JP2019176606A - Switching power supply device - Google Patents

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Abstract

To provide a switching power supply device that can easily add multi-phase and current balancing functions, without changing a basic control circuit of a control circuit.SOLUTION: A switching power supply device includes: a main circuit in which a plurality of power conversion portions (converter portion CH) having switching elements (switching elements Q) are connected to each other in parallel, a control circuit 2 that outputs a reference pulse signal based on output of the entire main circuit; an entire current detection circuit CTthat detects the output current of the entire main circuit as entire current; a plurality of individual current detection circuits CTthat are provided corresponding to the plurality of power conversion portions and detect the output currents for each of the plurality of power conversion portions as individual currents; and a pulse corrector 3 that respectively generates individual pulse signals for each of the plurality of power conversion portions based on the entire current, the individual current, and the reference pulse signal, and respectively outputs the individual pulse signals for each of the plurality of power conversion portions to the plurality of power conversion portions as drive signals for the switching elements.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、並列接続された複数のコンバータ部を用いて入力電圧を出力電圧に変換するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device that converts an input voltage into an output voltage using a plurality of converter units connected in parallel.

近年、出力負荷の増大に伴って大電流化や低リップル化を実現するために、動作フェーズ数を複数にし、位相をずらして各動作フェーズを駆動するマルチフェーズ型のスイッチング電源装置が知られている。このようなスイッチング電源装置では、負荷へ供給する電流も動作フェーズが均等に分担しながら運転をする必要がある。そこで、各動作フェーズの電流偏差を検出し、この偏差を零にする補正信号を通流率指令値に加算することで、装置を大形化・複雑化させることがなく、各動作フェーズが均等に電流を分担しながら運転する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, there have been known multi-phase type switching power supply devices that drive each operation phase by shifting the number of phases in order to realize a large current and low ripple as the output load increases. Yes. In such a switching power supply device, it is necessary to operate the current supplied to the load while equally sharing the operation phase. Therefore, by detecting the current deviation of each operation phase and adding the correction signal that makes this deviation zero to the flow rate command value, the operation phase is equalized without increasing the size and complexity of the device. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開平09−215322号公報JP 09-215322 A

しかしながら、従来技術は、通流率指令値に電流補正値を加算した値を基に多相化を行なっているため、制御回路自体を改変しなければならず、マイコンや専用のアナログ制御ICを使ったスイッチング電源装置において、適用が難しいという問題点があった。例えば、マイコンを使用する場合、各相の電流補正の計算をマイコン内部で行なう必要があるため、既存の制御プログラムを大幅に変更しなければならない。また、多相化をする際にマイコン内部のPWMカウンタを複数使う必要があるが、カウンタの本数には限りがある。従って、相数を増やすには高機能のマイコンが必要となりコスト増につながる。そして、専用のアナログ制御ICを使用する場合、アプリケーション回路は概ね決められていることが多く、各相の電流補正を計算するための電流補正回路や移相変換回路を組み入れることは難しいという問題点があった。   However, since the prior art performs multiphase processing based on the value obtained by adding the current correction value to the conduction ratio command value, the control circuit itself must be modified, and a microcomputer or a dedicated analog control IC is installed. The switching power supply used has a problem that it is difficult to apply. For example, when a microcomputer is used, the current control calculation for each phase needs to be performed inside the microcomputer, so the existing control program must be significantly changed. In addition, it is necessary to use a plurality of PWM counters inside the microcomputer when performing multiphase, but the number of counters is limited. Therefore, in order to increase the number of phases, a highly functional microcomputer is required, leading to an increase in cost. When a dedicated analog control IC is used, application circuits are often determined, and it is difficult to incorporate a current correction circuit or phase shift conversion circuit for calculating current correction for each phase. was there.

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、制御回路の基本的な制御回路分を変更することなく、簡便に多相化、電流均衡化機能を追加できるスイッチング電源装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and provide a switching power supply device that can easily add multi-phase and current balancing functions without changing the basic control circuit portion of the control circuit. It is in.

本発明のスイッチング電源装置は、スイッチング素子を有する複数の電力変換部が互いに並列接続されてなる主回路と、前記主回路全体の出力に基づき基準パルス信号を出力する制御回路と、前記主回路全体の出力電流を全体電流として検出する全体電流検出回路と、複数の前記電力変換部に対応して設けられ、且つ、複数の前記電力変換部毎の出力電流を個別電流として検出する複数の個別電流検出回路と、前記全体電流と前記個別電流と前記基準パルス信号とに基づき複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号をそれぞれ生成し、且つ、複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号を前記スイッチング素子の駆動信号として複数の前記電力変換部にそれぞれ出力するパルス補正器と、を具備することを特徴とする。   A switching power supply device of the present invention includes a main circuit in which a plurality of power conversion units having switching elements are connected in parallel to each other, a control circuit that outputs a reference pulse signal based on the output of the entire main circuit, and the entire main circuit And a plurality of individual currents that are provided corresponding to the plurality of power conversion units and that detect the output currents of the plurality of power conversion units as individual currents. The individual pulse signal for each of the plurality of power conversion units is generated based on the detection circuit, the entire current, the individual current, and the reference pulse signal, and the individual pulse signal for each of the plurality of power conversion units And a pulse compensator that outputs the signal as a drive signal for the switching element to each of the plurality of power converters.

本発明によれば、パルス補正器によって、制御回路から出力されるゲートパルス信号を基に電流補正と多相化を行なうことができるため、制御回路は多相化(インターリーブ)の機能を有している必要がなく、パルス補正器を追加するだけで、容易にインターリーブ(マルチフェーズ)機能を持たせることができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the current correction and the multi-phase can be performed by the pulse corrector based on the gate pulse signal output from the control circuit, the control circuit has a multi-phase (interleave) function. However, it is possible to easily provide an interleave (multiphase) function only by adding a pulse corrector.

本発明に係るスイッチング電源装置の第1の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the circuit structure of 1st Embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention. 図1に示すパルス補正器の動作波形例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of an operation waveform of the pulse correction device shown in FIG. 図1に示すパルス補正器の他の動作波形例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the other example of operation waveform of the pulse correction device shown in FIG. 本発明に係るスイッチング電源装置の第2の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the circuit structure of 2nd Embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention. 本発明に係るスイッチング電源装置の第3の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the circuit structure of 3rd Embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention.

