JP2024036957A - Switching power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply device.
特許文献1には、所謂フライバックコンバータであるスイッチング電源装置の出力電圧の誤差を補正する技術が開示されている。この技術では、トランスの2次側電流を算出し、その2次側電流による出力電圧の誤差を打ち消すため、目標電圧を補正している。
しかしながら、特許文献1の技術では、固定値を用いた演算で補正を行っているため、個別の製品のばらつきに対応した補正ができない、という問題がある。
However, in the technique of
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、個別の製品に対しても出力電圧の誤差を高い精度で補正できるスイッチング電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching power supply device that can correct output voltage errors with high precision even for individual products.
請求項1記載のスイッチング電源装置によれば、スイッチング素子をトランスの1次巻線に直列に接続し、電流検出抵抗をスイッチング素子と基準電位点との間に直列に接続し、整流用素子を2次巻線に直列に接続する。出力コンデンサを、2次巻線と整流用素子との直列回路に並列に接続する。1次側フィードバック部は、トランスの2次側の出力電圧に応じた第1フィードバック電圧を生成する。制御部は、第1フィードバック電圧と第1リファレンス電圧との差を増幅した第1制御電圧と電流検出抵抗に流れる電流値とに基いて、スイッチング素子をPWM制御する。
According to the switching power supply device according to
2次側フィードバック部は、トランスの2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基いて第2制御電圧を生成する。絶縁通信部は、第2制御電圧に関する情報を制御部に送信し、制御部は、絶縁通信部より第2制御電圧の情報を受信することで第1リファレンス電圧を調整する。 The secondary side feedback section generates a second control voltage based on a second feedback voltage corresponding to an output voltage on the secondary side of the transformer and a second reference voltage. The insulation communication unit transmits information regarding the second control voltage to the control unit, and the control unit adjusts the first reference voltage by receiving information about the second control voltage from the insulation communication unit.
このように構成すれば、スイッチング素子をPWM制御するために使用される第1リファレンス電圧は、制御部が、トランスの2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基づき生成された第2制御電圧の情報を取得することで調整される。したがって、回路素子の定数等にばらつきがある各製品についても、それぞれに対応して出力電圧を高精度に補正できる。 With this configuration, the first reference voltage used for PWM control of the switching element can be changed by the control unit to the second feedback voltage and the second reference voltage according to the output voltage on the secondary side of the transformer. The adjustment is performed by acquiring information on the second control voltage generated based on the second control voltage. Therefore, the output voltage can be corrected with high precision even for products with variations in the constants, etc. of circuit elements.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置1は、トランス2を用いた所謂フライバックコンバータである。トランス2は、1次巻線3、2次巻線4及び3次巻線5を備えている。1次巻線3の一端には入力電圧Vinが印加され、他端と1次側グランドとの間には、スイッチング素子の一例であるNチャネルMOSFET6及び電流検出抵抗7の直列回路が接続されている。1次側グランドは、基準電位点に相当する。尚、3次巻線5のターン数は2次巻線4と同一でも良いし、異なっていても良い。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the switching
FET6のゲートには、制御部8により生成されたPWM信号がゲート駆動信号として入力される。FET6のソースは、制御部8の入力端子に接続されており、電流検出抵抗7の端子電圧が制御部8に入力される。3次巻線5の両端は、それぞれ1次側フィードバック部9の入力端子に接続されている。1次側フィードバック部9の出力端子は、制御部8の入力端子に接続されている。
A PWM signal generated by the
