JP2880108B2 - Power supply control device - Google Patents

Power supply control device

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JP2880108B2
JP2880108B2 JP7345936A JP34593695A JP2880108B2 JP 2880108 B2 JP2880108 B2 JP 2880108B2 JP 7345936 A JP7345936 A JP 7345936A JP 34593695 A JP34593695 A JP 34593695A JP 2880108 B2 JP2880108 B2 JP 2880108B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置内に構成
された性質の異なる複数のスイッチング電源回路(具体
的には、通常整流方式と同期整流方式のスイッチング電
源回路)のそれぞれに設けられ、全体として動作タイミ
ングを同期させながら、個々のスイッチング電源回路に
独立した制御動作を行わせるための、マスター・スレー
ブ機能を有した電源用制御装置に関する。
The present invention relates to a plurality of switching power supply circuits having different characteristics (specifically, a normal rectification type and a synchronous rectification type switching power supply circuit) provided in a power supply device. The present invention relates to a power supply control device having a master / slave function for causing each switching power supply circuit to perform an independent control operation while synchronizing operation timing as a whole.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電子機器は小型でありながらも高
性能化、多機能化が進み、その電子機器に組み込まれる
電源装置は、性質の異なる負荷(機械・回路類)に応じ
て複数のスイッチング電源回路を有している。ここでス
イッチング電源回路の駆動制御には、パルス幅変調方式
の制御用集積回路(PWMコントロールIC)が一般に
使用され、負荷あるいは電源回路に応じた数の制御系を
有することになる。同一電源装置内で複数のスイッチン
グ電源回路を独立して動作させる時、装置内に複数のス
イッチング動作に基づく干渉現象(スイッチングビー
ト)が発生する事がある。これは、例えば、2つのスイ
ッチング電源回路がそれぞれスイッチング周波数f1
2 で動作しているとすると、2つのスイッチング周波
数の差(f1 −f2 )に相当する低周波が発生すること
に起因している。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been improved in performance and multi-functionality while being small in size, and a power supply device incorporated in the electronic devices has a plurality of power supplies according to loads (machines and circuits) having different characteristics. It has a switching power supply circuit. Here, a pulse width modulation type control integrated circuit (PWM control IC) is generally used for drive control of the switching power supply circuit, and has a number of control systems corresponding to a load or a power supply circuit. When a plurality of switching power supply circuits are independently operated in the same power supply device, an interference phenomenon (switching beat) based on a plurality of switching operations may occur in the device. This, for example, when two switching power supply circuits, each of which to be operating in the switching frequencies f 1 and f 2, that the low frequency corresponding to the difference between two switching frequencies (f 1 -f 2) is generated Is due.

【0003】従来の電源装置では、このスイッチングビ
ートの発生を防止するため、独立して動作するスイッチ
ング電源回路のスイッチング動作のタイミング及び周波
数をそれぞれ同期させることとしていた。その具体化の
一例としては、それぞれのスイッチング電源回路を駆動
制御するために設けられた複数の制御装置をマスター・
スレーブ機能を有するものとし、その一つをマスター用
制御装置として独立した動作タイミングと回路によりあ
らかじめ設定されたパルス周波数で動作させ、その他を
スレーブ用制御装置としてマスター側から同期信号を受
信し、マスター側制御装置に同期した動作タイミングと
同一の発振周波数で動作させるという手段が存在した。
このようなスイッチングビートの発生を防止する目的で
構成された電源用制御装置及びそれを有する電源装置の
概略を図6に示した。
In a conventional power supply device, in order to prevent the occurrence of the switching beat, the timing and frequency of the switching operation of a switching power supply circuit that operates independently are synchronized with each other. As an example of this, a plurality of control devices provided to drive and control each switching power supply circuit are used as a master device.
It has a slave function, one of which operates as a master control device at an independent operation timing and a pulse frequency set in advance by a circuit, and the other as a slave control device, receives a synchronization signal from the master side, There is a means for operating at the same oscillation frequency as the operation timing synchronized with the side control device.
FIG. 6 schematically illustrates a power supply control device configured to prevent the occurrence of such switching beats and a power supply device having the same.

【0004】図6において、2つのスイッチング電源装
置PS1とPS2は、それぞれ制御装置CD1及びCD
2により独立して駆動制御される。ここで制御装置CD
1は、誤差増幅器Err1、比較器Comp1及び出力
バッファBuf1より成る制御系と、制御系に各種信号
を供給する基準電圧源11、発振回路12、アクセサリ
ー回路13より構成される。この制御装置CD1の動作
としては、先ず、スイッチング電源回路PS1よりフィ
ードバック信号(FB1)を受け取り、誤差増幅器Er
r1において基準電圧(VREF )と比較し、誤差信号を
得る。その誤差信号を比較器Comp1において発振回
路12からの三角波電圧(基準波形信号)と比較し、出
力電圧に応じたオンデューティのパルス出力信号(PO
1)を発生させる。このパルス出力信号(PO1)は出
力バッファBuf1を介してスイッチング電源回路のス
イッチング素子へ供給され、これによりスイッチング電
源回路PS1は出力電圧が一定となるように駆動制御さ
れる。
In FIG. 6, two switching power supply units PS1 and PS2 are connected to control units CD1 and CD1, respectively.
2 is independently driven and controlled. Here the control device CD
1 includes a control system including an error amplifier Err1, a comparator Comp1, and an output buffer Buf1, a reference voltage source 11 for supplying various signals to the control system, an oscillation circuit 12, and an accessory circuit 13. As an operation of the control device CD1, first, a feedback signal (FB1) is received from the switching power supply circuit PS1, and an error amplifier Er is received.
At r1, an error signal is obtained by comparison with the reference voltage (V REF ). The error signal is compared with the triangular wave voltage (reference waveform signal) from the oscillation circuit 12 in the comparator Comp1, and an on-duty pulse output signal (PO
1) is generated. This pulse output signal (PO1) is supplied to the switching element of the switching power supply circuit via the output buffer Buf1, whereby the switching power supply circuit PS1 is driven and controlled so that the output voltage becomes constant.

