JP2003153539A - Current balance circuit - Google Patents

Current balance circuit

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JP2003153539A
JP2003153539A JP2001345747A JP2001345747A JP2003153539A JP 2003153539 A JP2003153539 A JP 2003153539A JP 2001345747 A JP2001345747 A JP 2001345747A JP 2001345747 A JP2001345747 A JP 2001345747A JP 2003153539 A JP2003153539 A JP 2003153539A
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JP
Japan
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current
voltage
circuit
transistor
output
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Application number
JP2001345747A
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Japanese (ja)
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Masaharu Maesaka
昌春 前坂
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Cosel Co Ltd
Original Assignee
Cosel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a circuit structure, and to avoid the malfunctioning of normal power supply apparatuses, even if some apparatuses among a plurality of power supply apparatuses connected in parallel with each other stop. SOLUTION: A ground side of one transistor TR3 of a second current mirror circuit 16 is connected to a transistor TR2 of a first current mirror circuit 15 and branched and connected to a current balance terminal CB and the ground side of the other transistor TR4 of the second current mirror circuit 16 is connected to an output voltage control resistor R8. A voltage, obtained by adding an output current detecting voltage V1 to a bias voltage VB, is applied to the transistor TR3 and a current balance current IC, corresponding to the difference of output currents of respective switching power supplies is applied to the current balance terminal CB. Using such a constitution, the output voltage is controlled, so as to keep the current balance by applying a current (IR and IC) using the other transistor TR4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のスイッチン
グ電源装置の出力を並列接続して使用する際に各スイッ
チング電源装置の出力電流値をほぼ同じ値に揃えるスイ
ッチング電源装置のカレントバランス回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current balance circuit for a switching power supply device which, when the outputs of a plurality of switching power supply devices are connected in parallel and used, makes the output current values of the switching power supply devices approximately equal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、図7のように、カレントバランス
回路を備えたスイッチングレギュレータとして知られた
2台のスイッチング電源装置1A、1Bを負荷19に対
し並列接続して使用する際には、出力端子+V,−Vを
並列接続すると共にカレントバランス端子CB間を接続
し、カレントバランス回路によりスイッチング電源装置
1A,1Bの出力電流値をほぼ同じ値に揃えるようにそ
れぞれで出力電圧の制御を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 7, when two switching power supply devices 1A and 1B, which are known as switching regulators having a current balance circuit, are connected in parallel to a load 19, they are output. The terminals + V and -V are connected in parallel and the current balance terminals CB are connected, and the output voltage is controlled by the current balance circuit so that the output current values of the switching power supply devices 1A and 1B are substantially equalized. There is.

【0003】図8は従来のスイッチング電源装置の回路
である。交流の入力電圧Vinは入力整流平滑回路3で
整流平滑された後、出力トランス4、MOS−FETを
用いたインバータ素子5、ドライブ制御回路6、整流平
滑回路7で構成されるインバータ回路によるスイッチン
グで一定の出力電圧Voutを出力端子+V,−Vから
負荷に供給している。
FIG. 8 shows a circuit of a conventional switching power supply device. The AC input voltage Vin is rectified and smoothed by the input rectification smoothing circuit 3, and then switched by an inverter circuit including an output transformer 4, an inverter element 5 using a MOS-FET, a drive control circuit 6, and a rectification smoothing circuit 7. A constant output voltage Vout is supplied to the load from the output terminals + V and -V.

【0004】出力端子+V,−Vはセンシング端子+
S,−Sに接続され、誤差検出回路8に出力電圧Vou
tを入力している。誤差検出回路8は、抵抗R6,R
7,R8の直列回路の入力電圧と基準電圧VRの差に応
じた出力電流を差動アンプ11により抵抗R9と直列接
続したフォトカプラ発光素子13aに流して発光駆動す
る。
Output terminals + V and -V are sensing terminals +
S, -S connected to the output voltage Vou of the error detection circuit 8.
You are entering t. The error detection circuit 8 includes resistors R6 and R
An output current corresponding to the difference between the input voltage of the series circuit of 7 and R8 and the reference voltage VR is supplied to the photocoupler light emitting element 13a connected in series with the resistor R9 by the differential amplifier 11 to drive light emission.

【0005】フォトカプラ発光素子13aからの光はド
ライブ制御回路6に内蔵しているフォトカプラ受光素子
13bで受光され、出力電圧を一定電圧に保つようにイ
ンバータ素子5をスイッチング制御する。
The light from the photocoupler light emitting element 13a is received by the photocoupler light receiving element 13b built in the drive control circuit 6, and the inverter element 5 is switching-controlled so as to keep the output voltage at a constant voltage.

【0006】カレントバランス回路9は、抵抗R3,R
4、トランジスタTR3,TR4で構成されたカレント
ミラー回路20を備える。カレントミラー回路20には
電流検出用抵抗R0と出力電流検出回路21で検出され
た出力電流の電流検出電圧V1が入力される。
The current balance circuit 9 includes resistors R3 and R
4. A current mirror circuit 20 including transistors TR3 and TR4 is provided. The current detection resistor R0 and the current detection voltage V1 of the output current detected by the output current detection circuit 21 are input to the current mirror circuit 20.

【0007】カレントミラー回路20は、全ての回路動
作がグランド電位を基準として動作する構成となってい
たため、マイナス電位を設けて、定電流をマイナス電位
側へ流す必要があり、マイナス電圧回路を設けている。
このマイナス電圧回路は、例えば出力トランス4の補助
巻線10c、ダイオードD3、コンデンサC2で構成さ
れる。
Since all the circuit operations of the current mirror circuit 20 operate on the basis of the ground potential, it is necessary to provide a negative potential and flow a constant current to the negative potential side, and a negative voltage circuit is provided. ing.
This minus voltage circuit is composed of, for example, the auxiliary winding 10c of the output transformer 4, the diode D3, and the capacitor C2.

