JP2010041831A - Power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源供給回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit.
近年普及するモバイル機器の性能の中で電池寿命は重要な性能の一つである。従って、電源供給回路にはその電池寿命を向上させるために効率向上が強く要求されている。 The battery life is one of the important performances of mobile devices that have become popular in recent years. Therefore, the power supply circuit is strongly required to improve efficiency in order to improve the battery life.
特許文献１は、この要求を満足するための技術を提案している。特許文献１では、電池電圧の出力電圧が高い間は電池の出力電圧を調整して負荷装置に電源供給を行う一方、電池の出力電圧が低下した場合は昇圧電圧を調整して電源供給を行って、電源供給回路の効率を向上させている。
図５は、特許文献１に記載の電源供給回路の構成を示す図である。以下、図５を参照して特許文献１における電源供給回路の動作を説明する。電源供給回路は、電圧調整回路５０１、電圧検出器５０２、直列電圧調整器５０３、切り換え器５０４、昇圧用の直流−直流変換器５０５、電池電源５０６を備える。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the power supply circuit described in
電圧調整回路５０１は、電圧検出器５０２、直列電圧調整器５０３、切り換え器５０４を含む。電圧検出器５０２は所定電圧（例えば６．０Ｖ）以下の電圧を検出する。直列電圧調整器５０３は出力電圧を負荷装置（図示せず）動作電圧、例えば５Ｖに調整して出力する。切り換え器５０４は、直列電圧調整器５０３の入力を電池電源５０６の出力側または直流−直流変換器５０５の出力側に選択的に切り換える。
The
電圧検出器５０２は、その入力が電池電源５０６の出力側に接続され、その出力が切り換え器５０４の切り換え制御端に接続されている。切り換え器５０４はその一方の入力が電池電源５０６の出力側に、その他方の入力が直流−直流変換器５０５の出力側にそれぞれ接続され、その出力が直列電圧調整器５０３の入力に接続されている。直列電圧調整器５０３はその出力が負荷装置に接続されている。また、直流−直流変換器５０５は、電池電源５０６の出力電圧を昇圧して昇圧電圧を発生させる。
The
以下、動作について説明する。ここではまず、電池電源５０６の比較的新しい時期（例えば、交換したばかりの時期）において、電池電源５０６の出力電圧が比較的高い、例えば６．５Ｖ程度である場合を想定する。このとき、電圧検出回路５０２は電池電源５０６の出力電圧の検出は行わず、切り換え器５０３は電池電源５０６の出力側に切り換えられている。直列電圧調整器５０３には、電池電源５０６の出力電圧（例えば６．５Ｖ）が直接入力され、電圧を例えば５．０Ｖの安定化した電圧に調整して出力する。
The operation will be described below. Here, first, a case is assumed where the output voltage of the
一方、電池電源５０６の使用時期が長くなり電池電源５０６の出力電圧が低下して、例えば５．９Ｖに低下したような場合、電圧検出回路５０２が電池電源５０６の出力電圧を検出し、検出出力を切り換え器５０３に供給する。これにより、切り換え器５０３は直流−直流変換器５０５の出力側に切り換えられる。この切り換えによって直列電圧調整器５０３には、直流−直流変換器５０５の出力電圧（例えば１２Ｖ）が入力され、電圧を５Ｖの安定化した電圧に調整して出力する。
上述の電源供給回路では、電池電源の出力電圧の変化に応じて直列電圧調整器への電源供給元を切り替えることができるが、切り換え器５０４を切り換えるタイミングにおいて直列電圧調整器５０３への電源供給の瞬断が発生する。また、この瞬断を起こさないように切り換え器５０４の構成を変更することも考えられるが、その場合には回路構成が複雑となり、回路の構成部品数の増加およびコストアップを招くこととなり現実的ではない。
In the above-described power supply circuit, the power supply source to the series voltage regulator can be switched according to the change in the output voltage of the battery power supply, but the power supply to the
そこで、本発明は、負荷への電源供給形態を切り替える場合であっても電源供給の瞬断が発生せず、かつ、構成が複雑化しない電源供給回路を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply circuit that does not cause an instantaneous interruption of power supply and does not complicate the configuration even when the mode of power supply to a load is switched.
