JP3876894B2 - Power supply - Google Patents
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Description
この発明は、直流の電源電圧を受けて所定の電圧を出力する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply apparatus that receives a DC power supply voltage and outputs a predetermined voltage.
以前より、ACトランスを有するレギュレータ回路や、その後段でレギュレータ回路の電源電圧を受けて所定の直流電圧を安定供給するDCDCコンバータ回路を有する電源装置がある。このように、レギュレータ回路の後段にDCDCコンバータ回路を設けて所定の直流電圧に変換することで、複数の電源電圧を効率的に生成でき、また、例えば電源生成のオンオフなど電源電圧の制御が容易になり、さらに、レギュレータ回路のACトランスの小型化が図れるなどの利点が得られる。 2. Description of the Related Art There has been a power supply apparatus having a regulator circuit having an AC transformer and a DCDC converter circuit that receives a power supply voltage of a regulator circuit at a subsequent stage and stably supplies a predetermined DC voltage. Thus, by providing a DCDC converter circuit in the subsequent stage of the regulator circuit and converting it to a predetermined DC voltage, it is possible to efficiently generate a plurality of power supply voltages, and it is easy to control the power supply voltage, for example, on / off of power supply generation In addition, there is an advantage that the AC transformer of the regulator circuit can be reduced in size.
近年、デジタル家電などにおいては、駆動系の電源電圧(例えば12Vや5V)や制御系の電源電圧(例えば3.3Vや2.5V)など、複数種類の電源電圧を必要とする。このような場合、リプル等の気にならない駆動系の電源電圧(12Vや5V)はレギュレータ回路により生成し、電位の安定性が要求される制御系の電源電圧(3.3Vや2.5V)はレギュレータ回路の電源電圧に基づいてDCDCコンバータ回路により生成したりする。 In recent years, digital home appliances require a plurality of types of power supply voltages such as a drive system power supply voltage (for example, 12 V or 5 V) and a control system power supply voltage (for example, 3.3 V or 2.5 V). In such a case, the power supply voltage (12 V or 5 V) of the driving system that is not worrisome such as ripple is generated by the regulator circuit, and the power supply voltage (3.3 V or 2.5 V) of the control system that requires the stability of the potential. Is generated by a DCDC converter circuit based on the power supply voltage of the regulator circuit.
また、従来、複数の電源を利用する技術として、消費電力の大きな負荷を駆動する場合に、複数の電源を切り替えながら負荷に出力する技術が提案されている(特許文献1〜3)。
デジタル家電においては、例えばビデオディスクレコーダなどを例にとってみると、同種の装置であっても、例えば記憶装置の容量、対応する記憶媒体の種類などを異ならせて多数のラインナップが提供されることが多い。 In digital home appliances, for example, a video disc recorder, for example, even if the same type of device is used, many lineups may be provided with different storage device capacities, types of corresponding storage media, etc. Many.
このような場合に、異なるラインナップ間で同じ電源回路を適用しようとすると、一方のラインナップでは全ての電源電圧に対して出力電力が足りていても、他方のラインナップでは或る電源電圧は出力電力が足りているが、或る電源電圧では出力電力が足りないと云ったアンバランスな状態になることがある。 In such a case, when trying to apply the same power supply circuit between different lineups, even if the output power is sufficient for all power supply voltages in one lineup, a certain power supply voltage is output power in the other lineup. Although sufficient, there may be an unbalanced state where the output power is insufficient at a certain power supply voltage.
このような場合、電源回路の設計変更により上記のアンバランスを是正することが出来るが、初めから設計変更するとなると、新たな回路の設計コストが発生し、また、電源回路の体積が変わって内部装置のレイアウト変更や装置の外装の変更も必要になるなど、製品全体の設計コストが高騰してしまう。本発明者らは、このような場合に、出力電力が足りている電源電圧により出力電力の過大になった電源電圧の補填を行えるような構成があれば効果的であると考えた。 In such a case, the above-mentioned imbalance can be corrected by changing the design of the power supply circuit. However, if the design is changed from the beginning, a new circuit design cost is generated, and the volume of the power supply circuit changes and the internal circuit changes. The design cost of the entire product will increase, such as the need to change the layout of the device and the exterior of the device. In such a case, the present inventors considered that it would be effective if there was a configuration capable of compensating for the power supply voltage in which the output power was excessive due to the power supply voltage having sufficient output power.
この発明の目的は、複数の電源電圧から電流供給を受けて所定の電圧生成が可能な電源装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power supply apparatus that can receive a current supply from a plurality of power supply voltages and generate a predetermined voltage.