【0008】カレントミラー回路20の一方のトランジ
スタTR3のコレクタには、定電流源としてマイナス電
圧回路によるマイナス電圧の印加で動作する接合型FE
Tを用いた定電流素子22を接続し、更にカレントバラ
ンス端子CBを接続している。他方のトランジスタTR
4はコレクタを誤差検出回路8の抵抗R8に接続してい
る。
A junction type FE which operates as a constant current source by applying a negative voltage by a negative voltage circuit to the collector of one transistor TR3 of the current mirror circuit 20.
The constant current element 22 using T is connected, and further the current balance terminal CB is connected. Other transistor TR
Reference numeral 4 connects the collector to the resistor R8 of the error detection circuit 8.

【0009】図9は図8のカレントバランス回路9を取
出しており、その動作は次のようになる。カレントミラ
ー回路20のトランジスタTR3には定電流素子22に
より一定電流IRが流れている。またカレントバランス
端子CBには、出力電流に比例した電流検出電圧V1か
ら定電流IRによる抵抗R3とトランジスタTR3の電
圧降下分だけ低いカレントバランス電圧が加わってい
る。
FIG. 9 shows the current balance circuit 9 of FIG. 8 taken out, and its operation is as follows. A constant current IR flows through the transistor TR3 of the current mirror circuit 20 by the constant current element 22. Further, a current balance voltage lower than the current detection voltage V1 proportional to the output current by a voltage drop of the resistor R3 and the transistor TR3 due to the constant current IR is applied to the current balance terminal CB.

【0010】ここでカレントバランス端子CBに接続し
ている別のスイッチングレギュレータ電源装置のカレン
トバランス端子の電圧が低かったとすると、両者の差に
応じたカレントバランス電流Icが流れ出し、このため
トランジスタTR3のコレクタ電流は(IR+Ic)と
なる。このため他方のトランジスタTR4のコレクタ電
流も(IR+Ic)となり、抵抗R8に発生する電圧が
カレントバランス電流Icに応じて増加する。
If the voltage of the current balance terminal of another switching regulator power supply device connected to the current balance terminal CB is low, the current balance current Ic corresponding to the difference between the two flows out, and therefore the collector of the transistor TR3. The current is (IR + Ic). Therefore, the collector current of the other transistor TR4 also becomes (IR + Ic), and the voltage generated in the resistor R8 increases in accordance with the current balance current Ic.

【0011】これにより差動アンプ11の出力も増加
し、ドライブ制御回路6は出力電圧Voutを低下させ
るようにインバータ素子5をスイッチング制御し、出力
電流Ioutが低下し、電流バランスをとるようにな
る。
As a result, the output of the differential amplifier 11 also increases, the drive control circuit 6 controls the switching of the inverter element 5 so as to reduce the output voltage Vout, the output current Iout decreases, and the current balance is achieved. .

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のカレントバランス回路にあっては、全ての回
路動作がグランド電位を基準として動作する構成となっ
ていたため、マイナス電位を設けて定電流をマイナス電
位側へ流す必要があり、マイナス電源を用意しなくけれ
ばならいないため、部品点数が多いという問題点があ
る。
However, in such a conventional current balance circuit, all the circuit operations are performed with reference to the ground potential, so that a negative potential is provided and a constant current is applied. Since it is necessary to supply it to the negative potential side and a negative power source must be prepared, there is a problem that the number of parts is large.

【0013】また、カレントバランス端子間を接続して
並列接続動作している場合、例えば1台のスイッチング
電源装置が何らかの原因で故障し、メインヒューズが切
れてマイナス電位が停止しても、定電流回路が動作し続
けるために、正常な他の電源装置からカレントバランス
端子を経て電流が流れ、他の正常な電源装置は電流バラ
ンスをとるために出力電圧を低下させることとなり、動
作異常を起こしてしまう問題点があった。
When the current balance terminals are connected in parallel to operate in parallel, for example, even if one switching power supply device fails for some reason and the main fuse is blown and the negative potential is stopped, a constant current is maintained. As the circuit continues to operate, current flows from another normal power supply through the current balance terminal, and the other normal power supply lowers the output voltage in order to balance the current, causing abnormal operation. There was a problem that would end up.

【0014】本発明は、回路構成が簡単になり、並列接
続している一部の電源装置が停止しても正常な電源装置
を誤動作させることのないスイッング電源装置のカレン
トバランス回路を提供することを目的とする。
The present invention provides a current balance circuit for a switching power supply, which has a simple circuit configuration and does not malfunction a normal power supply even if some power supplies connected in parallel stop. With the goal.

【0015】[0015]

【問題点を解決するための手段】この目的を達成するた
め本発明は次のように構成する。
In order to achieve this object, the present invention is constructed as follows.

【0016】本発明は、2台以上のスイッチング電源装
置の出力を並列接続すると共にカレントバランス端子を
スイッチング電源装置間に接続して各スイッチング電源
装置の出力電流値をほぼ同じ値に揃えるスイッチング電
源装置のカレントバランス回路を対象とする。
The present invention is a switching power supply device in which outputs of two or more switching power supply devices are connected in parallel and a current balance terminal is connected between the switching power supply devices so that output current values of the respective switching power supply devices are made substantially equal. The current balance circuit of is targeted.

