(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】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】スイッチング電源
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20231121BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 C
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020017934
(22)【出願日】2020-02-05
(65)【公開番号】P2021125963
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2022-12-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000191238
【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】橋本 裕史
【審査官】柳下 勝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０８２８０６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／１５５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スイッチング電源であって、前記スイッチング電源の出力電圧を制御するためのトランジスタと、
前記トランジスタのオンオフを制御する制御回路と、
前記トランジスタを流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記電流が閾値電流以上である過電流である場合、前記トランジスタの出力電圧がフィードバックされたフィードバック電圧に基づいて、前記過電流から前記スイッチング電源を保護するための過電流保護動作を開始するまでの移行時間を切り替えて、前記過電流保護動作を実行する保護回路と、
を備えるスイッチング電源。
【請求項2】
前記保護回路は、前記電流が閾値電流以上である過電流である場合、前記トランジスタの出力電圧がフィードバックされたフィードバック電圧に基づいて、前記過電流から前記スイッチング電源を保護するための過電流保護動作の動作モードをさらに切り替える、
請求項１に記載のスイッチング電源。
【請求項3】
前記保護回路は、前記トランジスタのオンオフの制御を停止して前記トランジスタをオフの状態にする前記過電流保護動作を実行する、請求項１又は２に記載のスイッチング電源。
【請求項4】
前記フィードバック電圧が高い程、前記移行時間が長く、前記フィードバック電圧が低い程、前記移行時間が短い、
請求項３に記載のスイッチング電源。
【請求項5】
前記保護回路は、前記フィードバック電圧が第１の閾値電圧未満且つ前記第１の閾値電圧よりも小さい第２の閾値電圧以上である場合、前記移行時間を第１の時間に設定し、
前記フィードバック電圧が前記第２の閾値電圧未満である場合、前記移行時間を前記第１の時間よりも短い第２の時間に設定する、
請求項３又は４に記載のスイッチング電源。
【請求項6】
前記保護回路は、前記フィードバック電圧が第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満であり、且つ前記第１の時間の経過前に、前記フィードバック電圧が前記第２の閾値電圧未満となった場合、前記第２の時間の経過に応じて、前記第２の時間に対応する過電流保護動作を行う、請求項５に記載のスイッチング電源。
【請求項7】
前記移行時間は、前記トランジスタのオンオフ制御を行うためのパルスのパルス数に応じて定まる、請求項３～６のいずれか１項に記載のスイッチング電源。
【請求項8】
前記保護回路は、前記フィードバック電圧に基づいて、前記移行時間を切り替え、
前記移行時間の経過後にヒカップ動作を実行する、
請求項１、３～６のいずれか１項に記載のスイッチング電源。
【請求項9】
前記保護回路は、前記フィードバック電圧に基づいて、ヒカップ動作とラッチ動作とを切り替える、請求項２に記載のスイッチング電源。
【請求項10】
前記制御回路は、前記電流が前記過電流である場合、前記トランジスタのオンオフ制御を行うためのパルスのうち前記過電流であったパルスの周期内において前記トランジスタをオフに制御する、請求項１～９のいずれか１項に記載のスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、過電流保護機能を有するスイッチング電源に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、過電流保護機能を有するスイッチング電源装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１のスイッチング電源装置３０１は、駆動回路１１、帰還回路１２、及びスイッチング制御用ＩＣ２０２を備える。スイッチング制御用ＩＣ２０２は、そのＯＵＴ端子から駆動回路１１へ矩形波信号を出力する。帰還回路１２は出力端子ＰＯ（＋）－ＰＯ（Ｇ）間の電圧の分圧値と基準電圧との比較によって帰還信号を発生し、スイッチング制御用ＩＣ２０２のフィードバック端子ＦＢへ入力する。フィードバック端子ＦＢとグランド端子ＧＮＤとの間にはキャパシタＣ４及びツェナーダイオードＤ４が接続されている。ツェナーダイオードＤ４は選択的に接続され、ツェナーダイオードＤ４の有無によってフィードバック端子ＦＢの電圧が変化する。この電圧の検出によって過電流保護動作をラッチ方式とするか、ヒカップ方式とするかを選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１８２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１では、過電流保護動作を行うまでの時間が考慮されていない。そのため、出力短絡時などの出力電流が過大である場合にヒカップ動作への移行時間が長い場合、過電流による発熱を考慮したインダクタを選択する必要がある。そのため、インダクタが大型化し、スイッチング電源装置が大型化し得る。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、過電流による発熱を加味して、スイッチング電源が備えるインダクタを小型化できるスイッチング電源を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、スイッチング電源であって、前記スイッチング電源の出力電圧を制御するためのトランジスタと、前記トランジスタのオンオフを制御する制御回路と、前記トランジスタを流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電流が閾値電流以上である過電流である場合、前記トランジスタの出力電圧がフィードバックされたフィードバック電圧に基づいて、前記過電流から前記スイッチング電源を保護するための過電流保護動作を開始するまでの移行時間を切り替えて、前記過電流保護動作を実行する保護回路と、を備えるスイッチング電源である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、過電流による発熱を加味して、スイッチング電源が備えるインダクタを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態におけるスイッチング電源の一例を示す構成図
