JP2808743B2 - 同期型スイッチング電源 - Google Patents

同期型スイッチング電源

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JP2808743B2 JP29038689A JP29038689A JP2808743B2 JP 2808743 B2 JP2808743 B2 JP 2808743B2 JP 29038689 A JP29038689 A JP 29038689A JP 29038689 A JP29038689 A JP 29038689A JP 2808743 B2 JP2808743 B2 JP 2808743B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は発振周波数同期型スイッチング電源に関す
る。
[従来の技術] 従来のこの種のスイッチング電源は直流出力電圧を安
定化するための帰還回路にスイッチング素子を制御する
コントロールICが用いられ、このコントロールICには発
振回路が内蔵され、この発振波形に基づいてスイッチン
グ素子の制御パルスを形成している。
第7図はコントロールICに内蔵された発振回路の一例
を示す対称三角波発振器の回路構成図であり、同図にお
いて1はコントロールICに外付けされた発振コンデン
サ、2は充電用定電流回路、3はスイッチ手段、4は放
電用充電流回路、5は発振波形のピーク値電圧及び谷電
圧を決定する電圧検出回路である。そして、充電用定電
流回路2を介して発振コンデンサ1に定電流が供給され
て充電され、発振コンデンサ1の充電電圧が直線的に上
昇する。この充電電圧が規定のピーク値電圧に達すると
電圧検出回路5から信号が出力してスイッチ手段3が閉
成し、発振コンデンサ1の充電電荷は放電用定電流回路
4を介して放電され、発振コンデンサ1の電圧は直線的
に低下する。電圧が規定の谷電圧まで下降すると電圧検
出回路5からの信号によりスイッチ手段3が開成し、発
振コンデンサ1の充電が開始される。この動作により第
8図に示す対称三角波形の発振信号が形成される。
ところで、発振周波数の異なる複数台のスイッチング
電源を同一機器内において独立または並列で運転した場
合、差周波数のビートを発生し、周辺機器に悪影響を及
ぼすことが知られており、前記発振回路では発振コンデ
ンサ1、定電流回路2,4あるいは電圧検出回路5のバラ
ツキによって同一定数で設計された発振回路であっても
発振周波数にバラツキを生じ、これによって複数台のス
イッチング電源間に差周波数を生じてしまうという問題
があった。
この問題を解決するものとして共通発振方式とマスタ
ースレーブ方式とが知られている。共通発振方式は第9
図に示すように複数のスイッチング電源6,7に内蔵され
た発振回路の動作を停止させ、代りに一台の共通発振器
8から同一の発振信号を複数の電源6,7に供給するもの
であり、電源6,7間の差周波数を防止することができ
る。マスタースレーブ方式は第10図に示すように発振回
路を内蔵したマスター専用電源9のマスター端子10と、
発振回路を内蔵しないスレーブ専用電源11のスレーブ端
子12とを接続することにより、複数台の電源9,11はマス
ター専用電源9の発振周波数で同期運転することができ
る。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術において、共通発振方式は電源の外部に
共通発振器を備える必要があるためコスト高になるう
え、単独運転時にも電源の外部に発振器を必要とし不便
である。また、同期運転用と単独運転用の2種の電源を
用意しなければならず不便である。また、マスタースレ
ーブ方式はマスター専用とスレーブ専用の2種の電源を
必要とし不便であった。
そこで本発明は同種電源の同期端子同士を接続するこ
とにより差周波数の発生を防止できる同期型スイッチン
グ電源を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は発振回路を内蔵するスイッチング電源に複数
の電源を接続するための発振周波数同期端子を設け、こ
の同期端子に発振波形の所定電圧を検出して同期信号を
出力する同期信号発生回路を接続し、前記同期信号によ
り発振コンデンサの充電電圧を急速に放電させる放電回
路を設けてなる同期型スイッチング電源である。
[作 用] 本発明は複数台の電源の同期端子同士を接続すること
により、各電源の発振コンデンサの充電電圧が同期に急
速放電する。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。
第1図はブロック図を示しており、複数台のスイッチ
ング電源21,22はそれぞれ例えば第7図で示した発振回
路23を内蔵したコントロールIC24を備えている。25は負
荷である。そして、コントロールIC24と外付けの発振コ
ンデンサ1との接続点には同期端子26が接続され、この
同期端子26には電源21,22の内部に位置して同期信号発
生回路27と放電回路28とが設けられている。同期運転時
には複数台のスイッチング電源21,22の同期端子26同士
を接続することにより差周波数を生じることなく同期運
転され、単独運転あるいは非同期で複数台運転する場合
には同期端子26間を開放することにより、各電源内蔵の
発振回路23によってそのまま運転することができる。
第2図は同期信号発生回路27および放電回路28を示す
回路構成図であり、コントロールIC24と外付けの発振コ
ンデンサ1との接続点には逆流防止用ダイオード29を介
して同期端子26が接続され、発振コンデンサ1と逆流防
止用ダイオード29のアノードとの接続点に同期信号発生
回路27の入力端子が接続されている。また、逆流防止用
ダイオード29のカソード側にはスイッチ手段30と基準電
圧Vの直列回路が接続され、スイッチ手段30は前記同期
信号発生回路27の出力によって開閉動作するようになっ
ており、逆流防止用ダイオード29とスイッチ手段30と基
準電圧Vとで放電回路28を形成している。前記同期信号
発生回路27は発振コンデンサ1端電圧を検出し、この検
出電圧が規定しきい値電圧以下になったとき一定の短い
時間スイッチ手段30を閉成するものである。
次に動作を第3図の波形図を参照して説明すると、コ
