JP2009171752A - Power supply circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve drooping characteristics of an output voltage of a power supply circuit when executing constant-current control on the basis of a current flowing in the primary side of the power supply circuit. <P>SOLUTION: The power supply circuit 31 includes a transformer 37, in which a voltage converted from a DC current into an AC current by MOSFETs 32-35 is applied to a primary-side coil 37-1, diodes 39, 40 for rectifying output of the transformer 37, and a coil 41 and a capacitor 42 for smoothing the rectified voltage. A control circuit 1 controls each operation of the MOSFETs 32-35 so that an output voltage Vout of the power supply circuit becomes constant. When an output current Iout converted from a current flowing in the primary side exceeds a prescribed current Ir, the control circuit controls each operation of the MOSFETs 32-35 such that the output voltage Vout is reduced in response to an increase of an addition result between the output current Iout and a correction value based on the output voltage Vout. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源回路の出力電流が所定電流を超えているとき、その出力電流の増加に応じて電源回路の出力電圧を下げていく定電流制御を行う電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit that performs constant current control in which when the output current of a power supply circuit exceeds a predetermined current, the output voltage of the power supply circuit is lowered in accordance with an increase in the output current.

図3は、従来の制御回路を備える電源回路を示す図である。
図3に示す電源回路31は、nチャンネルのMOSFET32〜35と、直流電源36と、トランス37、38と、ダイオード39、40により構成される整流回路と、コイル41及びコンデンサ42により構成される平滑回路と、ダイオード57〜60により構成される全波整流回路とを備えて構成されている。すなわち、MOSFET32のソース端子はMOSFET33のドレイン端子及びトランス38の1次側コイル38−1を介したトランス37の1次側コイル37−1の一方端に接続され、MOSFET34のソース端子はMOSFET35のドレイン端子及び1次側コイル37−1の他方端に接続されている。MOSFET32、34のそれぞれのドレイン端子は直流電源36のプラス端子に接続され、MOSFET33、35のそれぞれのソース端子は直流電源36のマイナス端子に接続されている。ダイオード40のカソード端子はトランス37の2次側コイル37−2の一方端に接続され、ダイオード39のカソード端子はトランス37の2次側コイル37−2の他方端に接続されている。トランス37の2次側コイル37−2のセンタータップはコイル41を介してコンデンサ42の一方端及び電源回路31の一方の出力端子に接続され、ダイオード39のアノード端子はダイオード40のアノード端子、コンデンサ42の他方端、及び電源回路31の他方の出力端子に接続されている。トランス38の2次側コイル38−2の一方端は、ダイオード57のアノード端子及びダイオード58のカソード端子に接続され、トランス38の2次側コイル38−2の他方端は、ダイオード59のアノード端子及びダイオード60のカソード端子に接続されている。ダイオード57のカソード端子とダイオード59のカソード端子とが互いに接続され、ダイオード58のアノード端子とダイオード60のアノード端子がグランドに接続されている。
FIG. 3 is a diagram showing a power supply circuit including a conventional control circuit.
A power supply circuit 31 shown in FIG. 3 includes a rectifier circuit including n-channel MOSFETs 32 to 35, a DC power supply 36, transformers 37 and 38, and diodes 39 and 40, and a smoothing circuit including a coil 41 and a capacitor 42. The circuit includes a full-wave rectifier circuit composed of diodes 57-60. That is, the source terminal of the MOSFET 32 is connected to the drain terminal of the MOSFET 33 and one end of the primary side coil 37-1 of the transformer 37 via the primary side coil 38-1 of the transformer 38, and the source terminal of the MOSFET 34 is the drain terminal of the MOSFET 35. The terminal and the other end of the primary coil 37-1 are connected. The drain terminals of the MOSFETs 32 and 34 are connected to the plus terminal of the DC power supply 36, and the source terminals of the MOSFETs 33 and 35 are connected to the minus terminal of the DC power supply 36. The cathode terminal of the diode 40 is connected to one end of the secondary side coil 37-2 of the transformer 37, and the cathode terminal of the diode 39 is connected to the other end of the secondary side coil 37-2 of the transformer 37. The center tap of the secondary coil 37-2 of the transformer 37 is connected to one end of the capacitor 42 and one output terminal of the power supply circuit 31 via the coil 41. The anode terminal of the diode 39 is the anode terminal of the diode 40 and the capacitor. The other end of 42 and the other output terminal of the power supply circuit 31 are connected. One end of the secondary coil 38-2 of the transformer 38 is connected to the anode terminal of the diode 57 and the cathode terminal of the diode 58, and the other end of the secondary coil 38-2 of the transformer 38 is the anode terminal of the diode 59. And the cathode terminal of the diode 60. The cathode terminal of the diode 57 and the cathode terminal of the diode 59 are connected to each other, and the anode terminal of the diode 58 and the anode terminal of the diode 60 are connected to the ground.

