JP2013212011A - スイッチング電源装置及びそれを用いた電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力電圧信号Vo1を出力する出力電圧検出回路26と、スイッチング信号Vswを出力する補助制御回路30を備える。信号Vo1,Vswに基づいて主スイッチング素子22の駆動パルスV22を生成する主制御回路28を備える。補助制御回路は、クロック発生手段32、処理手段34、分周手段36を備える。処理手段は、クロック信号Vckを受けて動作し、基本分周数A、所定の第一基準時間ta、所定の第二基準時間tbとが設定され、動作モード設定信号Vmoにより、短幅パルス出力モード又は短幅パルス検出モードに設定される。処理手段は、スイッチング信号Vswを反転するタイミングを決定し、分周数の指定と合わせ、分周手段に指令を出し、短幅パルスVsyを出力する。
【選択図】図2
Description
従って、スイッチング電源装置46(1)がマスタ電源となり、スイッチング電源装置46(2)〜46(4)がスレーブ電源となる。
例えば、上記実施形態では、第二基準時間tb又は第四基準時間tdが経過した時にスイッチング信号Vswがローレベルからハイレベルにロジック反転し、当該ロジック反転のタイミングで主スイッチング素子22のオン時間を開始する、という制御を行っているが、これに限定されず、第二基準時間tb又は第四基準時間tdが経過した時にスイッチング信号Vswが所定方向にロジック反転し、当該ロジック反転のタイミングで主スイッチング素子22の1周期が開始する、という制御がされるものであればよい。従って、例えば、第二基準時間tb又は第四基準時間tdが経過した時にスイッチング信号Vswがハイレベルからローレベルにロジック反転し、当該ロジック反転のタイミングで主スイッチング素子22のオフ時間が開始する、という制御にすることができる。
16,46 スイッチング電源装置
22 主スイッチング素子
26 出力電圧検出回路
28 主制御回路
30,48 補助制御回路
32 クロック発生回路
34,50 処理手段
36 分周手段
a 分周数変更定数
A 分周数
Vck クロック信号
Vmo 動作モード設定信号
Vo1 出力電圧信号
Vsw スイッチング信号
Vsy 短幅パルス
V22 駆動パルス
ta 第一基準時間
tb 第二基準時間
tc 第三基準時間
td 第四基準時間
tck クロック信号の周期
tsw 駆動パルスの周期
tsy 短幅パルスのパルス幅、又は観測時間
Claims (7)
- 主スイッチング素子のスイッチング動作により、入力電圧を直流の出力電圧に変換して出力するスイッチング電源装置において、
前記出力電圧又はこれに対応する電圧を検出し、出力電圧信号を出力する出力電圧検出回路と、矩形波状のパルスであるスイッチング信号を生成する補助制御回路と、前記主スイッチング素子を駆動する矩形波状のパルスであって、前記スイッチング信号が所定方向にロジック反転するタイミングで1周期が開始する駆動パルスを出力し、前記出力電圧信号が所定の値に近づくように前記主スイッチング素子をオンオフさせる主制御回路とを備え、
前記補助制御回路は、
一定周期のクロック信号を発生するクロック発生手段と、
前記クロック信号を受けて動作し、あらかじめ、基本分周数A(Aは、2以上の自然数)、前記クロック信号の周期にAとB(Bは、2以上の自然数)とを乗じた時間である第一基準時間、及び前記第一基準時間よりも短い第二基準時間とが設定され、入力された動作モード設定信号により短幅パルス出力モード又は短幅パルス検出モードのいずれかの動作モードに設定され、前記スイッチング信号を所定方向にロジック反転させるタイミングを決定する処理手段と、
前記クロック信号を受けて動作し、前記処理手段から、前記スイッチング信号を所定方向にロジック反転させるタイミングの指令、及び分周数の指令を受け、当該指令に基づいて前記クロック信号を分周して成る前記スイッチング信号を生成し、前記主制御回路に向けて出力する分周手段とで構成され、
前記処理手段が短幅パルス出力モードに設定された場合、前記処理手段は、前記第一基準時間ごとに短幅パルスを出力し、さらに前記分周手段に向けて、前記短幅パルスを出力してから前記第二基準時間が経過したタイミングで前記スイッチング信号を前記所定の方向にロジック反転させる旨、及び当該ロジック反転後の前記スイッチング信号の周期を決定する分周数をAとする旨の指令を出し、
前記処理手段が短幅パルス検出モードに設定された場合、前記処理手段は、所定の短幅パルス信号が入力されたか否かを観測し、その観測結果に基づいて、スイッチング信号を生成することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記補助制御回路には、前記動作モード設定信号を入力するための外部接続端子と、前記短幅パルスを外部に出力し、又は前記処理手段が観測対象とする前記所定の短幅パルス信号を入力するための外部接続端子とが設けられた請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記請求項1又は2記載のスイッチング電源装置をn台(nは、2以上の自然数)備え、
