JP2014053981A - Switching power supply - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent degradation of the power-supply characteristics of a switching power supply without depending on an input voltage range or an output voltage variable range.SOLUTION: A switching power supply having an LLC resonant circuit and switch elements Q1 and Q2 detects error between a voltage value of an output voltage and a target value of the output voltage determined by power supply voltage of a reference voltage source Vref, and passes a current according to the detection result to a phototransistor PC2. Further, an input voltage detection unit 20 detects an input voltage or a voltage according to the input voltage, and a current source S passes a current according to the detection result.

Description

本発明は、スイッチング電源に関する。   The present invention relates to a switching power supply.

従来、共振回路を有するスイッチング電源が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   Conventionally, a switching power supply having a resonant circuit has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

[スイッチング電源100の構成]
図9は、従来例に係るスイッチング電源100の回路図である。スイッチング電源100は、トランスTと、トランスTの1次巻線W1に接続された1次側回路と、トランスTの2次巻線W2、W3に接続された2次側回路と、を備える。
[Configuration of Switching Power Supply 100]
FIG. 9 is a circuit diagram of a switching power supply 100 according to a conventional example. The switching power supply 100 includes a transformer T, a primary circuit connected to the primary winding W1 of the transformer T, and a secondary circuit connected to the secondary windings W2 and W3 of the transformer T.

まず、1次側回路について説明する。1次側回路は、NチャネルMOSFETで構成されるスイッチ素子Q1、Q2と、制御回路10と、キャパシタC1と、インダクタLと、フォトトランジスタPC2と、を備える。   First, the primary side circuit will be described. The primary side circuit includes switch elements Q1 and Q2 configured by N-channel MOSFETs, a control circuit 10, a capacitor C1, an inductor L, and a phototransistor PC2.

スイッチ素子Q1、Q2はハーフブリッジ回路を形成しており、スイッチ素子Q1のドレインには、入力端子INが接続される。スイッチ素子Q2のソースには、基準電位源に接続された入力端子GNDが接続される。スイッチ素子Q1のソースと、スイッチ素子Q2のドレインとには、キャパシタC1およびインダクタLを介して、1次巻線W1の一端が接続される。キャパシタC1とインダクタLと1次巻線W1とは、LLC共振回路を形成する。1次巻線W1の他端には、入力端子GNDが接続される。   The switch elements Q1 and Q2 form a half bridge circuit, and the input terminal IN is connected to the drain of the switch element Q1. An input terminal GND connected to a reference potential source is connected to the source of the switch element Q2. One end of the primary winding W1 is connected to the source of the switch element Q1 and the drain of the switch element Q2 via the capacitor C1 and the inductor L. Capacitor C1, inductor L, and primary winding W1 form an LLC resonant circuit. An input terminal GND is connected to the other end of the primary winding W1.

スイッチ素子Q1のゲートと、スイッチ素子Q2のゲートと、には制御回路10が接続される。この制御回路10には、入力端子GNDが接続されるとともに、端子P1においてフォトトランジスタPC2のコレクタが接続される。フォトトランジスタPC2のエミッタには、入力端子GNDが接続される。   A control circuit 10 is connected to the gate of the switch element Q1 and the gate of the switch element Q2. The control circuit 10 is connected to the input terminal GND and to the collector of the phototransistor PC2 at the terminal P1. The input terminal GND is connected to the emitter of the phototransistor PC2.

次に、2次側回路について説明する。2次側回路は、ダイオードD1、D2と、キャパシタC2、C3と、抵抗R1〜R4と、基準電圧源Vrefと、誤差増幅器AMPと、フォトダイオードPC1と、を備える。   Next, the secondary circuit will be described. The secondary circuit includes diodes D1 and D2, capacitors C2 and C3, resistors R1 to R4, a reference voltage source Vref, an error amplifier AMP, and a photodiode PC1.

ダイオードD1のアノードには、2次巻線W2の一端が接続され、ダイオードD2のアノードには、2次巻線W3の他端が接続される。ダイオードD1のカソードと、ダイオードD2のカソードとには、出力端子OUT1が接続される。2次巻線W2の他端と、2次巻線W3の一端とには、出力端子OUT2が接続される。出力端子OUT1と出力端子OUT2とは、キャパシタC2を介して接続されるとともに、抵抗R3、R4を介して接続される。   One end of the secondary winding W2 is connected to the anode of the diode D1, and the other end of the secondary winding W3 is connected to the anode of the diode D2. The output terminal OUT1 is connected to the cathode of the diode D1 and the cathode of the diode D2. The output terminal OUT2 is connected to the other end of the secondary winding W2 and one end of the secondary winding W3. The output terminal OUT1 and the output terminal OUT2 are connected through a capacitor C2 and are connected through resistors R3 and R4.

抵抗R3の一端には、出力端子OUT1が接続され、抵抗R3の他端には、抵抗R4の一端が接続され、抵抗R4の他端には、出力端子OUT2が接続される。抵抗R3の他端と、抵抗R4の一端とには、誤差増幅器AMPの反転入力端子が接続されるとともに、キャパシタC3および抵抗R2を介して誤差増幅器AMPの出力端子が接続される。誤差増幅器AMPの非反転入力端子には、基準電圧源Vrefの正極が接続され、基準電圧源Vrefの負極には、出力端子OUT2が接続される。以上の抵抗R2〜R4、誤差増幅器AMP、キャパシタC3、および基準電圧源Vrefで出力電圧検出手段を構成する。   The output terminal OUT1 is connected to one end of the resistor R3, one end of the resistor R4 is connected to the other end of the resistor R3, and the output terminal OUT2 is connected to the other end of the resistor R4. An inverting input terminal of the error amplifier AMP is connected to the other end of the resistor R3 and one end of the resistor R4, and an output terminal of the error amplifier AMP is connected via the capacitor C3 and the resistor R2. The positive terminal of the reference voltage source Vref is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier AMP, and the output terminal OUT2 is connected to the negative electrode of the reference voltage source Vref. The resistors R2 to R4, the error amplifier AMP, the capacitor C3, and the reference voltage source Vref constitute output voltage detecting means.

誤差増幅器AMPの出力端子には、フォトダイオードPC1のカソードが接続され、フォトダイオードPC1のアノードには、抵抗R1を介して出力端子OUT1が接続される。このフォトダイオードPC1は、フォトトランジスタPC2と対に設けられており、フォトダイオードPC1およびフォトトランジスタPC2は、フォトカプラを構成する。   The output terminal of the error amplifier AMP is connected to the cathode of the photodiode PC1, and the anode of the photodiode PC1 is connected to the output terminal OUT1 via the resistor R1. The photodiode PC1 is provided in a pair with the phototransistor PC2, and the photodiode PC1 and the phototransistor PC2 constitute a photocoupler.

[スイッチング電源100の動作]
以上の構成を備えるスイッチング電源100は、端子P1の電圧に応じて制御回路10によりスイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御して、入力端子IN、GNDから入力された入力電圧を所定の電圧に変換して、出力電圧として出力端子OUT1、OUT2から出力する。
[Operation of Switching Power Supply 100]
In the switching power supply 100 having the above configuration, the control circuit 10 controls the on / off frequency of the switch elements Q1 and Q2 according to the voltage of the terminal P1, and the input voltage input from the input terminals IN and GND is predetermined. And output from the output terminals OUT1 and OUT2 as output voltages.

