JP2007236047A - Power supply system - Google Patents

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Makoto Kaminofuji
真 神野藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To switch the current supply capacity quickly by detecting the operation mode surely even if a load circuit does not supply a mode switch signal in a power supply system constituted by connecting a plurality of power supply circuits in parallel. <P>SOLUTION: The power supply system comprises a first power supply circuit 10, a second power supply circuit 20 having a current supply capacity smaller than that of the first power supply circuit and having such output characteristics as the output voltage drops when the output current exceeds a predetermined value, an output synthesizing circuit 30 for supplying at least one of the output voltage from the first power supply circuit and the output voltage from the second power supply circuit to the output terminal, a circuit 50 for detecting the output voltage supplied to the output terminal, and a mode switch circuit 60 for making a transition from a waiting mode to a normal operation mode by activating the first power supply circuit when the output voltage becomes smaller than a first set value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の電源回路を並列接続して構成される電源システムに関し、特に、通常動作モード用の第1の電源回路と待機モード用の第2の電源回路とを並列接続して構成される電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system configured by connecting a plurality of power supply circuits in parallel, and in particular, configured by connecting a first power supply circuit for a normal operation mode and a second power supply circuit for a standby mode in parallel. It relates to the power system.

近年においては、省エネルギー対策のために待機モードを有する電子機器が増加している。このような電子機器においては、待機モードにおいて、電源回路の負荷となる回路に流れる電流を小さくすることにより、消費電力が低減される。   In recent years, electronic devices having a standby mode are increasing for energy saving measures. In such an electronic device, in the standby mode, power consumption is reduced by reducing a current flowing in a circuit serving as a load of the power supply circuit.

しかしながら、例えば、スイッチングレギュレータのような電源回路において、負荷電流が大きいときに電力変換効率が大きくなるように設計を行うと、負荷電流が小さいときに不要な消費電流が生じて、電力変換効率が小さくなってしまう。従って、通常動作モードにおいて十分な電流供給能力を有する電源回路を用いて待機モードにおいて負荷回路に電流を供給すると、電源回路における消費電流のために、全体としての消費電力をあまり低減することができない。そこで、電源回路に対しても、待機モードにおける消費電力を低減することが求められている。   However, for example, when a power supply circuit such as a switching regulator is designed so that the power conversion efficiency increases when the load current is large, unnecessary current consumption occurs when the load current is small, and the power conversion efficiency is reduced. It gets smaller. Therefore, if current is supplied to the load circuit in the standby mode using a power supply circuit having sufficient current supply capability in the normal operation mode, the overall power consumption cannot be reduced much because of the current consumption in the power supply circuit. . Therefore, it is required for the power supply circuit to reduce power consumption in the standby mode.

電源回路において、通常動作モードと待機モードと間で動作を切り換えるためには、一般にモード切換信号が用いられるので、負荷回路は、電源システムに対してモード切換信号を供給しなければならない。一方、モード切換信号の供給を省略するために、負荷電流を検出することにより負荷回路の動作モードを感知することも行われている。   In the power supply circuit, in order to switch the operation between the normal operation mode and the standby mode, a mode switching signal is generally used. Therefore, the load circuit must supply a mode switching signal to the power supply system. On the other hand, in order to omit the supply of the mode switching signal, the operation mode of the load circuit is sensed by detecting the load current.

しかしながら、待機モードにおいて電源回路の動作が完全に停止する場合には、検出される負荷電流がゼロとなってしまい、電源回路及び負荷回路が通常動作モードに移行することはできなくなる。また、待機モードにおいて負荷回路に印加される電源電圧が通常動作モードにおけるよりも小さくなる場合には、負荷回路の動作に支障を来たすおそれがある。さらに、負荷回路に安全保護回路が含まれている場合には、待機モードから通常動作モードに移行した途端に安全保護回路が動作して、負荷回路の動作が停止してしまうおそれもある。   However, when the operation of the power supply circuit is completely stopped in the standby mode, the detected load current becomes zero, and the power supply circuit and the load circuit cannot shift to the normal operation mode. Further, when the power supply voltage applied to the load circuit in the standby mode is smaller than that in the normal operation mode, there is a possibility that the operation of the load circuit may be hindered. Furthermore, when the load circuit includes a safety protection circuit, the safety protection circuit may operate as soon as the standby mode is shifted to the normal operation mode, and the operation of the load circuit may be stopped.

また、待機モードにおける電源回路の消費電力を低減するために、通常動作モード用の第1の電源回路と待機モード用の第2の電源回路とを並列接続して電源システムを構成することも行われている。このような電源システムにおいては、第2の電源回路の電流供給能力を第1の電源回路の電流供給能力よりも小さくすることにより、待機モードにおける消費電力を低減することができる。   In order to reduce the power consumption of the power supply circuit in the standby mode, the power supply system may be configured by connecting the first power supply circuit for the normal operation mode and the second power supply circuit for the standby mode in parallel. It has been broken. In such a power supply system, power consumption in the standby mode can be reduced by making the current supply capability of the second power supply circuit smaller than the current supply capability of the first power supply circuit.