本発明は、上記目的を達成するため、第1電源電圧端子および第2電源電圧端子と、入力直流電圧を交流電圧に変換したのち所定の直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータ回路と、前記DCDCコンバータ回路に入力される電源電圧を前記第1電源電圧端子の電圧又は前記第2電源電圧端子の電圧の何れかに切り替えるスイッチ回路と、前記交流電圧の信号を遅延させる遅延回路、および、前記交流電圧の信号と遅延回路の信号とを論理演算する論理回路によって、前記DCDCコンバータ回路に入力電流が流れる期間を複数に分割した各タイミングで前記スイッチ回路を切り替える制御信号を生成する切替信号生成回路とを備えていることを特徴とする電源装置である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first power supply voltage terminal and a second power supply voltage terminal, a DCDC converter circuit that converts an input DC voltage into an AC voltage, converts the DC voltage into a predetermined DC voltage, and outputs the DCDC converter circuit. A switch circuit that switches a power supply voltage input to the DCDC converter circuit to either the voltage of the first power supply voltage terminal or the voltage of the second power supply voltage terminal; a delay circuit that delays the signal of the AC voltage; and A switching signal generation circuit that generates a control signal for switching the switch circuit at each timing obtained by dividing a period during which an input current flows in the DCDC converter circuit by a logic circuit that performs a logical operation on an AC voltage signal and a delay circuit signal It is provided with these .
このような手段によれば、例えば、複数の電源電圧があって、これらの電源電圧からもう1つの電圧を生成するときに、1つの電源電圧だけでは出力電力が足りないと云ったときに、2つの電源電圧を用いてそれらの出力電力をあわせて1つの電圧を生成することが出来る。また、このとき、2つの電源電圧の切り替えはDCDCコンバータ回路の交流電圧を用いて行うので、入力電圧切替え用の専用の制御を行う必要がなく、追加する回路の規模は少ないもので済む。 According to such means, for example, when there are a plurality of power supply voltages and another voltage is generated from these power supply voltages, it is said that the output power is insufficient with only one power supply voltage. By using two power supply voltages, their output powers can be combined to generate one voltage. At this time, since the switching of the two power supply voltages is performed using the AC voltage of the DCDC converter circuit, it is not necessary to perform a dedicated control for switching the input voltage, and the scale of the added circuit is small.
また、DCDCコンバータの交流電圧に基づき電源電圧の切り替え制御を行う場合、DCDCコンバータのスイッチング周波数が低いと、一方の電源電圧がオンとなる期間と、DCDCコンバータに入力電流が遮断される期間とが重なって、供給電力がほぼ一方の電源電圧端子からのみ行われるといった状態に陥ることがある。このような場合には、上記のような切替信号生成回路を付加して、電源電圧の切り替えタイミングをずらしてやることで、第1電源電圧端子と第2電源電圧端子とから適宜均等に電力供給を行わせることが出来る。Further, when switching control of the power supply voltage based on the AC voltage of the DCDC converter, when the switching frequency of the DCDC converter is low, there is a period during which one power supply voltage is turned on and a period during which the input current is cut off by the DCDC converter. In some cases, the power supply is performed only from one of the power supply voltage terminals. In such a case, by adding a switching signal generation circuit as described above and shifting the switching timing of the power supply voltage, power can be supplied equally from the first power supply voltage terminal and the second power supply voltage terminal as appropriate. Can be done.
具体的には、第1電源電圧端子と第2電源電圧端子にはそれぞれ異なる電源からの電圧が供給されるようにすると良い。また、DCDCコンバータ回路は、電源電圧端子から供給される電流をインダクタに断続的に流すトランジスタと、出力電圧に基づき前記トランジスタのスイッチング制御信号を生成する制御回路とを有するものにすると良い。Specifically, voltages from different power sources may be supplied to the first power supply voltage terminal and the second power supply voltage terminal. The DCDC converter circuit may include a transistor that intermittently supplies current supplied from the power supply voltage terminal to the inductor, and a control circuit that generates a switching control signal for the transistor based on the output voltage.
このような構成により、複数の電源回路からの電圧(同じ電圧でも異なる電圧であっても良い)を用いて一定の電圧を生成することが出来る。With such a configuration, a constant voltage can be generated using voltages from a plurality of power supply circuits (which may be the same voltage or different voltages).
望ましくは、電源電圧が入力されるDCDCコンバータ回路の入力端子にローパスフィルタを構成するコンデンサを接続すると良い。Preferably, a capacitor constituting a low-pass filter is connected to the input terminal of the DCDC converter circuit to which the power supply voltage is input.
