JP2008109736A - Power supply system - Google Patents

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Akio Nishida
映雄 西田
Hajime Shiji
肇 志治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system having a plurality of converters connected in parallel, in which responsiveness in control and stability of operations are improved. <P>SOLUTION: A current detecting circuit 15a is provided in a constant voltage control converter 20, and a current detecting circuit 15b and an error amplification circuit 13 are provided in a current control converter 21. The current control convertor 21 controls currents so that an output current of the constant voltage control converter 20 matches an output current of itself (the current control converter 21). With this configuration, a set voltage of the constant voltage control converter 20 is supplied to a load 14, and the output currents of both the converters are made equal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は複数のコンバータを並列接続して1つの負荷に電力を供給する電源システムに関するものである。   The present invention relates to a power supply system in which a plurality of converters are connected in parallel to supply power to one load.

従来、電源装置の信頼性を向上させること等を目的とし、複数のコンバータ(スイッチング電源)を並列接続して重畳構成をとった電源システムが用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of improving the reliability of a power supply device and the like, a power supply system having a superposed configuration by connecting a plurality of converters (switching power supplies) in parallel has been used.

複数のコンバータを並列接続すると、出力電圧が僅かでも高い方のコンバータの出力電流が大きくなるため、コンバータごとの出力電力にばらつきが生じる。そのため、複数のコンバータを並列接続した電源システムでは、各コンバータの出力電流を揃えるための構成が必要となる。   When a plurality of converters are connected in parallel, the output current of the converter having the higher output voltage is increased, resulting in variations in the output power of each converter. Therefore, a power supply system in which a plurality of converters are connected in parallel requires a configuration for aligning the output currents of the converters.

各コンバータの出力電流を揃えるために容易に考えられる構成は図1に示すようなものである。図1において第1のDC−DCコンバータ100は入力DC電源をそれぞれDC−DC変換し、シャントレギュレータSRaはDC−DCコンバータ100の出力電圧と基準電圧との差に応じてフォトカプラPCaの通電電流量を制御する。このフォトカプラPCaはコンバータの主回路121の1次側のスイッチング部へフィードバックを行う。このような構成により、DC−DCコンバータ100は出力電圧が安定な定電圧コンバータとして作用する。第2のDC−DCコンバータ101の構成は第1のDC−DCコンバータ100の構成と同様である。但し、シャントレギュレータSRbに対して並列に(バイパスするように)トランジスタQ3を接続している。   A configuration that can be easily considered to equalize the output currents of the converters is as shown in FIG. In FIG. 1, the first DC-DC converter 100 performs DC-DC conversion on the input DC power supply, and the shunt regulator SRa performs energization of the photocoupler PCa according to the difference between the output voltage of the DC-DC converter 100 and the reference voltage. Control the flow rate. The photocoupler PCa provides feedback to the primary side switching unit of the converter main circuit 121. With such a configuration, the DC-DC converter 100 functions as a constant voltage converter with a stable output voltage. The configuration of the second DC-DC converter 101 is the same as the configuration of the first DC-DC converter 100. However, the transistor Q3 is connected in parallel to the shunt regulator SRb (so as to be bypassed).

この例は第2のDC−DCコンバータ101が自身の出力電流を第1のDC−DCコンバータ100の出力電流に合わせる例である。増幅回路12a,12bは電流検出用の抵抗R1a,R1bによる降下電圧を増幅し、誤差増幅回路13は増幅回路12a,12bの出力電圧の差を増幅し、トランジスタQ3を介してフォトカプラPCbの制御を行う。   In this example, the second DC-DC converter 101 adjusts its own output current to the output current of the first DC-DC converter 100. The amplifier circuits 12a and 12b amplify the voltage drop caused by the current detection resistors R1a and R1b. The error amplifier circuit 13 amplifies the difference between the output voltages of the amplifier circuits 12a and 12b, and controls the photocoupler PCb via the transistor Q3. I do.

