JP2008289334A - Switching power supply device, and power supply control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子機器に供給する電力を生成するためのスイッチング電源装置および同電源装置を制御するための電源制御方法に関する。 The present invention relates to a switching power supply device for generating electric power to be supplied to an electronic device and a power supply control method for controlling the power supply device.
一般に、スイッチング電源装置においては、コンデンサインプット型の平滑化回路が用いられている。コンデンサインプット型の平滑化回路によって平滑化された直流電圧は、スイッチングレギュレータのようなスイッチング方式のDC/DCコンバータによって所望の直流電圧に変換された後に負荷に供給される。 Generally, in a switching power supply device, a capacitor input type smoothing circuit is used. The DC voltage smoothed by the capacitor input type smoothing circuit is converted into a desired DC voltage by a switching DC / DC converter such as a switching regulator and then supplied to the load.
また、コンデンサインプット型の平滑化回路を用いたスイッチング電源装置においては、その力率を改善するために、整流回路と入力平滑コンデンサとの間には、昇圧型レギュレータなどから構成される力率改善回路が設けられている。 In addition, in a switching power supply device using a capacitor input type smoothing circuit, a power factor improvement composed of a boost regulator or the like is provided between the rectifier circuit and the input smoothing capacitor in order to improve the power factor. A circuit is provided.
しかし、力率改善回路を備えた従来のスイッチング電源装置においては、その負荷としての電子機器が省電力モード時であっても、整流回路からの電流は常に力率改善回路を介してスイッチング型DC/DCコンバータに流れる。このため、力率改善の不要な省電力モード時であっても、力率改善回路内のインダクタやダイオードによって電力が無駄に消費されることになる。 However, in the conventional switching power supply device equipped with the power factor correction circuit, the current from the rectifier circuit is always switched via the power factor correction circuit even when the electronic device as the load is in the power saving mode. / Flows to DC converter. For this reason, even in the power saving mode that does not require power factor correction, power is wasted by the inductors and diodes in the power factor correction circuit.
そこで、力率改善回路の消費電力を低減するための幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献1、2には、第1および第2の2つの整流回路と、これら2つの整流回路の一方に交流電源を接続するスイッチとを設け、交流電源→第1の整流回路→力率改善回路→平滑コンデンサという、力率改善回路を経由する電力供給経路と、交流電源→第2の整流回路→平滑コンデンサという、力率改善回路を経由しない電力供給経路とを、選択的に使用するスイッチング電源装置が開示されている。
Accordingly, several techniques for reducing the power consumption of the power factor correction circuit have been proposed. For example, in
また、特許文献3には、省電力モード時に力率改善機能を停止するスイッチング電源装置が開示されている。
しかし、特許文献1、特許文献2に開示されているようなスイッチング電源装置の構成では、2つの電力供給経路それぞれに整流器が必要であり、また2つの電力供給経路を切り替えるための専用のスイッチも必要となり、部品点数が多くなるという問題があった。
However, in the configuration of the switching power supply as disclosed in
また、特許文献3に開示されているようなスイッチング電源装置は、省電力モード時に力率改善制御機能を停止させているため、その分の消費電流を削減することができる。しかし、電力供給経路内には力率改善回路が含まれているため、力率改善回路内のインダクタ、ダイオードには微小な電流が流れてしまい、その分だけ無駄な電力が消費されるという問題があった。 Moreover, since the switching power supply device as disclosed in Patent Document 3 stops the power factor correction control function in the power saving mode, the current consumption can be reduced accordingly. However, since a power factor correction circuit is included in the power supply path, a minute current flows through inductors and diodes in the power factor correction circuit, and unnecessary power is consumed accordingly. was there.
