチ状態をとると、インダクタＬ₁に蓄えられたエネルギーが、コンデンサＣ₂→ＧＮＤ→低電位側スイッチング素子Ｑ₂の経路で放電する。そして、これにより、負荷２０に印加される電圧が低下し、負荷電流Ｉ_Lが減少する。

【0027】

制御回路部１４Ａは、電流検出部１５と、比較部１６と、ＲＳフリップフロップ部１７とを含んでいる。また、制御回路部１４Ａには、プロジェクタ装置全体の動作を制御する不図示の制御装置から３つの信号（イネーブル信号Ｓ_EN、上限設定信号Ｓ_SETHおよび下限設定信号Ｓ_SETL（ただし、Ｓ_SETL＜Ｓ_SETH））が入力されるようになっている。

【0028】

電流検出部１５は、負荷電流Ｉ_Lの経路に介装された抵抗Ｒ₃と、差動増幅器ＡＭＰと、抵抗Ｒ₃の一端および差動増幅器ＡＭＰの反転入力（－）に接続された抵抗Ｒ₄と、差動増幅器ＡＭＰの出力および反転入力に接続された抵抗Ｒ₆と、抵抗Ｒ₃の他端および差動増幅器ＡＭＰの非反転入力（＋）に接続された抵抗Ｒ₅と、差動増幅器ＡＭＰの非反転入力およびＧＮＤに接続された抵抗Ｒ₇とを有している。また、差動増幅器ＡＭＰの非反転入力には、ダイオードを介してイネーブル信号Ｓ_ENが入力される。

【0029】

Ｌレベルのイネーブル信号Ｓ_ENが入力されているとき、電流検出部１５は、抵抗Ｒ₃の一端および他端の電位差を抵抗Ｒ₄，Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇の抵抗値によって決まる増幅率で増幅してなる電流検出信号Ｓ_ILを出力する。すなわち、電流検出部１５は、負荷電流Ｉ_Lに比例した電流検出信号Ｓ_ILを出力する。一方、Ｈレベルのイネーブル信号Ｓ_ENが入力されているとき、電流検出部１５は、負荷電流Ｉ_Lに比例しない、大きな電流検出信号Ｓ_ILを出力する。

【0030】

このように、Ｈレベルのイネーブル信号Ｓ_ENは、差動増幅器ＡＭＰの非反転入力に影響を与える。すなわち、Ｈレベルのイネーブル信号Ｓ_ENは、電流検出信号Ｓ_ILを負荷電流Ｉ_Lに比例しない別の値に強制的に変化させる。本発明では、このような効果を生じさせるイネーブル信号Ｓ_ENの状態（本実施例では、Ｈレベル）を「第２状態」と呼ぶ。一方、Ｌレベルのイネーブル信号Ｓ_ENは、差動増幅器ＡＭＰの非反転入力に影響を与えない。すなわち、Ｌレベルのイネーブル信号Ｓ_ENは、電流検出部１５が負荷電流Ｉ_Lに比例した電流検出信号Ｓ_ILを出力することを妨げない。本発明では、このような効果を生じさせるイネーブル信号Ｓ_ENの状態（本実施例では、Ｌレベル）を「第１状態」と呼ぶ。

【0031】

比較部１６は、本発明の「第１比較部」に相当する第１比較器ＣＯＭＰ₁を有している。第１比較器ＣＯＭＰ₁は、反転入力に入力された電流検出信号Ｓ_ILと非反転入力に入力された上限設定信号Ｓ_SETHとを比較する。そして、第１比較器ＣＯＭＰ₁は、電流検出信号Ｓ_ILの方が小さければＨレベルの第１比較結果信号Ｓ_Rを出力し、上限設定信号Ｓ_SETHの方が小さければＬレベルの第１比較結果信号Ｓ_Rを出力する。

【0032】

比較部１６は、さらに、本発明の「第２比較部」に相当する第２比較器ＣＯＭＰ₂を有している。第２比較器ＣＯＭＰ₂は、非反転入力に入力された電流検出信号Ｓ_ILと反転入力に入力された下限設定信号Ｓ_SETLとを比較する。そして、第２比較器ＣＯＭＰ₂は、電流検出信号Ｓ_ILの方が大きければＨレベルの第２比較結果信号Ｓ_Sを出力し、下限設定信号Ｓ_SETLの方が大きければＬレベルの第２比較結果信号Ｓ_Sを出力する。