関連する技術として、下記の特許文献1には、高能率な電力供給を行うことにより、不要な暗電流を低減することができる車両用の電源システムが開示されている。この電源システムは、入力される直流入力電圧を当該直流入力電圧よりも低い直流出力電圧に変換して負荷に供給する常時供給用コンバータと、常時供給用コンバータに並列接続され、直流入力電圧を直流出力電圧に変換して負荷に供給する待機電流供給用コンバータと、負荷に流れる負荷電流及び直流入力電圧に応じて、常時供給用コンバータと待機電流供給用コンバータそれぞれの駆動を切換制御するコントローラとを備えている。   As a related technique, the following Patent Document 1 discloses a vehicle power supply system capable of reducing unnecessary dark current by performing highly efficient power supply. This power supply system converts an input DC input voltage into a DC output voltage lower than the DC input voltage and supplies it to a load, and a constant supply converter connected in parallel to the DC converter. A standby current supply converter that converts the output voltage to be supplied to the load, and a controller that switches and controls the driving of the constant supply converter and the standby current supply converter according to the load current flowing through the load and the DC input voltage. I have.

特許文献1においては、負荷電流が所定値未満にまで下がったことを電流検知センサが検出すると、コントローラにより常時供給用コンバータの駆動が停止されて待機電流供給用コンバータの駆動が開始され、一方、負荷電流が所定値以上にまで上がったことを電流検知センサが検出すると、コントローラにより待機電流供給用コンバータの駆動が停止されて常時供給用コンバータの駆動が開始される。   In Patent Document 1, when the current detection sensor detects that the load current has dropped below a predetermined value, the controller stops driving the constant supply converter and starts driving the standby current supply converter. When the current detection sensor detects that the load current has increased to a predetermined value or more, the controller stops driving the standby current supply converter and starts driving the constant supply converter.

しかしながら、待機モードから通常動作モードに移行する場合には、負荷回路のインピーダンスが下がるので、電源システムの出力電圧も低下してしまい、負荷電流の増加を検出することができなかったり、検出が遅れたりするおそれがある。このように、負荷電流のみに基づいて負荷回路の動作モードを判定する場合には、誤動作や遅延が発生し易いという問題があった。
特開2004−201389号公報(第1−2、5頁、図2)
However, when shifting from the standby mode to the normal operation mode, since the impedance of the load circuit decreases, the output voltage of the power supply system also decreases, and an increase in the load current cannot be detected or the detection is delayed. There is a risk of As described above, when the operation mode of the load circuit is determined based only on the load current, there is a problem that malfunction or delay is likely to occur.
Japanese Patent Laying-Open No. 2004-201389 (1-2, page 5, FIG. 2)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、複数の電源回路を並列接続して構成される電源システムにおいて、負荷回路が電源システムに対してモード切換信号を供給しなくても、電源システムが負荷回路の動作モードを確実に検知して、負荷回路に対する電流供給能力を迅速に切り換えられるようにすることを目的とする。   Accordingly, in view of the above points, the present invention provides a power supply system configured by connecting a plurality of power supply circuits in parallel, even if the load circuit does not supply a mode switching signal to the power supply system. It is an object of the present invention to detect the operation mode of a circuit with certainty and to quickly switch the current supply capability to a load circuit.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る電源システムは、第1の電流供給能力を有する第1の電源回路と、第1の電流供給能力よりも小さい第2の電流供給能力を有し、出力電流が所定の値を超えると出力電圧が低下する出力特性を有する第2の電源回路と、第1の電源回路の出力電圧と第2の電源回路の出力電圧との内の少なくとも一方を出力端子に供給する出力合成回路と、出力端子に供給される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路の検出結果に基づいて、出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも小さくなったときに第1の電源回路を活性化することにより待機モードから通常動作モードに移行するモード切換回路とを具備する。   In order to solve the above-described problem, a power supply system according to one aspect of the present invention includes a first power supply circuit having a first current supply capability and a second current supply capability smaller than the first current supply capability. A second power supply circuit having an output characteristic in which the output voltage decreases when the output current exceeds a predetermined value, and at least one of the output voltage of the first power supply circuit and the output voltage of the second power supply circuit. The output synthesis circuit that supplies one to the output terminal, the output voltage detection circuit that detects the output voltage supplied to the output terminal, and the output voltage supplied to the output terminal based on the detection result of the output voltage detection circuit And a mode switching circuit that shifts from the standby mode to the normal operation mode by activating the first power supply circuit when it becomes smaller than the set value of 1.