【0017】このカレントバランス回路として本発明
は、グランド電位を基準に所定のバイアス電圧VBを発
生するバイアス電圧源と、1対のトランジスタを有し、
バイアス電圧VBを一方のトランジスタに印加すること
により他方のトランジスタを定電流動作して一定電流I
Rを流す第1カレントミラー回路と、1対のトランジス
タを有し、一方のトランジスタのグランド側を第1カレ
ントミラー回路の他方のトランジスタに接続すると共に
カレントバランス端子に分岐接続し、他方のトランジス
タのグランド側を出力電圧制御回路に入力する出力電圧
に加算接続し、一方のトランジスタにバイアス電圧VB
に出力電流検出電圧V1を加算した電圧(VB+V1)
を印加することにより第1カレントミラー回路の一定電
流IRにカレントバランス端子に流れるカレントバラン
ス電流ICを加算した電流(IR+IC)を流し、これ
によって他方のトランジスタに同じ一定電流とカレント
バランス電流の加算電流(IR+IC)を流すことでカ
レントバランス電流ICをゼロとするように出力電圧制
御回路を制御する第2カレントミラー回路と、を備えた
ことを特徴とする。
As the current balance circuit, the present invention has a bias voltage source for generating a predetermined bias voltage VB with reference to the ground potential, and a pair of transistors.
By applying the bias voltage VB to one transistor, the other transistor is operated at a constant current I
It has a first current mirror circuit for flowing R and a pair of transistors. The ground side of one transistor is connected to the other transistor of the first current mirror circuit and is branched and connected to the current balance terminal. The ground side is added and connected to the output voltage input to the output voltage control circuit, and the bias voltage VB is applied to one transistor.
(VB + V1) which is the output current detection voltage V1 added to
The current (IR + IC) obtained by adding the current balance current IC flowing through the current balance terminal to the constant current IR of the first current mirror circuit is applied to apply a current (IR + IC), and thereby the same constant current and the current balance current are added to the other transistor. A second current mirror circuit for controlling the output voltage control circuit so that the current balance current IC becomes zero by flowing (IR + IC).

【0018】このため本発明によれば、バイアス電圧を
基準として第1カレントミラー回路により定電流回路を
構成することで、マイナス電位を不要とし、その分、回
路構成も簡単になり、小型化可能である。
Therefore, according to the present invention, by forming the constant current circuit by the first current mirror circuit with the bias voltage as a reference, the negative potential is not required, and the circuit structure is simplified and the size can be reduced. Is.

【0019】また、並列運転時に一方の電源が破壊し、
メインヒューズが断線した場合、電源内部のサブ電源も
停止するので、バイアス電圧もゼロになる。本発明は、
バイアス電圧を元に定電流回路を組んでいるから、定電
流回路も電流値がゼロとなって、他の電源からカレント
バランス端子を経て電流が流入して他の電源を誤動作さ
せるという不具合から回避できる。
Also, one of the power supplies is destroyed during parallel operation,
When the main fuse is blown, the sub-power supply inside the power supply also stops, so the bias voltage also becomes zero. The present invention is
Since the constant current circuit is built based on the bias voltage, the current value of the constant current circuit also becomes zero, avoiding the problem that current flows from other power supply through the current balance terminal and causes other power supply to malfunction. it can.

【0020】ここで、出力電流検出電圧として、1次側
インバータ電流をカレントトランスで検出する。このよ
うに出力電流検出をカレントトランスで行うと、サブ電
源電圧を超える電圧を発生させることができ、カレント
バランス端子に加える電圧を大きく設定できるために、
外乱に強くできる。
Here, the primary side inverter current is detected by the current transformer as the output current detection voltage. When the output current is detected by the current transformer in this way, a voltage exceeding the sub power supply voltage can be generated, and the voltage applied to the current balance terminals can be set to a large value.
Can be strong against disturbances.

【0021】また出力電流検出電圧として、1次側イン
バータ電流を電流検出抵抗で検出した後に前記バイアス
電圧をグランド電位として差動増幅して検出する。この
場合にも、差動増幅によりサブ電源電圧を超える電流検
出電圧を発生させることができり、カレントバランス端
子に加える電圧を大きく設定して外乱に強くできる。
Further, as the output current detection voltage, the primary side inverter current is detected by the current detection resistor, and then the bias voltage is differentially amplified and detected as the ground potential. Also in this case, it is possible to generate a current detection voltage exceeding the sub power supply voltage by the differential amplification, and it is possible to set the voltage applied to the current balance terminal to be large and to be strong against disturbance.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は本発明によるカレントバラ
ンス回路を備えたスイッチング電源装置の実施形態の回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a switching power supply device having a current balance circuit according to the present invention.

【0023】図1において、スイッチング電源装置1A
は、図7に示したように他のスイッチング電源装置1B
と出力端子間を負荷に対し並列接続して使用され、この
場合の電流バランスをとるためカレントバランス回路を
備えている。
In FIG. 1, a switching power supply unit 1A
Is the other switching power supply device 1B as shown in FIG.
It is used by connecting in parallel to the load between the output terminal and the output terminal, and in order to balance the current in this case, a current balance circuit is provided.

【0024】スイッチング電源装置1Aは、入力電圧V
inが印加される入力端子2a、2bに続いて入力整流
平滑回路3を備えており、入力整流平滑回路3からの直
流入力電圧をインバータ回路に加えている。
The switching power supply 1A has an input voltage V
An input rectifying / smoothing circuit 3 is provided following the input terminals 2a and 2b to which in is applied, and the DC input voltage from the input rectifying / smoothing circuit 3 is applied to the inverter circuit.

【0025】インバータ回路は、出力トランス4,MO
S−FETを用いたインバータ素子5、ドライブ制御回
路6、2次側の整流平滑回路7及び誤差検出回路8で構
成される。
The inverter circuit includes the output transformer 4 and MO.
It is composed of an inverter element 5 using an S-FET, a drive control circuit 6, a rectifying / smoothing circuit 7 on the secondary side, and an error detection circuit 8.