端子P1の電圧は、出力電圧に応じて変化する。具体的には、出力電圧の電圧値と、基準電圧源Vrefの電源電圧により定まる出力電圧の目標値と、の誤差である誤差電圧を誤差増幅器AMPにより検出し、検出結果に応じた光量の光をフォトダイオードPC1からフォトトランジスタPC2に出射する。フォトトランジスタPC2は、フォトダイオードPC1から受光した光量に応じた電流を、制御回路10から入力端子GNDに向かって流す。これによれば、誤差電圧に応じて、端子P1の電圧が変化することになる。   The voltage at the terminal P1 changes according to the output voltage. Specifically, the error amplifier AMP detects an error voltage that is an error between the voltage value of the output voltage and the target value of the output voltage determined by the power supply voltage of the reference voltage source Vref, and the amount of light corresponding to the detection result is detected. From the photodiode PC1 to the phototransistor PC2. The phototransistor PC2 allows a current corresponding to the amount of light received from the photodiode PC1 to flow from the control circuit 10 toward the input terminal GND. According to this, the voltage at the terminal P1 changes according to the error voltage.

特開2004−343855号公報JP 2004-343855 A 特開2007−252144号公報JP 2007-252144 A

図10は、スイッチング電源100のゲイン位相特性を示す図である。図10において、縦軸は、ゲインまたは位相を示し、横軸は、スイッチング電源100の応答周波数を示す。   FIG. 10 is a diagram illustrating gain phase characteristics of the switching power supply 100. In FIG. 10, the vertical axis represents the gain or phase, and the horizontal axis represents the response frequency of the switching power supply 100.

スイッチング電源100のように共振回路を有するスイッチング電源では、比例ゲインは、図10に示すように入力電圧の下限で最大になる。このため、出力電圧を安定させるために、入力電圧の下限で負帰還制御定数が設定される。しかしながら、入力電圧範囲が広いと、通常動作時や入力電圧の上限時に、図10に示すように比例ゲインが低下してしまうため、電源特性が劣化してしまう場合があった。   In a switching power supply having a resonance circuit such as the switching power supply 100, the proportional gain becomes maximum at the lower limit of the input voltage as shown in FIG. For this reason, in order to stabilize the output voltage, a negative feedback control constant is set at the lower limit of the input voltage. However, if the input voltage range is wide, the proportional gain decreases as shown in FIG. 10 at the time of normal operation or at the upper limit of the input voltage, so that the power supply characteristics may be deteriorated.

そこで、上述の電源特性の劣化を抑制するために、力率改善回路(昇圧コンバータ)を設け、入力電圧範囲を狭くするといった対策を施すことが考えられる。しかしながら、この対策を施した場合でも、停電時には、昇圧コンバータの効果がなくなるため、上述の電源特性の劣化を抑制できない。   Therefore, in order to suppress the above-described deterioration of the power supply characteristics, it is conceivable to take measures such as providing a power factor correction circuit (boost converter) to narrow the input voltage range. However, even when this measure is taken, the above-described deterioration of the power supply characteristics cannot be suppressed because the effect of the boost converter is lost during a power failure.

また、別の課題として、入力電圧変動と同様に出力電圧を可変させた場合にも、比例ゲインの変動が発生する。この場合、比例ゲインは、出力電圧の上限で最大になる。しかしながら、この場合にも、出力電圧の可変範囲が広いと、入力電圧の上限で負帰還制御定数が設定されると同様に、通常動作時や出力電圧の下限時に比例ゲインが低下してしまうため、電源特性が劣化してしまう場合があった。   Further, as another problem, even when the output voltage is varied similarly to the input voltage fluctuation, the proportional gain fluctuation occurs. In this case, the proportional gain becomes maximum at the upper limit of the output voltage. However, even in this case, if the variable range of the output voltage is wide, the proportional gain decreases at the time of normal operation or at the lower limit of the output voltage, similarly to the case where the negative feedback control constant is set at the upper limit of the input voltage. In some cases, power supply characteristics deteriorate.

上述の課題を鑑み、本発明は、入力電圧範囲または出力電圧可変範囲によらずスイッチング電源の電源特性の劣化を抑制することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to suppress deterioration of power supply characteristics of a switching power supply regardless of an input voltage range or an output voltage variable range.

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
(1) 本発明は、共振回路(例えば、図1のキャパシタC1とインダクタLと1次巻線W1とで形成されるLLC共振回路に相当)およびスイッチ素子(例えば、図1のスイッチ素子Q1、Q2に相当)を有するスイッチング電源(例えば、図1のスイッチング電源1や、図3のスイッチング電源1Aに相当)であって、入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段(例えば、図1の入力電圧検出部20に相当)と、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する補正手段(例えば、図1の電流源Sや、図3の制御回路10Aに相当)と、を備えることを特徴とするスイッチング電源を提案している。
The present invention proposes the following items in order to solve the above-described problems.
(1) The present invention relates to a resonance circuit (e.g., equivalent to an LLC resonance circuit formed by the capacitor C1, the inductor L, and the primary winding W1 in FIG. 1) and a switch element (for example, the switch element Q1, FIG. Q2) is a switching power supply (e.g., equivalent to the switching power supply 1 in FIG. 1 or the switching power supply 1A in FIG. 3) according to the input voltage, the voltage according to the input voltage, the output voltage, or the output voltage Voltage detection means (for example, corresponding to the input voltage detection unit 20 in FIG. 1) and correction means (for example, the current in FIG. 1) that controls the proportional gain in accordance with the voltage detected by the voltage detection means. And a switching power supply including a source S and a control circuit 10A in FIG.

この発明によれば、共振回路およびスイッチ素子を有するスイッチング電源に、電圧検出手段および補正手段を設けた。そして、電圧検出手段により、入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧を検出することとした。また、補正手段により、電圧検出手段により検出された電圧に応じて、比例ゲインを制御することとした。   According to this invention, the voltage detection means and the correction means are provided in the switching power supply having the resonance circuit and the switch element. The voltage detection means detects the input voltage, the voltage corresponding to the input voltage, the output voltage, or the voltage corresponding to the output voltage. Further, the proportional gain is controlled by the correcting means in accordance with the voltage detected by the voltage detecting means.

このため、電圧検出手段により、入力電圧または入力電圧に応じた電流を検出した場合には、入力電圧に応じて比例ゲインを制御できる。したがって、入力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、入力電圧範囲によらず、スイッチング電源の電源特性の劣化を抑制することができる。   For this reason, when the voltage detection means detects the input voltage or the current corresponding to the input voltage, the proportional gain can be controlled according to the input voltage. Therefore, it is possible to suppress the proportional gain from fluctuating according to the fluctuation of the input voltage, and it is possible to suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply regardless of the input voltage range.

また、電圧検出手段により、出力電圧または出力電圧に応じた電圧を検出した場合には、出力電圧に応じて比例ゲインを制御できる。したがって、出力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、出力電圧可変範囲によらず、スイッチング電源の電源特性の劣化を抑制することができる。   Further, when the output voltage or the voltage corresponding to the output voltage is detected by the voltage detection means, the proportional gain can be controlled according to the output voltage. Therefore, it is possible to suppress the proportional gain from fluctuating according to the fluctuation of the output voltage, and it is possible to suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply regardless of the output voltage variable range.