図3に示す制御回路43は、IC回路44と、抵抗45〜47と、ダイオード48と、コンデンサ49とを備えて構成されている。すなわち、抵抗45の一方端はダイオード59のカソード端子及びダイオード48のアノード端子に接続され、抵抗45の他方端はダイオード60のアノード端子及びコンデンサ49の一方端に接続されている。ダイオード48のカソード端子はコンデンサ49の他方端及び互いに直列接続される抵抗46、47を介してグランドに接続されている。   The control circuit 43 shown in FIG. 3 includes an IC circuit 44, resistors 45 to 47, a diode 48, and a capacitor 49. That is, one end of the resistor 45 is connected to the cathode terminal of the diode 59 and the anode terminal of the diode 48, and the other end of the resistor 45 is connected to the anode terminal of the diode 60 and one end of the capacitor 49. The cathode terminal of the diode 48 is connected to the ground via the other end of the capacitor 49 and resistors 46 and 47 connected in series with each other.

上記IC回路44は、エラーアンプ50と、定電圧源51と、コンパレータ52、53と、三角波発生回路54と、AND回路55と、ドライブ回路56とを備えて構成されている。すなわち、抵抗46、47は、コンデンサ49にかかる電圧V1を電圧V2に分圧する。エラーアンプ50は、非反転入力端子に入力される電圧V2と、反転入力端子に入力される定電圧源51の電圧V3との差を増幅して電圧V4を出力する。コンパレータ52は、プラス入力端子に入力される三角波発生回路54の三角波とマイナス入力端子に入力される電源回路31の出力電圧Voutとを比較してパルス信号S1を出力する。コンパレータ53は、プラス入力端子に入力される三角波発生回路54の三角波とマイナス入力端子に入力される電圧V4とを比較してパルス信号S2を出力する。AND回路55は、一方の入力端子に入力されるパルス信号S1と他方の入力端子に入力されるパルス信号S2との論理積を演算してパルス信号S3を出力する。ドライブ回路56は、AND回路55から出力されるパルス信号S3に基づく駆動信号S4をMOSFET32、35のそれぞれのゲート端子に出力するとともに、駆動信号S4の反転信号である駆動信号S5をMOSFET33、34のそれぞれのゲート端子に出力する。   The IC circuit 44 includes an error amplifier 50, a constant voltage source 51, comparators 52 and 53, a triangular wave generation circuit 54, an AND circuit 55, and a drive circuit 56. That is, the resistors 46 and 47 divide the voltage V1 applied to the capacitor 49 into the voltage V2. The error amplifier 50 amplifies the difference between the voltage V2 input to the non-inverting input terminal and the voltage V3 of the constant voltage source 51 input to the inverting input terminal, and outputs the voltage V4. The comparator 52 compares the triangular wave of the triangular wave generation circuit 54 input to the positive input terminal with the output voltage Vout of the power supply circuit 31 input to the negative input terminal, and outputs the pulse signal S1. The comparator 53 compares the triangular wave of the triangular wave generation circuit 54 input to the positive input terminal with the voltage V4 input to the negative input terminal, and outputs the pulse signal S2. The AND circuit 55 calculates the logical product of the pulse signal S1 input to one input terminal and the pulse signal S2 input to the other input terminal, and outputs the pulse signal S3. The drive circuit 56 outputs a drive signal S4 based on the pulse signal S3 output from the AND circuit 55 to the gate terminals of the MOSFETs 32 and 35, and outputs a drive signal S5 that is an inverted signal of the drive signal S4 to the MOSFETs 33 and 34. Output to each gate terminal.

ドライブ回路56から出力される駆動信号S4、S5によりMOSFET32、35とMOSFET33、34とが交互にオン、オフすると、トランス37の1次側コイル37−1に交流の電圧がかかり、その電圧に対応する交流の電圧が2次側コイル37−2にかかる。2次側コイル37−2にかかる交流の電圧によりダイオード39、40に交互に電流が流れ、コイル41及びコンデンサ42を通して出力電圧Voutが出力される。すなわち、電源回路31は、MOSFET32〜35により直流電源36の電圧を交流に変換して、その交流電圧をトランス37により変圧した後、その変圧後の交流電圧をダイオード39、40により整流するとともに、コイル41及びコンデンサ42により平滑し出力電圧Voutとして出力する。   When the MOSFETs 32 and 35 and the MOSFETs 33 and 34 are alternately turned on and off by the drive signals S4 and S5 output from the drive circuit 56, an AC voltage is applied to the primary coil 37-1 of the transformer 37, and the voltage corresponds to the voltage. AC voltage is applied to the secondary coil 37-2. A current flows alternately to the diodes 39 and 40 by the AC voltage applied to the secondary coil 37-2, and the output voltage Vout is output through the coil 41 and the capacitor. That is, the power supply circuit 31 converts the voltage of the DC power supply 36 into alternating current using the MOSFETs 32 to 35, transforms the alternating voltage with the transformer 37, rectifies the alternating voltage after the transformation with the diodes 39 and 40, The output is smoothed by the coil 41 and the capacitor 42 and output as the output voltage Vout.

