JP4930522B2 - 電源回路、および情報処理装置 - Google Patents
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Description
1.本発明の実施形態に係るアプローチ
2.本発明の第1の実施形態に係る電源回路
3.本発明の第2の実施形態に係る電源回路
本発明の実施形態に係る電源回路について説明する前に、本発明の実施形態に係る力率改善と安定的な電源の供給との両立を図るためのアプローチについて説明する。ここで、本発明の実施形態に係る力率の改善とは、力率(0≦力率≦1)を“1(理想状態)”に近づけることをいう。
本発明の実施形態に係るアプローチを説明する前に、まず、従来の技術が適用される場合における問題について、より具体的に説明する。
図1は、従来の技術が適用される場合における問題を説明するための説明図である。ここで、図1は、従来の技術に係るPFC回路が備えられる従来の情報処理装置10の構成の一例を示している。また、図1に示す交流電源12は、例えばコンセント(図示せず)などを介して情報処理装置10に入力される電源を示している。交流電源12としては、例えば、50Hzや60Hzなどの交流電源(いわゆる商用の交流電源)が挙げられる。
PFC回路18は、コイルL10と、平滑部30と、検出部32と、制御部34と、スイッチング部36とを備える。
情報処理装置10は、図1の構成によって、交流電源12が直流電圧に変換された出力電圧Eo’を電源として駆動することができる。しかしながら、情報処理装置10は、図1に示すように、非絶縁電圧を出力するPFC回路18(一種の電源回路)の後段に、トランスなどの絶縁回路で構成された主電源回路20を別途備える必要がある。したがって、情報処理装置10では、図1に示す構成により、例えば、以下の(i)、(ii)の問題を内在する。
例えば図1に示す構成を有する情報処理装置10は、PFC回路18と主電源回路20という2つの電源回路を備える必要があるので、1つの電源回路を備える構成よりもコストが増加する。
例えば図1に示す構成を有する情報処理装置10は、電源としての役目を果たす出力電圧Eo’を安定的に得るために、PFC回路18と主電源回路20とをそれぞれ制御しなければならない。ここで、出力電圧Eo’を安定的に出力するための制御としては、例えば、PFC回路18と主電源回路20との起動タイミングの制御や負荷の制御などが挙げられる。よって、例えば図1に示す構成を有する情報処理装置10は、1つの電源回路を備える構成よりもより複雑な制御を行わなければ、負荷回路22の駆動に用いられる電源を安定的に得ることはできない。
本発明の実施形態では、例えば上記(i)、(ii)の問題が複数の電源回路を備えることに起因していることに着目し、1つの電源回路にて力率改善と安定的な電源の供給との両立を図る。より具体的には、本発明の実施形態は、図1のPFC回路18を構成する昇圧型チョッパー回路のチョークコイル(コイルL10に対応)を、絶縁トランスに置き換えることによって、PFC回路と主電源回路が一体となった電源回路を実現する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る電源回路100の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図2は、電源回路100を備える第1の実施形態に係る情報処理装置500の構成の一例を示している。また、図2に示す交流電源102は、例えばコンセント(図示せず)などを介して情報処理装置500に入力される電源を示している。交流電源102としては、例えば、50Hzや60Hzなどの交流電源(いわゆる商用の交流電源)が挙げられるが、上記に限られない。
電源回路100は、整流部110と、絶縁トランス112と、平滑部114(第1平滑部)と、検出部116と、絶縁部118と、制御部120と、スイッチング部122とを備える。
ここで、電源回路100における効率について、PFC回路18および主電源回路20からなる従来の技術に係る構成(図1の構成)における効率と比較して説明する。本発明の実施形態に係る「効率」とは、交流電源から得られる電力をどれだけ無駄なく変換することができたかを表す指標であり、例えば、0[%]〜100[%](理想状態)で表される。
上記では、第1の実施形態に係る電源回路100として、1つの出力電圧(第1出力電圧Eo)を出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第1の実施形態に係る電源回路は、上記に限られず、複数の出力電圧を出力する構成とすることもできる。
上記では、第1の実施形態に係る電源回路100として、絶縁トランス112の2次コイルに誘起した誘起電圧に応じた第1出力電圧Eo(いわゆる、絶縁電圧)を出力する電源回路について説明した。しかしながら、本発明の実施形態に係る電源回路は、絶縁トランス112(絶縁回路)を介して出力される絶縁電圧を出力する構成に限られず、絶縁回路を介さずに出力される非絶縁電圧を出力することもできる。そこで、次に、本発明の第2の実施形態に係る電源回路として、絶縁電圧および非絶縁電圧を出力可能な電源回路を示す。