図1において、第2のDC−DCコンバータ101の出力電流の方が大きい場合、誤差増幅回路13の出力が増え、トランジスタQ3のコレクタ電流が増し、フォトカプラPCbの発光量が増え、主回路131は出力を絞る(電圧を下げる)方向にフィードバックが掛かる。一方、第2のコンバータ101の出力電流の方が小さい場合、誤差増幅回路13の出力が減り、トランジスタQ3のコレクタ電流が減少し、フォトカプラPCbの発光量が減り、主回路131は出力を増す(電圧を上げる)方向にフィードバックが掛かる。しかしながら第2のコンバータ101の出力電流が小さくなり過ぎてトランジスタQ3がオフしてしまうと、その後は定電圧制御部分が動作するために、設定電圧以上には電圧を上げることはできない。そのためこのような片手落ちになるような制御を行う回路を採用することは現実的ではない。   In FIG. 1, when the output current of the second DC-DC converter 101 is larger, the output of the error amplifier circuit 13 increases, the collector current of the transistor Q3 increases, the light emission amount of the photocoupler PCb increases, and the main circuit 131. The feedback is applied in the direction of narrowing the output (decreasing the voltage). On the other hand, when the output current of the second converter 101 is smaller, the output of the error amplifier circuit 13 decreases, the collector current of the transistor Q3 decreases, the light emission amount of the photocoupler PCb decreases, and the main circuit 131 increases the output. Feedback is applied in the direction of increasing the voltage. However, if the output current of the second converter 101 becomes too small and the transistor Q3 is turned off, the constant voltage control portion operates thereafter, so that the voltage cannot be increased beyond the set voltage. For this reason, it is not realistic to employ a circuit that performs such control that causes one hand to fall.

そこで例えば特許文献1には、複数の定電圧制御のコンバータを用い、そのうちの基準とする1つのコンバータの出力電流に他のコンバータの出力電流が一致するように、他のコンバータの定電圧制御の基準電圧を、基準とするコンバータの出力電流との差に応じて変えるように構成されている。このような構成であれば他のコンバータの出力電流が変化し、その出力電流が、基準とするコンバータの出力電流に揃うことになる。   Therefore, for example, in Patent Document 1, a plurality of constant voltage control converters are used, and constant voltage control of other converters is performed so that the output current of the other converter matches the output current of one of the converters as a reference. The reference voltage is configured to change according to the difference from the output current of the reference converter. With such a configuration, the output current of other converters changes, and the output current matches the output current of the reference converter.

ここで特許文献1に示されている電源システムの構成を、図2を用いて説明する。
図2においてDC−DCコンバータ102,103を並列接続した接続点に電流検出用の抵抗111,112を挿入し、この抵抗111,112の両端電圧の差電圧を入力して増幅する差電圧増幅器113を備え、この差電圧増幅器113の出力電圧をレベルシフト回路114でレベルシフトし、それを基準電圧として、DC−DCコンバータ102の出力電圧の検出値との差を誤差増幅器123で増幅し、制御回路122を介して主回路121へフィードバックするように構成している。
Here, the configuration of the power supply system disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, current detection resistors 111 and 112 are inserted at a connection point where DC-DC converters 102 and 103 are connected in parallel, and a differential voltage amplifier 113 that inputs and amplifies a voltage difference between both ends of the resistors 111 and 112. The output voltage of the differential voltage amplifier 113 is level-shifted by the level shift circuit 114, and the difference from the detected value of the output voltage of the DC-DC converter 102 is amplified by the error amplifier 123 using the level shift circuit 114 as a reference voltage. Feedback is provided to the main circuit 121 via the circuit 122.

このような構成であるので、DC−DCコンバータ103は、その出力電圧と基準電圧Vrefとの差を誤差増幅器133で検出し、制御回路132を介して主回路131へフィードバックすることによって一定電圧を出力する。DC−DCコンバータ102は、その出力電圧とレベルシフト回路114の出力電圧との差を誤差増幅器123で検出し、制御回路122を介して主回路121へフィードバックすることによって、一定電圧を出力するとともに、出力電流がコンバータ103の出力電流に揃うようになる。   Due to such a configuration, the DC-DC converter 103 detects a difference between the output voltage and the reference voltage Vref with the error amplifier 133 and feeds it back to the main circuit 131 via the control circuit 132 so as to obtain a constant voltage. Output. The DC-DC converter 102 detects a difference between the output voltage and the output voltage of the level shift circuit 114 by the error amplifier 123 and feeds back to the main circuit 121 via the control circuit 122, thereby outputting a constant voltage. , The output current becomes equal to the output current of the converter 103.

