JP2010115049A

JP2010115049A - Multi-output switching power supply device

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Publication number: JP2010115049A
Application number: JP2008286656A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Okamoto; 康司岡本; Takahide Sano; 貴英佐野; Yoshiyuki Uno; 良之鵜野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set accumulation capacity that is optimum for each output of multi-output, by enabling the user to set the capacity of a smoothing capacitor that is optimum for each output of multi-output thereby enabling the user to effectively utilize a storage element, such as a smoothing capacitor. <P>SOLUTION: A main converter circuit 10, which includes a PFC converter 11 and a DC-DC converter 12, is provided on the side of the main power source 51 of a multi-output switching power supply device 101. Smoothing capacitors Co1 and Cst and a switch SW2 are connected between the output lines HLO and CLo of the main power circuit 51. A smoothing capacitor Co2 is connected between the output lines HLso and CLso of a sub power source 61. In usual mode, the contact (a) of a switch SW1 is selected, and the capacity of the smoothing capacitor at the output part of the main power circuit 51 becomes large, and in standby mode, the contact (b) of the switch SW1 is selected, and the capacity of the smoothing capacitor at the output part of the sub power circuit 61 becomes large. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、複数の出力端子を備えたマルチ出力のスイッチング電源装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-output switching power supply device having a plurality of output terminals.

電圧の異なった複数の出力を必要とするスイッチング電源装置を構成するには、非絶縁型では、それぞれの出力毎にスイッチング素子、インダクタ、及びコンデンサを設ける必要がある。また絶縁型では、１つの１次巻線と複数の２次巻線を有するトランスを、１つのスイッチング素子で駆動し、複数の２次巻線それぞれの巻数比に応じた出力電圧を得る構成や、複数のトランスをそれぞれ別のスイッチング素子で駆動し、複数の出力電圧を得る構成がある。 In order to configure a switching power supply apparatus that requires a plurality of outputs having different voltages, it is necessary to provide a switching element, an inductor, and a capacitor for each output in the non-insulated type. In the insulation type, a transformer having one primary winding and a plurality of secondary windings is driven by one switching element to obtain an output voltage corresponding to the turn ratio of each of the plurality of secondary windings. There is a configuration in which a plurality of transformers are driven by different switching elements to obtain a plurality of output voltages.

いずれの場合も、変換された電圧を最終的に直流電圧にするためのコンデンサが出力段に設けられることになる。このコンデンサの容量や耐圧は、それぞれの出力端子で要求される出力電圧や、許容される電圧リップルなどによって決定される。 In either case, a capacitor for finally converting the converted voltage into a DC voltage is provided in the output stage. The capacity and breakdown voltage of the capacitor are determined by the output voltage required at each output terminal, the allowable voltage ripple, and the like.

したがって、出力電圧が例えば３．３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ、２５Ｖの複数の異なった電圧を出力するマルチ出力スイッチング電源装置において、全ての出力を同時に必要とすることがないようなスイッチング電源装置であっても、各出力ラインに用いられる平滑コンデンサには、出力電圧が生じている状態に合わせた定格のものを用いなければならず、コスト面、サイズ面で問題があった。 Therefore, in a multi-output switching power supply device that outputs a plurality of different voltages, for example, 3.3V, 5V, 12V, and 25V, it is a switching power supply device that does not require all outputs simultaneously. However, the smoothing capacitor used for each output line must be rated according to the state in which the output voltage is generated, which has a problem in terms of cost and size.

マルチ出力スイッチング電源装置の一種として、メイン電源回路とスタンバイ電源回路を備えたマルチ出力スイッチング電源装置が特許文献１に示されている。このようにスタンバイ用の電源回路をメインの電源回路とは独立して設けるのは、スタンバイ時の消費電力を低減するためである。 As one type of multi-output switching power supply device, Patent Document 1 discloses a multi-output switching power supply device including a main power supply circuit and a standby power supply circuit. The reason for providing the standby power supply circuit independently of the main power supply circuit is to reduce the power consumption during standby.

図１は特許文献１に開示されているスイッチング電源装置の主要な構成を示す図である。図１のスイッチング電源装置は、商用交流電源ＡＣにリレースイッチＲＹ１，ＲＹ２を介して接続されたメイン出力用のメイン電源回路１１０と、このメイン電源回路１１０とは独立したスタンバイ出力用のスタンバイ電源回路１２０とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a switching power supply device disclosed in Patent Document 1. In FIG. 1 includes a main power supply circuit 110 for main output connected to a commercial AC power supply AC via relay switches RY1 and RY2, and a standby power supply circuit for standby output independent of the main power supply circuit 110. 120.