また、電源回路31の1次側に電流が流れることでトランス38の1次側コイル38−1にかかる電圧に対応する電圧が2次側コイル38−2にかかりダイオード48に電流が流れると、コンデンサ49に電圧V1がかかる。この電圧V1は、トランス37の1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧である。   Further, when a current flows to the primary side of the power supply circuit 31, a voltage corresponding to the voltage applied to the primary side coil 38-1 of the transformer 38 is applied to the secondary side coil 38-2 and a current flows to the diode 48. A voltage V1 is applied to the capacitor 49. This voltage V1 is a voltage corresponding to the current flowing through the primary side coil 37-1 of the transformer 37.

電源回路31の出力電流Ioutと電源回路31の1次側に流れる電流との比は、トランス38の1次側コイルの巻き線数と2次側コイルの巻き線数との比と同じであり、例えば、1次側コイルの巻き線数:2次側コイルの巻き線数=1:2とすると、電源回路31の1次側に流れる電流:電源回路31の出力電流Iout=2:1になる。   The ratio of the output current Iout of the power supply circuit 31 and the current flowing to the primary side of the power supply circuit 31 is the same as the ratio of the number of windings of the primary side coil and the number of windings of the secondary side coil of the transformer 38. For example, if the number of windings of the primary side coil: the number of windings of the secondary side coil = 1: 2, the current flowing through the primary side of the power supply circuit 31: the output current Iout of the power supply circuit 31 = 2: 1 Become.

図4(a)は、電源回路31の出力電流Ioutと出力電圧Voutとの関係を示す図である。
図4(a)に示すように電源回路31は、出力電流Ioutが所定電流Irよりも低い場合、出力電圧Voutが一定になるように制御し、出力電流Ioutが所定電流Irよりも高い場合、出力電流Ioutの増加に応じて出力電圧Voutが低くなるようMOSFET32〜35を制御する。
FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the output current Iout of the power supply circuit 31 and the output voltage Vout.
As shown in FIG. 4A, the power supply circuit 31 controls the output voltage Vout to be constant when the output current Iout is lower than the predetermined current Ir, and when the output current Iout is higher than the predetermined current Ir. The MOSFETs 32 to 35 are controlled so that the output voltage Vout decreases as the output current Iout increases.

図4(a)に示す電源回路31では、出力電流Ioutは1次側に流れる電流から換算される電流であることから、出力電流Ioutの代わりに1次側コイル37−1に流れる電流を使用し、1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧と所定電圧との比較結果から制御方法を切り換える。   In the power supply circuit 31 shown in FIG. 4A, since the output current Iout is a current converted from the current flowing in the primary side, the current flowing in the primary coil 37-1 is used instead of the output current Iout. Then, the control method is switched based on the comparison result between the voltage corresponding to the current flowing through the primary coil 37-1 and the predetermined voltage.

例えば、トランス37の1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧が、所定電圧よりも低いとき、すなわち、電圧V2が電圧V3よりも低いとき、エラーアンプ50から出力される電圧V4はゼロになり、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2はハイレベルになる。このとき、コンパレータ52は出力電圧Voutを一定にするようなパルス信号S1を出力しているため、AND回路55から出力されるパルス信号S3は、出力電圧Voutが一定になるようなパルス信号になる。つまり、出力電圧Voutが一定になるようにMOSFET32〜35を制御する(定電圧制御)。   For example, when the voltage corresponding to the current flowing through the primary coil 37-1 of the transformer 37 is lower than a predetermined voltage, that is, when the voltage V2 is lower than the voltage V3, the voltage V4 output from the error amplifier 50 is The pulse signal S2 output from the comparator 53 becomes high level. At this time, since the comparator 52 outputs the pulse signal S1 that makes the output voltage Vout constant, the pulse signal S3 output from the AND circuit 55 becomes a pulse signal that makes the output voltage Vout constant. . That is, the MOSFETs 32 to 35 are controlled so that the output voltage Vout is constant (constant voltage control).

また、トランス37の1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧が、所定電圧よりも高いとき、すなわち、電圧V2が電圧V3よりも高いとき、コンパレータ53は、電圧V2の増加に応じて、パルス信号S2のデューティを小さくする。このとき、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2のパルス幅は、コンパレータ52から出力されるパルス信号S1のパルス幅よりも小さいため、AND回路55から出力されるパルス信号S3は、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2と同じパルス信号になる。つまり、トランス37の1次側コイル37−1に流れる電流の増加に応じて、出力電圧Voutが低くなるようにMOSFET32〜35を制御する(定電流制御)。   Further, when the voltage corresponding to the current flowing through the primary side coil 37-1 of the transformer 37 is higher than a predetermined voltage, that is, when the voltage V2 is higher than the voltage V3, the comparator 53 responds to the increase in the voltage V2. Thus, the duty of the pulse signal S2 is reduced. At this time, since the pulse width of the pulse signal S2 output from the comparator 53 is smaller than the pulse width of the pulse signal S1 output from the comparator 52, the pulse signal S3 output from the AND circuit 55 is output from the comparator 53. It becomes the same pulse signal as the pulse signal S2 to be performed. That is, the MOSFETs 32 to 35 are controlled so that the output voltage Vout decreases as the current flowing through the primary coil 37-1 of the transformer 37 increases (constant current control).