上記課題を解決するための、一つの発明は、負荷装置に電源を供給するための電源供給回路であって、
直流電源と、
前記直流電源と前記負荷装置との間に接続されたインダクタと、
前記インダクタと前記負荷装置との間に接続された整流ダイオードと、
前記インダクタと前記整流ダイオードとの間で、前記直流電源と前記インダクタとに対して直列に接続され、該インダクタに蓄積されたエネルギーの前記負荷装置への供給を制御する、第１のスイッチング素子と、
前記直流電源と前記負荷装置との間で、前記インダクタ及び前記整流ダイオードと並列に接続され、前記負荷装置への前記直流電源からの直流電圧の供給を制御する、第２のスイッチング素子と、
前記直流電源からの直流電圧と基準電圧とを比較して、該比較の結果に応じた制御パルスを出力して前記第２のスイッチング素子をオン・オフ制御する制御パルス形成手段と、
前記制御パルスに応じて前記第１のスイッチング素子をスイッチング制御するスイッチング制御手段と
を備え、
前記制御パルス形成手段は、前記直流電圧が前記基準電圧より低い値の場合に、前記第２のスイッチング素子をオフ制御し、
前記スイッチング制御手段は、前記制御パルス形成手段が前記第２のスイッチング素子をオフ制御する場合にのみ、前記第１のスイッチング素子をオン状態とオフ状態とを周期的に切り替えるスイッチング制御を行う
ことを特徴とする。
One invention for solving the above problems is a power supply circuit for supplying power to a load device,
DC power supply,
An inductor connected between the DC power source and the load device;
A rectifier diode connected between the inductor and the load device;
A first switching element connected in series with the DC power source and the inductor between the inductor and the rectifier diode, and controlling supply of energy stored in the inductor to the load device; ,
A second switching element connected in parallel with the inductor and the rectifier diode between the DC power source and the load device, and controlling supply of a DC voltage from the DC power source to the load device;
A control pulse forming means for comparing a DC voltage from the DC power supply with a reference voltage, outputting a control pulse according to the comparison result, and controlling on / off of the second switching element;
Switching control means for controlling the switching of the first switching element according to the control pulse,
The control pulse forming means controls the second switching element to be turned off when the DC voltage is lower than the reference voltage;
The switching control means performs switching control for periodically switching the first switching element between an on state and an off state only when the control pulse forming means controls the second switching element to be off. Features.
上記課題を解決するための他の本発明は、負荷装置に電源を供給するための電源供給回路であって、
直流電源と、
前記直流電源と前記負荷装置との間に接続されたインダクタと、
前記インダクタと前記負荷装置との間に接続された整流ダイオードと、
前記インダクタと前記整流ダイオードとの間で、前記直流電源と前記インダクタとに対して直列に接続され、該インダクタに蓄積されたエネルギーの前記負荷装置への供給を制御する、第１のスイッチング素子と、
前記直流電源と前記負荷装置との間で、前記インダクタ及び前記整流ダイオードと並列に接続され、前記負荷装置への前記直流電源からの直流電圧の供給を制御する、第２のスイッチング素子と、
前記整流ダイオードと前記負荷装置との間に接続された第３のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子と前記負荷装置との間に接続され、前記第２のスイッチング素子を介して供給される前記直流電圧を調整する電圧調整手段と、
前記直流電源からの前記直流電圧と基準電圧とを比較して、該比較の結果に応じた制御パルスを出力して前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とをオン・オフ制御する制御パルス形成手段と、
前記制御パルスに応じて前記第１のスイッチング素子をスイッチング制御するスイッチング制御手段と
を備え、
前記制御パルス形成手段は、前記直流電圧が前記基準電圧より低い値の場合に、前記第２のスイッチング素子をオフ制御し、かつ、前記第３のスイッチング素子をオン制御し、
前記スイッチング制御手段は、前記制御パルス形成手段が前記第２のスイッチング素子をオフ制御する場合にのみ、前記第１のスイッチング素子をオン状態とオフ状態とを周期的に切り替えるスイッチング制御を行う
ことを特徴とする。
Another aspect of the present invention for solving the above problem is a power supply circuit for supplying power to a load device,
DC power supply,
An inductor connected between the DC power source and the load device;
A rectifier diode connected between the inductor and the load device;
A first switching element connected in series with the DC power source and the inductor between the inductor and the rectifier diode, and controlling supply of energy stored in the inductor to the load device; ,
A second switching element connected in parallel with the inductor and the rectifier diode between the DC power source and the load device, and controlling supply of a DC voltage from the DC power source to the load device;
A third switching element connected between the rectifier diode and the load device;
Voltage adjusting means connected between the second switching element and the load device, for adjusting the DC voltage supplied via the second switching element;
The DC voltage from the DC power source is compared with a reference voltage, and a control pulse corresponding to the comparison result is output to control on / off of the second switching element and the third switching element. Control pulse forming means;
Switching control means for controlling the switching of the first switching element according to the control pulse,
The control pulse forming means, when the DC voltage is lower than the reference voltage, to turn off the second switching element, and to turn on the third switching element;
The switching control means performs switching control for periodically switching the first switching element between an on state and an off state only when the control pulse forming means controls the second switching element to be off. Features.