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, the same reference numerals are given to configurations showing similar functions, and description thereof will be omitted as appropriate.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態のスイッチング電源装置1は、マルチフェーズ型のDC/DCコンバータである。スイッチング電源装置1は、図1を参照すると、制御回路2と、パルス補正器3と、全体電流検出回路CTと、主回路であるN個のコンバータ部CH〜CHとを備えている。
(First embodiment)
The switching power supply device 1 according to the first embodiment is a multi-phase DC / DC converter. Switching power supply device 1, with reference to FIG. 1, a control circuit 2, the pulse corrector 3, a total current detecting circuit CT 0, and N of the converter unit CH 1 to CH N which is the main circuit .

スイッチング電源装置1は、入力側に電源Vinが、出力側に負荷Lがそれぞれ接続されている。そして、電源Vinと負荷Lとの間に、N個のコンバータ部CH〜CHが第1〜第N相の各動作フェーズとして互いに並列接続されて駆動される。 The switching power supply device 1 has a power supply Vin connected to the input side and a load L connected to the output side. Then, between the power source Vin and the load L, N converter units CH 1 to CH N are driven in parallel with each other as first to N-th operation phases.

N個のコンバータ部CH〜CHは、パルス信号によってオンオフ制御されるスイッチング素子を有する電力変換部である。そして、N個のコンバータ部CH〜CHは、それぞれ同じ構成を有している。従って、n=1〜Nの整数とし、コンバータ部CHについて詳細に説明する。コンバータ部CHは、リアクトルSと、ダイオードDと、スイッチング素子Qと、コンデンサCと、個別電流検出回路CTとを備え、非絶縁型の昇圧チョッパ回路を構成している。なお、本実施の形態では、コンバータ部CHとして昇圧チョッパ回路を例に挙げているが、昇圧チョッパ回路以外のPWM制御コンバータ(降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路等)や、絶縁型のDC/DCコンバータであっても良い。 The N converter units CH 1 to CH N are power conversion units having switching elements that are on / off controlled by pulse signals. Then, N pieces of the converter unit CH 1 to CH N have respective same configurations. Therefore, it is assumed that n is an integer from 1 to N, and the converter unit CH n will be described in detail. Converter CH n is a reactor S n, includes a diode D n, a switching element Q n, and the capacitor C n, and a separate current detector circuit CT n, constitute a step-up chopper circuit of the non-insulated. In this embodiment, the converter unit has an example of the step-up chopper circuit as CH n, PWM control converter other than the step-up chopper circuit (step-down chopper circuit, buck chopper circuit and the like), an insulating-type DC / A DC converter may be used.

リアクトルSと、ダイオードDとによって直列回路が形成されており、この直列回路におけるリアクトルSの一方端が電源Vinに、ダイオードDのカソードが負荷Lに接続されている。コンデンサCは、ダイオードDのカソードと負荷Lとの接続点と接地端子との間に、出力側において負荷Lと並列に接続されている。 A series circuit is formed by the reactor S n and the diode D n, and one end of the reactor S n in this series circuit is connected to the power source Vin and the cathode of the diode D n is connected to the load L. The capacitor C n is connected in parallel with the load L on the output side between the connection point between the cathode of the diode D n and the load L and the ground terminal.

本実施の形態において、スイッチング素子Qは、MOS−FETで構成されている。スイッチング素子Qは、ドレインがリアクトルSとダイオードDとの接続点に接続され、ソースが接地端子に接続されている。これにより、ゲートに印加される駆動信号によってスイッチング素子Qのスイッチング動作が制御され、電源Vinの電圧が昇圧されて負荷Lに供給される。 In this embodiment, the switching element Q n is composed of MOS-FET. The switching element Q n has a drain connected to a connection point between the reactor S n and the diode D n, and a source connected to the ground terminal. Thus, the switching operation of the switching element Q n is controlled by a drive signal applied to the gate, the voltage of the power supply Vin is supplied to be boosted load L.

個別電流検出回路CTは、リアクトルSを流れる電流、すなわちコンバータ部CHの出力電流(例えば、ゲートパルス信号の周期Tsにおける平均値)を検出する。個別電流検出回路CTは、例えば、カレントトランスや検出抵抗で構成される。 The individual current detection circuit CT n detects a current flowing through the reactor S n, that is, an output current of the converter unit CH n (for example, an average value in the period Ts of the gate pulse signal). Individual current detection circuit CT n is composed of, for example, a current transformer or sense resistor.

全体電流検出回路CTは、電源Vinから主回路(コンバータ部CH〜CH)全体に入力される入力電流(例えば、ゲートパルス信号の周期Tsにおける平均値)を検出する。全体電流検出回路CTによって検出される入力電流は、コンバータ部CH〜CHをそれぞれ流れる出力電流を合計した主回路(コンバータ部CH〜CH)全体の出力電流となる。全体電流検出回路CTは、例えば、カレントトランスや検出抵抗で構成される。 The total current detection circuit CT 0 detects an input current (for example, an average value in the period Ts of the gate pulse signal) input from the power source Vin to the entire main circuit (converter units CH 1 to CH N ). Input current detected by the entire current detecting circuit CT 0 is a main circuit (converter CH 1 to CH N) overall output current which is the sum of output current flowing through the converter unit CH 1 to CH N respectively. Overall current detecting circuit CT 0 is composed of, for example, a current transformer or sense resistor.

制御回路2は、コンバータ部CHのスイッチング素子Qをオンオフ制御するゲートパルス信号を生成する回路である。制御回路2は、主回路(コンバータ部CH〜CH)全体の出力(入力電流、出力電流、出流電圧)が目標値となるように、デューティ比(パルス幅)を制御したゲートパルス信号をパルス補正器3に出力する。 The control circuit 2 is a circuit for generating a gate pulse signal for turning on and off the switching element Q n of the converter unit CH n. The control circuit 2 is a gate pulse signal whose duty ratio (pulse width) is controlled so that the outputs (input current, output current, output voltage) of the entire main circuit (converter units CH 1 to CH N ) become target values. Is output to the pulse corrector 3.

そして、パルス補正器3は、制御回路2から入力されるゲートパルス信号に基づいて、N個のコンバータ部CH〜CHのスイッチング素子Q〜Qをオンオフ動作させるそれぞれの駆動信号を生成する。すなわち、制御回路2は、単相のコンバータを制御する機能を有していれば良く、多相化に対応している必要はない。 Based on the gate pulse signal input from the control circuit 2, the pulse corrector 3 generates drive signals for turning on / off the switching elements Q 1 to Q N of the N converter units CH 1 to CH N. To do. That is, the control circuit 2 only needs to have a function of controlling a single-phase converter, and does not need to support multi-phase.

パルス補正器3は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)で構成され、除算器4、駆動信号生成部5〜5として機能する。 The pulse corrector 3 includes a field programmable gate array (FPGA), and functions as a divider 4 and drive signal generators 5 1 to 5 N.

