JP5409935B2 - 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源 - Google Patents

制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源 Download PDF

Info

Publication number
JP5409935B2
JP5409935B2 JP2012556336A JP2012556336A JP5409935B2 JP 5409935 B2 JP5409935 B2 JP 5409935B2 JP 2012556336 A JP2012556336 A JP 2012556336A JP 2012556336 A JP2012556336 A JP 2012556336A JP 5409935 B2 JP5409935 B2 JP 5409935B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse signal
main
edge
slave
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012556336A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013073298A1 (ja
Inventor
伸也 飯嶋
英之 小野
健一 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2012556336A priority Critical patent/JP5409935B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5409935B2 publication Critical patent/JP5409935B2/ja
Publication of JPWO2013073298A1 publication Critical patent/JPWO2013073298A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を制御する制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源に関する。
本願は、2011年11月18日に、日本に出願された特願2011−252579号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来のインターリーブ型スイッチング電源として、特許文献1の図1に開示されたものがある。この従来のインターリーブ型スイッチング電源では、例えば2つの臨界型昇圧チョッピングコンバータが、トランスの他端と接地間に設けられたスイッチ素子のオン/オフを制御する制御回路を備え、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御回路が、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御巻線の電圧により第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスイッチ素子のオンタイミングを生成し、第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御回路が、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスイッチ素子がオフしたタイミングで第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスイッチ素子のオンタイミングを生成する。
特許文献1の図1に開示されたインターリーブ型スイッチング電源においては、2個の臨界型昇圧チョッピングコンバータのFB端子及びGND端子を共通接続させることにより、極めて簡易な構成で制御可能なインターリーブ型スイッチング電源を実現することができる。
上記のような2個の臨界型昇圧チョッピングコンバータのFB端子及びGND端子を共通接続させる方式では、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータに使用する制御回路と、第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータに使用する制御回路とで、特許文献1の図4に示されたFB端子の電圧(VFB)とスイッチ素子Q31のオン時間幅(TON)との関係が略近似した制御回路を使用する必要がある。
特開2009−261229号公報
しかしながら、仮に、FB端子の電圧(VFB)とスイッチ素子Q31のオン時間幅(TON)との関係が近似していない制御回路を使用すると、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータと第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータとで、それぞれのスイッチング電流のオン時間幅がアンバランスとなってしまう。その結果、第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータの電流臨界動作が保たれなくなってしまい、力率の低下、出力電圧リップルの増加、ノイズの増加、更には、チョークのノイズ音増加に繋がってしまう虞がある。そのため、上記従来型のインターリーブ型スイッチング電源では、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータと第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を自動的に揃えることができないため、量産において選別を必要とする可能性がある。したがって、特に、2つよりも多く臨界型昇圧チョッピングコンバータを使用する多段の電流臨界型インターリーブ型スイッチング電源を構成する場合には、量産性という面で困難であるという課題があった。
そこで、本発明の一態様は、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を制御する制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、以下の事項を提案している。
本発明の一態様によれば、スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、を備え、主コンバータと従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源用の従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路において、 所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号を生成する信号倍化部と、主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、を少なくとも含む制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成される。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路と、を備え、主コンバータと従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源において、制御回路は、所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍の時間幅の倍デューティパルス信号を生成する信号倍化部と、主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、を少なくとも含むインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成される。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、を備え、主コンバータと従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源用の従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路において、 所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号を生成し、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号を生成する分周信号倍化部と、主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、を少なくとも含む制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、分周信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号が生成され、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成される。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される制御回路を提案している。