JP5642625B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
前記第三コンデンサの出力端である前記補正抵抗側の一端から、前記出力電圧と相関のある電圧信号である前記間接出力電圧信号と、前記補正量制御回路によって断続された前記間接出力電流信号を脈流又は直流に平滑した電圧と合算した前記間接出力電圧信号を出力する。
2sから僅かに上昇する(以下、この電圧上昇分をΔVe2とする)。電圧上昇分ΔVe2は、駆動パルスVg60が波高値Vg60pを維持する時間、すなわち、スイッチSW60のオン時比率D46によって異なる値になる。従って、この期間中の間接出力電流信号V1及び基準電圧信号V2の状態は一律ではない。
20 主トランス
20a 一次巻線
20b 二次巻線
22 主スイッチング素子
24 主スイッチング素子制御回路
26 整流平滑回路
32 平滑インダクタ
36 補助巻線36
38 出力電圧検出回路
40 フィードバック制御回路
42 基準電圧信号発生回路
44 誤差増幅器
46,76 補正量制御回路
48,86 出力電流検出回路
50 電流検出抵抗
52 第一バイアス回路
52a 第一上段抵抗
52b 第一下段抵抗
54 第一コンデンサ
56 直流電源
60 第一断続スイッチ素子
62,82 PWMパルス発振回路
62a CLK発振回路
62b,82b CPU
62c フラッシュメモリ
62d,82d パルス発生回路
64 補正抵抗
66 第二バイアス回路
66a 第二上段抵抗
66b 第二下段抵抗
68 第二コンデンサ
72 第三コンデンサ
78 第二断続スイッチ素子
Claims (12)
- 入力電源と直列に接続され、所定のスイッチング周波数でオン・オフすることによって入力電圧を断続し交流電圧を発生させる主スイッチング素子と、
前記交流電圧が印加される一次巻線及びそれに磁気結合した二次巻線を有する主トランスと、
前記二次巻線に発生した交流電圧を直流の出力電圧に変換し、当該出力電圧及び出力電流を負荷に供給する整流平滑回路と、
前記出力電圧と相関のある電圧信号である間接出力電圧信号を出力する出力電圧検出回路と、
所定の直流電圧である基準電圧信号を出力する基準電圧信号発生回路、及び前記基準電圧信号と前記間接出力電圧信号との差分を増幅して出力する誤差増幅器で構成されたフィードバック制御回路と、
前記誤差増幅器が出力した誤差増幅信号に基づいてパルス幅変調を行い、前記間接出力電圧信号と前記基準電圧信号とが等しくなるように前記主スイッチング素子を駆動するパルス電圧を出力する主スイッチング素子駆動回路と、を備えたスイッチング電源装置において、
前記主スイッチング素子に流れるスイッチング電流を検出し、前記出力電流と相関のある直流又は脈流の電圧信号である間接出力電流信号を出力する出力電流検出回路と、
所定の周波数及び時比率で前記間接出力電流信号を断続する補正量制御回路とを備え、
前記出力電圧検出回路又は前記基準電圧信号発生回路は、前記補正量制御回路を介して前記間接出力電流信号を受け、当該間接出力電流信号の値及び前記間接出力電流信号を断続した前記時比率の値が大きいほど、より前記出力電圧が高くなる方向に補正した前記間接出力電圧信号又は前記基準電圧信号を出力することを特徴とするスイッチング電源装置。
- 前記補正量制御回路には、前記入力電圧の状態を示す入力電圧信号、又は前記出力電圧を安定化する目標値を示す出力電圧設定信号が入力され、
前記補正量制御回路は、前記入力電圧が高いときほど、且つ、前記出力電圧の目標値が低いときほど、前記前記間接出力電流信号を断続する時比率を大きくする制御を行う請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 前記主スイッチング素子のスイッチング周波数と、前記補正量制御回路の断続周波数とが等しい請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記出力電圧検出回路は、前記整流平滑回路の平滑インダクタに設けた補助巻線、又は前記主トランスに設けた補助巻線に発生する電圧を検出し、前記出力電圧と相関のある電圧信号である間接出力電圧信号を出力する請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記整流平滑回路は、双方向に導通可能な整流素子によって同期整流を行う請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記出力電流検出回路は、
前記主スイッチング素子のスイッチング電流が流れる経路に、一端を信号グランドに接続して設けられ、前記スイッチング電流を電圧変換して正のスイッチング電流信号を出力する電流検出抵抗と、
第一上段抵抗、第一下段抵抗及び第一直流電源を有し、前記第一直流電源のマイナス出力側が前記信号グランドに接続され、同じくプラス出力側が前記第一上段抵抗の一端に接続され、前記第一上段抵抗の他端と前記電流検出抵抗の出力端との間に前記第一下段抵抗が接続され、前記第一下段抵抗の両端に、前記第一直流電源の直流電圧を当該二つの抵抗の抵抗比で分圧した電圧と略等しい分圧電圧を発生させる第一バイアス回路と、
前記第一上段抵抗及び第一下段抵抗の中点と前記信号グランドとの間に接続された第一コンデンサとで構成され、