2次巻線4には、整流用素子であるダイオード10及びコンデンサ11の直列回路が並列に接続されている。ダイオード10及びコンデンサ11の共通接続点はスイッチング電源装置1の出力端子であり、当該端子より電圧Voutが出力される。2次巻線4とコンデンサ11との共通接続点は、2次側グランドに接続されている。電圧Voutは、2次側フィードバック部12に入力されている。2次側フィードバック部12の出力信号は、絶縁通信部13を介して制御部8の入力端子に入力される。
A series circuit of a
図2に示すように、1次側フィードバック部9は、例えば3次巻線5に並列に接続されるダイオード14及びコンデンサ15の直列回路、コンデンサ15に並列に接続される抵抗素子16、及び抵抗素子17a及び17bからなる分圧回路を備える。抵抗素子17a及び17bの共通接続点は、抵抗素子16の端子電圧を分圧した電圧を示し、当該電圧は第1フィードバック電圧となる。抵抗素子16は負荷抵抗に相当する。
As shown in FIG. 2, the primary
図3に示すように、2次側フィードバック部12は、出力端子Voutと2次側グランドとの間に接続される、抵抗素子21a及び21bの直列回路からなる分圧回路21を備える。抵抗素子21a及び21bの共通接続点とグランドとの間には、抵抗素子22及びコンデンサ23の直列回路で構成されたRCフィルタ回路24が接続されている。RCフィルタ回路24の出力端子にはA/D変換器25の入力端子が接続され、A/D変換器25の出力端子は、減算器26の入力端子に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
減算器26は、A/D変換器25の出力データより、第2リファレンス電圧に相当するデータである第2リファレンスデータを減算して、次段の累積加算器27に出力する。累積加算器27は、減算器26より出力されるデータを累積加算し、その加算結果を次段のゲイン乗算部28に出力する。ゲイン乗算部28は、累積加算器27より出力されるデータに所定のゲインを乗じたものを、第2制御電圧に相当するデータである第2制御データとして出力する。
The
図4に示すように、制御部8において、誤差アンプ31には、第1フィードバック電圧と、第1リファレンス電圧とが入力されている。第1リファレンス電圧は、スイッチング電源装置1の出力電圧に応じて予め設定される第1リファレンスデータより、減算器32で第2制御データを減算し、その減算結果をD/A変換器33によりD/A変換することで生成される。
As shown in FIG. 4, in the
誤差アンプ31の出力電圧は、PWM制御部34に入力される。PWM制御部34には、電流検出抵抗7の端子電圧も入力される。PWM制御部34は、両者の電圧を比較してPWM信号を生成し、次段のスイッチ制御部35に入力する。スイッチ制御部35は、入力されたPWM信号に応じてFET6のゲートを駆動する。
The output voltage of the
絶縁通信部13は、例えば図5に示すように、送信器36と受信器37との間をコンデンサ38で接続する容量絶縁方式や、図6に示すように、送信器36と受信器37との間にトランス39を介在させる磁気絶縁方式等が採用される。
The
次に、本実施形態の作用について説明する。図7に示すように、スイッチング電源装置1は、停止状態から入力電圧がある程度上昇すると1次側制御によるソフトスタートでスイッチングを開始する。すると、出力電圧が上昇し始める。出力電圧が目標電圧を超えると、ソフトスタートを終了して通常動作の1次側制御に移行する。
Next, the operation of this embodiment will be explained. As shown in FIG. 7, when the input voltage rises to a certain extent from a stopped state, the switching
1次側制御のみでは、出力電圧に誤差が生じるため、2次側制御との併用に移行する。2次側制御を開始することで、目標電圧に対する誤差がなくなるように出力電圧を調整する。図9に示すように、2次側制御周期では、「AD変換」、「演算」、「送信」、「待ち時間」の各フェーズを繰り返し実行する。
・AD変換:2次側フィードバック電圧、つまり出力電圧を分圧し、フィルタリングした電圧をAD変換する。
・演算:AD変換結果である2次側フィードバックデータから、第2制御データを算出する。
・送信:絶縁通信部13により、第2制御データを2次側から1次側に送信する。
・待ち時間:次の2次側制御周期を開始するまでの待ち時間。
If only the primary side control is used, an error will occur in the output voltage, so a shift will be made to combined use with the secondary side control. By starting secondary side control, the output voltage is adjusted so that there is no error with respect to the target voltage. As shown in FIG. 9, in the secondary side control cycle, each phase of "AD conversion", "calculation", "transmission", and "waiting time" is repeatedly executed.
- AD conversion: divides the secondary side feedback voltage, that is, the output voltage, and performs AD conversion on the filtered voltage.
- Calculation: Calculate the second control data from the secondary side feedback data that is the AD conversion result.
- Transmission: The
・Waiting time: Waiting time until starting the next secondary control cycle.