【0005】ここでアクセサリー回路13は、スイッチ
ング電源回路PS1に異常が発生した時に動作停止信号
を出力し、出力バッファBuf1はこの動作停止信号を
受信するとパルス出力信号(PO1)の通過を禁止し、
スイッチング電源回路PS1の動作を停止させる。また
発振回路12は、比較器Comp1に対して三角波電圧
を供給するのと同時に同期信号(RSS)(一般的に
は、比較器Comp1へ供給する三角波電圧と同一の電
圧信号)を外部へ出力する。
Here, the accessory circuit 13 outputs an operation stop signal when an abnormality occurs in the switching power supply circuit PS1, and the output buffer Buf1 receives the operation stop signal and prohibits the passage of the pulse output signal (PO1).
The operation of the switching power supply circuit PS1 is stopped. The oscillation circuit 12 supplies a triangular wave voltage to the comparator Comp1 and simultaneously outputs a synchronization signal (RSS) (generally, the same voltage signal as the triangular wave voltage supplied to the comparator Comp1) to the outside. .

【0006】また制御装置CD2は、誤差増幅器Err
2、比較器Comp2及び出力バッファBuf2より成
る制御系と、制御系に各種信号を供給する基準電圧源2
1、発振回路22、アクセサリー回路23より構成され
る。この制御装置CD2の動作は、基本的には制御装置
1と同じであるが、制御装置CD1では、その発振回路
12は独立した動作タイミングとあらかじめ設定された
パルス周波数で三角波電圧を発生させるのに対し、制御
装置CD2では、その発振回路22は制御装置CD1か
らの同期信号(RSS)を受信し、発振回路12とは動
作タイミングと発振周波数が同一の三角波電圧を発生さ
せるよう動作する点で異なる。このことから分かるよう
に、図6においては、制御装置CD1はマスター側制御
装置として機能し、制御装置CD2はスレーブ側制御装
置として機能するものである。
The control device CD2 includes an error amplifier Err
2. A control system including a comparator Comp2 and an output buffer Buf2, and a reference voltage source 2 for supplying various signals to the control system
1, an oscillation circuit 22 and an accessory circuit 23. The operation of the control device CD2 is basically the same as that of the control device 1, except that the oscillation circuit 12 of the control device CD1 generates a triangular wave voltage with independent operation timing and a preset pulse frequency. On the other hand, in the control device CD2, the oscillation circuit 22 receives the synchronization signal (RSS) from the control device CD1, and is different from the oscillation circuit 12 in that the operation timing and the oscillation frequency operate so as to generate the same triangular wave voltage. . As can be seen from this, in FIG. 6, the control device CD1 functions as a master-side control device, and the control device CD2 functions as a slave-side control device.

【0007】近年の電子機器のポータブル化から電源装
置の小型化の要請が強い。電源装置を小型化するのに当
たっては、スイッチング電源回路(PS1、PS2)の
構成部品であるインダクタンス及びコンデンサを小型化
する目的で、スイッチング素子のスイッチング周波数の
高周波化が図られる。このスイッチング周波数は制御装
置(CD1、CD2)の発振回路(12、22)が出力
する三角波電圧の発振周波数によって決定され、一般的
に使用されている発振周波数は数100〔kHz〕であ
るが、現在では数〔MHz〕のものまで存在する。一
方、電子機器のポータブル化に際しては電力供給源とし
てバッテリーが使用されることから、電源装置の低消費
電力化の要請も強い。電源装置の低消費電力化について
は個々のスイッチング電源回路の効率の向上が課題とな
り、このスイッチング電源回路の効率向上の一手段とし
て同期整流方式が採用されることがある。
[0007] In recent years, there has been a strong demand for downsizing of the power supply device due to the recent portable electronic devices. In reducing the size of the power supply device, the switching frequency of the switching element is increased for the purpose of reducing the inductance and the capacitor, which are components of the switching power supply circuits (PS1, PS2). The switching frequency is determined by the oscillation frequency of the triangular wave voltage output from the oscillation circuit (12, 22) of the control device (CD1, CD2). The commonly used oscillation frequency is several hundred [kHz]. At present, there are several [MHz]. On the other hand, when an electronic device is made portable, a battery is used as a power supply source, and thus there is a strong demand for a power supply device with low power consumption. To reduce the power consumption of the power supply device, it is necessary to improve the efficiency of each switching power supply circuit, and a synchronous rectification method may be employed as a means for improving the efficiency of the switching power supply circuit.

【0008】この同期整流方式では、ダイオードに発生
する順方向降下電圧に基づく損失よりも、トランジスタ
に発生するオン状態のコレクタ、エミッタ間電圧に基づ
く損失の方が小さいため、理論的には素子に発生する損
失が低減され、スイッチング電源回路の効率を向上させ
ることができる。しかし実際には、トランジスタを整流
素子として使用する場合、そのオンオフ動作に損失が伴
い、スイッチング周波数が増加するに従って急激に損失
が大きくなる。その結果、スイッチング周波数によって
はトランジスタを使用する同期整流方式よりもダイオー
ドを使用する通常整流方式の方が損失が小さくなってし
まう。ちなみに現在の半導体素子では、同期整流方式を
採用することでスイッチング電源回路の効率向上の利益
を得るには、スイッチング周波数は約200〔kHz〕
が限界であるとされている。
In this synchronous rectification system, the loss caused by the on-state collector-emitter voltage generated in the transistor is smaller than the loss caused by the forward drop voltage generated in the diode. The generated loss is reduced, and the efficiency of the switching power supply circuit can be improved. However, in practice, when a transistor is used as a rectifying element, a loss is involved in the on / off operation, and the loss increases rapidly as the switching frequency increases. As a result, depending on the switching frequency, the loss is smaller in the normal rectification method using a diode than in the synchronous rectification method using a transistor. Incidentally, in the current semiconductor device, in order to obtain the benefit of improving the efficiency of the switching power supply circuit by adopting the synchronous rectification method, the switching frequency is about 200 [kHz].
Is said to be the limit.