【図2】第１保護制御回路の第1構成例を示すブロック図
【図3】第１保護制御回路の第１動作例を説明するための波形図
【図4】第１保護制御回路の第２動作例を説明するための波形図
【図5】第１保護制御回路の第２構成例を示すブロック図
【図6】第１保護制御回路の第３動作例を説明するための波形図
【図7】第１保護制御回路の第４動作例を説明するための波形図
【図8】第１保護制御回路の第３構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るスイッチング電源を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0010】
図１は、本開示の実施形態におけるスイッチング電源の一例を示す構成図である。
【0011】
スイッチング電源１は、電源ＩＣ５に、コイルＬ１、ショットキーバリアダイオードＳＢＤ１及びコンデンサＣＯＵＴが外付けで接続された降圧型のスイッチング電源である。降圧型のスイッチング電源１では、コイルＬ１及びコンデンサＣＯＵＴが端子ＳＷ１に直列に接続される。コイルＬ１及びコンデンサＣＯＵＴの間には、抵抗ＲＥＳＲが接続される。コイルＬ１には、負荷３が接続される。コイルＬ１には、負荷３と並列に、抵抗ＲＢ１，ＲＢ２が直列接続される。抵抗ＲＢ１と抵抗ＲＢ２との接続点は、電源ＩＣ５のフィードバック端子としての端子ＦＢ１を介して、エラーアンプ２０に接続される。負荷３は、ランプ等の無誘導負荷であってもよいし、モータ等の誘導負荷であってもよい。
【0012】
スイッチング電源１では、直流電源２から入力電圧ＶＩＮが電力ラインＬＮを介して電源ＩＣ５の端子ＶＩＮ１に供給される。電力ラインＬＮには、バイパスコンデンサＣＩＮが電源ＩＣ５と並列に接続される。
【0013】
スイッチング電源１は、電圧を変換する。スイッチング電源１の電源ＩＣ５は、例えば、トランジスタＭＰと、ソフトスタート回路１０と、エラーアンプ２０と、ＰＷＭ比較器３０と、ＦＦ（Flip-Flop）回路４０と、第１保護制御回路５０と、ロジック回路６０と、電流検出回路７０と、第２保護制御回路８０と、スロープ補償回路９０と、加算器９５と、を備える。電源ＩＣ５は、集積回路の一例である。第１保護制御回路５０及びロジック回路６０は、過電流保護動作に関する情報を決定し、過電流保護動作を実行する保護回路を構成する。ソフトスタート回路１０、エラーアンプ２０、ＰＷＭ比較器３０、ＦＦ回路４０、及びロジック回路６０は、トランジスタＭＰのオンオフを制御する制御回路を構成する。
【0014】
トランジスタＭＰは、例えばＰＭＯＳトランジスタ（単に「ＰＭＯＳ」とも称する）である。トランジスタＭＰには、ロジック回路６０の出力電圧がゲート電圧として印加される。トランジスタＭＰは、ソースが端子ＶＩＮ１に接続され、ドレインが端子ＳＷ１に接続される。トランジスタＭＰのソースがバックゲートに接続される。トランジスタＭＰがオンした場合、直流電源２からの電流がトランジスタＭＰ、コイルＬ１、コンデンサＣＯＵＴに流れて、コンデンサＣＯＵＴが充電される。
【0015】
ソフトスタート回路１０は、スイッチング電源１の起動後、ＰＷＭ比較器３０の制御により徐々に出力電圧ＶＯＵＴを上げるよう制御する。スイッチング電源１の動作期間は、ソフトスタート回路１０の出力に応じて、ソフトスタート期間と、ソフトスタート期間終了後に継続する定常期間と、に区分される。定常期間では、定常のＰＷＭ制御が実施される。ソフトスタート回路１０は、ソフトスタート期間において、ＰＷＭ比較器３０における電圧を変換するためのデューティ比を制限する。ソフトスタート回路１０は、エラーアンプ２０の非反転入力端子に接続される。
【0016】
エラーアンプ２０は、非反転入力端子に入力される基準電圧ＶＲＥＦと、反転入力端子に入力される端子ＦＢ１のフィードバック電圧ＶＦＢとの差分を増幅する差動増幅器である。よって、エラーアンプ２０の出力電圧は、基準電圧ＶＲＥＦとフィードバック電圧ＶＦＢとの差分に比例する。基準電圧ＶＲＥＦは、設定電圧よりも低い電圧とする。基準電圧ＶＲＥＦとフィードバック電圧ＶＦＢとの差分が大きい程（つまり出力電圧ＶＯＵＴが値０に近い程）、エラーアンプ２０の出力電圧が大きくなる。基準電圧ＶＲＥＦとフィードバック電圧ＶＦＢとの差分が小さい程（つまり出力電圧ＶＯＵＴが設定電圧に近い程）、エラーアンプ２０の出力電圧が小さくなる。エラーアンプ２０は、負帰還回路として動作するので、フィードバック電圧ＶＦＢを基準電圧ＶＲＥＦに維持するように、つまり出力電圧ＶＯＵＴを設定電圧に維持するように電圧を制御する。また、エラーアンプ２０は、ソフトスタート期間では、ソフトスタート回路１０からのＳＳＴ信号の電圧を基準電圧ＶＲＥＦとすることで、エラーアンプ２０の出力電圧を制限する。ＳＳＴ信号は、ソフトスタート期間においてＰＷＭで用いられるデューティを制御するための信号である。
【0017】
また、エラーアンプ２０の反転入力端子と出力端子との間に、位相補償回路が配置されてよい。位相補償回路は、例えば位相補償コンデンサ２１と抵抗２２が直列に接続された回路である。位相補償回路によって、電圧フィードバックループの安定性を図る。
【0018】
ＰＷＭ比較器３０は、非反転入力端子に加算器９５の出力電圧を入力し、反転入力端子にエラーアンプ２０の出力電圧を入力する。ＰＷＭ比較器３０は、加算器９５の出力電圧及びエラーアンプ２０の出力電圧に基づいて、電圧を変換するためのデューティ比を決定する。ＰＷＭ比較器３０は、決定されたデューティ比を含む出力電圧をＦＦ回路４０へ出力する。
【0019】
ＦＦ回路４０は、発振回路（ＯＳＣ：Oscillator）からのクロック信号ＯＳＣと、ＰＷＭ比較器３０の出力電圧とを入力する。クロック信号は、ＰＷＭ信号の周期の決定に用いられる。ＰＷＭ信号は、Ｈｉｇｈの電圧及びＬｏｗの電圧により示される。ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ電圧とＬｏｗ電圧とは、ＰＷＭ信号の周期及びデューティ比に基づく。ＦＦ回路４０は、発振回路の出力電圧（クロック信号ＯＳＣの電圧）によりセットされ、ＰＷＭ比較器３０の出力電圧によりリセットされ、ＰＷＭ信号をロジック回路６０に出力する。ＦＦ回路４０は、例えばＲＳフリップフロップである。例えば、エラーアンプ２０の出力電圧が高い程、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きくなり、スイッチング電源１の出力電圧ＶＯＵＴが大きくなる。エラーアンプ２０の出力電圧が低い程、ＰＷＭ信号のデューティ比が小さくなり、出力電圧ＶＯＵＴが小さくなる。ＰＷＭ信号は、例えばパルス信号である。