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路と、を備え、主コンバータと従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源において、制御回路は、所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号を生成し、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号を生成する分周信号倍化部と、主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、を少なくとも含むインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、分周信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号が生成され、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成される。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるインターリーブ電源を提案している。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を制御する制御回路を容易に実現することができる。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して第1エッジパルス信号を生成する方法は、主駆動パルス信号の終点をクロックパルスのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号を生成することが可能となる。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を容易に実現することができる。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して第1エッジパルス信号を生成する方法は、主駆動パルス信号の終点をクロックパルスのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号を生成することが可能となる。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、分周信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号が生成され、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を制御する制御回路を容易に実現することができる。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して第1エッジパルス信号を生成する方法は、主駆動パルス信号の終点をクロックパルスのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号を生成することが可能となる。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
本発明の一態様によれば、クロック生成部により所定の周波数のクロックパルスが生成される。また、分周信号倍化部により主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号およびクロックパルスに基づいて、主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号が生成され、主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号が生成され、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号が生成される。更に、エッジパルス生成部により主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号が生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号が生成される。従駆動パルス信号生成部により、第1エッジパルス信号および第2エッジパルス信号に基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号が生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を容易に実現することができる。
本発明の一態様によれば、第1エッジパルス信号は、主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して第1エッジパルス信号を生成する方法は、主駆動パルス信号の終点をクロックパルスのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号のネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号を生成することが可能となる。
本発明の一態様によれば、第2エッジパルス信号は、倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータのスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
本発明の実施形態に係る制御回路を備えたインターリーブ電源の構成を示す回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る制御回路の構成を示す回路図である。 図2の制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。 図2の制御回路60bの変形例を表す回路図である。 図4の制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。 図1のインターリーブ電源の動作を表すタイミングチャートである。 図2の主駆動パルス信号のデューティが50%以上となった場合の本発明の第1の実施形態に係る制御回路60bおよびインターリーブ電源1の動作を表すタイミングチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る制御回路の構成を示す回路図である。 図8の制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。 図8の制御回路60bの変形例を表す回路図である。 図10の制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
<インターリーブ電源の接続>
図1は、本発明の実施形態に係る制御回路を備えたインターリーブ電源の接続図である。本実施形態に係る制御回路は、図1に示すように、スイッチング動作する主スイッチQ1を有する主コンバータ70と、前記主スイッチQ1のスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチQ2を有する従コンバータ80等と、を備え、主従関係を構成する複数のコンバータが多段接続されたインターリーブ型スイッチング電源1等に用いられる。インターリーブ型スイッチング電源1は、図1に示すように、整流回路10と、主コンバータ70と、従コンバータ80と、従コンバータ90と、を備えている。
図1のような構成において、制御回路60aと制御回路60bの関係は、制御回路60aが主コンバータ側の制御回路となり、制御回路60bが従コンバータ側の制御回路となって、主従関係を有する。また、制御回路60bと制御回路60cの関係は、制御回路60bが主コンバータ側としての制御回路となり、制御回路60cが従コンバータ側の制御回路となって、主従関係を有する。すなわち、主コンバータ70と従コンバータ80の関係では、主コンバータ70が主コンバータ側、従コンバータ80が従コンバータ側となる。また、従コンバータ80と従コンバータ90の関係では、従コンバータ80が主コンバータ側、従コンバータ90が従コンバータ側となる。なお、図1に示すインターリーブ型スイッチング電源1は、3段構成のインターリーブ電源であるが、従コンバータ90を主コンバータ側として主従関係となるような従コンバータを更に設けるようにしても良い。以下、説明を理解し易くするために、制御回路60aと制御回路60bの関係に注目して説明する。
整流回路10は、商用電源の交流を例えば全波整流し、全波整流して得られる脈流を整流するブリッジダイオードBDと、コンデンサC1と、を備えている。整流回路10には、主コンバータ70と従コンバータ80等が接続されている。図1は、主コンバータ70と従コンバータ80等が昇圧チョッパ回路で構成された例である。
主コンバータ70は、トランス20と、主スイッチQ1と、ダイオードD1と、コンデンサC2と、制御回路60aと、駆動部DR1と、抵抗R1と、抵抗R2を備えている。従コンバータ80は、チョークコイルL3と、従スイッチQ2と、ダイオードD2と、制御回路60bと、を備えている。
トランス20は、チョークコイルL1と、制御巻線L2と、図示しない磁性体コアと、を備えている。トランス20は、主スイッチQ1がオンの場合に、入出力の電圧差に相当するエネルギーをチョークコイルL1に蓄積し、主スイッチQ1がオフの場合に、チョークコイルL1に蓄積したエネルギーを負荷に供給する。制御巻線L2は、チョークコイルL1を流れる電流に対応した信号を制御回路60aのVZ端子に供給する。この信号は、主スイッチQ1をオンするためのトリガ信号となる。