【0033】

ＲＳフリップフロップ部１７は、第１論理和器ＯＲ₁と、第２論理和器ＯＲ₂とを有している。第１論理和器ＯＲ₁には、第１比較器ＣＯＭＰ₁から出力された第１比較結果信号Ｓ_Rと第２論理和器ＯＲ₂から出力されたＱ信号Ｓ_Qとが入力される。また、第２論理和器ＯＲ₂には、第２比較器ＣＯＭＰ₂から出力された第２比較結果信号Ｓ_Sと第１論理和器ＯＲ₁から出力された反転Ｑ信号Ｓ_QBとが入力される。なお、第１比較結果信号Ｓ_Rは、ＲＳフリップフロップ部１７のリセット信号であり、第２比較結果信号Ｓ_Sは、ＲＳフリップフロップ部１７のセット信号であると言える。

【0034】

第１論理和器ＯＲ₁が出力した反転Ｑ信号Ｓ_QBは、第２制御信号として駆動部１８のＬＩＮ端子に与えられる。また、第２論理和器ＯＲ₂が出力したＱ信号Ｓ_Qは、第１制御信号として駆動部１８のＨＩＮ端子に与えられる。

【0035】

続いて、図４を参照しながら、スイッチング電源装置１０Ａの動作の一例について説明する。

【0036】

（時刻ｔ₀：電源投入）
プロジェクタ装置の電源が投入されると、前述の制御装置からＨレベル（第２状態）のイネーブル信号Ｓ_ENが入力される。これにより、“Ｓ_IL＞Ｓ_SETH＞Ｓ_SETL”の関係が成立し、駆動部１８がＬレベルの第１駆動信号およびＨレベルの第２駆動信号を出力し、その結果、スイッチング回路部１２が第１スイッチ状態（高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオフ、低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオン）をとり、コンデンサＣ₁が充電される。

【0037】

（時刻ｔ₁：動作開始）
ユーザが動作開始の操作を行うと、前述の制御装置からＬレベル（第１状態）のイネーブル信号Ｓ_ENが入力される。これにより、“Ｓ_SETH＞Ｓ_SETL＞Ｓ_IL”の関係が成立し、駆動部１８がＨレベルの第１駆動信号およびＬレベルの第２駆動信号を出力し、その結果、スイッチング回路部１２が第２スイッチ状態（高電位側スイッチング素子Ｑ₁がオン、低電位側スイッチング素子Ｑ₂がオフ）をとり、コンデンサＣ₂が充電され、負荷電流Ｉ_Lが増加し始める。負荷電流Ｉ_Lが増加すると、電流検出信号Ｓ_ILも増加する。

【0038】

（時刻ｔ₂：電流検出信号Ｓ_ILが下限設定信号Ｓ_SETLに達する）
電流検出信号Ｓ_ILが増加して下限設定信号Ｓ_SETLに達すると、セット信号としての第２比較結果信号Ｓ_Sの極性が反転（Ｌレベル→Ｈレベル）するが、第１駆動信号および第２駆動信号の極性は変化しないので、スイッチング回路部１２は第２スイッチ状態をとり続ける。

【0039】

（時刻ｔ₃：電流検出信号Ｓ_ILが上限設定信号Ｓ_SETHに達する）
電流検出信号Ｓ_ILがさらに増加して上限設定信号Ｓ_SETHに達すると、リセット信号としての第１比較結果信号Ｓ_Rの極性が反転（Ｈレベル→Ｌレベル）するとともに、第１駆動信号および第２駆動信号の極性も反転し、その結果、スイッチング回路部１２が第１スイッチ状態をとる。

【0040】

スイッチング回路部１２が第１スイッチ状態をとると、負荷電流Ｉ_Lおよび電流検出信号Ｓ_ILが減少に転じ、“Ｓ_SETH＞Ｓ_IL＞Ｓ_SETL”の関係が成立し、リセット信号としての第１比較結果信号Ｓ_Rの極性が再び反転（Ｌレベル→Ｈレベル）する。この２回目の反転によっては、第１駆動信号および第２駆動信号の極性は変化しないので、スイッチング回路部１２は第１スイッチ状態をとり続ける。