また、特許文献2には、複数の定電圧制御のコンバータを並列接続し、各コンバータの出力電流の平均値を検出し、各コンバータの出力電流がその平均値になるように制御する構成が示されている。
特開平11−18415号公報 特開平8−115133号公報
Patent Document 2 shows a configuration in which a plurality of constant voltage control converters are connected in parallel, an average value of output currents of each converter is detected, and control is performed so that the output current of each converter becomes the average value. Has been.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-18415 JP-A-8-115133

ところが、特許文献1,2のいずれにおいても、出力電流の値に応じてフィードバック量を変えるものであるが、そのフィードバックの経路は、出力電流の検出 → 電流比較 → 誤差増幅器に対する基準電圧の変動 → 電圧制御となる。すなわちコンバータ間の電流バランスが崩れた場合、電圧フィードバックの経路を通じてコンバータの1次側が制御されることになる。このように一旦電圧フィードバックの経路を通るため、制御の遅れが発生する、また動作の安定性が低いという問題があった。   However, in both Patent Documents 1 and 2, the feedback amount is changed according to the value of the output current, but the feedback path is detection of output current → current comparison → fluctuation of reference voltage with respect to error amplifier → Voltage control. That is, when the current balance between the converters is lost, the primary side of the converter is controlled through the voltage feedback path. As described above, since the voltage feedback path is once passed, there is a problem that control delay occurs and operation stability is low.

そこでこの発明の目的は、上述の問題を解消して制御の応答性が高く、且つ動作の安定性も高い、複数のコンバータを備えた電源システムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply system including a plurality of converters that solves the above-described problems and has high control responsiveness and high operational stability.

この発明は、入力電源電圧をスイッチングするスイッチング部と、スイッチングされた電圧を平滑して直流電圧を出力する平滑部と、をそれぞれ備えた複数のコンバータを設け、それら複数のコンバータにより同一負荷に電力を供給する電源システムであり、複数のコンバータのうち一つは、出力電圧を検出するとともに該出力電圧を設定電圧に保つ定電圧制御回路を備えた定電圧制御コンバータとし、他のコンバータは、自身の出力電流が前記定電圧制御コンバータの出力電流と同一になるように制御する電流制御回路を備えた電流制御コンバータとしたことを特徴としている。   The present invention is provided with a plurality of converters each including a switching unit that switches an input power supply voltage and a smoothing unit that smoothes the switched voltage and outputs a DC voltage, and power is supplied to the same load by the plurality of converters. One of a plurality of converters is a constant voltage control converter including a constant voltage control circuit that detects an output voltage and maintains the output voltage at a set voltage. The current control converter includes a current control circuit that controls the output current to be equal to the output current of the constant voltage control converter.

また、前記定電圧制御コンバータおよび前記電流制御コンバータは、それらの出力電流ラインに設けた電流検出用抵抗の降下電圧を増幅して前記出力電流に比例した電圧信号を発生する電流検出回路をそれぞれ備え、
前記電流制御回路は、当該電流制御回路と共に前記電流制御コンバータに備える電流検出回路の出力電圧と前記定電圧制御コンバータの電流検出回路の出力電圧との差で前記スイッチング部への帰還信号を直接制御する回路とする。
The constant voltage control converter and the current control converter each include a current detection circuit that amplifies a voltage drop of a current detection resistor provided in the output current line and generates a voltage signal proportional to the output current. ,
The current control circuit directly controls a feedback signal to the switching unit by a difference between an output voltage of a current detection circuit included in the current control converter together with the current control circuit and an output voltage of a current detection circuit of the constant voltage control converter. Circuit.

さらに、前記電流制御コンバータは、出力電圧を検出するとともにその出力電圧が定電圧制御コンバータの設定電圧よりも高い所定電圧を超えないように出力電圧を制限する出力電圧制限回路を備えたものとする。   Furthermore, the current control converter includes an output voltage limiting circuit that detects the output voltage and limits the output voltage so that the output voltage does not exceed a predetermined voltage higher than the set voltage of the constant voltage control converter. .

この発明の電源システムでは、電流制御コンバータの出力電流が定電圧制御コンバータの出力電流に一致し、両コンバータの電力バランスをとることができる。電流制御コンバータの出力電圧は定電圧制御コンバータの負荷と同じ負荷に同じ大きさの電流を流すことになるので必然的に定電圧制御コンバータの出力電圧に一致する。そのため、電流制御コンバータは電流制御を行いながらも定電圧のコンバータとして作用する。   In the power supply system of the present invention, the output current of the current control converter matches the output current of the constant voltage control converter, and the power balance of both converters can be achieved. The output voltage of the current control converter inevitably matches the output voltage of the constant voltage control converter because a current of the same magnitude flows through the same load as the load of the constant voltage control converter. Therefore, the current control converter functions as a constant voltage converter while performing current control.

