JP2016059105A - Control method and control device of switching power supply - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid output power shutdown, due to current exceeding an overcurrent setting.SOLUTION: A switching power supply converts a DC input voltage to an AC voltage by switching with a switching element operating with a switching pulse, resonates the AC voltage with a resonance circuit, and outputs a DC voltage by rectifying and smoothing the resonated AC voltage. A control device 60 includes an input power limit control part 71 and a switching pulse generation part 72. If an output voltage value vout is smaller than a second output voltage setting value vob for starting input power limitation, the control part 71 outputs a control signal S71 by determining a switching frequency so that an input power value pin becomes an input power limit value pia which corresponds to the output voltage value vout. The generation part 72 generates a switching pulse according to the control signal S71 or the like.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、共振回路を有するＬＬＣ共振コンバータ等のスイッチング電源の制御方法及び制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control method and control device for a switching power supply such as an LLC resonant converter having a resonant circuit.

従来、例えば、スイッチング電源の１つであるＬＬＣ共振コンバータは、特許文献１、２及び非特許文献１に記載されているように、２つのスイッチング素子を有するスイッチング回路と、ＬＬＣ共振回路と、変圧器（以下「トランス」という。）と、出力整流平滑回路と、を備えている。   Conventionally, for example, an LLC resonant converter, which is one of switching power supplies, includes a switching circuit having two switching elements, an LLC resonant circuit, a transformer, and the like, as described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1. (Hereinafter referred to as “transformer”) and an output rectifying and smoothing circuit.

この種のスイッチング電源では、入力される直流（以下「ＤＣ」という。）電圧が、スイッチング回路において、スイッチング周波数ｆを有するスイッチングパルスによってスイッチングされる。スイッチングされた交流（以下「ＡＣ」という。）電圧は、共振周波数ｆ０を有する共振回路にて共振される。共振されたＡＣ電圧は、出力整流平滑回路によりＤＣ電圧に変換されて出力される。   In this type of switching power supply, an input direct current (hereinafter referred to as “DC”) voltage is switched by a switching pulse having a switching frequency f in a switching circuit. The switched AC (hereinafter referred to as “AC”) voltage is resonated by a resonance circuit having a resonance frequency f0. The resonated AC voltage is converted into a DC voltage by an output rectifying / smoothing circuit and output.

図６は、非特許文献１に記載された従来のＬＬＣ共振コンバータにおける周波数／ゲイン特性を示す波形図である。   FIG. 6 is a waveform diagram showing frequency / gain characteristics in the conventional LLC resonant converter described in Non-Patent Document 1.

図６において、横軸は、スイッチング周波数比Ｆ［＝スイッチング周波数ｆ／共振周波数ｆ０］、縦軸は、出力電圧比［ゲインＧ］である。横軸のスイッチング周波数比Ｆ＝ｆ／ｆ０のところを１として波形が描かれている。Ｑ（＝１〜１０）は、ＬＬＣ共振コンバータに対する負荷の大きさを表す数値であり、軽負荷ほどＱの値が大きくなる。波形のピークのｆｓは、共振回路によって決まる高い共振電圧がでる共振周波数である。領域（ａ）は、周波数が共振周波数ｆｓ〜ｆ０の範囲の一部であり、ＬＬＣ共振の通常動作範囲である。領域（ｂ）は、周波数が共振周波数ｆ０以上の範囲であり、領域（ｃ）は、周波数が共振周波数ｆｓ以下の範囲と共振周波数ｆｓ〜ｆ０の範囲の一部である。領域（ｃ）は、ＬＬＣ共振では使用できない範囲である。   In FIG. 6, the horizontal axis represents the switching frequency ratio F [= switching frequency f / resonance frequency f0], and the vertical axis represents the output voltage ratio [gain G]. The waveform is drawn with the horizontal axis of the switching frequency ratio F = f / f0 being 1. Q (= 1 to 10) is a numerical value indicating the magnitude of the load on the LLC resonant converter, and the value of Q increases as the load becomes lighter. The peak fs of the waveform is a resonance frequency at which a high resonance voltage is determined by the resonance circuit. In the region (a), the frequency is a part of the range of the resonance frequencies fs to f0, and is a normal operation range of LLC resonance. The region (b) is a range where the frequency is equal to or higher than the resonance frequency f0, and the region (c) is a range where the frequency is equal to or lower than the resonance frequency fs and a range of the resonance frequencies fs to f0. Region (c) is a range that cannot be used in LLC resonance.

ＬＬＣ共振コンバータの制御方法では、図６の領域（ａ）と（ｂ）を選び、スイッチング周波数ｆを変化させることで、出力電圧を制御する。スイッチング周波数ｆを上げると、出力電圧が下がり、スイッチング周波数ｆを下げると、出力電圧が上がる動作をする。   In the control method of the LLC resonant converter, the output voltage is controlled by selecting the regions (a) and (b) in FIG. 6 and changing the switching frequency f. When the switching frequency f is increased, the output voltage is decreased, and when the switching frequency f is decreased, the output voltage is increased.

特開平１０−２２５１１９号公報JP-A-10-225119 特開２００２−３２５４４５号公報JP 2002-325445 A

「電源回路設計２００９」（２００９−５−１）ＣＱ出版（株）、Ｐ．１９１−２０４“Power Supply Circuit Design 2009” (2009-5-1) CQ Publishing Co., Ltd. 191-204

しかしながら、従来のスイッチング電源の１つであるＬＬＣ共振コンバータでは、以下のような課題があった。   However, the LLC resonant converter which is one of the conventional switching power supplies has the following problems.

図７は、特許文献２に記載された従来のＬＬＣコンバータの電圧垂下特性の一手法を示す図である。図７において、横軸は、ＬＬＣ共振コンバータの出力電流、縦軸は、出力電圧である。   FIG. 7 is a diagram illustrating one method of voltage drooping characteristics of the conventional LLC converter described in Patent Document 2. In FIG. In FIG. 7, the horizontal axis represents the output current of the LLC resonant converter, and the vertical axis represents the output voltage.

ＬＬＣ共振コンバータでは、回路の特性上、出力電圧を低下させるには、図６に示すようなゲインＧと周波数の関係から、スイッチング周波数ｆを増加させていくことになるが、図６に示すように、出力電圧（ゲインＧ）の低下傾きが緩やかなため、高周波にする必要がある。一手法として、入力電力の上限を設けることで、出力電力が略定電力の状態において出力電圧を低下させることができる。しかし、そのまま出力電圧が低下し続けると、出力電流が増加し、回路保護のために設けられた過電流設定値Ｉｍａｘを超えて、出力電力が停止してしまうと、再起動し直す等の処置を施さなければならない課題がある。   In the LLC resonant converter, in order to reduce the output voltage due to circuit characteristics, the switching frequency f is increased from the relationship between the gain G and the frequency as shown in FIG. 6, but as shown in FIG. In addition, since the output voltage (gain G) has a gradual decreasing slope, it is necessary to increase the frequency. As one method, by providing an upper limit of the input power, the output voltage can be lowered when the output power is substantially constant. However, if the output voltage continues to decrease as it is, the output current will increase, and if the output power stops after exceeding the overcurrent set value Imax provided for circuit protection, measures such as restarting There is a problem that must be given.