2次側フィードバックデータを反映させる2次側制御の制御周期は、1次側フィードバック制御の安定性に影響を与えない程度に遅く設定する必要がある。また、制御周期が遅過ぎると出力電圧への反映が遅くなるので、その点も考慮して適切な時間を設定する必要がある。例えば、1次側制御のクロスオーバー周波数が1kHzであるとすると、2次側の制御周期は0.1~10秒程度とする。尚、出力電圧データの取得や絶縁通信に余裕がある場合は、2次側フィードバックの演算処理を絶縁通信の先で行っても良い。 The control cycle of the secondary side control that reflects the secondary side feedback data needs to be set to be slow enough not to affect the stability of the primary side feedback control. Furthermore, if the control cycle is too slow, the effect on the output voltage will be delayed, so it is necessary to take this into consideration when setting an appropriate time. For example, if the crossover frequency of the primary side control is 1 kHz, the secondary side control period is about 0.1 to 10 seconds. Note that, if there is sufficient time for obtaining output voltage data and for isolated communication, calculation processing for secondary side feedback may be performed beyond the isolated communication.
入力電圧がある電圧まで低下すると、スイッチング電源装置1はスイッチングを停止する。また、入力電圧は低下していないが、出力電圧が過電流や故障などで特定の電圧範囲を超えた場合も、2次側制御を停止する。
When the input voltage drops to a certain voltage, the switching
図8に示すように、起動後の動作で、入力電圧は低下していないが、出力電圧Voutが特定の電圧範囲を超えてしまった場合は、2次側制御を停止しても良い。また、過熱保護、過電流保護、短絡保護等の電源の保護機能が動き出した時に、2次側制御を停止しても良い。2次側制御を停止させる際には、例えば1次側フィードバック部9、又は2次側フィードバック部12で2次側フィードバックデータを更新させないことで停止させる。また、1次側フィードバック部9で、2次側フィードバックデータの受け付けを停止し、データを初期値にリセットしても良い。
As shown in FIG. 8, in the operation after startup, although the input voltage has not decreased, if the output voltage Vout exceeds a specific voltage range, the secondary side control may be stopped. Further, the secondary side control may be stopped when power supply protection functions such as overheat protection, overcurrent protection, and short circuit protection start to operate. When stopping the secondary side control, the secondary side control is stopped by, for example, not updating the secondary side feedback data in the primary
図10に示す実測結果では、入力電圧Vin=14V,出力電圧Vout=20Vの設定で、2次側制御の有無による比較を示している。2次側制御を実施した方が、負荷電流の変化に対する出力電圧Voutの追従性が良いことが分かる。また、図11に示す実測結果では、入力電圧Vin=14V,負荷電流Iout=60mAの設定で、同じく2次側制御の有無による比較を示している。こちらも2次側制御を実施した方が、入力電圧の変化に対する出力電圧の追従性が良いことが分かる。 The actual measurement results shown in FIG. 10 show a comparison between the settings of input voltage Vin=14V and output voltage Vout=20V, with and without secondary side control. It can be seen that the followability of the output voltage Vout to changes in the load current is better when the secondary side control is implemented. Furthermore, the actual measurement results shown in FIG. 11 also show a comparison between the presence and absence of secondary side control under the settings of input voltage Vin=14V and load current Iout=60mA. It can also be seen that the followability of the output voltage to changes in the input voltage is better when the secondary side control is performed.