制御回路60aは、VZ端子およびFB端子に入力される信号により、主スイッチQ1のオンタイミングおよびオン時間幅を制御するようになっている。
すなわち、制御回路60aのVZ端子は、トランス20の制御巻線L2に接続されており、チョークコイルL1を流れる電流に対応した信号が制御回路60aに入力される。したがって、制御回路60aは、チョークコイルL1を流れる電流がゼロになるタイミングで主スイッチQ1をオンさせ、臨界動作が可能になっている。
主スイッチQ1のスイッチング制御は、制御回路60aのIL_OUT端子からの駆動パルス信号が駆動部DR1を介して主スイッチQ1の制御端子に入力されることにより行われる。また、制御回路60aのFB端子は、出力電圧を検出するための抵抗R1およびR2が接続され、抵抗R1およびR2による出力電圧の分圧値が所定電圧よりも高くなると、制御回路60aは、主スイッチQ1のオン時間幅を小さくするよう制御する。
<第1の実施形態としての制御回路60bの構成>
次に、図2を用いて、従コンバータ側制御回路60bの構成(第1の実施形態)について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る制御回路の構成を示す回路図である。制御回路60bは、図1に示すような主従関係を構成するインターリーブ電源に用いられる。
制御回路60bは、図2に示すように、クロック生成部110と、信号倍化部120と、エッジパルス生成部150と、従駆動パルス信号生成部180と、を備えている。
クロック生成部110は、所定の周波数のクロックパルスを生成するように構成される。クロック生成部110が生成するクロックパルスの周波数は、例えば、主スイッチQ1および従スイッチQ2を50kHz〜500kHzでスイッチングさせる設計の場合には、約15MHzとすることが望ましい。これにより、主駆動パルス信号と従駆動パルス信号のオン時間信号を略等しくすることが可能となり、従コンバータ80の電流臨界動作が安定する。このように、従コンバータ80の電流臨界動作は、主スイッチQ1および従スイッチQ2のスイッチング周波数に対して、クロックパルスの周波数を十分に高く設定することでより確実になる。
信号倍化部120は、例えば、主スイッチオン幅パルス生成回路130と、倍デューティパルス信号生成部140とを有している。信号倍化部120は、主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cを生成し、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して2倍の時間幅の倍デューティパルス信号Dを生成するように構成される。
信号倍化部120内の主スイッチオン幅パルス生成回路130は、例えばDフリップフロップ131で用いて構成すると、容易に設計することができる。Dフリップフロップ131の第1の入力端子Dには主駆動パルス信号Aが入力され、第2の入力端子CLKには、クロック生成部110で生成されたクロックパルスBが入力されるように構成される。また、Dフリップフロップ131の出力端子Qは、アップダウンカウンタ141の入力端子UP/DOWN端子に接続される。主スイッチオン幅パルス生成部130は、主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチオン幅パルス信号Cを生成するように構成される。
倍デューティパルス信号生成部140は、例えば、図2に示すように、数値を順に加算して計数すると共に数値を減算して計数することが可能なアップダウンカウンタ141と、OR回路142と、で構成すると、容易に設計することができる。アップダウンカウンタ141の第1の入力端子UP/DOWM端子は、主スイッチオン幅パルス生成回路130で生成された主スイッチオン幅パルス信号Cが入力されるように構成される。また、アップダウンカウンタ141の第2の入力端子CLKには、クロック生成部110で生成されたクロックパルスBが入力されるように構成される。
更に、アップダウンカウンタ141のカウンタ出力Q(Q0〜Qn)はそれぞれOR回路142の入力に接続され、その出力はエッジパルス生成部150に接続されている。アップダウンカウンタ141は、入力された主スイッチオン幅パルス信号CとクロックパルスBに基づいて、主スイッチオン幅パルス信号Cの2倍の時間幅をもつ倍デューティパルス信号Dを生成するように構成される。
エッジパルス生成部150は、例えば、第1エッジパルス信号生成回路160と、第2エッジパルス信号生成回路170とから構成される。エッジパルス生成部150は、主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、倍デューティパルス信号Dに基づいて第2エッジパルス信号Fを生成するように構成される。
第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるように構成される。第1エッジパルス信号Eが主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングと同期して生成されるようにするには、図2に示す構成とすれば可能である。また、第1エッジパルス信号Eが主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるようにするには、図4に示す構成とすれば可能である。
第2エッジパルス信号Fは、倍デューティパルス信号Dのネガエッジタイミングと同期して生成されるように構成される。
また、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのポジエッジタイミング又は主駆動パルス信号Aのポジエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスのタイミングと同期して生成されるようにし、第2エッジパルス信号Fは、倍デューティパルス信号Dのポジエッジタイミングと同期して生成されるようにしてもよい。
従駆動パルス信号Gは、第1エッジパルス信号Eの発生タイミングを始点とし、第2エッジパルス信号Fの発生タイミングを終点とするように構成される。
また、従駆動パルス信号Gは、第2エッジパルス信号Fの発生タイミングを始点とし、第1エッジパルス信号Eの発生タイミングを終点とするようにしてもよい。
エッジパルス生成部150は、例えば、2つの入力端子と2つの出力端子を有するよう構成し、エッジパルス生成部150の入力端子の一方(第1エッジパルス信号生成回路160の入力部)には、端子IL_INを介して入力される主駆動パルス信号Aが入力されるように構成される。
エッジパルス生成部150の入力端子の他方(第2エッジパルス信号生成回路170の入力部)には、倍デューティパルス信号生成部140により生成された倍デューティパルス信号Dが入力されるように構成される。エッジパルス生成部150の出力端子の一方は、従駆動パルス信号生成部180の第1の入力端子TM1に接続され、エッジパルス生成部150の出力端子の他方は、従駆動パルス信号生成部180の第2の入力端子TM2に接続されている。
第1エッジパルス信号生成回路160は、例えば、スイッチ161、スイッチ162、容量素子163、インバータ164、インバータ165、AND166および定電流源167から構成される。図2に示す第1エッジパルス生成信号回路160は、入力された主駆動パルス信号Aの立ち下がりタイミングで狭パルスを出力し、それを第1エッジパルス信号Eとして従駆動パルス信号生成部180の第1の入力端子TM1に入力するように構成される。また、後述の図4に示す第1エッジパルス生成信号回路160は、入力された主スイッチオン幅パルス信号Cの立ち下がりタイミングで狭パルスを出力し、それを第1エッジパルス信号Eとして従駆動パルス信号生成部180の第1の入力端子TM1に入力するように構成される。
第2エッジパルス信号生成回路170は、例えば、スイッチ171、スイッチ172、容量素子173、インバータ174、インバータ175、AND176および定電流源177から構成される。第2エッジパルス生成信号回路170は、入力された倍デューティパルス信号Dの立ち下がりタイミングで狭パルスを出力し、それを第2エッジパルス信号Fとして従駆動パルス信号生成部180の第2の入力端子TM2に入力するように構成される。
従駆動パルス信号生成部180は、第1エッジパルス信号Eおよび第2エッジパルス信号Fに基づいて、主スイッチQ1のオン時間幅と従スイッチQ2のオン時間幅とが同一となるように従スイッチQ2をスイッチング駆動する従駆動パルス信号Gを生成するように構成される。
従駆動パルス信号生成部180は、例えば、フリップフロップ回路181で構成される。フリップフロップ回路181のセット端子Sは、第1の入力端子TM1を介して第1エッジパルス信号生成回路160の出力に接続されている。フリップフロップ回路181のリセット端子Rは、第2の入力端子TM2を介して第2エッジパルス信号生成回路170の出力に接続されている。フリップフロップ回路181の端子Qは、従駆動パルス信号Gとして制御回路60bのIL_OUT端子に接続されている。
フリップフロップ回路181は、セット端子Sに第1エッジパルス信号Eとして狭パルスが入力されると端子Qの出力信号がHi状態になり、リセット端子Rに第2エッジパルス信号Fとして狭パルスが入力されると端子Qの出力信号はLow状態になるように構成される。
<第1の実施形態の変形例>
次に、図4を用いて、制御回路60bの構成の第1の実施形態の変形例について説明する。