【0020】
第１保護制御回路５０は、過電流保護に関する処理を行う。第１保護制御回路５０は、フィードバック電圧ＶＦＢを入力し、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて各種の過電流保護動作を行う。この過電流保護動作は、ヒカップ動作、ラッチ動作、等を含む。第１保護制御回路５０は、過電流保護動作を行うための第１保護制御信号をロジック回路６０に出力する。第１保護制御信号は、Ｈｉｇｈの電圧及びＬｏｗの電圧により示される。第１保護制御信号がＨｉｇｈの電圧であることは、ロジック回路６０にトランジスタＭＰのオンオフ制御の停止を指示することに相当する。
【0021】
ヒカップ動作は、過電流に対応する過小なフィードバック電圧ＶＦＢ（閾値電圧ｔｈ１以下の電圧）が検出された場合に、トランジスタＭＰのオンオフ制御を停止してトランジスタＭＰをオフの状態とし、一定時間後にトランジスタＭＰのオンオフ制御を再開して電圧供給を再開する動作である。ヒカップ動作は反復して行われてよく、つまりトランジスタＭＰのオンオフ制御の停止と再開を反復して実施されてよい。ラッチ動作は、トランジスタＭＰのオンオフ制御を停止してトランジスタＭＰをオフの状態とし、一定時間経過してもトランジスタＭＰのオンオフ制御を再開しない動作である。
【0022】
また、第１保護制御回路５０は、ヒカップ動作やラッチ動作に関する詳細な方式を決定する。この詳細な方式では、過電流保護動作としてヒカップ動作を選択するかラッチ動作を選択するか、過電流保護動作としてのヒカップ動作又はラッチ動作に移行するまでの移行時間、ヒカップ動作の後にラッチ動作に移行するか否か、等を決定する。移行時間は、パルス信号としてのＰＷＭ信号のカウント数で代用されてもよい。第１保護制御回路５０は、時間を計測する際、ＦＦ回路４０からのＰＷＭ信号を取得し、ＰＷＭ信号の状態を参照してカウントしてよい。第１保護制御回路５０の詳細については後述する。
【0023】
ロジック回路６０は、レベルシフト動作、保護動作、停止動作、等を行う。ロジック回路６０は、レベルシフト動作では、ロジック回路６０に入力されたＰＷＭ信号を、トランジスタＭＰを駆動するレベルの信号に変換し、レベルシフトされたＰＷＭ信号をトランジスタＭＰに出力する。ロジック回路６０は、保護動作では、デバイス（例えばトランジスタＭＰ）への加熱等を抑制して、デバイスを保護する。ロジック回路６０は、停止動作では、トランジスタＭＰを駆動するドライバを停止させ、レベルシフトされたＰＷＭ信号をトランジスタＭＰへ伝達しない。つまり、ロジック回路６０は、停止動作では、トランジスタＭＰのオンオフ制御を停止し、トランジスタＭＰをオフの状態にする。
【0024】
また、ロジック回路６０は、保護動作又は停止動作では、第１保護制御回路５０の出力信号及び第２保護制御回路８０の出力信号に基づいて、過電流保護動作を行う。過電流保護動作では、トランジスタＭＰのオンオフ制御が停止され、トランジスタＭＰがオフの状態とされる。この過電流保護動作は、ヒカップ動作、ラッチ動作、を含んでよい。ロジック回路６０は、第２保護制御回路８０の出力信号が過電流であることを示す場合、第１保護制御回路５０が出力する第１保護制御信号に基づいて、ヒカップ動作又はラッチ動作を行ってよい。
【0025】
電流検出回路７０は、トランジスタＭＰを流れるドレイン電流に相当するセンス電流を検出し、この検出結果を示す電流検出信号を第２保護制御回路８０及び加算器９５に出力する。
【0026】
第２保護制御回路８０は、過電流の有無を示すＯＣＰ信号をロジック回路６０に出力する。ＯＣＰ信号は、Ｈｉｇｈの電圧及びＬｏｗの電圧により示される。第２保護制御回路８０によりセンス電流が過電流であることが検出（単に過電流検出ともいう）された場合、つまり電流検出回路７０により検出された検出電流が過電流を検出するための閾値電流Ｉｔｈ以上である場合、第２保護制御回路８０は、ＯＣＰ信号の電圧をＨｉｇｈとする。センス電流が過電流でないことを第２保護制御回路８０が検出した場合、第２保護制御回路８０は、ＯＣＰ信号の電圧をＬｏｗとする。また、ＯＣＰ信号の電圧がＨｉｇｈとなった後に、ヒカップ動作においてトランジスタＭＰのオンオフ制御が再開されると、第２保護制御回路８０は、ＯＣＰ信号の電圧をＬｏｗとする（図３等参照）。
【0027】
また、第２保護制御回路８０は、センス電流が過電流であることを検出した場合、センス電流に基づいて、パルスバイパルス動作の実施をロジック回路６０に指示する。パルスバイパルス動作は、ＰＷＭ制御を行うためのパルスのうち、過電流であったパルスの周期内においてトランジスタＭＰをオフに制御する動作である。そして、クロック信号に従ったＰＷＭ信号のオンタイミングとなると、再度トランジスタＭＰをオンにする。ロジック回路６０は、ロジック回路６０からの指示に応じて、パルスバイパルス動作を行うよう、トランジスタＭＰのオンオフ制御を制限する。
【0028】
また、第２保護制御回路８０は、過電流を検出したことを、第１保護制御回路５０に通知する。これにより、第１保護制御回路５０は、例えば過電流検出からの経過時間を計測可能となる。
【0029】
スロープ補償回路９０は、スロープ補償を行うためのスロープ補償信号を加算器９５に出力する。スロープ補償信号は、例えば所定のランプ波形の信号である。加算器９５は、スロープ補償回路９０からのスロープ補償信号と電流検出回路７０からの電流検出信号を加算し、加算信号をＰＷＭ比較器３０の非反転入力端子に出力する。スロープ補償信号に基づく加算信号を加味することで、ＰＷＭ制御の安定化を図ることができる。
【0030】
次に、第１保護制御回路５０の具体的な構成例及びその動作例について説明する。ここでは、第1構成例の第１保護制御回路５０を第１保護制御回路５０Ａとも記載し、第２構成例の第１保護制御回路５０を第１保護制御回路５０Ｂとも記載し、第３構成例の第１保護制御回路５０を第１保護制御回路５０Ｃとも記載する。なお、各構成例及び各構成例による各動作の少なくとも一部が組み合わされてもよい。
【0031】
図２は、第１保護制御回路５０Ａの構成例を示すブロック図である。図３は、第１保護制御回路５０Ａの第１動作例を説明するための波形図である。図４は、第１保護制御回路５０Ａの第２動作例を説明するための波形図である。
【0032】
第１保護制御回路５０Ａは、過電流保護動作として、ヒカップ動作を行う。第１保護制御回路５０Ａは、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作に移行するまでの移行時間を変更する。ここでは、フィードバック電圧ＶＦＢの電圧範囲に応じて、過電流保護動作の動作領域が異なっている。例えば、第１過電流保護動作領域（図３では１ｓｔ ＯＣＰ ａｒｅａ）は、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ１未満且つ基準電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合の動作領域である。基準電圧Ｖｒｅｆ１は基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高い。第２過電流保護動作領域（図４では２ｎｄ ＯＣＰ ａｒｅａ）は、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２未満の動作領域である。第１過電流保護動作領域では、センス電流が過電流であることを検出してからヒカップ動作に移行するまでの移行時間が、移行時間Ｔ１に設定される。よって、移行時間は、過電流検出時からの経過時間とも言える。第２過電流保護動作領域では、上記の移行時間が移行時間Ｔ２に設定される。移行時間Ｔ２は、移行時間Ｔ１よりも短い。