また、電源電圧端子を3個以上設け、スイッチ回路によりこれら3個の電源電圧端子の電圧を切り替えてDCDCコンバータに供給するようにすることも出来る。この場合、切替信号生成回路は、前記DCDCコンバータ回路に入力電流が流れる期間を前記電源電圧端子の個数分分割した各タイミングで前記スイッチ回路を切り替える制御信号を生成するように構成すると良い。 It is also possible to provide three or more power supply voltage terminals and switch the voltages of these three power supply voltage terminals by a switch circuit to supply them to the DCDC converter. In this case, the switching signal generation circuit may be configured to generate a control signal for switching the switch circuit at each timing obtained by dividing the period in which the input current flows in the DCDC converter circuit by the number of the power supply voltage terminals.
以上説明したように、本発明に従うと、複数の電源電圧があって、これらの電源電圧からもう1つの電圧を生成するときに、1つの電源電圧だけでは電力が足りないと云った場合でも、複数の電源電圧を用いてそれらの出力電力をあわせて1つの電圧を生成することが出来るという効果がある。 As described above, according to the present invention, even when there are a plurality of power supply voltages and another voltage is generated from these power supply voltages, even if it is said that only one power supply voltage is insufficient, There is an effect that a plurality of power supply voltages can be used to generate a single voltage by combining their output powers.
また、複数の電源電圧を切り替える制御も簡単な回路の追加で行うことが出来るという効果がある。 In addition, there is an effect that control for switching a plurality of power supply voltages can be performed by adding a simple circuit.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1には、本発明の第1の実施の形態の電源回路の構成図を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration diagram of a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
この実施の形態の電源回路は、2種類の電源電圧Va(例えば5V),Vb(例えば3.3V)がそれぞれ供給される第1電源電圧端子および第2電源電圧端子と、入力電圧を所定の大きさの電圧(例えば2.5V)に変換して出力するDCDCコンバータ回路10と、DCDCコンバータ回路10の入力を第1電源電圧Vaと第2電源電圧Vbとの何れかに切り替えるスイッチ回路30,40と、DCDCコンバータ回路10の入力端子に接続されたローパスフィルター50等から構成される。
The power supply circuit of this embodiment has a first power supply voltage terminal and a second power supply voltage terminal to which two kinds of power supply voltages Va (for example, 5 V) and Vb (for example, 3.3 V) are respectively supplied, and an input voltage is set to a predetermined value. A
DCDCコンバータ回路10は、電源電圧から電流を断続的に流すスイッチングトランジスタTr1と、出力電圧Voが所定値になるようにスイッチングトランジスタTr1のスイッチング制御を行うコントローラ11と、スイッチング動作により発生する交流電圧Vswを平滑して直流電圧に変換するツェナダイオード12、インダクタ13、およびコンデンサ(例えば電界コンデンサ)14からなる平滑回路から構成される。
The
特に制限されるものではないが、スイッチングトランジスタTr1とコントローラ11は1個のICデバイス10Aの形態で構成され、また、ツェナダイオード12、インダクタ13およびコンデンサ14は外付けの素子として接続される。
Although not particularly limited, the switching transistor Tr1 and the controller 11 are configured in the form of one
コントローラ11は、所定のスイッチング周波数(例えば500k〜1MHz)でスイッチングトランジスタTr1をオンオフさせるパルス信号を出力するとともに、帰還させせた出力電圧Voに基づきこのパルス幅を変化させることで、出力電圧Voを一定に保つようにスイッチングトランジスタTr1を制御する。スイッチングトランジスタTr1の出力ノードN1にはスイッチング周波数と同じ周波数の交流電圧Vswが出力される。 The controller 11 outputs a pulse signal for turning on and off the switching transistor Tr1 at a predetermined switching frequency (for example, 500 k to 1 MHz), and changes the pulse width based on the output voltage Vo that is fed back, thereby changing the output voltage Vo. The switching transistor Tr1 is controlled so as to be kept constant. An alternating voltage Vsw having the same frequency as the switching frequency is output to the output node N1 of the switching transistor Tr1.
スイッチ回路30は、第1電源電圧端子(Va)とDCDCコンバータ回路10の入力端子との間で電流を通過/遮断させる電界効果トランジスタTr31と、第1電源電圧Vaを動作電源として電界効果トランジスタTr31のゲートを駆動するトランジスタTr30および抵抗R30と、DCDCコンバータ回路10からの交流電圧Vswを受けてトランジスタTr30を駆動するインバータINV30とから構成される。
The
スイッチ回路40は、第2電源電圧端子(Vb)とDCDCコンバータ回路10の入力端子との間で電流を通過/遮断させる電界効果トランジスタTr41と、第2電源電圧Vbを動作電源として電界効果トランジスタTr41のゲートを駆動するトランジスタTr40および抵抗R40と、DCDCコンバータ回路10からの交流電圧Vswを受けてトランジスタTr40を駆動するバッファ回路B40とから構成される。
The
ローパスフィルタ50は、DCDCコンバータ回路10の入力端子とグランドとの間に抵抗R50とコンデンサ(例えば電界コンデンサ)C50とを並列接続したものである。
The low-
以下、上記のように構成された電源回路について動作の説明を行う。 The operation of the power supply circuit configured as described above will be described below.