(2) 本発明は、(1)のスイッチング電源について、出力電圧または出力電圧に応じた電圧を検出して、検出結果に応じた電流を流す出力電圧検出手段と、前記出力電圧検出手段が流す電流に応じて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御することを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (2) According to the present invention, for the switching power source of (1), an output voltage or a voltage corresponding to the output voltage is detected, and an output voltage detecting means for supplying a current corresponding to the detection result, and the output voltage detecting means flows Control means for controlling the on / off frequency of the switching element in accordance with the current, and the correction means controls the current that the output voltage detection means flows to control the proportional gain. A switching power supply is proposed.

この発明によれば、(1)のスイッチング電源に、出力電圧検出手段および制御手段を設けた。そして、出力電圧検出手段により、出力電圧または出力電圧に応じた電圧を検出して、検出結果に応じた電流を流すこととした。また、制御手段により、出力電圧検出手段が流す電流に応じてスイッチ素子のオン・オフの周波数を制御することとした。また、補正手段により、出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御することとした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to this invention, the output voltage detecting means and the control means are provided in the switching power source of (1). Then, the output voltage detection means detects the output voltage or a voltage corresponding to the output voltage, and flows a current corresponding to the detection result. Also, the on / off frequency of the switch element is controlled by the control means in accordance with the current flowing through the output voltage detection means. Further, the proportional gain is controlled by controlling the current flowing through the output voltage detecting means by the correcting means. For this reason, the effect similar to the effect mentioned above can be produced.

(3) 本発明は、(2)のスイッチング電源について、前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて線形または非線形に変化させることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (3) In the switching power supply according to (2), the correction unit may change the current flowing through the output voltage detection unit linearly or nonlinearly according to the voltage detected by the voltage detection unit. We have proposed a switching power supply.

この発明によれば、(2)のスイッチング電源において、補正手段により、出力電圧検出手段が流す電流を、電圧検出手段により検出された電圧に応じて線形または非線形に変化させることとした。このため、電圧検出手段により検出された電圧に対して、線形または非線形に比例ゲインを変化させることができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in the switching power supply of (2), the current flowing through the output voltage detecting means is changed linearly or non-linearly by the correcting means according to the voltage detected by the voltage detecting means. For this reason, the proportional gain can be changed linearly or non-linearly with respect to the voltage detected by the voltage detecting means, and the same effect as described above can be obtained.

(4) 本発明は、(1)のスイッチング電源について、前記補正手段(例えば、図3の制御回路10Aに相当)は、前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す情報(例えば、後述の計算式に相当)を予め保持しており、前記情報を用いて、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御することを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (4) According to the present invention, in the switching power supply of (1), the correction unit (for example, equivalent to the control circuit 10A in FIG. 3) determines the relationship between the voltage detected by the voltage detection unit and the proportional gain. Information (e.g., corresponding to a calculation formula described later) is stored in advance, and using the information, a value of a proportional gain corresponding to the voltage detected by the voltage detection unit is obtained, and the proportional gain is obtained from the obtained value. We propose a switching power supply characterized by controlling

この発明によれば、(1)のスイッチング電源において、補正手段に、電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す情報を予め保持させておき、この情報を用いて、電圧検出手段により検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御することとした。このため、入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧に応じた値に、比例ゲインを制御することができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in the switching power source of (1), the correction unit stores in advance information indicating the relationship between the voltage detected by the voltage detection unit and the proportional gain, and using this information, The value of the proportional gain corresponding to the voltage detected by the voltage detecting means is obtained, and the proportional gain is controlled to the obtained value. Therefore, the proportional gain can be controlled to an input voltage, a voltage corresponding to the input voltage, an output voltage, or a value corresponding to a voltage corresponding to the output voltage. Therefore, the same effects as those described above can be achieved.

(5) 本発明は、(4)のスイッチング電源について、前記補正手段(例えば、図3の制御回路10Aに相当)が予め情報を保持する前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係は、線形または非線形であることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (5) In the switching power supply of (4), the present invention relates to a voltage detected by the voltage detection means in which the correction means (for example, equivalent to the control circuit 10A in FIG. 3) holds information in advance, a proportional gain, , Has proposed a switching power supply characterized by being linear or non-linear.

この発明によれば、(4)のスイッチング電源において、補正手段が予め情報を保持する電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係は、線形または非線形であることとした。このため、電圧検出手段により検出された電圧に対して、線形または非線形に比例ゲインを変化させることができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in the switching power supply of (4), the relationship between the voltage detected by the voltage detecting means in which the correcting means holds information in advance and the proportional gain is linear or nonlinear. For this reason, the proportional gain can be changed linearly or non-linearly with respect to the voltage detected by the voltage detecting means, and the same effect as described above can be obtained.

(6) 本発明は、(4)または(5)のスイッチング電源について、前記補正手段により制御された比例ゲインと、前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧と、に基づいて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段(例えば、図3の制御回路10Aに相当)を備えることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (6) In the switching power supply of (4) or (5), the present invention is configured to turn on the switch element based on the proportional gain controlled by the correction unit and the output voltage or a voltage corresponding to the output voltage. A switching power supply characterized by comprising a control means (for example, corresponding to the control circuit 10A in FIG. 3) for controlling the off frequency is proposed.

この発明によれば、(4)または(5)のスイッチング電源に、補正手段により制御された比例ゲインと、出力電圧または出力電圧に応じた電圧と、に基づいてスイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段を設けた。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, the switching power source of (4) or (5) has an on / off frequency of the switch element based on the proportional gain controlled by the correcting means and the output voltage or the voltage according to the output voltage. Control means for controlling the above is provided. For this reason, the effect similar to the effect mentioned above can be produced.

(7) 本発明は、(2)、(3)または(6)のいずれかのスイッチング電源について、前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧は、出力電圧の電圧値と、当該出力電圧の目標値と、の誤差電圧であることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (7) The present invention provides the switching power supply according to any one of (2), (3), and (6), wherein the output voltage or the voltage corresponding to the output voltage is a voltage value of the output voltage and a target of the output voltage. And a switching power supply characterized by an error voltage of the value.

この発明によれば、(2)、(3)または(6)のいずれかのスイッチング電源において、出力電圧または出力電圧に応じた電圧は、出力電圧の電圧値と、出力電圧の目標値と、の誤差電圧であるものとした。このため、出力電圧の電圧値と目標値との誤差に基づいてスイッチ素子のオン・オフの周波数を制御して、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in any one of the switching power supplies of (2), (3), or (6), the output voltage or the voltage corresponding to the output voltage is the output voltage value, the output voltage target value, Error voltage. For this reason, it is possible to achieve the same effect as described above by controlling the on / off frequency of the switch element based on the error between the voltage value of the output voltage and the target value.

(8) 本発明は、(2)、(3)、(6)、または(7)のいずれかのスイッチング電源について、前記制御手段は、前記スイッチング電源の1次側に設けられ、前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧を、前記スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段(例えば、図1のフォトダイオードPC1およびフォトトランジスタPC2に相当)を備えることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (8) In the switching power supply according to any one of (2), (3), (6), and (7), the control means is provided on a primary side of the switching power supply, and the output voltage Or switching means characterized by comprising transmission means (for example, equivalent to the photodiode PC1 and the phototransistor PC2 in FIG. 1) for transmitting a signal corresponding to the output voltage from the secondary side to the primary side of the switching power supply Proposed power supply.