【0041】

第１比較結果信号Ｓ_RがＬレベルとなる時間は非常に短い。したがって、制御回路部１４Ａは、負荷電流Ｉ_Lが上限設定信号Ｓ_SETHを上回ろうとしたときに第１スイッチ状態を作り出したとも言える。

【0042】

（時刻ｔ₄：電流検出信号Ｓ_ILが下限設定信号Ｓ_SETLに達する）
電流検出信号Ｓ_ILがさらに減少して下限設定信号Ｓ_SETLに達すると、セット信号としての第２比較結果信号Ｓ_Sの極性が反転（Ｈレベル→Ｌレベル）するとともに、第１駆動信号および第２駆動信号の極性も反転し、その結果、スイッチング回路部１２が第２スイッチ状態をとる。

【0043】

スイッチング回路部１２が第２スイッチ状態をとると、負荷電流Ｉ_Lおよび電流検出信号Ｓ_ILが増加に転じ、“Ｓ_SETH＞Ｓ_IL＞Ｓ_SETL”の関係が成立し、セット信号としての第２比較結果信号Ｓ_Sの極性が再び反転（Ｌレベル→Ｈレベル）する。この２回目の反転によっては、第１駆動信号および第２駆動信号の極性は変化しないので、スイッチング回路部１２は第２スイッチ状態をとり続ける。

【0044】

第２比較結果信号Ｓ_SがＬレベルとなる時間は非常に短い。したがって、制御回路部１４Ａは、負荷電流Ｉ_Lが下限設定信号Ｓ_SETLを下回ろうとしたときに第２スイッチ状態を作り出したとも言える。

【0045】

（時刻ｔ₅：動作停止）
ユーザが動作停止の操作を行うと、前述の制御装置からＨレベル（第２状態）のイネーブル信号Ｓ_ENが入力される。これにより、“Ｓ_IL＞Ｓ_SETH＞Ｓ_SETL”の関係が成立し、スイッチング回路部１２が第１スイッチ状態をとり、負荷電流Ｉ_Lおよび電流検出信号Ｓ_ILが減少していく。

【0046】

このように、本実施例に係るスイッチング電源装置１０Ａでは、Ｈレベルのイネーブル信号Ｓ_ENが入力されると、負荷電流Ｉ_Lとは無関係にスイッチング回路部１２が第１スイッチ状態とされ、ブートストラップ機能に関わるコンデンサＣ₁が充電される。したがって、スイッチング電源装置１０Ａによれば、ユーザが動作開始の操作を行ったときにイネーブル信号Ｓ_ENがＨレベルからＬレベルに変化するようにしておくことで、動作開始の直後から負荷電流Ｉ_Lを増加させることができ、負荷２０としてのレーザダイオードを素早く点灯（起動）させることができる。

【0047】

なお、ユーザがレーザダイオードの輝度に関する設定を変更すると、前述の制御装置から入力される上限設定信号Ｓ_SETHおよび下限設定信号Ｓ_SETLが変化するが、本実施例に係るスイッチング電源装置１０Ａは、この変化にも素早く追従することができる。

【0048】

すなわち、スイッチング電源装置１０Ａは、電流検出信号Ｓ_ILが減少している最中に上限設定信号Ｓ_SETHおよび下限設定信号Ｓ_SETLが変化した場合（図５（Ａ），（Ｄ）参照）、および電流検出信号Ｓ_ILが増加している最中に上限設定信号Ｓ_SETHおよび下限設定信号Ｓ_SETLが変化した場合（図５（Ｂ），（Ｃ）参照）のいずれにおいても、変化後の範囲内に収まるように電流検出信号Ｓ_IL（負荷電流Ｉ_L）を素早く変化させることができる。

【0049】

［第２実施例］
図６に、本発明の第２実施例に係るスイッチング電源装置１０Ｂを示す。スイッチング電源装置１０Ｂは、遅延部１９をさらに含む制御回路部１４Ｂを備えている点においてスイッチング電源装置１０Ａと相違しているが、他の点においてはスイッチング電源装置１０Ａと共通している。