【0009】また、トランジスタを整流素子として使用
する同期整流方式では、整流素子としてのトランジスタ
をスイッチング素子の動作に同期して相補的に駆動する
必要が有り、そのための回路や部品がさらに必要にな
る。従って同期整流方式を採用したスイッチング電源回
路は、通常整流方式を採用した場合に比べ、効率が向上
する代償として回路が大型化し、その結果、電源装置の
形状を大きくしてしまう。
In the synchronous rectification method using a transistor as a rectifying element, it is necessary to drive the transistor as a rectifying element in a complementary manner in synchronization with the operation of a switching element, and further require circuits and parts for that. . Therefore, the switching power supply circuit employing the synchronous rectification system is larger in size than the case of employing the normal rectification system at the cost of improving the efficiency, and as a result, the size of the power supply device is increased.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】電源装置の小型化と高
効率化をバランス良く達成するには、例えば、消費電力
の小さい負荷に対しては通常整流方式のスイッチング電
源回路を適用して小型化を図り、消費電力の大きい負荷
に対しては同期整流方式のスイッチング電源装置を適用
して高効率化を図る、というように、負荷の特性に応じ
て通常整流方式と同期整流方式のスイッチング電源回路
を適宜配置するということが考えられる。しかし、実際
に通常整流方式と同期整流方式のスイッチング電源回路
を併用するとなると図6に示すようなマスター・スレー
ブ方式による電源用制御装置(CD1、CD2)では、
スイッチングビートが発生するのを防止する目的で、マ
スター側制御装置(CD1)とスレーブ側制御装置(C
D2)のそれぞれの三角波電圧の動作タイミングを同期
させ、発振周波数を同一としているために、各制御装置
からスイッチング電源回路へ供給されるパルス出力信号
(PO)のパルス周波数(=スイッチング周波数)は1
種類しか存在しない点で問題となる。
In order to achieve a good balance between miniaturization and high efficiency of a power supply device, for example, a switching power supply circuit of a normal rectification system is applied to a load with low power consumption to reduce the size. In order to achieve high efficiency by applying a synchronous rectification type switching power supply to a load that consumes a large amount of power, such as a normal rectification type and a synchronous rectification type switching power supply circuit according to the characteristics of the load. May be appropriately arranged. However, when the switching power supply circuit of the normal rectification method and the synchronous rectification method are actually used together, the power supply control devices (CD1, CD2) of the master-slave method as shown in FIG.
In order to prevent the occurrence of a switching beat, the master control device (CD1) and the slave control device (C
Since the operation timing of each triangular wave voltage of D2) is synchronized and the oscillation frequency is the same, the pulse frequency (= switching frequency) of the pulse output signal (PO) supplied from each control device to the switching power supply circuit is 1
The problem is that there is only one type.

【0011】つまり、スイッチング電源回路の小型化で
要求されるスイッチング周波数と高効率化(同期整流)
で要求されるスイッチング周波数が相反する条件のた
め、結局、小型化と高効率化のうちどちらか一方を犠牲
にせざるを得なくなるのである。従って本発明では、ス
イッチングビートの発生を防止しながらも、通常整流方
式と同期整流方式を含めた性質の異なる複数のスイッチ
ング電源回路を、それぞれに設けられた制御装置によっ
てそれぞれに適したスイッチング条件で動作させること
を可能とし、これにより電源装置の小型化と高効率化を
バランス良く達成することのできる、マスター・スレー
ブ機能を備えた電源用制御装置を提供することを目的と
する。
That is, the switching frequency and high efficiency required for downsizing the switching power supply circuit (synchronous rectification)
Because of the contradictory conditions of the switching frequency required in the above, either one of miniaturization and high efficiency must be sacrificed after all. Therefore, in the present invention, a plurality of switching power supply circuits having different properties including the normal rectification method and the synchronous rectification method are controlled under the switching conditions suitable for each by the control devices provided respectively, while preventing the occurrence of the switching beat. An object of the present invention is to provide a power supply control device having a master / slave function, which can be operated, thereby achieving a good balance between miniaturization and high efficiency of the power supply device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、独立した動作
タイミングと回路によりあらかじめ設定されたパルス周
波数でパルス出力信号を出力し、併設された複数の電源
回路の少なくとも一つを独立して制御するマスター用制
御装置、あるいは、マスター用制御装置から同期信号を
受け取り、マスター用制御装置に同期した動作タイミン
グとパルス周波数でパルス出力信号を出力し、マスター
とは別の電源回路を独立して制御するスレーブ用制御装
置として使用される、マスター・スレーブ機能を備えた
パルス幅変調方式の電源用制御装置において分周手段
を設け、同期信号に従った動作タイミングと周波数で出
力されるパルス出力信号よりも、そのパルス周波数が
(1/n)の低周波であるようなパルス出力信号を出力
し、同期整流方式を採用した電源回路を駆動制御する
とを特徴とするものである。
According to the present invention, a pulse output signal is output at a preset pulse frequency by independent operation timing and a circuit, and at least one of a plurality of power supply circuits provided separately is independently controlled. Receives a synchronization signal from the master controller or the master controller, outputs a pulse output signal at the operation timing and pulse frequency synchronized with the master controller, and independently controls a power supply circuit different from the master to be used as a slave control device, the power supply control apparatus for a pulse width modulation scheme having a master-slave function, the frequency dividing means is provided, the pulse output signal output by the operation timing and frequency in accordance with the synchronization signal than, outputs a pulse output signal such that the low frequency of the pulse frequency (1 / n)
And it is characterized in the this <br/> that drives and controls the power supply circuit employing synchronous rectification.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態として
は、スレーブ側制御装置内のパルス出力信号を発生させ
る比較手段の出力側に分周回路を設け、マスター側制御
装置が出力するパルス出力信号に対してそのパルス周波
数が(1/n)の低周波であるパルス出力信号を、その
スレーブ側制御装置に出力させる。本発明の第2の実施
の形態としては、スレーブ側制御装置内の同期信号に従
った基準波形信号(三角波電圧)を発生させる発振回路
に分周手段を付加し、マスター側制御装置が出力するパ
ルス出力信号に対してそのパルス周波数が(1/n)の
低周波であるパルス出力信号を、そのスレーブ側制御装
置に出力させる。本発明の第3の実施の形態としては、
マスター側制御装置内のパルス出力信号を発生させる比
較手段の出力側に分周回路を設け、自己が供給する同期
信号でスレーブ側制御装置が出力するパルス出力信号に
対して、そのパルス周波数が(1/n)の低周波である
パルス出力信号を、そのマスター側制御装置に出力させ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a first embodiment of the present invention, a frequency dividing circuit is provided on the output side of a comparing means for generating a pulse output signal in a slave side control device, and a master side control device outputs an output. The slave controller outputs a pulse output signal whose pulse frequency is a low frequency of (1 / n) with respect to the pulse output signal. As a second embodiment of the present invention, a frequency dividing means is added to an oscillation circuit for generating a reference waveform signal (triangular wave voltage) according to a synchronization signal in a slave side control device, and the master side control device outputs the frequency division means. The slave controller outputs a pulse output signal whose pulse frequency is a low frequency of (1 / n) with respect to the pulse output signal. As a third embodiment of the present invention,
A frequency dividing circuit is provided on the output side of the comparing means for generating a pulse output signal in the master-side control device, and the pulse frequency of the pulse output signal output from the slave-side control device by the synchronization signal supplied by itself is set to ( A pulse output signal having a low frequency of 1 / n) is output to the master-side control device.