除算器4は、全体電流検出回路CTによって検出される入力電流を動作フェーズ数であるNで除算して平均電流を算出し、算出した平均電流を駆動信号生成部5〜5にそれぞれ出力する。 Divider 4 by dividing the input current detected by the entire current detector CT 0 at a number operational phase N to calculate the average current, respectively the calculated average current to the drive signal generating unit 5 1 to 5 n Output.

駆動信号生成部5〜5は、それぞれ同じ構成を有している。従って、n=1〜Nの整数とし、駆動信号生成部5について詳細に説明する。駆動信号生成部5は、電流偏差演算器6と、補償器7と、デューティ加算器8と、移相器9とを備えている。 The drive signal generators 5 1 to 5 N have the same configuration. Therefore, it is assumed that n is an integer from 1 to N, and the drive signal generation unit 5 n will be described in detail. The drive signal generator 5 n includes a current deviation calculator 6 n , a compensator 7 n , a duty adder 8 n, and a phase shifter 9 n .

電流偏差演算器6は、除算器4から入力される平均電流と、個別電流検出回路CTによって検出されたコンバータ部CHの出力電流との差分を電流偏差として演算する減算器である。 The current deviation calculator 6 n is a subtractor that calculates the difference between the average current input from the divider 4 and the output current of the converter unit CH n detected by the individual current detection circuit CT n as a current deviation.

補償器7は、電流偏差演算器6によって演算された電流偏差を補償する補正用デューティ値ΔDを決定する。なお、補償器7としては、比例制御器(P制御器)、比例積分制御器(PI制御器)、比例積分微分制御器(PID制御器)等を用いることができる。 The compensator 7 n determines a correction duty value ΔD n that compensates for the current deviation calculated by the current deviation calculator 6 n . As the compensator 7 n, proportional controller (P controller), proportional integral controller (PI controller), proportional-integral-derivative controller (PID controller) can be used.

デューティ加算器8は、制御回路2から入力されたゲートパルス信号のデューティ値(パルス幅)Dに補償器7によって決定された補正用デューティ値ΔDを加算したD+ΔDをゲートパルス幅とする駆動信号を生成する。これにより、除算器4から入力される平均電流にコンバータ部CHの出力電流が近づく方向に、ゲートパルス信号のデューティ値を補正した駆動信号を生成されることになる。 The duty adder 8 n adds D + ΔD n obtained by adding the correction duty value ΔD n determined by the compensator 7 n to the duty value (pulse width) D of the gate pulse signal input from the control circuit 2 as the gate pulse width. A driving signal is generated. Thus, the direction in which the output current of the average current converter CH n approaches inputted from the divider 4 will be generating a drive signal obtained by correcting the duty value of the gate pulse signal.

移相器9は、制御回路2から出力されるゲートパルス信号の周期をTsとすると、デューティ加算器8によって生成された駆動信号をTs×(n−1)/Nだけ遅れさせてコンバータ部CHに出力させる。これにより、各動作フェーズの駆動信号はそれぞれ360°/Nずつ均等にずれた位相角で出力されることになる。 If the period of the gate pulse signal output from the control circuit 2 is Ts, the phase shifter 9 n delays the drive signal generated by the duty adder 8 n by Ts × (n−1) / N and Output to the unit CH n . As a result, the drive signals of each operation phase are output at phase angles that are equally shifted by 360 ° / N.

次に、パルス補正器3内部での電流補正と多相化の方法について図2を参照して詳細に説明する。
パルス補正器3において、駆動信号生成部5のデューティ加算器8は、時刻tに制御回路2から入力されたゲートパルス信号の立ち上がりから立ち下りまでの時間(パルス幅)をデューティ値Dtとして計測する。なお、制御回路2から出力されるゲートパルス信号の周期Tsは、コンバータ部CHのスイッチング周期となる。
Next, the current correction and multiphase method in the pulse corrector 3 will be described in detail with reference to FIG.
In the pulse corrector 3, the duty adder 8 n of the drive signal generator 5 n calculates the time (pulse width) from the rising edge to the falling edge of the gate pulse signal input from the control circuit 2 at time t 0 as the duty value Dt. Measured as zero . The period Ts of the gate pulse signal output from the control circuit 2, a switching period of the converter unit CH n.

また、デューティ値Dtの計測と並行して、電流偏差演算器6による電流偏差の演算と、デューティ加算器8による補正用デューティ値ΔDの決定とを実行する。 In parallel with the measurement of the duty value Dt 0 , the calculation of the current deviation by the current deviation calculator 6 n and the determination of the correction duty value ΔD n t 0 by the duty adder 8 n are executed.

そして、デューティ加算器8は、計測したデューティ値Dtに補償器7によって決定された補正用デューティ値ΔDを加算したDt+ΔDをゲートパルス幅とする駆動信号を生成する。これにより、第1相〜第N相の各動作フェーズの駆動信号のゲートパルス幅Dt+ΔD、Dt+ΔD、…、Dt+ΔDがそれぞれ決定される。 The duty adder 8 n outputs a drive signal having a gate pulse width of Dt 0 + ΔD n t 0 obtained by adding the correction duty value ΔD n t 0 determined by the compensator 7 n to the measured duty value Dt 0. Generate. Thereby, the gate pulse widths Dt 0 + ΔD 1 t 0 , Dt 0 + ΔD 2 t 0 ,..., Dt 0 + ΔD N t 0 of the drive signals in the first to N-th operation phases are determined.

次に、移相器9は、時刻t、すなわち制御回路2から次のゲートパルス信号が立ち上がるタイミングから、デューティ加算器8によって生成された駆動信号をTs×(n−1)/Nだけ遅れさせてコンバータ部CHに出力させる。これにより、コンバータ部CHには、時刻t1に立ち上がるゲートパルス幅Dt+ΔDのパルスが第1相の駆動信号として出力される。そして、コンバータ部CHには、第1相の駆動信号よりも360°/Nの位相に相当する時間Ts/Nだけ遅れて立ち上がるゲートパルス幅Dt+ΔDのパルスが第2相の駆動信号が出力される。そして、コンバータ部CH〜CHにも同様に時間Ts/N間隔で位相をずらしてデューティ加算器8によって生成された第3相〜第N相の駆動信号が出力される。 Next, the phase shifter 9 n receives the drive signal generated by the duty adder 8 n from time t 1 , that is, the timing when the next gate pulse signal rises from the control circuit 2, Ts × (n−1) / N Only after a delay, the signal is output to the converter CH n . As a result, a pulse having a gate pulse width Dt 0 + ΔD 1 t 0 that rises at time t1 is output to the converter unit CH 1 as a first-phase drive signal. Then, a pulse of gate pulse width Dt 0 + ΔD 2 t 0 that rises with a delay of time Ts / N corresponding to a phase of 360 ° / N with respect to the driving signal of the first phase is input to the converter unit CH 2 in the second phase. A drive signal is output. Similarly, the third to N-th phase drive signals generated by the duty adder 8 n are output to the converter units CH 2 to CH N by shifting the phase at time Ts / N intervals.