本発明によれば、第1の電源回路よりも小さい電流供給能力と、出力電流が所定の値を超えると出力電圧が低下する出力特性とを有する第2の電源回路を用い、出力端子に供給される出力電圧及び出力電流に基づいて第1及び第2の電源回路を制御することにより、負荷回路が電源システムに対してモード切換信号を供給しなくても、電源システムが負荷回路の動作モードを確実に検知して、負荷回路に対する電流供給能力を迅速に切り換えられるようにすることができる。   According to the present invention, a second power supply circuit having a current supply capability smaller than that of the first power supply circuit and an output characteristic in which the output voltage decreases when the output current exceeds a predetermined value is supplied to the output terminal. By controlling the first and second power supply circuits based on the output voltage and the output current, the power supply system operates in the operation mode of the load circuit even if the load circuit does not supply a mode switching signal to the power supply system. Can be detected reliably, and the current supply capability to the load circuit can be switched quickly.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。この電源システムは、交流電圧を入力して直流電圧を出力する2つの電源回路が並列接続されて構成される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power supply system according to the first embodiment of the present invention. This power supply system is configured by connecting in parallel two power supply circuits that input an AC voltage and output a DC voltage.

図1に示すように、この電源システムは、第1の電流供給能力(例えば、24V、10A)を有する第1の電源回路10と、第1の電流供給能力よりも小さい第2の電流供給能力(例えば、24V、1A)を有し、出力電流が所定の値を超えると出力電圧が低下する出力特性を有する第2の電源回路20と、第1の電源回路10の出力電圧V1と第2の電源回路20の出力電圧V2との内の少なくとも一方を出力端子に供給する出力合成回路30と、出力端子に供給される出力電流Iを検出する出力電流検出回路40と、出力端子に供給される出力電圧を検出する出力電圧検出回路50と、待機モードと通常動作モードとの間の切り換えを行うモード切換回路60とを有している。   As shown in FIG. 1, the power supply system includes a first power supply circuit 10 having a first current supply capability (for example, 24V, 10A), and a second current supply capability smaller than the first current supply capability. (For example, 24V, 1A), the second power supply circuit 20 having an output characteristic in which the output voltage decreases when the output current exceeds a predetermined value, the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 and the second An output synthesis circuit 30 for supplying at least one of the output voltages V2 of the power supply circuit 20 to the output terminal, an output current detection circuit 40 for detecting the output current I supplied to the output terminal, and an output terminal. An output voltage detection circuit 50 for detecting the output voltage and a mode switching circuit 60 for switching between the standby mode and the normal operation mode.

本実施形態においては、第1及び第2の電源回路10及び20として、スイッチング電源回路が用いられる。第1の電源回路10は、トランジスタ等のスイッチング素子を用いてスイッチング動作を行うスイッチングレギュレータ、コンバータ又はPFC(power factor controller:力率改善コントロール)回路等の電力変換回路11と、電力変換回路11のスイッチング素子を駆動するための駆動信号S1を生成する制御回路12とを含んでいる。同様に、第2の電源回路20は、トランジスタ等のスイッチング素子を用いてスイッチング動作を行う電力変換回路21と、電力変換回路21のスイッチング素子を駆動するための駆動信号S2を生成する制御回路22とを含んでいる。 In the present embodiment, switching power supply circuits are used as the first and second power supply circuits 10 and 20. The first power supply circuit 10 includes a power conversion circuit 11 such as a switching regulator, a converter or a PFC (power factor controller) circuit that performs a switching operation using a switching element such as a transistor, And a control circuit 12 that generates a drive signal S D 1 for driving the switching element. Similarly, the second power supply circuit 20 generates a power conversion circuit 21 that performs a switching operation using a switching element such as a transistor, and a control that generates a drive signal S D 2 for driving the switching element of the power conversion circuit 21. Circuit 22.

図2は、図1に示す第1及び第2の電源回路の構成例を示す図である。このスイッチング電源回路は、交流電圧の入力端子1及び2に接続された整流平滑回路71と、1次側の交流電圧を昇圧又は降圧して2次側に出力するトランス80と、トランスの1次側巻線81に直列に接続され、パルス状の駆動信号に従ってトランスの1次側巻線に電流を流すスイッチング素子72と、トランスの1次側巻線81に流れる電流を検出する1次側電流検出回路73とを有している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the first and second power supply circuits illustrated in FIG. 1. This switching power supply circuit includes a rectifying / smoothing circuit 71 connected to AC voltage input terminals 1 and 2, a transformer 80 that boosts or steps down an AC voltage on the primary side, and outputs it to the secondary side, and a primary of the transformer A switching element 72 that is connected in series to the side winding 81 and flows a current to the primary winding of the transformer according to a pulsed drive signal, and a primary current that detects a current flowing to the primary winding 81 of the transformer And a detection circuit 73.

さらに、このスイッチング電源回路は、トランスの2次側巻線82に発生する電圧を半波整流するダイオード91、及び、整流された電圧を平滑して出力端子3及び4に供給するコンデンサ92と、出力端子3及び4における出力電圧を検出する2次側電圧検出回路93と、駆動信号のパルス幅を設定する制御回路74とを有している。   Further, the switching power supply circuit includes a diode 91 that half-wave rectifies the voltage generated in the secondary winding 82 of the transformer, a capacitor 92 that smoothes the rectified voltage and supplies the rectified voltage to the output terminals 3 and 4; It has a secondary side voltage detection circuit 93 that detects the output voltage at the output terminals 3 and 4, and a control circuit 74 that sets the pulse width of the drive signal.

