JP2002262559A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Abstract
波形を検知し、過電流が流れる周期内で、過電流になら
ないように主スイッチを制御するスイッチング電源を提
供する。 【解決手段】スイッチング電源装置において、デジタル
制御回路で演算された次サイクルのパルス幅と主スイッ
チで検出された電流波形をパルス化する電圧制御発振器
で発生したパルスを前記デジタル制御回路で発生するパ
ルスから減算または加算しカウントして主スイッチの入
力信号とすることで、主スイッチ素子に流れる過電流を
検出し、同一周期内で制御できるため、主スイッチの過
電流保護が可能で連続して発生する不要な高周波電流を
抑制した安定なスイッチング電源を提供できる。
Description
いて、状態変化時に過渡的に発生する電流を電流検出器
で検出し、主スイッチ素子を過電流から保護するスイッ
チング電源装置に関するものである。
電流保護回路としてトランスすなわち主スイッチの電流
をたとえばカレントトランスにより行っていたが、安定
した動作を保証するため、平均値化またはピークホール
ドすることで、応答遅れが発生していた。そのため状態
変化時に過渡的に発生する主トランスの偏励磁による過
大な電流が主スイッチに流れ破損するという問題があっ
た。
イッチの定格電流を超えないようにするための保護回路
として、静的には電流波形を平滑して安定した特性を
得、動的には高速応答にするため、電流信号の検出レベ
ルを低くして検出することで対策されているが、スイッ
チの過電流レベルが最適化されないため、必要以上の定
格のスイッチが必要となること、またアナログ比較であ
るためにスイッチのオンオフの振動を抑制する平滑回路
が必要で、最低でも１周期以上遅れることにより、スイ
ッチにかかるストレスは防ぎきれないという問題があっ
た。
て制御できないため、過電流によってスイッチング素子
が破損するおそれがあった。
で、スイッチングで変換された電圧は整流回路と平滑回
路を経て負荷に出力される。スイッチの過電流は電流検
出器６のカレントトランスを介して平滑回路であるCR安
定化回路１４で安定化し、基準の三角波１１と比較し主
スイッチのオン幅を決定する。このためスイッチング電
流の異常は１周期後に補正されスイッチング素子に流れ
る過電流を抑制することができない方法のため同一周期
内での制御が困難である。
くすと主スイッチの複数回オンが発生し、電圧の低下
や、急峻に遮断するために新たなノイズが発生するなど
安定した出力電圧を確保することが難しい状況にある。
技術の問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、ス
イッチング素子に過電流が流れたとき、その波形を検知
し、過電流が流れる周期内で、過電流にならないように
主スイッチを制御するスイッチング電源を提供する。
めになされた請求項記載の発明は、スイッチング素子に
入力するゲート電圧を基準電圧に基づいてデジタル制御
回路で発生し、カウンタ回路で積分して主スイッチのゲ
ート入力信号とするスイッチング電源において、過電流
を検出する電流検出器を設け、電流波形を逐次電圧制御
発振器で処理し、前記デジタル制御回路から出力した信
号から減算または加算してカウンタ回路に送ることで、
スイッチングオン幅を減少させることで同一周期内に過
電流を制御できることを特徴とする。
ランス等による検出電流からフィードバックされた値を
比較しその差から演算して次回のパルス幅を決定する。
これをカウンタに入力してスイッチのオンまたはオフタ
イミングを決定し所望の出力電圧を確保するように働
く。
により、スイッチ素子には急激な過電流が流れる場合が
あり、本発明ではスイッチ素子に流れる電流波形を検知
する手段を備え、電流波形信号を電圧制御発振器に送り
電流波形に応じたパルスを出力させ、前記デジタル制御
回路から出力された信号から電圧制御発振器で発生させ
た信号を減算または加算してカウンタに送ることができ
る。
発振器の発振周波数が大きくなり、デジタル制御回路か
ら出力された信号から減算または加算される量が大きく
なってカウンタからでるスイッチング信号はスイッチ素
子に流れる電流の積分値が一定の値にするように働く。
イッチング素子を動作させる周波数より高い周波数を使
うことでスイッチング素子の１周期の中で部分的に減算
されるため、過電流が検出された部分を含んで減算また
は加算されることになり、出力電圧に影響をあたえるこ
となく安定した出力電圧を出力することが可能となる。
ら保護し、スイッチ素子の１周期内で制御が可能で、平
滑された電圧で制御して１周期の波形を遮断することな
く安定した出力電圧を確保できる。
係るスイッチング電源装置の実施形態を説明する。な
お、図面の説明において同一部材には同じ符号を付し、
重複する説明は省略する。
１はその回路図である。この回路図において主回路は入