このように、図3に示す制御回路43は、1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧が所定電圧より低い場合、出力電圧Voutが一定になるように、MOSFET32〜35を制御し、1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧が所定電圧より高い場合、1次側コイル37−1に流れる電流に対応する電圧の増加に応じて、出力電圧Voutが低くなるように、MOSFET32〜35を制御する。   As described above, the control circuit 43 shown in FIG. 3 controls the MOSFETs 32 to 35 so that the output voltage Vout becomes constant when the voltage corresponding to the current flowing through the primary coil 37-1 is lower than the predetermined voltage. When the voltage corresponding to the current flowing through the primary side coil 37-1 is higher than the predetermined voltage, the output voltage Vout is lowered as the voltage corresponding to the current flowing through the primary side coil 37-1 increases. The MOSFETs 32 to 35 are controlled.

また、電源回路において、1次側検出電流及び1次側検出電圧に基づいて、トランスのコイルに流れる電流が一定になるように、1次側に備えられるスイッチング素子の動作を制御するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Some power supply circuits control the operation of the switching element provided on the primary side so that the current flowing through the transformer coil is constant based on the primary side detection current and the primary side detection voltage. (For example, refer to Patent Document 1).

ところで、図3に示す電源回路31が大電流を出力する場合は、電源回路31の出力部に備えられるハーネスや短絡保護用ヒューズなどの保護を目的として、電源回路31の出力電流Ioutの最大値が予め規定されている。さらに、電源回路31が降圧型である場合、図3に示す制御回路43のように、1次側(高圧側)に流れる電流に基づいて、定電流制御を行う場合が多い。
特開平8−242578号公報
By the way, when the power supply circuit 31 shown in FIG. 3 outputs a large current, the maximum value of the output current Iout of the power supply circuit 31 for the purpose of protecting a harness or a short-circuit protection fuse provided in the output section of the power supply circuit 31. Is defined in advance. Further, when the power supply circuit 31 is a step-down type, constant current control is often performed based on the current flowing to the primary side (high voltage side) as in the control circuit 43 shown in FIG.
JP-A-8-242578

しかしながら、図3に示すような電源回路31では、1次側に流れる電流はリプル電流やトランス37の励磁電流が含まれるため、図3に示す制御回路43のように、1次側に流れる電流に基づいて、定電流制御を行う場合、例えば、図4(b)に示すように、上記リプル電流や上記励磁電流が大きいと、負荷から要求される出力電流Ioutが倍に増えても1次側検出電流が倍にならないなど、負荷から要求される出力電流Ioutに対して1次側検出電流がリニアに増加せず、予め規定される出力電流Ioutの最大値以下において出力電圧Voutを垂下することができないおそれがある。   However, in the power supply circuit 31 as shown in FIG. 3, the current flowing in the primary side includes the ripple current and the exciting current of the transformer 37, so that the current flowing in the primary side as in the control circuit 43 shown in FIG. For example, as shown in FIG. 4B, if the ripple current or the excitation current is large, the primary current is controlled even if the output current Iout required from the load is doubled. The primary detection current does not increase linearly with respect to the output current Iout required from the load, for example, the side detection current does not double, and the output voltage Vout drops below the maximum value of the output current Iout defined in advance. There is a risk that it will not be possible.

そこで、本発明では、電源回路の1次側に流れる電流に基づいて定電流制御を行う場合において、電源回路の出力電圧の垂下特性を向上させることが可能な制御回路を備える電源回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a power supply circuit including a control circuit capable of improving the drooping characteristics of the output voltage of the power supply circuit when performing constant current control based on the current flowing on the primary side of the power supply circuit. For the purpose.

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の電源回路は、直流電圧を交流に変換する複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子により交流に変換された電圧が入力される1次側コイルと2次側コイルとを有するトランスと、2次側コイルにかかる電圧を整流する整流回路と、前記整流回路から出力される電圧を平滑する平滑回路と、を有する電源回路であって、前記電源回路の1次側に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電源回路の出力電圧に基づく補正値を出力する補正回路と、前記電源回路の1次側に流れる電流から換算される前記電源回路の出力電流が所定電流より低い場合、前記電源回路の出力電圧が一定になるように前記複数のスイッチング素子を制御する第1の制御回路と、前記電源回路の1次側に流れる電流から換算される前記電源回路の出力電流が所定電流より高い場合、前記1次側に流れる電流に対応する電圧と前記補正値との加算結果の増加に応じて前記出力電圧が下がるように前記複数のスイッチング素子を制御する第2の制御回路とを備える。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the power supply circuit of the present invention includes a plurality of switching elements that convert a DC voltage into an AC, and a primary side coil and a secondary side coil to which a voltage converted into an AC by the plurality of switching elements is input. A power circuit having a transformer, a rectifier circuit that rectifies a voltage applied to a secondary coil, and a smoothing circuit that smoothes a voltage output from the rectifier circuit, the current flowing to the primary side of the power circuit A current detection unit for detecting the power supply, a correction circuit for outputting a correction value based on the output voltage of the power supply circuit, and an output current of the power supply circuit converted from a current flowing on the primary side of the power supply circuit is lower than a predetermined current In this case, the first control circuit that controls the plurality of switching elements so that the output voltage of the power supply circuit is constant, and the current converted to the primary side of the power supply circuit When the output current of the source circuit is higher than a predetermined current, the plurality of switching elements are controlled so that the output voltage decreases according to an increase in the addition result of the voltage corresponding to the current flowing on the primary side and the correction value. And a second control circuit.