この発明によれば、コンバータ間の電流バランスが崩れた場合に電圧フィードバックの経路を通じてコンバータの1次側が制御されるのではなく、直接電流制御がなされるように制御されるので、高い応答性が得られる。   According to the present invention, when the current balance between the converters is lost, the primary side of the converter is not controlled through the voltage feedback path, but is controlled so that direct current control is performed. can get.

また、電流制御コンバータの出力電圧は定電圧制御コンバータの設定電圧よりも高い所定電圧を超えないように制限することによって、負荷急変時に出力電圧が異常に高くなるという現象も回避できる。   Further, by limiting the output voltage of the current control converter so as not to exceed a predetermined voltage higher than the set voltage of the constant voltage control converter, a phenomenon that the output voltage becomes abnormally high at the time of sudden load change can be avoided.

《第1の実施形態》
図3は第1の実施形態に係る電源システムのブロック図、図4はその具体的な回路図である。
図3に示すように、この電源システムは、定電圧制御コンバータ20と電流制御コンバータ21とを並列接続したものである。すなわち定電圧制御コンバータ20と電流制御コンバータ21の入力同士を並列に接続し、出力同士を並列接続して、入力部INから入力電源を入力して、負荷14に一定電圧を供給するように構成している。なお、コンデンサCoは出力部に設けた出力電圧平滑用のコンデンサである。
<< First Embodiment >>
FIG. 3 is a block diagram of the power supply system according to the first embodiment, and FIG. 4 is a specific circuit diagram thereof.
As shown in FIG. 3, this power supply system has a constant voltage control converter 20 and a current control converter 21 connected in parallel. That is, the input of the constant voltage control converter 20 and the current control converter 21 are connected in parallel, the outputs are connected in parallel, the input power is input from the input section IN, and a constant voltage is supplied to the load 14. is doing. The capacitor Co is an output voltage smoothing capacitor provided in the output section.

定電圧制御コンバータ20はコンバータ回路10aと電流検出回路15aを備えている。また、電流制御コンバータ21は、コンバータ回路10b、電流検出回路15b、及び誤差増幅回路13を備えている。   The constant voltage control converter 20 includes a converter circuit 10a and a current detection circuit 15a. The current control converter 21 includes a converter circuit 10b, a current detection circuit 15b, and an error amplification circuit 13.

定電圧制御コンバータ20のコンバータ回路10aは入力端子INから直流電源電圧を入力し、所定電圧の直流電圧に変換して出力する。このコンバータ回路10aには出力電圧を検出するとともに、その出力電圧が設定電圧に保たれるようにフィードバック制御する定電圧制御回路を備えている。電流検出回路15aは出力電流ラインに設けた電流検出用抵抗R1aとその両端電圧を増幅する増幅回路12aとで構成している。   The converter circuit 10a of the constant voltage control converter 20 receives a DC power supply voltage from the input terminal IN, converts it to a predetermined DC voltage, and outputs it. The converter circuit 10a includes a constant voltage control circuit that detects an output voltage and performs feedback control so that the output voltage is maintained at a set voltage. The current detection circuit 15a includes a current detection resistor R1a provided on the output current line, and an amplifier circuit 12a that amplifies the voltage across the resistor.

電流制御コンバータ21内の電流検出回路15bは出力電流ラインに設けた電流検出用抵抗R1bとその両端電圧を増幅する増幅回路12bとで構成している。誤差増幅回路13は定電圧制御コンバータ20の電流検出回路15aの出力電圧と自身(電流制御コンバータ21)の電流検出回路15bの出力電圧との差の電圧を増幅し、その誤差電圧をコンバータ回路10bへ与える。このコンバータ回路10bは誤差増幅回路13の二つの入力電圧の電位差が0に近づくように出力電流をフィードバック制御する電流制御回路を備えている。   The current detection circuit 15b in the current control converter 21 is composed of a current detection resistor R1b provided in the output current line and an amplifier circuit 12b that amplifies the voltage at both ends thereof. The error amplifying circuit 13 amplifies the difference voltage between the output voltage of the current detection circuit 15a of the constant voltage control converter 20 and the output voltage of the current detection circuit 15b of itself (current control converter 21), and converts the error voltage into the converter circuit 10b. Give to. The converter circuit 10b includes a current control circuit that feedback-controls the output current so that the potential difference between the two input voltages of the error amplifier circuit 13 approaches zero.