2次側電圧検出回路93の検出結果は、光信号として制御回路74に伝送される。これにより、トランス80の1次側と2次側との間でアイソレーションを保ちながら、2次側における検出結果を1次側に伝送することができる。   The detection result of the secondary side voltage detection circuit 93 is transmitted to the control circuit 74 as an optical signal. Thereby, the detection result on the secondary side can be transmitted to the primary side while maintaining isolation between the primary side and the secondary side of the transformer 80.

整流平滑回路71は、例えば、ダイオードブリッジとコンデンサとを含んでおり、入力端子1と入力端子2との間に印加される交流電圧をダイオードブリッジによって全波整流し、コンデンサによって平滑する。   The rectifying / smoothing circuit 71 includes, for example, a diode bridge and a capacitor. The AC voltage applied between the input terminal 1 and the input terminal 2 is full-wave rectified by the diode bridge and smoothed by the capacitor.

トランス80は、磁性体のコア84と、コア84に回巻された1次側巻線81、2次側巻線82、及び、内部電源を生成するための補助巻線83とを有している。ここで、1次側巻線81の巻数をN1とし、2次側巻線82の巻数をN2とすると、損失がないとした場合に、1次側と2次側との間の昇圧比は、N2/N1となる。なお、トランス80に付されたドットの記号は、巻線の極性を示している。   The transformer 80 includes a magnetic core 84, a primary side winding 81, a secondary side winding 82 wound around the core 84, and an auxiliary winding 83 for generating an internal power source. Yes. Here, if the number of turns of the primary side winding 81 is N1 and the number of turns of the secondary side winding 82 is N2, when there is no loss, the step-up ratio between the primary side and the secondary side is N2 / N1. A dot symbol attached to the transformer 80 indicates the polarity of the winding.

一般に、スイッチング電源において、トランスの1次側から2次側への電力伝達方式としては、スイッチング素子がオンした時に1次側から2次側に電力を伝達するフォワード方式と、スイッチング素子がオフした時に1次側から2次側に電力を伝達するフライバック方式とがある。本発明は、そのどちらにも適用できるが、本実施形態においては、フライバック方式を例にとって説明する。   Generally, in a switching power supply, as a power transmission method from the primary side to the secondary side of the transformer, a forward method in which power is transmitted from the primary side to the secondary side when the switching element is turned on, and the switching element is turned off. Sometimes there is a flyback system that transmits power from the primary side to the secondary side. The present invention can be applied to either of them, but in this embodiment, a flyback method will be described as an example.

図2に示すようなフライバック型のスイッチング電源においては、トランスの1次側巻線81と2次側巻線82とが逆極性の関係となっており、スイッチング素子がオンしている間は、トランス80の1次側電流は増加するが、トランス80の2次側においてはダイオードで逆バイアスされているので2次側電流は流れない。トランス80は、スイッチング素子がオンしている時に、コア84にエネルギーを蓄える。   In the flyback type switching power supply as shown in FIG. 2, the primary side winding 81 and the secondary side winding 82 of the transformer have a reverse polarity relationship, and while the switching element is on, The primary side current of the transformer 80 increases, but the secondary side current does not flow because the secondary side of the transformer 80 is reverse-biased by a diode. The transformer 80 stores energy in the core 84 when the switching element is on.

次に、スイッチング素子がオフすると、磁場が電流を維持しようとするので、トランス80の電圧極性が反転して、トランス80の2次側において電流が流れる。トランス80の2次側電流は、直列接続されたダイオード91を介してコンデンサ92に流れ、コンデンサ82が充電されることにより、出力端子3と出力端子4との間に直流出力電圧を発生させる。   Next, when the switching element is turned off, the magnetic field tries to maintain the current, so that the voltage polarity of the transformer 80 is reversed and a current flows on the secondary side of the transformer 80. The secondary current of the transformer 80 flows to the capacitor 92 through the diode 91 connected in series, and the capacitor 82 is charged, thereby generating a DC output voltage between the output terminal 3 and the output terminal 4.

図3は、図1に示す第2の電源回路の出力電流−出力電圧特性(2次側電流−2次側電圧特性)を示す図である。図2に示す制御回路74は、1次側検出回路73によって検出された1次側電流がしきい値を超えたか否かを判定し、1次側電流がしきい値を超えるまでは、定電圧安定化動作を行うように駆動信号のパルス幅を制御する。   FIG. 3 is a diagram showing output current-output voltage characteristics (secondary current-secondary voltage characteristics) of the second power supply circuit shown in FIG. The control circuit 74 shown in FIG. 2 determines whether or not the primary side current detected by the primary side detection circuit 73 has exceeded a threshold value. The pulse width of the drive signal is controlled so as to perform the voltage stabilization operation.

図3において矢印(1)で示すように、2次側電流が増加して行って、A点において1次側電流がしきい値に到達し、さらに、1次側電流がしきい値を超えると、制御回路74は、駆動信号のパルス幅を一定に維持して、定電圧安定化動作を停止する。   As shown by an arrow (1) in FIG. 3, the secondary side current increases, the primary side current reaches the threshold value at point A, and the primary side current exceeds the threshold value. Then, the control circuit 74 keeps the pulse width of the drive signal constant and stops the constant voltage stabilization operation.