本発明の内の第１の発明のスイッチング電源の制御方法は、ＤＣの入力電力における入力電圧をスイッチング素子によりスイッチングしてＡＣ電圧に変換し、このＡＣ電圧を共振回路により共振させ、この共振させたＡＣ電圧を整流及び平滑してＤＣの出力電圧を出力するスイッチング電源の制御方法であって、前記出力電圧の値が、入力電力制限開始の第２出力電圧設定値よりも小さいときには、前記入力電力の値が、前記出力電圧の値に応じた入力電力制限値となるよう、スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる入力電力制限制御処理を行うことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a control method for a switching power supply, wherein an input voltage in DC input power is switched by a switching element and converted into an AC voltage, and the AC voltage is resonated by a resonance circuit. A switching power supply control method for outputting a DC output voltage by rectifying and smoothing the AC voltage, and when the output voltage value is smaller than a second output voltage setting value at the start of input power restriction, the input An input power limit control process is performed in which the switching frequency is determined and the switching element is turned on / off so that the power value becomes an input power limit value corresponding to the output voltage value.

第２の発明のスイッチング電源の制御方法は、第１の発明のスイッチング電源の制御方法において、計測処理と、第１判定処理と、定電圧制御処理と、定電力制御処理と、第２判定処理と、前記第１の発明の入力電力制限制御処理と、を有することを特徴とする。   A switching power supply control method according to a second invention is the switching power supply control method according to the first invention, wherein the measurement process, the first determination process, the constant voltage control process, the constant power control process, and the second determination process are performed. And the input power limit control process of the first invention.

前記計測処理では、前記入力電力の値を計測する。前記第１判定処理では、前記入力電力の値が、前記入力電力制限値よりも大きいか否かを判定し、小さいときには、第１判定結果を出力し、大きいときには、第２判定結果を出力する。前記定電圧制御処理では、前記第１判定結果が出力された場合には、前記出力電圧の値が、第１出力電圧設定値となるよう、前記スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる。   In the measurement process, the value of the input power is measured. In the first determination process, it is determined whether or not the value of the input power is larger than the input power limit value. When the input power value is small, the first determination result is output. When the input power value is large, the second determination result is output. . In the constant voltage control process, when the first determination result is output, the switching frequency is determined and the switching element is turned on / off so that the value of the output voltage becomes the first output voltage setting value. Turn off.

前記定電力制御処理では、前記第２判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限値に基づき、前記入力電力の値を定電力制御し、前記出力電圧における出力電力が定電力となるよう、前記スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる。前記第２判定処理では、前記出力電圧の値が、前記第２出力電圧設定値よりも大きいか否かを判定し、大きいときには、前記定電力制御処理へ与える前記第２判定結果を出力して前記定電力制御処理を行わせ、小さいときには、第３判定結果を出力する。更に、前記入力電力制限制御処理は、前記第３判定結果が出力された場合に実行される。   In the constant power control process, when the second determination result is output, the value of the input power is controlled based on the input power limit value, and the output power at the output voltage becomes constant power. Thus, the switching frequency is determined to turn on / off the switching element. In the second determination process, it is determined whether or not the value of the output voltage is larger than the second output voltage setting value, and when the value is larger, the second determination result to be given to the constant power control process is output. The constant power control process is performed, and when it is small, the third determination result is output. Further, the input power restriction control process is executed when the third determination result is output.

第３の発明のスイッチング電源の制御装置は、ＤＣの入力電力における入力電圧をスイッチング素子によりスイッチングしてＡＣ電圧に変換し、このＡＣ電圧を共振回路により共振させ、この共振させたＡＣ電圧を整流及び平滑してＤＣの出力電圧を出力するスイッチング電源の制御装置であって、前記出力電圧の値が、入力電力制限開始の第２出力電圧設定値よりも小さいときには、前記入力電力の値が、前記出力電圧の値に応じた入力電力制限値となるよう、スイッチング周波数を決定して入力電力制限制御信号を出力する入力電力制限制御部と、前記入力電力制限制御信号に基づき、前記スイッチング素子をオン／オフ動作させるためのスイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、を有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for a switching power supply, wherein an input voltage in DC input power is switched by a switching element to be converted to an AC voltage, and the AC voltage is resonated by a resonance circuit. And a control device for a switching power supply that smoothes and outputs a DC output voltage, and when the value of the output voltage is smaller than a second output voltage setting value at the start of input power restriction, the value of the input power is Based on the input power limit control signal, an input power limit control unit that determines a switching frequency and outputs an input power limit control signal so as to obtain an input power limit value corresponding to the value of the output voltage. And a switching pulse generator that generates a switching pulse for on / off operation.

第４の発明のスイッチング電源の制御装置は、前記第３の発明のスイッチング電源の制御装置において、入力電力計測部６５と、第１判定部６７と、第２判定部６８と、定電圧制御部６９と、定電力制御部７０と、前記第３の発明の入力電力制限制御部７１と、前記前記第３の発明のスイッチングパルス生成部と、を有することを特徴とする。   A switching power supply control device according to a fourth aspect of the present invention is the switching power supply control device according to the third aspect of the present invention, wherein the input power measuring unit 65, the first determination unit 67, the second determination unit 68, and the constant voltage control unit. 69, a constant power control unit 70, an input power limit control unit 71 of the third invention, and a switching pulse generation unit of the third invention.

前記入力電力計測部は、前記入力電力の値を計測するものである。前記第１判定部は、前記入力電力の値が、前記入力電力制限値よりも大きいか否かを判定し、小さいときには、第１判定結果を出力し、大きいときには、第２判定結果を出力するものである。前記第２判定部は、前記出力電圧の値が、前記第２出力電圧設定値よりも大きいか否かを判定し、大きいときには、前記第２判定結果を出力し、小さいときには、第３判定結果を出力するものである。   The input power measuring unit measures the value of the input power. The first determination unit determines whether or not the value of the input power is larger than the input power limit value, and outputs a first determination result when it is small, and outputs a second determination result when it is large. Is. The second determination unit determines whether or not the value of the output voltage is larger than the second output voltage setting value, and outputs the second determination result when the output voltage value is larger, and the third determination result when the value is smaller. Is output.

前記定電圧制御部は、前記第１判定結果が出力された場合には、前記出力電圧の値が、第１出力電圧設定値となるよう、前記スイッチング周波数を決定して定電圧制御信号を出力するものである。前記定電力制御部は、前記第２判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限値に基づき、前記入力電力の値を定電力制御し、前記出力電圧における出力電力が定電力となるよう、前記スイッチング周波数を決定して定電力制御信号を出力するものである。前記入力電力制限制御部は、前記第３判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限制御信号を出力するものである。更に、前記スイッチングパルス生成部は、前記定電圧制御信号、前記定電力制御信号、又は前記入力電力制限制御信号のいずれか１つの制御信号に基づき、前記スイッチングパルスを生成するものである。   When the first determination result is output, the constant voltage control unit determines the switching frequency and outputs a constant voltage control signal so that the value of the output voltage becomes a first output voltage setting value. To do. When the second determination result is output, the constant power control unit performs constant power control on the value of the input power based on the input power limit value, and the output power at the output voltage becomes constant power. Thus, the switching frequency is determined and a constant power control signal is output. The input power limit control unit outputs the input power limit control signal when the third determination result is output. Furthermore, the switching pulse generation unit generates the switching pulse based on any one of the constant voltage control signal, the constant power control signal, and the input power restriction control signal.

本発明のスイッチング電源の制御方法及び制御装置によれば、入力電力制限制御処理（又は入力電力制限制御部）の入力電力制限機能によって入力電力を制限している。これにより、過電流設定値の手前で、出力電圧を低下させることが可能となり、従来の課題である出力の停止を防止できる。   According to the switching power supply control method and control apparatus of the present invention, the input power is limited by the input power limit function of the input power limit control process (or input power limit control unit). As a result, the output voltage can be lowered before the overcurrent set value, and output stoppage, which is a conventional problem, can be prevented.