このような構成であるので、負荷14に対しては定電圧制御コンバータ20の設定電圧が供給されるとともに、定電圧制御コンバータ20の出力電流と電流制御コンバータ21の出力電流とが一致するように動作する。したがって電流制御コンバータ21も必然的に上記設定電圧を出力することになる。   With such a configuration, the set voltage of the constant voltage control converter 20 is supplied to the load 14 and the output current of the constant voltage control converter 20 and the output current of the current control converter 21 coincide with each other. Operate. Therefore, the current control converter 21 inevitably outputs the set voltage.

図3のコンバータ回路10aは、図4に示すように、コンバータ主回路11a、定電圧制御回路16及び平滑コンデンサC1aを備えている。定電圧制御回路16は、出力電圧検出用の、抵抗R2,R3からなる抵抗分圧回路と、その出力分圧電圧の基準電圧Vr1に対する誤差増幅を行うオペアンプOP1、抵抗R4,R5a、トランジスタQ1a、およびフォトカプラPCaの発光ダイオードからなるフォトカプラ駆動回路を備えている。   As shown in FIG. 4, the converter circuit 10a of FIG. 3 includes a converter main circuit 11a, a constant voltage control circuit 16, and a smoothing capacitor C1a. The constant voltage control circuit 16 includes a resistance voltage dividing circuit composed of resistors R2 and R3 for detecting an output voltage, an operational amplifier OP1 for amplifying an error of the output divided voltage with respect to a reference voltage Vr1, resistors R4 and R5a, a transistor Q1a, And a photocoupler drive circuit including a light emitting diode of the photocoupler PCa.

フォトカプラPCaの受光部側はコンバータ主回路11a内の1次側に設けていて、このコンバータ主回路11aの1次側回路は、フォトカプラPCaの受光部側の受光量が増すほどコンバータの出力電圧を低下させる方向に制御する。   The light receiving portion side of the photocoupler PCa is provided on the primary side in the converter main circuit 11a. The primary side circuit of the converter main circuit 11a outputs the output of the converter as the amount of light received on the light receiving portion side of the photocoupler PCa increases. Control in the direction to decrease the voltage.

ここで、出力電圧が上昇する場合を考えると、出力電圧が上昇するほどトランジスタQ1aのベース電流が増大し、したがってコレクタ電流も増大してフォトカプラPCaによるコンバータ主回路11aの1次側回路へのフィードバック量が増大して出力電圧が下降方向に作用する。出力電圧が下降した場合は逆に作用してフォトカプラPCaを介するコンバータ主回路11aの1次側回路へのフィードバック量が減少し、出力電圧が上昇方向に作用する。このようにして、基準電圧Vr1に応じた設定電圧が出力されることになる。   Here, considering the case where the output voltage rises, the base current of the transistor Q1a increases as the output voltage rises. Therefore, the collector current also increases, and the converter main circuit 11a to the primary circuit of the converter main circuit 11a is increased by the photocoupler PCa. The amount of feedback increases and the output voltage acts in the downward direction. When the output voltage drops, the reverse action occurs, the amount of feedback to the primary side circuit of the converter main circuit 11a via the photocoupler PCa decreases, and the output voltage acts in the increasing direction. In this way, a set voltage corresponding to the reference voltage Vr1 is output.

電流検出回路内の増幅回路12aは抵抗R6a,R7a,R8a,R9及びオペアンプOP2aで構成している。電流制御コンバータ21側の電流検出回路内の増幅回路12bについても同様に抵抗R6b,R7b,R8b,R9b及びオペアンプOP2bで構成している。誤差増幅回路13は抵抗R10,R11、コンデンサC2及びオペアンプOP3で構成している。   The amplifier circuit 12a in the current detection circuit includes resistors R6a, R7a, R8a, R9 and an operational amplifier OP2a. Similarly, the amplifier circuit 12b in the current detection circuit on the current control converter 21 side includes resistors R6b, R7b, R8b, R9b and an operational amplifier OP2b. The error amplifying circuit 13 includes resistors R10 and R11, a capacitor C2, and an operational amplifier OP3.