これ以降、2次側電圧は一定とならず、負荷回路のインピーダンス状態によって2次側電流が増加して行くと、図3において矢印(2)で示すように、2次側電圧は徐々に低下して行く。ただし、A点〜B点の間におけるように、2次側電圧が低下しても、2次側電圧がしきい値以上であって、2次側電流が維持されていれば、スイッチング電源回路は許容動作範囲内にあると考えることができる。例えば、インダクタンス性の負荷は、電流によって駆動されるので、電源電圧が多少低下しても動作が可能である。   Thereafter, the secondary side voltage does not become constant, and when the secondary side current increases according to the impedance state of the load circuit, the secondary side voltage gradually decreases as shown by an arrow (2) in FIG. Go. However, if the secondary side voltage is equal to or higher than the threshold value and the secondary side current is maintained even if the secondary side voltage decreases as between the points A and B, the switching power supply circuit Can be considered to be within the allowable operating range. For example, an inductive load is driven by a current, so that it can operate even if the power supply voltage drops somewhat.

再び図1を参照すると、出力合成回路30は、第1の電源回路10の出力電圧V1が供給されるダイオードD1と、第2の電源回路20の出力電圧V2が供給されるダイオードD2とによって構成される。ダイオードD1及びD2は、ワイヤードOR接続されており、第1の電源回路10の出力電圧V1と第2の電源回路20の出力電圧V2との内で高い方を出力端子に供給する。   Referring to FIG. 1 again, the output synthesis circuit 30 includes a diode D1 to which the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 is supplied and a diode D2 to which the output voltage V2 of the second power supply circuit 20 is supplied. Is done. The diodes D1 and D2 are connected to each other in a wired OR manner, and supply the higher one of the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 and the output voltage V2 of the second power supply circuit 20 to the output terminal.

出力電圧検出回路50は、出力端子に供給される出力電圧を分圧する抵抗R1及びR2と、分圧によって得られた検出電位VDET1を参照電位VREF1と比較することにより、出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも大きいか小さいかを判定するコンパレータ51とを含んでいる。 The output voltage detection circuit 50 compares the resistances R1 and R2 that divide the output voltage supplied to the output terminal and the detection potential V DET 1 obtained by the voltage division with the reference potential V REF 1, thereby providing the output terminal. And a comparator 51 that determines whether the supplied output voltage is larger or smaller than the first set value.

出力電流検出回路40は、出力合成回路30と出力端子との間に挿入された抵抗R1と、抵抗R1の両端に発生する電位差を検出する電位差検出回路41と、電位差検出回路41の検出電位VDET2を参照電位VREF2と比較して、出力端子に供給される出力電流が第2の設定値よりも大きいか小さいかを判定するコンパレータ42とを含んでいる。 The output current detection circuit 40 includes a resistor R1 inserted between the output synthesis circuit 30 and the output terminal, a potential difference detection circuit 41 that detects a potential difference generated at both ends of the resistor R1, and a detection potential V of the potential difference detection circuit 41. Comparator 42 that compares DET 2 with reference potential V REF 2 and determines whether the output current supplied to the output terminal is larger or smaller than the second set value.

モード切換回路60は、例えば、出力電流検出回路40の出力信号と出力電圧検出回路50の出力信号とが供給されるRSフリップフロップ61によって構成される。RSフリップフロップ61は、セット端子Sに供給される信号がハイレベルに活性化されると、非反転出力端子Qから通常動作モードを表すハイレベルのモード切換信号Sを出力すると共に、反転出力端子Qバーからローレベルの反転モード切換信号Sバーを出力する。また、RSフリップフロップ61は、リセット端子Rに供給される信号がハイレベルに活性化されると、非反転出力端子Qから待機モードを表すローレベルのモード切換信号Sを出力すると共に、反転出力端子Qバーからハイレベルの反転モード切換信号Sバーを出力する。 The mode switching circuit 60 includes, for example, an RS flip-flop 61 to which an output signal from the output current detection circuit 40 and an output signal from the output voltage detection circuit 50 are supplied. RS flip-flop 61, together with the signal supplied to the set terminal S when activated to a high level, and outputs the mode switching signal S M of the high level from the non-inverting output terminal Q represents a normal operating mode, the inverting output and outputs an inverted mode switching signal S M bar low level from the terminal Q bar. Further, the RS flip-flop 61, the signal supplied to the reset terminal R is activated to a high level, and outputs the mode switching signal S M of the low level indicating the standby mode from the non-inverting output terminal Q, the inverting and outputs an inverted mode switching signal S M bar high-level from the output terminal Q bar.

次に、本実施形態に係る電源システムの動作について、図1及び図4を参照しながら説明する。図4は、本実施形態に係る電源システムの動作を説明するための波形図である。図4に示すように、まず、待機モードにおいては、第1の電源回路10が非活性化されて、その出力電圧V1が低い値(例えば、0V)となっており、第2の電源回路20が活性化されて、その出力電圧V2が高い値(例えば、24V)となっている。   Next, the operation of the power supply system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply system according to this embodiment. As shown in FIG. 4, first, in the standby mode, the first power supply circuit 10 is deactivated, and the output voltage V1 has a low value (for example, 0 V). Is activated, and its output voltage V2 has a high value (for example, 24V).