図4は、図2に示した制御回路60bの構成の第1の実施形態の変形例を表す回路図である。図4に示す制御回路60bは図2に示す制御回路60bと異なり、第1エッジパルス信号Eを、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成するように変形したものである。そのため、図4の制御回路60bは、第1エッジパルス生成回路160の入力端子が図4中の主駆動パルス信号Aのノード(端子IL_IN)ではなく、主スイッチオン幅パルス信号Cのノード(主スイッチオン幅パルス生成回路130の出力ノード)に接続されている。
なお、上記主スイッチQ1、主コンバータ70、従スイッチQ2、従コンバータ80、インターリーブ電源1、制御回路60b、クロック生成部110、信号倍化部120、エッジパルス生成部150および従駆動パルス信号生成部180は、それぞれ本発明に係る主スイッチ、主コンバータ、従スイッチ、従コンバータ、インターリーブ電源、制御回路、クロック生成部、信号倍化部、エッジパルス生成部および従駆動パルス信号生成部に相当する。
<第1の実施形態としての制御回路60bの動作>
続いて、第1の実施形態としての制御回路60bの動作について、図3および図5を用いて説明する。
図3は、図2に示した第1の実施形態としての制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。図3中に示すA、B、C、D、E、FおよびGは、図2中に示す主駆動パルス信号A、クロックパルスB、主スイッチオン幅パルス信号C、倍デューティパルス信号D、第1エッジパルス信号E、第2エッジパルス信号Fおよび従駆動パルス信号Gの各電圧波形を示す。
図5は、図4に示した制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。図5中に示すA、B、C、D、E、FおよびGは、図4中に示す主駆動パルス信号A、クロックパルスB、主スイッチオン幅パルス信号C、倍デューティパルス信号D、第1エッジパルス信号E、第2エッジパルス信号Fおよび従駆動パルス信号Gの各電圧波形を示す。
図3中の主駆動パルス信号Aは、図1の主スイッチQ1を駆動制御する信号と同期している。また、図3中のクロックパルスBは、例えば、15MHzの周波数のパルスとして設定されている。主スイッチオン幅パルス信号Cは、主スイッチQ1のオン時間情報を表す信号として生成される。主スイッチオン幅パルス生成回路130としてDフリップフロップ131を用いた場合、Dフリップフロップ131は、CLK端子に入力されるクロックパルスのポジエッジのタイミングにおけるD端子の入力の値がQ端子に出力される。
図3中の時刻t1〜t4において、主スイッチオン幅パルスCは、例えば、主駆動パルス信号AがHighとなった時刻(図3中の時刻t1)後の最初のクロックパルスBのポジエッジタイミング(図3中の時刻t2)でLowからHighとなる。その後(図3中の時刻t2の後)、主スイッチオン幅パルス信号Cは、例えば、主駆動パルス信号AがLowとなった時刻(図3中の時刻t3)後の最初のクロックパルスBのポジエッジタイミング(図3中の時刻t4)でHighからLowとなる。
このようにして、信号倍化部120は、主コンバータ70の主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cを生成する。
また、信号倍化部120は、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して2倍の時間幅の倍デューティパルス信号Dを生成する。信号倍化部120内の倍デューティパルス信号生成部140を、例えば、図2に示すように、アップダウンカウンタ141およびOR回路142とで構成した場合、アップダウンカウンタ141は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図3中の時刻t2〜時刻t4)、CLK端子に入力される各々のパルスに対応してQ0、Q1、Q2・・・Qn端子から信号が出力され、OR回路142に入力され、クロックパルスBがカウントアップされる。そのため、倍デューティパルス信号Dは、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図3中の時刻t2〜時刻t4)、Highとなる。
そして、UP/DOWN端子入力の値がHighからLowとなった時刻(図3中の時刻t4)の後、アップダウンカウンタ141は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図3中の時刻t2〜時刻t4)にクロックパルスBをカウントアップしたカウント数と同じカウント数でクロックパルスBをカウントダウンする。そのため、倍デューティパルス信号Dは、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図3中の時刻t2〜時刻t4)と同じ時間(図3中の時間T1)、Highとなる。その結果、倍デューティパルス信号Dは、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して2倍の時間幅(図3中の時間T2)のHigh信号となる(図3中の時刻t2〜時刻t5)。
このようにして、信号倍化部120は、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号Dを生成する。
図2に示すエッジパルス生成部150は、主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、倍デューティパルス信号Dに基づいて第2エッジパルス信号Fを生成する。図4に示すエッジパルス生成部150は、主スイッチオン幅パルスCに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、倍デューティパルス信号Dに基づいて第2エッジパルス信号Fを生成する。
図2に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図3中の時刻t3)と同期して生成される。また、図4に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図5中の時刻t3)の後に最初に発生するクロックパルスBのタイミング(図5中の時間時刻t4)と同期して生成される。
第2エッジパルス信号Fは、倍デューティパルス信号Dのネガエッジタイミング(図3中の時刻t5)と同期して生成される。
従駆動パルス信号生成部180は、第1エッジパルス信号Eおよび第2エッジパルス信号Fに基づいて、従駆動パルス信号Gを生成する。図2に示した構成の場合、従駆動パルス信号Gは、第1エッジパルス信号Eの発生タイミング(図3中の時刻t3)を始点とし、第2エッジパルス信号Fの発生タイミング(図3中の時刻t5)を終点とするHighレベル信号とされる。また、図4に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eの発生タイミング(図5中の時刻t4)を始点とし、第2エッジパルス信号Fの発生タイミング(図5中の時刻t5)を終点とするHighレベル信号とされる。
なお、図4に示す制御回路60bでは、主スイッチオン幅パルス信号Cの終点(図5中の時刻t4)をクロックパルスBのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図5中の時刻t3)と同期して第1エッジパルスEを生成する方法よりも、正確に従駆動パルス信号を生成することが可能となる。具体的には、図5中に示される時間ΔTの分だけ主駆動パルス信号Aと従駆動パルス信号Gとを近似させることができることとなる。
<第1の実施形態としてのインターリーブ型スイッチング電源の動作>
続いて、図1に示したインターリーブ型スイッチング電源1の動作について、図6を用いて説明する。
図6は、図1に示したインターリーブ型スイッチング電源の動作を表すタイミングチャートである。図2又は図4に示す制御回路60bを図1のインターリーブ型スイッチング電源1に用いることにより、主コンバータ70のチョークコイルL1に流れるチョーク電流IL(M)と従コンバータ80のチョークコイルL3に流れるチョーク電流IL(S)は所定の位相差で制御される。これは、図3および図5に示したように、主駆動パルス信号Aと従駆動パルス信号Gとを同一(略同一も含む)の時間幅となるように制御するためである。
第1の実施形態に係る制御回路60bでは、主駆動パルス信号Aと従駆動パルス信号Gとを同一(略同一も含む)の時間幅となるように制御するには、図3および図5に示すように、主駆動パルス信号Aのデューティが50%未満のスイッチング動作となるような電源の入出力電圧仕様で使用することが望ましい。