そして、時刻t以降にパルス補正器3に制御回路2から入力されるゲートパルス信号も同様の電流補正と多相化が行われて、時刻t以降の次のスイッチング周期に出力される。 The gate pulse signal input from the control circuit 2 at time t 1 after the pulse corrector 3 be made the same current correction and multi-phased, and output to the next switching period of time t 2 later.

以上のように、第1の実施の形態では、制御回路2から出力されたゲートパルス信号をパルス補正器3に入力し、パルス補正器3内で電流補正の計算と位相シフト操作を行ない、N個のコンバータ部CH〜CHのそれぞれの駆動信号が出力される。これによって、単相のスイッチング電源装置用のマイコンや専用のアナログ制御ICを使用しても、パルス補正器3を追加するだけで容易に多相化と電流均衡化を実現できる。 As described above, in the first embodiment, the gate pulse signal output from the control circuit 2 is input to the pulse corrector 3, the current correction is calculated and the phase shift operation is performed in the pulse corrector 3, and N The respective drive signals of the converter units CH 1 to CH N are output. As a result, even if a microcomputer for a single-phase switching power supply device or a dedicated analog control IC is used, it is possible to easily realize multiphase and current balancing simply by adding the pulse corrector 3.

なお、第1の実施の形態では、1スイッチング周期分の制御遅れで多相化と電流均衡化を実行するように構成したが、制御遅れを発生させることなく多相化と電流均衡化を実行することもできる。この場合には、図3に示すように、パルス補正器3において、第1相の駆動信号生成部5では、補正用デューティ値ΔDの計算を行うことなく、制御回路2から出力されるゲートパルス信号をそのままコンバータ部CHの駆動信号として出力する。そして、第2相〜第N相の駆動信号生成部5〜5でそれぞれ補正用デューティ値ΔD〜ΔDの計算を行って電流均衡化を実行する。 In the first embodiment, the multi-phase and current balancing are executed with a control delay of one switching cycle. However, the multi-phase and current balancing are executed without causing a control delay. You can also In this case, as shown in FIG. 3, the pulse corrector 3, the drive signal generation unit 5 of the first phase, without performing calculation of the correction duty value [Delta] D 1, are output from the control circuit 2 the gate pulse signal is output as it is as the drive signal of the converter unit CH 1. Then, run the current balancing performs calculation of the correction duty value [Delta] D 2 ~DerutaD N respectively in the second phase, second N-phase driving signal generation unit 5 2 to 5 N.

図3を参照すると、時刻tに制御回路2からゲートパルス信号が入力されると駆動信号生成部5の移相器9は、コンバータ部CHに出力する第1相の駆動信号を立ち上げると共に、駆動信号生成部5〜5において、補正用デューティ値ΔDを計算する。 Referring to FIG. 3, the phase shifter 9 1 time t 0 to the control circuit 2 and a drive signal generation unit 5 1 a gate pulse signal is inputted, a driving signal of the first phase to be output to the converter unit CH 1 At the same time, the drive signal generators 5 2 to 5 N calculate the correction duty value ΔD n t 0 .

次に、駆動信号生成部5の移相器9は、第1相の駆動信号の立ち上がりから時間Ts/Nの間隔を空けて第2相の駆動信号を立ち上げる。そして、駆動信号生成部5〜5の移相器9〜9も同様の間隔で第2相〜第N相の駆動信号を立ち上げる。 Next, the phase shifter 9 2 of the drive signal generation unit 5 2 raises the driving signal of the second phase at intervals of time Ts / N from the rise of the drive signal of the first phase. The phase shifters 9 3 to 9 N of the drive signal generation units 5 3 to 5 N also raise the second to N-phase drive signals at the same interval.

次に、駆動信号生成部5の移相器9は、時刻t+DTのゲートパルス信号の立ち下りと同時に第1相の駆動信号を立ち下げる。そして、駆動信号生成部5〜5では、制御回路2から出力されたゲートパルス信号のデューティ値DTが確定次第、デューティ値Dtと予め計算しておいた補正用デューティ値ΔDを加算して第1相〜第N相の駆動信号にゲートパルス幅DT+ΔDを決定し、決定したゲートパルス幅DT+ΔDに応じて第2相〜第N相の駆動信号の立ち下げをそれぞれ行う。 Next, the phase shifter 9 1 of the drive signal generation unit 5 1, lowers the drive signal falling at the same time as the first phase of a gate pulse signal at time t 0 + DT 0. In the drive signal generators 5 2 to 5 N , as soon as the duty value DT 0 of the gate pulse signal output from the control circuit 2 is determined, the duty value Dt 0 and the correction duty value ΔD n t calculated in advance are calculated. by adding 0 to determine the gate pulse width DT 0 + ΔD n t 0 to a driving signal of the first phase to n-th phase, the second phase to n-th phase in response to the gate pulse width DT 0 + ΔD n t 0 determined The drive signal is lowered.

そして、時刻t以降にパルス補正器3に制御回路2から入力されるゲートパルス信号も同様の電流補正と多相化が行われて、同一のスイッチング周期に出力される。 The gate pulse signal input from the control circuit 2 at time t 1 after the pulse corrector 3 be made the same current correction and multi-phased, are output to the same switching period.

これによって、制御遅れが発生することなく多相化と電流均衡化を実現できる。第1相の動作フェーズでは電流均衡化の電流補正は行われなくなるが、他の相の動作フェーズで電流均衡化の電流補正が行われるため、第1相の動作フェーズも自動的に電流均衡するようになっている。   As a result, multiphase and current balancing can be realized without causing a control delay. In the first phase operation phase, current balancing current correction is not performed, but in other phase operation phases, current balancing current correction is performed, so the first phase operation phase is also automatically current balanced. It is like that.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態のスイッチング電源装置1aは、マルチフェーズ型のインバータである。スイッチング電源装置1aは、図4を参照すると、制御回路2と、パルス補正器3と、全体電流検出回路CTと、主回路であるN個のインバータ部INV〜INVとを備えている。以下、第1の実施の形態と同様の構成については、適宜説明を省略する。
(Second Embodiment)
The switching power supply device 1a according to the second embodiment is a multi-phase inverter. Switching power supply unit 1a, referring to FIG. 4, a control circuit 2, the pulse corrector 3, a total current detecting circuit CT 0, and N of the inverter INV 1 INV N is the main circuit . Hereinafter, the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted as appropriate.