本発明によれば、負荷への電源供給形態を切り替える場合であっても電源供給の瞬断が発生せず、かつ、構成が複雑化しない電源供給回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power supply circuit that does not cause instantaneous power supply interruption and does not complicate the configuration even when the power supply mode to the load is switched.
以下、添付図面を参照して発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
［第１の実施形態］
図１は、発明の第１の実施形態に対応する電源供給回路の回路構成の一例を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a power supply circuit corresponding to the first embodiment of the invention.
図１において、直流電源１は、電源供給回路に直流電圧を供給する。負荷装置２は、電源供給回路が電源供給を行う対象となる装置であって、定電流あるいは定電力で動作する。第１のスイッチング素子３は、直流電源１の出力電圧を繰り返してオン・オフ制御するために直流電源１の一端と他端との間に接続され、かつ、制御端子を有するスイッチング素子である。
In FIG. 1, a
インダクタ４は、第１のスイッチング素子３に対して直列に接続され、第１のスイッチング素子３のオン期間にエネルギーを蓄積し、第１のスイッチング素子３のオフ期間に蓄積されたエネルギーを放出する。整流ダイオード５は、第１のスイッチング素子３のオン期間にインダクタ４から得られた電圧で逆バイアスされ、第１のスイッチング素子３のオフ期間にインダクタ４から得られた電圧で順バイアスされる。
The
平滑用コンデンサ６は、整流ダイオード５で整流された電圧を平滑して負荷装置２に電力を供給するために整流ダイオード５を介してインダクタ４に接続される。フィードバック抵抗７および８は、直列に接続された状態で整流ダイオード５に並列に接続され、平滑用コンデンサ６で平滑された電圧を分圧する。第１の基準電圧９は、フィードバック抵抗７および８で分圧された電圧との比較のための基準電圧である。誤差増幅器１０は、第１の基準電圧とフィードバック抵抗７および８で分圧された電圧とを比較増幅する。発信器１１は基準となる三角波を生成し、ＰＷＭコンパレータに出力する。
The smoothing
ＰＷＭコンパレータ１２は、誤差増幅器１０の出力信号と発信器１１で生成された三角波とを比較しＰＷＭ信号を生成する。スイッチング制御部１３は、第１のスイッチング素子３を周期的にオン・オフ制御するための制御部である。スイッチング制御部１３には、ＰＷＭコンパレータ１２からのＰＷＭ信号と、制御パルス形成部１６からのコントロール信号（ＣＴＬ）の反転信号とが入力され、第１のスイッチング素子３に制御信号を出力する。
The
第２のスイッチング素子１４は、直流電源１の出力電圧の負荷装置２への供給をオン・オフするためのスイッチング素子であって、インダクタ４および整流ダイオード５に並列に接続され、かつ、制御端子を有する。第２の基準電圧１５は、直流電源１の出力電圧との比較のための基準電圧である。
The
制御パルス形成部１６は、第２のスイッチング素子１４をオン・オフするための制御パルスを生成する。制御パルス形成部１６には、直流電源１、第２の基準電圧１５が入力され、直流電源１の出力電圧が第２基準電圧１５よりも高いか否かを判定する。もし、直流電圧１の出力電圧が第２の基準電圧よりも高い場合は、第２のスイッチング素子１４をオン制御するための制御パルスを第２のスイッチング素子１４に出力する。一方、直流電圧１の出力電圧が基準電圧よりも低い場合は、第２のスイッチング素子１４をオフ状態とするための制御パルスを第２のスイッチング素子１４に出力する。
The control
次に、図２を参照して発明の第１の実施形態に対応する電源供給回路の動作を説明する。 Next, the operation of the power supply circuit corresponding to the first embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
本実施形態に対応する電源供給回路を有する電子機器の操作部より電源オン操作が行われると、該電源供給回路は第１の基準電圧９の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２の供給を開始する。ここで、第１の基準電圧９の基準電圧Ｖｒｅｆ１および第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２の供給方法は任意の方法を採用することができ、図１に示した形態に限定されるものではない。基準電圧Ｖｒｅｆ２は、電力を供給する負荷装置２の最低動作電圧以上の値を有する。