メイン電源回路１１０は、交流電源入力を整流回路１１１Ａで整流し、力率改善回路１１１Ｂを介して主コンバータ回路１１２によりスイッチングし、主コンバータトランス１１３の出力をメイン出力回路１１４で整流平滑してメイン出力を得るように構成されている。 The main power supply circuit 110 rectifies the AC power supply input by the rectifier circuit 111A, switches it by the main converter circuit 112 via the power factor correction circuit 111B, and rectifies and smoothes the output of the main converter transformer 113 by the main output circuit 114. It is configured to obtain an output.

スタンバイ電源回路１２０は、交流電源入力を整流回路１２１Ａで整流し、副コンバータ回路１２２によりスイッチングし、副コンバータトランス１２３の出力を副出力回路１２４で整流平滑してスタンバイ出力を得るように構成されている。 The standby power supply circuit 120 is configured to rectify an AC power supply input by a rectifier circuit 121A, switch by the sub-converter circuit 122, and rectify and smooth the output of the sub-converter transformer 123 by the sub-output circuit 124 to obtain a standby output. Yes.

そして主コンバータ回路１１２の入力部と副コンバータ回路１２２の入力部との間にバックアップダイオード１４１及びリターン抵抗１４２を接続して、主コンバータによってメイン出力が出力される状態では、主コンバータ回路１１２の入力電圧を副コンバータ回路１２２に入力して、副コンバータ回路１２２も動作するようにしている。 When the backup diode 141 and the return resistor 142 are connected between the input part of the main converter circuit 112 and the input part of the sub-converter circuit 122 and the main output is output by the main converter, the input of the main converter circuit 112 The voltage is input to the sub-converter circuit 122 so that the sub-converter circuit 122 also operates.

一方、軽負荷時に単位時間あたりのスイッチング回数を減らして消費電力を低減するために、蓄電素子を設けたスイッチング電源回路が特許文献２に示されている。
特開２００３−０１８８４２号公報特開２００８−１２５２７０号公報 On the other hand, Patent Document 2 discloses a switching power supply circuit provided with a storage element in order to reduce power consumption by reducing the number of times of switching per unit time at light load.
JP 2003-018842 A JP 2008-125270 A

ところが、特許文献１のようにメイン出力とスタンバイ出力が分かれているマルチ出力スイッチング電源装置において、スタンバイ電源回路の出力部に特許文献２のような蓄電素子を設ける構成を適用した場合、蓄電素子はスタンバイ動作時には有効に働くが、メイン電源動作時には全く不要となる。一方、メイン電源回路の入力電源電圧が瞬時停電した時でもメイン出力が極力低下しない特性が望まれることがあり、そのための蓄電素子を設けることは有効であるが、この蓄電素子は当然ながらスタンバイ時には機能せず、有効に利用されているとは言えない。 However, in the multi-output switching power supply apparatus in which the main output and the standby output are separated as in Patent Document 1, when the configuration in which the power storage element as in Patent Document 2 is provided in the output portion of the standby power supply circuit, the power storage element is It works effectively during standby operation, but is completely unnecessary during main power operation. On the other hand, there is a case where it is desired that the main output does not decrease as much as possible even when the input power supply voltage of the main power supply circuit is momentarily interrupted.Therefore, it is effective to provide a storage element for this purpose. It does not function and cannot be said to be used effectively.

そこで、この発明の目的は、マルチ出力の各出力に最適な蓄電容量を設定できるようにして、前述の課題を解消したマルチ出力スイッチング電源装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-output switching power supply apparatus that can set the optimum storage capacity for each output of the multi-output and solves the above-mentioned problems.

前記課題を解決するために、この発明のマルチ出力スイッチング電源装置は次のように構成する。
（１）入力電源電圧をスイッチングして電圧変換を行うコンバータ回路と、複数の出力ラインにそれぞれ電圧を出力するマルチ出力スイッチング電源装置において、前記複数の出力ラインのホット側とニュートラル側との間に各々接続される蓄電素子と、前記複数の出力ラインのホット側と前記ニュートラル側との間に対する前記蓄電素子の導通／非導通の状態を切り替えるスイッチと、前記スイッチを制御して、前記複数の出力ラインのうちのいずれかのホット側と前記ニュートラル側との間に前記蓄電素子を選択的に接続する制御回路と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the multi-output switching power supply device of the present invention is configured as follows.
(1) In a converter circuit that performs voltage conversion by switching an input power supply voltage and a multi-output switching power supply that outputs voltages to a plurality of output lines, respectively, between the hot side and the neutral side of the plurality of output lines Each of the storage elements connected to each other, a switch for switching a conduction / non-conduction state of the storage element between the hot side and the neutral side of the plurality of output lines, and controlling the switch, the plurality of outputs And a control circuit for selectively connecting the power storage element between any one of the lines on the hot side and the neutral side.