ントロールIC24に内蔵された発振回路23の動作により発
振コンデンサ1に充電されこの充電電圧が規定のピーク
値電圧に達すると第7図のスイッチ手段3が閉成して放
電が開始される。この発振波形の立ち下り時において発
振コンデンサ1の電圧が規定しきい値電圧以下になると
同期信号発生回路27から同期信号が出力されてスイッチ
手段30が閉成する。これにより発振コンデンサ1の充電
電荷は逆流防止用ダイオード29、スイッチ手段30を通し
て急速に放電し、基準電圧Vとダイオード29の電圧降下
VFとを加えた電圧まで低下する。この後一定の短時間T
後スイッチ手段30が開成し発振コンデンサ1の充電が開
始される。この場合、スイッチ手段30の閉成により発振
コンデンサ1の電圧が急激に下降すると発振回路23のス
イッチ手段3が閉成して充電電流が供給されるがスイッ
チ手段30が一定時間Tの期間閉成状態であるため充電電
流はスイッチ手段30側に流れて時間Tの期間は充電され
ない。この場合、発振波形各部の電圧の関係は次のよう
に設定されている。
ピーク値電圧>規定しきい値電圧>谷部電圧>V+VF 第4図は第1図に示すように複数台のスイッチング電
源21,22の同期端子26同士を接続した場合の回路構成図
であり、同図に示すように各電源21,22の放電回路28同
士が同期端子26を介して相互に接続されているため、一
方のスイッチ手段30が閉成すると各電源21,22の発振コ
ンデンサ1の電荷がそれぞれの逆流防止用ダイオード29
を介して閉成した一方のスイッチ手段30を通して同時に
急速放電される。これにより、第5図(a)に示す電源
21の発振周期TAと第5図(b)に示す電源22の発振周期
TBとの間にT0のずれがあったとしても、最初にスイッチ
手段30が閉成した波形つまり第5図(a)に示す電源21
の発振波形VAにおいてスイッチ手段30閉成時の急速放電
と同時に発振波形VBも強制的に急速放電し、これによっ
て電源22の発振波形VBは第5図(c)に示すように発振
波形VAと同期した波形VB′になり、このようにして複数
の電源21,22間の差周波数は解消される。
第6図は同期信号発生回路27の一例を示した回路構成
図であり、これは発振コンデンサ1の電圧と設定電圧+
Vrefとを比較するコンパレータ31を設け、このコンパレ
ータ31の出力側に設けられた抵抗32とコンデンサ33から
なるCR時定数回路と、コンデンサ33の充電電圧と設定電
圧+Vrefとを比較する演算増幅器34とからなるタイマ回
路35を設け、このタイマ回路35の出力側にスイッチ手段
30たるトランジスタ36のベースが接続されている。タイ
マ回路35はスイッチ手段30のオン時間Tを設定してお
り、トランジスタ36のターンオン動作のバラツキによる
発振波形の立ち上り開始時点のバラツキの発生を防止し
ている。この動作は発振コンデンサ1の電圧が設定電圧
+Vrefと比較され規定しきい値電圧に達した時点でコン
パレータ31の出力はハイレベルになり時定数に基づいて
コンデンサ33に充電が開始されると同時に演算増幅器34
から比較電圧が出力されてトランジスタ36をオン動作す
る。トランジスタ36のオン動作によって発振コンデンサ
1の電荷は急速に放電する。この後時間T後にコンデン
サ33の充電電圧が所定値に達すると演算増幅器34の出力
がローレベルになりトランジスタ36はオフし、発振コン
デンサ1への充電が開始する。
このように本発明実施例においては、複数台の同種電
源の同期端子同士を接続するだけで第5図の発振波形の
ように差周波数の発生を防止した同期運転を行うことが
可能であり、また単独運転あるいは非同期で複数台運転
する場合には同期端子間を開放することにより各電源内
蔵の発振回路を用いて第3図の発振波形によりそのまま
運転することができる。このため従来の共通発振方式に
おける外部に共通発振器を必要としコスト高になるこ
と、またマスタースレーブ方式におけるマスター専用と
スレーブ専用の2種の電源を必要とし不便である等の問
題が解消される。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく本
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えば第4図で示した発振回路あるいは第6図で示
した同期信号発生回路は一例を示したにすぎず適宜選定
すればよい。また、発振器の波形も対称三角波に限定さ
れるものではなく、各種のものに適用可能である。
[発明の効果] 本発明は複数台の電源の同期端子同士を接続すること
により、各電源の発振コンデンサの充電電圧を同時に急
速放電させるものであるため、差周波数の発生を簡単か
つ経済的に防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明の一実施例を示し、第1図は
同期運転状態を示す概略説明図、第2図は回路構成図、
第3図は発振波形図、第4図は同期運転状態を示す回路
構成図、第5図は発振波形図、第6図は同期信号発生回
路を示す回路構成図、第7図は一般的な発振回路を示す
回路構成図、第8図は一般的な発振波形図、第9図およ
び第10図は従来例を示し、第9図は共通発振方式の概略
説明図、第10図はマスタースレーブ方式の概略説明図で
ある。 21,22……スイッチング電源 23……発振回路 26……同期端子 27……同期信号発生回路 28……放電回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振回路を内蔵するスイッチング電源に複
    数の電源を接続するための発振周波数同期端子を設け、
    この同期端子に発振波形の所定電圧を検出して同期信号
    を出力する同期信号発生回路を接続し、前記同期信号に
    より発振コンデンサの充電電圧を急速に放電させる放電
    回路を設けてなることを特徴とする同期型スイッチング
    電源。
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JP4057438B2 (ja) * 2003-02-04 2008-03-05 ローム株式会社 三角波信号の位相同期方法、及びそのシステム
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