【0026】誤差検出回路8はセンシング端子+S,−
Sを持ち、ここに出力端子+V,−Vを接続している。
センシング端子+S,−Sに印加された出力端子Vou
tは抵抗R6,R7,R8の直列回路で分圧され、差動
アンプ11に入力される。
The error detection circuit 8 has sensing terminals + S,-
It has S, and the output terminals + V and -V are connected here.
Output terminal Vou applied to sensing terminals + S, -S
The voltage t is divided by the series circuit of the resistors R6, R7 and R8 and input to the differential amplifier 11.

【0027】差動アンプ11は基準電圧VRと負帰還回
路12を備え、センシング端子+S,−Sからの出力電
圧に応じた出力検出電圧と基準電圧VRとの差に応じた
出力電流を、抵抗R9を介してフォトカプラ発光素子1
3aに流し、フォトカプラ発光素子13aを発光駆動さ
せる。
The differential amplifier 11 is provided with a reference voltage VR and a negative feedback circuit 12, and the output current corresponding to the difference between the output detection voltage according to the output voltage from the sensing terminals + S and -S and the reference voltage VR is resistance. Photocoupler light-emitting element 1 via R9
3a, and the photocoupler light emitting element 13a is driven to emit light.

【0028】フォトカプラ発光素子13aからの光はド
ライブ制御回路6に内蔵されたフォトトランジスタなど
を用いたフォトカプラ受光素子13bに入力され、この
ためドライブ制御回路6は誤差検出回路8からの誤差電
圧に応じて出力電圧Voutを一定電圧に保つようにイ
ンバータ素子5のスイッチング制御を行う。
The light from the photocoupler light emitting element 13a is input to the photocoupler light receiving element 13b using a phototransistor or the like built in the drive control circuit 6, so that the drive control circuit 6 receives the error voltage from the error detection circuit 8. Accordingly, the switching control of the inverter element 5 is performed so that the output voltage Vout is maintained at a constant voltage.

【0029】本発明のカレントバランス回路9は、バイ
アス電圧VBを発生するバイアス電圧源14、第1カレ
ントミラー回路15及び第2カレントミラー回路16を
備える。バイアス電圧源14はインバータ1次電流など
を利用して作り出されサブ電源からの電源供給を受けて
一定のバイアス電圧VBを安定的に発生している。
The current balance circuit 9 of the present invention comprises a bias voltage source 14 for generating a bias voltage VB, a first current mirror circuit 15 and a second current mirror circuit 16. The bias voltage source 14 is created by using an inverter primary current or the like, and receives a power supply from a sub power supply to stably generate a constant bias voltage VB.

【0030】第1カレントミラー回路15は、一対のト
ランジスタTR1,TR2及び抵抗R1,R2,R5で
構成される。トランジスタTR1,TR2はベースが相
互に接続され、このベースに対してはトランジスタTR
1のコレクタが接続される。
The first current mirror circuit 15 is composed of a pair of transistors TR1 and TR2 and resistors R1, R2 and R5. The bases of the transistors TR1 and TR2 are connected to each other, and the transistor TR1 is connected to this base.
One collector is connected.

【0031】また、トランジスタTR1のコレクタ側に
は抵抗R5が接続される。更にトランジスタTR1,T
R2のエミッタには抵抗R1,R2が接続される。ここ
でトランジスタ回路TR1,TR2はNPNトランジス
タである。
A resistor R5 is connected to the collector side of the transistor TR1. Furthermore, transistors TR1 and T
Resistors R1 and R2 are connected to the emitter of R2. Here, the transistor circuits TR1 and TR2 are NPN transistors.

【0032】第2カレントミラー回路16は、トランジ
スタTR3,TR4、抵抗R3,R4で構成される。ト
ランジスタTR3,TR4はベースが相互に接続され、
そのベース接続部をトランジスタTR3のコレクタに接
続している。またトランジスタTR3,TR4のエミッ
タ側には抵抗R3,R4が接続されている。
The second current mirror circuit 16 is composed of transistors TR3 and TR4 and resistors R3 and R4. The bases of the transistors TR3 and TR4 are connected to each other,
The base connection portion is connected to the collector of the transistor TR3. Resistors R3 and R4 are connected to the emitter sides of the transistors TR3 and TR4.

【0033】第1カレントミラー回路15はバイアス電
圧源14より一定のバイアス電圧VBを受けている。ま
た、第2カレントミラー回路16には、バイアス電圧VB
にカレントトランス10によるインバータ1次電流から
検出した出電流Voutに比例する出力電流検出電圧V
1を加算した電圧(VB+V1)が印加される。
The first current mirror circuit 15 receives a constant bias voltage VB from the bias voltage source 14. In addition, the bias voltage VB is applied to the second current mirror circuit 16.
The output current detection voltage V proportional to the output current Vout detected from the inverter primary current by the current transformer 10
A voltage (VB + V1) obtained by adding 1 is applied.

【0034】カレントトランス10は1次巻線をインバ
ータ1次側に接続し、2次巻線の出力をダイオードD
1、D2、電流検出用の抵抗R10及びコンデンサC1
により整流平滑して出力電流検出電圧V1を取り出して
いる。
In the current transformer 10, the primary winding is connected to the primary side of the inverter, and the output of the secondary winding is a diode D.
1, D2, resistor R10 and capacitor C1 for current detection
The output current detection voltage V1 is extracted after being rectified and smoothed by.

【0035】第1カレントミラー回路15は、バイアス
電圧VBの印加によりトランジスタTR1に一定電流I
Rを流し、このため他方のトランジスタTR2にも一定
電流IRが流れ、トランジスタTR2側は第2カレント
ミラー回路16のトランジスタTR3側に接続され定電
流源として動作する。
The first current mirror circuit 15 applies a constant current I to the transistor TR1 by applying the bias voltage VB.
R flows, so that a constant current IR also flows through the other transistor TR2, and the transistor TR2 side is connected to the transistor TR3 side of the second current mirror circuit 16 and operates as a constant current source.