（２）前記マルチ出力スイッチング電源装置は、通常動作時に動作するメインコンバータ回路と、前記通常動作時と待機時のいずれでも動作するサブコンバータ回路と、を備え、
前記サブコンバータ回路の出力が前記制御回路の電源電圧として供給されるようにしてもよい。 (2) The multi-output switching power supply device includes a main converter circuit that operates during normal operation, and a sub-converter circuit that operates during both the normal operation and standby time,
The output of the sub-converter circuit may be supplied as a power supply voltage for the control circuit.

（３）前記制御回路は、前記待機時において、前記蓄電素子のうち少なくとも２つ以上が前記サブコンバータ回路の出力ラインのホット側とニュートラル側との間に接続されるように前記スイッチを制御するようにしてもよい。 (3) The control circuit controls the switch so that at least two of the power storage elements are connected between the hot side and the neutral side of the output line of the sub-converter circuit during the standby time. You may do it.

この発明によれば、複数の蓄電素子を切り替えて、各出力部に最適な蓄電容量を設定できるので、実装される蓄電素子の個数及び容量がシステム全体としての最適値に設定できる。また、そのことによって省スペース・低コスト化が実現できる。特に、通常動作のモードと待機のモードとを有するスイッチング電源装置において、通常動作時にのみ動作するメインコンバータ回路によって蓄電素子に蓄積されたエネルギーを、待機時に、通常動作時／待機時を問わずに動作するサブコンバータ回路の負荷に供給することによって、サブコンバータ回路のスイッチング周波数を低減でき、待機時の消費電力を下げることができる。 According to the present invention, since a plurality of power storage elements can be switched and an optimal power storage capacity can be set for each output unit, the number and capacity of the power storage elements to be mounted can be set to optimum values for the entire system. In addition, space saving and cost reduction can be realized. In particular, in a switching power supply device having a normal operation mode and a standby mode, the energy stored in the storage element by the main converter circuit that operates only during the normal operation can be used regardless of whether it is in the normal operation / standby mode. By supplying the load to the operating sub-converter circuit, the switching frequency of the sub-converter circuit can be reduced and the power consumption during standby can be reduced.

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置について、図２を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０１の回路図である。図２において、符号Ｐ１１，Ｐ１２はマルチ出力スイッチング電源装置１０１の入力端子、符号Ｐ２１，Ｐ２２はマルチ出力スイッチング電源装置１０１のメイン負荷出力端子、符号Ｐ３１，Ｐ３２はマルチ出力スイッチング電源装置１０１のスタンバイ負荷出力端子である。入力端子Ｐ１１−Ｐ１２には商用交流電源である交流入力電源Ｖａｃが入力され、出力端子Ｐ２１−Ｐ２２にはメイン負荷１４、出力端子Ｐ３１−Ｐ３２にはスタンバイ負荷２４がそれぞれ接続される。 << First Embodiment >>
The multi-output switching power supply device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram of the multi-output switching power supply apparatus 101 according to the first embodiment. 2, reference numerals P11 and P12 are input terminals of the multi-output switching power supply apparatus 101, reference signs P21 and P22 are main load output terminals of the multi-output switching power supply apparatus 101, and reference signs P31 and P32 are standby loads of the multi-output switching power supply apparatus 101. Output terminal. An AC input power source Vac, which is a commercial AC power source, is input to the input terminals P11 to P12, a main load 14 is connected to the output terminals P21 to P22, and a standby load 24 is connected to the output terminals P31 to P32.

マルチ出力スイッチング電源装置１０１のメイン電源回路５１側の入力段には交流入力電源Ｖａｃの交流電圧を全波整流するダイオードブリッジＢ１が設けられている。ダイオードブリッジＢ１の出力側にはＰＦＣコンバータ１１が接続されている。ＰＦＣコンバータ１１の出力にはＤＣ−ＤＣコンバータ１２が接続されている。また、このＤＣ−ＤＣコンバータ１２の入力ラインＨＬｉ−ＣＬｉ間にはコンデンサＣｉ１が並列に接続されている。ＰＦＣコンバータ１１、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２、及びコンデンサＣｉ１によってメインコンバータ回路１０が構成されている。 A diode bridge B1 for full-wave rectifying the AC voltage of the AC input power supply Vac is provided at the input stage of the multi-output switching power supply apparatus 101 on the main power supply circuit 51 side. A PFC converter 11 is connected to the output side of the diode bridge B1. A DC-DC converter 12 is connected to the output of the PFC converter 11. A capacitor Ci1 is connected in parallel between the input lines HLi-CLi of the DC-DC converter 12. The main converter circuit 10 is configured by the PFC converter 11, the DC-DC converter 12, and the capacitor Ci1.

ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間には平滑用のコンデンサＣｏ１が並列接続されている。また、この出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間には、スイッチＳＷ２を介して平滑用のコンデンサＣｓｔが接続されている。すなわちスイッチＳＷ２のコモン（ｃ）と第１の接点（ａ）との間が導通するとき、コンデンサＣｓｔが出力ラインのホット側ＨＬｏとニュートラル側ＣＬｏとの間に接続されるようにスイッチＳＷ２が設けられている。さらに、出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間には、出力電圧検出回路１３が接続されている。 Between the output lines HLo-CLo of the DC-DC converter 12, a smoothing capacitor Co1 is connected in parallel. A smoothing capacitor Cst is connected between the output lines HLo and CLo via a switch SW2. That is, the switch SW2 is provided so that the capacitor Cst is connected between the hot side HLo and the neutral side CLo of the output line when the common (c) of the switch SW2 and the first contact (a) are conducted. It has been. Further, an output voltage detection circuit 13 is connected between the output lines HLo and CLo.

前記ＰＦＣコンバータ１１は、インダクタ、スイッチング素子、ダイオードおよび平滑コンデンサを備えた、いわゆる昇圧チョッパ回路で構成されている。 The PFC converter 11 includes a so-called boost chopper circuit including an inductor, a switching element, a diode, and a smoothing capacitor.

マルチ出力スイッチング電源装置１０１のサブ電源回路６１側の入力段には、交流入力電源Ｖａｃの交流電圧を整流するダイオードＤ２及びコンデンサＣｉ２で構成される整流平滑回路が設けられている。この整流平滑回路の出力側にはサブコンバータ回路２２が接続されている。また、前記入力ラインＨＬｓｉとメイン電源回路５１の入力ラインＨＬｉとの間にダイオードＤ３が接続されている。 A rectifying / smoothing circuit including a diode D2 and a capacitor Ci2 that rectifies the AC voltage of the AC input power supply Vac is provided at the input stage of the multi-output switching power supply device 101 on the sub power supply circuit 61 side. A sub-converter circuit 22 is connected to the output side of the rectifying / smoothing circuit. A diode D3 is connected between the input line HLsi and the input line HLi of the main power supply circuit 51.

サブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間には平滑用のコンデンサＣｏ２が並列接続されている。また、この出力ラインＨＬｓｏは前記スイッチＳＷ２の第２の接点（ｂ）に接続されている。さらに、出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間には、出力電圧検出回路２３が接続されている。
ディジタル信号処理回路９は、ＤＳＰで構成されていて、前記サブ電源回路６１の出力電圧Ｖｃｃを電源にして動作し、ディジタル信号処理によってＰＦＣコンバータ１１、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２及びサブコンバータ２２を制御する。すなわち、ディジタル信号処理回路９は、入力電圧検出回路７の検出信号から交流入力電源Ｖａｃの電圧の瞬時電圧または位相を検知して、交流入力電源Ｖａｃの電圧波形と相似形の電流が流れるようにＰＦＣコンバータ１１内のスイッチング素子をオン／オフ制御する。また、ディジタル信号処理回路９は、出力電圧検出回路１３の出力信号を入力して、メイン負荷に対する出力電圧を検出するとともに、その出力電圧が所定値で一定となるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２内のスイッチング素子を所定のオンデューティ比でオン／オフ制御する。さらに、ディジタル信号処理回路９は、出力電圧検出回路２３の出力信号を入力して、スタンバイ負荷に対する出力電圧を検出するとともに、その出力電圧が所定値で一定となるように、サブコンバータ回路２２内のスイッチング素子を所定のオンデューティ比でオン／オフ制御する。 A smoothing capacitor Co2 is connected in parallel between the output lines HLso and CLso of the sub-converter circuit 22. The output line HLso is connected to the second contact (b) of the switch SW2. Further, an output voltage detection circuit 23 is connected between the output lines HLso and CLso.
The digital signal processing circuit 9 is constituted by a DSP, operates with the output voltage Vcc of the sub power supply circuit 61 as a power source, and controls the PFC converter 11, the DC-DC converter 12 and the subconverter 22 by digital signal processing. . That is, the digital signal processing circuit 9 detects the instantaneous voltage or phase of the voltage of the AC input power supply Vac from the detection signal of the input voltage detection circuit 7 so that a current similar to the voltage waveform of the AC input power supply Vac flows. The switching element in the PFC converter 11 is turned on / off. Further, the digital signal processing circuit 9 receives the output signal of the output voltage detection circuit 13 to detect the output voltage with respect to the main load, and the DC-DC converter 12 so that the output voltage becomes constant at a predetermined value. On / off control of the switching element is performed at a predetermined on-duty ratio. Further, the digital signal processing circuit 9 receives the output signal of the output voltage detection circuit 23, detects the output voltage for the standby load, and in the subconverter circuit 22 so that the output voltage becomes constant at a predetermined value. These switching elements are on / off controlled at a predetermined on-duty ratio.