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、少ない部品点数で、省電力モード時における消費電力を効率よく低減することが可能なスイッチング電源装置および電源制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a switching power supply apparatus and a power supply control method capable of efficiently reducing power consumption in a power saving mode with a small number of parts. And
上述の課題を解決するため、本発明のスイッチング電源装置は、入力交流電圧を整流する整流回路の出力端に接続された力率改善回路と、前記力率改善回路の出力端に平滑コンデンサを介して接続され、第1のスイッチ素子をスイッチング制御することによって、入力直流電圧を、負荷に供給するための所定の直流電圧に変換するスイッチング方式のDC/DCコンバータと、前記力率改善回路をバイパスするように前記整流回路の出力端と前記力率改善回路の出力端との間に接続された第2のスイッチ素子と、前記負荷に供給される前記DC/DCコンバータの出力電流を検出し、前記出力電流が所定値以上の場合には前記第2のスイッチ素子をオフ状態に設定し、前記出力電流が所定値よりも少ない場合には前記第2のスイッチ素子をオン状態に設定する制御回路とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a switching power supply device according to the present invention includes a power factor correction circuit connected to an output terminal of a rectifier circuit that rectifies an input AC voltage, and a smoothing capacitor connected to an output terminal of the power factor correction circuit. The switching type DC / DC converter which converts the input DC voltage into a predetermined DC voltage to be supplied to the load by switching the first switch element and bypassing the power factor correction circuit Detecting the output current of the second switch element connected between the output terminal of the rectifier circuit and the output terminal of the power factor correction circuit, and the DC / DC converter supplied to the load, When the output current is greater than or equal to a predetermined value, the second switch element is set to an off state, and when the output current is less than the predetermined value, the second switch element is turned off. Characterized by comprising a control circuit for setting the state.
また、本発明は、前記DC/DCコンバータは、トランスと、前記トランスの1次側に接続され、前記第1のスイッチ素子を含む入力回路部と、前記トランスの1次側に接続された平滑化回路から供給される電源電圧によって駆動され、前記DC/DCコンバータの出力電圧の値に応じて前記第1のスイッチ素子をスイッチング制御するスイッチング制御回路と、前記トランスの2次側に接続された出力用平滑化回路とを含み、前記力率改善回路は、第3のスイッチ素子を含むスイッチング型昇圧回路と、前記トランスの1次側に接続された前記平滑化回路から供給される電源電圧によって駆動され、前記第3のスイッチ素子をスイッチング制御する力率改善制御回路とを含み、前記平滑化回路の出力端と前記力率改善制御回路との間に接続された第4のスイッチ素子をさらに具備し、前記制御回路は、前記出力電流が所定値以上の場合には前記第4のスイッチ素子をオン状態に設定し、前記出力電流が所定値よりも少ない場合には前記第4のスイッチ素子をオフ状態に設定することを特徴とする。 In the present invention, the DC / DC converter is connected to a transformer, a primary side of the transformer, an input circuit unit including the first switch element, and a smoothing connected to the primary side of the transformer. A switching control circuit that is driven by a power supply voltage supplied from the control circuit and controls the switching of the first switch element according to the value of the output voltage of the DC / DC converter, and is connected to the secondary side of the transformer An output smoothing circuit, and the power factor correction circuit includes a switching booster circuit including a third switch element and a power supply voltage supplied from the smoothing circuit connected to the primary side of the transformer. A power factor correction control circuit that is driven to control the switching of the third switch element, and is connected between the output terminal of the smoothing circuit and the power factor correction control circuit And the control circuit sets the fourth switch element to an ON state when the output current is greater than or equal to a predetermined value, and the output current is less than the predetermined value. In this case, the fourth switch element is set in an off state.