これにより、平滑回路内のコイルによるリプル電流やトランスの励磁電流を出力電流に加算した結果に基づいて定電流制御を行うことができるので、定電流制御時の出力電圧の垂下特性を向上させることができる。   As a result, constant current control can be performed based on the result of adding the ripple current from the coil in the smoothing circuit and the excitation current of the transformer to the output current, so that the drooping characteristics of the output voltage during constant current control can be improved. Can do.

また、前記補正回路は、前記出力電圧と所定電圧との差を増幅して前記補正値を出力するように構成してもよい。
また、前記補正回路は、前記出力電圧を分圧して前記補正値を出力するように構成してもよい。
The correction circuit may be configured to amplify a difference between the output voltage and a predetermined voltage and output the correction value.
The correction circuit may be configured to divide the output voltage and output the correction value.

本発明によれば、電源回路の1次側に流れる電流に基づいて定電流制御を行う場合において、電源回路の出力電圧の垂下特性を向上させることができる。   According to the present invention, the drooping characteristic of the output voltage of the power supply circuit can be improved when the constant current control is performed based on the current flowing on the primary side of the power supply circuit.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態の制御回路を備える電源回路を示す図である。なお、図3に示す構成と同じ構成には同じ符号を付しており、図3に示す構成と同じ構成の説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a power supply circuit including a control circuit according to an embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the same components as those shown in FIG. 3 is omitted.

図1に示す制御回路1は、IC回路44と、抵抗45〜47と、ダイオード48と、コンデンサ49と、補正回路2とを備えて構成されている。なお、特許請求の範囲に記載される電流検出部は、電源回路31のトランス38により構成され、特許請求の範囲に記載される第1の制御回路は、IC回路44のコンパレータ52及び三角波発生回路54により構成され、特許請求の範囲に記載される第2の制御回路は、IC回路44のエラーアンプ50、定電圧源51、コンパレータ53、及び三角波発生回路54により構成される。   The control circuit 1 shown in FIG. 1 includes an IC circuit 44, resistors 45 to 47, a diode 48, a capacitor 49, and a correction circuit 2. The current detection unit described in the claims is configured by the transformer 38 of the power supply circuit 31, and the first control circuit described in the claims includes the comparator 52 and the triangular wave generation circuit of the IC circuit 44. 54, and the second control circuit described in the claims includes the error amplifier 50, the constant voltage source 51, the comparator 53, and the triangular wave generation circuit 54 of the IC circuit 44.

上記補正回路2は、オペアンプ3と、抵抗4、5と、定電圧源6とを備えて構成されている。すなわち、補正回路2は、負帰還増幅回路であって、オペアンプ3の反転入力端子に定電圧源6の電圧V5が入力され、非反転入力端子に出力電圧Vout及び抵抗4を介したオペアンプ3の出力が入力される。オペアンプ3により出力電圧Voutと定電圧源6の電圧V5との差が増幅され抵抗5を介して電圧V6が出力される。電圧V6は、抵抗46、47の接続点へかかり、電圧V2に電圧V6が加わった電圧V7がエラーアンプ50のプラス入力端子に出力される。なお、抵抗4の抵抗値や電圧V5は、出力電圧Voutが低くなるに従ってオペアンプ3から出力される電圧が高くなるように設定されているものとする。   The correction circuit 2 includes an operational amplifier 3, resistors 4 and 5, and a constant voltage source 6. That is, the correction circuit 2 is a negative feedback amplifier circuit, and the voltage V5 of the constant voltage source 6 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 3, and the output voltage Vout and the resistor 4 are connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 3. Output is input. The operational amplifier 3 amplifies the difference between the output voltage Vout and the voltage V5 of the constant voltage source 6, and outputs the voltage V6 through the resistor 5. The voltage V6 is applied to the connection point between the resistors 46 and 47, and a voltage V7 obtained by adding the voltage V6 to the voltage V2 is output to the plus input terminal of the error amplifier 50. It is assumed that the resistance value and voltage V5 of the resistor 4 are set such that the voltage output from the operational amplifier 3 increases as the output voltage Vout decreases.

