JP2003033018A - Dc/dcコンバータの制御方法および装置 - Google Patents
Dc/dcコンバータの制御方法および装置Info
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Abstract
から安定した直流電圧が得られるようにする。 【解決手段】 軽負荷時にはスイッチング動作を間欠的
に行なうバースト運転機能を持つDC/DCコンバータ
において、変圧器3の2次巻線とは別の巻線から制御回
路15に供給される電圧が所定値以下になったら、この
ことをコンパレータ11で検出しオアゲート10を介し
て強制停止期間を無効とし、スイッチ素子2によるスイ
ッチングを継続させることにより、制御回路15がオフ
するのを防止し、安定した直流電圧を得られるようにす
る。
Description
ッチングを間欠的に行ない入力電流の低減を図る、いわ
ゆるバースト運転機能を持つDC/DCコンバータの制
御方法および装置に関する。
1、スイッチ素子2、変圧器3、整流ダイオード4,1
6、コンデンサ5,17、出力電圧検出調整回路6、制
御回路15等よりなる、いわゆるフライバック形のDC
/DCコンバータを構成している。なお、制御回路15
はコンパレータ7、三角波発生回路8、ゲート駆動回路
としてのドライバ9、アンドゲート12および矩形波発
生回路14等より構成される。以下、図5の動作につい
て図6を参照して説明する。このDC/DCコンバータ
では、出力電圧Voが設定電圧VREFになるようにスイ
ッチ素子2のオン幅をPWM(パルス幅変調)制御す
る。PWM制御の方法は、出力電圧検出調整回路6の出
力を指令値Vcとし、三角波発生回路8の出力VTの大
小をコンパレータ7で比較した信号をPWM信号VMと
し、Vc>VTでスイッチ素子2をオンさせ、Vc<VTで
スイッチ素子2をオフさせる。
4の出力Vsとの論理積信号をスイッチ素子2の駆動信
号VGとし、Vsがハイ(H)レベルのときにスイッチ
素子2がスイッチングを繰り返す発振期間とし、Vsが
ロー(L)レベルのときにスイッチ素子2が強制停止さ
れる強制停止期間として、スイッチ素子2を間欠発振動
作させる。このように、強制停止期間を設けることによ
り、単位時間あたりのスイッチング回数が減少するの
で、スイッチング損失や導通損失を低減することが可能
となる。ただし、強制停止期間にはDC/DCコンバー
タの出力にエネルギーが供給されないことから、出力電
圧が多少脈動するため、軽負荷時に想定した最大負荷に
おける出力電圧の脈動を、許容範囲に抑えるような発振
期間と強制停止期間を設定する必要がある。なお、制御
回路15の電源電圧としては、変圧器3の負荷に電力を
供給する2次巻線とは別の巻線に発生する電圧を整流,
平滑した電圧VDを用いるようにしている。
電源の電圧変動が発生しその電圧が上昇した場合に、発
振期間が矩形波発生回路で設定された幅よりも狭まるた
め強制停止期間が広がり、制御回路の電源電圧VDの低
下が大きくなる。このとき、制御回路に、VDが一定値
以下になったら、制御回路の動作をオフにして消費電力
を低下させるような機能がある場合は、オンとオフを繰
り返すこととなり、DC/DCコンバータの出力電圧の
脈動が大きくなると言う問題がある。特に、負荷がCP
Uを搭載している電子機器等では、DC/DCコンバー
タの出力電圧がCPUの動作を補償する電圧範囲以上に
脈動すると、CPUが誤停止するおそれがある。したが
って、この発明の課題は、直流電源の電圧変動が発生し
た場合でも、出力電圧の脈動が大きくならないようにす
ることにある。
るため、請求項1の発明では、直流電源の電圧をスイッ
チ素子のオン,オフ動作により別の直流電圧に変換して
出力し、前記スイッチ素子を駆動する制御装置に対して
は変圧器の2次巻線とは別に設けた巻線に発生する電流
を整流,平滑して供給するとともに、無負荷を含む軽負
荷時には発振期間と強制停止期間とを設けて前記スイッ
チ素子を間欠発振動作させるDC/DCコンバータの制
御方法であって、前記制御装置は自身に供給される電圧
レベルを検知し、そのレベルに応じて前記強制停止期間
を無効または有効にすることを特徴とする。
イッチ素子のオン,オフ動作により別の直流電圧に変換
して出力し、前記スイッチ素子を駆動する制御装置に対
しては変圧器の2次巻線とは別に設けた巻線に発生する
電流を整流,平滑して供給するとともに、無負荷を含む
軽負荷時には発振期間と強制停止期間とを設けて前記ス
イッチ素子を間欠発振動作させるDC/DCコンバータ
の制御装置であって、前記制御装置に供給される電圧レ
ベルを検知する検知手段と、その検知電圧が所定値以下
のときは前記強制停止期間を無効にし、検知電圧が所定
値以上のときは前記強制停止期間を有効にする制御手段
と有することを特徴とする。
イッチ素子のオン,オフ動作により別の直流電圧に変換
して出力し、前記スイッチ素子を駆動する制御装置に対