本発明によれば、少ない部品点数で、省電力モード時における消費電力を効率よく低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently reduce power consumption in the power saving mode with a small number of parts.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
このスイッチング電源装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、AV機器、のような各種電子機器の電源装置として使用される。この場合、スイッチング電源装置は、電子機器内に内蔵される形態や、あるいは外部ACアダプタ等として実現することができる。このスイッチング電源装置は、交流電源1から負荷に供給すべき直流電力を生成するためのものであり、整流回路2、力率改善回路100、平滑コンデンサ8、DC/DCコンバータ200、スイッチ素子3(第2のスイッチ素子)、制御回路300等から構成されている。
The switching power supply device is used as a power supply device for various electronic devices such as personal computers and AV equipment. In this case, the switching power supply device can be realized as a form incorporated in an electronic device or as an external AC adapter. This switching power supply device is for generating DC power to be supplied from an
整流回路2は、交流電源1からの入力交流電圧を整流する。この整流回路2の出力端には、スイッチング方式の昇圧回路などから構成される力率改善回路100が接続されている。力率改善回路100の出力端には平滑コンデンサ8を介してDC/DCコンバータ200が接続されている。DC/DCコンバータ200は、その内部のスイッチ素子をスイッチング制御することによって、平滑コンデンサ8を介して入力される直流電圧を、負荷に供給するための所定の直流電圧に変換するスイッチング方式のDC/DCコンバータである。DC/DCコンバータ200の正出力端子13,負出力端子14には、負荷が接続される。
The rectifier circuit 2 rectifies the input AC voltage from the
スイッチ素子3は、負荷の省電力モード時に力率改善回路100によって消費される無駄な電力を低減するための半導体スイッチであり、力率改善回路100をバイパスするように整流回路2の出力端と力率改善回路100の出力端との間に接続されている。スイッチ素子3は例えばFETから構成されており、そのドレイン・ソース間の電流通路の一端が整流回路2の出力端に接続され、他端が力率改善回路100の出力端に接続されている。
The switch element 3 is a semiconductor switch for reducing wasted power consumed by the power
制御回路300は、DC/DCコンバータ200の出力に接続された電流検出用抵抗12を用いてDC/DCコンバータ200の出力電流を検出し、この検出された出力電流値に応じて、スイッチ素子(FET)3をオフ状態またはオン状態に設定する。すなわち、制御回路300は、図2に示すように、出力電流が所定値以上の場合(負荷が通常モードの場合)には、スイッチ素子(FET)3をオフ状態に設定し、出力電流が所定値よりも少ない場合(負荷が省電力モードの場合)にはスイッチ素子(FET)3をオン状態に設定する。スイッチ素子(FET)3がオンされた時、整流回路2の出力はスイッチ素子(FET)3を介して平滑コンデンサ8に直接的に接続される。このため、力率改善回路100にはほとんど電流が流れなくなり、省電力モード時における力率改善回路100の電力消費を大幅に低減することができる。
The
次に、図3を参照して、本実施形態のスイッチング電源装置の具体的な回路構成の例を説明する。 Next, an example of a specific circuit configuration of the switching power supply device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図3のスイッチング電源装置においては、整流回路2は、ブリッジダイオードから構成されている。また力率改善回路100は、インダクタ4、FET5(第3のスイッチ素子)、ダイオード6、および力率改善制御回路7から構成されている。力率改善制御回路7は、FET5をスイッチング制御して整流回路2からの電圧よりも高い出力電圧を生成する。この力率改善制御回路7は、トランス9の一次側に接続された平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)から供給される電源電圧によって駆動される。
In the switching power supply device of FIG. 3, the rectifier circuit 2 is composed of a bridge diode. The power