When a power-on operation is performed from an operation unit of an electronic apparatus having a power supply circuit corresponding to the present embodiment, the power supply circuit is connected to the reference voltage Vref1 of the
第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２が供給されると、制御パルス形成部１６は直流電源１の出力電圧と第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２との比較を行う。比較の結果、直流電源１の出力電圧が第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合、制御パルス形成部１６はＨｉｇｈの信号を出力し、第２のスイッチング素子１４をオンする。またこの時、スイッチング制御部１３のコントロール端子には制御パルス形成部１６より出力された信号を反転した（Ｌｏｗ）信号が入力されるためスイッチング制御部１３は起動せず、第１のスイッチング素子３はオフ状態で動作しない。
When the reference voltage Vref2 of the
よって、負荷装置２には第２のスイッチング素子１４を介して直流電源１の出力電圧が供給される。同時に、負荷装置２にはインダクタ４および整流ダイオード５を介して直流電源１の出力電圧（正確には直流電源１の出力電圧からインダクタ４の直流抵抗による電圧降下および整流ダイオード５の順方向電圧を引いた電圧）が供給される。しかし、第２のスイッチング素子１４のオン抵抗はインダクタ４の直流抵抗および整流ダイオード５の順方向電圧に比べて十分小さいので、インダクタ４の直流抵抗および整流ダイオード５の順方向電圧による電力損失は非常に少ない。
Therefore, the output voltage of the
時間の経過とともに直流電源１の出力電圧が低下したり、あるいは出力電圧の低い直流電源１が接続されたりする場合がある。そして、制御パルス形成部１６による比較の結果、直流電源１の出力電圧が第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２より低くなれば、制御パルス形成部１６はＬｏｗの信号を出力し第２のスイッチング素子１４をオフ状態にする。
In some cases, the output voltage of the
この時、スイッチング制御部１３のコントロール端子には制御パルス形成部１６より出力された信号を反転した（Ｈｉｇｈ）信号が入力されるため、スイッチング制御部１３が起動しＰＷＭ制御信号を出力し始める。よって、第１のスイッチング素子３は、ＰＷＭ制御信号を受けて周期的にオン・オフを開始する。
At this time, since a signal obtained by inverting the signal output from the control
ここで、制御パルス形成部１６がＬｏｗの信号を出力し第２のスイッチング素子１４をオフ状態にするタイミングと、第１のスイッチング素子３がオン・オフする（電圧を出力する）タイミングにずれが生ずる場合が想定される。その場合でも、負荷装置２にはインダクタ４および整流ダイオード５を介して直流電源１の出力電圧（正確には直流電源１の出力電圧からインダクタ４の直流抵抗による電圧降下および整流ダイオード５の順方向電圧を引いた電圧）が供給される。よって、負荷装置２への電源供給が完全に瞬断されることはない。また、負荷装置２には第１の基準電圧９の基準電圧Ｖｒｅｆ１、フィードバック抵抗７および８で定められた出力電圧が供給される。
Here, there is a difference between the timing at which the control
以上のように、本発明の電源供給回路では、昇圧回路のインダクタ４と整流ダイオード５に第２のスイッチング素子１４を並列に接続した。直流電源１の出力電圧が第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２以上の場合、負荷装置２にはスイッチング素子１４を介して直流電源１の出力電圧を電源として供給する。また、直流電源１の出力電圧が第２の基準電圧１５の基準電圧Ｖｒｅｆ２より低い場合、負荷装置２には昇圧回路の出力電圧を電源として供給することにより消費電力を低減するができる。さらには、第２のスイッチング素子１４のオン・オフと、第１のスイッチング素子３のオン・オフとを制御する信号を同一信号にすることで、負荷装置２への電源が瞬断されることなく供給しつづけることができる。
As described above, in the power supply circuit of the present invention, the
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態を以下に説明する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described below.