図１は図２中の制御装置６０の構成例を示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example of the control device 60 in FIG. 図２は本発明の実施例１におけるスイッチング電源を示す概略の構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the switching power supply according to the first embodiment of the present invention. 図３は図１及び図２のスイッチング電源における電圧垂下特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing voltage drooping characteristics in the switching power supply of FIGS. 1 and 2. 図４は図１の制御装置６０における制御方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control method in the control device 60 of FIG. 図５は本発明の実施例２におけるスイッチング電源を示す概略の構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a switching power supply according to the second embodiment of the present invention. 図６は非特許文献１に記載された従来のＬＬＣ共振コンバータにおける周波数／ゲイン特性を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing frequency / gain characteristics in the conventional LLC resonant converter described in Non-Patent Document 1. 図７は特許文献２に記載された従来のＬＬＣコンバータの電圧垂下特性の一手法を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing one method of voltage drooping characteristics of the conventional LLC converter described in Patent Document 2. In FIG.

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。   Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.

（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１におけるスイッチング電源を示す概略の構成図である。 (Configuration of Example 1)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the switching power supply according to the first embodiment of the present invention.

このスイッチング電源は、例えば、ＬＬＣ共振コンバータであり、ＤＣ電源１に接続された一対の＋側入力端子２ａ及び−側入力端子２ｂを有している。一対の入力端子２ａ，２ｂは、ＤＣの入力電力Ｐｉｎ（入力電圧Ｖｉｎ及び入力電流Ｉｉｎ）を入力する端子であり、この入力端子２ａ，２ｂに、スイッチング回路１０が接続されている。   This switching power supply is, for example, an LLC resonant converter, and has a pair of a + side input terminal 2 a and a − side input terminal 2 b connected to the DC power supply 1. The pair of input terminals 2a and 2b are terminals for inputting DC input power Pin (input voltage Vin and input current Iin), and the switching circuit 10 is connected to the input terminals 2a and 2b.

スイッチング回路１０は、ＤＣの入力電圧Ｖｉｎをスイッチングして第１ＡＣ電圧を出力する回路であり、複数（例えば、４つ）のスイッチング素子（例えば、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ）１１〜１４を有している。４つのＭＯＳＦＥＴ１１〜１４の内、２つのＭＯＳＦＥＴ１１，１２が、入力端子２ａ，２ｂに対して直列接続され、更に、２つのＭＯＳＦＥＴ１３，１４が、入力端子２ａ，２ｂに対して直列接続されて、フル・ブリッジ構成となっている。４つのＭＯＳＦＥＴ１１〜１４は、スイッチング周波数ｆを有する４つのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４によってそれぞれオン／オフ動作する。各ＭＯＳＦＥＴ１１〜１４のドレイン及びソース間には、ダイオード１１ａ〜１４ａがそれぞれ逆方向に並列接続されている。各ダイオード１１ａ〜１４ａは、各ＭＯＳＦＥＴ１１〜１４のボディ・ダイオード、又は外付けのダイオードである。   The switching circuit 10 is a circuit that outputs a first AC voltage by switching a DC input voltage Vin, and includes a plurality of (for example, four) switching elements (for example, N-type MOSFETs) 11 to 14. . Of the four MOSFETs 11 to 14, two MOSFETs 11 and 12 are connected in series to the input terminals 2a and 2b, and two MOSFETs 13 and 14 are further connected in series to the input terminals 2a and 2b. -It has a bridge configuration. The four MOSFETs 11 to 14 are turned on / off by four switching pulses S11 to S14 having a switching frequency f, respectively. Diodes 11a to 14a are connected in parallel in opposite directions between the drains and sources of the MOSFETs 11 to 14, respectively. Each of the diodes 11a to 14a is a body diode of each of the MOSFETs 11 to 14, or an external diode.

ＭＯＳＦＥＴ１１及びＭＯＳＦＥＴ１２の接続点と、ＭＯＳＦＥＴ１３及びＭＯＳＦＥＴ１４の接続点とには、共振回路２０が接続されている。共振回路２０は、固有の共振周波数ｆ０を有し、スイッチング回路１０から出力される第１ＡＣ電圧を共振させる回路であり、共振インダクタ２１、励磁インダクタ２２及び電流共振コンデンサ２３の直列回路により構成されている。   A resonance circuit 20 is connected to a connection point between the MOSFETs 11 and 12 and a connection point between the MOSFETs 13 and 14. The resonance circuit 20 has a unique resonance frequency f0 and resonates the first AC voltage output from the switching circuit 10, and is constituted by a series circuit of a resonance inductor 21, an excitation inductor 22, and a current resonance capacitor 23. Yes.

共振回路２０の出力側には、トランス３０が接続されている。トランス３０は、共振回路２０から出力されるＡＣ電圧を変圧して第２ＡＣ電圧を出力するものであり、励磁インダクタ２２に並列接続された１次巻線３１と、２次巻線３２と、により構成されている。なお、共振回路２０の共振インダクタ２１は、トランス３０の漏れインダクタンス、更に、励磁インダクタ２２は、トランス３０の励磁インダクタンスをそれぞれ利用できる。   A transformer 30 is connected to the output side of the resonance circuit 20. The transformer 30 transforms the AC voltage output from the resonance circuit 20 and outputs a second AC voltage. The transformer 30 includes a primary winding 31 and a secondary winding 32 connected in parallel to the exciting inductor 22. It is configured. The resonance inductor 21 of the resonance circuit 20 can use the leakage inductance of the transformer 30, and the excitation inductor 22 can use the excitation inductance of the transformer 30.

トランス３０の２次巻線３２には、整流平滑回路４０が接続されている。整流平滑回路４０は、２次巻線３２から出力される第２ＡＣ電圧を全波整流してＤＣ電圧を生成する回路であり、４つの整流ダイオード４１〜４４からなるブリッジ回路と、この出力側に並列接続された平滑コンデンサ４５と、により構成されている。平滑コンデンサ４５には、一対の＋側出力端子４６ａ及び−側出力端子４６ｂが並列接続されている。この出力端子４６ａ，４６ｂからは、ＤＣの出力電力Ｐｏｕｔ（出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔ）が出力される。   A rectifying / smoothing circuit 40 is connected to the secondary winding 32 of the transformer 30. The rectifying / smoothing circuit 40 is a circuit that generates a DC voltage by full-wave rectifying the second AC voltage output from the secondary winding 32, and includes a bridge circuit including four rectifier diodes 41 to 44 and an output side thereof. And smoothing capacitors 45 connected in parallel. The smoothing capacitor 45 has a pair of a + side output terminal 46 a and a − side output terminal 46 b connected in parallel. DC output power Pout (output voltage Vout and output current Iout) is output from the output terminals 46a and 46b.

＋側入力端子２ａ及び−側入力端子２ｂ間には、ＤＣの入力電圧Ｖｉｎを測定する入力電圧測定器５１が接続されている。入力電圧測定器５１は、分圧抵抗等により構成されている。更に、−側入力端子２ｂ側には、ＤＣの入力電流Ｉｉｎを測定する入力電流測定器５２が接続されている。入力電流測定器５２は、シャント抵抗等により構成されている。   An input voltage measuring device 51 for measuring a DC input voltage Vin is connected between the + side input terminal 2a and the − side input terminal 2b. The input voltage measuring device 51 is configured by a voltage dividing resistor or the like. Further, an input current measuring device 52 for measuring the DC input current Iin is connected to the negative input terminal 2b side. The input current measuring device 52 is constituted by a shunt resistor or the like.