図2には、DCDCコンバータ回路10の交流電圧Vswと出力電圧Voの波形図を示す。
FIG. 2 shows waveform diagrams of the AC voltage Vsw and the output voltage Vo of the
上記のような構成の電源回路によれば、DCDCコンバータ回路10のコントローラ11によりスイッチングトランジスタTr1がオンオフ制御されて、オンの期間にはノードN1の電圧Vswがハイレベル(入力電圧Vi)に、オフの期間はノードN1の電圧Vswがロウレベル(接地電位よりやや低い電位)にされる。そして、この交流電圧Vswが平滑回路(12,13,14)により平滑化されて一定の出力電圧Vo(例えば2.5V)が出力される。
According to the power supply circuit configured as described above, the switching transistor Tr1 is controlled to be turned on / off by the controller 11 of the
このとき、コントローラ11は、出力電流が大きいときにスイッチングトランジスタTr1のオン期間を長く、また、出力電流が小さいときにスイッチングトランジスタTr1のオン期間を短く制御することで、負荷変動に追従して出力電圧Voが一定に保たれる。 At this time, the controller 11 controls the switching transistor Tr1 to have a long ON period when the output current is large, and shortens the ON period of the switching transistor Tr1 when the output current is small. The voltage Vo is kept constant.
一方、上記の交流電圧Vswは、スイッチ回路30,40に出力されて電源電圧の切り替え制御に用いられる。すなわち、交流電圧Vswがハイレベルになったことに基づき、電界効果トランジスタTr41がオンして第2電源電圧Vbがコンバータ回路10側に供給される。一方、交流電圧Vswがロウレベルになったことに基づき、電界効果トランジスタTr41がオフして第1電源電圧VbがDCDCコンバータ回路10側に供給される。
On the other hand, the AC voltage Vsw is output to the
ここで、DCDCコンバータ回路10のスイッチング周波数が、例えば500kHzや1MHzなどと高い場合には、DCDCコンバータ回路10の入力端子に接続されたコンデンサC50により、電源電圧の切り替えによる入力電圧の変動が緩やかにされるとともに、トランジスタTr1がオフの期間には、電源電圧端子からの電流をコンデンサC50に引き込んで電荷を一次的に蓄える作用を及ぼす。そして、この蓄えられた電荷は、トランジスタTr1がオンされたときにDCDCコンバータ回路10に供給される。従って、第1電源電圧端子と第2電源電圧端子からの電流は、トランジスタTr1のオンオフの状態によらずに、DCDCコンバータ回路10にともに供給されて出力電圧Voの生成に用いられる。
Here, when the switching frequency of the
そのため、例えば、コントローラ11のスイッチング制御信号のパルス波形がデューティ比50%程度であれは、第1電源電圧端子と第2電源電圧端子とから半分ずつ電流供給が行われることとなり、1個の電源電圧端子から電流供給する場合に較べて、電源電圧Va,Vbを供給している各々の電源回路の電流負荷や発熱が半減される。 Therefore, for example, if the pulse waveform of the switching control signal of the controller 11 has a duty ratio of about 50%, current is supplied half by half from the first power supply voltage terminal and the second power supply voltage terminal. Compared with the case where current is supplied from the voltage terminal, the current load and heat generation of each power supply circuit supplying the power supply voltages Va and Vb are halved.
以上のように、この実施の形態の電源回路によれば、2つの電源電圧Va,Vbを用いて新たな電圧Voを生成することが出来るので、複数の電源電圧があって新たな電圧Vo(2.5V)を生成するときに、1つの電源電圧だけではその出力電力が過大になってしまう場合でも、他の電源電圧を用いてその出力電力の補填を行うことが出来る。延いては、各電源電圧の出力負荷の変化に合わせて電源回路を設計変更する場合でも、少ない変更で出力負荷の変化に柔軟に対応することが出来る。
〔変形例〕
図3には、昇圧電圧を生成する場合に適用されるDCDCコンバータ回路10Bを示す回路図を、図4にはこのDCDCコンバータ回路10Bを適用した場合の交流電圧Vswと出力電圧Voの波形図を示す。
As described above, according to the power supply circuit of this embodiment, the new voltage Vo can be generated using the two power supply voltages Va and Vb. Therefore, there are a plurality of power supply voltages and the new voltage Vo ( 2.5V), even when the output power becomes excessive with only one power supply voltage, the output power can be compensated using another power supply voltage. As a result, even when the design of the power supply circuit is changed in accordance with the change in the output load of each power supply voltage, it is possible to flexibly cope with the change in the output load with a small change.