電源回路200は、整流部110と、絶縁トランス112と、平滑部114(第1平滑部)と、検出部116と、絶縁部118と、制御部120と、スイッチング部122と、平滑部204(第2平滑部)とを備える。図2と図5とを比較すると、電源回路200は、基本的に図2に示す電源回路100と同様の構成を有しており、平滑部204をさらに備えていることが分かる。
第2の実施形態に係る電源回路は、図5に示す構成に限られず、例えば、図4に示す第1の実施形態の変形例に係る電源回路150と同様に、複数の第1出力電圧(絶縁電圧)を出力する構成とすることもできる。
12、102 交流電源
14、104 フィルタ
16 整流回路
18 PFC回路
20 主電源回路
22、106、202 負荷回路
30、114、154、204 平滑部
32、116 検出部
34、120 制御部
36、122 スイッチング部
100、150、200 電源回路
112、152 絶縁トランス
110 整流部
118 絶縁部
Claims (3)
- 平滑化を行わずに交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と;
前記整流部から出力される前記入力整流電圧が選択的に入力される1次コイルと、前記1次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する2次コイルとを有する絶縁トランスと;
前記誘起電圧を平滑化し、第1出力電圧を出力する第1平滑部と;
前記第1出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と;
前記誤差信号が入力される入力端と、前記入力端と絶縁された出力端とを有し、前記入力端に入力される前記誤差信号に応じた信号を前記出力端から出力する絶縁部と;
前記絶縁部の前記出力端から出力される前記誤差信号に応じた信号と所定の大きさの基準信号との差に応じた信号に基づいて、前記1次コイルに前記入力整流電圧を選択的に入力させるための、時比率制御された制御信号を出力する制御部と;
前記1次コイルと接続され、前記制御信号に基づいて前記入力整流電圧を選択的に前記1次コイルに入力させるスイッチング部と;
前記1次コイルから出力される前記入力整流電圧を平滑化し、前記入力整流電圧に応じた第2出力信号を出力する第2平滑部と;
を備え、
前記絶縁トランスは、前記1次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する複数の2次コイルを有し、
前記第1平滑部は、前記複数の2次コイルとそれぞれ接続され、前記2次コイルそれぞれから出力される誘起電圧をそれぞれ平滑化する複数の平滑回路を備える、電源回路。 - 複数の前記2次コイルそれぞれは、互いに巻数が異なる、請求項1に記載の電源回路。
- 交流電源に基づく第1出力電圧を出力する電源回路と;
前記第1出力電圧を電源として駆動する負荷回路と;
を備え、
前記電源回路は、
平滑化を行わずに前記交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と;
前記整流部から出力される前記入力整流電圧が選択的に入力される1次コイルと、前記1次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する2次コイルとを有する絶縁トランスと;
前記誘起電圧を平滑化し、前記第1出力電圧を出力する第1平滑部と;
前記第1出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と;
前記誤差信号が入力される入力端と、前記入力端と絶縁された出力端とを有し、前記入力端に入力される前記誤差信号に応じた信号を前記出力端から出力する絶縁部と;
前記絶縁部の前記出力端から出力される前記誤差信号に応じた信号と所定の大きさの基準信号との差に応じた信号に基づいて、前記1次コイルに前記入力整流電圧を選択的に入力させるための、時比率制御された制御信号を出力する制御部と;
前記1次コイルと接続され、前記制御信号に基づいて前記入力整流電圧を選択的に前記1次コイルに入力させるスイッチング部と;
前記1次コイルから出力される前記入力整流電圧を平滑化し、前記入力整流電圧に応じた第2出力信号を出力する第2平滑部と;
を備え、
前記絶縁トランスは、前記1次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する複数の2次コイルを有し、
前記第1平滑部は、前記複数の2次コイルとそれぞれ接続され、前記2次コイルそれぞれから出力される誘起電圧をそれぞれ平滑化する複数の平滑回路を備える、情報処理装置。
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