以上、説明したように、第1の実施形態によれば、クロック生成部110により所定の周波数のクロックパルスBが生成される。また、信号倍化部120により主コンバータ70の主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cが生成され、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号Dが生成される。更に、エッジパルス生成部150により主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eが生成され、倍デューティパルス信号Dに基づいて第2エッジパルス信号Fが生成される。従駆動パルス信号生成部180により、第1エッジパルス信号Eおよび第2エッジパルス信号Fに基づいて、主スイッチQ1のオン時間幅と従スイッチQ2のオン時間幅とが同一となるように従スイッチQ2をスイッチング駆動する従駆動パルス信号Gが生成されるため、主コンバータ70と従コンバータ80それぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を容易に実現することができる。特に、商用電源の整流出力を昇圧チョッピングする複数のコンバータで構成されるインターリーブ電源において、本発明の第1の実施形態に係る制御回路60bを用いた場合には、従コンバータ80側で電流臨界動作を確実に実現できる。
また、第1の実施形態によれば、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して第1エッジパルス信号Eを生成する方法は、主駆動パルス信号Aの終点をクロックパルスBのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスEを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号Gを生成することが可能となる。
更に、第1の実施形態によれば、第2エッジパルス信号Fは、倍デューティパルス信号Dのネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータと従コンバータそれぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
ところで、第1の実施形態では、上記の通り、主駆動パルス信号Aのデューティが50%未満のスイッチング動作となるような電源の入出力電圧仕様で使用することが望ましいが、主駆動パルス信号Aのデューティが50%以上のスイッチング動作となるような電源の入出力電圧仕様での使用は望ましくない。仮に、主駆動パルス信号Aのデューティが50%以上のスイッチング動作となるような電源の入出力電圧仕様で、第1の実施形態の制御回路60bを使用すると、図7のタイミングチャートに示す動作となる。図7に示すように、主駆動パルス信号Aと従駆動パルス信号Gとを同一(略同一も含む)の時間幅となるように制御できていない。その結果、例えば、商用電源の整流出力を昇圧チョッピングする複数のコンバータで構成される図1のようなインターリーブ電源1においては、従コンバータ80側で電流臨界動作を確実に実現できなくなる。
したがって、主駆動パルス信号のデューティが50%以上のスイッチング動作となるような電源の入出力電圧仕様では、以下に説明する第2の実施形態としての制御回路60bを使用することが望ましい。
<第2の実施形態としての制御回路60bの構成>
次に、図8を用いて、制御回路60bの構成(第2の実施の形態)について説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る制御回路60bの構成を示す回路図である。図8に示す制御回路60bは、図1に示すような主従関係を構成するインターリーブ電源に用いられる。
本発明の第2の実施形態に係る制御回路60bは、スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、を備え、主コンバータと従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源用の従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路である。
第2の実施形態に係る制御回路60bは、図8に示すように、クロック生成部110と、分周信号倍化部200と、エッジパルス生成部250と、従駆動パルス信号生成部180と、を備えている。第2の実施形態に係る制御回路60bは、第1の実施形態に係る制御回路60bの信号倍化部120およびエッジパルス生成部150がそれぞれ分周信号倍化部200およびエッジパルス生成部250に置き換わり、クロック生成部110および従駆動パルス信号生成部180は同様の構成である。そのため、以下の説明では、クロック生成部110と従駆動パルス信号生成部180の構成および動作の説明を省略する。
分周信号倍化部200は、主コンバータ70の主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cを生成し、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号を生成し、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号D1,D2を生成するように構成される。
分周信号倍化部200は、例えば、主スイッチオン幅パルス生成回路130と、分周回路220と、倍デューティパルス信号生成回路240と、を有している。分周信号倍化部200内の主スイッチオン幅パルス生成回路130は、例えばDフリップフロップ131で用いて構成すると、容易に設計することができる。Dフリップフロップ131の第1の入力端子Dには主駆動パルス信号Aが入力され、第2の入力端子CLKには、クロック生成部110で生成されたクロックパルスBが入力されるように構成される。また、Dフリップフロップ131の出力端子Qは、分周回路220に接続されている。
分周回路220は、例えば、Dフリップフロップ221、AND回路222、AND回路223と、を有している。Dフリップフロップ221の第1入力信号DにはDフリップフロップ221の出力端子Qの反転信号が入力されるように構成される。
AND回路222の入力端子には、フリップフロップ221の出力端子Q、および主スイッチオン幅パルス信号Cが入力され、AND回路222の出力は倍デューティ信号生成回路240に接続され、第1分周パルス信号I1がAND回路222の出力端子から出力されるように構成される。AND回路223の入力端子には、フリップフロップ223の出力端子Qの反転信号および主スイッチオン幅パルス信号Cが入力され、AND回路223の出力は倍デューティ信号生成回路240に接続され、第2分周パルス信号I2がAND回路223の出力端子から出力されるように構成される。
倍デューティパルス信号生成回路240は、例えば、第1アップダウンカウンタ241、第2アップダウンカウンタ243、OR回路242、OR回路244と、を有している。アップダウンカウンタ241の第1の入力端子UP/DOWM端子は、分周回路220で生成された第1分周パルス信号I1が入力され、アップダウンカウンタ241の第2の入力端子CLKには、クロック生成部110で生成されたクロックパルスBが入力されるように構成される。
更に、アップダウンカウンタ241のカウンタ出力QはそれぞれOR回路242の入力に接続され、OR回路242の出力はエッジパルス生成部250の第2エッジパルス信号生成回路270に接続されている。アップダウンカウンタ243の第1の入力端子UP/DOWM端子は、分周回路220で生成された第2分周パルス信号I2が入力され、アップダウンカウンタ243の第2の入力端子CLKには、クロック生成部110で生成されたクロックパルスBが入力されるように構成される。
また、アップダウンカウンタ243のカウンタ出力QはそれぞれOR回路244の入力に接続され、OR回路244の出力はエッジパルス生成部250の第3エッジパルス信号生成回路280に接続されている。アップダウンカウンタ241および243は、それぞれ入力された分周パルス信号I1,I2とクロックパルスBに基づいて、第1分周パルス信号I1、および第2分周パルス信号I2のそれぞれ2倍の時間幅をもつ第1の倍デューティパルス信号D1、および第2の倍デューティパルス信号D2を生成するように構成される。
エッジパルス生成部250は、本発明の第1の実施形態に係る制御回路60bのエッジパルス生成部150と同様に、主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号Jを生成するように構成される。倍デューティパルス信号は、倍デューティ信号生成回路240より倍デューティパルス信号D1および倍デューティパルス信号D2として生成され、エッジパルス生成部250に入力されるように構成される。
エッジパルス生成部250は、例えば、第1エッジパルス信号生成回路160と、第2エッジパルス信号生成回路270と、第3エッジパルス信号生成回路280と、OR回路290とから構成される。第2エッジパルス信号生成回路270および第3エッジパルス信号生成回路280の入力端子には、それぞれ第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2が入力されるように構成される。第2エッジパルス信号生成回路270および第3エッジパルス信号生成回路280の出力端子は、OR回路290の入力に接続されている。
OR回路290の出力端子は、従駆動パルス生成部180に接続される。OR回路290の出力端子からは、第2エッジパルス信号Jが出力されるように構成される。すなわち、図8の構成の制御回路60bにおいては、エッジパルス生成部250は、主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、更に、第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2に基づいて第2エッジパルス信号Jを生成するように構成される。