電流制御コンバータ21内の電流制御回路17は、誤差増幅回路13の出力電圧を分圧する抵抗R12,R13からなる抵抗分圧回路、抵抗R5b、トランジスタQ1b及びフォトカプラPCbの発光ダイオードからなるフォトカプラ駆動回路を備えている。   The current control circuit 17 in the current control converter 21 is a photocoupler drive comprising a resistance voltage dividing circuit comprising resistors R12 and R13 for dividing the output voltage of the error amplifier circuit 13, a resistor R5b, a transistor Q1b, and a light emitting diode of the photocoupler PCb. It has a circuit.

フォトカプラPCbの受光部側はコンバータ主回路11b内の1次側に設けていて、このコンバータ主回路11bの1次側回路は、フォトカプラPCbの受光量が増すほどコンバータの出力電圧を低下させる方向に制御する。   The light receiving part side of the photocoupler PCb is provided on the primary side in the converter main circuit 11b, and the primary side circuit of the converter main circuit 11b decreases the output voltage of the converter as the amount of light received by the photocoupler PCb increases. Control in the direction.

電流制御コンバータ21の出力電流が定電圧制御コンバータ20の出力電流よりも大きくなると、誤差増幅回路13の出力電圧は上昇するので、上記フィードバックは負帰還制御となって出力電流が安定化する。すなわち二つのコンバータの出力電流は同一に制御される。   When the output current of the current control converter 21 becomes larger than the output current of the constant voltage control converter 20, the output voltage of the error amplifying circuit 13 increases, so that the feedback becomes negative feedback control and the output current is stabilized. That is, the output currents of the two converters are controlled to be the same.

図4に示した回路構成により、誤差増幅回路13の出力電圧で電流制御回路17内のフォトカプラ駆動回路を直接制御することになる。すなわち、電流制御コンバータ21に備える電流検出回路の誤差増幅回路12bの出力電圧と、定電圧制御コンバータ20の電流検出回路の誤差増幅回路12aの出力電圧との差でコンバータ主回路11bのスイッチング部への帰還信号を直接制御することになる。   With the circuit configuration shown in FIG. 4, the photocoupler drive circuit in the current control circuit 17 is directly controlled by the output voltage of the error amplifier circuit 13. That is, the difference between the output voltage of the error amplification circuit 12b of the current detection circuit provided in the current control converter 21 and the output voltage of the error amplification circuit 12a of the current detection circuit of the constant voltage control converter 20 is sent to the switching unit of the converter main circuit 11b. The feedback signal is directly controlled.

このようにスイッチング部への帰還信号を直接制御することによって、特許文献1,2のようにスイッチング部への帰還信号が、出力電流の検出 → 電流比較 → 誤差増幅器に対する基準電圧の変動 → 電圧制御というようなフィードバック経路をとる間接制御である場合に比べて高い応答性が得られる。   By directly controlling the feedback signal to the switching unit in this way, the feedback signal to the switching unit as in Patent Documents 1 and 2 is detected as output current → current comparison → fluctuation of reference voltage for error amplifier → voltage control. Higher responsiveness can be obtained than in the case of indirect control taking a feedback path.

なお、コンバータ主回路11aと11bの回路構成は、一般的には同一であるが、違う特性を有するコンバータを用いても出力電流は同一となる。   The converter main circuits 11a and 11b generally have the same circuit configuration, but output currents are the same even if converters having different characteristics are used.

《第2の実施形態》
第2の実施形態に係る電源システムの構成を図5に示す。
第1の実施形態では1つの定電圧制御コンバータ20と1つの電流制御コンバータ21とを備えて合計2つのコンバータで構成したが、第2の実施形態は3つ以上のコンバータを備える場合の例である。図5においてこの電源システムは定電圧制御コンバータ20と複数の電流制御コンバータ21b〜21nを備えている。定電圧制御コンバータ20及び電流制御コンバータ21b〜21nの構成は第1の実施形態で示したものと同様である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5 shows a configuration of a power supply system according to the second embodiment.
In the first embodiment, one constant voltage control converter 20 and one current control converter 21 are provided and configured with a total of two converters. However, the second embodiment is an example in which three or more converters are provided. is there. In FIG. 5, the power supply system includes a constant voltage control converter 20 and a plurality of current control converters 21b to 21n. The configurations of the constant voltage control converter 20 and the current control converters 21b to 21n are the same as those shown in the first embodiment.

各電流制御コンバータ21b〜21nは、定電圧制御コンバータ20の電流検出回路15aの出力電圧と自身(電流制御コンバータ21b〜21n)の電流検出回路15b〜15nの出力電圧との差が小さくなる方向に出力電圧を制御する。   Each of the current control converters 21b to 21n decreases the difference between the output voltage of the current detection circuit 15a of the constant voltage control converter 20 and the output voltage of the current detection circuits 15b to 15n of itself (current control converters 21b to 21n). Control the output voltage.