【0036】第2カレントミラー回路16の一方のトラ
ンジスタTR3は第1カレントミラー回路15の定電流
源として動作するトランジスタTR2側に接続されると
同時にカレントバランス端子CBに分岐接続されてい
る。
One of the transistors TR3 of the second current mirror circuit 16 is connected to the side of the transistor TR2 which operates as a constant current source of the first current mirror circuit 15 and at the same time is branched and connected to the current balance terminal CB.

【0037】このためトランジスタTR3にはトランジ
スタTR2の一定電流IRとカレントバランス端子CB
のカレントバランス電流ICとの加算電流(IR+I
C)が流れる。ここでカレントバランス電流ICは、各
スイッチング電源装置のカレントバランス電圧VCの差
に応じて流れることになる。
Therefore, the transistor TR3 has a constant current IR of the transistor TR2 and a current balance terminal CB.
Current balance current IC and the added current (IR + I
C) flows. Here, the current balance current IC will flow according to the difference of the current balance voltage VC of each switching power supply device.

【0038】第2カレントミラー回路16の他方のトラ
ンジスタTR4のコレクタは、誤差検出回路8の抵抗R
8のプラス側に接続されており、トランジスタTR3に
流れる電流(IR+IC)と同じ電流を抵抗R8に流
し、出力電流Ioutに比例して差動アンプ11に対す
る出力電圧を変化させるようにしている。
The collector of the other transistor TR4 of the second current mirror circuit 16 is connected to the resistor R of the error detection circuit 8.
8 is connected to the positive side of the transistor TR3, the same current as the current (IR + IC) flowing through the transistor TR3 is passed through the resistor R8, and the output voltage to the differential amplifier 11 is changed in proportion to the output current Iout.

【0039】図2は、図1のカレントバランス回路9を
誤差検出回路8と共に取り出して各部の電圧電流による
動作を示している。
FIG. 2 shows the operation of the current balance circuit 9 of FIG. 1 taken out together with the error detection circuit 8 depending on the voltage / current of each part.

【0040】図2において、バイアス電圧VBを安定化
することによる第1カレントミラー回路15の動作によ
ってトランジスタTR2が定電流駆動され、そのコレク
タには一定の電流IRが流れる。この一定電流IRは IR=(VB−VBE1)/(R1+R5) で与えられる。但し、VBE1はトランジスタTR1の
ベース・エミッタ間電圧である。
In FIG. 2, the transistor TR2 is driven by a constant current by the operation of the first current mirror circuit 15 by stabilizing the bias voltage VB, and a constant current IR flows through its collector. This constant current IR is given by IR = (VB-VBE1) / (R1 + R5). However, VBE1 is a base-emitter voltage of the transistor TR1.

【0041】第2カレントミラー回路16にはバイアス
電圧VBにカレントトランス10によって検出された出
力電流検出電圧V1を重畳させた電圧(VB+V1)が
印加される。このためカレントバランス端子CBに発生
するカレントバランス電圧VCは VC=VB+V1−(R3・1R+VBE3) となる。但し、VBE3はトランジスタTR3のベース
・エミッタ間電圧である。
A voltage (VB + V1) obtained by superimposing the output current detection voltage V1 detected by the current transformer 10 on the bias voltage VB is applied to the second current mirror circuit 16. Therefore, the current balance voltage VC generated at the current balance terminal CB becomes VC = VB + V1- (R3 · 1R + VBE3). However, VBE3 is the base-emitter voltage of the transistor TR3.

【0042】この時、出力電流Iout=0となり、こ
れによりV1=0なった場合にも、カレントバランス端
子CBの電圧VC0は VC0=VB−(R3・1R+VBE3) となり、一定の電圧がかかることになる。
At this time, even when the output current Iout = 0 and V1 = 0 due to this, the voltage VC0 of the current balance terminal CB becomes VC0 = VB- (R3 · 1R + VBE3) and a constant voltage is applied. Become.

【0043】図3は、本発明における出力電流検出電圧
V1に対するカレントバランス電圧VCの関係を示して
いる。
FIG. 3 shows the relationship between the output current detection voltage V1 and the current balance voltage VC in the present invention.

【0044】ここでカレントバランス端子CBを接続し
ている他のスイッチング電源装置の出力電流に差が生じ
ると、それぞれの電流バランス回路間における第2カレ
ントミラー回路16に印加される電圧(VC+V1)に
電圧差が生じる。このためそれぞれのカレントバランス
端子CBの電圧VCに電圧差が生じ、これによって各ス
イッチング電源装置間にカレントバランス端子CBを介
してカレントバランス電流ICが流れる。
Here, if a difference occurs in the output currents of the other switching power supply devices to which the current balance terminal CB is connected, the voltage (VC + V1) applied to the second current mirror circuit 16 between the respective current balance circuits is generated. A voltage difference occurs. Therefore, a voltage difference is generated between the voltages VC of the respective current balance terminals CB, which causes a current balance current IC to flow between the switching power supply devices via the current balance terminals CB.

【0045】ここで、具体例として図2のスイッチング
電源装置側の出力電流Ioutは増加した場合を例にと
ってカレントバランス回路の動作を説明する。
Here, as a specific example, the operation of the current balance circuit will be described taking the case where the output current Iout on the switching power supply side of FIG. 2 increases as an example.