なお、上述の通り、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるように構成される。第1エッジパルス信号Eが主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングと同期して生成されるようにするには、図8に示す構成とすれば可能である。また、第1エッジパルス信号Eが主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるようにするには、図10に示す構成とすれば可能である。
第2エッジパルス信号Jは、倍デューティパルス信号D1,D2のネガエッジタイミングと同期して生成されるように構成される。
なお、上記クロック生成部110、分周信号倍化部200、エッジパルス生成部250および従駆動パルス信号生成部180は、それぞれ本発明に係るクロック生成部、分周信号倍化部、エッジパルス生成部および従駆動パルス信号生成部に相当する。上記の第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2は、本発明に係る倍デューティパルス信号に相当する。また、上記の第1分周パルス信号I1および第2分周パルス信号I2は、本発明に係る分周信号に相当する。
<第2の実施形態としての制御回路60bの動作>
続いて、第2の実施形態としての制御回路60bの動作について、図9乃至図11を用いて説明する。
図9は、図8に示した第2の実施形態としての制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。図9中に示すA、B、C、D1、D2、E、F1、F2、G、H、I1、I2、およびJは、図8中に示す主駆動パルス信号A、クロックパルスB、主スイッチオン幅パルス信号C、第1の倍デューティパルス信号D1、第2の倍デューティパルス信号D2、第1エッジパルス信号E、第2エッジパルス信号生成回路270の出力信号F1、第3エッジパルス信号生成回路280の出力信号F2、従駆動パルス信号G、Dフリップフロップ221の出力信号H、第1分周パルス信号I1、第2分周パルス信号I2および第2エッジパルス信号Jの各電圧波形を示す。
図11は、図10に示した制御回路60bの動作を表すタイミングチャートである。図11中に示すA、B、C、D1、D2、E、F1、F2、G、H、I1、I2、およびJは、図10中に示す主駆動パルス信号A、クロックパルスB、主スイッチオン幅パルス信号C、第1の倍デューティパルス信号D1、第2の倍デューティパルス信号D2、第1エッジパルス信号E、第2エッジパルス信号生成回路270の出力信号F1、第3エッジパルス信号生成回路280の出力信号F2、従駆動パルス信号G、Dフリップフロップ221の出力信号H、第1分周パルス信号I1、第2分周パルス信号I2、および第2エッジパルス信号Jの各電圧波形を示す。
図11中の主駆動パルス信号Aは、図1の主スイッチQ1を駆動制御する信号と同期している。また、図9中のクロックパルスBは、例えば、15MHzの周波数のパルスとして設定されている。主スイッチオン幅パルス信号Cは、主スイッチQ1のオン時間情報を表す信号として生成される。主スイッチオン幅パルス生成回路130としてDフリップフロップ131を用いた場合、Dフリップフロップ131は、CLK端子に入力されるクロックパルスのポジエッジのタイミングにおけるD端子の入力の値がQ端子に出力される。
図11中の時刻t1〜t4において、主スイッチオン幅パルスCは、例えば主駆動パルス信号AがHighとなった時刻(図9中の時刻t1)後の最初のクロックパルスBのポジエッジタイミング(図9中の時刻t2)でLowからHighとなる。その後(図9中の時刻t2の後)、主スイッチオン幅パルス信号Cは、例えば、主駆動パルス信号AがLowとなった時刻(図9中の時刻t3)後の最初のクロックパルスBのポジエッジタイミング(図9中の時刻t4)でHighからLowとなる。
このようにして、分周信号倍化部200は、主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cを生成する。
分周信号倍化部200内の分周回路220を、例えば、図8に示すようにDフリップフロップ221と、AND回路222と、AND回路223と、で構成した場合、Dフリップフロップ221は、D端子入力の値がHighかつCLK端子入力の値がLowからHighに切り替わるタイミング(図9中の時刻t2)でD端子入力の値Highが出力端子Qに出力され、再びCLK端子入力の値がLowからHighに切り替わるタイミング(図8中の時刻t5)まで出力Qの値は保持される(図9中のH)。
また、AND回路222入力端子の一端には、Dフリップフロップ221の出力Qが接続され、AND回路223入力端子の一端には、Dフリップフロップ221における出力Qの反転信号が接続されているため、AND回路222およびAND回路223それぞれの出力信号は、主スイッチオン幅パルス信号CがHighとなる、主スイッチQ1のオン時間情報としてのパルスを、第1分周パルス信号I1および第2分周パルス信号I2として交互に振り分ける形となる。
したがって、例えば、時刻t2〜t4における主スイッチオン幅パルス信号CのHighのパルスは、時刻t2〜t4における第1分周パルス信号I1のHighのパルスと同期して第1分周パルス信号I1として表れ、時刻t5〜t8における主スイッチオン幅パルス信号CのHighのパルスは、時刻t5〜t8における第2分周パルス信号I2のHighのパルスと同期して第2分周パルス信号I2として表れる。
分周信号倍化部200内の倍デューティパルス信号生成回路240を、例えば、図8に示すように、第1アップダウンカウンタ241、第2アップダウンカウンタ243、OR回路242およびOR回路244で構成した場合、第1アップダウンカウンタ241は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図9中の時刻t2〜時刻t4)、CLK端子に入力されるパルスに対応してQ0、Q1、Q3・・・Qn端子から信号が出力されてOR回路242に入力され、クロックパルスBがカウントアップされる。そのため、第1の倍デューティパルス信号D1は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図8中の時刻t2〜時刻t4)、Highとなる。
そして、UP/DOWN端子入力の値がHighからLowとなった時刻(図9中の時刻t4)の後、第1アップダウンカウンタ241は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図9中の時刻t2〜時刻t4)にクロックパルスBをカウントアップしたカウント数と同じカウント数でクロックパルスBをカウントダウンする。そのため、第1の倍デューティパルス信号D1は、UP/DOWN端子入力の値がHighである期間(図9中の時刻t2〜時刻t4)と同じ時間(図9中の時間T1)、Highとなる。その結果、第1の倍デューティパルス信号D1は、第1分周パルス信号I1(図9中の時間T1)の2倍の時間幅(図9中の時間T2)のHigh信号となる(図9中の時刻t2〜時刻t6)。
第2アップダウンカウンタ243およびOR回路244については、第1アップダウンカウンタ241およびOR回路242と同様の動作となり、UP/DOWN端子に入力された第2分周パルス信号I2(図9中の時間T3)の2倍の時間幅(図9中の時間T4)を持った第2デューティパルス信号D2を出力する。
このようにして、分周信号倍化部200は、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して周波数およびデューディ比を1/n(例えばn=2)とするn個の分周信号(第1分周パルス信号I1および第2分周パルス信号I2)を生成し、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号D1およびD2を生成する。
図8に示すエッジパルス生成部250は、主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2に基づいて第2エッジパルス信号Jを生成する。図10に示すエッジパルス生成部250は、主スイッチオン幅パルスCに基づいて第1エッジパルス信号Eを生成し、第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2に基づいて第2エッジパルス信号Jを生成する。
図8に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図9中の時刻t3)と同期して生成される。また、図10に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図11中の時刻t3)の後に最初に発生するクロックパルスBのタイミング(図11中の時間時刻t4)と同期して生成される。
第2エッジパルス信号Jは、第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2それぞれのネガエッジタイミング(図8中の時刻t6およびt10)と同期して生成される。
従駆動パルス信号生成部180は、第1エッジパルス信号E点および第2エッジパルス信号Jに基づいて、従駆動パルス信号Gを生成する。図8に示した構成の場合、従駆動パルス信号Gは、第1エッジパルス信号Eの発生タイミング(図9中の時刻t3)を始点とし、第2エッジパルス信号Jの発生タイミング(図9中の時刻t6)を終点とするHighレベル信号とされる。また、図11に示した構成の場合、第1エッジパルス信号Eの発生タイミング(図11中の時刻t4)を始点とし、第2エッジパルス信号Jの発生タイミング(図11中の時刻t6)を終点とするHighレベル信号とされる。