次に、負荷回路が待機モードから通常動作モードに移行して負荷電流が増加すると、電源システムの出力電流Iも増加するので、それに伴い、第2の電源回路20の出力電圧V2が低下し、出力端子に供給される出力電圧も低下する。出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも小さくなると、出力電圧検出回路50の出力電圧がローレベルからハイレベルに活性化されて、モード切換回路60のRSフリップフロップ61がセットされる。   Next, when the load circuit shifts from the standby mode to the normal operation mode and the load current increases, the output current I of the power supply system also increases. Accordingly, the output voltage V2 of the second power supply circuit 20 decreases, The output voltage supplied to the output terminal also decreases. When the output voltage supplied to the output terminal becomes smaller than the first set value, the output voltage of the output voltage detection circuit 50 is activated from the low level to the high level, and the RS flip-flop 61 of the mode switching circuit 60 is set. Is done.

これにより、RSフリップフロップ61は、ハイレベルのモード切換信号Sとローレベルの反転モード切換信号Sバーとを出力する。その結果、第1の電源回路10が活性化されて、その出力電圧V1が高い値(例えば、24V)となり、第2の電源回路20が非活性化されて、その出力電圧V2が低い値(例えば、0V)となって、電源システムも待機モードから通常動作モードに移行する。このようにして、動作モードの切換を迅速に行うことができる。動作モードの切換に際しては、出力電圧の過度の低下を抑えて、出力電圧の変動幅を5%程度以内にすることが望ましい。 As a result, the RS flip-flop 61 outputs a high level mode switching signal S M and a low level inversion mode switching signal S M bar. As a result, the first power supply circuit 10 is activated and its output voltage V1 becomes a high value (for example, 24V), the second power supply circuit 20 is deactivated, and its output voltage V2 becomes a low value ( For example, the power supply system shifts from the standby mode to the normal operation mode. In this way, the operation mode can be switched quickly. When switching the operation mode, it is desirable to suppress an excessive decrease in the output voltage so that the fluctuation range of the output voltage is within about 5%.

さらに、負荷回路が通常動作モードから待機モードに移行して負荷電流が減少すると、電源システムの出力電流Iも減少する。出力端子に供給される出力電流が第2の設定値よりも小さくなると、出力電流検出回路40の出力電圧がローレベルからハイレベルに活性化されて、モード切換回路60のRSフリップフロップ61がリセットされる。   Furthermore, when the load circuit shifts from the normal operation mode to the standby mode and the load current decreases, the output current I of the power supply system also decreases. When the output current supplied to the output terminal becomes smaller than the second set value, the output voltage of the output current detection circuit 40 is activated from low level to high level, and the RS flip-flop 61 of the mode switching circuit 60 is reset. Is done.

これにより、RSフリップフロップ61は、ローレベルのモード切換信号Sとハイレベルの反転モード切換信号Sバーとを出力する。その結果、第1の電源回路10が非活性化されて、その出力電圧V1が低い値(例えば、0V)となり、第2の電源回路20が活性化されて、その出力電圧V2が高い値(例えば、24V)となって、電源システムも通常動作モードから待機モードに移行する。 As a result, the RS flip-flop 61 outputs a low level mode switching signal S M and a high level inversion mode switching signal S M bar. As a result, the first power supply circuit 10 is deactivated and its output voltage V1 becomes a low value (for example, 0V), and the second power supply circuit 20 is activated and its output voltage V2 becomes a high value ( For example, the power supply system shifts from the normal operation mode to the standby mode.

以上の説明においては、通常動作モードにおいて第2の電源回路20の動作を停止するようにしたが、通常動作モードにおいて第2の電源回路20の動作を継続するようにしても良い。その場合には、第1の電源回路10の出力電圧V1を第2の電源回路20の出力電圧V2よりも高い値とすることにより、通常動作モードにおいて第2の電源回路20から出力端子に電流が流れることがなくなる。あるいは、第1の電源回路10の出力電圧V1と第2の電源回路20の出力電圧V2とを等しい値とすることにより、第1及び第2の電源回路10及び20を並列動作させるようにしても良い。   In the above description, the operation of the second power supply circuit 20 is stopped in the normal operation mode. However, the operation of the second power supply circuit 20 may be continued in the normal operation mode. In that case, by setting the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 to a value higher than the output voltage V2 of the second power supply circuit 20, a current flows from the second power supply circuit 20 to the output terminal in the normal operation mode. No longer flows. Alternatively, by setting the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 and the output voltage V2 of the second power supply circuit 20 to the same value, the first and second power supply circuits 10 and 20 are operated in parallel. Also good.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。
第2の実施形態においては、図1に示す第2の電源回路20の替わりに、バッテリー101及び抵抗R4を含む第2の電源回路100を用いている。その他の点に関しては、第1の実施形態と同様である。なお、バッテリー101の内部抵抗が大きい場合には、抵抗R4を省略することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power supply system according to the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, a second power supply circuit 100 including a battery 101 and a resistor R4 is used instead of the second power supply circuit 20 shown in FIG. The other points are the same as in the first embodiment. When the internal resistance of the battery 101 is large, the resistor R4 can be omitted.