スイッチング電源装置1aは、入力側に電源Vinが、出力側に負荷Lがそれぞれ接続されている。そして、電源Vinと負荷Lとの間に、N個のインバータ部INV〜INVが第1〜第N相の各動作フェーズとして互いに並列接続されて駆動される。 In the switching power supply device 1a, a power source Vin is connected to the input side, and a load L is connected to the output side. In addition, between the power source Vin and the load L, N inverter units INV 1 to INV N are connected and driven in parallel as the first to N-th operation phases.

N個のインバータ部INV〜INVは、パルス信号によってオンオフ制御されるスイッチング素子を有する電力変換部である。N個のインバータ部INV〜INVは、それぞれ同じ構成を有している。従って、n=1〜Nの整数とし、インバータ部INVについて詳細に説明する。インバータ部INVは、コンデンサCと、反転バッファNOTと、リアクトルSと、4個のスイッチング素子Qn−1〜4と、個別電流検出回路CTとを備え、フルブリッジの単相インバータを構成している。 The N inverter units INV 1 to INV N are power conversion units having switching elements that are on / off controlled by pulse signals. The N inverter units INV 1 to INV N have the same configuration. Therefore, it is assumed that n = 1 to N, and the inverter unit INV n will be described in detail. Inverter unit INV n includes a capacitor C n, and inverting buffer NOT n, a reactor S n, and four switching elements Q n-1 to 4, and a separate current detecting circuit CT n, single-phase full-bridge It constitutes an inverter.

コンデンサCは、電源Vinと並列に接続されている。 The capacitor C n is connected in parallel with the power source Vin.

本実施の形態において、4個のスイッチング素子Qn−1〜4は、MOS−FETで構成されている。コンデンサCの正極端子と負極端子との間には、スイッチング素子Qn−1とスイッチング素子Qn−2とからなる直列回路が接続されると共に、スイッチング素子Qn−3とスイッチング素子Qn−4とからなる直列回路が接続されている。 In the present embodiment, the four switching elements Qn -1 to 4 are configured by MOS-FETs. A series circuit including a switching element Q n-1 and a switching element Q n-2 is connected between the positive terminal and the negative terminal of the capacitor C n , and the switching element Q n-3 and the switching element Q n are connected. -4 is connected.

スイッチング素子Qn−1とスイッチング素子Qn−2との接続点はリアクトルSを介して負荷Lの一方端に接続され、スイッチング素子Qn−3とスイッチング素子Qn−4との接続点は負荷Lの他方端に接続されている。なお、負荷Lの両端間には、インバータ部INVのリアクトルSと共に高周波成分を除去するフィルタ回路として機能するコンデンサCが接続されている。 Connection point of the switching element Q n-1 and the switching element Q n-2 is connected to one end of the load L via a reactor S n, a connection point between the switching elements Q n-3 and the switching element Q n-4 Is connected to the other end of the load L. A capacitor C 0 that functions as a filter circuit that removes high-frequency components is connected between both ends of the load L together with the reactor S n of the inverter unit INV n .

パルス補正器3からの駆動信号は、スイッチング素子Qn−1及びスイッチング素子Qn−4のゲートに直接入力され、スイッチング素子Qn−2及びスイッチング素子Qn−3のゲートに反転バッファNOTを介して入力される。これにより、駆動信号によってスイッチング素子Qn−1〜4のオン/オフが切り替えられ、直流電圧を、所望の交流電圧に変換される。 The drive signal from the pulse corrector 3 is directly input to the gates of the switching element Q n-1 and the switching element Q n-4 , and the inverting buffer NOT n is input to the gates of the switching element Q n-2 and the switching element Q n-3. Is input through. Thereby, on / off of switching element Qn -1-4 is switched by a drive signal, and a DC voltage is converted into a desired AC voltage.

第2の実施の形態において個別電流検出回路CTは、リアクトルSを流れる電流、すなわちインバータ部INVの出力電流を検出する。個別電流検出回路CTは、例えば、カレントトランスや検出抵抗で構成される。なお、第2の実施の形態において、パルス補正器3の電流偏差演算器6では、除算器4から入力される平均電流と、個別電流検出回路CTによって検出されたインバータ部INVの出力電流(例えば、ゲートパルス信号の周期Tsにおける平均値)との差分を電流偏差として演算する。 In the second embodiment, the individual current detection circuit CT n detects the current flowing through the reactor S n, that is, the output current of the inverter unit INV n . Individual current detection circuit CT n is composed of, for example, a current transformer or sense resistor. In the second embodiment, the current deviation calculator 6 n of the pulse corrector 3 outputs the average current input from the divider 4 and the output of the inverter unit INV n detected by the individual current detection circuit CT n . The difference from the current (for example, the average value in the period Ts of the gate pulse signal) is calculated as the current deviation.

第2の実施の形態において全体電流検出回路CTは、主回路(インバータ部INV〜INV)全体から出力される出力電流を検出する。全体電流検出回路CTによって検出される出力電流は、インバータ部INV〜INVをそれぞれ流れる出力電流を合計した主回路(インバータ部INV〜INV)全体の出力電流となる。全体電流検出回路CTは、例えば、カレントトランスや検出抵抗で構成される。なお、第2の実施の形態において、パルス補正器3の除算器4では、全体電流検出回路CTによって検出される出力電流(例えば、ゲートパルス信号の周期Tsにおける平均値)を動作フェーズ数であるNで除算して平均電流を算出し、算出した平均電流を駆動信号生成部5〜5にそれぞれ出力する。 In the second embodiment, the total current detection circuit CT 0 detects the output current output from the entire main circuit (inverter units INV 1 to INV N ). Output current detected by the entire current detecting circuit CT 0 is a inverter unit INV 1 INV N mainly the sum of the output currents flowing through the circuit (inverter INV 1 INV N) overall output current. Overall current detecting circuit CT 0 is composed of, for example, a current transformer or sense resistor. In the second embodiment, the divider 4 of the pulse corrector 3 calculates the output current (for example, the average value in the period Ts of the gate pulse signal) detected by the total current detection circuit CT 0 by the number of operation phases. The average current is calculated by dividing by N, and the calculated average current is output to the drive signal generation units 5 1 to 5 n , respectively.