ここで、前記のように構成された制御回路1を有する電源回路31の作用を説明する。
電源回路31の1次側に電流が流れると、トランス38の1次側コイル38−1にかかる電圧に対応する電圧が2次側コイル38−2にかかり、その2次側コイル38−2にかかる電圧がダイオード57〜60により構成される全波整流回路により整流される。すると、ダイオード48に電流が流れ、コンデンサ49に電圧V1がかかり、抵抗46、47の接続点に電圧V2がかかる。また、電源回路31の1次側に電流が流れると、トランス37を介して電源回路31の2次側に出力電流Ioutが流れ、コンデンサ42に出力電圧Voutがかかる。そして、上述したように、オペアンプ3により出力電圧Voutと定電圧源6の電圧V5との差が増幅され抵抗5を介して電圧V6が出力される。電圧V6は、抵抗46、47の接続点へかかり、電圧V2に電圧V6が加わった電圧V7がエラーアンプ50のプラス入力端子に出力される。電圧V7が電圧V3よりも低いとき、エラーアンプ50から出力される電圧V4はゼロになり、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2はハイレベルになる。このとき、コンパレータ52は出力電圧Voutを一定にするようなパルス信号S1を出力しているため、AND回路55から出力されるパルス信号S3は、出力電圧Voutが一定になるようなパルス信号になる。つまり、出力電圧Voutが一定になるようにMOSFET32〜35を制御する(定電圧制御)。また、電圧V7が電圧V3よりも高いとき、コンパレータ53は、電圧V7の増加に応じて、パルス信号S2のデューティを小さくする。このとき、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2のパルス幅は、コンパレータ52から出力されるパルス信号S1のパルス幅よりも小さいため、AND回路55から出力されるパルス信号S3は、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2と同じパルス信号になる。つまり、トランス37の1次側コイル37−1に流れる電流の増加に応じて、出力電圧Voutが低くなるようにMOSFET32〜35を制御する(定電流制御)。
Here, the operation of the power supply circuit 31 having the control circuit 1 configured as described above will be described.
When a current flows through the primary side of the power supply circuit 31, a voltage corresponding to the voltage applied to the primary side coil 38-1 of the transformer 38 is applied to the secondary side coil 38-2, and the secondary side coil 38-2 receives the voltage. This voltage is rectified by a full-wave rectifier circuit composed of diodes 57-60. Then, a current flows through the diode 48, the voltage V1 is applied to the capacitor 49, and the voltage V2 is applied to the connection point between the resistors 46 and 47. When a current flows to the primary side of the power supply circuit 31, an output current Iout flows to the secondary side of the power supply circuit 31 via the transformer 37, and the output voltage Vout is applied to the capacitor 42. Then, as described above, the operational amplifier 3 amplifies the difference between the output voltage Vout and the voltage V5 of the constant voltage source 6 and outputs the voltage V6 through the resistor 5. The voltage V6 is applied to the connection point between the resistors 46 and 47, and a voltage V7 obtained by adding the voltage V6 to the voltage V2 is output to the plus input terminal of the error amplifier 50. When the voltage V7 is lower than the voltage V3, the voltage V4 output from the error amplifier 50 becomes zero, and the pulse signal S2 output from the comparator 53 becomes high level. At this time, since the comparator 52 outputs the pulse signal S1 that makes the output voltage Vout constant, the pulse signal S3 output from the AND circuit 55 becomes a pulse signal that makes the output voltage Vout constant. . That is, the MOSFETs 32 to 35 are controlled so that the output voltage Vout is constant (constant voltage control). When the voltage V7 is higher than the voltage V3, the comparator 53 decreases the duty of the pulse signal S2 according to the increase of the voltage V7. At this time, since the pulse width of the pulse signal S2 output from the comparator 53 is smaller than the pulse width of the pulse signal S1 output from the comparator 52, the pulse signal S3 output from the AND circuit 55 is output from the comparator 53. It becomes the same pulse signal as the pulse signal S2 to be performed. That is, the MOSFETs 32 to 35 are controlled so that the output voltage Vout decreases as the current flowing through the primary coil 37-1 of the transformer 37 increases (constant current control).

図1に示す制御回路1は、定電流制御時、負荷から要求される出力電流Ioutが増え、出力電圧Voutが低くなると、オペアンプ3から出力される電圧が大きくなるため、図3に示す制御回路43に比べて、エラーアンプ50からコンパレータ53に出力される電圧V4が大きくなり、コンパレータ53から出力されるパルス信号S2のパルス幅が小さくなり、MOSFET32、35の動作を制御するパルス信号S4のパルス幅が小さくなる。そのため、図1に示す制御回路1は、図3に示す制御回路43に比べて、定電流制御時の出力電圧Voutをより垂下させることができる。   In the control circuit 1 shown in FIG. 1, the voltage output from the operational amplifier 3 increases as the output current Iout required from the load increases and the output voltage Vout decreases during the constant current control. Compared to 43, the voltage V4 output from the error amplifier 50 to the comparator 53 increases, the pulse width of the pulse signal S2 output from the comparator 53 decreases, and the pulse of the pulse signal S4 that controls the operation of the MOSFETs 32 and 35 The width becomes smaller. Therefore, the control circuit 1 shown in FIG. 1 can drop more the output voltage Vout at the time of constant current control compared with the control circuit 43 shown in FIG.