この発明によれば、(2)、(3)、(6)、または(7)のいずれかのスイッチング電源において、制御手段をスイッチング電源の1次側に設け、出力電圧または出力電圧に応じた電圧をスイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を設けた。このため、制御手段がスイッチング電源の1次側にある場合であっても、出力電圧または出力電圧に応じた電圧を制御手段に伝達することができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in any one of the switching power supplies of (2), (3), (6), or (7), the control means is provided on the primary side of the switching power supply, and the output voltage or the output voltage is determined. Transmission means for transmitting a voltage signal from the secondary side to the primary side of the switching power supply is provided. For this reason, even when the control means is on the primary side of the switching power supply, the output voltage or a voltage corresponding to the output voltage can be transmitted to the control means, and the same effects as described above can be obtained. it can.

(9) 本発明は、(2)、(3)、(6)、または(7)のいずれかのスイッチング電源について、前記制御手段は、前記スイッチング電源の2次側に設けられ、前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御信号を、当該スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段(例えば、図7の絶縁回路41に相当)を介して、前記スイッチ素子に伝達することを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (9) In the switching power supply according to any one of (2), (3), (6), and (7), the control means is provided on the secondary side of the switching power supply, and the switch element A control signal for controlling the on / off frequency of the switching power source is transmitted to the switch element via a transmission means (for example, equivalent to the insulating circuit 41 in FIG. 7) for transmitting a signal from the secondary side to the primary side of the switching power supply. A switching power supply characterized by transmission is proposed.

この発明によれば、(2)、(3)、(6)、または(7)のいずれかのスイッチング電源において、制御手段をスイッチング電源の2次側に設け、この制御手段により、スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御信号を、スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を介して、スイッチ素子に伝達することとした。このため、制御手段がスイッチング電源の2次側にある場合であっても、スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御手段により制御することができ、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in any one of the switching power supplies of (2), (3), (6), or (7), the control means is provided on the secondary side of the switching power supply. The control signal for controlling the on / off frequency is transmitted to the switch element via a transmission means for transmitting a signal from the secondary side to the primary side of the switching power supply. For this reason, even when the control means is on the secondary side of the switching power supply, the on / off frequency of the switch element can be controlled by the control means, and the same effects as described above can be obtained. .

(10) 本発明は、(1)〜(9)のいずれかのスイッチング電源について、前記補正手段は、前記入力電圧が予め定められた閾値以下である場合(例えば、後述の停電時など)に、前記比例ゲインを制御することを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (10) The present invention provides the switching power supply according to any one of (1) to (9), wherein the correction unit is configured when the input voltage is equal to or lower than a predetermined threshold (for example, at the time of a power failure described later). The switching power supply is characterized by controlling the proportional gain.

この発明によれば、(1)〜(9)のいずれかのスイッチング電源において、補正手段により、入力電圧が予め定められた閾値以下である場合に、比例ゲインを制御することとした。このため、入力電圧が予め定められた閾値以下である場合に、上述した効果と同様の効果を奏することができる。   According to the present invention, in any one of the switching power supplies of (1) to (9), the proportional gain is controlled by the correcting means when the input voltage is equal to or less than a predetermined threshold value. For this reason, when the input voltage is equal to or lower than a predetermined threshold, the same effect as described above can be obtained.

(11) 本発明は、(1)〜(10)のいずれかのスイッチング電源について、前記スイッチング電源の入力部に力率改善回路(例えば、図6の力率改善回路30に相当)を備えることを特徴とするスイッチング電源を提案している。   (11) In the switching power supply according to any one of (1) to (10), the present invention includes a power factor correction circuit (e.g., equivalent to the power factor correction circuit 30 in FIG. 6) at the input portion of the switching power supply. We propose a switching power supply characterized by

この発明によれば、(1)〜(10)のいずれかのスイッチング電源において、スイッチング電源の入力部に力率改善回路を設けた。このため、力率改善回路に電力が供給されている期間では、力率改善回路により、スイッチング電源の電源特性の劣化を抑制できる。   According to this invention, in the switching power supply of any one of (1) to (10), the power factor correction circuit is provided at the input portion of the switching power supply. For this reason, during the period when electric power is supplied to the power factor correction circuit, the power factor correction circuit can suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply.

本発明によれば、入力電圧範囲または出力電圧可変範囲によらずスイッチング電源の電源特性の劣化を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply regardless of the input voltage range or the output voltage variable range.

本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply according to a first embodiment of the present invention. 前記スイッチング電源のゲイン位相特性を示す図である。It is a figure which shows the gain phase characteristic of the said switching power supply. 本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply which concerns on 7th Embodiment of this invention. 従来例に係るスイッチング電源の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply concerning a prior art example. 前記スイッチング電源のゲイン位相特性を示す図である。It is a figure which shows the gain phase characteristic of the said switching power supply.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the constituent elements in the following embodiments can be appropriately replaced with existing constituent elements, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Accordingly, the description of the following embodiments does not limit the contents of the invention described in the claims.

<第1実施形態>
[スイッチング電源1の構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1の回路図である。スイッチング電源1は、図9に示した従来例に係るスイッチング電源100とは、入力電圧検出部20および電流源Sを備える点が異なる。なお、スイッチング電源1において、スイッチング電源100と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<First Embodiment>
[Configuration of Switching Power Supply 1]
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply 1 according to the first embodiment of the present invention. The switching power supply 1 is different from the switching power supply 100 according to the conventional example shown in FIG. 9 in that it includes an input voltage detection unit 20 and a current source S. In the switching power supply 1, the same components as those of the switching power supply 100 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

電流源Sは、フォトトランジスタPC2と並列接続される。   The current source S is connected in parallel with the phototransistor PC2.

[スイッチング電源1の動作]
スイッチング電源1において、入力電圧検出部20は、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧を検出し、検出結果に応じた信号を電流源Sに送る。
[Operation of switching power supply 1]
In the switching power supply 1, the input voltage detection unit 20 detects an input voltage or a voltage corresponding to the input voltage, and sends a signal corresponding to the detection result to the current source S.

ここで、入力電圧に応じた電圧とは、入力電圧の変化に追随して変化する電圧のことであり、例えば、抵抗を用いて入力電圧を抵抗分圧したものや、増幅回路を用いて入力電圧を増幅したもののことである。   Here, the voltage corresponding to the input voltage is a voltage that changes following the change of the input voltage. For example, the input voltage is divided using a resistor, or input using an amplifier circuit. It is an amplified version of the voltage.

電流源Sは、入力電圧検出部20から送られた信号に基づいて、入力電圧検出部20で検出された電圧に応じた電流を流す。これによれば、入力電圧検出部20により検出された電圧に応じて、フォトトランジスタPC2を流れる電流が変化し、比例ゲインが制御されることになる。   The current source S passes a current corresponding to the voltage detected by the input voltage detection unit 20 based on the signal sent from the input voltage detection unit 20. According to this, the current flowing through the phototransistor PC2 changes according to the voltage detected by the input voltage detector 20, and the proportional gain is controlled.