以上のように、第2の実施の形態では、制御回路2から出力されたゲートパルス信号をパルス補正器3に入力し、パルス補正器3内で電流補正の計算と位相シフト操作を行ない、N個のインバータ部INV〜INVのそれぞれの駆動信号が出力される。これによって、単相のスイッチング電源装置用のマイコンや専用のアナログ制御ICを使用しても、パルス補正器3を追加するだけで容易に多相化と電流均衡化を実現できる。 As described above, in the second embodiment, the gate pulse signal output from the control circuit 2 is input to the pulse corrector 3, the current correction is calculated and the phase shift operation is performed in the pulse corrector 3, and N Each drive signal of the inverter units INV 1 to INV N is output. As a result, even if a microcomputer for a single-phase switching power supply device or a dedicated analog control IC is used, it is possible to easily realize multiphase and current balancing simply by adding the pulse corrector 3.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態のスイッチング電源装置1bは、図5を参照すると、第1の実施の形態の構成に加え、パルス補正器3aは、コンバータ部CH〜CHから入力される異常動作信号に基づいて、駆動する動作フェーズの数を制御するフェーズ制御部10を備えている。
(Third embodiment)
Referring to FIG. 5, the switching power supply device 1 b of the third embodiment includes an abnormal operation signal input from the converter units CH 1 to CH N in addition to the configuration of the first embodiment. Is provided with a phase control unit 10 for controlling the number of operation phases to be driven.

コンバータ部CHは、異常動作検出部11を備えている。異常動作検出部11は、コンバータ部CHの過熱、短絡、故障等の動作異常を検出すると、動作異常信号をパルス補正器3aのフェーズ制御部10に出力する。 The converter unit CH n includes an abnormal operation detection unit 11 n . When the abnormal operation detection unit 11 n detects an operation abnormality such as overheating, short circuit, or failure of the converter unit CH n , the abnormal operation detection unit 11 n outputs an operation abnormality signal to the phase control unit 10 of the pulse corrector 3 a.

フェーズ制御部10は、入力される異常動作信号に基づいて、動作異常が検出された
コンバータ部CHを異常フェーズとすると共に、正常に動作しているコンバータ部CHを正常フェーズとして正常フェーズ数N’(≦N)を算出する。そして、フェーズ制御部10は、異常動作が検出された異常フェーズの移相器9aには駆動信号の出力を停止させ、正常に動作している正常フェーズの移相器9aには360°/N’ずつずれた位相角指令を出力する。これにより、一部のコンバータ部CHが故障しても、正常に動作しているN’個のコンバータ部CHは位相が360°/N’ずつずれた駆動信号によって均等な位相角で動作可能となり、全体電流のリプル成分を最小化できる。
Based on the input abnormal operation signal, the phase control unit 10 sets the converter unit CH n in which the operation abnormality is detected as an abnormal phase and sets the normal operation of the converter unit CH n as the normal phase. N ′ (≦ N) is calculated. Then, the phase control unit 10, the phase shifter 9a n abnormal operation is detected abnormal phase stops the output of the drive signal, the phase shifter 9a n of normal phase operating normally 360 ° / A phase angle command shifted by N ′ is output. As a result, even if some converter units CH n fail, N ′ converter units CH n that are operating normally operate at equal phase angles with drive signals whose phases are shifted by 360 ° / N ′. The ripple component of the entire current can be minimized.

また、フェーズ制御部10は、算出した正常フェーズ数N’を除算器4aに出力する。そして、除算器4aは、全体電流検出回路CTによって検出される入力電流を動作フェーズ数N’で除算して平均電流を算出し、算出した平均電流を駆動信号生成部5a〜5aにそれぞれ出力する。これにより、第2の実施の形態では、除算器4aは、1/Nから1/N’に変更されている。全体の入力電流を動作フェーズ数N’で除算した平均電流が各相の目標電流値となるため、駆動する動作フェーズ数が変わった場合でも各相の電流均衡化機能が働く。 Further, the phase control unit 10 outputs the calculated normal phase number N ′ to the divider 4a. Then, divider 4a is by dividing the input current detected by the entire current detector CT 0 at operation phase number N 'to calculate the average current, the calculated average current to the drive signal generating unit 5a 1 to 5 A n Output each. Thereby, in the second embodiment, the divider 4a is changed from 1 / N to 1 / N ′. Since the average current obtained by dividing the total input current by the number of operation phases N ′ becomes the target current value of each phase, the current balancing function of each phase works even when the number of operation phases to be driven changes.

さらに、フェーズ制御部10は、算出した正常フェーズ数N’を制御回路2aに出力する。制御回路2aは、正常フェーズ数N’に基づいて主回路(コンバータ部CH〜CH)全体の制御ゲインを決める。すなわち、駆動する動作フェーズ数によって制御対象の伝達関数は異なるため、制御回路2aは、正常フェーズ数N’に基づき、正常フェーズ数N’が小さくなるほど、制御ゲインを低下させる。これにより、駆動する動作フェーズ数に拘わらず、最適な制御ゲインでスイッチング電源装置1aを制御することができる。 Further, the phase control unit 10 outputs the calculated normal phase number N ′ to the control circuit 2a. The control circuit 2a determines the control gain of the entire main circuit (converters CH 1 to CH N ) based on the normal phase number N ′. That is, since the transfer function to be controlled varies depending on the number of operating phases to be driven, the control circuit 2a decreases the control gain as the normal phase number N ′ decreases based on the normal phase number N ′. Thereby, the switching power supply device 1a can be controlled with an optimal control gain regardless of the number of operation phases to be driven.

また、制御回路2aは、正常フェーズ数N’に基づいて過負荷保護の設定値も決める。具体的には、過負荷保護のしきい値にN’/Nを乗ずる等の処理により、動作フェーズ数N’が小さくなるほど、過負荷保護のしきい値を低下させる。これにより、一部の動作フェーズに故障が起きた時にも負荷量を減らした状態で安全に動作することができる。   The control circuit 2a also determines a set value for overload protection based on the normal phase number N '. Specifically, the threshold for overload protection is lowered as the number of operation phases N ′ decreases by processing such as multiplying the threshold for overload protection by N ′ / N. Thereby, even when a failure occurs in a part of the operation phases, it is possible to operate safely with a reduced load.

なお、第3の実施の形態では、第1の実施の形態の構成に適用する例について説明したが、第3の実施の形態を第2の実施の形態に適用するようにしても良い。   In the third embodiment, the example applied to the configuration of the first embodiment has been described. However, the third embodiment may be applied to the second embodiment.