n台の前記スイッチング電源装置が、前記クロック信号の周期、前記分周数A、及び前記第二基準時間がそれぞれ同じ値にデフォルト設定され、短幅パルス出力モードに設定された1台のマスタ電源と、短幅パルス検出モードに設定されたその他のスレーブ電源とに区分され、
前記スレーブ電源の前記処理手段には、あらかじめ、前記第一基準時間と等しい第三基準時間と、前記クロック信号の周期のA倍の時間よりも短い時間に前記第二基準時間を加算した時間である第四基準時間と、正又は負の整数である分周数変更定数aとが設定され、
個々の前記スレーブ電源は、自己の前記処理手段が、前記第三基準時間ごとに前記マスタ電源が出力する前記短幅パルスを短い期間観測し、
前記観測期間内に前記短幅パルスが検出された時、当該処理手段が、自己の前記分周手段に向けて、当該観測期間から前記第四基準時間が経過したタイミングで前記スイッチング信号を前記所定の方向にロジック反転させる旨、及び当該ロジック反転後の前記スイッチング信号の周期を決定する分周数をAとする旨の指令を出し、
前記観測期間内に前記短幅パルスが検出されなかった時、当該処理手段は、次回の前記第三基準時間を、前記クロック周期に分周数変更定数aを乗算した時間と前記第一基準時間とを加算した時間とするように設定変更すると共に、自己の前記分周手段に向けて、当該観測期間から前記第四基準時間が経過したタイミングで前記スイッチング信号を前記所定の方向にロジック反転させる旨、及び当該ロジック反転後の前記スイッチング信号の周期を決定する分周数を、1回は(A+a)とし、その1回以外はAにする旨の指令を出すことを特徴とする電源システム。 - 前記スレーブ電源の前記処理手段に入力される前記動作モード設定信号には、前記第四基準時間を指定する情報が含まれ、
前記処理手段は、当該動作モード設定信号により指定された前記第四基準時間に基づいて処理を行う請求項3記載の電源システム。 - 1台の前記マスタ電源と1台以上の前記スレーブ電源とで電源システムを構成し、少なくとも1台の前記スレーブ電源の前記第四基準時間が、前記第二基準時間に前記クロック信号の周期の(1/2・A)倍の時間を加算した時間に設定され、その他の前記スレーブ電源の第四基準時間が、前記第二基準時間に、それぞれ前記クロック信号の周期の(0/2・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(1/2・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(2/2・A)倍の時間の何れかを加算した時間に設定されている請求項3又は4記載の電源システム。
- 1台の前記マスタ電源と2台以上の前記スレーブ電源とで電源システムを構成し、少なくとも2台の前記スレーブ電源の前記第四基準時間が、前記第二基準時間に、それぞれ前記クロック信号の周期の(1/3・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(2/3・A)倍の時間を加算した時間に設定され、その他の前記スレーブ電源の前記第四基準時間が、前記第二基準時間に、それぞれ前記クロック信号の周期の(0/3・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(1/3・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(2/3・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(3/3・A)倍の時間のうちの何れかを加算した時間に設定されている請求項3又は4記載の電源システム。
- 1台の前記マスタ電源と3台以上の前記スレーブ電源とで電源システムを構成し、少なくとも3台の前記スレーブ電源の前記第四基準時間が、前記第二基準時間に、それぞれ前記クロック信号の周期の(1/4・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(2/4・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(3/4・A)倍の時間を加算した時間に設定され、その他の前記スレーブ電源の前記第四基準時間が、前記第二基準時間に、それぞれ前記クロック信号の周期の(0/4・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(1/4・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(2/4・A)倍の時間、前記クロック信号の周期の(3/4・A)倍の時間、前記クロック信号の(4/4・A)倍の時間のうちの何れかを加算した時間に設定されている請求項3又は4記載の電源システム。
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