また、図2に示すように、補正回路2を抵抗7、8により構成してもよい。抵抗7、8は互いに直列接続され、抵抗7が電源回路31のコイル41とコンデンサ42の接続点に接続され、抵抗8がグランドに接続されている。抵抗7、8の接続点は、抵抗46、47の接続点に接続されている。図2に示す補正回路2は、抵抗7、8により出力電圧Voutを分圧し、図1に示す補正回路2のように、電圧V6を出力する。これにより、電圧V2に電圧V6が加わった電圧V7がエラーアンプ50のプラス入力端子に出力される。   Further, as shown in FIG. 2, the correction circuit 2 may be configured by resistors 7 and 8. The resistors 7 and 8 are connected in series with each other, the resistor 7 is connected to a connection point between the coil 41 and the capacitor 42 of the power supply circuit 31, and the resistor 8 is connected to the ground. The connection point between the resistors 7 and 8 is connected to the connection point between the resistors 46 and 47. The correction circuit 2 shown in FIG. 2 divides the output voltage Vout by the resistors 7 and 8, and outputs the voltage V6 like the correction circuit 2 shown in FIG. As a result, a voltage V7 obtained by adding the voltage V6 to the voltage V2 is output to the plus input terminal of the error amplifier 50.

図1や図2に示す本実施形態の制御回路1によれば、電源回路31の1次側に流れる電流から換算される出力電流Ioutが所定電流Irを超えているとき、出力電流Ioutにリプル電流や励磁電流に相当する電流が加算されるように、電圧V2に電圧V6を加えて電圧V7とし、その電圧V7の増加に応じて出力電圧Voutが低くなるように、MOSFET32〜35のそれぞれの動作を制御する。これにより、負荷から要求される出力電流Ioutに対して電圧V7をリニアに増加させることができるので、定電流制御時の出力電圧Voutの垂下特性を向上させることができる。   According to the control circuit 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, when the output current Iout converted from the current flowing on the primary side of the power supply circuit 31 exceeds the predetermined current Ir, it is rippled to the output current Iout. The voltage V6 is added to the voltage V2 to obtain a voltage V7 so that a current corresponding to the current or the excitation current is added, and each of the MOSFETs 32 to 35 decreases so that the output voltage Vout decreases as the voltage V7 increases. Control the behavior. As a result, the voltage V7 can be increased linearly with respect to the output current Iout required from the load, so that the drooping characteristic of the output voltage Vout during constant current control can be improved.

また、図1や図2に示す本実施形態の制御回路1によれば、電源回路31の2次側に流れる電流に含まれるリプル電流を低減するためにコイル41を大型化する必要がないため、回路全体の大型化やコストの増加を抑えることができる。   Further, according to the control circuit 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, it is not necessary to increase the size of the coil 41 in order to reduce the ripple current included in the current flowing on the secondary side of the power supply circuit 31. The increase in size and cost of the entire circuit can be suppressed.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図1、図2に示す実施形態では、電圧V2と電圧V6を加算した電圧V7が定電圧源51の電圧V3を超えた場合、出力電圧Ioutが下がるように、複数のスイッチング素子32〜35のそれぞれの動作を制御しているが、これに限られず、例えば、電圧V2が電圧V3より高い場合、コンパレータ50からの出力に電圧V6を加える構成でもよい。
○ 図1に示す実施例では、抵抗4の値、電圧V5の値は固定値だが、抵抗4の値または電圧V5の値を可変できるようにすることにより、出力電流Ioutの基準からの増加率(減少率)と、1次側コイル37−1に流れる電流の基準(基準の出力電流Ioutが出力されるときに1次側コイル37−1に流れる電流)からの増加率(減少率)とが一致するようにしてもよい。例えば、基準の出力電流Ioutの2倍の電流が出力される場合、電圧V7が1次側コイル37−1に流れる電流の基準の2倍の電流になるように抵抗4の値または電圧V5の値を可変させる。
○ 図2に示す実施例では、抵抗8の値は固定値だが、抵抗8の値を可変できるようにすることにより、出力電流Ioutの基準からの増加率(減少率)と、1次側コイル37−1に流れる電流の基準(基準の出力電流Ioutが出力されるときに1次側コイル37−1に流れる電流)からの増加率(減少率)とが一致するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, you may actualize as follows.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, when the voltage V7 obtained by adding the voltage V2 and the voltage V6 exceeds the voltage V3 of the constant voltage source 51, the plurality of switching elements 32 to 35 are set so that the output voltage Iout decreases. However, the present invention is not limited to this. For example, when the voltage V2 is higher than the voltage V3, the voltage V6 may be added to the output from the comparator 50.
In the embodiment shown in FIG. 1, the value of the resistor 4 and the value of the voltage V5 are fixed values, but by increasing the value of the resistor 4 or the value of the voltage V5, the rate of increase from the reference of the output current Iout (Decrease rate) and the rate of increase (decrease rate) from the reference of the current flowing in the primary side coil 37-1 (current flowing in the primary side coil 37-1 when the reference output current Iout is output) May be matched. For example, when a current that is twice the reference output current Iout is output, the value of the resistor 4 or the voltage V5 is set so that the voltage V7 becomes a current that is twice the reference current flowing through the primary side coil 37-1. Make the value variable.
In the embodiment shown in FIG. 2, the value of the resistor 8 is a fixed value, but by making the value of the resistor 8 variable, the increase rate (decrease rate) from the reference of the output current Iout and the primary coil The increase rate (decrease rate) from the reference of the current flowing through 37-1 (the current flowing through the primary coil 37-1 when the reference output current Iout is output) may be matched.