[Modification]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a DCDC converter circuit 10B applied when generating a boosted voltage, and FIG. 4 is a waveform diagram of the AC voltage Vsw and the output voltage Vo when this DCDC converter circuit 10B is applied. Show.
図1の電源回路は、そのDCDCコンバータ回路10を変更することで、昇圧型の電源回路としたり、負電圧を生成する反転型の電源回路とすることが出来る。
The power supply circuit in FIG. 1 can be a boost type power supply circuit or an inversion type power supply circuit that generates a negative voltage by changing the
昇圧型の電源回路の場合、例えば、図3に示す昇圧型のDCDCコンバータ回路10Bを適用する。すなわち、入力端子と出力端子との間にインダクタ16とツェナダイオード17を直列に接続し、出力端子と接地端子との間にコンデンサ18を接続し、インダクタ16およびツェナダイオード17の接続ノードN2と接地電位との間にスイッチングトランジスタTr2を接続したDCDCコンバータ回路10Bである。
In the case of a step-up power supply circuit, for example, a step-up DCDC converter circuit 10B shown in FIG. 3 is applied. That is, the
そして、上記接続ノードN2に出力される交流電圧をスイッチ回路30,40に出力する。なお、図3において、スイッチングトランジスタTr2を制御するコントローラは省略している。
Then, the AC voltage output to the connection node N2 is output to the
このような回路によれば、図4に示されるように、接続ノードN2の出力波形は、スイッチトランジスタTr2がオフされたときにハイレベル(入力電圧Vi)に、オンされたときにロウレベル(接地電位)となるパルス波形となる。そして、出力電圧Voは入力電圧Viよりも高い電圧に昇圧される。 According to such a circuit, as shown in FIG. 4, the output waveform of the connection node N2 is high level (input voltage Vi) when the switch transistor Tr2 is turned off, and low level (grounded) when the switch transistor Tr2 is turned on. The pulse waveform becomes (potential). The output voltage Vo is boosted to a voltage higher than the input voltage Vi.
図5には、負電圧を生成する場合に適用されるDCDCコンバータ回路10Cを示す回路図を、図6にはこのDCDCコンバータ回路10Cを適用した場合の交流電圧Vswと出力電圧Voの波形図を示す。 FIG. 5 is a circuit diagram showing a DCDC converter circuit 10C applied when generating a negative voltage, and FIG. 6 is a waveform diagram of the AC voltage Vsw and the output voltage Vo when this DCDC converter circuit 10C is applied. Show.
負電圧を生成する電源回路の場合、例えば、図5に示す反転型のDCDCコンバータ回路10Cを適用する。すなわち、入力端子から電流の供給をオンオフするスイッチングトランジスタTr3の後段に、順に、インダクタ21を接地端子との間に並列に、ダイオードを直列に、コンデンサ23を接地端子との間に並列に、それぞれ接続したDCDCコンバータ回路10Cである。
In the case of a power supply circuit that generates a negative voltage, for example, an inverting DCDC converter circuit 10C shown in FIG. 5 is applied. That is, the
そして、スイッチングトランジスタTr3の出力ノードN3に出力される交流電圧Vswをスイッチ回路30,40に出力する。なお、図5において、スイッチングトランジスタTr3を制御するコントローラは省略している。
Then, the AC voltage Vsw output to the output node N3 of the switching transistor Tr3 is output to the
このような回路によれば、図6に示されるように、出力ノードN3の出力波形は、スイッチトランジスタTr2がオンされたときにハイレベル(入力電圧Vi)に、オフされたときにロウレベル(負電圧Vo)となるパルス波形となる。そして、出力電圧Voは接地電位より低い負電圧に反転される。
〔第2の実施の形態〕
図7には、第2の実施の形態の電源回路の全体構成図を示す。
According to such a circuit, as shown in FIG. 6, the output waveform of the output node N3 has a high level (input voltage Vi) when the switch transistor Tr2 is turned on, and a low level (negative voltage) when the switch transistor Tr2 is turned off. The pulse waveform becomes the voltage Vo). The output voltage Vo is inverted to a negative voltage lower than the ground potential.
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows an overall configuration diagram of a power supply circuit according to the second embodiment.