【0014】本発明の第4の実施の形態としては、マス
ター側制御装置内の独立した動作タイミングと回路によ
りあらかじめ設定されたパルス周波数にて基準波形信号
と同期信号を発生させるための発振回路に分周手段を付
加し、自己が供給する同期信号でスレーブ側制御装置が
出力するパルス出力信号に対して、そのパルス周波数が
(1/n)の低周波であるパルス出力信号を、そのマス
ター側制御装置に出力させる。本発明の第5の実施の形
態としては、マスター側制御装置内の独立した動作タイ
ミングと回路によりあらかじめ設定されたパルス周波数
にて基準波形信号と同期信号を発生させるための発振回
路に分周手段を付加し、通常の同期信号の他に分周した
同期信号を発生させ、分周した同期信号を供給するスレ
ーブ側制御装置に、自己が出力するパルス出力信号より
もそのパルス周波数が(1/n)の低周波であるパルス
出力信号を出力させる。そして、第1、第2、第5の実
施の形態では、マスター側制御装置に通常整流方式のス
イッチング電源回路を、スレーブ側制御装置に同期整流
方式のスイッチング電源回路をそれぞれ駆動制御させ、
第3、第4の実施の形態では、マスター側制御装置に同
期整流方式のスイッチング電源回路を、スレーブ側制御
装置に通常整流方式のスイッチング電源回路をそれぞれ
駆動制御させる。
According to a fourth embodiment of the present invention, there is provided an oscillation circuit for generating a reference waveform signal and a synchronizing signal at a pulse frequency preset by an independent operation timing and a circuit in a master-side control device. A frequency dividing means is added, and a pulse output signal whose pulse frequency is a low frequency of (1 / n) is output to the master side with respect to the pulse output signal output by the slave side control device with the synchronization signal supplied by itself. Output to the control device. According to a fifth embodiment of the present invention, there is provided an oscillator circuit for generating a reference waveform signal and a synchronizing signal at a pulse frequency preset by an independent operation timing and a circuit in a master-side control device. To generate a frequency-divided synchronizing signal in addition to the normal synchronizing signal, and to the slave-side control device that supplies the frequency-divided synchronizing signal, the pulse frequency is (1/1) than the pulse output signal output by itself. A pulse output signal having a low frequency of n) is output. In the first, second, and fifth embodiments, the master-side control device drives and controls the normal rectification-type switching power supply circuit, and the slave-side control device drives and controls the synchronous rectification-type switching power supply circuit.
In the third and fourth embodiments, the master control device controls the switching power supply circuit of the synchronous rectification system, and the slave control device controls the switching power supply circuit of the normal rectification system.

【0015】[0015]

【実施例】通常整流方式と同期整流方式のような性質の
異なる複数のスイッチング電源回路を、スイッチングビ
ートの発生を防止しながらそれぞれに適したスイッチン
グ条件で動作させることのできる、マスター・スレーブ
機能を備えた本発明による電源用制御装置の第1の実施
例の概略を図1に示した。なお、図1において図6で示
されたのと同じ構成要素については同じ符号を付与し
た。図1に示す電源用制御装置CD2−aは、スレーブ
側として使用される制御装置であって、誤差増幅器Er
r2、比較器Comp2及び出力バッファBuf2で構
成される制御系に対し、さらに比較器Comp2の出力
側に分周回路div1を設けた構成となっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A master / slave function capable of operating a plurality of switching power supply circuits having different characteristics, such as a normal rectification system and a synchronous rectification system, under switching conditions suitable for each while preventing occurrence of switching beats. FIG. 1 schematically shows a power supply control apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The power supply control device CD2-a shown in FIG. 1 is a control device used as a slave side, and includes an error amplifier Er.
In contrast to a control system composed of r2, a comparator Comp2 and an output buffer Buf2, a frequency divider div1 is further provided on the output side of the comparator Comp2.