本発明の第２の実施形態を示すブロック図を図３に示す。以下、構成を説明する。直流電源５１は、電源供給回路に直流電圧を供給する。負荷装置５２は、電源供給回路が電源供給を行う対象となる装置であって、定電流あるいは定電力で動作する。第１のスイッチング素子５３は、直流電源５１の出力電圧を繰り返してオン・オフするために直流電源５１の一端と他端との間に接続され、かつ、制御端子を有するスイッチング素子である。
A block diagram showing a second embodiment of the present invention is shown in FIG. Hereinafter, the configuration will be described. The
インダクタ５４は、第１のスイッチング素子５３に対して直列に接続され、第１のスイッチング素子５３のオン期間にエネルギーを蓄積し、第１のスイッチング素子３のオフ期間に蓄積されたエネルギーを放出する。整流ダイオード５５は、第１のスイッチング素子３のオン期間にインダクタ５４から得られた電圧で逆バイアスされ、第１のスイッチング素子３のオフ期間にインダクタ５４から得られた電圧で順バイアスされる。
The
平滑用コンデンサ５６は、整流ダイオード５で整流された電圧を平滑して負荷装置５２に電力を供給するために、整流ダイオード５５を介してインダクタ５４に接続される。フィードバック抵抗５７および５８は、直列に接続された状態で整流ダイオード５５に並列に接続され、平滑用コンデンサ５６で平滑された電圧を分圧する。
The smoothing
第１の基準電圧５９（Ｖｒｅｆ３）は、フィードバック抵抗５７および５８で分圧された電圧との比較のための基準電圧である。誤差増幅器６０は、第１の基準電圧５９とフィードバック抵抗５７および５８で分圧された電圧とを比較増幅する。発信器６１は基準となる三角波を生成し、ＰＷＭコンパレータに出力する。ＰＷＭコンパレータ６２は、誤差増幅器６０の出力信号と発信器６１が生成する三角波を比較しＰＷＭ信号を生成する。
The first reference voltage 59 (Vref3) is a reference voltage for comparison with the voltage divided by the
スイッチング制御部６３は、第１のスイッチング素子５３をオン・オフ制御する制御部である。スイッチング制御部６３には、ＰＷＭコンパレータ６２からのＰＷＭ信号と、制御パルス形成部６６からのコントロール信号（ＣＴＬ）の反転信号とが入力され、第１のスイッチング素子５３に制御信号を出力する。
The switching
第２のスイッチング素子６４は、直流電源５１の出力電圧の負荷装置５２への供給をオン・オフするためのスイッチング素子であって、インダクタ５４および整流ダイオード５５に並列に接続され、かつ、制御端子を有する。第２の基準電圧６５（Ｖｒｅｆ４）は、直流電源５１の出力電圧との比較のための基準電圧である。基準電圧Ｖｒｅｆ４は、電力を供給する負荷装置５２の最低動作電圧以上の値を有する。
The
制御パルス形成部６６は、第２のスイッチング素子６４をオン・オフするための制御パルスを生成する。制御パルス形成部６６には、直流電源５１、第２の基準電圧６５が入力され、直流電源５１の出力電圧が第２基準電圧６５よりも高いか否かを判定する。もし、直流電圧５１の出力電圧が第２の基準電圧よりも高い場合は、第２のスイッチング素子６４をオン状態にするための制御パルスを第２のスイッチング素子６４に出力する。一方、直流電圧５１の出力電圧が基準電圧よりも低い場合は、第２のスイッチング素子６４をオフにするための制御パルスを第２のスイッチング素子６４に出力する。
The control
電圧調整器６７は、直流電源５１の出力電圧を所望の電圧に降圧するための電圧調整器で、第２のスイッチング素子６４と負荷装置５２とに直列に接続されている。第３のスイッチング素子６８は、電源オフ時に直流電源５１の出力電圧が負荷装置５２へ供給されることを防止するために、整流ダイオード５５および負荷装置５２との間に直列に接続される。第３のスイッチング素子６８は制御端子を有し、制御パルス形成部６６からの制御パルスによりオン・オフが制御される。
The
次に、図４を参照して発明の第２の実施形態に対応する電源供給回路の動作を説明する。 Next, the operation of the power supply circuit corresponding to the second embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
本実施形態に対応する電源供給回路を有する電子機器の操作部より電源オン操作が行われると、該電源供給回路は第１の基準電圧６９の基準電圧Ｖｒｅｆ３および第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４の供給を開始する。ここで、第１の基準電圧５９の基準電圧Ｖｒｅｆ３および第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４の供給方法は任意の方法を採用することができ、図３に示した形態に限定されるものではない。