【0050】

遅延部１９は、第１論理和器ＯＲ₁の出力に一端が接続されるとともに駆動部１８のＬＩＮ端子に他端が接続された抵抗Ｒ₈と、抵抗Ｒ₈の一端にカソードが接続されるとともに抵抗Ｒ₈の他端にアノードが接続されたダイオードＤ₂と、抵抗Ｒ₈の他端に一端が接続されるとともに他端が接地されたコンデンサＣ₃と有している。抵抗Ｒ₈、ダイオードＤ₂およびコンデンサＣ₃は、反転Ｑ信号Ｓ_QBの立ち上がりを遅らせることにより、遅延反転Ｑ信号Ｓ_QB’を生成する。

【0051】

遅延部１９は、さらに、第２論理和器ＯＲ₂の出力に一端が接続されるとともに駆動部１８のＨＩＮ端子に他端が接続された抵抗Ｒ₉と、抵抗Ｒ₉の一端にカソードが接続されるとともに抵抗Ｒ₉の他端にアノードが接続されたダイオードＤ₃と、抵抗Ｒ₉の他端に一端が接続されるとともに他端が接地されたコンデンサＣ₄と有している。抵抗Ｒ₉、ダイオードＤ₃およびコンデンサＣ₄は、Ｑ信号Ｓ_Qの立ち上がりを遅らせることにより、遅延Ｑ信号Ｓ_Q’を生成する。

【0052】

図７に、遅延前後のＱ信号Ｓ_Q，Ｓ_Q’、遅延前後の反転Ｑ信号Ｓ_QB，Ｓ_QB’、高電位側スイッチング素子Ｑ₁のための第１駆動信号および低電位側スイッチング素子Ｑ₂のための第２駆動信号を示す。この図から明らかなように、本実施例に係るスイッチング電源装置１０Ｂによれば、高電位側スイッチング素子Ｑ₁および低電位側スイッチング素子Ｑ₂が同時にオン状態となるのを回避して、直流電源ＨＶからＧＮＤに大電流が流れるのを防ぐことができる。

【0053】

［変形例］
以上、本発明に係るスイッチング電源装置の第１実施例および第２実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。

【0054】

例えば、制御回路部１４Ａ，１４Ｂは、以下の（１）～（３）のように振る舞う任意の回路であってもよい。
（１）外部から入力されるイネーブル信号Ｓ_ENが第１状態（例えば、Ｈレベル）であるときに負荷電流Ｉ_Lが予め設定された上限値を上回ろうとすると、第１制御信号および第２制御信号によってスイッチング回路部１２を第１スイッチ状態とする。
（２）外部から入力されるイネーブル信号Ｓ_ENが第１状態（例えば、Ｈレベル）であるときに負荷電流Ｉ_Lが予め設定された下限値を下回ろうとすると、第１制御信号および第２制御信号によってスイッチング回路部１２を第２スイッチ状態とする。
（３）外部から入力されるイネーブル信号Ｓ_ENが第２状態（例えば、Ｌレベル）であるときに、負荷電流Ｉ_Lの如何に依らず、第１制御信号および第２制御信号によってスイッチング回路部１２を第１スイッチ状態とする。
ここで、第１状態は、Ｌレベルであってもよく、第２状態は、Ｈレベルであってもよい。また、イネーブル信号Ｓ_ENが周期的に変化する信号である場合は、周波数および振幅等によって第１状態と第２状態とが区別されてもよい。

【0055】

また、負荷２０は、プロジェクタ装置のレーザダイオード以外の負荷であってもよい。

【符号の説明】

【0056】

１０Ａ，１０Ｂ スイッチング電源装置
１１ 駆動回路部
１２ スイッチング回路部
１３ フィルタ回路部
１４Ａ，１４Ｂ 制御回路部
１５ 電流検出部
１６ 比較部
１７ ＲＳフリップフロップ部
１８ 駆動部
１９ 遅延部
ＡＭＰ 差動増幅器
ＣＯＭＰ₁ 第１比較器
ＣＯＭＰ₂ 第２比較器
ＯＲ₁ 第１論理和器
ＯＲ₂ 第２論理和器
Ｑ₁ 高電位側スイッチング素子
Ｑ₂ 低電位側スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】