以上のように本実施形態によれば、スイッチング電源装置1において、FET6をトランス2の1次巻線3に直列に接続し、電流検出抵抗7をFET6と1次側グランドとの間に直列に接続し、ダイオード10を2次巻線4に直列に接続する。出力コンデンサ11を、2次巻線4とダイオード10との直列回路に並列に接続する。1次側フィードバック部9は、トランス2の2次側の出力電圧に応じた第1フィードバック電圧を生成する。制御部8は、第1フィードバック電圧と第1リファレンス電圧との差を増幅した第1制御電圧と電流検出抵抗7に流れる電流値とに基いて、FET6をPWM制御する。
As described above, according to this embodiment, in the switching
2次側フィードバック部12は、トランス2の2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基いて第2制御電圧を生成する。絶縁通信部13は、第2制御電圧に関する情報を制御部8に送信し、制御部8は、絶縁通信部13より第2制御電圧の情報を受信することで第1リファレンス電圧を調整する。
The secondary
このように構成すれば、FET6をPWM制御するために使用される第1リファレンス電圧は、制御部8が、トランス2の2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基づき生成された第2制御電圧の情報を取得することで調整される。したがって、回路素子の定数等にばらつきがある各製品についても、それぞれに対応して出力電圧を高精度に補正できる。
With this configuration, the first reference voltage used for PWM control of the
また、トランス2は1次側に3次巻線5を有し、1次側フィードバック部9は、3次巻線5を介して検出される2次側の出力電圧に比例した第1フィードバック電圧を生成するので、トランス2の2次側出力電圧のフィードバック情報をより直接的に、且つ安定して取得できる。
Further, the
(第2実施形態)
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図12に示すように、第2実施形態のスイッチング電源装置41は、トランス2に替えて、1次巻線3及び2次巻線4のみを有するトランス42を用いている。1次側フィードバック部43は1次巻線3に接続されており、制御部8に替わる制御部44を備えている。
(Second embodiment)
Hereinafter, parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals and explanations will be omitted, and different parts will be explained. As shown in FIG. 12, the switching
図13に示すように、1次側フィードバック部43は、1次巻線3の端子電圧を検出する電圧検出部45、検出された電圧にフィードバックゲインを乗じるゲイン乗算部46、及びゲイン乗算部46の出力信号をサンプルホールドするサンプルホールド部47を備える。サンプルホールド部47へのサンプリングクロックCKSHは、制御部44より入力される。サンプルホールド部47の出力信号が第1フィードバック電圧となる。
As shown in FIG. 13, the primary
次に、第2実施形態の作用について説明する。第2実施形態では、FET6がターンオフする際に発生するフライバック電圧に含まれている、2次巻線4の両端電圧に関する情報を得て、1次側フィードバック電圧を生成する。図14に示すように、ゲート電圧VgがハイレベルになるとFET6はオンして、1次巻線3に流れる電流Ipが電流検出抵抗6にも流れる。また、この時、1次巻線3の端子Vin,Vsw間の電圧は0Vになる。
Next, the operation of the second embodiment will be explained. In the second embodiment, information regarding the voltage across the secondary winding 4, which is included in the flyback voltage generated when the
ゲート電圧VgがローレベルになりFET6がターンオフすると、1次巻線3に電流は流れなくなり、1次巻線3の端子Vin,Vsw間には、フライバック電圧が発生して端子間電圧が大きく上昇する。制御部44は、ゲート電圧Vgの立下りから一定時間後に、サンプリングクロックCKSHを出力する。サンプルホールド部47は、サンプリングクロックCKSHがハイレベルになると端子間電圧をサンプリングし、ローレベルになるとサンプリングした電圧をホールドする。制御部44は、ゲート電圧Vgの立下りから時間Tsh後に、サンプリングクロックCKSHをローレベルにする。
When the gate voltage Vg becomes low level and the
サンプルホールド部47でサンプリングされる電圧をVshとすると、電圧Vshは以下の式で表される。
Vsh=G×(N1/N2)×(Vout+Vf+Is×r)
G:ゲイン乗算部46のフィードバックゲイン
N1:1次巻線3のターン数
N2:2次巻線4のターン数
Vf:ダイオード10の順方向電圧
Is:2次巻線4に流れる電流
r:2次側の出力電圧経路における抵抗成分
電圧Vshは、1次側フィードバック電圧として制御部44に入力される。
Assuming that the voltage sampled by the sample and hold
Vsh=G×(N1/N2)×(Vout+Vf+Is×r)
G: Feedback gain of
以上のように第2実施形態によれば、1次側フィードバック部43は、FET6をターンオフさせた後に発生するフライバック電圧から第1フィードバック電圧を生成する。具体的には、フライバック電圧が重畳された1次巻線3の端子電圧にフィードバックゲインを乗算し、サンプルホールド部47によりサンプルホールドして制御部44に出力する。したがって、第1実施形態のように、3次巻線5を備えたトランス2を用いることなく第1フィードバック電圧を生成できる。
As described above, according to the second embodiment, the primary
(第3実施形態)