【0033】
第１保護制御回路５０Ａは、比較器５１、比較器５２、及びカウント数制御回路５３を備える。カウント数は、過電流検出してから過電流保護動作（ヒカップ動作又はラッチ動作）するまでのＰＷＭ信号のパルスのカウント数である。
【0034】
比較器５１は、フィードバック電圧ＶＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ１以上の場合にはＨｉｇｈ電圧を出力し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ１未満の場合にはＬｏｗ電圧を出力する。比較器５２は、フィードバック電圧ＶＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合にはＨｉｇｈ電圧を出力し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２未満の場合にはＬｏｗ電圧を出力する。
【0035】
カウント数制御回路５３は、比較器５１，５２の出力電圧を入力する。カウント数制御回路５３は、比較器５１，５２の出力電圧に基づいて、ヒカップ動作に移行するまでの移行時間に相当するＰＷＭ信号のカウント数を決定する。
【0036】
カウント数制御回路５３は、過電流検出からの経過時間を計測する。この場合、カウント数制御回路５３は、過電流検出からの経過時間に対応するＰＷＭ信号のパルス数をカウントする。カウント数制御回路５３は、移行時間が経過しているか否かに応じて、ロジック回路６０へ送られる第１保護制御信号の電圧を決定し、第１保護制御信号をロジック回路６０に出力する。第１保護制御信号は、移行時間が経過するまではＬｏｗの電圧となり、移行時間が経過するとＨｉｇｈの電圧になる。つまり、ＰＷＭ信号のパルスのカウント数が所定カウント数（移行時間に対応するカウント数）になると、カウント数制御回路５３は、第１保護制御信号の電圧をＬｏｗからＨｉｇｈに変更する。
【0037】
ロジック回路６０は、取得した第１保護制御信号がＨｉｇｈの電圧であり、取得したＯＣＰ信号がＨｉｇｈの電圧である場合、ロジック信号をＨｉｇｈの電圧にする。ここでのロジック信号は、過電流保護動作のために停止動作を行うか否かを示す。ロジック信号の電圧がＨｉｇｈの場合、ロジック回路６０が停止動作する。ロジック信号の電圧がＬｏｗの場合、ロジック回路６０が停止動作しない。
【0038】
また、ここでは過電流保護動作がヒカップ動作であるので、カウント数制御回路５３は、停止動作の指示からの時間経過を計測し、停止動作の開始から所定時間が経過すると、第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈからＬｏｗに変更してロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、第１保護制御信号の電圧がＬｏｗであることを検出すると、ロジック信号の電圧をＨｉｇｈからＬｏｗに切り替える。そして、ロジック回路６０は、トランジスタＭＰのオンオフ制御を再開すべく、レベルシフトされたＰＷＭ信号のトランジスタＭＰへの伝達を再開する再開動作を行う。
【0039】
一方、ロジック回路６０は、取得した第１保護制御信号と取得したＯＣＰ信号の少なくとも一方の電圧がＬｏｗの電圧である場合、ロジック信号の電圧をＬｏｗにする。この場合、ロジック回路６０は、トランジスタＭＰのオンオフ制御を行い、レベルシフトされたＰＷＭ信号を出力する。
【0040】
具体的には、カウント数制御回路５３は、比較器５１の出力電圧がＨｉｇｈ電圧であり比較器５２の出力電圧がＨｉｇｈ電圧である場合、第１保護制御信号をＬｏｗの電圧にしてロジック回路６０へ送る。この場合、ロジック回路６０は、過電流保護動作を行わず、レベルシフトされたＰＷＭ信号を出力する。
【0041】
また、カウント数制御回路５３は、比較器５１の出力電圧がＬｏｗ電圧であり比較器５２の出力電圧がＨｉｇｈ電圧である場合、第１過電流保護動作領域のヒカップ動作を行うよう指示する。つまり、過電流検出から移行時間Ｔ１の後にヒカップ動作を行うよう指示する。この場合、カウント数制御回路５３は、過電流検出から移行時間Ｔ１の後に第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈにしてロジック回路６０に送る。第１過電流保護動作領域に含まれる電圧の範囲では、電圧によらず移行時間Ｔ１が一定でよい。この場合、ロジック回路６０は、移行時間Ｔ１が経過するまでレベルシフトされたＰＷＭ信号を出力し、その後停止動作を行い、その後再開動作を行う。
【0042】
また、カウント数制御回路５３は、比較器５１の出力電圧がＬｏｗ電圧であり比較器５２の出力電圧がＬｏｗ電圧である場合、第２過電流保護動作領域のヒカップ動作を行うよう指示する。つまり、過電流検出から移行時間Ｔ２の後にヒカップ動作を行うよう指示する。この場合、カウント数制御回路５３は、過電流検出から移行時間Ｔ２の後に第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈにしてロジック回路６０に送る。第２過電流保護動作領域に含まれる電圧の範囲では、電圧によらず移行時間Ｔ２が一定でよい。この場合、ロジック回路６０は、移行時間Ｔ２が経過するまでレベルシフトされたＰＷＭ信号を出力し、動作を行い、その後停止動作を行い、その後再開動作を行う。
【0043】
ヒカップ動作において、再開時には、例えばソフトスタートする。ヒカップ動作では、ロジック回路６０の停止動作と再開動作、つまりトランジスタＭＰのオンオフ制御の停止と再開を所定回数反復した後、トランジスタＭＰのオンオフ制御を終了してトランジスタＭＰをオフの状態としてよい。
【0044】
なお、第１保護制御回路５０Ａでは、ヒカップ動作ではなくラッチ動作を加味してもよい。つまり、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて段階的にヒカップ動作を開始するまでの移行時間を設定することを例示したが、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて段階的にラッチ動作を開始するまでの移行時間を設定してもよい。
【0045】
なお、移行時間は、２段階でなく、３段階以上存在してもよい。この場合、比較器が３つ以上設けられてよい。
【0046】