DC/DCコンバータ200は絶縁型のスイッチングレギュレータであり、トランス9と、トランス9の1次側に接続された入力回路部と、トランスの2次側に接続された出力用平滑化回路(ダイオード10、コンデンサ11)等を含んでいる。入力回路部には、FET(第1のスイッチ素子)16が設けられている。FET(第1のスイッチ素子)16は、パルス幅変調(PWM)制御回路20からのスイッチング制御信号(PWM信号)によってスイッチング制御される。PWM制御回路20は、フォトカプラなどを用いて実現される電圧検出回路400によって検出されるDC/DCコンバータ200の出力電圧の値に応じてFET(第1のスイッチ素子)16をスイッチング制御するためのスイッチング制御回路である。PWM制御回路20から出力されるPWM信号のオンデューティ比は、DC/DCコンバータ200の出力電圧と基準電圧値との差分値に応じて可変制御される。PWM制御回路20も、力率改善制御回路7と同じく、トランス9の一次側に接続された平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)から供給される電源電圧によって駆動される。
The DC /
PWM制御回路20は平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)の出力端に直接的に接続されているが、力率改善制御回路7はPNPトランジスタ(第4のスイッチ素子)17を介して平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)の出力端に接続されている。PNPトランジスタ(第4のスイッチ素子)17は、省電力モード時における力率改善制御回路7への電源供給を遮断するための回路として機能する。
The
フォトカプラ23、エラーアンプ24、およびオペアンプ25は、図1の制御回路300として機能する。オペアンプ25は、電流検出用抵抗12の両端の電圧を検出する検出回路である。エラーアンプ24は、オペアンプ25によって検出された電圧と基準電圧26とを比較し、その差分値に応じた信号を出力する。フォトカプラ23は、発光ダイオード27とフォトトランジスタ28とから構成されている。フォトトランジスタ28のコレクタはFET3のゲートに接続されると共に、抵抗18を介してトランジスタ17のベースに接続されている。また、このトランジスタ17のベース・エミッタ間には抵抗19が接続されている。
The
フォトカプラ23は、エラーアンプ24からの出力信号に応じて、DC/DCコンバータ200の出力電流が所定値以上である場合にはFET3をオフ状態に設定し且つトランジスタ17をオン状態に設定するための第1の値の制御信号を出力し、DC/DCコンバータ200出力電流が所定値よりも少ない場合にはFET3をオン状態に設定し且つトランジスタ17をオフ状態に設定するための第2の値の制御信号を出力する、ように構成されている。
In response to the output signal from the
ここで、図4のタイミングチャートを参照しつつ、図3のスイッチング電源装置の省電力モード時の動作について説明する。 Here, the operation in the power saving mode of the switching power supply device of FIG. 3 will be described with reference to the timing chart of FIG.
なお、図4のタイミングチャートは、フォトカプラ23内部のダイオード27の信号、フォトカプラ23内部のトランジスタ28のコレクタ・エミッタ間電圧、トランジスタ28のコレクタ電流、トランジスタ17のコレクタ・エミッタ間電圧、トランジスタ17のコレクタ電流、FET3のドレイン・ソース間電圧、FET3のドレイン電流の遷移を示している。
4 shows the signal of the
省電力モード時には、電流検出用抵抗12に流れる電流は小さくなり、電流検出用抵抗12の両端の電位差も小さくなる。このため、オペアンプ25の出力は基準電圧26よりも小さくなり、エラーアンプ24の出力は負の値になる。これにより、フォトカプラ23内部のダイオード27は発光せず、フォトカプラ23内部のトランジスタ28はオフとなり、トランジスタ28のコレクタ電流はゼロになる。
In the power saving mode, the current flowing through the
フォトカプラ23内部のトランジスタ28はオフになると、トランジスタ17のベース電流が引き抜かれなくなるため、トランジスタ17はオフし、トランジスタ17のコレクタ電流はゼロになる。これにより、平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)からPWM制御回路20への電力供給は維持されるが、平滑化回路(ダイオード21、コンデンサ22)から力率改善制御回路7への電力供給は停止され、力率改善制御回路7は動作を停止する。
When the
また、フォトカプラ23内部のトランジスタ28はオフになることにより、FET3のゲートに正電圧が加わり、FET3はオンする。このFET3のオンにより、整流回路2→インダクタ4→ダイオード6→平滑コンデンサ8(経路1と称する)という経路の他に、整流回路2→FET3→平滑コンデンサ8(経路2と称する)という経路ができる。
Further, when the
従来では、経路2がないため、インダクタ4の巻線抵抗をRL、ダイオード6の順方向電圧をVrmとし、ダイオード6に流れる電流をIprmsとすると、力率改善回路100による消費電力は、
RL×Iprms2+Vrm×Iprms
となっていた。また、ダイオード6の抵抗Rrmを求めると、
Vrm/Iprms
となり、Iprms<<Vrmとすると、Rrmはかなり大きな値となっていた。
Conventionally, since there is no path 2, if the winding resistance of the
RL × Iprms 2 + Vrm × Iprms
It was. Further, when the resistance Rrm of the diode 6 is obtained,
Vrm / Iprms
Thus, when Iprms << Vrm, Rrm was a considerably large value.