When a power-on operation is performed from an operation unit of an electronic apparatus having a power supply circuit corresponding to the present embodiment, the power supply circuit is connected to the reference voltage Vref3 of the first reference voltage 69 and the reference voltage of the
第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４が供給されると、制御パルス形成部６６は直流電源５１の出力電圧と第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４との比較を行う。比較の結果、直流電源５１の出力電圧が第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４以上の場合、制御パルス形成部６６はＨｉｇｈの信号を出力し第２のスイッチング素子６４をオン状態にする。この時、スイッチング制御部６３のコントロール端子には制御パルス形成部６６より出力された信号を反転した（Ｌｏｗ）信号が入力されるためスイッチング制御部６３は起動せず、第１のスイッチング素子５３はオフした状態で動作しない。
When the reference voltage Vref4 of the
よって、負荷装置５２には第２のスイッチング素子６４、電圧調整器６７を介して電圧調整器６７で定められた電圧が供給される。またこの時、第３のスイッチング素子６８の制御端子には、制御パルス形成部６６より出力された（Ｈｉｇｈ）信号が入力される。よって、本実施形態のように第３のスイッチング素子６８にＰｃｈのＭＯＳＦＥＴを用いた場合、第３のスイッチング素子はオフし、インダクタ５４および整流ダイオード５５を介して負荷装置５２に電流が漏れこむことはない。第３のスイッチング素子６８にＮｃｈのＭＯＳＦＥＴを用いた場合、第３のスイッチング素子６８の制御端子に、制御パルス形成部６６より出力された信号の反転信号が入力されるように構成すれば、同様の効果が得られる。
Therefore, the voltage determined by the
時間の経過とともに直流電源５１の出力電圧が低下したり、あるいは出力電圧の低い直流電源５１が接続されたりする場合がある。そして、制御パルス形成部６６による比較の結果、直流電源５１の出力電圧が第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４より低くなれば、制御パルス形成部６６はＬｏｗの信号を出力し第２のスイッチング素子６４をオフする。
As time passes, the output voltage of the
この時、第３のスイッチング素子６８の制御端子には、制御パルス形成部６６より出力された信号（Ｌｏｗ）が入力されるため第３のスイッチング素子６８はオン状態になる。また、スイッチング制御部６３のコントロール端子には、制御パルス形成部６６より出力された信号が反転した信号（Ｈｉｇｈ）が入力されるため、スイッチング制御部６３が起動されて、ＰＷＭ制御信号を出力する。この結果、第１のスイッチング素子５３は、ＰＷＭ制御信号を受けてオン・オフを開始する。
At this time, since the signal (Low) output from the
ここで制御パルス形成部６６はＬｏｗの信号を出力し第２のスイッチング素子６４をオフするタイミングと、第１のスイッチング素子５３がオン・オフする（電圧を出力する）タイミングにずれが生ずる場合が想定される。その場合でも、負荷装置５２にはインダクタ５４および整流ダイオード５５を介して直流電源５１の出力電圧（正確には直流電源５１の出力電圧からインダクタ５４の直流抵抗による電圧降下および整流ダイオード５５の順方向電圧を引いた電圧）が供給される。よって、負荷装置５２への電源が瞬断されることはない。また、負荷装置５２には第１の基準電圧５９の基準電圧Ｖｒｅｆ３、フィードバック抵抗５７および５８で定められた出力電圧が供給される。
Here, there is a case in which the control
以上のように、本実施形態の電源供給回路では、昇圧回路のインダクタ５４と整流ダイオード５５に直列に接続された第２のスイッチング素子６４と電圧調整器６７を並列に接続した。直流電源５１の出力電圧が第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４以上の場合、負荷装置５２にはスイッチング素子６４および電圧調整器６７を介して電圧調整器６７で定められた電圧を供給する。また、直流電源５１の出力電圧が第２の基準電圧６５の基準電圧Ｖｒｅｆ４より低い場合、負荷装置５２には昇圧回路の出力電圧を電源として供給することにより定電圧負荷に対しても消費電力を低減することができる。さらに、第２のスイッチング素子６４のオン・オフと第１のスイッチング素子５３のオン・オフと第３のスイッチング素子６８のオン・オフを制御する信号を同一信号にした。これにより、定電圧負荷に対しても、負荷装置５２への電源が瞬断されることなく供給しつづけることができる。