ここで、入力電圧検出部20で検出された電圧に応じた電流とは、入力電圧検出部20で検出された電圧に対して線形または非線形に変化する電流のことである。   Here, the current corresponding to the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is a current that changes linearly or nonlinearly with respect to the voltage detected by the input voltage detection unit 20.

電流源Sが流す電流を線形に変化させる場合には、例えば、入力電圧検出部20で検出された電圧が高くなるに従ってリニアに、電流源Sが流す電流を小さくする。これによれば、入力電圧検出部20で検出された電圧が高くなるに従って、フォトトランジスタPC2を流れる電流がリニアに大きくなり、比例ゲインがリニアに上昇することになる。   When the current flowing through the current source S is changed linearly, for example, the current flowing through the current source S is decreased linearly as the voltage detected by the input voltage detection unit 20 increases. According to this, as the voltage detected by the input voltage detection unit 20 increases, the current flowing through the phototransistor PC2 increases linearly, and the proportional gain increases linearly.

また、電流源Sが流す電流を非線形に変化させる場合には、例えば、入力電圧検出部20で検出された電圧が、予め定められた閾値未満であれば、電流源Sが流す電流値を第1の値にする。一方、入力電圧検出部20で検出された電圧が、予め定められた閾値以上であれば、電流源Sが流す電流値を、第1の値より小さい第2の値にする。これによれば、入力電圧検出部20で検出された電圧が、上述の閾値以上である場合に、上述の閾値未満である場合と比べて、フォトトランジスタPC2を流れる電流が大きくなり、比例ゲインが上昇することになる。すなわち、入力電圧検出部20で検出された電圧が上述の閾値以上であるか否かを境にして、比例ゲインが非線形に変化することになる。   When the current flowing through the current source S is changed nonlinearly, for example, if the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is less than a predetermined threshold, the current value flowing through the current source S is changed to the first value. Set to a value of 1. On the other hand, if the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or greater than a predetermined threshold, the current value that the current source S flows is set to a second value that is smaller than the first value. According to this, when the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or higher than the above-described threshold value, the current flowing through the phototransistor PC2 becomes larger than when the voltage is lower than the above-described threshold value, and the proportional gain is increased. Will rise. That is, the proportional gain changes nonlinearly with whether or not the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or higher than the above threshold.

図2は、スイッチング電源1のゲイン位相特性を示す図である。図2において、縦軸は、ゲインまたは位相を示し、横軸は、スイッチング電源1の応答周波数を示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating gain phase characteristics of the switching power supply 1. In FIG. 2, the vertical axis indicates the gain or phase, and the horizontal axis indicates the response frequency of the switching power supply 1.

上述のように、電流源Sが流す電流を、入力電圧検出部20で検出された電圧に応じて変化させると、図2に示すように、入力電圧の下限時に対する入力電圧の上限時における比例ゲインの低下が、図10に示した場合と比べて抑制される。   As described above, when the current flowing through the current source S is changed according to the voltage detected by the input voltage detection unit 20, as shown in FIG. 2, the proportionality at the upper limit of the input voltage with respect to the lower limit of the input voltage. The decrease in gain is suppressed compared to the case shown in FIG.

以上のスイッチング電源1によれば、以下の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1, the following effects can be produced.

スイッチング電源1は、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧に応じて、フォトトランジスタPC2を流れる電流を変化させて、比例ゲインを制御する。このため、入力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、負荷急変特性やレギュレーション特性などのスイッチング電源1の電源特性について、入力電圧範囲による劣化を抑制することができる。これによれば、キャパシタC2の容量を低減することもできる。   The switching power supply 1 controls the proportional gain by changing the current flowing through the phototransistor PC2 in accordance with the input voltage or the voltage corresponding to the input voltage. For this reason, it can suppress that a proportional gain fluctuates according to the fluctuation | variation of an input voltage, and can suppress degradation by the input voltage range about the power supply characteristics of the switching power supply 1, such as a sudden load change characteristic and a regulation characteristic. According to this, the capacity of the capacitor C2 can also be reduced.

<第2実施形態>
[スイッチング電源1Aの構成]
図3は、本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aの回路図である。スイッチング電源1Aは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、制御回路10の代わりに制御回路10Aを備える点と、電流源Sを備えない点と、が異なる。なお、スイッチング電源1Aにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
[Configuration of Switching Power Supply 1A]
FIG. 3 is a circuit diagram of a switching power supply 1A according to the second embodiment of the present invention. The switching power supply 1A is different from the switching power supply 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in that the control circuit 10A is provided instead of the control circuit 10 and the current source S is not provided. . In the switching power supply 1A, the same components as those of the switching power supply 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[スイッチング電源1Aの動作]
スイッチング電源1Aにおいて、制御回路10Aは、入力電圧検出部20から送られた信号に基づいて、入力電圧検出部20により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する。具体的には、制御回路10Aは、入力電圧検出部20により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す計算式を予め記憶している。そして、この計算式に、入力電圧検出部20で検出された電圧を代入して、入力電圧検出部20で検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御する。
[Operation of Switching Power Supply 1A]
In the switching power supply 1 </ b> A, the control circuit 10 </ b> A controls the proportional gain according to the voltage detected by the input voltage detection unit 20 based on the signal sent from the input voltage detection unit 20. Specifically, the control circuit 10A stores in advance a calculation formula indicating the relationship between the voltage detected by the input voltage detection unit 20 and the proportional gain. Then, by substituting the voltage detected by the input voltage detection unit 20 into this calculation formula, the value of the proportional gain corresponding to the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is obtained, and the proportional gain is controlled to the obtained value. To do.

ここで、計算式とは、入力電圧検出部20で検出される電圧と、比例ゲインと、の関係が線形または非線形となる数式のことである。   Here, the calculation formula is a mathematical formula in which the relationship between the voltage detected by the input voltage detection unit 20 and the proportional gain is linear or non-linear.

入力電圧検出部20で検出される電圧と、比例ゲインと、の関係が線形である場合には、例えば、入力電圧検出部20で検出された電圧が高くなるに従ってリニアに、比例ゲインを上昇させる。   When the relationship between the voltage detected by the input voltage detector 20 and the proportional gain is linear, for example, the proportional gain is increased linearly as the voltage detected by the input voltage detector 20 increases. .

また、入力電圧検出部20で検出される電圧と、比例ゲインと、の関係が非線形である場合には、例えば、入力電圧検出部20で検出された電圧が、予め定められた閾値未満であれば、比例ゲインを第1の値にする。一方、入力電圧検出部20で検出された電圧が、予め定められた閾値以上であれば、比例ゲインを、第1の値より大きい第2の値にする。これによれば、入力電圧検出部20で検出された電圧が、上述の閾値以上である場合に、上述の閾値未満である場合と比べて、比例ゲインが上昇することになる。すなわち、入力電圧検出部20で検出された電圧が上述の閾値以上であるか否かを境にして、比例ゲインが非線形に変化することになる。   Further, when the relationship between the voltage detected by the input voltage detection unit 20 and the proportional gain is non-linear, for example, if the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is less than a predetermined threshold value. For example, the proportional gain is set to the first value. On the other hand, if the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or greater than a predetermined threshold value, the proportional gain is set to a second value larger than the first value. According to this, when the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or higher than the above-described threshold, the proportional gain increases as compared with the case where the voltage is lower than the above-described threshold. That is, the proportional gain changes nonlinearly with whether or not the voltage detected by the input voltage detection unit 20 is equal to or higher than the above threshold.