【0046】出力電流Ioutは大きくなると出力電流
検出電圧V1も大きくなる。このため第2カレントミラ
ー回路16に印加される重畳電圧(VB+V1)が他の
スイッチング電源装置側より大きくなり、カレントバラ
ンス端子CBの電圧VCは図3のように出力電流検出電
圧V1に比例して増加する。
As the output current Iout increases, the output current detection voltage V1 also increases. Therefore, the superimposed voltage (VB + V1) applied to the second current mirror circuit 16 becomes larger than that on the other switching power supply side, and the voltage VC at the current balance terminal CB is proportional to the output current detection voltage V1 as shown in FIG. To increase.

【0047】このためカレントバランス端子電圧VCは
他の接続電源装置側より大きくなり、カレントバランス
端子CBからカレントバランス電流ICが流れだす。こ
れによりトランジスタTR3のコレクタ電流(IR+I
C)となるので、カレントミラーを構成している他方の
トランジスタTR4のコレクタ電流も(IR+IC)と
なる。
Therefore, the current balance terminal voltage VC becomes larger than that of the other connected power supply device side, and the current balance current IC flows out from the current balance terminal CB. This causes the collector current (IR + I) of the transistor TR3.
C), the collector current of the other transistor TR4 forming the current mirror also becomes (IR + IC).

【0048】このように出力電流検出電圧V1の増加に
伴って上昇したトランジスタTR4からのコレクタ電流
(IR+IC)は、誤差検出回路8の抵抗R8に流れ込
んで差動アンプ11に対するセンシング電圧を上昇さ
せ、これによって図1のドライブ制御回路6はインバー
タ素子5の出力電圧Voutを下げるようにスイッチン
グ動作され、出力電流Ioutを低下させる。
The collector current (IR + IC) from the transistor TR4, which has increased with the increase of the output current detection voltage V1 as described above, flows into the resistor R8 of the error detection circuit 8 to increase the sensing voltage for the differential amplifier 11, As a result, the drive control circuit 6 of FIG. 1 is switched so as to lower the output voltage Vout of the inverter element 5, and lowers the output current Iout.

【0049】ここで、図1,図2のカレントバランス回
路9にあっては出力電流Ioutに比例した出力電流検
出電圧V1を得る方法として、1次側インバータ電流を
カレントトランス10で検出しており、このようにカレ
ントトランス10を用いることで矩形波成分の電流値を
ピークホールドさせることによって十分に大きな電圧レ
ベルを持った出力電流検出電圧V1を比較的容易に得る
ことができる。
Here, in the current balance circuit 9 shown in FIGS. 1 and 2, the primary side inverter current is detected by the current transformer 10 as a method of obtaining the output current detection voltage V1 proportional to the output current Iout. As described above, by using the current transformer 10 to peak-hold the current value of the rectangular wave component, the output current detection voltage V1 having a sufficiently large voltage level can be obtained relatively easily.

【0050】このためカレントトランス10による出力
電流検出電圧V1の検出はサブ電源を超える電圧を発生
させることも可能であり、カレントバランス端子CBを
加えるカレントバランス電圧VCを大きく設定できるた
め、外乱に対しカレントバランス回路9の動作を安定さ
せ、外乱に強い回路が実現できる。
Therefore, the detection of the output current detection voltage V1 by the current transformer 10 can generate a voltage exceeding the sub power supply, and the current balance voltage VC to which the current balance terminal CB is added can be set to a large value. It is possible to stabilize the operation of the current balance circuit 9 and realize a circuit resistant to disturbance.

【0051】また、カレントトランス10を用いた場合
には出力電流検出電圧V1を得るための電源が不要とな
るため回路全体が簡素化できるというメリットも得られ
る。
Further, when the current transformer 10 is used, the power supply for obtaining the output current detection voltage V1 is not required, so that there is an advantage that the entire circuit can be simplified.

【0052】図4は本発明のカレントバランス回路の他
の実施形態であり、カレントトランス以外の方法により
出力電流検出電圧を検出する場合に適応することができ
る。
FIG. 4 shows another embodiment of the current balance circuit of the present invention, which can be applied to the case where the output current detection voltage is detected by a method other than the current transformer.

【0053】カレントトランス以外による出力電流検出
電圧の方法としては、例えば電流検出抵抗を使用して出
力電流検出信号V1を得ることができる。この電流検出
抵抗を使用した場合には、抵抗自体が損失を防ぐために
小さい値を使用しており、従って電流検出抵抗から得ら
れる出力電流検出信号V1は小さくなる。
As a method of the output current detection voltage other than the current transformer, for example, the output current detection signal V1 can be obtained by using a current detection resistor. When this current detection resistor is used, the resistor itself uses a small value in order to prevent loss, and therefore the output current detection signal V1 obtained from the current detection resistor becomes small.

【0054】そこで図4の実施形態にあっては出力電流
検出抵抗から得られた出力電流検出信号V1を入力抵抗
R1、負帰還回路18を備えた差動アンプ17に入力し
てバイアス電圧VBを重畳する形で差動増幅した後に第
2カレントミラー回路16に印加している。
Therefore, in the embodiment of FIG. 4, the output current detection signal V1 obtained from the output current detection resistor is input to the differential amplifier 17 having the input resistor R1 and the negative feedback circuit 18 to set the bias voltage VB. It is applied to the second current mirror circuit 16 after being differentially amplified in a superimposed manner.

【0055】これによってカレントトランス10を用い
た場合と同様、十分に大きな出力電流検出信号V1を得
ることで、カレントバランス端子CBに対するカレント
バランス電圧VCを十分に大きくし、外乱に強いカレン
トバランス回路9を実現できる。
As a result, similarly to the case where the current transformer 10 is used, by obtaining a sufficiently large output current detection signal V1, the current balance voltage VC to the current balance terminal CB can be made sufficiently large, and the current balance circuit 9 that is strong against disturbances. Can be realized.