【0016】この分周回路div1は、比較器Comp
2で発生したパルス出力信号(PO2)のパルス周波数
(=スイッチング周波数)を分周し、マスター側制御装
置(図示せず)が出力するパルス出力信号(PO1)あ
るいはマスターからの同期信号に対して忠実に動作タイ
ミングとパルス周波数を合致させた他のスレーブ側制御
装置(図示せず)が出力するパルス出力信号よりも、そ
のパルス周波数を低周波とする。このパルス出力信号が
低周波である図1の制御装置CD2−aにより同期整流
方式のスイッチング電源回路を駆動制御させ、パルス出
力信号が高周波であるマスター側制御装置等により通常
整流方式のスイッチング電源回路を駆動制御させれば、
同一の電源装置内において、通常整流方式のスイッチン
グ電源回路ではスイッチング周波数の高周波化による小
型化が、同期整流方式のスイッチング電源回路ではスイ
ッチング周波数の低周波化による高効率化が、それぞれ
無理なく実施できる。
The frequency dividing circuit div1 has a comparator Comp.
2. The pulse frequency (= switching frequency) of the pulse output signal (PO2) generated in step 2 is divided, and the pulse output signal (PO1) output from the master-side control device (not shown) or the synchronization signal from the master is output. The pulse frequency is set to be lower than the pulse output signal output from another slave-side control device (not shown) whose operation timing and pulse frequency are matched exactly. The control device CD2-a of FIG. 1 in which the pulse output signal has a low frequency drives and controls the synchronous rectification type switching power supply circuit, and the normal rectification type switching power supply circuit uses a master side control device or the like in which the pulse output signal has a high frequency. Drive control,
In the same power supply device, the switching power supply circuit of the normal rectification type can easily achieve downsizing by increasing the switching frequency, and the switching power supply circuit of the synchronous rectification type can easily achieve higher efficiency by lowering the switching frequency. .

【0017】また低周波のパルス出力信号と高周波のパ
ルス出力信号は、そのパルス周波数が逓倍の関係に有る
ことと動作タイミングが一致していることからスイッチ
ングビートが発生する心配も無くなる。なお、図1に示
す制御装置CD2−aでは、比較器Comp2において
発生したパルス出力信号(PO2)を分周するのに、分
周回路div1を比較器Comp2の出力端子に接続し
ているが、比較器Comp2の出力端子は出力バッファ
Buf2に接続し、出力バッファBuf2の出力端子に
分周回路div1を接続しても良い。
Since the low-frequency pulse output signal and the high-frequency pulse output signal have a multiplying pulse frequency and coincide with the operation timing, there is no need to worry about occurrence of a switching beat. In the control device CD2-a shown in FIG. 1, the frequency divider div1 is connected to the output terminal of the comparator Comp2 to divide the frequency of the pulse output signal (PO2) generated in the comparator Comp2. The output terminal of the comparator Comp2 may be connected to the output buffer Buf2, and the frequency divider circuit div1 may be connected to the output terminal of the output buffer Buf2.

【0018】図2には本発明による電源用制御装置の第
2の実施例を示した。図1に示す制御装置CD2−aで
は、制御系を構成するものとして分周回路div1を比
較器Comp2の出力側に設けていたが、図2に示す制
御装置では、マスター側制御装置からの同期信号に従っ
た動作タイミングと発振周波数にて三角波電圧を出力す
る発振回路22aに分周手段を付加することとしてい
る。この場合、比較器Comp2に入力される三角波電
圧の周波数は分周手段によって低周波化されるため、比
較器Comp2で発生するパルス出力信号(PO2)
は、そのパルス周波数がマスター側制御装置あるいはマ
スターからの同期信号に対して忠実に動作する他のスレ
ーブ側制御装置が出力するパルス出力信号のパルス周波
数よりも低周波となる。
FIG. 2 shows a second embodiment of the power supply control device according to the present invention. In the control device CD2-a shown in FIG. 1, the frequency dividing circuit div1 is provided on the output side of the comparator Comp2 as a component of the control system. However, in the control device shown in FIG. Frequency dividing means is added to the oscillation circuit 22a which outputs a triangular wave voltage at an operation timing and an oscillation frequency according to a signal. In this case, since the frequency of the triangular wave voltage input to the comparator Comp2 is reduced by the frequency dividing means, the pulse output signal (PO2) generated by the comparator Comp2.
Has a lower pulse frequency than the pulse frequency of the pulse output signal output from the master-side control device or another slave-side control device that operates faithfully with the synchronization signal from the master.

【0019】その結果、図1に示す制御装置CD2−a
と図2に示す制御装置CD2−bはその作用が同じもの
となり、電源装置の小型化と高効率化が無理なく実施で
き、しかもスイッチングビートの発生する心配も無い。
なお、三角波電圧を出力する発振回路については様々な
回路方式が存在するが、一般には直流電圧から矩形波電
圧を発生させ、さらに矩形波電圧を三角波電圧い変換す
るという過程を踏むものが多い。図2の実施例において
示した発振回路22aにおける分周手段の付加形態とし
ては、その回路方式及びマスターから受信する同期信号
によって異なるが、同期信号の受信段階、矩形波電圧の
発生段階、三角波電圧への変換段階のいずれの段階にお
いて分周を行っても構わない。また、分周手段を発振回
路に一体化せず、分周回路と発振回路を個別に形成し、
その分周回路を発振回路の同期信号の受信側あるいは三
角波電圧の出力側に設けても良い。
As a result, the control device CD2-a shown in FIG.
The control device CD2-b shown in FIG. 2 has the same function as the control device CD2-b, so that the size and efficiency of the power supply device can be reduced without difficulty, and there is no fear of generating a switching beat.
Note that there are various circuit systems for an oscillator circuit that outputs a triangular wave voltage. However, in many cases, a rectangular wave voltage is generated from a DC voltage and the rectangular wave voltage is converted into a triangular wave voltage. The addition form of the frequency dividing means in the oscillation circuit 22a shown in the embodiment of FIG. 2 differs depending on the circuit system and the synchronization signal received from the master, but includes a reception step of the synchronization signal, a generation step of the rectangular wave voltage, a triangular wave voltage. The frequency division may be performed at any stage of the conversion stage. Also, without dividing the frequency dividing means into the oscillation circuit, the frequency dividing circuit and the oscillation circuit are formed separately,
The frequency dividing circuit may be provided on the receiving side of the synchronization signal of the oscillation circuit or on the output side of the triangular wave voltage.