同様に、＋側出力端子４６ａ及び−側出力端子４６ｂ間には、ＤＣの出力電圧Ｖｏｕｔを測定する出力電圧測定器５３が接続されている。出力電圧測定器５３は、分圧抵抗等により構成されている。更に、−側出力端子４６ｂ側には、ＤＣの出力電流Ｉｏｕｔを測定する出力電流測定器５４が接続されている。出力電流測定器５４は、シャント抵抗等により構成されている。   Similarly, an output voltage measuring device 53 for measuring the DC output voltage Vout is connected between the + side output terminal 46a and the − side output terminal 46b. The output voltage measuring device 53 is configured by a voltage dividing resistor or the like. Further, an output current measuring device 54 for measuring the DC output current Iout is connected to the negative output terminal 46b side. The output current measuring instrument 54 is configured by a shunt resistor or the like.

入力電圧測定器５１、入力電流測定器５２、出力電圧測定器５３、及び出力電流測定器５４の出力側には、スイッチング電源の制御装置６０が接続されている。制御装置６０は、入力電圧測定器５１、入力電流測定器５２、出力電圧測定器５３、及び出力電流測定器５４の測定値を入力し、スイッチング回路１０内のＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させるためのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成する機能を有している。   A switching power supply controller 60 is connected to the output side of the input voltage measuring device 51, the input current measuring device 52, the output voltage measuring device 53, and the output current measuring device 54. The control device 60 inputs the measured values of the input voltage measuring device 51, the input current measuring device 52, the output voltage measuring device 53, and the output current measuring device 54, and turns on / off the MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10. For generating the switching pulses S11 to S14.

スイッチング電源では、スイッチング周波数ｆを変化させることで、出力電圧Ｖｏｕｔを制御することができる。そのため、制御装置６０は、周波数変調（ＳＦＭ）制御を行う機能を有し、マイクロコンピュータ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラム制御可能なプロセッサ等により構成されている。   In the switching power supply, the output voltage Vout can be controlled by changing the switching frequency f. Therefore, the control device 60 has a function of performing frequency modulation (SFM) control, and can be a program-controllable processor such as a microcomputer, a digital signal processor (DSP), or a field programmable gate array (FPGA). It is comprised by.

図１は、図２中の制御装置６０の構成例を示す機能ブロック図である。
この制御装置６０は、入力電圧検出部６１、入力電流検出部６２、出力電圧検出部６３、及び出力電流検出部６４を有している。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example of the control device 60 in FIG.
The control device 60 includes an input voltage detection unit 61, an input current detection unit 62, an output voltage detection unit 63, and an output current detection unit 64.

入力電圧検出部６１は、入力電圧測定器５１で測定された入力電圧Ｖｉｎの測定値からデジタル信号の入力電圧値ｖｉｎを検出するものであり、アナログ／デジタル変換器（以下「Ａ／Ｄ変換器」という。）等で構成されている。入力電流検出部６２は、入力電流測定器５２で測定された入力電流Ｉｉｎの測定値からデジタル信号の入力電流値ｉｉｎを検出するものであり、Ａ／Ｄ変換器等で構成されている。出力電圧検出部６３は、出力電圧測定器５３で測定された出力電圧Ｖｏｕｔの測定値からデジタル信号の出力電圧値ｖｏｕｔを検出するものであり、Ａ／Ｄ変換器等で構成されている。更に、出力電流検出部６４は、出力電流測定器５４で測定された出力電流Ｉｏｕｔの測定値からデジタル信号の出力電流値ｉｏｕｔを検出するものであり、Ａ／Ｄ変換器等で構成されている。   The input voltage detector 61 detects an input voltage value vin of a digital signal from a measured value of the input voltage Vin measured by the input voltage measuring device 51, and is an analog / digital converter (hereinafter referred to as “A / D converter”). Etc.)). The input current detector 62 detects the input current value iin of the digital signal from the measured value of the input current Iin measured by the input current measuring device 52, and is configured by an A / D converter or the like. The output voltage detector 63 detects the output voltage value vout of the digital signal from the measured value of the output voltage Vout measured by the output voltage measuring device 53, and is configured by an A / D converter or the like. Further, the output current detection unit 64 detects the output current value iout of the digital signal from the measured value of the output current Iout measured by the output current measuring device 54, and is configured by an A / D converter or the like. .

入力電圧検出部６１及び入力電流検出部６２の出力側には、入力電力計測部としての入力電力算出部６５が接続されている。入力電力算出部６５は、検出された入力電圧値ｖｉｎと入力電流値ｉｉｎとを乗算して入力電力値ｐｉｎを算出するものであり、この出力側に、第１判定部６７が接続されている。出力電圧検出部６３の出力側には、第２判定部６８が接続されている。   An input power calculation unit 65 as an input power measurement unit is connected to the output side of the input voltage detection unit 61 and the input current detection unit 62. The input power calculation unit 65 calculates the input power value pin by multiplying the detected input voltage value vin and the input current value iin, and the first determination unit 67 is connected to the output side. . A second determination unit 68 is connected to the output side of the output voltage detection unit 63.

第１判定部６７は、算出された入力電力値ｐｉｎが入力電力制限値ｐｉａよりも大きいか否か（即ち、ｐｉｎ＞ｐｉａ又はｐｉｎ≦ｐｉａ）を判定し、小さいときには（ｐｉｎ≦ｐｉａ）、第１判定結果Ｓ６７ａを出力し、大きいときには（ｐｉｎ＞ｐｉａ）、第２判定結果Ｓ６７ｂを出力するものであり、この出力側に、定電圧制御部６９及び定電力制御部７０が接続されている。   The first determination unit 67 determines whether or not the calculated input power value pin is larger than the input power limit value pia (that is, pin> pia or pin ≦ pia), and when it is smaller (pin ≦ pia), The first determination result S67a is output. When the determination result S67a is large (pin> pia), the second determination result S67b is output. The constant voltage control unit 69 and the constant power control unit 70 are connected to the output side.

第２判定部６８は、検出された出力電圧値ｖｏｕｔが、入力電力制限開始の第２出力電圧設定値ｖｏｂよりも大きいか否か（即ち、ｖｏｕｔ＞ｖｏｂ又はｖｏｕｔ≦ｖｏｂ）を判定し、大きいときには（ｖｏｕｔ＞ｖｏｂ）、第２判定結果Ｓ６７ｂを出力し、小さいときには（ｖｏｕｔ≦ｖｏｂ）、第３判定結果Ｓ６８を出力するものであり、この出力側に、定電力制御部７０及び入力電力制限制御部７１が接続されている。   The second determination unit 68 determines whether or not the detected output voltage value vout is larger than the second output voltage setting value vob at the start of input power restriction (that is, vout> vob or vout ≦ vob), and is larger. Sometimes (vout> vob), the second determination result S67b is output, and when small (vout ≦ vob), the third determination result S68 is output. On the output side, the constant power control unit 70 and the input power limiter are output. A control unit 71 is connected.