【0056】また、カレントトランス以外に出力電流検
出信号を得る他の手法としては、出力チョークコイルの
両端に発生した矩形波状の電圧を平均化して増幅するこ
とで出力チョークコイルの抵抗成分で発生した電圧成分
だけを抽出し、これを出力電流検出信号V1として得る
手法がある。
In addition to the current transformer, another method of obtaining the output current detection signal is to generate a resistance component of the output choke coil by averaging and amplifying a rectangular wave voltage generated across the output choke coil. There is a method of extracting only the voltage component and obtaining this as the output current detection signal V1.

【0057】この出力チョークを利用した出力電流検出
信号の取り出しは、電流検出抵抗を別途設ける必要がな
いため、その分の損失が軽減され、また小型化が達成で
きる。
In order to take out the output current detection signal using this output choke, it is not necessary to additionally provide a current detection resistor, so that the loss can be reduced and miniaturization can be achieved.

【0058】ただし、出力チョークコイルの両端に発生
した矩形波成分の電圧に対して出力チョークコイルの抵
抗成分に発生する出力電流に比例した電圧が小さいので
検出電圧は小さく、この点を考慮した増幅が必要とな
る。
However, since the voltage proportional to the output current generated in the resistance component of the output choke coil is small with respect to the voltage of the rectangular wave component generated at both ends of the output choke coil, the detection voltage is small, and the amplification considering this point is performed. Is required.

【0059】図5及び図6は、上記の実施形態でバイア
ス電圧VBの印加により低電流回路として動作している
第1カレントミラー回路15の他の実施形態を示した回
路図である。
FIGS. 5 and 6 are circuit diagrams showing another embodiment of the first current mirror circuit 15 which operates as a low current circuit by applying the bias voltage VB in the above embodiment.

【0060】図5(A)は図1の、実施形態の第1カレ
ントミラー回路のトランジスタTR9をダイオードD1
1で代用した回路である。図5(B)はカレントミラー
回路であり、入力側のトランジスタTR1を収録してい
る。
FIG. 5A shows the transistor TR9 of the first current mirror circuit of the embodiment shown in FIG.
This is a circuit substituted by 1. FIG. 5B shows a current mirror circuit, which contains the input side transistor TR1.

【0061】図5(C)は抵抗R1,R2をもたないカ
レントミラー回路であり、ICなどに使用する。図5
(D)はトランジスタTR1,TR2に加え、トランジ
スタTR2側に早くにトランジスタTR5を加えたカレ
ントミラー回路である。
FIG. 5C shows a current mirror circuit having no resistors R1 and R2, which is used in an IC or the like. Figure 5
(D) is a current mirror circuit in which, in addition to the transistors TR1 and TR2, the transistor TR5 is quickly added to the transistor TR2 side.

【0062】図6(E)は図5(D)の変形例であり、
トランジスタTR2をダイオードD12に置き換えてい
る。図6(F)は図6(E)の変形例であり、ダイオー
ドD1,D2を除いている。
FIG. 6 (E) is a modification of FIG. 5 (D).
The transistor TR2 is replaced with the diode D12. FIG. 6F is a modified example of FIG. 6E, and the diodes D1 and D2 are removed.

【0063】図6(G)は同じく図6(E)の変形例で
あり、抵抗R1,R2を除いたICなどに使用するカレ
ントミラー回路である。もちろん、これ以外のカレント
ミラー回路であっても良い。
FIG. 6 (G) is also a modification of FIG. 6 (E), which is a current mirror circuit used in an IC or the like excluding the resistors R1 and R2. Of course, other current mirror circuits may be used.

【0064】尚、本発明は上記の実施形態に限定され
ず、その目的の利点を損なうことがない適宜な変形を含
む。また本発明は上記の実施形態に示した数値による限
定は受けない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes appropriate modifications that do not impair the advantages of the object. The present invention is not limited by the numerical values shown in the above embodiment.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、カレントバランス回路において定電流回路を動作さ
せるためのマイナス電圧が不要となり、その分回路構成
が簡単になり装置の小型化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the negative voltage for operating the constant current circuit in the current balance circuit is not required, and the circuit configuration is simplified accordingly and the size of the device can be reduced. You can

【0066】また、並列運転時に一方の電源装置が破壊
して、例えばメインヒューズが断線した場合、電源装置
内部のサブ電源も停止するためカレントバランス回路に
おけるバイアス電圧もゼロとなり、このバイアス電圧を
元に定電流回路として動作する第1カレントミラー回路
を設けていることから、定電流動作が停止した電源装置
のカレントバランス端子に他の正常な電源装置のカレン
トバランス端子を経て電流が流入し、他の正常な電源装
置を誤動作させることを確実に防止することができる。
Further, when one power supply device is broken during parallel operation and the main fuse is broken, for example, the sub-power supply inside the power supply device is also stopped, so that the bias voltage in the current balance circuit becomes zero. Since the first current mirror circuit that operates as a constant current circuit is provided in the current balance terminal, the current flows into the current balance terminal of the power supply apparatus whose constant current operation has stopped via the current balance terminal of another normal power supply apparatus, It is possible to reliably prevent the normal power supply device from malfunctioning.

【0067】また出力電流に比例した出力電流検出電圧
を、カレントトランスを用いて発生することで、サブ電
源を超える出力電流検出電圧を発生させることも可能と
なり、カレントバランス端子にかかる電圧を大きく設定
できるために外乱に対し誤動作の少ないカレントバラン
ス回路を実現することができる。
Further, by generating the output current detection voltage proportional to the output current by using the current transformer, it becomes possible to generate the output current detection voltage exceeding the sub power supply, and the voltage applied to the current balance terminal can be set large. Therefore, it is possible to realize a current balance circuit with few malfunctions due to disturbance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態を示したスイッチング電源装
置の回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply device showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のカレントバランス回路を取出して動作電
圧及び電流を示した回路図
FIG. 2 is a circuit diagram showing the operating voltage and current by extracting the current balance circuit of FIG.