このような構成により。定電圧制御コンバータ20の定電圧作用によって負荷14に対する出力電圧は設定電圧に保たれ、各電流制御コンバータ21b〜21nは定電圧制御コンバータ20の出力電流と等しくなるように電流制御を行うので、結局全てのコンバータの出力電流が揃って電力バランスがとれることになる。   With such a configuration. Since the output voltage with respect to the load 14 is maintained at the set voltage by the constant voltage action of the constant voltage control converter 20, each current control converter 21b to 21n performs current control so as to be equal to the output current of the constant voltage control converter 20. The output currents of all the converters are gathered to balance the power.

《第3の実施形態》
第3の実施形態に係る電源システムの構成を、図6を参照して説明する。
電源システム全体の構成は図3に示したものと同様である。図6は第3の実施形態における電流制御コンバータ21内のコンバータ回路10bの回路図である。
<< Third Embodiment >>
A configuration of a power supply system according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
The configuration of the entire power supply system is the same as that shown in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of the converter circuit 10b in the current control converter 21 in the third embodiment.

図6において電流制御回路17は、誤差増幅回路13の出力電圧を分圧する抵抗R12,R13からなる抵抗分圧回路、抵抗R5b、トランジスタQ1b及びフォトカプラPCbの発光ダイオードからなるフォトカプラ駆動回路を備えている。   In FIG. 6, the current control circuit 17 includes a resistance voltage dividing circuit including resistors R12 and R13 that divides the output voltage of the error amplifier circuit 13, and a photocoupler driving circuit including a resistor R5b, a transistor Q1b, and a light emitting diode of the photocoupler PCb. ing.

このコンバータ回路10bにはさらに出力電圧制限回路18を設けている。出力電圧制限回路18は、抵抗R15,R16,R14、基準電圧Vr2発生回路、オペアンプOP4及びトランジスタQ2を備えている。   The converter circuit 10b is further provided with an output voltage limiting circuit 18. The output voltage limiting circuit 18 includes resistors R15, R16, R14, a reference voltage Vr2 generation circuit, an operational amplifier OP4, and a transistor Q2.

フォトカプラPCbの受光部側はコンバータ主回路11b内の1次側に設けていて、このコンバータ主回路11bの1次側回路は、フォトカプラPCbの受光量が増すほどコンバータ回路10bの出力電圧を低下させる方向に制御する。   The light receiving portion side of the photocoupler PCb is provided on the primary side in the converter main circuit 11b. The primary side circuit of the converter main circuit 11b increases the output voltage of the converter circuit 10b as the amount of light received by the photocoupler PCb increases. Control in the direction to decrease.

ここで、抵抗R15,R16による抵抗分圧電圧が基準電圧Vr2を超えない状態を考えると、オペアンプOP4の出力電圧がローレベルとなって、トランジスタQ2はオフ状態となる。すなわち、出力電圧制限回路18による出力電圧の制限作用はない。   Here, considering a state where the resistance divided voltage by the resistors R15 and R16 does not exceed the reference voltage Vr2, the output voltage of the operational amplifier OP4 becomes low level, and the transistor Q2 is turned off. That is, the output voltage limiting circuit 18 does not limit the output voltage.

もし、コンバータ回路10bの出力電圧が上昇して抵抗R15,R16による抵抗分圧電圧が基準電圧Vr2を超えるとオペアンプOP4の出力電圧が正方向に上昇し、トランジスタQ2のコレクタ電流が増大する。このことにより、フォトカプラPCbによるコンバータ主回路11bの1次側へのフィードバック量が増大する。そのためコンバータ回路10bの出力電圧の上昇が抑制される。   If the output voltage of the converter circuit 10b rises and the resistance divided voltage by the resistors R15 and R16 exceeds the reference voltage Vr2, the output voltage of the operational amplifier OP4 rises in the positive direction, and the collector current of the transistor Q2 increases. As a result, the amount of feedback to the primary side of converter main circuit 11b by photocoupler PCb increases. For this reason, an increase in the output voltage of the converter circuit 10b is suppressed.