図15に示す第3実施形態は、第1実施形態のスイッチング電源装置1を、IGBT51のゲート駆動IC50に適用したものである。IGBT51H及び51Lは、電源であるバッテリと2次側グランドとの直列に接続されており、両者の共通接続点は、モータのコイル52の一端に接続されている。IGBT51Hはゲート駆動IC50Hにより駆動され、IGBT51Lはゲート駆動IC50Lにより駆動されるが、それらの構成は対称であり、以下はゲート駆動IC50Hについて説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment shown in FIG. 15 is one in which the switching
スイッチング電源装置1の出力電圧Voutは、IGBT51Hのゲートを駆動するゲートドライバ53に駆動用電源として供給されている。ゲートドライバ53の出力端子は、ゲート抵抗54を介してIGBT51Hのゲートに接続されている。ゲートドライバ53は、マイクロコンピュータ等で構成される駆動制御部55により制御される。駆動制御部55からの制御入力は、ゲート駆動IC50Hの駆動司令部56及び絶縁通信部57を介してゲートドライバ53に入力される。
The output voltage Vout of the switching
ゲートドライバ53は、IGBT51Hについて、過電流等の異常検出や、温度センサにより温度情報を得るなどの機能を有している。これらの異常検出や温度情報等は、スイッチング電源装置1の絶縁通信部13Aを介して駆動制御部55に入力される。この場合、絶縁通信部13Aは2系統の通信チャネルを備えている。このように、絶縁通信部13Aを、スイッチング電源装置1と、ゲートドライバ53-駆動制御部55とで共有することで、コストを低減できる。
The
(その他の実施形態)
スイッチング素子は、MOSFETに限らない。
整流用素子は、ダイオードに限ることなくFET等のスイッチング素子でも良く、整流を行うタイミングでスイッチングする同期整流を行っても良い。
基準電位は、グランド電位に限らない。
スイッチング電源装置の適用対象は、ゲート駆動ICに限らない。
入力電圧、出力電圧や負荷電流等の具体的数値は一例であり、個別の設計に応じて適宜設定すれば良い。
(Other embodiments)
The switching element is not limited to MOSFET.
The rectifying element is not limited to a diode, but may be a switching element such as an FET, or may perform synchronous rectification in which switching is performed at the timing of rectification.
The reference potential is not limited to the ground potential.
The application of the switching power supply device is not limited to gate drive ICs.
Specific numerical values such as input voltage, output voltage, and load current are merely examples, and may be appropriately set according to individual designs.
本件は、特許請求の範囲に記載の発明に加え、以下のような発明を含む。
[1]
1次巻線(3)及び2次巻線(4)を有するトランス(2、42)と、
前記1次巻線に直列に接続されたスイッチング素子(6)と、
このスイッチング素子と基準電位点との間に直列に接続された電流検出抵抗(7)と、
前記2次巻線に直列に接続された整流用素子(10)と、
前記2次巻線と前記整流用素子との直列回路に並列に接続される出力コンデンサ(11)と、
前記トランスの2次側の出力電圧に応じた第1フィードバック電圧を生成する1次側フィードバック部(9,43)と、
前記第1フィードバック電圧と第1リファレンス電圧との差を増幅した第1制御電圧と、前記電流検出抵抗に流れる電流値とに基いて、前記スイッチング素子をPWM制御する制御部(8,44)と、
前記2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基いて、第2制御電圧を生成する2次側フィードバック部(12)と、
前記第2制御電圧に関する情報を制御部に送信する絶縁通信部(13)と、を備え、
前記制御部は、前記絶縁通信部より前記第2制御電圧の情報を受信することで、前記第1リファレンス電圧を調整するスイッチング電源装置。
[2]
前記トランス(2)は、1次側に3次巻線(5)を有し、
前記1次側フィードバック部(12)は、前記3次巻線を介して検出される2次側の出力電圧に比例した第1フィードバック電圧を生成する[1]記載のスイッチング電源装置。
[3]
前記1次側フィードバック部は、前記3次巻線に並列に接続される整流用素子(14)及びコンデンサ(15)の直列回路を備える[2]記載のスイッチング電源装置。
[4]
前記コンデンサに並列に接続される負荷抵抗(16)及び分圧回路(17)を備える[3]記載のスイッチング電源装置。
[5]
前記1次側フィードバック部(43)は、前記スイッチング素子をターンオフさせた後に発生するフライバック電圧から、前記第1フィードバック電圧を生成する[1]から[4]の何れか一に記載のスイッチング電源装置。
[6]
前記1次側フィードバック部は、前記フライバック電圧より前記2次巻線の両端電圧に関する情報を抽出し、フィードバックゲインを乗算した第1フィードバック電圧を前記制御部(44)に出力する[5]記載のスイッチング電源装置。
[7]
前記2次側フィードバック部は、前記第2フィードバック電圧をA/D変換するA/D変換器(25)と、
前記A/D変換された第2フィードバックデータより第2リファレンス電圧のデータを減算する減算器(26)と、
前記減算の結果を累積加算する累積加算器(27)と、
前記累積加算の結果に制御ゲインを乗算する乗算器(28)とを備える[1]から[6]の何れか一に記載のスイッチング電源装置。
[8]
前記2次側フィードバック部は、前記第2フィードバック電圧を分圧する分圧回路(21)と、
前記出力電圧又は分圧された電圧を低域濾波するフィルタ回路(24)とを備える[7]記載のスイッチング電源装置。
[9]
前記制御部は、前記第1リファレンス電圧の初期値を示す第1リファレンスデータと前記第2制御データとを減算する減算器(32)と、
前記減算の結果をD/A変換して前記第1リファレンス電圧を出力するD/A変換器(33)とを備える[1]から[8]の何れか一に記載のスイッチング電源装置。
This case includes the following inventions in addition to the inventions described in the claims.