ディジタル信号処理回路９は、入力装置８からの入力信号に基づいて、通常動作モードと待機モードの切り替えを行い、それぞれのモードに応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替えを行う。
ディジタル信号処理回路９は、スタンバイモードにする場合には、スイッチＳＷ１をオフすることによってサブ電源回路６１（サブコンバータ回路２２）にのみ入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ２の（ｂ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔをサブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間に接続する。そのため、待機モードでは、サブ電源回路６１の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなる。 The digital signal processing circuit 9 switches between the normal operation mode and the standby mode based on the input signal from the input device 8, and switches the switches SW1 and SW2 according to each mode.
In the standby mode, the digital signal processing circuit 9 supplies the input power supply voltage only to the sub power supply circuit 61 (subconverter circuit 22) by turning off the switch SW1. Further, the capacitor Cst is connected between the output lines HLso and CLso of the sub-converter circuit 22 by selecting the contact (b) of the switch SW2. Therefore, in the standby mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output section of the sub power supply circuit 61 is increased.

出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなると、平滑コンデンサへの充電時定数が大きくなるため、サブコンバータ回路２２は間欠発振の周期が長くなる。すなわち、出力電圧検出回路２３の出力電圧が閾値より低い状態では、ディジタル信号処理回路９はサブコンバータ回路２２のスイッチング動作を行うが、このスイッチング動作によって、サブコンバータ回路２２の出力電圧が上昇し、出力電圧検出回路２３の出力電圧が閾値を超えることになり、前記スイッチング動作を停止する。その後、出力電圧検出回路２３の出力電圧が再び閾値を下回ると、前記スイッチング動作を再開する。この繰り返しによって間欠発振動作を行う。 When the capacity of the smoothing capacitor of the output unit is increased, the charging time constant for the smoothing capacitor is increased, so that the period of intermittent oscillation in the sub-converter circuit 22 is increased. That is, in the state where the output voltage of the output voltage detection circuit 23 is lower than the threshold value, the digital signal processing circuit 9 performs the switching operation of the sub-converter circuit 22, but this switching operation increases the output voltage of the sub-converter circuit 22, The output voltage of the output voltage detection circuit 23 exceeds the threshold value, and the switching operation is stopped. Thereafter, when the output voltage of the output voltage detection circuit 23 again falls below the threshold value, the switching operation is resumed. By repeating this, an intermittent oscillation operation is performed.

サブコンバータ回路２２の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなる程、その平滑コンデンサに蓄積されるエネルギーは大きくなるので、発振停止期間は長くなり、サブコンバータ回路２２による損失を低減できる。 As the capacity of the smoothing capacitor at the output section of the sub-converter circuit 22 increases, the energy stored in the smoothing capacitor increases, so that the oscillation stop period becomes longer and the loss due to the sub-converter circuit 22 can be reduced.

一方、ディジタル信号処理回路９は、通常モードにする場合には、スイッチＳＷ１をオンしてメイン電源回路５１へも入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ２の（ａ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔをＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間に接続する。そのため、通常モードでは、メイン電源回路５１の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなる。 On the other hand, when the digital signal processing circuit 9 is in the normal mode, the switch SW1 is turned on to supply the input power supply voltage to the main power supply circuit 51 as well. Further, the capacitor Cst is connected between the output lines HLo-CLo of the DC-DC converter 12 by selecting the (a) contact of the switch SW2. Therefore, in the normal mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output section of the main power supply circuit 51 is increased.

通常モードにおいて停電になれば、停電中はコンデンサＣｏ１及びＣｓｔの充電電荷によってメイン負荷１４へ出力電圧を供給されるが、この平滑コンデンサの容量（Ｃｏ１＋Ｃｓｔ）が大きいため、比較的長い瞬時停電があっても、出力電圧を安定に保つことができることになる。
このように、コンデンサＣｓｔをメイン電源回路５１とサブ電源回路６１とに兼用することによって、コンデンサＣｓｔを有効利用できる。 If a power failure occurs in the normal mode, the output voltage is supplied to the main load 14 by the charge of the capacitors Co1 and Cst during the power failure. However, since the capacity of the smoothing capacitor (Co1 + Cst) is large, there is a relatively long instantaneous power failure. However, the output voltage can be kept stable.
Thus, the capacitor Cst can be used effectively by sharing the capacitor Cst with the main power supply circuit 51 and the sub power supply circuit 61.