図３では、フィードバック電圧ＶＦＢが第１過電流保護動作領域となる第１の電圧範囲に含まれ、フィードバック電圧ＶＦＢが第２過電流保護動作領域となる第２の電圧範囲まで下がらない場合について示されている。なお、「ＶＦＢ」は、端子ＦＢ１の電圧を示し、フィードバック電圧ＶＦＢに相当する。「ＶＳＷ」は端子ＳＷ１の電圧を示す。「ＩＳＷ」は、端子ＳＷ１を流れる電流を示し、センス電流に相当する。このことは、後述する図４、図６、図７においても同様である。
【0047】
図３では、第２保護制御回路８０が、センス電流に対応する電流ＩＳＷが閾値電流Ｉｔｈ以上の過電流であることを検出し、ＯＣＰ信号をＨｉｇｈの電圧にしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、ＯＣＰ信号がＨｉｇｈの電圧であることに従って、パルスバイパルス動作を行う。また、過電流に伴ってフィードバック電圧ＶＦＢが低下し始めた時点（第１過電流保護動作領域の開始時点）と電流検出回路７０により過電流が検出され始めた時点とは、同じタイミングであることを想定している。なお、これらの時点は同じタイミングでなくてもよい。パルスバイパルス動作によっても、ＰＷＭ信号のＬｏｗ電圧期間が長くなるため、スイッチング電源１の出力電圧ＶＯＵＴつまりフィードバック電圧ＶＦＢが低下することが期待できる。
【0048】
第１保護制御回路５０Ａは、第１過電流保護動作領域で用いられる移行時間Ｔ１を計測し、移行時間Ｔ１の経過後、第１保護制御信号をＨｉｇｈの電圧にしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、第１保護制御信号がＨｉｇｈであることを検出すると、ロジック信号をＨｉｇｈの電圧にしてヒカップ動作を開始し、つまりトランジスタＭＰのオンオフ制御を一旦停止させ、トランジスタＭＰを一定時間オフにさせる。
【0049】
第１保護制御回路５０Ａは、ヒカップ動作の開始時点からの経過時間を計測し、トランジスタＭＰを一定時間オフとした後、第１保護制御信号をＬｏｗの電圧にしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、第１保護制御信号がＬｏｗであることを検出すると、ロジック信号をＬｏｗの電圧にして、トランジスタＭＰのオンオフ制御をソフトスタートにより再開させる。
【0050】
移行時間Ｔ１は、例えば、クロック信号の２０周期分の時間、つまりＰＷＭ信号のパルスのカウント２０個分の時間（１／ｆｓｏｃ×２０）に相当する。図３では、移行時間Ｔ１内にフィードバック電圧ＶＦＢが更に低下して第２過電流保護動作領域に達してはいない。そのため、第１保護制御回路５０Ａのカウント数制御回路５３は、ＰＷＭ信号のパルスのカウンタリセットや、移行時間Ｔ１から移行時間Ｔ２への変更（カウント数変更）を行っていない。
【0051】
移行時間Ｔ２は、例えば従来のヒカップ動作までの移行時間に相当する。移行時間Ｔ１は、移行時間Ｔ２よりも長く設定されている。そのため、例えば負荷３の過渡応答の場合には、移行時間Ｔ１内でフィードバック電圧ＶＦＢの低下が解消すると考えられる。この場合、スイッチング電源１は、過電流保護を実現しつつ、負荷過渡応答の度にヒカップ動作が実行されることを抑制できる。
【0052】
図４では、フィードバック電圧ＶＦＢが第１過電流保護動作領域となる第１の電圧範囲に含まれ、フィードバック電圧ＶＦＢが第２過電流保護動作領域となる第２の電圧範囲まで下がる場合について示されている。なお、図４において、図３と同様の事項については、その説明を省略又は簡略化する。
【0053】
第１保護制御回路５０Ａは、第１過電流保護動作領域で用いられる移行時間Ｔ１が経過する前に、第２の電圧範囲までフィードバック電圧ＶＦＢが低下していることを検出する。この場合、比較器５１の出力電圧がＬｏｗ電圧であり、比較器５２の出力電圧がＬｏｗ電圧であるので、カウント数制御回路５３は、ヒカップ動作までの移行時間を移行時間Ｔ１から移行時間Ｔ２へ変更する。つまり、カウント数制御回路５３は、移行時間Ｔ１のカウント途中であっても、フィードバック電圧ＶＦＢに応じて移行時間Ｔ２に変更する。第１保護制御回路５０Ａは、変更された移行時間Ｔ２の経過後、ヒカップ動作を開始し、つまりトランジスタＭＰのオンオフ制御を一旦停止させ、トランジスタＭＰを一定時間オフにさせる。
【0054】
第１保護制御回路５０Ａは、ヒカップ動作の開始時点からの経過時間を計測し、トランジスタＭＰが一定時間オフとされた後、第１保護制御信号をＬｏｗの電圧にしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、第１保護制御信号がＬｏｗであることを検出すると、ロジック信号をＬｏｗの電圧にして、トランジスタＭＰのオンオフ制御をソフトスタートにより再開させる。
【0055】
移行時間Ｔ１は、図３の場合と同様に、例えば、ＰＷＭ信号のパルスのカウント２０個分の時間に相当する。移行時間Ｔ２は、例えば、クロック信号の１５周期分の時間、つまりＰＷＭ信号のパルスのカウント１５個分の時間（１／ｆｓｏｃ×１５）に相当する。なお、移行時間Ｔ１から移行時間Ｔ２への変更は、カウンタリセットでもカウント数変更でもよい。つまり、カウント数制御回路５３は、移行時間の切り替え時までにカウントしたカウント数を考慮して、変更後の移行時間Ｔ２に至るまで継続してカウントしてもよいし、移行時間の切り替え時までのカウント数を考慮せずにリセットして、変更後の移行時間Ｔ２を値０からカウントしてもよい。
【0056】
このように、段階的にヒカップ動作までの移行時間を変更（ここでは短縮）することで、フィードバック電圧ＶＦＢの低下が比較的小さい場合には過電流の程度が比較的小さいため、コイルＬ１の発熱量があまり大きくならない。そのため、ヒカップ動作の開始までの多少時間があっても、過電流保護を実現し得る。一方、フィードバック電圧ＶＦＢの低下が比較的大きくなった場合には、過電流の程度が比較的大きいため、コイルＬ１の発熱量が大きくなる。そのため、スイッチング電源１は、ヒカップ動作の開始までの時間を短くすることで、過電流保護を実現できる。このように、スイッチング電源１は、時間に応じて変化し得るフィードバック電圧ＶＦＢが属する電圧範囲に応じて、過電流保護動作の方式を柔軟に変更できる。
【0057】
なお、スイッチング電源１は、ヒカップ動作までの移行時間を短縮するのではなく、移行時間を延長してもよい。例えば、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢの低下が小さくなった場合には、移行時間を延長してもよい。
【0058】
図５は、第１保護制御回路５０Ｂの構成例を示すブロック図である。図６は、第１保護制御回路５０Ｂの第１動作例を説明するための波形図である。図７は、第１保護制御回路５０Ｂの第２動作例を説明するための波形図である。なお、図５～図７において、図２～図４と同様の事項については、その説明を省略又は簡略化する。
【0059】