[1]
a transformer (2, 42) having a primary winding (3) and a secondary winding (4);
a switching element (6) connected in series to the primary winding;
a current detection resistor (7) connected in series between the switching element and the reference potential point;
a rectifier element (10) connected in series to the secondary winding;
an output capacitor (11) connected in parallel to a series circuit of the secondary winding and the rectifying element;
a primary side feedback section (9, 43) that generates a first feedback voltage according to the output voltage on the secondary side of the transformer;
a control unit (8, 44) that performs PWM control of the switching element based on a first control voltage obtained by amplifying the difference between the first feedback voltage and the first reference voltage and a current value flowing through the current detection resistor; ,
a secondary side feedback section (12) that generates a second control voltage based on a second feedback voltage and a second reference voltage according to the output voltage of the secondary side;
an insulated communication unit (13) that transmits information regarding the second control voltage to the control unit,
The control unit is a switching power supply device that adjusts the first reference voltage by receiving information about the second control voltage from the insulation communication unit.
[2]
The transformer (2) has a tertiary winding (5) on the primary side,
The switching power supply device according to [1], wherein the primary side feedback section (12) generates a first feedback voltage proportional to the secondary side output voltage detected via the tertiary winding.
[3]
The switching power supply device according to [2], wherein the primary side feedback section includes a series circuit of a rectifying element (14) and a capacitor (15) connected in parallel to the tertiary winding.
[4]
The switching power supply device according to [3], comprising a load resistor (16) and a voltage dividing circuit (17) connected in parallel to the capacitor.
[5]
The switching power supply according to any one of [1] to [4], wherein the primary side feedback section (43) generates the first feedback voltage from a flyback voltage generated after turning off the switching element. Device.
[6]
The primary side feedback section extracts information regarding the voltage across the secondary winding from the flyback voltage, and outputs a first feedback voltage multiplied by a feedback gain to the control section (44) [5] switching power supply.
[7]
The secondary side feedback section includes an A/D converter (25) that A/D converts the second feedback voltage;
a subtracter (26) that subtracts second reference voltage data from the A/D converted second feedback data;
a cumulative adder (27) that cumulatively adds the results of the subtraction;
The switching power supply device according to any one of [1] to [6], further comprising a multiplier (28) that multiplies the result of the cumulative addition by a control gain.
[8]
The secondary feedback section includes a voltage dividing circuit (21) that divides the second feedback voltage;
The switching power supply device according to [7], further comprising a filter circuit (24) that low-pass filters the output voltage or the divided voltage.
[9]
The control unit includes a subtracter (32) that subtracts first reference data indicating an initial value of the first reference voltage and the second control data;
The switching power supply device according to any one of [1] to [8], further comprising a D/A converter (33) that D/A converts the result of the subtraction and outputs the first reference voltage.
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described based on examples, it is understood that the present disclosure is not limited to the examples or structures. The present disclosure also includes various modifications and equivalent modifications. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations that include only one, more, or fewer elements, are within the scope and scope of the present disclosure.