この実施の形態の電源回路は、DCDCコンバータ回路10のスイッチング周波数が比較的低い場合に有用なもので、図1の電源回路に、スイッチ回路30,40を切り替えるための制御信号を生成する切替信号生成回路60を付加したものである。図1の回路と同様の構成は同符合を付して説明を省略する。
The power supply circuit of this embodiment is useful when the switching frequency of the
切替信号生成回路60は、例えば、第1のアンド回路62および第2のアンド回路63と、インバータ回路64、遅延回路61とから構成され、DCDCコンバータに電流が入力される期間を2分するタイミングでスイッチ回路30,40を切り替える信号を生成する。
The switching
詳細には、第1のアンド回路62の一方の入力端子にDCDCコンバータ回路10の交流電圧Vswが入力され、他方の入力端子に該交流電圧Vsが遅延回路61を介して入力され、第1のアンド回路62のの出力がスイッチ回路40のトランジスタTr40のベースに入力されるように構成する。また、第2のアンド回路63の一方の入力端子にDCDCコンバータ回路10の交流電圧Vswが入力され、他方の入力端子に第1のアンド回路63の出力がインバータ回路64により反転されて入力され、第2のアンド回路63の出力がスイッチ回路30のトランジスタTr30のベースに入力されるように構成する。
Specifically, the AC voltage Vsw of the
図8には、遅延回路61の具体的な回路図を示す。
FIG. 8 shows a specific circuit diagram of the
遅延回路は、スイッチング周期の1/10〜1/3程度の遅延を及ぼすもので、例えば図8(a)に示すように複数のインバータ回路INV1〜INV4を縦続接続させて構成したり、或いは、抵抗R60とコンデンサC60とからなる積分回路から構成することが出来る。 The delay circuit exerts a delay of about 1/10 to 1/3 of the switching cycle. For example, as shown in FIG. 8A, a plurality of inverter circuits INV1 to INV4 are connected in cascade, or It can be constituted by an integrating circuit comprising a resistor R60 and a capacitor C60.
図9には、切替信号生成回路60のノードA,B,C,Dの電位波形図を示す。
FIG. 9 shows potential waveform diagrams of the nodes A, B, C, and D of the switching
上記のような切替信号生成回路60によれば、ノードAにてDCDCコンバータ回路10の交流電圧Vsw(パルス波形)が入力されると、この信号が遅延回路61を介して遅延されてノードBに出力される。
According to the switching
第1のアンド回路62は、2つの入力端子にノードA,Bの信号がそれぞれ入力されるので、その出力であるノードCの信号は、ノードAのパルス信号のハイレベルの期間を2分した期間だけハイレベルとなるパルス信号となる。また、第2のアンド回路63は、2つの入力端子にノードA,Cの信号がそれぞれ入力されるので、その出力であるノードDの信号は、ノードCの信号により2分されたうちの残りの期間がハイレベルとなるパルス信号となる。
In the first AND
そして、このノードCのパルス信号によりそのハイレベルの期間に第2スイッチ回路40がオンして第2電源電圧VbがDCDCコンバータ回路10に供給され、ノードDのパルス信号によりそのハイレベルの期間に第1スイッチ回路30がオンして第1電源電圧VaがDCDCコンバータ回路10に供給される。
Then, the
以上のように、この実施の形態の電源回路によれば、DCDCコンバータ回路10のスイッチング周波数が比較的低く、DCDCコンバータ回路10の入力が遮断されている期間における入力コンデンサC50による駆動電流の蓄積作用があまり得られない場合でも、2つの電源電圧に電力供給を分散させて行わせることが出来るという効果が奏される。すなわち、上記のようにスイッチング周波数が低い状態で、例えば、一方のスイッチ回路30又は40のオンする期間が、すべてトランジスタTr1のオフ期間と重なってしまうと、そのスイッチ回路30又は40側の電源電圧の電力供給がほとんどない状態になってしまう。しかしながら、本実施の形態の電源回路によれば、上記の切替信号生成回路60により、スイッチ回路30,40の切り替えタイミングが交流電圧Vswのハイレベルの期間を2分するタイミングとされるので、スイッチング周波数が低い場合でも、両方の電源電圧Va,Vbから分散して電力供給がなされるようになっている。
〔第3の実施の形態〕
図10には、第3の実施の形態の電源回路の全体構成図を示す。
As described above, according to the power supply circuit of this embodiment, the operation of storing the drive current by the input capacitor C50 during the period when the switching frequency of the
[Third Embodiment]
FIG. 10 is an overall configuration diagram of the power supply circuit according to the third embodiment.