また、制御回路10Aは、制御した比例ゲインと、端子P1の電圧と、に基づいてスイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御する。   Further, the control circuit 10A controls the on / off frequencies of the switch elements Q1 and Q2 based on the controlled proportional gain and the voltage at the terminal P1.

以上のスイッチング電源1Aによれば、スイッチング電源1が奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1 </ b> A, the same effects as those described above that can be achieved by the switching power supply 1 can be achieved.

<第3実施形態>
[スイッチング電源1Bの構成]
図4は、本発明の第3実施形態に係るスイッチング電源1Bの回路図である。スイッチング電源1Bは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、電流源SおよびフォトトランジスタPC2の接続が異なる。なお、スイッチング電源1Bにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
[Configuration of Switching Power Supply 1B]
FIG. 4 is a circuit diagram of a switching power supply 1B according to the third embodiment of the present invention. The switching power supply 1B is different from the switching power supply 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in the connection of the current source S and the phototransistor PC2. In the switching power supply 1B, the same components as those of the switching power supply 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

フォトトランジスタPC2のコレクタには、電圧源V1が接続され、フォトトランジスタPC2のエミッタには、制御回路10の端子P1が接続される。電流源Sは、フォトトランジスタPC2と並列接続される。   A voltage source V1 is connected to the collector of the phototransistor PC2, and a terminal P1 of the control circuit 10 is connected to the emitter of the phototransistor PC2. The current source S is connected in parallel with the phototransistor PC2.

以上のスイッチング電源1Bによれば、スイッチング電源1が奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1B, the same effect as the above-mentioned effect which the switching power supply 1 can show | play can be show | played.

<第4実施形態>
[スイッチング電源1Cの構成]
図5は、本発明の第4実施形態に係るスイッチング電源1Cの回路図である。スイッチング電源1Cは、図3に示した本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aとは、フォトトランジスタPC2の接続が異なる。なお、スイッチング電源1Cにおいて、スイッチング電源1Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
[Configuration of Switching Power Supply 1C]
FIG. 5 is a circuit diagram of a switching power supply 1C according to the fourth embodiment of the present invention. The switching power supply 1C is different from the switching power supply 1A according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 in the connection of the phototransistor PC2. In the switching power supply 1C, the same components as those of the switching power supply 1A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

フォトトランジスタPC2のコレクタには、電圧源V1が接続され、フォトトランジスタPC2のエミッタには、制御回路10Aの端子P1が接続される。   A voltage source V1 is connected to the collector of the phototransistor PC2, and a terminal P1 of the control circuit 10A is connected to the emitter of the phototransistor PC2.

以上のスイッチング電源1Cによれば、スイッチング電源1Aが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1C, the same effects as those described above that can be achieved by the switching power supply 1A can be achieved.

<第5実施形態>
[スイッチング電源1Dの構成]
図6は、本発明の第5実施形態に係るスイッチング電源1Dの回路図である。スイッチング電源1Dは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、入力部に力率改善回路30を設けられている点が異なる。なお、スイッチング電源1Dにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
[Configuration of Switching Power Supply 1D]
FIG. 6 is a circuit diagram of a switching power supply 1D according to the fifth embodiment of the present invention. The switching power supply 1D is different from the switching power supply 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in that a power factor correction circuit 30 is provided in the input section. In the switching power supply 1D, the same components as those of the switching power supply 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

力率改善回路30は、昇圧コンバータを構成し、スイッチング電源1Dの入力電圧が予め定められた閾値より高い場合に動作する。一方、入力電圧検出部20は、スイッチング電源1Dの入力電圧が閾値以下である場合には、上述のように検出結果に応じた信号を電流源Sに送信し、スイッチング電源1Dの入力電圧が閾値より高い場合には、上述の電流源Sに対する信号の送信を停止する。   The power factor correction circuit 30 forms a boost converter and operates when the input voltage of the switching power supply 1D is higher than a predetermined threshold. On the other hand, when the input voltage of the switching power supply 1D is less than or equal to the threshold value, the input voltage detection unit 20 transmits a signal corresponding to the detection result to the current source S as described above, and the input voltage of the switching power supply 1D is equal to the threshold value. If it is higher, transmission of the signal to the current source S is stopped.

このため、入力電圧が閾値より高い場合には、力率改善回路30が入力電圧を昇圧して、入力電圧範囲を狭くする。   For this reason, when the input voltage is higher than the threshold value, the power factor correction circuit 30 boosts the input voltage and narrows the input voltage range.

一方、入力電圧が閾値以下である場合(例えば、停電時など)には、力率改善回路30は動作しない。しかしながら、入力電圧検出部20が、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧を検出し、検出結果に応じた信号を電流源Sに送る。このため、電流源Sが、受信した信号に応じた電流を流して、フォトトランジスタPC2を流れる電流を変化させる。   On the other hand, when the input voltage is equal to or lower than the threshold (for example, during a power failure), the power factor correction circuit 30 does not operate. However, the input voltage detection unit 20 detects the input voltage or a voltage corresponding to the input voltage, and sends a signal corresponding to the detection result to the current source S. For this reason, the current source S passes a current corresponding to the received signal, and changes the current flowing through the phototransistor PC2.

以上のスイッチング電源1Dによれば、スイッチング電源1が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1D, in addition to the above-described effects that the switching power supply 1 can exhibit, the following effects can be achieved.

スイッチング電源1Dは、入力電圧が閾値より高い場合に、力率改善回路30により入力電圧範囲を狭くして、スイッチング電源1Dの電源特性の劣化を抑制できる。   When the input voltage is higher than the threshold, the switching power supply 1D can narrow the input voltage range by the power factor correction circuit 30 and suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply 1D.

<第6実施形態>
[スイッチング電源1Eの構成]
図7は、本発明の第6実施形態に係るスイッチング電源1Eの回路図である。スイッチング電源1Eは、図3に示した本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aとは、制御回路10A、フォトトランジスタPC2、フォトダイオードPC1、および抵抗R1の代わりに、制御回路10Bおよび絶縁回路41、42を備える点が異なる。なお、スイッチング電源1Eにおいて、スイッチング電源1Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
[Configuration of Switching Power Supply 1E]
FIG. 7 is a circuit diagram of a switching power supply 1E according to the sixth embodiment of the present invention. The switching power supply 1E is different from the switching power supply 1A according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 in place of the control circuit 10A, the phototransistor PC2, the photodiode PC1, and the resistor R1. 41 and 42 are different. In the switching power supply 1E, the same components as those of the switching power supply 1A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

制御回路10Bは、スイッチング電源1Eの2次側に設けられている。具体的には、制御回路10Bは、誤差増幅器AMPの出力端子に直接接続されている。また、制御回路10Bは、絶縁回路41を介して、スイッチ素子Q1のゲートと、スイッチ素子Q2のゲートと、に接続されるとともに、絶縁回路42を介して入力電圧検出部20に接続される。   The control circuit 10B is provided on the secondary side of the switching power supply 1E. Specifically, the control circuit 10B is directly connected to the output terminal of the error amplifier AMP. Further, the control circuit 10B is connected to the gate of the switch element Q1 and the gate of the switch element Q2 through the insulating circuit 41, and is connected to the input voltage detection unit 20 through the insulating circuit 42.