定電圧制御部６９は、第１判定結果Ｓ６７ａを入力すると、検出された出力電圧値ｖｏｕｔが、第１出力電圧設定値ｖｏａとなるよう、スイッチング周波数ｆを決定して定電圧制御信号Ｓ６９を出力するものであり、この出力側に、スイッチングパルス生成部７２が接続されている。定電力制御部７０は、第２判定結果Ｓ６７ｂを入力すると、入力電力制限値ｐｉａに基づき、入力電力値ｐｉｎを定電力制御し、その結果、出力電力Ｐｏｕｔが定電力となるよう、スイッチング周波数ｆを決定して定電力制御信号Ｓ７０を出力するものであり、この出力側に、スイッチングパルス生成部７２が接続されている。   When the first determination result S67a is input, the constant voltage control unit 69 determines the switching frequency f and outputs the constant voltage control signal S69 so that the detected output voltage value vout becomes the first output voltage setting value voa. The switching pulse generator 72 is connected to the output side. When the second determination result S67b is input, the constant power control unit 70 performs constant power control on the input power value pin based on the input power limit value pia, and as a result, the switching frequency f so that the output power Pout becomes constant power. And a constant power control signal S70 is output, and a switching pulse generator 72 is connected to the output side.

入力電力制限制御部７１は、過電流を防止するために、第３判定結果Ｓ６８が入力されると、算出された入力電力値ｐｉｎが、検出された出力電圧値ｖｏｕｔに応じた入力電力制限値ｐｉａとなるよう、スイッチング周波数ｆを決定して入力電力制限制御信号Ｓ７１を出力するものであり、この出力側に、スイッチングパルス生成部７２が接続されている。出力電圧値ｖｏｕｔに応じた入力電力制限値ｐｉａは、例えば、入力電力制限値ｐｉａから入力電力制限値ｐｉｂ［Ｗ／Ｖ］を減算した値である。   When the third determination result S68 is input to prevent the overcurrent, the input power limit control unit 71 sets the calculated input power value pin to the input power limit value corresponding to the detected output voltage value vout. A switching frequency f is determined so as to be pia and an input power limit control signal S71 is output, and a switching pulse generator 72 is connected to this output side. The input power limit value pia corresponding to the output voltage value vout is, for example, a value obtained by subtracting the input power limit value pib [W / V] from the input power limit value pia.

スイッチングパルス生成部７２は、定電圧制御信号Ｓ６９、定電力制御信号Ｓ７０、又は入力電力制限制御信号Ｓ７１のいずれか１つの制御信号に基づき、スイッチング回路１０内の４つのＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させるための４つのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成する機能を有している。   The switching pulse generator 72 turns on / off the four MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10 based on any one of the constant voltage control signal S69, the constant power control signal S70, and the input power limit control signal S71. It has a function of generating four switching pulses S11 to S14 for operation.

（実施例１のスイッチング電源の全体の動作）
図２のスイッチング電源において、図６中のＬＬＣ共振の通常動作範囲（ａ）における概略の定電圧出力動作を説明する。 (Overall Operation of Switching Power Supply of Example 1)
With reference to the switching power supply of FIG. 2, an outline of a constant voltage output operation in the normal operation range (a) of the LLC resonance in FIG. 6 will be described.

制御装置６０は、出力端子４６ａ，４６ｂから出力される出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように、スイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を出力して、スイッチング回路１０内のＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させる。ＤＣ電源１から供給されたＤＣ電圧が、入力端子２ａ，２ｂに入力されると、その入力電圧Ｖｉｎが、スイッチング回路１０によってスイッチングされ、第１ＡＣ電圧に変換される。   The control device 60 outputs switching pulses S11 to S14 so that the output voltage Vout output from the output terminals 46a and 46b is constant, thereby turning on / off the MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10. When the DC voltage supplied from the DC power source 1 is input to the input terminals 2a and 2b, the input voltage Vin is switched by the switching circuit 10 and converted to the first AC voltage.

変換された第１ＡＣ電圧は、共振回路２０及びトランス３０の１次巻線３１へ供給され、これらの共振回路２０及びトランス３０の１次巻線３１に、共振回路２０の共振周波数ｆ０に対応した疑似正弦波電流が流れる。すると、トランス３０の２次巻線３２に、第２ＡＣ電圧（即ち、誘起電圧）が発生する。発生した誘起電圧は、整流平滑回路４０により、ＤＣ電圧に変換された後に平滑コンデンサ４５で平滑される。これにより、ＤＣの出力電力Ｐｏｕｔ（即ち、ＤＣの出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔ）が出力端子４６ａ，４６ｂから出力される。   The converted first AC voltage is supplied to the primary winding 31 of the resonance circuit 20 and the transformer 30, and the primary winding 31 of the resonance circuit 20 and the transformer 30 corresponds to the resonance frequency f0 of the resonance circuit 20. A pseudo sine wave current flows. Then, a second AC voltage (that is, an induced voltage) is generated in the secondary winding 32 of the transformer 30. The generated induced voltage is converted into a DC voltage by the rectifying and smoothing circuit 40 and then smoothed by the smoothing capacitor 45. As a result, the DC output power Pout (that is, the DC output voltage Vout and the output current Iout) is output from the output terminals 46a and 46b.

制御装置６０は、出力電圧測定器５３で測定された出力電圧Ｖｏｕｔの測定値に基づき、その出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように、出力電圧Ｖｏｕｔが高い場合は、スイッチング周波数ｆを増加し、出力電圧Ｖｏｕｔが低い場合は、スイッチング周波数ｆを低下するようなスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成し、スイッチング回路１０を制御する。これにより、定電圧出力が得られる。   Based on the measured value of the output voltage Vout measured by the output voltage measuring device 53, the control device 60 increases the switching frequency f when the output voltage Vout is high so that the output voltage Vout is constant, When the voltage Vout is low, switching pulses S11 to S14 that reduce the switching frequency f are generated, and the switching circuit 10 is controlled. Thereby, a constant voltage output is obtained.

（実施例１の制御装置の制御方法）
図３は、図１及び図２のスイッチング電源における電圧垂下特性を示す図である。 (Control method of control device of embodiment 1)
FIG. 3 is a diagram showing voltage drooping characteristics in the switching power supply of FIGS. 1 and 2.

図３において、横軸は、出力電流測定器５４で測定されて制御装置６０内で検出された出力電流値ｉｏｕｔ、縦軸は、出力電圧測定器５３で測定されて制御装置６０内で検出された出力電圧値ｖｏｕｔである。   In FIG. 3, the horizontal axis is the output current value iout measured by the output current measuring device 54 and detected in the control device 60, and the vertical axis is measured by the output voltage measuring device 53 and detected in the control device 60. The output voltage value vout.

図３において、領域（１）は、出力電流値ｉｏｕｔのゼロから入力電力制限値ｐｉａ（即ち、垂下開始点）までの間の定電圧制御領域、領域（２）は、入力電力制限値ｐｉａから入力電力制限開始の第２出力電圧設定値ｖｏｂまでの間の入力電力Ｐｉｎの定電力制御領域、及び、領域（３）は、第２出力電圧設定値ｖｏｂ以下の入力電力制限制御領域である。   In FIG. 3, the region (1) is a constant voltage control region between zero of the output current value iout and the input power limit value pia (that is, the droop start point), and the region (2) is from the input power limit value pia. The constant power control region of the input power Pin until the second output voltage set value vob at the start of the input power limit and the region (3) are the input power limit control region below the second output voltage set value vob.

図４は、図１の制御装置６０における制御方法を示すフローチャートである。
以下、図１及び図３を参照しつつ、図４のフローチャートの制御処理を説明する。 FIG. 4 is a flowchart showing a control method in the control device 60 of FIG.
The control process of the flowchart of FIG. 4 will be described below with reference to FIGS. 1 and 3.