第１保護制御回路５０Ｂは、過電流保護動作として、ヒカップ動作及びラッチ動作を行う。第１保護制御回路５０Ｂは、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作又はラッチ動作を選択する。第１保護制御回路５０Ｂは、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作とラッチ動作とを切り替えてもよい。なお、第１過電流保護動作領域（ＯＣＰ ａｒｅａ）では、ヒカップ動作が選択され、第２過電流保護動作領域（Ｌａｔｃｈ ａｒｅａ）では、ラッチ動作が選択される。また、第１過電流保護動作領域では、移行時間Ｔ３に設定され、第２過電流保護動作領域では、移行時間Ｔ４に設定される。移行時間Ｔ３は、移行時間Ｔ４よりも短い。なお、移行時間Ｔ３，Ｔ４は、同じ長さでもよい。移行時間Ｔ３は移行時間Ｔ１の一例である。移行時間Ｔ４は移行時間Ｔ２の一例である。
【0060】
第１保護制御回路５０Ｂは、比較器５４、比較器５５、及びモード選択回路５６を備える。
【0061】
比較器５４は、フィードバック電圧ＶＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆ３とを比較し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ３以上の場合にはＨｉｇｈ電圧を出力し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ３未満の場合にはＬｏｗ電圧を出力する。比較器５５は、フィードバック電圧ＶＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆ４とを比較し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ４以上の場合にはＨｉｇｈ電圧を出力し、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ４未満の場合にはＬｏｗ電圧を出力する。なお、基準電圧Ｖｒｅｆ３は基準電圧Ｖｒｅｆ４よりも高い。なお、基準電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆ３とは同じでもよく、基準電圧Ｖｒｅｆ２と基準電圧Ｖｒｅｆ４とは同じでもよい。
【0062】
モード選択回路５６は、比較器５４，５５の出力電圧を入力する。モード選択回路５６は、比較器５４，５５の出力電圧に基づいて、過電流保護動作の動作モードを選択し、決定する。動作モードは、ヒカップ動作のモードとラッチ動作のモードを含んでよい。
【0063】
具体的には、モード選択回路５６は、比較器５４の出力電圧がＨｉｇｈ電圧であり比較器５５の出力電圧がＨｉｇｈ電圧である場合、過電流保護動作としてヒカップ動作及びラッチ動作のいずれも行わないように指示する。この場合、モード選択回路５６は、第１保護制御信号をＬｏｗの電圧にしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、第１保護制御信号がＬｏｗの電圧であるので、停止動作を行わず、レベルシフトされたＰＷＭ信号を出力する。
【0064】
また、モード選択回路５６は、比較器５４の出力電圧がＬｏｗ電圧であり比較器５５の出力電圧がＨｉｇｈ電圧である場合、第１過電流保護動作領域の過電流保護動作としてヒカップ動作を行うように指示する。この場合、モード選択回路５６は、過電流検出から移行時間Ｔ３の後にヒカップ動作を行うよう指示する。つまり、モード選択回路５６は、過電流検出から移行時間Ｔ３の後に第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈにしてロジック回路６０に送る。第１過電流保護動作領域に含まれる電圧の範囲では、電圧によらず移行時間Ｔ３が一定でよい。この場合、ロジック回路６０は、移行時間Ｔ３が経過するまでレベルシフトされたＰＷＭ信号を出力し、その後停止動作を行い、その後再開動作を行う。
【0065】
また、モード選択回路５６は、比較器５４の出力電圧がＬｏｗ電圧であり比較器５５の出力電圧がＬｏｗ電圧である場合、第２過電流保護動作領域の過電流保護動作としてラッチ動作を行うよう指示する。つまり、モード選択回路５６は、過電流検出から移行時間Ｔ４の後にヒカップ動作を行うよう指示する。つまり、モード選択回路５６は、過電流検出から移行時間Ｔ４の後に第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈにしてロジック回路６０に送る。第２過電流保護動作領域に含まれる電圧の範囲では、電圧によらず移行時間Ｔ４が一定でよい。この場合、ロジック回路６０は、移行時間Ｔ４が経過するまでレベルシフトされたＰＷＭ信号を出力し、その後停止動作を行う。
【0066】
図６では、フィードバック電圧ＶＦＢが第１過電流保護動作領域となる第１の電圧範囲に含まれ、フィードバック電圧ＶＦＢが第２過電流保護動作領域となる第２の電圧範囲まで下がる場合について示されている。また、移行時間Ｔ４がある程度の長さを有する。なお、図６において、図３、図４と同様の事項については、その説明を省略又は簡略化する。
【0067】
第１保護制御回路５０Ｂは、第１過電流保護動作領域で用いられる移行時間Ｔ３が経過する前に、第２の電圧範囲までフィードバック電圧ＶＦＢが低下していることを検出する。この場合、比較器５４の出力電圧がＬｏｗ電圧であり、比較器５５の出力電圧がＬｏｗ電圧であるので、モード選択回路５６は、ヒカップ動作までの移行時間を移行時間Ｔ３から移行時間Ｔ４へ変更する。また、モード選択回路５６は、ヒカップ動作からラッチ動作に動作モードを変更する。つまり、モード選択回路５６は、移行時間Ｔ３のカウント途中であっても、フィードバック電圧ＶＦＢに応じて移行時間Ｔ４に変更し、動作モードも変更する。第１保護制御回路５０Ｂは、変更された移行時間Ｔ４の経過後、ラッチ動作を開始し、つまりトランジスタＭＰのオンオフ制御を停止させ、トランジスタＭＰをオフにさせる。
【0068】
移行時間Ｔ３は、例えば、ＰＷＭ信号のパルスのカウント２０個分の時間に相当する。移行時間Ｔ４は、例えば、クロック信号の５周期分の時間、つまりＰＷＭ信号のパルスのカウント５個分の時間（１／ｆｓｏｃ×５）に相当する。なお、移行時間Ｔ３から移行時間Ｔ４への変更は、カウンタリセットでもカウント数変更でもよい。
【0069】
フィードバック電圧ＶＦＢの低下が比較的小さい場合には過電流の程度が比較的小さいため、コイルＬ１の発熱量があまり大きくならない。そのため、スイッチング電源１は、ヒカップ動作によってトランジスタＭＰのオンオフ制御の停止及び再開を反復しても、過電流を抑制できる。一方、フィードバック電圧ＶＦＢの低下が比較的大きくなった場合には、過電流の程度が比較的大きいため、コイルＬ１の発熱量が大きくなる。そのため、スイッチング電源１は、ヒカップ動作からラッチ動作に変更することで、トランジスタＭＰのオンオフ制御の再開を行わないので、過電流を一層抑制できる。このように、スイッチング電源１は、時間に応じて変化し得るフィードバック電圧ＶＦＢが属する電圧範囲に応じて、過電流保護動作の方式として過電流保護動作の種類を柔軟に変更できる。
【0070】
なお、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作の動作モードからラッチ動作の動作モードに切り替えるのではなく、ラッチ動作の動作モードからヒカップ動作の動作モードに切り替えてもよい。