[スイッチング電源1Eの動作]
スイッチング電源1Eにおいて、制御回路10Bは、入力電圧検出部20により検出された電圧を絶縁回路42を介して受信し、この電圧に応じて比例ゲインを制御する。そして、制御した比例ゲインと、端子P1の電圧と、に応じた制御信号を、絶縁回路41を介してスイッチ素子Q1、Q2に送信して、スイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御する。
[Operation of switching power supply 1E]
In the switching power supply 1E, the control circuit 10B receives the voltage detected by the input voltage detection unit 20 via the insulation circuit 42, and controls the proportional gain according to this voltage. A control signal corresponding to the controlled proportional gain and the voltage at the terminal P1 is transmitted to the switch elements Q1 and Q2 via the insulating circuit 41 to control the on / off frequency of the switch elements Q1 and Q2. To do.

以上のスイッチング電源1Eによれば、スイッチング電源1Aが奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。   According to the switching power supply 1E described above, the same effects as those described above that can be achieved by the switching power supply 1A can be achieved.

<第7実施形態>
[スイッチング電源1Fの構成]
図8は、本発明の第7実施形態に係るスイッチング電源1Fの回路図である。スイッチング電源1Fは、図7に示した本発明の第6実施形態に係るスイッチング電源1Eとは、制御回路10B、入力電圧検出部20、および絶縁回路42の代わりに、制御回路10Cを備える点が異なる。また、スイッチング電源1Fは、抵抗R2〜R4、誤差増幅器AMP、キャパシタC3、および基準電圧源Vrefで構成される出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御する点が、スイッチング電源1Eとは異なる。なお、スイッチング電源1Fにおいて、スイッチング電源1Eと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
<Seventh embodiment>
[Configuration of switching power supply 1F]
FIG. 8 is a circuit diagram of a switching power supply 1F according to the seventh embodiment of the present invention. The switching power supply 1F is different from the switching power supply 1E according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 in that a control circuit 10C is provided instead of the control circuit 10B, the input voltage detection unit 20, and the insulation circuit 42. Different. Further, the switching power supply 1F controls the current supplied by the output voltage detection means composed of the resistors R2 to R4, the error amplifier AMP, the capacitor C3, and the reference voltage source Vref to control the proportional gain. Different from 1E. In the switching power supply 1F, the same components as those of the switching power supply 1E are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

制御回路10Cは、制御回路10Bと同様にスイッチング電源1Fの2次側に設けられているとともに、出力端子OUT1に接続されている。   The control circuit 10C is provided on the secondary side of the switching power supply 1F similarly to the control circuit 10B, and is connected to the output terminal OUT1.

[スイッチング電源1Fの動作]
スイッチング電源1Fにおいて、制御回路10Cは、出力電圧検出手段で検出した出力電圧の検出結果に応じて比例ゲインを制御する。具体的には、制御回路10Cは、出力電圧と、比例ゲインと、の関係を示す計算式を予め記憶している。そして、この計算式に、検出した出力電圧を代入して、この出力電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御する。
[Operation of switching power supply 1F]
In the switching power supply 1F, the control circuit 10C controls the proportional gain according to the detection result of the output voltage detected by the output voltage detection means. Specifically, the control circuit 10C stores in advance a calculation formula that indicates the relationship between the output voltage and the proportional gain. Then, the detected output voltage is substituted into this calculation formula, the value of the proportional gain corresponding to the output voltage is obtained, and the proportional gain is controlled to the obtained value.

ここで、計算式とは、出力電圧と、比例ゲインと、の関係が線形または非線形となる数式のことである。   Here, the calculation formula is a mathematical formula in which the relationship between the output voltage and the proportional gain is linear or non-linear.

出力電圧と、比例ゲインと、の関係が線形である場合には、例えば、出力電圧が高くなるに従ってリニアに、比例ゲインを上昇させる。   When the relationship between the output voltage and the proportional gain is linear, for example, the proportional gain is increased linearly as the output voltage increases.

また、出力電圧と、比例ゲインと、の関係が非線形である場合には、例えば、出力電圧が、予め定められた閾値未満であれば、比例ゲインを第1の値にする。一方、出力電圧が、予め定められた閾値以上であれば、比例ゲインを、第1の値より大きい第2の値にする。これによれば、出力電圧が、上述の閾値以上である場合に、上述の閾値未満である場合と比べて、比例ゲインが上昇することになる。すなわち、出力電圧が上述の閾値以上であるか否かを境にして、比例ゲインが非線形に変化することになる。   When the relationship between the output voltage and the proportional gain is non-linear, for example, if the output voltage is less than a predetermined threshold, the proportional gain is set to the first value. On the other hand, if the output voltage is greater than or equal to a predetermined threshold, the proportional gain is set to a second value that is greater than the first value. According to this, when the output voltage is equal to or higher than the above threshold value, the proportional gain increases as compared with the case where the output voltage is lower than the above threshold value. That is, the proportional gain changes non-linearly with whether or not the output voltage is equal to or higher than the above threshold value.

また、制御回路10Cは、制御した比例ゲインと、端子P1の電圧と、に応じた制御信号を、絶縁回路41を介してスイッチ素子Q1、Q2に送信して、スイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御する。   Further, the control circuit 10C transmits a control signal corresponding to the controlled proportional gain and the voltage at the terminal P1 to the switch elements Q1 and Q2 via the insulation circuit 41, and turns on / off the switch elements Q1 and Q2. Control off frequency.

以上のスイッチング電源1Fによれば、以下の効果を奏することができる。   According to the above switching power supply 1F, the following effects can be produced.

スイッチング電源1Fは、出力電圧に応じて比例ゲインを制御できる。したがって、出力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、出力電圧可変範囲によらず、スイッチング電源1Fの電源特性の劣化を抑制できる。   The switching power supply 1F can control the proportional gain according to the output voltage. Therefore, it is possible to suppress the proportional gain from fluctuating according to the fluctuation of the output voltage, and it is possible to suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply 1F regardless of the output voltage variable range.

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の各実施形態では、1次側回路にはハーフブリッジ回路が設けられるものとしたが、これに限らず、例えばフルブリッジ回路が設けられるものであってもよい。   For example, in each of the above-described embodiments, the half-bridge circuit is provided in the primary circuit, but the present invention is not limited thereto, and for example, a full-bridge circuit may be provided.

また、上述の各実施形態では、トランスTはいわゆるセンタタップを有するものとしたが、これに限らない。   In each of the above-described embodiments, the transformer T has a so-called center tap. However, the present invention is not limited to this.

また、上述の各実施形態では、1次側回路には共振回路としてLLC共振回路が設けられるものとしたが、これに限らない。   Further, in each of the above-described embodiments, the primary side circuit is provided with the LLC resonant circuit as the resonant circuit. However, the present invention is not limited to this.