以上のように、第3の実施の形態では、1部のコンバータ部CHが動作異常で使用できない場合でも、残った正常なコンバータ部CHによって、位相角を均等に保ったまま、各相の電流均衡を保持した動作を行なうことができる。さらに、最適な制御ゲインでかつ安全に動作することができる。 As described above, in the third embodiment, even when one converter unit CH n cannot be used due to abnormal operation, the remaining normal converter unit CH n maintains the phase angle evenly and maintains each phase. It is possible to perform an operation while maintaining the current balance. Furthermore, it can operate safely with an optimal control gain.

以上説明したように、本実施の形態によれば、スイッチング素子(スイッチング素子Q、スイッチング素子Qn−1〜4)を有する複数の電力変換部(コンバータ部CH、インバータ部INV)が互いに並列接続されてなる主回路と、主回路全体の出力に基づき基準パルス信号を出力する制御回路2と、主回路全体の出力電流を全体電流として検出する全体電流検出回路CTと、複数の電力変換部に対応して設けられ、且つ、複数の電力変換部毎の出力電流を個別電流として検出する複数の個別電流検出回路CTと、全体電流と個別電流と基準パルス信号とに基づき複数の電力変換部毎の個別パルス信号をそれぞれ生成し、且つ、複数の電力変換部毎の個別パルス信号をスイッチング素子の駆動信号として複数の電力変換部にそれぞれ出力するパルス補正器3とを備えている。
この構成により、パルス補正器3によって、制御回路2から出力されるゲートパルス信号を基に電流補正と多相化を行なうことができるため、制御回路2は多相化の機能を有している必要がなく、パルス補正器3を追加するだけで、主回路を多相化することができる。
As described above, according to the present embodiment, a plurality of power conversion units (converter unit CH n , inverter unit INV n ) having switching elements (switching elements Q n , switching elements Q n-1 to 4 ) are provided. A main circuit connected in parallel to each other; a control circuit 2 that outputs a reference pulse signal based on the output of the entire main circuit; an overall current detection circuit CT 0 that detects an output current of the entire main circuit as an overall current; multiple provided corresponding to the power conversion unit, and, on the basis of a plurality of individual current detection circuit CT n for detecting an output current of a plurality of power converting unit each as a separate current, the total current and the individual current and the reference pulse signal Generating individual pulse signals for each of the power converters, and using the individual pulse signals for the plurality of power converters as drive signals for the switching elements And a pulse corrector 3 for outputting to each.
With this configuration, since the pulse corrector 3 can perform current correction and multi-phase based on the gate pulse signal output from the control circuit 2, the control circuit 2 has a multi-phase function. There is no need, and the main circuit can be multiphased only by adding the pulse corrector 3.

さらに、本実施の形態によれば、パルス補正器3は、複数の電力変換部毎の個別パルス信号を、複数の電力変換部毎の個別電流が均等になるように基準パルス信号のデューティ値を補正してそれぞれ生成する。
この構成により、パルス補正器3を追加するだけで、主回路を構成する複数の電力変換器の電流均衡化を実現できる。
Further, according to the present embodiment, the pulse corrector 3 sets the individual pulse signal for each of the plurality of power conversion units to the duty value of the reference pulse signal so that the individual current for each of the plurality of power conversion units becomes equal. It corrects and generates each.
With this configuration, the current balancing of the plurality of power converters constituting the main circuit can be realized only by adding the pulse corrector 3.

さらに、本実施の形態によれば、パルス補正器3は、複数の電力変換部をマルチフェーズで動作させる。
この構成により、パルス補正器3を追加するだけで、容易にインターリーブ(マルチフェイズ)機能を持たせることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the pulse corrector 3 operates a plurality of power conversion units in multiphase.
With this configuration, an interleave (multi-phase) function can be easily provided simply by adding the pulse corrector 3.

さらに、本実施の形態によれば、パルス補正器3は、第1相の動作フェーズに対して、基準パルス信号をスイッチング素子の駆動信号としてそのまま出力し、第1相以外の動作フェーズに対して、それぞれ生成した個別パルス信号を基準パルス信号から移相角を均等にずらしてそれぞれ出力する。
この構成により、第1相の駆動信号の出力時に確定したゲートパルス信号デューティ値Dを、第2相以降に反映させることができるため、制御遅れが発生することなく多相化と電流均衡化を実現できる。
Furthermore, according to the present embodiment, the pulse corrector 3 outputs the reference pulse signal as the switching element drive signal as it is for the first phase operation phase, and for the operation phases other than the first phase. The generated individual pulse signals are output with the phase shift angles shifted from the reference pulse signal evenly.
With this configuration, the gate pulse signal duty value D determined when the first-phase drive signal is output can be reflected in the second and subsequent phases, so that multiphase and current balancing can be achieved without causing a control delay. realizable.

さらに、本実施の形態によれば、複数の電力変換部毎のそれぞれの異常動作をそれぞれ検出する異常動作検出部11を具備し、パルス補正器3aは、異常動作が検出された電力変換部を異常フェーズとし、個別パルス信号の出力を停止させると共に、異常動作が検出されていない電力変換部を正常フェーズとし、正常フェーズ毎の個別電流が均等になるように基準パルス信号のデューティ値を補正してそれぞれ生成する。
この構成により、主回路を構成する電力変換器の1部が動作異常で使用できない場合でも、残った正常な電力変換器によって、位相角を均等に保ったまま、各相の電流均衡を保持した動作を行なうことができる。また、異常な電力変換器は除いて駆動するので、冗長運転が可能になる。
Furthermore, according to the present embodiment, the abnormal operation detection unit 11 n that detects each abnormal operation for each of the plurality of power conversion units is provided, and the pulse corrector 3 a includes the power conversion unit in which the abnormal operation is detected. Is the abnormal phase, the output of the individual pulse signal is stopped, and the power conversion unit where no abnormal operation is detected is set to the normal phase, and the duty value of the reference pulse signal is corrected so that the individual current for each normal phase is equal Respectively.
With this configuration, even when a part of the power converter constituting the main circuit cannot be used due to abnormal operation, the remaining normal power converter maintains the current balance of each phase while keeping the phase angle uniform. Operation can be performed. Moreover, since it drives except an abnormal power converter, redundant operation is attained.

さらに、本実施の形態によれば、パルス補正器は3a、正常フェーズ数を制御回路2aに出力し、制御回路2aは、正常フェーズ数に基づいて、主回路全体の制御ゲインと、過負荷検出のしきい値とのいずれか若しくは両方を変更させる。
この構成により、さらに、最適な制御ゲインでかつ安全に動作することがてきる。
Furthermore, according to the present embodiment, the pulse corrector 3a outputs the number of normal phases to the control circuit 2a, and the control circuit 2a determines the control gain of the entire main circuit and the overload detection based on the number of normal phases. Either or both of the threshold values are changed.
With this configuration, it is possible to operate safely with an optimum control gain.