しては変圧器の2次巻線とは別に設けた巻線に発生する
電流を整流,平滑して供給するとともに、無負荷を含む
軽負荷時には発振期間と強制停止期間とを設けて前記ス
イッチ素子を間欠発振動作させるDC/DCコンバータ
の制御装置であって、前記制御装置に供給される電圧レ
ベルを検知する検知手段と、その検知電圧が所定値以下
のときは前記強制停止期間を無効状態に保持する第1の
保持手段と、この第1の保持手段からの出力を受けて強
制停止期間を無効にする第1の論理手段と、前記発振期
間から強制停止期間への切り替わり時点に前記第1の保
持手段をリセットし、強制停止期間を有効にする第2の
保持手段と、第1の保持手段のリセット時の出力を反転
した信号、または前記検知電圧が所定値以下のときに検
知手段が出力する信号のいずれかを受けて前記第2の保
持手段をリセットする第2の論理手段とを有することを
特徴とする。
態を示す構成図である。同図からも明らかなように、図
5に示す制御回路15にその電源電圧VDを基準電圧VL
と比較するコンパレータ11と、その出力VEと矩形波
発生回路14の出力VBとの論理和をとるオアゲート1
0とを付加し、このオアゲート10の出力Vsをアンド
ゲート12の入力とした点が特徴で、その他の点は図5
と同様である。
参照して説明する(PWM制御は図6と同様なので、説
明は省略する)。いま、バースト運転中に電圧制御回路
15の電源電圧VDが基準電圧VL以下に低下すると、コ
ンパレータ11の出力VEがLレベルからHレベルに変
化する。このとき、矩形波発生回路14が強制停止期間
を示すLレベル信号を出していたとしても、オアゲート
10ではVEとの論理和演算がなされるので、VsはH
レベルを維持する。これにより、アンドゲート12の入
力となるPWM信号VMに強制停止期間が設定されるこ
とは無く、スイッチ素子2は常時スイッチングを行なう
ことができる。
ンパレータ11の出力がHレベルからLレベルに反転す
ると、オアゲート10の出力VsがLレベルとなり、強
制停止期間が有効となる。これにより、スイッチ素子2
はスイッチングを停止する。なお、変圧器別巻線の電圧
を検出するのにコンパレータを用いているが、これにヒ
ステリシス特性を持たせてヒステリシスコンパレータと
しても良い。ヒステリシスコンパレータでは、変圧器別
巻線の電圧が基準電圧VLと同等の電圧であってもその
出力が発振しないため、制御回路15が誤動作すること
がなく通常のコンパレータに比べて有利となる。
し、図4にその動作波形を示す。図3からも明らかなよ
うに、図1に示す制御回路15にDフリップフロップ1
8,19およびノアゲート20を付加した点が特徴であ
る。以下、主に図1との相違について、図4を参照して
説明する。いま、バースト運転中に電圧制御回路15の
電源電圧VDが基準電圧VL以下に低下すると、コンパレ
ータ11の出力がLレベルからHレベルに反転する点
は、図1と同じである。この反転したタイミングでDフ
リップフロップ18がセットされ、その出力VEがHレ
ベルとなる。このとき、矩形波発生回路14が強制停止
期間を示すLレベル信号を出していたとしても、オアゲ
ート10ではVEとの論理和演算がなされるので、Vs
はHレベルを維持する。これにより、アンドゲート12
の入力となるPWM信号VMに強制停止期間が設定され
ることは無く、スイッチ素子2は常時スイッチングを行
なうことができる。
ータ11の出力がHレベルからLレベルに反転しても、
VEはDフリップフロップ18でHレベルに保持された
ままであるので、スイッチ素子2はスイッチングを継続
する。次に、矩形波発生回路14の出力VBがHレベル
からLレベルになったタイミングで、Dフリップフロッ
プ19の反転出力によってDフリップフロップ18がリ
セットされる。これにより、VEがLレベルになり強制
停止期間が有効となるため、スイッチ素子2はスイッチ
ングを停止する。また、このときDフリップフロップ1
8の反転出力によって、Dフリップフロップ19がリセ
ットされる。なお、Dフリップフロップ19のリセット
はVD<VLの状態でも行なわれ、このとき矩形波発生回
路14の出力VBがHレベルからLレベルになったタイ
ミングでも、Dフリップフロップ19はセットされな
い。このため、Dフリップフロップ18もリセットされ
ないので、強制停止期間を無効に保つことができる。
のにコンパレータを用いているが、これにヒステリシス
特性を持たせてヒステリシスコンパレータとしても良
い。また、強制停止期間を無効に保つためにDフリップ
フロップ18,19を用いているが、JKフリップフロ
ップを用いて同等の動作をさせることができる。なお、
この発明は或る直流電圧を他の直流電圧変換するDC/
DCコンバータ一般に適用することができる。
流電源の電圧変動が生じた場合等のように、制御回路に
供給される電圧が一定値以下になると、強制停止期間を
無効にしてスイッチングを継続するようにしたので、制
御回路に供給される電圧が上昇し、制御回路のオフを回