As described above, in the power supply circuit of this embodiment, the
１、５１・・・直流電源
２、５２・・・負荷装置
３、５３・・・第１のスイッチング素子
４、５４・・・インダクタ
５、５５・・・整流ダイオード
６、５６・・・平滑用コンデンサ
７，８、５７、５８・・・フィードバック抵抗
９、５９・・・第１の基準電圧
１０、６０・・誤差増幅器
１１、６１・・発振器
１２、６２・・ＰＷＭコンパレータ
１３、６３・・スイッチング制御部
１４、６４・・第２のスイッチング素子
１５、６５・・第２の基準電圧
１６、６６・・制御パルス形成部
６７・・・電圧調整器
６８・・・第３のスイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
直流電源と、
前記直流電源と前記負荷装置との間に接続されたインダクタと、
前記インダクタと前記負荷装置との間に接続された整流ダイオードと、
前記インダクタと前記整流ダイオードとの間で、前記直流電源と前記インダクタとに対して直列に接続され、該インダクタに蓄積されたエネルギーの前記負荷装置への供給を制御する、第１のスイッチング素子と、
前記直流電源と前記負荷装置との間で、前記インダクタ及び前記整流ダイオードと並列に接続され、前記負荷装置への前記直流電源からの直流電圧の供給を制御する、第２のスイッチング素子と、
前記直流電源からの直流電圧と基準電圧とを比較して、該比較の結果に応じた制御パルスを出力して前記第２のスイッチング素子をオン・オフ制御する制御パルス形成手段と、
前記制御パルスに応じて前記第１のスイッチング素子をスイッチング制御するスイッチング制御手段と
を備え、
前記制御パルス形成手段は、前記直流電圧が前記基準電圧より低い値の場合に、前記第２のスイッチング素子をオフ制御し、
前記スイッチング制御手段は、前記制御パルス形成手段が前記第２のスイッチング素子をオフ制御する場合にのみ、前記第１のスイッチング素子をオン状態とオフ状態とを周期的に切り替えるスイッチング制御を行う
ことを特徴とする電源供給回路。 A power supply circuit for supplying power to a load device,
DC power supply,
An inductor connected between the DC power source and the load device;
A rectifier diode connected between the inductor and the load device;
A first switching element connected in series with the DC power source and the inductor between the inductor and the rectifier diode, and controlling supply of energy stored in the inductor to the load device; ,
A second switching element connected in parallel with the inductor and the rectifier diode between the DC power source and the load device, and controlling supply of a DC voltage from the DC power source to the load device;
A control pulse forming means for comparing a DC voltage from the DC power supply with a reference voltage, outputting a control pulse according to the comparison result, and controlling on / off of the second switching element;
Switching control means for controlling the switching of the first switching element according to the control pulse,
The control pulse forming means controls the second switching element to be turned off when the DC voltage is lower than the reference voltage;
The switching control means performs switching control for periodically switching the first switching element between an on state and an off state only when the control pulse forming means controls the second switching element to be off. A featured power supply circuit.