この実施の形態の電源回路は、3つの電源電圧Va,Vb,Vcを用いて1つの出力電圧Voを生成するものであり、電源電圧端子(Vc)が1個追加される分、それに伴ってこの電源電圧VcをDCDCコンバータ回路10側に供給・遮断するスイッチ回路70を1個追加するとともに、これら3つのスイッチ回路30,40,70を適宜切り替える切替信号を生成する切替信号生成回路80を設けたものである。
The power supply circuit of this embodiment generates one output voltage Vo using three power supply voltages Va, Vb, and Vc, and is accompanied by the addition of one power supply voltage terminal (Vc). In addition to adding one
切替信号生成回路80は、第1〜第3のアンド回路81〜83と、2個のインバータ回路84,85と、2個の遅延回路86,87とから構成され、DCDCコンバータ回路10に電流が入力される期間を3分するタイミングでスイッチ回路30,40,70を切り替える信号を生成する。
The switching
詳細には、第1のアンド回路81の一方の入力端子にDCDCコンバータ回路10の交流電圧Vswが入力され、他方の入力端子に遅延回路86とインバータ回路84を介して交流電圧Vswが入力されるように接続する。また、第2のアンド回路82の一方の入力端子に遅延回路86を介して交流電圧Vsが入力され、他方の入力端子に2個の遅延回路86,87とインバータ回路85を介して交流電圧Vswが入力されるように接続する。また、第3のアンド回路83の一方の入力端子に2個の遅延回路86,87を介して交流電圧Vswが入力され、他方の入力端子に交流電圧Vswが直接入力されるように接続する。そして、これら3個のアンド回路81〜83の出力端子を3個のスイッチ回路30,40,70のトランジスタTr30,Tr40,Tr70に出力させて、DCDCコンバータ回路10へ電流を供給する電源電圧端子を3つの電源電圧端子(Va,Vb,Vc)中から何れかに切り替える。
Specifically, the AC voltage Vsw of the
図11には、切替信号生成回路80のノードA〜Fの電位波形図を示す。
FIG. 11 shows potential waveform diagrams of the nodes A to F of the switching
上記のような切替信号生成回路80によれば、ノードAにてDCDCコンバータ回路10の交流電圧Vsw(パルス波形)が入力されると、この信号が遅延回路86を介して遅延されてノードBに出力される。また、このノードBの信号が遅延回路87を介して遅延されてノードCに出力される。
According to the switching
第1のアンド回路81は、2つの入力端子にノードAの信号とノードBの反転信号がそれぞれ入力されるので、第1のアンド回路81の出力ノードDには、遅延回路86の遅延分の期間がハイレベルとなるパルス信号が出力される。また、第2のアンド回路82の2つの入力端子には、ノードBの信号とノードCの反転信号がそれぞれ入力されるので、第2のアンド回路82の出力ノードEには、遅延回路87の遅延分の期間がハイレベルとなるパルス信号が出力される。また、第3のアンド回路83の2つ入力端子には、ノードAとノードCの信号がそれぞれ入力されるので、第3のアンド回路83の出力ノードFには、
交流電圧Vswのハイレベル期間のうち、第1と第2のアンド回路81,82の出力がハイレベルとなる期間を除いた残りの期間がハイレベルとなるパルス信号が出力される。
In the first AND circuit 81, the signal of the node A and the inverted signal of the node B are input to the two input terminals, respectively, so that the output node D of the first AND circuit 81 has the delay amount of the
Of the high level period of the AC voltage Vsw, a pulse signal is output in which the remaining period is high except for the period in which the outputs of the first and second AND circuits 81 and 82 are high.
以上のように、この実施の形態の電源回路によれば、3個の電源電圧端子から電流供給を分散的に行わせて1つの出力電圧を生成することが出来る。 As described above, according to the power supply circuit of this embodiment, it is possible to generate one output voltage by supplying currents from the three power supply voltage terminals in a distributed manner.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、図7や図10の切替信号生成回路60,80は、DCDCコンバータ回路10の交流電圧Vswのハイレベルの期間を2分や3分するタイミングでスイッチ回路30,40(或いは30,40,70)を切り替えるようにしているが、交流電圧Vswがロウレベルの期間にDCDCコンバータ回路10に入力電流が流れるタイプを採用している場合は、ロウレベルの期間を2分や3分するタイミングでスイッチ回路を切り替えるようにすれば良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the switching
また、電流の供給を行う電源電圧端子は2個や3個に限られず、スイッチ回路の個数と切替信号生成回路の切り替え信号の分割数を増やすことで、さらに多くの電源電圧端子から電流の供給を分散的に行わせることも出来る。また、各電源電圧端子へは複数の電源回路から電圧が供給されるが、これらの電圧は異なる大きさのものであっても良いし、同じ大きさの電圧であっても良い。 In addition, the number of power supply voltage terminals for supplying current is not limited to two or three. By increasing the number of switch circuits and the number of switching signal dividing signals of the switching signal generation circuit, current can be supplied from more power supply voltage terminals. Can be distributed. In addition, voltages are supplied to each power supply voltage terminal from a plurality of power supply circuits, but these voltages may be different in magnitude or may be the same magnitude.