前記マルチ出力スイッチング電源装置１０１は、具体的には、液晶ＴＶやプラズマＴＶ等の薄型ＴＶ用スイッチング電源であって、通常動作時はメイン電源回路５１が例えばバックライトへ２４Ｖを出力する。また、待機時はサブ電源回路６１が５Ｖまたは３．３Ｖの電源電圧を制御回路へ供給する。
このようにして待機時の電力消費を削減でき、通常動作時の瞬時停電における安定性を高めることができる。 Specifically, the multi-output switching power supply device 101 is a switching power supply for a thin TV such as a liquid crystal TV or a plasma TV, and the main power supply circuit 51 outputs 24V to a backlight, for example, during normal operation. Further, during standby, the sub power supply circuit 61 supplies a power supply voltage of 5V or 3.3V to the control circuit.
In this way, power consumption during standby can be reduced, and stability during an instantaneous power failure during normal operation can be improved.

《第２の実施形態》
第２の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置について、図３を参照して説明する。
図３は第２の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０２の回路図である。図２に示した例と異なるのは、メイン電源回路５２とサブ電源回路６２のそれぞれの出力部の構成である。 << Second Embodiment >>
A multi-output switching power supply according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of the multi-output switching power supply apparatus 102 according to the second embodiment. The difference from the example shown in FIG. 2 is the configuration of the output units of the main power supply circuit 52 and the sub power supply circuit 62.

図３に示すマルチ出力スイッチング電源装置１０２では、メイン電源回路５２の出力端子Ｐ２１−Ｐ２２間にコンデンサＣｏ１が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間にコンデンサＣｓｔが接続され、コンデンサＣｓｔとＣｏ１との間にスイッチＳＷ３が接続されている。すなわちスイッチＳＷ３のコモン（ｃ）と第１の接点（ａ）との間が導通するとき、コンデンサＣｓｔとＣｏ１が並列に接続されるように、スイッチＳＷ３が設けられている。 In the multi-output switching power supply 102 shown in FIG. 3, a capacitor Co1 is connected between the output terminals P21 and P22 of the main power supply circuit 52, and a capacitor Cst is connected between the output lines HLo-CLo of the DC-DC converter 12. A switch SW3 is connected between Cst and Co1. That is, the switch SW3 is provided so that the capacitor Cst and Co1 are connected in parallel when the common (c) of the switch SW3 and the first contact (a) are conducted.

また、前記スイッチＳＷ３のコモン（ｃ）と第２の接点（ｂ）との間が接続されたとき、コンデンサＣｓｔがサブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間に並列接続されるように、スイッチＳＷ３が接続されている。 Further, when the common (c) and the second contact (b) of the switch SW3 are connected, the switch is arranged so that the capacitor Cst is connected in parallel between the output lines HLso-CLso of the sub-converter circuit 22. SW3 is connected.

ディジタル信号処理回路９は、待機モードにする場合には、スイッチＳＷ１をオフすることによってサブ電源回路６２（サブコンバータ回路２２）にのみ入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ３の（ｂ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔをサブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間に接続する。そのため、待機モードでは、サブ電源回路６２の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなって、サブコンバータ回路２２は間欠発振の周期が長くなることによって、サブコンバータ回路２２による損失を低減できる。 In the standby mode, the digital signal processing circuit 9 supplies the input power supply voltage only to the sub power supply circuit 62 (subconverter circuit 22) by turning off the switch SW1. Further, the capacitor Cst is connected between the output lines HLso and CLso of the sub-converter circuit 22 by selecting the (b) contact of the switch SW3. Therefore, in the standby mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output portion of the sub power supply circuit 62 is increased, and the sub-converter circuit 22 can reduce the loss caused by the sub-converter circuit 22 by increasing the period of intermittent oscillation.

一方、ディジタル信号処理回路９は、通常モードにする場合には、スイッチＳＷ１をオンしてメイン電源回路５２へも入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ３の（ａ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔをＣｏ１と共にＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間に接続する。そのため、通常モードでは、メイン電源回路５２の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなる。 On the other hand, when the digital signal processing circuit 9 is in the normal mode, the switch SW1 is turned on to supply the input power supply voltage to the main power supply circuit 52 as well. Further, by selecting the contact (a) of the switch SW3, the capacitor Cst is connected between the output line HLo-CLo of the DC-DC converter 12 together with Co1. Therefore, in the normal mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output portion of the main power supply circuit 52 is increased.

《第３の実施形態》
第３の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置について、図４を参照して説明する。
図４は第３の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０３の回路図である。図２に示した例と異なるのは、メイン電源回路５３とサブ電源回路６３のそれぞれの出力部の構成である。 << Third Embodiment >>
A multi-output switching power supply according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram of the multi-output switching power supply apparatus 103 according to the third embodiment. The difference from the example shown in FIG. 2 is the configuration of the output units of the main power supply circuit 53 and the sub power supply circuit 63.