なお、図10に示す制御回路60bでは、主スイッチオン幅パルス信号Cの終点(図11中の時刻t4)をクロックパルスBのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング(図11中の時刻t3)と同期して第1エッジパルス信号Eを生成する方法よりも、正確に従駆動パルス信号Gを生成することが可能となる。具体的には、図11中に示される時間ΔTの分だけ主駆動パルス信号Aと従駆動パルス信号Gとを近似させることができることとなる。
以上、説明したように、第2の実施形態によれば、クロック生成部110により所定の周波数のクロックパルスBが生成される。また、分周信号倍化部200により主コンバータ70の主スイッチQ1をスイッチング駆動する主駆動パルス信号AおよびクロックパルスBに基づいて、主スイッチQ1のオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号Cが生成され、主スイッチオン幅パルス信号Cに対して周波数およびデューディ比を1/n(例えばn=2)とするn個の分周信号(第1分周パルス信号I1および第2分周パルス信号I2)が生成され、分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号(第1の倍デューティパルス信号D1および第2の倍デューティパルス信号D2)が生成される。更に、エッジパルス生成部250により主駆動パルス信号Aに基づいて第1エッジパルス信号Eが生成され、倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号Jが生成される。従駆動パルス信号生成部180により、第1エッジパルス信号Eおよび第2エッジパルス信号Jに基づいて、主スイッチのオン時間幅と従スイッチのオン時間幅とが同一となるように従スイッチQ2をスイッチング駆動する従駆動パルス信号Gが生成されるため、主コンバータ70のスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータ70と従コンバータ80それぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に揃えることができる。これにより、部品ばらつきの影響が少なく量産に適したインターリーブ電源を容易に実現することができる。
また、第2の実施形態によれば、第1エッジパルス信号Eは、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミング又は主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して生成されるため、主コンバータ70のスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータ70と従コンバータ80それぞれのスイッチング電流のオン時間幅を略同じ幅に正確且つ確実に揃えることができる。特に、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングの後に最初に発生するクロックパルスBのタイミングと同期して第1エッジパルス信号Eを生成する方法は、主駆動パルス信号Aの終点をクロックパルスのタイミングに同期させるため、主駆動パルス信号Aのネガエッジタイミングと同期して第1エッジパルスEを生成する方法よりも更に正確に従スイッチング駆動パルス信号Gを生成することが可能となる。
更に、第2の実施形態によれば、第2エッジパルス信号Jは、倍デューティパルス信号D1,D2のネガエッジタイミングと同期して生成されるため、主コンバータ70のスイッチング動作のデューティが変化する場合であっても、主コンバータ70と従コンバータ80それぞれのスイッチング電流のオン時間幅を同じ幅に揃えることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
1:インターリーブ電源
10:整流回路
20:トランス
60a、60b、60c:制御回路
70:主コンバータ
80:従コンバータ
110:クロック生成部
120:信号倍化部
130:主スイッチオン幅パルス生成回路
140:倍デューティパルス信号生成部
150:エッジパルス生成部
160:第1エッジパルス信号生成回路
170:第2エッジパルス信号生成回路
180:従駆動パルス信号生成部
200:分周信号倍化部
220:分周回路
240:倍デューティパルス信号生成回路
250:エッジパルス生成部

Claims (8)

  1. スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、を備え、前記主コンバータと前記従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源用の前記従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路において、
    所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、
    前記主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号および前記クロックパルスに基づいて、前記主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、前記主スイッチオン幅パルス信号に対して2倍のデューティの倍デューティパルス信号を生成する信号倍化部と、
    前記主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、前記倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、
    前記第1エッジパルス信号および前記第2エッジパルス信号に基づいて、前記主スイッチのオン時間幅と前記従スイッチのオン時間幅とが同一となるように前記従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、
    を少なくとも含む制御回路。
  2. 前記第1エッジパルス信号は、前記主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は前記主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生する前記クロックパルスのタイミングと同期して生成される請求項1に記載の制御回路。
  3. 前記第2エッジパルス信号は、前記倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される請求項1に記載の制御回路。
  4. 請求項1に記載する制御回路と、
    スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、
    前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、
    を備え、前記主コンバータと前記従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源。
  5. スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、を備え、前記主コンバータと前記従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源用の前記従スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路において、
    所定の周波数のクロックパルスを生成するクロック生成部と、
    前記主コンバータの主スイッチをスイッチング駆動する主駆動パルス信号および前記クロックパルスに基づいて、前記主スイッチのオン時間情報を表す主スイッチオン幅パルス信号を生成し、前記主スイッチオン幅パルス信号に対して周波数およびデューディ比を1/n(nは2以上の整数)とするn個の分周信号を生成し、前記分周信号に対してデューティを2倍とする倍デューティパルス信号を生成する分周信号倍化部と、
    前記主駆動パルス信号に基づいて第1エッジパルス信号を生成し、前記倍デューティパルス信号に基づいて第2エッジパルス信号を生成するエッジパルス生成部と、
    前記第1エッジパルス信号および前記第2エッジパルス信号に基づいて、前記主スイッチのオン時間幅と前記従スイッチのオン時間幅とが同一となるように前記従スイッチをスイッチング駆動する従駆動パルス信号を生成する従駆動パルス信号生成部と、
    を少なくとも含む制御回路。
  6. 前記第1エッジパルス信号は、前記主駆動パルス信号のネガエッジタイミング又は前記主駆動パルス信号のネガエッジタイミングの後に最初に発生する前記クロックパルスのタイミングと同期して生成される請求項5に記載の制御回路。
  7. 前記第2エッジパルス信号は、前記倍デューティパルス信号のネガエッジタイミングと同期して生成される請求項5に記載の制御回路。
  8. 請求項5に記載する制御回路と、
    スイッチング動作する主スイッチを有する主コンバータと、
    前記主スイッチのスイッチング動作に対して所定の位相差でスイッチングする従スイッチを有する従コンバータと、