図４のフローチャートにおいて、図１の制御装置６０の動作が開始されると、各種計測処理のステップＳＴ１へ進む。ステップＳＴ１において、入力電圧測定器５１、入力電流測定器５２、出力電圧測定器５３、及び出力電流測定器５４により、ＤＣ入力電圧Ｖｉｎ、ＤＣ入力電流Ｉｉｎ、ＤＣ出力電圧Ｖｏｕｔ、及びＤＣ出力電流Ｉｏｕｔがそれぞれ測定され、これらの測定値が制御装置６０内に入力される。   In the flowchart of FIG. 4, when the operation of the control device 60 of FIG. 1 is started, the process proceeds to step ST1 of various measurement processes. In step ST1, the DC input voltage Vin, the DC input current Iin, the DC output voltage Vout, and the DC output current Iout are measured by the input voltage measuring device 51, the input current measuring device 52, the output voltage measuring device 53, and the output current measuring device 54. Are measured, and these measured values are input into the control device 60.

制御装置６０内において、入力電圧検出部６１によって入力電圧値ｖｉｎが検出されると共に、入力電流検出部６２によって入力電流値ｉｉｎが検出され、これらの入力電圧値ｖｉｎ及び入力電流値ｉｉｎが入力電力算出部６５に入力される。更に、出力電圧検出部６３によって出力電圧値ｖｏｕｔが検出されると共に、出力電流検出部６４によって出力電流値ｉｏｕｔが検出され、その出力電圧値ｖｏｕｔが第２判定部６８に入力される。入力電力算出部６５は、入力電圧値ｖｉｎと入力電流値ｉｉｎとを乗算して入力電力値ｐｉｎを算出し、第１判定部６７へ与え、第１判定処理のステップＳＴ２へ進む。   In the control device 60, the input voltage value vin is detected by the input voltage detection unit 61, and the input current value iin is detected by the input current detection unit 62. The input voltage value vin and the input current value iin are input power. Input to the calculation unit 65. Further, the output voltage detection unit 63 detects the output voltage value vout, the output current detection unit 64 detects the output current value iout, and the output voltage value vout is input to the second determination unit 68. The input power calculation unit 65 calculates the input power value pin by multiplying the input voltage value vin and the input current value iin, gives the input power value pin to the first determination unit 67, and proceeds to step ST2 of the first determination process.

ステップＳＴ２において、第１判定部６７は、入力電力値ｐｉｎが入力電力制限値ｐｉａよりも大きいか否かを判定し、小さいときには（ｐｉｎ≦ｐｉａ、ＮＯ）、第１判定結果Ｓ６７ａを定電圧制御部６９へ出力して定電圧制御処理（１）のステップＳＴ３へ進む。前記判定結果が大きいときには（ｐｉｎ＞ｐｉａ、ＹＥＳ）、第２判定結果Ｓ６７ｂを定電力制御部７０へ出力して定電力制御処理（２）のステップＳＴ４へ進む。   In step ST2, the first determination unit 67 determines whether or not the input power value pin is larger than the input power limit value pia. When the input power value pin is smaller (pin ≦ pia, NO), the first determination result S67a is controlled to a constant voltage. It outputs to the part 69 and progresses to step ST3 of a constant voltage control process (1). When the determination result is large (pin> pia, YES), the second determination result S67b is output to the constant power control unit 70, and the process proceeds to step ST4 of the constant power control process (2).

ステップＳＴ３において、定電圧制御部６９は、出力電圧値ｖｏｕｔが第１出力電圧設定値ｖｏａとなるようスイッチング周波数ｆを決定し、定電圧制御信号Ｓ６９をスイッチングパルス生成部７２へ与える。スイッチングパルス生成部７２では、定電圧制御信号Ｓ６９に基づき、決定されたスイッチング周波数ｆのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成し、スイッチング回路１０内のＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させる。これにより、通常の制御ループである定電圧制御（１）が行われ、ステップＳＴ１へ戻る。   In step ST <b> 3, the constant voltage control unit 69 determines the switching frequency f so that the output voltage value vout becomes the first output voltage set value voa, and provides the constant voltage control signal S <b> 69 to the switching pulse generation unit 72. The switching pulse generator 72 generates switching pulses S11 to S14 having the determined switching frequency f based on the constant voltage control signal S69, and turns on / off the MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10. Thereby, constant voltage control (1) which is a normal control loop is performed, and it returns to step ST1.

ステップＳＴ４において、定電力制御部７０は、入力電力制限値ｐｉａに基づき、入力電力値ｐｉｎを定電力制御し、その結果、出力電力Ｐｏｕｔが定電力となるよう、スイッチング周波数ｆを決定し、定電力制御信号Ｓ７０をスイッチングパルス生成部７２へ与える。スイッチングパルス生成部７２では、定電力制御信号Ｓ７０に基づき、決定されたスイッチング周波数ｆのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成し、スイッチング回路１０内のＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させる。これにより、入力電力Ｐｉｎの定電力制御（２）が行われ、第２判定処理のステップＳＴ５へ進む。   In step ST4, the constant power control unit 70 performs constant power control on the input power value pin based on the input power limit value pia, and as a result, determines the switching frequency f so that the output power Pout becomes constant power. The power control signal S70 is given to the switching pulse generator 72. The switching pulse generator 72 generates switching pulses S11 to S14 having the determined switching frequency f based on the constant power control signal S70, and turns on and off the MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10. Thereby, the constant power control (2) of the input power Pin is performed, and the process proceeds to step ST5 of the second determination process.

ステップＳＴ５において、第２判定部６８は、出力電圧値ｖｏｕｔが入力電力制限開始の第２出力電圧設定値ｖｏｂよりも大きいか否かを判定し、大きいときには（ｖｏｕ＞ｖｏｂ、ＹＥＳ）、第２判定結果Ｓ６７ｂを定電力制御部７０へ与え、ステップＳＴ４に戻る。これにより、ステップＳＴ４の定電力制御（２）が行われる。第２判定部６８は、前記判定結果が小さいときには（ｖｏｕｔ≦ｖｏｂ、ＮＯ）、第３判定結果Ｓ６８を入力電力制限制御部７１に与え、入力電力制限制御処理（３）のステップＳＴ６へ進む。   In step ST5, the second determination unit 68 determines whether or not the output voltage value vout is larger than the second output voltage setting value vob at the start of the input power restriction. If the output voltage value vout is larger (vou> vob, YES), the second determination unit 68 The determination result S67b is given to the constant power control unit 70, and the process returns to step ST4. Thereby, constant power control (2) of step ST4 is performed. When the determination result is small (vout ≦ vob, NO), the second determination unit 68 gives the third determination result S68 to the input power limit control unit 71, and proceeds to step ST6 of the input power limit control process (3).

ステップＳＴ６において、入力電力制限制御部７１は、過電流を防止するための制御として、入力電力値ｐｉｎが出力電圧値ｖｏｕｔに応じた入力電力制限値ｐｉａ（＝入力電力制限値ｐｉａ−入力電力制限量ｐｉｂ）となるようスイッチング周波数ｆを決定し、入力電力制限制御信号Ｓ７１をスイッチングパルス生成部７２へ与える。スイッチングパルス生成部７２では、入力電力制限制御信号Ｓ７１に基づき、決定されたスイッチング周波数ｆのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成し、スイッチング回路１０内のＭＯＳＦＥＴ１１〜１４をオン／オフ動作させる。これにより、入力電力制限制御（３）が行われ、制御処理が終了する。   In step ST6, the input power limit control unit 71 controls the input power value pin to be an input power limit value pia corresponding to the output voltage value vout (= input power limit value pia−input power limit) as control for preventing overcurrent. The switching frequency f is determined so as to be the quantity pib), and the input power limit control signal S71 is given to the switching pulse generator 72. The switching pulse generator 72 generates switching pulses S11 to S14 having the determined switching frequency f based on the input power restriction control signal S71, and turns on / off the MOSFETs 11 to 14 in the switching circuit 10. Thereby, input power restriction | limiting control (3) is performed and a control process is complete | finished.