しかし、本実施形態では、経路1に並列の経路2があるので、FET3のオン抵抗をRon、FET3に流れる電流をIdrms、インダクタ4、ダイオード6に流れる漏れ電流をIdLDrmsとすると、消費電力は、
Ron×Idrms2+RL×IdLDrms2
+(Ron×Idrms−RL×IdLDrms)×IdLDrms
となる。なお、(Ron×Idrms−RL×IdLDrms)は、経路2が存在する場合におけるダイオード6の両端の電圧である。よって、
(RL×Iprms2+Vrm×Iprms)
−(Ron×Idrms2+RL×IdLDrms2
+(Ron×Idrms−RL×IdLDrms)×IdLDrms)
の電力が削減される。
However, in the present embodiment, since there is a path 2 in parallel with the
Ron × Idrms 2 + RL × IdLrms 2
+ (Ron * Idrms-RL * IdLDrms) * IdLDrms
It becomes. Note that (Ron × Idrms−RL × IdLDrms) is a voltage across the diode 6 when the path 2 exists. Therefore,
(RL × Iprms 2 + Vrm × Iprms)
− (Ron × Idrms 2 + RL × IdLDrms 2
+ (Ron * Idrms-RL * IdLDrms) * IdLDrms)
Power is reduced.
また、力率改善制御回路7も停止されるため、更なる省電力化を実現できる。 Further, since the power factor correction control circuit 7 is also stopped, further power saving can be realized.
RL=0.05Ω、Iprms=30mA、Vrm=0.6V、Ron=0.5Ω、IdLDrms=0.1mAとすると、経路1のみの従来の構成の消費電力は、
RL×Iprms2+Vrm×Iprms
=0.05Ω×(30mA)2+0.6V×30mA
=18.04mW
となる。経路1の他に経路2がある本実施形態での消費電力は、
Ron×Idrms2+RL×IdLDrms2
+(Ron×Idrms−RL×IdLDrms)×IdLDrms
=0.5Ω×(30mA−0.1mA)2+0.05Ω×(0.1mA)2
+(0.5Ω×(30mA−0.1mA)−0.05Ω×0.1mA)×0.1mA
=0.5Ω×(29.9mA)2+0.05Ω×(0.1mA)2+(0.5Ω×29.9mA−0.05Ω×0.1mA)×0.1mA
=0.4485mW
となる。18.04mW−0.4485mW=17.59mWもの電力を削減することができる。
When RL = 0.05Ω, Iprms = 30 mA, Vrm = 0.6 V, Ron = 0.5Ω, IdLDrms = 0.1 mA, the power consumption of the conventional configuration of
RL × Iprms 2 + Vrm × Iprms
= 0.05Ω × (30 mA) 2 +0.6 V × 30 mA
= 18.04mW
It becomes. The power consumption in this embodiment in which there is a route 2 in addition to the
Ron × Idrms 2 + RL × IdLrms 2
+ (Ron * Idrms-RL * IdLDrms) * IdLDrms
= 0.5Ω × (30 mA-0.1 mA) 2 + 0.05Ω × (0.1 mA) 2
+ (0.5Ω × (30 mA−0.1 mA) −0.05Ω × 0.1 mA) × 0.1 mA
= 0.5Ω × (29.9mA) 2 + 0.05Ω × (0.1mA) 2 + (0.5Ω × 29.9mA-0.05Ω × 0.1mA) × 0.1mA
= 0.4485mW
It becomes. 18.04 mW−0.4485 mW = 17.59 mW of power can be reduced.