力より直流電源が入力されトランス７と直列に主スイッ
チ５が接続された１石のフォワード型スイッチング電源
を形成している。トランス７の２次側に整流回路と平滑
回路が接続され、負荷に出力される。出力端の電圧信号
をデジタル制御回路１にフィードバックして次回のスイ
ッチングを基準電圧２と比較してパルス幅を決定する。
電圧制御発振器４から出力されるパルス幅は主スイッチ
の周波数より十分高く設定する。
電流検出器６を用いて、その波形に応じた出力電圧波形
信号を電圧制御発振器４に与え、電圧制御発振器４は出
力電圧波形に応じたパルス信号を発生し、カウンタ３で
デジタル制御回路１から出力されたパルス幅列から電圧
制御発振器４で出されたパルス信号分を減算または加算
する。
振器４からの出力が大きくなって、デジタル制御器１で
発生するパルスを減らすまたは増やすためカウンタ３で
積分されるカウントは小さくなってスイッチ素子のゲー
ト入力が減ることで過電流が流れにくくなる。
ｓはスイッチング周期を示しており、Ｔｓ，ｎはｎ周期
を、Ｔｓ，ｎ＋1はｎ＋１周期を示している。ｎ周期の
Ｔｓ，ｎでオフ幅Ｔｏｆｆ，ｎとオン幅Ｔｏｎ，ｎは過
電流のない正常な周期を示し、ｎ＋１周期のＴｓ，ｎ＋
１でオフ幅Ｔｏｆｆ，ｎ＋１とオン幅Ｔｏｎ，ｎ＋１で
はＴｏｎ，ｎ＋１に異常な過電流が流れていることを示
し、主スイッチの電流ＩＬに示されている。
タを動作させるタイミング信号Ｓｃを得て、Ｆｖｃｏは
電圧制御発振器で発生するパルスを示し、Ｎｖｃｏはカ
ウンタでカウントされたデジタル値を減算した結果、ｎ
＋１周期のオン幅Ｔｏｎ，ｎ＋１の終端付近でＮｖｃｏ
を減少しスイッチを早くオフすることができる。
終わりに過電流を想定したが、どこで発生しても発生時
に処理され、このようにすることで過電流を流れにくく
するが、出力電力をさげることにはならないため安定し
た出力をもつスイッチング電源が提供できる。
流検出器６が主スイッチ回路と絶縁されていることで、
電圧制御発振器４に過電流の影響を受けず、電圧制御発
振器４の出力を生成することが可能である。
について述べたが、他の型のスイッチング電源について
も同様に適用できることは明らかである。
ル制御回路１で演算された次サイクルのパルス幅と主ス
イッチで検出された電流波形をパルス化する電圧制御発
振器４で発生したパルスを前記デジタル制御回路１で発
生するパルスから減算または加算し、カウントして主ス
イッチのゲート信号とすることで、主スイッチ素子５に
流れる過電流を検出し、同一周期内で制御できるため、
主スイッチ５の保護と出力の安定化のために有効なスイ
ッチング電源を提供でき、さらに連続して発生する不要
な高周波電流などを抑制することができる。
ある。
である。
路図である。
Claims (2)
- 【請求項１】スイッチング電源において、デジタル制御
回路により演算された次周期のパルス幅を決定する手段
と、該パルス幅を次周期開始前に保持し次周期間に減算
または加算する手段と主スイッチの電流波形を検出する
手段と該電流波形を周波数に変換する手段を具備し、主
スイッチの電流波形を検出し、前記周波数に変換する手
段で、次周期の演算されたパルス幅を減算または加算す
なわち電流波形の１周期積分にて、カウンタ出力で発生
したボローまたはキャリー信号によりオン幅を決定し、
スイッチングを制御することを特徴とするスイッチング
電源装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のスイッチング電源装置に
おいて、電流検出は主スイッチに流れる電流と絶縁さ
れ、検出することを特徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
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| JP2001058490A JP3779552B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001058490A JP3779552B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | スイッチング電源装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002262559A true JP2002262559A (ja) | 2002-09-13 |
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2001
- 2001-03-02 JP JP2001058490A patent/JP3779552B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3779552B2 (ja) | 2006-05-31 |
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