【0071】
図７では、フィードバック電圧ＶＦＢが第１過電流保護動作領域となる第１の電圧範囲に含まれ、フィードバック電圧ＶＦＢが第２過電流保護動作領域となる第２の電圧範囲まで下がる場合について示されている。また、移行時間Ｔ４が値０である。なお、図６において、図３、図４、図６と同様の事項については、その説明を省略又は簡略化する。
【0072】
第１保護制御回路５０Ｂは、第１過電流保護動作領域で用いられる移行時間Ｔ３が経過する前に、第２の電圧範囲までフィードバック電圧ＶＦＢが低下していることを検出する。この場合、比較器５４の出力電圧がＬｏｗ電圧であり、比較器５５の出力電圧がＬｏｗ電圧であるので、モード選択回路５６は、ヒカップ動作までの移行時間を移行時間Ｔ３から移行時間Ｔ４へ変更し、ヒカップ動作からラッチ動作に動作モードを変更する。ここで、移行時間Ｔ４は値０であるので、ラッチ動作に動作モードが変更されて直ぐに、第１保護制御信号の電圧をＨｉｇｈにしてロジック回路６０に出力する。ロジック回路６０は、取得された第１保護制御信号に従って、停止動作する。
【0073】
このように、過電流に伴ってフィードバック電圧ＶＦＢが大きく低下した場合には、移行時間Ｔ４＝０であることで、スイッチング電源１は、迅速にトランジスタＭＰをオフに維持でき、過電流保護の効果が向上することを期待できる。
【0074】
【0075】
第１保護制御回路５０Ｃは、タイマ５７を備える。タイマ５７は、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作に移行するまでの移行時間Ｔ５を設定する。第１保護制御回路５０Ｃでは、第１保護制御回路５０Ａとは異なり、閾値電圧を設けて段階的に移行時間Ｔ５を変更するのではなく、閾値電圧を設けずにスムーズに移行時間Ｔ５を変更する。よって、タイマ５７は、フィードバック電圧ＶＦＢが高い程、移行時間Ｔ５を長く設定し、フィードバック電圧ＶＦＢが低い程、移行時間Ｔ５を短く設定する。移行時間Ｔ５は、ＰＷＭ信号のパルス数によって設定されてもよい。
【0076】
タイマ５７は、過電流検出からの経過時間（例えばＰＷＭ信号のパルス数）を計測し、設定された移行時間Ｔ５の経過後にヒカップ動作を行うよう指示する。この場合、ロジック回路６０は、移行時間Ｔ５が経過するまでレベルシフトされたＰＷＭ信号を出力し、その後停止動作を行い、その後再開動作を行う。なお、フィードバック電圧ＶＦＢが高く、例えば設定電圧と等しい場合、移行時間Ｔ５が最大となる。移行時間Ｔ５が最大には、ヒカップ動作に移行しないことが含まれてよい。移行時間Ｔ５が最小には、移行時間Ｔ５が値０でヒカップ動作に遷移することが含まれてよい。
【0077】
このように、スイッチング電源１は、例えば第１保護制御回路５０が第１構成例の構成を有する場合において、フィードバック電圧ＶＦＢの低下量が小さい場合、つまり過電流の度合いが小さい場合には、ヒカップ動作における停止までの時間を長くする。また、フィードバック電圧ＶＦＢの低下量が大きい場合、つまり過電流の度合いが大きい場合には、ヒカップ動作における停止までの時間を短くする。そのため、過電流に応じたコイルＬ１の発熱量を小さくでき、コイルＬ１のサイズを小さくできる。また、ノイズのような小さな過電流が発生した場合には、移行時間を長くすることで、ヒカップ動作における停止動作を行わなくて済む可能性がある。よって、出力電圧ＶＯＵＴが不必要に低下する期間を低減でき、出力電圧ＶＯＵＴを負荷３へ安定して供給できる。
【0078】
なお、タイマ５７を用いてヒカップ動作へ移行する場合に限らず、タイマ５７を用いてラッチ動作へ移行する場合にも適用可能である。
【0079】
以上のように、本実施形態のスイッチング電源１は、スイッチング電源１の出力電圧を制御するためのトランジスタＭＰと、トランジスタＭＰのオンオフを制御する制御回路と、トランジスタＭＰを流れる電流を検出する電流検出回路７０と、保護回路と、を備える。保護回路は、電流が閾値電流Ｉｔｈ以上である過電流である場合、トランジスタＭＰの出力電圧がフィードバックされたフィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、トランジスタＭＰを流れる過電流からスイッチング電源１を保護するための過電流保護動作を開始するまでの移行時間、又は、過電流保護動作の動作モードを切り替えて、過電流保護動作を実行する。保護回路は、例えば、第１保護制御回路５０、第２保護制御回路８０及びロジック回路６０を含む。制御回路は、例えば、ソフトスタート回路１０、エラーアンプ２０、ＰＷＭ比較器３０、ＦＦ回路４０、及びロジック回路６０を含む。
【0080】
トランジスタＭＰに過電流が発生すると、フィードバック電圧ＶＦＢが低下し得る。スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢが低下した場合、過電流から保護するために、過電流保護動作を実施し、トランジスタＭＰのオンの状態を制限する。この際、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢに応じて、トランジスタＭＰのオンオフ制御の停止までの時間を調整できる。または、スイッチング電源１は、過電流保護動作の動作モードを切り替えることで、出力電圧ＶＯＵＴに対応した過電流保護動作を実施でき、過電流を抑制できる。よって、スイッチング電源１は、過電流によるコイルＬ１（インダクタ）の発熱量を抑制でき、コイルＬ１のサイズを小さくでき、スイッチング電源１は基板などに実装した場合に小型化できる。
【0081】
また、保護回路は、トランジスタＭＰのオンオフの制御を停止してトランジスタＭＰをオフの状態にする過電流保護動作を実行してよい。
【0082】
これにより、スイッチング電源１は、トランジスタＭＰを強制的にオフの状態にでき、過電流を抑制できる。
【0083】
また、フィードバック電圧ＶＦＢが高い程、移行時間が長くてよい。フィードバック電圧ＶＦＢが低い程、移行時間が短くてよい。
【0084】
これにより、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢの設定電圧からの低下量が小さい場合には、例えばノイズ等が過電流と擬制されて、トランジスタＭＰのオンオフ制御が停止されることを抑制できる。つまり、不要な過電流保護動作が行われることを抑制できる。また、フィードバック電圧ＶＦＢの設定電圧からの低下量が大きい場合には、過電流が大きいことが想定され、危険性が高い状態である。この場合、スイッチング電源１は、迅速にＰＷＭ制御を制限することで、危険性の高い状態を迅速に脱却できる。よって、スイッチング電源１は、時間を加味した過電流の量が例えば一定になるように調整でき、コイルＬ１のサイズを小さくできる。
【0085】