図４に示すマルチ出力スイッチング電源装置１０３では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間にコンデンサＣｏ１が接続されている。 In the multi-output switching power supply device 103 shown in FIG. 4, a capacitor Co <b> 1 is connected between the output lines HLo-CLo of the DC-DC converter 12.

サブコンバータ２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間にはコンデンサＣｏ２，Ｃｓｔ１が接続されている。また、サブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏとＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏとの間に、スイッチＳＷ４を介してコンデンサＣｓｔ２が接続されている。すなわちスイッチＳＷ４のコモン（ｃ）と第１の接点（ａ）との間が導通するとき、サブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏとＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏとの間にコンデンサＣｓｔ２が接続されるように、スイッチＳＷ４が設けられている。 Capacitors Co 2 and Cst 1 are connected between the output lines HLso and CLso of the sub-converter 22. Further, a capacitor Cst2 is connected between the output line HLso of the sub-converter circuit 22 and the output line HLo of the DC-DC converter 12 via the switch SW4. That is, when the common (c) of the switch SW4 and the first contact (a) are conducted, the capacitor Cst2 is connected between the output line HLso of the sub-converter circuit 22 and the output line HLo of the DC-DC converter 12. As shown, a switch SW4 is provided.

また、前記スイッチＳＷ４のコモン（ｃ）と第２の接点（ｂ）との間が接続されたとき、コンデンサＣｓｔ２がサブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間に並列接続されるように、スイッチＳＷ４が設けられている。 Further, when the common (c) of the switch SW4 and the second contact (b) are connected, the switch is arranged so that the capacitor Cst2 is connected in parallel between the output lines HLso-CLso of the sub-converter circuit 22. SW4 is provided.

ディジタル信号処理回路９は、待機モードにする場合には、スイッチＳＷ１をオフすることによってサブ電源回路６３（サブコンバータ回路２２）にのみ入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ４の（ｂ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔ２をサブコンバータ回路２２の出力ラインＨＬｓｏ−ＣＬｓｏ間に接続する。そのため、待機モードでは、サブ電源回路６３の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなって、サブコンバータ回路２２は間欠発振の周期が長くなることによって、サブコンバータ回路２２による損失を低減できる。 In the standby mode, the digital signal processing circuit 9 supplies the input power supply voltage only to the sub power supply circuit 63 (subconverter circuit 22) by turning off the switch SW1. Further, the capacitor Cst2 is connected between the output lines HLso and CLso of the sub-converter circuit 22 by selecting the (b) contact of the switch SW4. Therefore, in the standby mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output section of the sub power supply circuit 63 is increased, and the sub-converter circuit 22 can reduce the loss caused by the sub-converter circuit 22 by increasing the period of intermittent oscillation.

一方、ディジタル信号処理回路９は、通常モードにする場合には、スイッチＳＷ１をオンしてメイン電源回路５３へも入力電源電圧を供給する。またスイッチＳＷ４の（ａ）接点を選択することによって、コンデンサＣｓｔ２とＣｓ１の直列回路をＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力ラインＨＬｏ−ＣＬｏ間に接続する。そのため、通常モードでは、メイン電源回路５２の出力部の平滑コンデンサの容量が大きくなる。しかも、コンデンサＣｓｔ２とＣｓｔ１とは直列に接続されるので、合成容量は減少するが、耐圧が増大する。そのため、メイン電源回路５３の出力電圧がサブ電源回路６３の出力電圧より高い場合でも、適用できる。すなわち、コンデンサＣｓｔ１とＣｓｔ２の直列回路の耐圧がメイン電源回路の出力電圧に対応可能であれば、コンデンサＣｓｔ２の耐圧はサブ電源回路６３の出力電圧に対応する程度に低いものであっても利用できる。 On the other hand, when the digital signal processing circuit 9 is in the normal mode, the switch SW1 is turned on to supply the input power supply voltage to the main power supply circuit 53 as well. Further, by selecting the contact (a) of the switch SW4, the series circuit of the capacitors Cst2 and Cs1 is connected between the output lines HLo-CLo of the DC-DC converter 12. Therefore, in the normal mode, the capacity of the smoothing capacitor at the output portion of the main power supply circuit 52 is increased. In addition, since the capacitors Cst2 and Cst1 are connected in series, the combined capacitance decreases, but the breakdown voltage increases. Therefore, the present invention can be applied even when the output voltage of the main power supply circuit 53 is higher than the output voltage of the sub power supply circuit 63. That is, if the withstand voltage of the series circuit of the capacitors Cst1 and Cst2 is compatible with the output voltage of the main power supply circuit, the capacitor Cst2 can be used even if the withstand voltage is low enough to correspond to the output voltage of the sub power supply circuit 63. .