直流電源と、
前記直流電源と前記負荷装置との間に接続されたインダクタと、
前記インダクタと前記負荷装置との間に接続された整流ダイオードと、
前記インダクタと前記整流ダイオードとの間で、前記直流電源と前記インダクタとに対して直列に接続され、該インダクタに蓄積されたエネルギーの前記負荷装置への供給を制御する、第１のスイッチング素子と、
前記直流電源と前記負荷装置との間で、前記インダクタ及び前記整流ダイオードと並列に接続され、前記負荷装置への前記直流電源からの直流電圧の供給を制御する、第２のスイッチング素子と、
前記整流ダイオードと前記負荷装置との間に接続された第３のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子と前記負荷装置との間に接続され、前記第２のスイッチング素子を介して供給される前記直流電圧を調整する電圧調整手段と、
前記直流電源からの前記直流電圧と基準電圧とを比較して、該比較の結果に応じた制御パルスを出力して前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とをオン・オフ制御する制御パルス形成手段と、
前記制御パルスに応じて前記第１のスイッチング素子をスイッチング制御するスイッチング制御手段と
を備え、
前記制御パルス形成手段は、前記直流電圧が前記基準電圧より低い値の場合に、前記第２のスイッチング素子をオフ制御し、かつ、前記第３のスイッチング素子をオン制御し、
前記スイッチング制御手段は、前記制御パルス形成手段が前記第２のスイッチング素子をオフ制御する場合にのみ、前記第１のスイッチング素子をオン状態とオフ状態とを周期的に切り替えるスイッチング制御を行う
ことを特徴とする電源供給回路。 A power supply circuit for supplying power to a load device,
DC power supply,
An inductor connected between the DC power source and the load device;
A rectifier diode connected between the inductor and the load device;
A first switching element connected in series with the DC power source and the inductor between the inductor and the rectifier diode, and controlling supply of energy stored in the inductor to the load device; ,
A second switching element connected in parallel with the inductor and the rectifier diode between the DC power source and the load device, and controlling supply of a DC voltage from the DC power source to the load device;
A third switching element connected between the rectifier diode and the load device;
Voltage adjusting means connected between the second switching element and the load device, for adjusting the DC voltage supplied via the second switching element;
The DC voltage from the DC power source is compared with a reference voltage, and a control pulse corresponding to the comparison result is output to control on / off of the second switching element and the third switching element. Control pulse forming means;
Switching control means for controlling the switching of the first switching element according to the control pulse,
The control pulse forming means, when the DC voltage is lower than the reference voltage, to turn off the second switching element, and to turn on the third switching element;
The switching control means performs switching control for periodically switching the first switching element between an on state and an off state only when the control pulse forming means controls the second switching element to be off. A featured power supply circuit.
前記整流ダイオードは、前記第１のスイッチング素子のオン期間に前記インダクタから得られた電圧で逆バイアスされ、前記第１のスイッチング素子のオフ期間に前記インダクタから得られた電圧で順バイアスされるように、前記インダクタと接続された
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源供給回路。 The inductor is configured to store energy during an on period of the first switching element and to release the stored energy during an off period of the first switching element;
The rectifier diode is reverse-biased with a voltage obtained from the inductor during an ON period of the first switching element, and is forward-biased with a voltage obtained from the inductor during an OFF period of the first switching element. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit is connected to the inductor.
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源供給回路。 4. The switching control unit according to claim 1, wherein when the control pulse forming unit controls the second switching element to turn on, the switching control unit sets the first switching element to an off state. The power supply circuit described in 1.
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|---|---|---|---|
| JP2008202418A JP2010041831A (en) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | Power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2008202418A JP2010041831A (en) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | Power supply circuit |
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2010041831A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05137267A (en) * | 1991-11-12 | 1993-06-01 | Dia Semikon Syst Kk | Power system |
| JP2006081369A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Casio Comput Co Ltd | Electronic equipment |
| JP2007529185A (en) * | 2003-08-05 | 2007-10-18 | 松下電器産業株式会社 | DC power supply device and battery-powered electronic device incorporating the same |
-
2008
- 2008-08-05 JP JP2008202418A patent/JP2010041831A/en active Pending
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