【0020】図3、図4及び図5には本発明による電源
用制御装置の、第3、第4及び第5の実施例をそれぞれ
示した。前に説明した図1及び図2に示す制御装置で
は、スレーブ側となる制御装置に分周回路(手段)を設
けていたが、図3図4及び図5に示す制御装置は、マス
ター側となる制御装置に分周回路(手段)を設けるもの
である。図3の制御装置CD1−aは、図1の制御装置
CD2−aと同様に、制御系を構成する比較器Comp
1の出力側に分周回路div2を設けた構成としてい
る。図3中の発振回路12では、独立した動作タイミン
グと回路によりあらかじめ設定されたパルス周波数で三
角波電圧を出力しており、同期信号(RSS)の動作タ
イミングと周波数は、当然この三角波電圧と同一のもの
となる。そのため、図3中の比較器Comp1で発生す
るパルス出力信号と同期信号に忠実に従った動作をする
スレーブ側制御装置が出力するパルス出力信号は、その
動作タイミングとパルス周波数が同じとなる。
FIGS. 3, 4 and 5 show third, fourth and fifth embodiments of the power supply control device according to the present invention, respectively. In the control device shown in FIGS. 1 and 2 described above, the frequency divider circuit (means) is provided in the control device on the slave side. However, the control device shown in FIGS. Is provided with a frequency dividing circuit (means). The control device CD1-a of FIG. 3 is similar to the control device CD2-a of FIG.
1 is provided with a frequency dividing circuit div2 on the output side. The oscillation circuit 12 in FIG. 3 outputs a triangular wave voltage at an independent operation timing and a pulse frequency preset by the circuit, and the operation timing and frequency of the synchronizing signal (RSS) are naturally the same as this triangular wave voltage. It will be. Therefore, the pulse output signal generated by the comparator Comp1 in FIG. 3 and the pulse output signal output from the slave-side control device that operates in accordance with the synchronization signal have the same operation timing and pulse frequency.

【0021】しかし図3に示す制御装置CD1−aで
は、分周回路div2によって出力端子ピンBに現れる
パルス出力信号(PO1)のパルス周波数は分周されて
おり、そのパルス出力信号(PO1)はスレーブ側制御
装置が出力するパルス出力信号よりも低周波となる。図
4の制御装置CD1−bでは、図2の制御装置CD2−
bと同様に、発振回路12aに分周手段を付加すること
としている。ここで分周手段を付加した発振回路22a
は、比較器Comp1へ供給する三角波電圧の周波数を
スレーブ側制御装置に供給する同期信号(RSS)の周
波数よりも低周波としており、これにより制御装置CD
1−bから出力されるパルス出力信号(PO1)のパル
ス周波数を、同期信号(RSS)に忠実に従って動作す
るスレーブ側制御装置が出力するパルス出力信号よりも
低周波としている。
However, in the control device CD1-a shown in FIG. 3, the frequency of the pulse output signal (PO1) appearing at the output terminal pin B is divided by the frequency dividing circuit div2, and the pulse output signal (PO1) is The frequency is lower than the pulse output signal output by the slave control device. The control device CD1-b of FIG.
Similarly to b, a frequency dividing means is added to the oscillation circuit 12a. Here, an oscillation circuit 22a to which frequency dividing means is added
Sets the frequency of the triangular wave voltage supplied to the comparator Comp1 to be lower than the frequency of the synchronization signal (RSS) supplied to the slave-side control device.
The pulse frequency of the pulse output signal (PO1) output from 1-b is lower than the pulse output signal output by the slave-side control device that operates in accordance with the synchronization signal (RSS).

【0022】これに対し図5の制御装置CD1−cで
は、発振回路12bに分周手段を付加し、図4とは逆
に、スレーブ側制御装置に供給する同期信号(RSS)
の周波数を比較器Comp1へ供給する三角波電圧の周
波数よりも低周波としている。なお図5の発振回路12
bでは、スレーブ側制御装置が複数存在し、通常整流方
式と同期整流方式に対応する制御装置が混在している場
合を想定して、高周波と低周波の2つの同期信号が得ら
れるようにしてある。いずれの制御装置においても、マ
スター側あるいはスレーブ側の一方の制御装置に分周回
路(手段)による低周波のパルス出力信号が得られ、他
方の制御装置に高周波のパルス出力信号が得られる。従
ってパルス出力信号が低周波となる制御装置(図3のC
D1−a、図4のCD1−b、図5のスレーブ側)に同
期整流方式のスイッチング電源回路を駆動制御させ、パ
ルス出力信号が高周波となる制御装置(図3、図4のス
レーブ側、図5のCD1−c)に通常整流方式のスイッ
チング電源回路を駆動制御させれば、電源装置の小型化
と高効率化が無理なく実施でき、しかもスイッチングビ
ートの発生する心配もない。
On the other hand, in the control device CD1-c of FIG. 5, a frequency dividing means is added to the oscillation circuit 12b, and, contrary to FIG. 4, a synchronization signal (RSS) supplied to the slave control device.
Is lower than the frequency of the triangular wave voltage supplied to the comparator Comp1. The oscillation circuit 12 shown in FIG.
In b, assuming that a plurality of slave-side control devices exist and control devices corresponding to the normal rectification method and the synchronous rectification method are mixed, two synchronization signals of a high frequency and a low frequency are obtained. is there. In any of the control devices, a low-frequency pulse output signal by a frequency dividing circuit (means) is obtained in one of the master and slave control devices, and a high-frequency pulse output signal is obtained in the other control device. Accordingly, a control device (C in FIG. 3) in which the pulse output signal has a low frequency
D1-a, CD1-b in FIG. 4, slave side in FIG. 5) drives and controls a switching power supply circuit of the synchronous rectification system, and a pulse output signal becomes a high-frequency control device (slave side in FIGS. 3 and 4; By driving the switching power supply circuit of the normal rectification type in CD1-c) of No. 5, the power supply device can be reduced in size and increased in efficiency, and there is no fear of generating a switching beat.