なお、図４に示した例では、Ｃｓｔ２には両極性に耐圧のある無極性コンデンサを用いる。コンデンサＣｓｔ２をメイン電源回路５３側とサブ電源回路６３側のどちらに接続しても、印加される極性が同じになるようにスイッチ回路を構成すれば、コンデンサＣｓｔ２として有極性のコンデンサを用いることも可能である。 In the example shown in FIG. 4, a nonpolar capacitor having a withstand voltage in both polarities is used for Cst2. If the switch circuit is configured so that the applied polarity is the same regardless of whether the capacitor Cst2 is connected to the main power supply circuit 53 side or the sub power supply circuit 63 side, a polar capacitor may be used as the capacitor Cst2. Is possible.

なお、以上に示した各実施形態では、「蓄電素子」の例としてコンデンサを挙げたが、その他に電気二重層キャパシタや二次電池を利用することも可能である。 In each of the embodiments described above, a capacitor is given as an example of the “storage element”. However, an electric double layer capacitor or a secondary battery can also be used.

特許文献１に開示されているスイッチング電源装置の主要な構成を示す図である。It is a figure which shows the main structures of the switching power supply device currently disclosed by patent document 1. FIG. 第１の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０１の回路図である。1 is a circuit diagram of a multi-output switching power supply device 101 according to a first embodiment. FIG. 第２の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０２の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a multi-output switching power supply device 102 according to a second embodiment. 第３の実施形態に係るマルチ出力スイッチング電源装置１０３の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a multi-output switching power supply device 103 according to a third embodiment.

Explanation of symbols

１０…メインコンバータ回路
１０１，１０２，１０３…マルチ出力スイッチング電源装置
１１…ＰＦＣコンバータ
１２…ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３…出力電圧検出回路
１４…メイン負荷
２２…サブコンバータ回路
２４…スタンバイ負荷
２３…出力電圧検出回路
５１，５２，５３…メイン電源回路
６１，６２，６３…サブ電源回路
７…入力電圧検出回路
８…入力装置
９…ディジタル信号処理回路
Ｂ１…ダイオードブリッジ
Ｃｉ１，Ｃｉ２…コンデンサ
Ｃｏ１，Ｃｏ２…コンデンサ
Ｃｓｔ，Ｃｓｔ１，Ｃｓｔ２…コンデンサ
Ｄ２，Ｄ３…ダイオード
ＨＬｉ，ＣＬｉ…入力ライン
ＨＬｏ，ＣＬｏ…出力ライン
ＨＬｓｉ，ＣＬｓｉ…入力ライン
ＨＬｓｏ，ＣＬｓｏ…出力ライン
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ
Ｖａｃ…交流入力電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main converter circuit 101,102,103 ... Multi-output switching power supply device 11 ... PFC converter 12 ... DC-DC converter 13 ... Output voltage detection circuit 14 ... Main load 22 ... Sub-converter circuit 24 ... Standby load 23 ... Output voltage detection Circuits 51, 52, 53 ... Main power supply circuit 61, 62, 63 ... Sub power supply circuit 7 ... Input voltage detection circuit 8 ... Input device 9 ... Digital signal processing circuit B1 ... Diode bridge Ci1, Ci2 ... Capacitor Co1, Co2 ... Capacitor Cst , Cst1, Cst2 ... capacitors D2, D3 ... diodes HLi, CLi ... input lines HLo, CLo ... output lines HLsi, CLsi ... input lines HLso, CLso ... output lines SW1, SW2, SW3, SW4 ... switches Vac ... alternating Input power

Claims

In the converter circuit that performs voltage conversion by switching the input power supply voltage and the multi-output switching power supply device that outputs the voltage to each of the plurality of output lines,
A storage element connected between the hot side and the neutral side of the plurality of output lines;
A switch for switching a conduction / non-conduction state of the power storage element between the hot side and the neutral side of the plurality of output lines;
A control circuit for controlling the switch to selectively connect the power storage element between the hot side and the neutral side of the plurality of output lines;
A multi-output switching power supply device.

The multi-output switching power supply device includes a main converter circuit that operates during normal operation, and a sub-converter circuit that operates in both normal operation and standby mode,
The multi-output switching power supply device according to claim 1, wherein an output of the sub-converter circuit is supplied as a power supply voltage of the control circuit.

The control circuit controls the switch so that at least two or more of the power storage elements are connected between a hot side and a neutral side of an output line of the sub-converter circuit during the standby. The multi-output switching power supply device according to 2.