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎを計測して入力電力値ｐｉｎを算出し、入力電力制限制御部７１の入力電力制限機能によってその入力電力値ｐｉｎを制限している。又、出力電圧Ｖｏｕｔを計測し、この出力電圧値ｖｏｕｔによって入力電力値ｐｉｎを更に制限している。これにより、過電流設定値ｉｍａｘの手前で、出力電圧値ｖｏｕｔを低下させることが可能となり、従来の課題である出力の停止を防止できる。 (Effect of Example 1)
According to the first embodiment, the input power Vin is calculated by measuring the input voltage Vin and the input current Iin, and the input power value pin is limited by the input power limit function of the input power limit control unit 71. Further, the output voltage Vout is measured, and the input power value pin is further limited by the output voltage value vout. As a result, the output voltage value vout can be lowered before the overcurrent set value imax, and output stoppage, which is a conventional problem, can be prevented.

（実施例２の構成）
図５は、本発明の実施例２におけるスイッチング電源を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 (Configuration of Example 2)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a switching power supply according to the second embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 2 illustrating the first embodiment are denoted by common reference numerals.

本実施例２のスイッチング電源は、実施例１と同様に、ＬＬＣ共振コンバータであるが、次のような点が異なっている。   The switching power supply according to the second embodiment is an LLC resonant converter as in the first embodiment, but differs in the following points.

本実施例２では、実施例１のフル・ブリッジ構成のスイッチング回路１０に代えて、２つのＭＯＳＦＥＴ１１，１２を有するハーフ・ブリッジ構成のスイッチング回路１０Ａが設けられている。これに加えて、本実施例２では、実施例１の４つの整流ダイオード４１〜４４及び平滑コンデンサ４５を有する整流平滑回路４０に代えて、２つの整流ダイオード４１，４２及び平滑コンデンサ４５を有する整流平滑回路４０Ａが設けられている。   In the second embodiment, a switching circuit 10A having a half bridge configuration including two MOSFETs 11 and 12 is provided in place of the switching circuit 10 having a full bridge configuration of the first embodiment. In addition, in the second embodiment, instead of the rectifying / smoothing circuit 40 having the four rectifying diodes 41 to 44 and the smoothing capacitor 45 of the first embodiment, the rectification having two rectifying diodes 41 and 42 and the smoothing capacitor 45 is used. A smoothing circuit 40A is provided.

更に、実施例１の制御装置６０では、４つのスイッチングパルスＳ１１〜Ｓ１４を生成する構成になっているが、本実施例２の制御装置６０Ａでは、２つのスイッチングパルスＳ１１，Ｓ１２を生成する構成になっている。即ち、本実施例２の制御装置６０Ａでは、実施例１を示す図２中の制御装置６０において、スイッチングパルス生成部７２により、２つのスイッチングパルスＳ１１，Ｓ１２を生成する構成になっている点等が、実施例１と異なっている。
その他の構成は、実施例１と略同様である。 Further, the control device 60 of the first embodiment is configured to generate four switching pulses S11 to S14, but the control device 60A of the second embodiment is configured to generate two switching pulses S11 and S12. It has become. That is, the control device 60A of the second embodiment is configured such that the switching pulse generator 72 generates two switching pulses S11 and S12 in the control device 60 in FIG. However, this is different from Example 1.
Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.

（実施例２の動作・制御方法）
本実施例２の制御装置６０Ａでは、出力端子４６ａ，４６ｂから出力される出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように、２つのスイッチングパルスＳ１１，Ｓ１２を出力して、スイッチング回路１０Ａ内の２つのＭＯＳＦＥＴ１１，１２をオン／オフ動作させる。これにより、実施例１と略同様に、定電圧出力が得られる。
又、本実施例２の制御装置６０Ａにおける制御方法は、実施例１と略同様である。 (Operation / Control Method of Embodiment 2)
In the control device 60A of the second embodiment, two switching pulses S11 and S12 are output so that the output voltage Vout output from the output terminals 46a and 46b is constant, and the two MOSFETs 11 and 11 in the switching circuit 10A are output. 12 is turned on / off. As a result, a constant voltage output is obtained in substantially the same manner as in the first embodiment.
The control method in the control device 60A of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.

（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１と略同様に、過電流設定値ｉｍａｘの手前で、出力電圧値ｖｏｕｔを低下させることが可能となり、従来の課題である出力の停止を防止できる。 (Effect of Example 2)
According to the second embodiment, the output voltage value vout can be reduced just before the overcurrent set value imax, as in the first embodiment, and the stoppage of output, which is a conventional problem, can be prevented.

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。 (Modification)
The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various usage forms and modifications are possible. For example, the following forms (a) and (b) are used as the usage form and the modified examples.

（ａ） 制御装置６０，６０Ａを除いたスイッチング電源の主回路は、図２及び図５の構成に限定されず、種々の変形が可能である。   (A) The main circuit of the switching power supply excluding the control devices 60 and 60A is not limited to the configuration of FIGS. 2 and 5 and can be variously modified.

例えば、図２及び図５中のスイッチング回路１０，１０Ａにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１１〜１４に代えて、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の他のスイッチング素子を用いても良い。又、図１中のスイッチング回路１０において、２つのＭＯＳＦＥＴ１３，１４に代えて、２つのダイオードを用い、この２つのダイオードを、ダイオード１１ａ，１２ａと同じ向きに直列に接続したり、或いは、２つのＭＯＳＦＥＴ１１，１３に代えて、２つのダイオードを用い、この２つのダイオードを、ダイオード１２ａ，１４ａと同じ向きに接続しても良い。このような構成に変更しても、実施例１と略同様の作用効果を奏することができる。   For example, in the switching circuits 10 and 10A in FIGS. 2 and 5, other switching elements such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) may be used instead of the MOSFETs 11 to 14. In the switching circuit 10 in FIG. 1, two diodes are used in place of the two MOSFETs 13 and 14, and these two diodes are connected in series in the same direction as the diodes 11a and 12a, Instead of the MOSFETs 11 and 13, two diodes may be used, and these two diodes may be connected in the same direction as the diodes 12a and 14a. Even if it changes to such a structure, there can exist an effect substantially the same as Example 1. FIG.

（ｂ） 図１の制御装置６０は、他の構成に変更しても良い。図１では、入力電圧値ｖｉｎと入力電流値ｉｉｎとを掛け合わせて入力電力値ｐｉｎを計測しているが、例えば、入力電流Ｉｉｎのみ測定し、入力電圧Ｖｉｎは制御装置６０にテーブルを設けたものから当てはめて、入力電力Ｐｉｎを推測することも可能である。又、図４のフローチャートも、他の処理手順に変更が可能である。   (B) The control device 60 in FIG. 1 may be changed to another configuration. In FIG. 1, the input power value pin is measured by multiplying the input voltage value vin and the input current value iin. For example, only the input current Iin is measured, and the input voltage Vin is provided with a table in the control device 60. It is also possible to estimate the input power Pin by applying from the above. Also, the flowchart of FIG. 4 can be changed to other processing procedures.