また、保護回路は、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ１（第１の閾値電圧の一例）未満且つ基準電圧Ｖｒｅｆ２（第２の閾値電圧の一例）以上である場合、移行時間を移行時間Ｔ１（第１の時間の一例）に設定してよい。制御回路は、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２未満である場合、移行時間を移行時間Ｔ２（第２の時間の一例）に設定してよい。なお、基準電圧Ｖｒｅｆ２は、基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも小さい。移行時間Ｔ２は、移行時間Ｔ１より短い。
【0086】
これにより、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢに応じて、段階的に、トランジスタＭＰのオンオフ制御を停止するまでの移行時間を調整できる。
【0087】
また、保護回路は、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２以上且つ基準電圧Ｖｒｅｆ１未満であり、且つ、移行時間Ｔ１の経過前に、フィードバック電圧ＶＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆ２未満となった場合、移行時間Ｔ２の経過に応じて、移行時間Ｔ２に対応する過電流保護動作を行ってよい。
【0088】
これにより、スイッチング電源１は、フィードバック電圧ＶＦＢが時間経過とともに変化した場合には、各タイミングにおけるフィードバック電圧ＶＦＢに応じて柔軟に移行時間を変更できる。よって、スイッチング電源１は、各タイミングにおいて適した過電流保護動作を実施できる。
【0089】
また、移行時間は、トランジスタＭＰのオンオフ制御を行うためのパルスのパルス数に応じて定まってよい。
【0090】
これにより、スイッチング電源１は、パルス数のカウントを行うための比較器５１，５２のような簡易な構成を有することで、容易に移行時間の経過を測定可能である。
【0091】
また、保護回路は、フィードバック電圧に基づいて、移行時間を切り替え、移行時間の経過後にヒカップ動作を実行してよい。
【0092】
これにより、スイッチング電源１は、スイッチング電源１を完全に停止させずに、トランジスタＭＰのオンオフ制御の停止と再開を繰り返しながら、トランジスタＭＰを流れる過電流を抑制できる。これにより、例えば、過電流を加味しつつ、小さな電力で動作可能な装置（例えばマイコン等）の動作を継続できる。よって、例えば、マイコンを通じて通信機能や表示機能を確保し、監視を継続できるメリットがある。このことは、パルスバイパルス動作を実施する場合にも言える。
【0093】
また、保護回路は、フィードバック電圧ＶＦＢに基づいて、ヒカップ動作とラッチ動作とを切り替えてよい。
【0094】
これにより、スイッチング電源１は、トランジスタＭＰのオンオフ制御の停止の後に再開するかどうかを決定できる。よって、例えば、過電流によるフィードバック電圧ＶＦＢの低下量が小さい場合には、スイッチング電源１を完全に停止させずに、停止と再開を繰り返しながら、トランジスタＭＰを流れる過電流を抑制できる。一方、過電流によるフィードバック電圧ＶＦＢの低下量が大きい場合には、スイッチング電源１は、スイッチング電源１は、トランジスタＭＰのオンオフの制御を完全に停止させることで、スイッチング電源１内の部品や負荷３の故障を抑制できる。よって、スイッチング電源１のメンテナンスが容易になる。
【0095】
また、制御回路は、電流が過電流である場合、トランジスタＭＰのオンオフ制御を行うためのパルスのうち過電流であったパルスの周期内においてトランジスタＭＰをオフに制御してよい。
【0096】
これにより、スイッチング電源１は、過電流が検出された場合には、パルス毎にＰＷＭ信号のオン期間を短縮することで、つまりデューティ比を小さくすることで、過電流を抑制できる。また、スイッチング電源１は、パルスバイパルス動作を過電流保護動作（ヒカップ動作やラッチ動作）と組み合わせることで、過電流を効率良く抑制できる。
【0097】
以上、図面を参照して本開示に係るスイッチッグ電源の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0098】
上記実施形態では、第１保護制御回路５０が、過電流保護動作を行うための移行時間を決定し、時間を計測して移行時間が経過したか否かを判定し、ロジック回路６０による停止動作を指示することを例示したが、これに限られない。例えば、第１保護制御回路５０が、移行時間を決定し、決定した移行時間をロジック回路６０に通知し、ロジック回路６０が時間を計測して移行時間が経過したか否かを判定し、停止動作するようにしてもよい。同様に、ヒカップ動作において、第１保護制御回路５０が停止動作の指示後の時間を計測して所定時間が経過したか否かを判定し、ロジック回路６０による再開動作を指示することを例示したが、これに限られない。例えば、ヒカップ動作において、ロジック回路６０が、停止動作後の時間を計測して所定時間が経過したか否かを判定し、再開動作するようにしてもよい。
【0099】
上記実施形態では、フィードバック電圧ＶＦＢがフィードバック電圧ＶＦＢの検出開始時から第２過電流保護動作領域となる第２の電圧範囲の電圧である場合、第１過電流保護動作領域に対応する過電流保護動作を行うことなく、最初から第２過電流保護動作領域に対応する過電流保護動作を行ってよい。
【0100】
上記実施形態では、トランジスタＭＰがＰＭＯＳトランジスタにて生成されることを例示したが、これに限られない。実施形態の機能を実現できれば、ＰＭＯＳがＮＭＯＳでもよく、その他のトランジスタで構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0101】
本開示は、過電流による発熱を加味して、スイッチング電源が備えるインダクタを小型化できるスイッチング電源等に有用である。
【符号の説明】
【0102】
１ スイッチング電源
２ 直流電源
３ 負荷
１０ ソフトスタート回路
２０ エラーアンプ
２１ 位相補償コンデンサ
２２ 抵抗
３０ ＰＷＭ比較器
４０ ＦＦ回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 第１保護制御回路
５１，５２，５４，５５ 比較器
５３ カウント数制御回路
５６ モード選択回路
５７ タイマ
６０ ロジック回路
７０ 電流検出回路
８０ 第２保護制御回路
９０ スロープ補償回路
９５ 加算器
ＣＯＵＴ コンデンサ
Ｌ１ コイル
ＭＰ トランジスタ
ＲＥＳＲ，ＲＢ１，ＲＢ２ 抵抗
２ 直流電源
３ 負荷
１０ ソフトスタート回路
２０ エラーアンプ
２１ 位相補償コンデンサ
２２ 抵抗
３０ ＰＷＭ比較器
４０ ＦＦ回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 第１保護制御回路
５１，５２，５４，５５ 比較器
５３ カウント数制御回路
５６ モード選択回路
５７ タイマ
６０ ロジック回路
７０ 電流検出回路
８０ 第２保護制御回路
９０ スロープ補償回路
９５ 加算器
ＣＯＵＴ コンデンサ
Ｌ１ コイル
ＭＰ トランジスタ
ＲＥＳＲ，ＲＢ１，ＲＢ２ 抵抗
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】