さらに、本実施の形態によれば、パルス補正器3は、FPGA(Field Programmable Gate Array)によって構成されている。
この構成により、FPGAを使用する事で容易にパルス補正器3を構成することが、単相用の制御回路を用いて、容易にインターリーブ(マルチフェイズ)機能を持たせたスイッチング電源回路を構築することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the pulse corrector 3 is configured by an FPGA (Field Programmable Gate Array).
With this configuration, the pulse corrector 3 can be easily configured by using an FPGA, and a switching power supply circuit having an interleave (multiphase) function can be easily constructed using a single-phase control circuit. be able to.

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by specific embodiment, the said embodiment is an example and it cannot be overemphasized that it can change and implement in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

1、1a、1b スイッチング電源装置
Vin 電源
CH〜CH コンバータ部
〜S リアクトル
〜D ダイオード
〜Q、Q1−1〜4〜QN−1〜4 スイッチング素子
〜C コンデンサ
CT 全体電流検出回路
CT〜CT 個別電流検出回路
INV〜INV インバータ部
NOT〜NOT 反転バッファ
L 負荷
2、2a 制御回路
3、3a パルス補正器
4、4a 除算器
〜5、5a〜5a 駆動信号生成部
〜6 電流偏差演算器
〜7 補償器
〜8 デューティ加算器
〜9、9a1〜9aN 移相器
10 フェーズ制御部
11〜11 異常動作検出部
1, 1a, 1b switching power supply Vin power CH 1 to CH N converter section S 1 to S N reactor D 1 to D N diode Q 1 ~Q N, Q 1-1~4 ~Q N-1~4 switching element C 0, 1 ~C N capacitor CT 0 total current detector CT 1 to CT N individual current detection circuit INV 1 INV N inverter NOT 1 ~NOT N-inverting buffer L load 2,2a control circuit 3,3a pulse corrector 4, 4a Dividers 5 1 to 5 N , 5a 1 to 5a N Drive signal generators 6 1 to 6 N Current deviation calculators 7 1 to 7 N Compensators 8 1 to 8 N Duty adders 9 1 to 9 N , 9 a1 to 9 aN phase shifter 10 phase controller 11 1 to 11 N abnormal operation detector

Claims (6)

スイッチング素子を有する複数の電力変換部が互いに並列接続されてなる主回路と、
前記主回路全体の出力に基づき基準パルス信号を出力する制御回路と、
前記主回路全体の出力電流を全体電流として検出する全体電流検出回路と、
複数の前記電力変換部に対応して設けられ、且つ、複数の前記電力変換部毎の出力電流を個別電流として検出する複数の個別電流検出回路と、
前記全体電流と前記個別電流と前記基準パルス信号とに基づき複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号をそれぞれ生成し、且つ、複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号を前記スイッチング素子の駆動信号として複数の前記電力変換部にそれぞれ出力するパルス補正器と、を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
A main circuit in which a plurality of power conversion units having switching elements are connected in parallel to each other;
A control circuit that outputs a reference pulse signal based on the output of the entire main circuit;
An overall current detection circuit for detecting an output current of the entire main circuit as an overall current;
A plurality of individual current detection circuits that are provided corresponding to the plurality of power conversion units and detect output currents for the plurality of power conversion units as individual currents;
Based on the total current, the individual current, and the reference pulse signal, the individual pulse signal for each of the plurality of power conversion units is generated, and the individual pulse signal for each of the plurality of power conversion units is generated as the switching element. And a pulse corrector that outputs to each of the plurality of power converters as a drive signal for the switching power supply.
前記パルス補正器は、複数の前記電力変換部毎の前記個別パルス信号を、複数の前記電力変換部毎の前記個別電流が均等になるように前記基準パルス信号のデューティ値を補正してそれぞれ生成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装置。   The pulse corrector generates the individual pulse signal for each of the plurality of power converters by correcting the duty value of the reference pulse signal so that the individual currents for the plurality of power converters are equalized. The switching power supply device according to claim 1. 前記パルス補正器は、複数の前記電力変換部をマルチフェーズで動作させ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装置。   The switching power supply device according to claim 1, wherein the pulse corrector operates a plurality of the power conversion units in multiphase. 前記パルス補正器は、第1相の動作フェーズに対して、前記基準パルス信号を前記スイッチング素子の駆動信号としてそのまま出力し、第1相以外の動作フェーズに対して、それぞれ生成した前記個別パルス信号を前記基準パルス信号から移相角を均等にずらしてそれぞれ出力することを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。   The pulse corrector outputs the reference pulse signal as it is as a drive signal of the switching element for the first phase operation phase, and generates the individual pulse signal generated for each operation phase other than the first phase. 4. The switching power supply device according to claim 3, wherein the phase shift angle is shifted equally from the reference pulse signal, respectively. 複数の前記電力変換部毎のそれぞれの異常動作をそれぞれ検出する異常動作検出部を具備し、
前記パルス補正器は、異常動作が検出された前記電力変換部を異常フェーズとし、前記個別パルス信号の出力を停止させると共に、異常動作が検出されていない前記電力変換部を正常フェーズとし、前記正常フェーズ毎の前記個別電流が均等になるように前記基準パルス信号のデューティ値を補正してそれぞれ生成することを特徴とする請求項3又は4記載のスイッチング電源装置。
Comprising an abnormal operation detector for detecting each abnormal operation for each of the plurality of power converters;
The pulse corrector sets the power conversion unit in which an abnormal operation is detected as an abnormal phase, stops the output of the individual pulse signal, sets the power conversion unit in which no abnormal operation is detected as a normal phase, and performs the normal operation. 5. The switching power supply device according to claim 3, wherein a duty value of the reference pulse signal is corrected and generated so that the individual current for each phase becomes equal.
前記パルス補正器は、前記正常フェーズ数を前記制御回路に出力し、
前記制御回路は、前記正常フェーズ数に基づいて、主回路全体の制御ゲインと、過負荷検出のしきい値とのいずれか若しくは両方を変更させることを特徴とする請求項5記載のスイッチング電源装置。
The pulse corrector outputs the number of normal phases to the control circuit,
6. The switching power supply device according to claim 5, wherein the control circuit changes either or both of a control gain of the entire main circuit and an overload detection threshold based on the number of normal phases. .
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