図面中、1はスイッチング電源装置、2はトランス、3は1次巻線、4は2次巻線、5は3次巻線、6はNチャネルMOSFET、7は電流検出抵抗、8は制御部、9は1次側フィードバック部、10はダイオード、11はコンデンサ、12は2次側フィードバック部、13は絶縁通信部を示す。 In the drawing, 1 is a switching power supply, 2 is a transformer, 3 is a primary winding, 4 is a secondary winding, 5 is a tertiary winding, 6 is an N-channel MOSFET, 7 is a current detection resistor, and 8 is a control unit. , 9 is a primary side feedback section, 10 is a diode, 11 is a capacitor, 12 is a secondary side feedback section, and 13 is an isolated communication section.
Claims (9)
前記1次巻線に直列に接続されたスイッチング素子(6)と、
このスイッチング素子と基準電位点との間に直列に接続された電流検出抵抗(7)と、
前記2次巻線に直列に接続された整流用素子(10)と、
前記2次巻線と前記整流用素子との直列回路に並列に接続される出力コンデンサ(11)と、
前記トランスの2次側の出力電圧に応じた第1フィードバック電圧を生成する1次側フィードバック部(9,43)と、
前記第1フィードバック電圧と第1リファレンス電圧との差を増幅した第1制御電圧と、前記電流検出抵抗に流れる電流値とに基いて、前記スイッチング素子をPWM制御する制御部(8,44)と、
前記2次側の出力電圧に応じた第2フィードバック電圧と第2リファレンス電圧とに基いて、第2制御電圧を生成する2次側フィードバック部(12)と、
前記第2制御電圧に関する情報を制御部に送信する絶縁通信部(13)と、を備え、
前記制御部は、前記絶縁通信部より前記第2制御電圧の情報を受信することで、前記第1リファレンス電圧を調整するスイッチング電源装置。 a transformer (2, 42) having a primary winding (3) and a secondary winding (4);
a switching element (6) connected in series to the primary winding;
a current detection resistor (7) connected in series between the switching element and the reference potential point;
a rectifier element (10) connected in series to the secondary winding;
an output capacitor (11) connected in parallel to a series circuit of the secondary winding and the rectifying element;
a primary side feedback section (9, 43) that generates a first feedback voltage according to the output voltage on the secondary side of the transformer;
a control unit (8, 44) that performs PWM control of the switching element based on a first control voltage obtained by amplifying the difference between the first feedback voltage and the first reference voltage and a current value flowing through the current detection resistor; ,
a secondary side feedback section (12) that generates a second control voltage based on a second feedback voltage and a second reference voltage according to the output voltage of the secondary side;
an insulated communication unit (13) that transmits information regarding the second control voltage to the control unit,
The control unit is a switching power supply device that adjusts the first reference voltage by receiving information about the second control voltage from the insulation communication unit.
前記1次側フィードバック部(12)は、前記3次巻線を介して検出される2次側の出力電圧に比例した第1フィードバック電圧を生成する請求項1記載のスイッチング電源装置。 The transformer (2) has a tertiary winding (5) on the primary side,
The switching power supply device according to claim 1, wherein the primary side feedback section (12) generates a first feedback voltage proportional to a secondary side output voltage detected via the tertiary winding.
前記A/D変換された第2フィードバックデータより第2リファレンス電圧のデータを減算する減算器(26)と、
前記減算の結果を累積加算する累積加算器(27)と、
前記累積加算の結果に制御ゲインを乗算する乗算器(28)とを備える請求項1から6の何れか一項に記載のスイッチング電源装置。 The secondary side feedback section includes an A/D converter (25) that A/D converts the second feedback voltage;
a subtracter (26) that subtracts second reference voltage data from the A/D converted second feedback data;
a cumulative adder (27) that cumulatively adds the results of the subtraction;
The switching power supply device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a multiplier (28) that multiplies the result of the cumulative addition by a control gain.
前記出力電圧又は分圧された電圧を低域濾波するフィルタ回路(24)とを備える請求項7記載のスイッチング電源装置。 The secondary feedback section includes a voltage dividing circuit (21) that divides the second feedback voltage;
The switching power supply device according to claim 7, further comprising a filter circuit (24) that low-pass filters the output voltage or the divided voltage.
前記減算の結果をD/A変換して前記第1リファレンス電圧を出力するD/A変換器(33)とを備える請求項1から6の何れか一項に記載のスイッチング電源装置。 The control unit includes a subtracter (32) that subtracts first reference data indicating an initial value of the first reference voltage and the second control data;
The switching power supply device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a D/A converter (33) that D/A converts the result of the subtraction and outputs the first reference voltage.
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