避することができる。その結果、バースト運転時に直流
電源の電圧変動が生じた場合でも、DC/DCコンバー
タの出力電圧の脈動を抑えられるので、負荷である電子
機器等の誤動作を防止することが可能となる。
る。
る。
る。
る。
る。
6…ダイオード、5,17…平滑コンデンサ、6…出力
電圧検出調整回路、7,11…コンパレータ、8…三角
波発生回路、9…ドライバ、10…オアゲート、12…
アンドゲート、14…矩形波発生回路、15…制御回
路、18,19…Dフリップフロップ、20…ノアゲー
ト。
Claims (3)
- 【請求項1】 直流電源の電圧をスイッチ素子のオン,
オフ動作により別の直流電圧に変換して出力し、前記ス
イッチ素子を駆動する制御装置に対しては変圧器の2次
巻線とは別に設けた巻線に発生する電流を整流,平滑し
て供給するとともに、無負荷を含む軽負荷時には発振期
間と強制停止期間とを設けて前記スイッチ素子を間欠発
振動作させるDC/DCコンバータの制御方法であっ
て、 前記制御装置は自身に供給される電圧レベルを検知し、
そのレベルに応じて前記強制停止期間を無効または有効
にすることを特徴とするDC/DCコンバータの制御方
法。 - 【請求項2】 直流電源の電圧をスイッチ素子のオン,
オフ動作により別の直流電圧に変換して出力し、前記ス
イッチ素子を駆動する制御装置に対しては変圧器の2次
巻線とは別に設けた巻線に発生する電流を整流,平滑し
て供給するとともに、無負荷を含む軽負荷時には発振期
間と強制停止期間とを設けて前記スイッチ素子を間欠発
振動作させるDC/DCコンバータの制御装置であっ
て、 前記制御装置に供給される電圧レベルを検知する検知手
段と、その検知電圧が所定値以下のときは前記強制停止
期間を無効にし、検知電圧が所定値以上のときは前記強
制停止期間を有効にする制御手段と有することを特徴と
するDC/DCコンバータの制御装置。 - 【請求項3】 直流電源の電圧をスイッチ素子のオン,
オフ動作により別の直流電圧に変換して出力し、前記ス
イッチ素子を駆動する制御装置に対しては変圧器の2次
巻線とは別に設けた巻線に発生する電流を整流,平滑し
て供給するとともに、無負荷を含む軽負荷時には発振期
間と強制停止期間とを設けて前記スイッチ素子を間欠発
振動作させるDC/DCコンバータの制御装置であっ
て、 前記制御装置に供給される電圧レベルを検知する検知手
段と、その検知電圧が所定値以下のときは前記強制停止
期間を無効状態に保持する第1の保持手段と、この第1
の保持手段からの出力を受けて強制停止期間を無効にす
る第1の論理手段と、前記発振期間から強制停止期間へ
の切り替わり時点に前記第1の保持手段をリセットし、
強制停止期間を有効にする第2の保持手段と、第1の保
持手段のリセット時の出力を反転した信号、または前記
検知電圧が所定値以下のときに検知手段が出力する信号
のいずれかを受けて前記第2の保持手段をリセットする
第2の論理手段とを有することを特徴とするDC/DC
コンバータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001213931A JP4834930B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | Dc/dcコンバータの制御方法および装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003033018A true JP2003033018A (ja) | 2003-01-31 |
JP4834930B2 JP4834930B2 (ja) | 2011-12-14 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001213931A Expired - Lifetime JP4834930B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | Dc/dcコンバータの制御方法および装置 |
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Cited By (6)
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JPH11275857A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-08 | Sharp Corp | スイッチング電源回路 |
-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001213931A patent/JP4834930B2/ja not_active Expired - Lifetime
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