このように構成された電源システムにおいて、負荷回路が待機モードから通常動作モードに移行して負荷電流が増加すると、電源システムの出力電流Iも増加するので、それに伴い、第2の電源回路100の出力電圧V2が低下し、出力端子に供給される出力電圧も低下する。第1の実施形態において説明したのと同じように、出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも小さくなると、出力電圧検出回路50の出力電圧がローレベルからハイレベルに活性化されて、モード切換回路60のRSフリップフロップ61がセットされる。   In the power supply system configured as described above, when the load circuit shifts from the standby mode to the normal operation mode and the load current increases, the output current I of the power supply system also increases. The output voltage V2 decreases, and the output voltage supplied to the output terminal also decreases. As described in the first embodiment, when the output voltage supplied to the output terminal becomes smaller than the first set value, the output voltage of the output voltage detection circuit 50 is activated from the low level to the high level. Then, the RS flip-flop 61 of the mode switching circuit 60 is set.

これにより、RSフリップフロップ61は、ハイレベルのモード切換信号Sを出力する。その結果、第1の電源回路10が活性化されて、その出力電圧V1が高い値(例えば、24V)となり、電源システムも待機モードから通常動作モードに移行する。 Thus, RS flip-flop 61 outputs a mode switching signal S M of the high level. As a result, the first power supply circuit 10 is activated and its output voltage V1 becomes a high value (for example, 24 V), and the power supply system also shifts from the standby mode to the normal operation mode.

通常動作モードにおいても、第2の電源回路20の動作は停止されないが、第1の電源回路10の出力電圧V1を第2の電源回路20の出力電圧V2よりも高い値とすることにより、第2の電源回路20から出力端子に電流が流れることはない。   Even in the normal operation mode, the operation of the second power supply circuit 20 is not stopped, but by setting the output voltage V1 of the first power supply circuit 10 to a value higher than the output voltage V2 of the second power supply circuit 20, No current flows from the second power supply circuit 20 to the output terminal.

さらに、負荷回路が通常動作モードから待機モードに移行して負荷電流が減少すると、電源システムの出力電流Iも減少する。出力端子に供給される出力電流が第2の設定値よりも小さくなると、出力電流検出回路40の出力電圧がローレベルからハイレベルに活性化されて、モード切換回路60のRSフリップフロップ61がリセットされる。   Furthermore, when the load circuit shifts from the normal operation mode to the standby mode and the load current decreases, the output current I of the power supply system also decreases. When the output current supplied to the output terminal becomes smaller than the second set value, the output voltage of the output current detection circuit 40 is activated from low level to high level, and the RS flip-flop 61 of the mode switching circuit 60 is reset. Is done.

これにより、RSフリップフロップ61は、ローレベルのモード切換信号Sを出力する。その結果、第1の電源回路10が非活性化されて、その出力電圧V1が低い値(例えば、0V)となって、電源システムも通常動作モードから待機モードに移行する。 Thus, RS flip-flop 61 outputs a mode switching signal S M of the low level. As a result, the first power supply circuit 10 is deactivated, and the output voltage V1 becomes a low value (for example, 0 V), and the power supply system also shifts from the normal operation mode to the standby mode.

本発明は、複数の電源回路を並列接続して構成される電源システムにおいて利用することが可能である。   The present invention can be used in a power supply system configured by connecting a plurality of power supply circuits in parallel.

本発明の第1の実施形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power supply system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す第1及び第2の電源回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the 1st and 2nd power supply circuit shown in FIG. 図1に示す第2の電源回路の出力電流−出力電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the output current-output voltage characteristic of the 2nd power supply circuit shown in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る電源システムの動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the power supply system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power supply system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 入力端子
3、4 出力端子
10 第1の電源回路
11、21 電力変換回路
12、22 制御回路
20 第2の電源回路
30 出力合成回路
40 出力電流検出回路
41 電位差検出回路
42、51 コンパレータ
50 出力電圧検出回路
60 モード切換回路
61 RSフリップフロップ
71 整流平滑回路
72 スイッチング素子
73 1次側電流検出回路
74 制御回路
80 トランス
81 1次側巻線
82 2次側巻線
83 補助巻線
84 コア
91 ダイオード
92 コンデンサ
93 2次側電圧検出回路
R1〜R4 抵抗
D1、D2 ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Input terminal 3, 4 Output terminal 10 1st power supply circuit 11, 21 Power conversion circuit 12, 22 Control circuit 20 2nd power supply circuit 30 Output composition circuit 40 Output current detection circuit 41 Potential difference detection circuit 42, 51 Comparator DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Output voltage detection circuit 60 Mode switching circuit 61 RS flip-flop 71 Rectification smoothing circuit 72 Switching element 73 Primary side current detection circuit 74 Control circuit 80 Transformer 81 Primary side winding 82 Secondary side winding 83 Auxiliary winding 84 Core 91 Diode 92 Capacitor 93 Secondary side voltage detection circuit R1 to R4 Resistor D1, D2 Diode