【図3】出力電流検出電圧V1に対するカレントバラン
ス電圧VCの特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram of a current balance voltage VC with respect to an output current detection voltage V1.

【図4】本発明のカレントバランス回路の他の実施形態
の回路図
FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the current balance circuit of the present invention.

【図5】本発明で使用するカレントミラー回路の他の実
施形態の回路図
FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the current mirror circuit used in the present invention.

【図6】本発明で使用するカレントミラー回路の他の実
施形態の回路図
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the current mirror circuit used in the present invention.

【図7】複数のスイッチング電源装置の出力を並列接続
して使用する回路ブロック図
FIG. 7 is a circuit block diagram in which outputs of a plurality of switching power supply devices are connected in parallel and used.

【図8】従来のスイッチング電源装置の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional switching power supply device.

【図9】図8の従来のカレントバランス回路を取出して
動作電圧及び電流を示した回路図
FIG. 9 is a circuit diagram showing the operating voltage and current by extracting the conventional current balance circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B:スイッチング電源装置 2a,2b:入力端子 3:入力整流平滑回路 4:出力トランス 5:インバータ素子 6:ドライブ制御回路 7:整流平滑回路 8:誤差検出回路 9:カレントバランス回路 10:カレントトランス 11,17:差動アンプ 12,18:負帰還回路 13a:フォトカプラ発光素子 13b:フォトカプラ受光素子 14:バイアス電圧源 15:第1カレントミラー回路 16:第2カレントミラー回路 1A, 1B: Switching power supply device 2a, 2b: input terminals 3: Input rectification smoothing circuit 4: Output transformer 5: Inverter element 6: Drive control circuit 7: Rectifying and smoothing circuit 8: Error detection circuit 9: Current balance circuit 10: Current transformer 11, 17: Differential amplifier 12, 18: Negative feedback circuit 13a: Photocoupler light emitting element 13b: Photocoupler light receiving element 14: Bias voltage source 15: First current mirror circuit 16: Second current mirror circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2台以上のスイッチング電源装置の出力を
並列接続すると共にカレントバランス端子をスイッチン
グ電源装置間で接続して各スイッチング電源装置の出力
電流値をほぼ同じ値に揃えるスイッチング電源装置のカ
レントバランス回路に於いて、 グランド電位を基準に所定のバイアス電圧を発生するバ
イアス電圧源と、 1対のトランジスタを有し、前記バイアス電圧を一方の
トランジスタに印加することにより他方のトランジスタ
を定電流動作して一定電流を流す第1カレントミラー回
路と、 1対のトランジスタを有し、一方のトランジスタのグラ
ンド側を前記第1カレントミラー回路の他方のトランジ
スタに接続すると共にカレントバランス端子に分岐接続
し、他方のトランジスタのグランド側を出力電圧制御回
路に入力する出力電圧に加算接続し、前記一方のトラン
ジスタに前記バイアス電圧に出力電流検出電圧を加算し
た電圧を印加することにより前記第一カレントミラー回
路の一定電流に前記カレントバランス端子に流れるカレ
ントバランス電流を加算した電流を流し、これによって
他方のトランジスタに同じ前記一定電流とカレントバラ
ンス電流の加算電流を流すことで前記カレントバランス
電流をゼロとするように前記出力電圧制御回路を制御す
る第2カレントミラー回路と、を備えたことを特徴とす
るカレントバランス回路。
1. A current of a switching power supply device in which outputs of two or more switching power supply devices are connected in parallel and a current balance terminal is connected between the switching power supply devices so that output current values of the respective switching power supply devices are made substantially equal. The balance circuit has a bias voltage source that generates a predetermined bias voltage with reference to the ground potential, and a pair of transistors. By applying the bias voltage to one transistor, the other transistor operates at a constant current. A first current mirror circuit for flowing a constant current and a pair of transistors, and the ground side of one transistor is connected to the other transistor of the first current mirror circuit and is branched and connected to the current balance terminal, Input the ground side of the other transistor to the output voltage control circuit. A current balance current flowing through the current balance terminal is added to the constant current of the first current mirror circuit by applying a voltage obtained by adding the output current detection voltage to the bias voltage to the one transistor. A second current mirror circuit that controls the output voltage control circuit so that the current balance current becomes zero by causing a current to flow and thereby causing the same addition current of the constant current and the current balance current to flow through the other transistor; Current balance circuit characterized by having.
【請求項2】請求項1記載のカレントバランス回路に於
いて、前記出力電流検出電圧として、1次側インバータ
電流をカレントトランスで検出することを特徴とするカ
レントバランス回路。
2. The current balance circuit according to claim 1, wherein a primary side inverter current is detected by a current transformer as the output current detection voltage.
【請求項3】請求項1記載のカレントバランス回路に於
いて、前記出力電流検出電圧として、1次側インバータ
電流を電流検出抵抗で検出した後に前記バイアス電圧を
グランド電位として差動増幅して検出することを特徴と
するカレントバランス回路。
3. The current balance circuit according to claim 1, wherein as the output current detection voltage, a primary side inverter current is detected by a current detection resistor, and then the bias voltage is differentially amplified as ground potential for detection. A current balance circuit characterized by:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007143292A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Cosel Co Ltd Parallel operation power supply system
JP2016131458A (en) * 2015-01-14 2016-07-21 Fdk株式会社 Power supply system with balance function for float charging
JP7353315B2 (en) 2021-02-22 2023-09-29 コーセル株式会社 Switching power supply device and current detection value conversion device

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