また、図12に示すように、DCDCコンバータ回路の入力端子に図1のコンデンサC50に加えてインダクタL50を直列に接続するようにしても良く、それにより、DCDCコンバータ回路10の入力電圧の平滑化や、第1電源電圧端子からの供給電力と第2電源電圧端子からの供給電力との平均化をより高めることが出来る。
Further, as shown in FIG. 12, an inductor L50 may be connected in series to the input terminal of the DCDC converter circuit in addition to the capacitor C50 of FIG. 1, thereby smoothing the input voltage of the
その他、DCDCコンバータ回路、切替信号生成回路、スイッチ回路の具体的な構成等は種々に変更可能である。 In addition, the specific configurations of the DCDC converter circuit, the switching signal generation circuit, and the switch circuit can be variously changed.
また、図13に示すように、スイッチ回路30,40を切り替える信号を生成するパルス発生器90を別途用意することで、DCDCコンバータ回路10のスイッチング周波数と関係ないタイミングで電源電圧の切替え制御を行うことも出来る。或いは、この場合、電圧生成にDCDCコンバータ回路を用いずに、様々な定電圧回路100を用いて電圧生成を行うことも出来る。
Further, as shown in FIG. 13, by separately preparing a
10 DCDCコンバータ回路
11 コントローラ
13 インダクタ
30,40 スイッチ回路
60 切替信号生成回路
61 遅延回路
C50 コンデンサ
Tr1 スイッチングトランジスタ
Vsw 交流電圧
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1電源電圧端子又は前記第2電源電圧端子から供給される電流をインダクタに断続的に流すトランジスタと、出力電圧を帰還させて前記トランジスタのスイッチング制御信号を生成する制御回路とを有し、入力直流電圧を交流電圧に変換したのち所定の直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータ回路と、
前記DCDCコンバータ回路に入力される電圧を前記第1電源電圧端子の電圧又は前記第2電源電圧端子の電圧の何れかに切り替えるスイッチ回路と、
前記DCDCコンバータ回路の入力端子に接続されローパスフィルタを構成するコンデンサと、
前記交流電圧の信号を遅延させる遅延回路、および、前記交流電圧の信号と遅延回路の信号とを論理演算する論理回路によって、前記DCDCコンバータ回路に入力電流が流れる期間を複数に分割した各タイミングで前記スイッチ回路を切り替える制御信号を生成する切替信号生成回路と、
を備えていることを特徴とする電源装置。 A first power supply voltage terminal and a second power supply voltage terminal to which voltages from different power sources are respectively supplied;
Wherein a transistor to flow intermittently the current in the inductor to be supplied from the first power supply voltage terminal and said second power supply voltage terminal, and a control circuit which is fed back the output voltage to generate a switching control signal of the transistor, A DCDC converter circuit that converts an input DC voltage into an AC voltage and then converts the DC voltage into a predetermined DC voltage and outputs the DC voltage;
A switch circuit for switching a voltage input to the DCDC converter circuit to either the voltage of the first power supply voltage terminal or the voltage of the second power supply voltage terminal;
A capacitor connected to an input terminal of the DCDC converter circuit and constituting a low-pass filter ;
The delay circuit that delays the AC voltage signal and the logic circuit that performs a logical operation on the AC voltage signal and the delay circuit signal each time the input current flows in the DCDC converter circuit is divided into a plurality of timings. A switching signal generation circuit for generating a control signal for switching the switch circuit;
Power supply, characterized in that it comprises a.
入力直流電圧を交流電圧に変換したのち所定の直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータ回路と、
前記DCDCコンバータ回路に入力される電源電圧を前記複数の電源電圧端子の電圧の何れかに切り替えるスイッチ回路と、
前記交流電圧の信号を遅延させる遅延回路、および、前記交流電圧の信号と遅延回路の信号とを論理演算する論理回路によって、前記DCDCコンバータ回路に入力電流が流れる期間を複数に分割した各タイミングで前記スイッチ回路を切り替える制御信号を生成する切替信号生成回路と、
を備えていることを特徴とする電源装置。 A plurality of power supply voltage terminals;
A DCDC converter circuit that converts an input DC voltage into an AC voltage and then converts the DC voltage into a predetermined DC voltage and outputs the DC voltage;
A switch circuit that switches a power supply voltage input to the DCDC converter circuit to one of the voltages of the plurality of power supply voltage terminals ;
The delay circuit that delays the AC voltage signal and the logic circuit that performs a logical operation on the AC voltage signal and the delay circuit signal each time the input current flows in the DCDC converter circuit is divided into a plurality of timings. A switching signal generation circuit for generating a control signal for switching the switch circuit;
Power supply, characterized in that it comprises a.
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