このように抵抗R15,R16による抵抗分圧電圧が基準電圧Vr2を超える状態になると出力電圧の上昇が制限される。この出力電圧制限回路18の上限電圧は定電圧制御コンバータ20の設定電圧よりも高い所定電圧に設定されている。そのため負荷の急変時等にこのコンバータ回路10bの出力電圧が上昇するような場合でも、その上限が定電圧制御コンバータ20の設定電圧を極端に超えることはないので、結局負荷14aには安定した設定電圧が供給されることになる。   As described above, when the resistance divided voltage by the resistors R15 and R16 exceeds the reference voltage Vr2, the increase of the output voltage is limited. The upper limit voltage of the output voltage limiting circuit 18 is set to a predetermined voltage higher than the set voltage of the constant voltage control converter 20. For this reason, even when the output voltage of the converter circuit 10b increases when the load suddenly changes, the upper limit thereof does not extremely exceed the set voltage of the constant voltage control converter 20, so that the load 14a is stably set after all. A voltage will be supplied.

従来技術による電源システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power supply system by a prior art. 特許文献1に示されている電源システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply system shown by patent document 1. FIG. 第1の実施形態に係る電源システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power supply system according to a first embodiment. 同電源システムの回路図である。It is a circuit diagram of the power supply system. 第2の実施形態に係る電源システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply system which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る電源システムで用いる電流制御コンバータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the current control converter used with the power supply system which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10−コンバータ回路
11−コンバータ主回路
12−増幅回路
13−誤差増幅回路
14−負荷
15−電流検出回路
16−定電圧制御回路
17−電流制御回路
18−出力電圧制限回路
20−定電圧制御コンバータ
21−電流制御コンバータ
10-converter circuit 11-converter main circuit 12-amplifier circuit 13-error amplifier circuit 14-load 15-current detection circuit 16-constant voltage control circuit 17-current control circuit 18-output voltage limiting circuit 20-constant voltage control converter 21 -Current control converter

Claims (3)

入力電源電圧をスイッチングするスイッチング部と、スイッチングされた電圧を平滑して直流電圧を出力する平滑部と、をそれぞれ備えた複数のコンバータを設け、それら複数のコンバータにより同一負荷に電力を供給する電源システムであって、
前記複数のコンバータのうち一つは、出力電圧を検出するとともに該出力電圧を設定電圧に保つ定電圧制御回路を備えた定電圧制御コンバータであり、前記複数のコンバータのうち他のコンバータは、自身の出力電流が前記定電圧制御コンバータの出力電流と同一になるように制御する電流制御回路を備えた電流制御コンバータである電源システム。
A power supply that provides a plurality of converters each including a switching unit that switches input power supply voltage and a smoothing unit that smoothes the switched voltage and outputs a DC voltage, and supplies power to the same load by the plurality of converters A system,
One of the plurality of converters is a constant voltage control converter including a constant voltage control circuit that detects an output voltage and maintains the output voltage at a set voltage, and the other converters of the plurality of converters are themselves The power supply system which is a current control converter provided with the current control circuit which controls so that the output current of may become the same as the output current of the said constant voltage control converter.
前記定電圧制御コンバータおよび前記電流制御コンバータは、それらの出力電流ラインに設けた電流検出用抵抗の降下電圧を増幅して前記出力電流に比例した電圧信号を発生する電流検出回路をそれぞれ備え、
前記電流制御回路は、当該電流制御回路と共に前記電流制御コンバータに備える電流検出回路の出力電圧と前記定電圧制御コンバータの電流検出回路の出力電圧との差で前記スイッチング部への帰還信号を直接制御する請求項1に記載の電源システム。
The constant voltage control converter and the current control converter each include a current detection circuit that amplifies a voltage drop of a current detection resistor provided in the output current line and generates a voltage signal proportional to the output current,
The current control circuit directly controls a feedback signal to the switching unit by a difference between an output voltage of a current detection circuit included in the current control converter together with the current control circuit and an output voltage of a current detection circuit of the constant voltage control converter. The power supply system according to claim 1.
前記電流制御コンバータは、出力電圧を検出するとともに、当該出力電圧が前記定電圧制御コンバータの前記設定電圧よりも高い所定電圧を超えないように出力電圧を制限する出力電圧制限回路を備えた請求項1または2に記載の電源システム。   The current control converter includes an output voltage limiting circuit that detects an output voltage and limits the output voltage so that the output voltage does not exceed a predetermined voltage higher than the set voltage of the constant voltage control converter. The power supply system according to 1 or 2.
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