前記第一コンデンサの出力端である前記第一上段抵抗側の一端から、前記正のスイッチング電流信号を脈流又は直流に平滑した電圧と前記第一バイアス回路の前記分圧電圧とを合算した前記間接出力電流信号を出力し、
前記補正量制御回路は、
ソース端子が前記第一コンデンサの出力端に接続されたnチャネルMOS型FETである第一断続スイッチ素子と、
一端が前記第一断続スイッチ素子のドレイン端子に接続された補正抵抗と、
前記第一断続スイッチ素子のゲート端子と前記信号グランドとの間に、前記間接出力電流信号及び前記基準電圧信号よりも高い波高値を有する矩形波であって、前記第一断続スイッチ素子をオン・オフさせる駆動パルスを出力するPWMパルス発振回路とで構成され、
前記基準電圧信号発生回路は、
マイナス出力側が信号グランドに接続された第二直流電源と、前記第二直流電源のプラス出力側に一端が接続された第二上段抵抗と、前記第二上段抵抗の他端に接続され他端が信号グランドに接続された第二下段抵抗とで成る第二バイアス回路と、
前記第二下段抵抗と並列に接続された第二コンデンサとで構成され、
前記第二コンデンサの出力端である前記第二上段抵抗側の一端に前記補正抵抗の他端が接続され、
前記第二コンデンサの出力端から、前記第二直流電源を第二上段抵抗及び第二下段抵抗の抵抗比で分圧して前記第二下段抵抗に発生する分圧電圧と、前記補正量制御回路によって断続された前記間接出力電流信号を脈流又は直流に平滑した電圧とを合算した前記基準電圧信号を出力する請求項1乃至5の何れか記載のスイッチング電源装置。 - 前記補正量制御回路は、前記補正抵抗と前記第二コンデンサとの接続点にnチャネルMOS型FETである第二断続スイッチ素子が挿入され、
前記第二断続スイッチ素子のドレイン端子が前記補正抵抗の一端に接続され、ソース端子が前記第二コンデンサの出力端に接続され、ゲート端子が前記第一断続スイッチの前記ゲート端子に接続されている請求項6記載のスイッチング電源装置。 - 前記第一バイアス回路及び第二バイアス回路は、前記出力電流がゼロのとき、前記第一又は第二断続スイッチ素子のオン・オフの時比率によらず、前記間接出力電流信号及び前記基準電圧信号が等しくなるように設けられている請求項6又は7記載のスイッチング電源装置。
- 前記第一バイアス回路及び第二バイアス回路の前記第一直流電源及び第二直流電源は、一つの直流電源が兼用されている請求項8記載のスイッチング電源装置。
- 前記出力電流検出回路は、
前記主スイッチング素子のスイッチング電流が流れる経路に、一端を信号グランドに接続して設けられ、前記スイッチング電流を電圧変換して負のスイッチング電流信号を出力する電流検出抵抗と、
第一上段抵抗、第一下段抵抗及び第一直流電源を有し、前記第一直流電源のマイナス出力端が前記信号グランドに接続され、同じくプラス出力端が前記第一上段抵抗の一端に接続され、前記第一上段抵抗の他端と前記電流検出抵抗の出力端との間に前記第一下段抵抗が接続され、前記第一下段抵抗の両端に、前記第一直流電源の電圧を当該二つの抵抗の抵抗比で分圧した電圧と略等しい分圧電圧を発生させる第一バイアス回路と、
前記第一上段抵抗及び第一下段抵抗の中点と前記信号グランドとの間に接続された第一コンデンサとで構成され、
前記第一コンデンサの出力端である前記第一上段抵抗側の一端から、前記負のスイッチング電流信号を脈流又は直流に平滑した電圧と前記第一バイアス回路の前記分圧電圧とを合算した前記間接出力電流信号を出力し、
前記補正量制御回路は、
ソース端子が前記第一コンデンサの出力端に接続されたnチャネルMOS型FETである第一断続スイッチ素子と、
一端が前記第一断続スイッチ素子のドレイン端子に接続された補正抵抗と、
前記第一断続スイッチ素子のゲート端子と前記信号グランドとの間に、前記間接出力電流信号及び前記間接出力電圧信号よりも高い波高値を有する矩形波であって、前記第一断続スイッチ素子をオン・オフさせる駆動パルスを出力するPWMパルス発振回路とで構成され、
前記出力電圧検出回路は、
一端が前記補正抵抗の他端に接続され、他端が信号グランドに接続された第三コンデンサを備え、
前記第三コンデンサの出力端である前記補正抵抗側の一端から、前記出力電圧と相関のある電圧信号である前記間接出力電圧信号と、前記補正量制御回路によって断続された前記間接出力電流信号を脈流又は直流に平滑した電圧と合算した前記間接出力電圧信号を出力する請求項1乃至5の何れか記載のスイッチング電源装置。 - 前記補正量制御回路は、前記補正抵抗と前記第三コンデンサとの接続点にnチャネルMOS型FETである第二断続スイッチ素子が挿入され、
前記第二断続スイッチ素子のドレイン端子が前記補正抵抗の一端に接続され、ソース端子が前記第三コンデンサの出力端に接続され、ゲート端子が前記第一断続スイッチの前記ゲート端子に接続されている請求項10記載のスイッチング電源装置。 - 前記第一バイアス回路及び前記出力電圧検出回路は、前記出力電流がゼロのとき、前記第一又は第二断続スイッチ素子のオン・オフの時比率によらず、前記間接出力電流信号及び前記間接出力電圧信号が等しくなるように設けられている請求項10又は11記載のスイッチング電源装置。
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