よって、17.59mW/18.04mW×100=97.5%の消費電力削減が可能となる。 Therefore, the power consumption can be reduced by 17.59 mW / 18.04 mW × 100 = 97.5%.
以上のように、本実施形態においては、省電力モード時のみ半導体スイッチであるFET3をオンして経路2を有効としているので、通常モード時には、1個の整流器2の出力を、経路1を介して平滑コンデンサ8に転送でき、且つ省電力モード時には、1個の整流器2の出力を経路2を介して平滑コンデンサ8に直接的に転送することできる。よって、2つの整流器と専用の切り替えスイッチとを用いる従来の構成に比し、部品点数を削減することができ、コスト削減、省スペース化を実現することができる。また、経路切り替えのために半導体スイッチであるFET3を用いているので、瞬停の心配もなく、スムーズな切り替えを実現することができる。また、省電力モード時には、FET3をオンするのみならず、トランジスタ17をオフして力率改善制御回路7への電源供給を停止しているので、更なる省電力化を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the FET 3 that is a semiconductor switch is turned on only in the power saving mode and the path 2 is enabled. Therefore, in the normal mode, the output of one rectifier 2 is passed through the
なお、本実施形態のスイッチング電源装置は、例えば、交流電力から所定の直流電力を生成するACアダプタとして利用できるほか、力率改善機能付きのDC/DCコンバータとしても利用することができる。 Note that the switching power supply device of the present embodiment can be used as, for example, an AC adapter that generates predetermined DC power from AC power, and can also be used as a DC / DC converter with a power factor correction function.
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…交流電源、2…整流回路、3…FET(第2のスイッチ素子)、4…インダクタ、5…FET(第3のスイッチ素子)、6…ダイオード、7…力率改善制御回路、16…FET(第1のスイッチ素子)、100…力率改善回路、200…DC/DCコンバータ、300…制御回路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記力率改善回路の出力端に平滑コンデンサを介して接続され、第1のスイッチ素子をスイッチング制御することによって、入力直流電圧を、負荷に供給するための所定の直流電圧に変換するスイッチング方式のDC/DCコンバータと、
前記力率改善回路をバイパスするように前記整流回路の出力端と前記力率改善回路の出力端との間に接続された第2のスイッチ素子と、
前記負荷に供給される前記DC/DCコンバータの出力電流を検出し、前記出力電流が所定値以上の場合には前記第2のスイッチ素子をオフ状態に設定し、前記出力電流が所定値よりも少ない場合には前記第2のスイッチ素子をオン状態に設定する制御回路とを具備することを特徴とするスイッチング電源装置。 A power factor correction circuit connected to the output terminal of the rectifier circuit that rectifies the input AC voltage;
A switching system that is connected to an output terminal of the power factor correction circuit via a smoothing capacitor and converts the input DC voltage to a predetermined DC voltage to be supplied to the load by switching control of the first switch element. A DC / DC converter;
A second switch element connected between an output terminal of the rectifier circuit and an output terminal of the power factor correction circuit so as to bypass the power factor correction circuit;
The output current of the DC / DC converter supplied to the load is detected, and when the output current is greater than or equal to a predetermined value, the second switch element is set to an off state, and the output current is less than the predetermined value. A switching power supply device comprising: a control circuit that sets the second switch element to an ON state when the number is small.