また、上述の第1実施形態や第3実施形態では、電流源Sに送られる信号は、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧の検出結果に応じた信号であるものとした。しかしながら、これに限らず、例えば、出力電圧、または、出力電圧に応じた電圧の検出結果に応じた信号としてもよい。電流源Sに送られる信号を、出力電圧、または、出力電圧に応じた電圧の検出信号とした場合には、出力電圧に応じて比例ゲインを制御できる。これによれば、出力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、出力電圧可変範囲によらず、スイッチング電源の電源特性の劣化を抑制できる。   In the first and third embodiments described above, the signal sent to the current source S is an input voltage or a signal corresponding to a detection result of a voltage corresponding to the input voltage. However, the present invention is not limited to this. For example, an output voltage or a signal corresponding to a detection result of a voltage corresponding to the output voltage may be used. When the signal sent to the current source S is an output voltage or a detection signal of a voltage corresponding to the output voltage, the proportional gain can be controlled according to the output voltage. According to this, it is possible to suppress the proportional gain from fluctuating according to the fluctuation of the output voltage, and it is possible to suppress the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply regardless of the output voltage variable range.

また、上述の第2実施形態や第4実施形態では、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧の検出結果に応じて、比例ゲインを制御するものとした。しかしながら、これに限らず、例えば、出力電圧、または、出力電圧に応じた電圧の検出結果に応じて、比例ゲインを制御してもよい。出力電圧、または、出力電圧に応じた電圧の検出結果に応じて比例ゲインを制御する場合には、出力電圧の変動に応じて比例ゲインが変動してしまうのを抑制でき、出力電圧可変範囲によらず、スイッチング電源の電源特性の劣化を抑制できる。   In the second embodiment and the fourth embodiment described above, the proportional gain is controlled according to the input voltage or the detection result of the voltage corresponding to the input voltage. However, the present invention is not limited to this. For example, the proportional gain may be controlled in accordance with the output voltage or the detection result of the voltage corresponding to the output voltage. When controlling the proportional gain according to the output voltage or the detection result of the voltage according to the output voltage, it is possible to suppress the proportional gain from fluctuating according to the fluctuation of the output voltage, and the output voltage variable range. Regardless, the deterioration of the power supply characteristics of the switching power supply can be suppressed.

また、上述の第1実施形態や第3実施形態では、フォトトランジスタPC2に並列接続するのは、電流源Sとしたが、これに限らず、例えば抵抗といった、電流を流すことのできる素子や回路であればよい。   In the first and third embodiments described above, the current source S is connected in parallel to the phototransistor PC2. However, the present invention is not limited to this. For example, a resistor or an element or a circuit that can flow a current is used. If it is.

また、上述の第5実施形態において、力率改善回路30を設けた例を説明したが、他の実施形態においても、力率改善回路30を設けることができる。   Moreover, although the example which provided the power factor improvement circuit 30 in the above-mentioned 5th Embodiment was demonstrated, the power factor improvement circuit 30 can be provided also in other embodiment.

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、100;スイッチング電源
10、10A、10B、10C;制御回路
20;入力電圧検出部
30;力率改善回路
41、42;絶縁回路
AMP;誤差増幅器
PC1;フォトダイオード
PC2;フォトトランジスタ
Q1、Q2;スイッチ素子
S;電流源
T;トランス
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 100; switching power supply 10, 10A, 10B, 10C; control circuit 20; input voltage detection unit 30; power factor correction circuit 41, 42; insulation circuit AMP; PC1; Photodiode PC2; Phototransistor Q1, Q2; Switch element S; Current source T; Transformer

Claims (11)

共振回路およびスイッチ素子を有するスイッチング電源であって、
入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する補正手段と、を備えることを特徴とするスイッチング電源。
A switching power supply having a resonant circuit and a switch element,
Voltage detection means for detecting an input voltage, a voltage according to the input voltage, an output voltage, or a voltage according to the output voltage;
And a correction means for controlling a proportional gain in accordance with the voltage detected by the voltage detection means.
出力電圧または出力電圧に応じた電圧を検出して、検出結果に応じた電流を流す出力電圧検出手段と、
前記出力電圧検出手段が流す電流に応じて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段と、を備え、
前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源。
An output voltage detecting means for detecting an output voltage or a voltage corresponding to the output voltage and flowing a current corresponding to the detection result;
Control means for controlling the on / off frequency of the switch element according to the current flowing by the output voltage detection means,
2. The switching power supply according to claim 1, wherein the correcting unit controls a proportional gain by controlling a current flowing through the output voltage detecting unit.
前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて線形または非線形に変化させることを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源。   3. The switching power supply according to claim 2, wherein the correction unit changes a current flowing through the output voltage detection unit linearly or nonlinearly according to a voltage detected by the voltage detection unit. 前記補正手段は、
前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す情報を予め保持しており、
前記情報を用いて、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源。
The correction means includes
Information indicating the relationship between the voltage detected by the voltage detection means and the proportional gain is held in advance,
The switching power supply according to claim 1, wherein a value of a proportional gain corresponding to the voltage detected by the voltage detection unit is obtained using the information, and the proportional gain is controlled to the obtained value.
前記補正手段が予め情報を保持する前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係は、線形または非線形であることを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源。   5. The switching power supply according to claim 4, wherein a relationship between a voltage detected by the voltage detection unit that holds information in advance by the correction unit and a proportional gain is linear or non-linear. 前記補正手段により制御された比例ゲインと、前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧と、に基づいて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載のスイッチング電源。   5. A control unit that controls an on / off frequency of the switch element based on the proportional gain controlled by the correction unit and the output voltage or a voltage corresponding to the output voltage. Or the switching power supply of 5. 前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧は、出力電圧の電圧値と、当該出力電圧の目標値と、の誤差電圧であることを特徴とする請求項2、3または6のいずれかに記載のスイッチング電源。   The output voltage or a voltage corresponding to the output voltage is an error voltage between a voltage value of the output voltage and a target value of the output voltage, according to any one of claims 2, 3 and 6. Switching power supply. 前記制御手段は、前記スイッチング電源の1次側に設けられ、
前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧を、前記スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を備えることを特徴とする請求項2、3、6、または7のいずれかに記載のスイッチング電源。
The control means is provided on the primary side of the switching power supply,
8. The transmission device according to claim 2, further comprising a transmission unit configured to transmit the output voltage or a voltage corresponding to the output voltage from a secondary side to a primary side of the switching power supply. 9. The switching power supply described.
前記制御手段は、前記スイッチング電源の2次側に設けられ、前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御信号を、当該スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を介して、前記スイッチ素子に伝達することを特徴とする請求項2、3、6、または7のいずれかに記載のスイッチング電源。   The control means is provided on the secondary side of the switching power supply, and includes a transmission means for transmitting a control signal for controlling the on / off frequency of the switching element from the secondary side to the primary side of the switching power supply. The switching power supply according to claim 2, wherein the switching power supply is transmitted to the switch element. 前記補正手段は、前記入力電圧が予め定められた閾値以下である場合に、前記比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のスイッチング電源。   The switching power supply according to claim 1, wherein the correction unit controls the proportional gain when the input voltage is equal to or lower than a predetermined threshold value. 請求項1から10のいずれかに記載のスイッチング電源において、
前記スイッチング電源の入力部に力率改善回路を備えることを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to any one of claims 1 to 10,
A switching power supply comprising a power factor correction circuit at an input section of the switching power supply.
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