【0023】なお、以上の実施例の説明において、それ
ぞれの制御装置には制御系を一つ有するシングルチャン
ネル型を想定しているが、制御系を二つ有するデュアル
チャンネル型、あるいはそれ以上の制御系を有した制御
装置でも構わない。また、同期整流方式のスイッチング
電源回路を駆動制御するための制御装置の中には、主ス
イッチング素子にパルス出力信号を供給する構成要素の
他に、そのパルス出力信号とは逆の位相の信号を同期整
流素子に供給する構成要素を設けたものも存在するが、
このような制御装置に対しても本発明が適用できること
は言うまでもない。ただし、この様な制御装置に対して
は、比較器の出力側に分周手段を設ける場合、その出力
信号数に応じた数だけ分周手段が必要になることが有
る。
In the above description of the embodiment, each control device is assumed to be a single-channel type having one control system. A control device having a system may be used. Some control devices for driving and controlling the switching power supply circuit of the synchronous rectification type include a component for supplying a pulse output signal to the main switching element and a signal having a phase opposite to that of the pulse output signal. There is also a component provided with a component to be supplied to the synchronous rectifier,
It goes without saying that the present invention can be applied to such a control device. However, when such a control device is provided with frequency dividing means on the output side of the comparator, the frequency dividing means may be required in a number corresponding to the number of output signals.

【0024】さらに、不特定多数の電源回路を有する電
源装置において、図1、図2に示すような分周手段を設
けた制御装置が複数存在することが有るが、この場合、
各々の分周手段の分周率を同一にする必要は無く、それ
ぞれ駆動制御するべきスイッチング電源回路の特性に合
わせて分周率を設定しても良い。そして一つの電源装置
の中に、図1、図2に示した制御装置と、図3〜図5の
いずれかに示した制御装置が同時に存在しても構わな
い。
Further, in a power supply device having an unspecified number of power supply circuits, there may be a plurality of control devices provided with frequency dividing means as shown in FIGS. 1 and 2. In this case,
It is not necessary to make the dividing ratios of the respective dividing units the same, and the dividing ratios may be set according to the characteristics of the switching power supply circuit to be driven and controlled. The control device shown in FIGS. 1 and 2 and the control device shown in any of FIGS. 3 to 5 may be present simultaneously in one power supply device.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に述べたように本発明による電源用
制御装置は、マスター側制御装置あるいはスレーブ側制
御装置に分周手段を設け、制御装置毎に出力されるパル
ス出力信号の動作タイミングを同期させながら、そのパ
ルス出力信号のパルス周波数を制御対象の電源回路に応
じて異ならせるものである。これにより、例えば通常整
流方式と同期整流方式のように性質の異なる複数のスイ
ッチング電源回路を、それぞれに適したスイッチング条
件で駆動制御することができ、なおかつ制御装置内や電
源装置内にスイッチングビートが発生するのが防止され
る。その結果、本発明による制御装置を適用すれば、小
型化と高効率化の一方を犠牲にすることなく、電源装置
の小型化と高効率化がバランス良く達成することができ
る。
As described above, in the power supply control device according to the present invention, the master side control device or the slave side control device is provided with frequency dividing means, and the operation timing of the pulse output signal output for each control device is controlled. While synchronizing, the pulse frequency of the pulse output signal is made different depending on the power supply circuit to be controlled. This makes it possible to drive and control a plurality of switching power supply circuits having different properties, for example, a normal rectification method and a synchronous rectification method, under switching conditions suitable for each, and furthermore, a switching beat is generated in the control device or the power supply device. It is prevented from occurring. As a result, by applying the control device according to the present invention, it is possible to achieve a good balance between miniaturization and high efficiency of the power supply device without sacrificing one of miniaturization and high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による電源用制御装置(スレーブ側)
の第1の実施例の回路図。
FIG. 1 is a power supply control device (slave side) according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of the first embodiment.

【図2】 本発明による電源用制御装置(スレーブ側)
の第2の実施例の回路図。
FIG. 2 is a power supply control device (slave side) according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of FIG.

【図3】 本発明による電源用制御装置(マスター側)
の第3の実施例の回路図。
FIG. 3 is a power supply control device (master side) according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a third embodiment.

【図4】 本発明による電源用制御装置(マスター側)
の第4の実施例の回路図。
FIG. 4 is a power supply control device (master side) according to the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram of a fourth embodiment.

【図5】 本発明による電源用制御装置(マスター側)
の第5の実施例の回路図。
FIG. 5 is a power supply control device (master side) according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a fifth embodiment.

【図6】 従来のマスター・スレーブ機能を有した電源
用制御装置と、それを適用した電源装置の概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional power supply control device having a master / slave function and a power supply device to which the control device is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CD1 マスター側制御装置 CD2 スレーブ側制御装置 12 マスター側発振回路 22 スレーブ側発振回路 11、21 基準電圧源 13、23 アクセサリー回路 PS1 スイッチング電源回路 PS2 スイッチング電源回路 div 分周回路 (PO1) マスター側パルス出力信号 (PO2) マスター側パルス出力信号 (RSS) 同期信号 CD1 Master-side control device CD2 Slave-side control device 12 Master-side oscillation circuit 22 Slave-side oscillation circuit 11, 21 Reference voltage source 13, 23 Accessory circuit PS1 Switching power supply circuit PS2 Switching power supply circuit div Divider circuit (PO1) Master-side pulse output Signal (PO2) Master side pulse output signal (RSS) Synchronization signal