前記力率改善回路は、第3のスイッチ素子を含むスイッチング型昇圧回路と、前記トランスの1次側に接続された前記平滑化回路から供給される電源電圧によって駆動され、前記第3のスイッチ素子をスイッチング制御する力率改善制御回路とを含み、
前記平滑化回路の出力端と前記力率改善制御回路との間に接続された第4のスイッチ素子をさらに具備し、
前記制御回路は、前記出力電流が所定値以上の場合には前記第4のスイッチ素子をオン状態に設定し、前記出力電流が所定値よりも少ない場合には前記第4のスイッチ素子をオフ状態に設定することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 The DC / DC converter is supplied from a transformer, an input circuit unit including the first switch element connected to the primary side of the transformer, and a smoothing circuit connected to the primary side of the transformer. A switching control circuit that is driven by a power supply voltage and controls the switching of the first switch element according to the value of the output voltage of the DC / DC converter; and an output smoothing circuit connected to the secondary side of the transformer; Including
The power factor correction circuit is driven by a power supply voltage supplied from a switching booster circuit including a third switch element and the smoothing circuit connected to a primary side of the transformer, and the third switch element Including a power factor correction control circuit for controlling switching,
A fourth switch element connected between the output terminal of the smoothing circuit and the power factor correction control circuit;
The control circuit sets the fourth switch element to an on state when the output current is greater than or equal to a predetermined value, and turns off the fourth switch element when the output current is less than a predetermined value. The switching power supply device according to claim 1, wherein
前記負荷に供給される前記DC/DCコンバータの出力電流を検出するステップと、
前記出力電流が所定値以上の場合、前記力率改善回路をバイパスするように前記整流回路の出力端と前記力率改善回路の出力端との間に接続された第2のスイッチ素子をオフ状態に設定するステップと、
前記出力電流が所定値よりも少ない場合、前記第2のスイッチ素子をオン状態に設定するステップとを具備することを特徴とする電源制御方法。 A power factor correction circuit connected to the output terminal of the rectifier circuit for rectifying the input AC voltage; and a switching capacitor connected to the output terminal of the power factor correction circuit via a smoothing capacitor to control switching of the first switch element, A power supply control method for controlling a switching power supply device including a switching DC / DC converter that converts an input DC voltage into a predetermined DC voltage to be supplied to a load,
Detecting an output current of the DC / DC converter supplied to the load;
When the output current is greater than or equal to a predetermined value, the second switch element connected between the output terminal of the rectifier circuit and the output terminal of the power factor correction circuit is turned off so as to bypass the power factor correction circuit Step to set to
And a step of setting the second switch element to an ON state when the output current is less than a predetermined value.
前記力率改善回路は、第3のスイッチ素子を含むスイッチング型昇圧回路と、前記トランスの1次側に接続された前記平滑化回路から供給される電源電圧によって駆動され、前記第3のスイッチ素子をスイッチング制御する力率改善制御回路とを含み、
前記出力電流が所定値以上の場合、前記平滑化回路の出力端と前記力率改善制御回路との間に接続された第4のスイッチ素子をオン状態に設定するステップと、
前記出力電流が所定値よりも少ない場合、前記第4のスイッチ素子をオフ状態に設定するステップとをさらに具備することを特徴とする請求項4記載の電源制御方法。 The DC / DC converter is supplied from a transformer, an input circuit unit including the first switch element connected to the primary side of the transformer, and a smoothing circuit connected to the primary side of the transformer. A switching control circuit that is driven by a power supply voltage and controls the switching of the first switch element according to the value of the output voltage of the DC / DC converter; and an output smoothing circuit connected to the secondary side of the transformer; Including
The power factor correction circuit is driven by a power supply voltage supplied from a switching booster circuit including a third switch element and the smoothing circuit connected to a primary side of the transformer, and the third switch element Including a power factor correction control circuit for controlling switching,
When the output current is equal to or greater than a predetermined value, setting a fourth switch element connected between the output terminal of the smoothing circuit and the power factor correction control circuit to an ON state;
5. The power supply control method according to claim 4, further comprising a step of setting the fourth switch element to an OFF state when the output current is less than a predetermined value.
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US8582336B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply circuit capable of handling direct current and alternating current and power supply control method |
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