    を少なくとも含み、前記主コンバータと前記従コンバータとの間で主従関係を構成するインターリーブ電源。
JP2012556336A 2011-11-18 2012-09-28 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源 Active JP5409935B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012556336A JP5409935B2 (ja) 2011-11-18 2012-09-28 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011252579 2011-11-18
JP2011252579 2011-11-18
JP2012556336A JP5409935B2 (ja) 2011-11-18 2012-09-28 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源
PCT/JP2012/075205 WO2013073298A1 (ja) 2011-11-18 2012-09-28 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5409935B2 true JP5409935B2 (ja) 2014-02-05
JPWO2013073298A1 JPWO2013073298A1 (ja) 2015-04-02

Family

ID=48429368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012556336A Active JP5409935B2 (ja) 2011-11-18 2012-09-28 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9160243B2 (ja)
EP (1) EP2782236B1 (ja)
JP (1) JP5409935B2 (ja)
KR (1) KR101440747B1 (ja)
CN (1) CN103460580B (ja)
TW (1) TWI458230B (ja)
WO (1) WO2013073298A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6255999B2 (ja) * 2013-12-27 2018-01-10 株式会社リコー Dc/dcコンバータ、スイッチング電源装置及び電子機器
JP6179951B2 (ja) * 2014-03-14 2017-08-16 新電元工業株式会社 高調波抑制電源およびその制御回路
JP6464910B2 (ja) * 2015-04-24 2019-02-06 株式会社デンソー 電力変換装置
JP6271099B1 (ja) * 2016-08-04 2018-01-31 三菱電機株式会社 直流電圧変換回路
US10802519B2 (en) * 2018-05-25 2020-10-13 Renesas Electronics America Inc. Automatic configuration of multiple-phase digital voltage regulator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009261229A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Shindengen Electric Mfg Co Ltd インターリーブ型スイッチング電源
WO2011122172A1 (ja) * 2010-03-29 2011-10-06 ダイキン工業株式会社 スイッチング電源回路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144194A (en) * 1998-07-13 2000-11-07 Linear Technology Corp. Polyphase synchronous switching voltage regulators
US6495995B2 (en) 2001-03-09 2002-12-17 Semtech Corporation Self-clocking multiphase power supply controller
US6977489B2 (en) 2003-01-10 2005-12-20 Intersil Americas, Inc Multiphase converter controller using single gain resistor
US7107468B2 (en) * 2003-07-08 2006-09-12 California Micro Devices Peak current sharing in a multi-phase buck converter power system
US7348948B2 (en) * 2004-06-09 2008-03-25 Analog Modules, Inc Polyphase diode driver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009261229A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Shindengen Electric Mfg Co Ltd インターリーブ型スイッチング電源
WO2011122172A1 (ja) * 2010-03-29 2011-10-06 ダイキン工業株式会社 スイッチング電源回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130124982A (ko) 2013-11-15
EP2782236B1 (en) 2018-07-18
TWI458230B (zh) 2014-10-21
CN103460580B (zh) 2015-10-07
US20140056037A1 (en) 2014-02-27
JPWO2013073298A1 (ja) 2015-04-02
CN103460580A (zh) 2013-12-18
EP2782236A1 (en) 2014-09-24
US9160243B2 (en) 2015-10-13
KR101440747B1 (ko) 2014-09-17
WO2013073298A1 (ja) 2013-05-23
TW201334378A (zh) 2013-08-16
EP2782236A4 (en) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10361633B2 (en) Control method and device for switching power supplies having more than one control mode
JP5409935B2 (ja) 制御回路およびこれを備えたインターリーブ電源
JP2009296851A (ja) 電源装置及び電源装置の制御方法
US8279645B2 (en) Synchronizing frequency and phase of multiple variable frequency power converters
US8482948B2 (en) Interleave control power supply device and control circuit
JP2000324837A (ja) 直流電源回路
CN102447379B (zh) 电源转换器的次谐波改善电路及方法
CN109818501B (zh) 具有频率-接通时间转换器的控制器
JP2010273536A (ja) 拡充可能なスイッチング電源回路
JP5732431B2 (ja) 直列共振型コンバータシステム
CN103378726B (zh) 切换式电源供应器及其控制电路与控制方法
KR100966965B1 (ko) 다중출력 직류/직류 컨버터
TWI509967B (zh) 切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
JP5930769B2 (ja) 負荷駆動回路
JP5563997B2 (ja) 制御回路
CN203674980U (zh) 一种多相同步开关稳压器
JP2011120424A (ja) ハーフブリッジ形電力変換装置
JP7327110B2 (ja) Dc-dcコンバータ
JP2008073749A (ja) アーク加工用電源装置
JP3191756B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH03212159A (ja) スイッチングレギュレータ
US8760893B2 (en) Full bridge switching circuit
US20180254694A1 (en) Interleaved Phase Shift Modulated DC-DC Converter
JPH0316806B2 (ja)
JPH07303375A (ja) スイッチング電源装置の力率改善方法およびスイッチング電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5409935

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150