Claims (7)

第1の電流供給能力を有する第1の電源回路と、
前記第1の電流供給能力よりも小さい第2の電流供給能力を有し、出力電流が所定の値を超えると出力電圧が低下する出力特性を有する第2の電源回路と、
前記第1の電源回路の出力電圧と前記第2の電源回路の出力電圧との内の少なくとも一方を出力端子に供給する出力合成回路と、
前記出力端子に供給される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも小さくなったときに前記第1の電源回路を活性化することにより待機モードから通常動作モードに移行するモード切換回路と、
を具備する電源システム。
A first power supply circuit having a first current supply capability;
A second power supply circuit having a second current supply capability smaller than the first current supply capability and having an output characteristic in which an output voltage decreases when the output current exceeds a predetermined value;
An output synthesis circuit for supplying at least one of an output voltage of the first power supply circuit and an output voltage of the second power supply circuit to an output terminal;
An output voltage detection circuit for detecting an output voltage supplied to the output terminal;
Based on the detection result of the output voltage detection circuit, when the output voltage supplied to the output terminal becomes smaller than the first set value, the first power supply circuit is activated to normally return from the standby mode. A mode switching circuit for shifting to an operation mode;
A power supply system comprising:
前記出力端子に供給される出力電流を検出する出力電流検出回路をさらに具備し、
前記モード切換回路が、前記出力電流検出回路の検出結果に基づいて、前記出力端子に供給される出力電流が第2の設定値よりも小さくなったときに前記第1の電源回路を非活性化することにより通常動作モードから待機モードに移行する、請求項1記載の電源システム。
An output current detection circuit for detecting an output current supplied to the output terminal;
The mode switching circuit deactivates the first power supply circuit when an output current supplied to the output terminal becomes smaller than a second set value based on a detection result of the output current detection circuit. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system shifts from the normal operation mode to the standby mode.
前記モード切換回路が、待機モードにおいて前記第2の電源回路を活性化し、通常動作モードにおいて前記第2の電源回路を非活性化する、請求項1又は2記載の電源システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the mode switching circuit activates the second power supply circuit in a standby mode and deactivates the second power supply circuit in a normal operation mode. 前記第2の電源回路が、
1次側巻線及び2次側巻線を有するトランスと、
前記トランスの1次側巻線に直列に接続され、パルス状の駆動信号に従って前記トランスの1次側巻線に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの1次側巻線に流れる電流を検出する1次側検出回路と、
前記トランスの2次側巻線に発生する電圧を整流及び平滑する2次側回路と、
前記2次側回路によって整流及び平滑された電圧を検出する2次側検出回路と、
前記1次側検出回路の検出結果及び前記2次側検出回路の検出結果に基づいて前記駆動信号におけるパルス幅を設定することにより、前記トランスの1次側巻線に流れる電流を制御する制御回路と、
を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の電源システム。
The second power circuit is
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element connected in series to the primary winding of the transformer, and for passing a current to the primary winding of the transformer in accordance with a pulsed drive signal;
A primary side detection circuit for detecting a current flowing in the primary side winding of the transformer;
A secondary circuit for rectifying and smoothing a voltage generated in the secondary winding of the transformer;
A secondary side detection circuit for detecting a voltage rectified and smoothed by the secondary side circuit;
A control circuit for controlling the current flowing in the primary winding of the transformer by setting a pulse width in the drive signal based on the detection result of the primary detection circuit and the detection result of the secondary detection circuit When,
The power supply system according to claim 1, comprising:
前記第2の電源回路が、バッテリーを含む、請求項1又は2記載の電源システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the second power supply circuit includes a battery. 前記出力電圧検出回路が、前記出力端子に供給される出力電圧を分圧して得られた電位を第1の参照電位と比較することにより、前記出力端子に供給される出力電圧が第1の設定値よりも大きいか小さいかを判定する、請求項1〜5のいずれか1項記載の電源システム。   The output voltage detection circuit compares the potential obtained by dividing the output voltage supplied to the output terminal with a first reference potential, whereby the output voltage supplied to the output terminal is set to the first setting. The power supply system of any one of Claims 1-5 which determines whether it is larger or smaller than a value. 前記出力電流検出回路が、前記出力合成回路と前記出力端子との間に挿入された抵抗の両端における電位差を検出して得られた電位を第1の参照電位と比較することにより、前記出力端子に供給される出力電流が第2の設定値よりも大きいか小さいかを判定する、請求項1〜6のいずれか1項記載の電源システム。
The output current detection circuit compares a potential obtained by detecting a potential difference between both ends of a resistor inserted between the output synthesis circuit and the output terminal with a first reference potential, thereby the output terminal The power supply system of any one of Claims 1-6 which determines whether the output current supplied to is larger or smaller than a 2nd setting value.
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