本発明の実施形態の制御回路を備える電源回路を示す図である。It is a figure which shows a power supply circuit provided with the control circuit of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の制御回路を備える電源回路を示す図である。It is a figure which shows a power supply circuit provided with the control circuit of other embodiment of this invention. 従来の制御回路を備える電源回路を示す図である。It is a figure which shows a power supply circuit provided with the conventional control circuit. (a)は、電源回路の出力電流と出力電圧との関係を示す図である。(b)は、電源回路の出力電流コンバータの1次側に流れる電流と2次側に流れる電流を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the output current of a power supply circuit, and an output voltage. (B) is a figure which shows the electric current which flows into the primary side of the output current converter of a power supply circuit, and the electric current which flows into a secondary side.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御回路
2 補正回路
3 オペアンプ
4、5 抵抗
6 定電圧源
7、8 抵抗
31 電源回路
32〜35 MOSFET
36 直流電源
37、38 トランス
39、40 ダイオード
41 コイル
42 コンデンサ
43 制御回路
44 IC回路
45〜47 抵抗
48 ダイオード
49 コンデンサ
50 エラーアンプ
51 定電圧源
52、53 コンパレータ
54 三角波発生回路
55 AND回路
56 ドライブ回路
57〜60 ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control circuit 2 Correction circuit 3 Operational amplifier 4, 5 Resistance 6 Constant voltage source 7, 8 Resistance 31 Power supply circuit 32-35 MOSFET
36 DC power supply 37, 38 Transformer 39, 40 Diode 41 Coil 42 Capacitor 43 Control circuit 44 IC circuit 45 to 47 Resistor 48 Diode 49 Capacitor 50 Error amplifier 51 Constant voltage source 52, 53 Comparator 54 Triangle wave generation circuit 55 AND circuit 56 Drive circuit 57-60 diodes

Claims (3)

直流電圧を交流に変換する複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子により交流に変換された電圧が入力される1次側コイルと2次側コイルとを有するトランスと、
2次側コイルにかかる電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力される電圧を平滑する平滑回路と、
を有する電源回路であって、
前記電源回路の1次側に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電源回路の出力電圧に基づく補正値を出力する補正回路と、
前記電源回路の1次側に流れる電流から換算される前記電源回路の出力電流が所定電流より低い場合、前記電源回路の出力電圧が一定になるように前記複数のスイッチング素子を制御する第1の制御回路と、
前記電源回路の1次側に流れる電流から換算される前記電源回路の出力電流が所定電流より高い場合、前記1次側に流れる電流に対応する電圧と前記補正値との加算結果の増加に応じて前記出力電圧が下がるように前記複数のスイッチング素子を制御する第2の制御回路と、
を備えることを特徴とする電源回路。
A plurality of switching elements for converting a DC voltage into an AC;
A transformer having a primary side coil and a secondary side coil to which a voltage converted into alternating current by the plurality of switching elements is input;
A rectifier circuit for rectifying the voltage applied to the secondary coil;
A smoothing circuit for smoothing a voltage output from the rectifier circuit;
A power supply circuit comprising:
A current detector for detecting a current flowing in the primary side of the power supply circuit;
A correction circuit that outputs a correction value based on the output voltage of the power supply circuit;
When the output current of the power supply circuit converted from the current flowing through the primary side of the power supply circuit is lower than a predetermined current, the first switching element controls the plurality of switching elements so that the output voltage of the power supply circuit is constant. A control circuit;
When the output current of the power supply circuit converted from the current flowing through the primary side of the power supply circuit is higher than a predetermined current, according to the increase in the addition result of the voltage corresponding to the current flowing through the primary side and the correction value A second control circuit that controls the plurality of switching elements so that the output voltage decreases;
A power supply circuit comprising:
請求項1に記載の電源回路であって、
前記補正回路は、前記出力電圧と所定電圧との差を増幅して前記補正値を出力する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
The power supply circuit, wherein the correction circuit amplifies a difference between the output voltage and a predetermined voltage and outputs the correction value.
請求項1に記載の電源回路であって、
前記補正回路は、前記出力電圧を分圧して前記補正値を出力する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
The power supply circuit, wherein the correction circuit divides the output voltage and outputs the correction value.
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