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 独立した動作タイミングと回路によりあ
らかじめ設定されたパルス周波数でパルス出力信号を出
力し、併設された複数の電源回路の少なくとも一つを独
立して制御するマスター用制御装置、あるいは、該マス
ター用制御装置から同期信号を受け取り、該マスター用
制御装置に同期した動作タイミングとパルス周波数でパ
ルス出力信号を出力し、マスターとは別の電源回路を独
立して制御するスレーブ用制御装置として使用される、
マスター・スレーブ機能を備えたパルス幅変調方式の電
源用制御装置において、 分周手段を有し、前記同期信号に従って出力されるパル
ス出力信号よりも、そのパルス周波数が(1/n)の低
周波であるようなパルス出力信号を出力し、同期整流方
式を採用した電源回路を駆動制御することを特徴とする
電源用制御装置。
A master control device that outputs a pulse output signal at a pulse frequency set in advance by independent operation timing and a circuit and independently controls at least one of a plurality of power supply circuits provided together; or As a slave control device that receives a synchronization signal from the master control device, outputs a pulse output signal at an operation timing and a pulse frequency synchronized with the master control device, and independently controls a power supply circuit different from the master. used,
A pulse width modulation type power supply control device having a master / slave function, comprising a frequency dividing means, wherein the pulse frequency is lower than that of a pulse output signal output in accordance with the synchronization signal with a pulse frequency of (1 / n). outputs a pulse output signal as it is, synchronous rectification side
A control device for a power supply, characterized in that a power supply circuit employing a formula is driven and controlled .
【請求項2】 マスター用制御装置から供給される同期
信号を受け取り、該マスター用制御装置に同期した動作
タイミングでパルス出力信号を出力し、マスターとは別
の電源回路を独立して制御する、マスター・スレーブ機
能を備えたパルス幅変調方式の電源用制御装置におい
て、 分周手段を有し、マスター用制御装置が出力するパルス
出力信号よりも、そのパルス周波数が(1/n)の低周
波であるようなパルス出力信号を出力し、同期整流方式
を採用した電源回路を駆動制御することを特徴とする電
源用制御装置。
Receiving a synchronization signal supplied from the master control device, outputting a pulse output signal at an operation timing synchronized with the master control device, and independently controlling a power supply circuit different from the master. A pulse width modulation type power supply control device having a master / slave function, comprising a frequency dividing means, wherein the pulse frequency is lower than that of the pulse output signal output by the master control device by (1 / n). outputs a pulse output signal as it is, synchronous rectification
A control device for a power supply, wherein the power supply circuit employs a drive control .
【請求項3】 独立した動作タイミングと回路によりあ
らかじめ設定されたパルス周波数でパルス出力信号を出
力し、併設された複数の電源回路の少なくとも一つを独
立して制御し、なおかつスレーブ用の他の制御装置に対
して動作タイミングを同期させるための同期信号を供給
する、マスター・スレーブ機能を備えたパルス幅変調方
式の電源用制御装置において、 分周手段を有し、前記制御信号に従って動作するスレー
ブ用の他の制御装置が出力するパルス出力信号よりも、
そのパルス周波数が(1/n)の低周波であるようなパ
ルス出力信号を出力し、同期整流方式を採用した電源回
路を駆動制御することを特徴とする電源用制御装置。
3. A pulse output signal is output at a preset pulse frequency by independent operation timing and a circuit, and at least one of a plurality of power supply circuits provided independently is independently controlled, and another one for a slave is output. A pulse width modulation type power supply control device having a master / slave function, which supplies a synchronization signal for synchronizing operation timing to a control device, comprising: a slave having frequency dividing means and operating in accordance with the control signal Than the pulse output signal output by other control devices for
A power supply circuit that outputs a pulse output signal whose pulse frequency is as low as (1 / n) and employs a synchronous rectification method
A power supply control device for controlling driving of a road .
【請求項4】 独立した動作タイミングと回路によりあ
らかじめ設定されたパルス周波数でパルス出力信号を出
力し、併設された複数の電源回路の少なくとも一つを独
立して制御し、なおかつスレーブ用の他の制御装置に対
して動作タイミングを同期させるための同期信号を供給
する、マスター・スレーブ機能を備えた パルス幅変調方式の電源用制御装置において、分周手段
を有し、自己が出力するパルス出力信号よりもそのパル
ス周波数が(1/n)の低周波であるパルス出力信号を
出力させるような前記同期信号を、同期整流方式を採用
した電源回路を駆動するためのスレーブ用制御装置に供
給することを特徴とする電源用制御装置。
4. A pulse output signal is output at a preset pulse frequency by independent operation timing and a circuit, and at least one of a plurality of power supply circuits provided independently is independently controlled, and another one for a slave is provided. A pulse width modulation type power supply control device having a master / slave function for supplying a synchronization signal for synchronizing an operation timing to a control device. A synchronous rectification method is used for the synchronous signal for outputting a pulse output signal whose pulse frequency is lower than (1 / n).
A power supply control device for supplying a power supply circuit to a slave control device for driving the power supply circuit .
【請求項5】 出力電圧の設定値に対する偏差量に相当
する誤差信号と基準波形信号とを比較して前記パルス出
力信号を発生させる比較手段の出力側に、前記分周手段
を設けたことを特徴とする、請求項2あるいは請求項3
に記載した電源用制御装置。
5. The method according to claim 1, wherein said frequency dividing means is provided on the output side of a comparing means for comparing an error signal corresponding to a deviation amount from a set value of the output voltage with a reference waveform signal to generate said pulse output signal. Claim 2 or Claim 3
The control device for a power supply described in 1.
【請求項6】 前記パルス出力信号を発生させる比較手
段に対して基準波形信号を供給する発振手段に、前記分
周手段を付加したことを特徴とする、請求項2、請求項
3、請求項4のいずれかに記載した電源用制御装置。
6. The frequency dividing means according to claim 2, wherein said frequency dividing means is added to an oscillating means for supplying a reference waveform signal to a comparing means for generating said pulse output signal. 4. The control device for a power supply according to any one of 4.
【請求項7】 前記パルス出力信号を発生させる比較手7. A comparator for generating the pulse output signal.
段に対して基準波形信号を供給する発振手段の三角波電Triangular wave power of the oscillating means for supplying a reference waveform signal to the
圧の出力側に前記分周手段を設けたことを特徴とする、Characterized in that the frequency dividing means is provided on the pressure output side,
請求項2あるいは請求項3に記載した電源用制御装置。The power supply control device according to claim 2 or 3.
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