１ ＤＣ電源
１０，１０Ａ スイッチング回路
１１〜１４ ＭＯＳＦＥＴ
２０ 共振回路
３０ トランス
４０，４０Ａ 整流平滑回路
５１〜５４ 測定器
６０，６０Ａ 制御装置
６１ 入力電圧検出部
６２ 入力電流検出部
６３ 出力電圧検出部
６４ 出力電流検出部
６５ 入力電力算出部
６７，６８ 第１、第２判定部
６９ 定電圧制御部
７０ 定電力制御部
７１ 入力電力制限制御部
７２ スイッチングパルス生成部 1 DC power supply 10, 10A switching circuit 11-14 MOSFET
20 Resonant circuit 30 Transformer 40, 40A Rectification smoothing circuit 51-54 Measuring device 60, 60A Control device 61 Input voltage detection unit 62 Input current detection unit 63 Output voltage detection unit 64 Output current detection unit 65 Input power calculation unit 67, 68 1, second determination unit 69 constant voltage control unit 70 constant power control unit 71 input power limit control unit 72 switching pulse generation unit

Claims (5)

直流の入力電力における入力電圧をスイッチング素子によりスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧を共振回路により共振させ、この共振させた交流電圧を整流及び平滑して直流の出力電圧を出力するスイッチング電源の制御方法であって、
前記出力電圧の値が、入力電力制限開始の第２出力電圧設定値よりも小さいときには、前記入力電力の値が、前記出力電圧の値に応じた入力電力制限値となるよう、スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる入力電力制限制御処理を行うことを特徴とするスイッチング電源の制御方法。 Switching that converts the input voltage in the DC input power to an AC voltage by switching with a switching element, resonates the AC voltage by a resonance circuit, rectifies and smoothes the resonated AC voltage, and outputs a DC output voltage A method of controlling a power supply,
When the output voltage value is smaller than the second output voltage setting value at the start of input power restriction, the switching frequency is determined so that the input power value becomes the input power restriction value according to the output voltage value. Then, an input power limit control process for turning on / off the switching element is performed. 前記入力電力の値を計測する計測処理と、
前記入力電力の値が、前記入力電力制限値よりも大きいか否かを判定し、小さいときには、第１判定結果を出力し、大きいときには、第２判定結果を出力する第１判定処理と、
前記第１判定結果が出力された場合には、前記出力電圧の値が、第１出力電圧設定値となるよう、前記スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる定電圧制御処理と、
前記第２判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限値に基づき、前記入力電力の値を定電力制御し、前記出力電圧における出力電力が定電力となるよう、前記スイッチング周波数を決定して前記スイッチング素子をオン／オフ動作させる定電力制御処理と、
前記出力電圧の値が、前記第２出力電圧設定値よりも大きいか否かを判定し、大きいときには、前記定電力制御処理へ与える前記第２判定結果を出力して前記定電力制御処理を行わせ、小さいときには、第３判定結果を出力する第２判定処理と、
前記第３判定結果が出力された場合に実行される前記入力電力制限制御処理と、
を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源の制御方法。 A measurement process for measuring the value of the input power;
Determining whether or not the value of the input power is greater than the input power limit value; outputting a first determination result when the input power value is small; and outputting a second determination result when the input power value is large;
When the first determination result is output, a constant voltage control process for determining the switching frequency and turning on / off the switching element so that the value of the output voltage becomes a first output voltage setting value When,
When the second determination result is output, the input power value is controlled at a constant power based on the input power limit value, and the switching frequency is determined so that the output power at the output voltage becomes a constant power. A constant power control process for turning on / off the switching element;
It is determined whether or not the value of the output voltage is larger than the second output voltage setting value. If the value is larger, the second determination result to be given to the constant power control process is output to perform the constant power control process. And when it is small, a second determination process for outputting a third determination result;
The input power limit control process executed when the third determination result is output;
The switching power supply control method according to claim 1, further comprising: 前記出力電圧の値に応じた前記入力電力制限値は、
前記入力電力制限値から入力電力制限量を減算した値であることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源の制御方法。 The input power limit value according to the value of the output voltage is:
3. The switching power supply control method according to claim 1, wherein the input power limit value is a value obtained by subtracting an input power limit amount. 直流の入力電力における入力電圧をスイッチング素子によりスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧を共振回路により共振させ、この共振させた交流電圧を整流及び平滑して直流の出力電圧を出力するスイッチング電源の制御装置であって、
前記出力電圧の値が、入力電力制限開始の第２出力電圧設定値よりも小さいときには、前記入力電力の値が、前記出力電圧の値に応じた入力電力制限値となるよう、スイッチング周波数を決定して入力電力制限制御信号を出力する入力電力制限制御部と、
前記入力電力制限制御信号に基づき、前記スイッチング素子をオン／オフ動作させるためのスイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、
を有することを特徴とするスイッチング電源の制御装置。 Switching that converts the input voltage in the DC input power to an AC voltage by switching with a switching element, resonates the AC voltage by a resonance circuit, rectifies and smoothes the resonated AC voltage, and outputs a DC output voltage A power supply control device,
When the output voltage value is smaller than the second output voltage setting value at the start of input power restriction, the switching frequency is determined so that the input power value becomes the input power restriction value according to the output voltage value. And an input power limit control unit that outputs an input power limit control signal,
A switching pulse generator for generating a switching pulse for turning on / off the switching element based on the input power limit control signal;
A switching power supply control device comprising: 前記入力電力の値を計測する入力電力計測部と、
前記入力電力の値が、前記入力電力制限値よりも大きいか否かを判定し、小さいときには、第１判定結果を出力し、大きいときには、第２判定結果を出力する第１判定部と、
前記出力電圧の値が、前記第２出力電圧設定値よりも大きいか否かを判定し、大きいときには、前記第２判定結果を出力し、小さいときには、第３判定結果を出力する第２判定部と、
前記第１判定結果が出力された場合には、前記出力電圧の値が、第１出力電圧設定値となるよう、前記スイッチング周波数を決定して定電圧制御信号を出力する定電圧制御部と、
前記第２判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限値に基づき、前記入力電力の値を定電力制御し、前記出力電圧における出力電力が定電力となるよう、前記スイッチング周波数を決定して定電力制御信号を出力する定電力制御部と、
前記第３判定結果が出力された場合には、前記入力電力制限制御信号を出力する前記入力電力制限制御部と、
前記定電圧制御信号、前記定電力制御信号、又は前記入力電力制限制御信号のいずれか１つの制御信号に基づき、前記スイッチングパルスを生成する前記スイッチングパルス生成部と、
を有することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源の制御装置。 An input power measuring unit for measuring the value of the input power;
Determining whether or not the value of the input power is greater than the input power limit value, and outputting a first determination result when the input power value is small, and outputting a second determination result when the input power value is large;
It is determined whether or not the value of the output voltage is larger than the second output voltage setting value. When the output voltage value is large, the second determination result is output. When the output voltage value is small, the second determination unit outputs the third determination result. When,
A constant voltage control unit that determines a switching frequency and outputs a constant voltage control signal so that a value of the output voltage becomes a first output voltage setting value when the first determination result is output;
When the second determination result is output, the input power value is controlled at a constant power based on the input power limit value, and the switching frequency is determined so that the output power at the output voltage becomes a constant power. A constant power control unit that outputs a constant power control signal,
When the third determination result is output, the input power limit control unit that outputs the input power limit control signal;
The switching pulse generation unit that generates the switching pulse based on any one of the constant voltage control signal, the constant power control signal, or the input power restriction control signal;
5. The switching power supply control device according to claim 4, further comprising:
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