JP6322565B2 - Power supply device and power supply control method - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、及び電源制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply device and a power supply control method.
近年、三相交流から電力供給され、カレントモード制御を行うDC/DCコンバータを備える電源装置が知られている(特許文献1参照)。 In recent years, a power supply device including a DC / DC converter that is supplied with power from three-phase alternating current and performs current mode control is known (see Patent Document 1).
しかしながら、上述した電源装置では、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータ(以下、フルブリッジコンバータという)を用いた場合には、カレントモード制御を行うことが困難であり、フルブリッジコンバータを備える電源装置では、位相シフト制御を行うことが一般的であった。そのため、フルブリッジコンバータを備える電源装置では、多相交流から供給される各相における各コンバータの入力電流のピーク値を揃えることができず、電源の変換効率が低下することがあった。また、上述した電源装置では、スイッチング素子の応答が遅れることがあった。 However, in the power supply apparatus described above, when a full bridge type DC / DC converter (hereinafter referred to as a full bridge converter) is used, it is difficult to perform current mode control. In a power supply apparatus including a full bridge converter, It is common to perform phase shift control. Therefore, in a power supply device including a full bridge converter, the peak value of the input current of each converter in each phase supplied from multiphase AC cannot be made uniform, and the conversion efficiency of the power supply may be reduced. In the power supply device described above, the response of the switching element may be delayed.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、電源の変換効率を向上させるとともに、スイッチング素子の応答を向上させることができる電源装置、及び電源制御方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a power supply device and a power supply control method capable of improving the conversion efficiency of the power supply and improving the response of the switching element. is there.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータを備える電源装置であって、前記DC/DCコンバータは、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、前記トランスの前記一次側コイルの第1端に接続される前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子をカレントモード制御する制御部とを備えることを特徴とする電源装置である。 In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a power supply device including a full-bridge DC / DC converter, wherein the DC / DC converter includes a first switching element, a second switching element, A full bridge circuit having a third switching element and a fourth switching element, and the full bridge circuit is connected to the primary side coil, and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary side coil is provided in the secondary side coil. The transformer to be connected and the first switching element and the second switching element connected to the first end of the primary coil of the transformer are controlled by a predetermined fixed duty, and the primary coil A control unit for controlling the third switching element and the fourth switching element connected to the second end in a current mode; A power supply and wherein the obtaining.
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、軽負荷時に、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により制御するとともに、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in the power supply device described above, the control unit controls the first switching element and the second switching element by pulse width modulation at a light load, and the third switching element. The switching element and the fourth switching element are controlled to be in a non-conductive state.
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより制御し、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子をパルス幅変調により制御することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the power supply device, the control unit controls the first switching element and the second switching element with a predetermined fixed duty, and the third switching element and The fourth switching element is controlled by pulse width modulation.
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記DC/DCコンバータを複数備え、複数の前記DC/DCコンバータは、前記一次側コイルに流れる電流波形の各電流ピーク値が一致するように、前記第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子をカレントモード制御することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, the power supply apparatus includes a plurality of the DC / DC converters, and the plurality of DC / DC converters have the same current peak value of a current waveform flowing through the primary coil. In addition, the third switching element and the fourth switching element are controlled in a current mode.
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記第1のスイッチング素子及び前記第3のスイッチング素子は、第1の電源線に接続され、前記第2のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子は、第2の電源線に接続され、前記制御部は、軽負荷時でない場合に、第1の期間において、前記第1のスイッチング素子を前記所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記第4のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御し、第2の期間において、前記第2のスイッチング素子を前記所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記第3のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御することを特徴とする。 According to one embodiment of the present invention, in the above power supply device, the first switching element and the third switching element are connected to a first power supply line, and the second switching element and the fourth switching element are connected. The switching element is connected to a second power supply line, and the control unit controls the first switching element to be in a conductive state with the predetermined fixed duty in a first period when the load is not light. In addition, the fourth switching element is controlled to be in a conductive state by current mode control, and in the second period, the second switching element is controlled to be in a conductive state with the predetermined fixed duty. The switching element is controlled to be in a conductive state by current mode control.
また、本発明の一態様は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータを備える電源装置であって、前記DC/DCコンバータは、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、軽負荷時に、前記トランスの前記一次側コイルの第1端に接続される前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御する制御部とを備えることを特徴とする電源装置である。 One embodiment of the present invention is a power supply device including a full-bridge DC / DC converter, wherein the DC / DC converter includes a first switching element, a second switching element, a third switching element, And a full bridge circuit having a fourth switching element, a transformer in which the full bridge circuit is connected to the primary side coil, and a rectifier circuit that rectifies the output from the secondary side coil is connected to the secondary side coil; When the load is light, the first switching element and the second switching element connected to the first end of the primary coil of the transformer are controlled by pulse width modulation, and the second end of the primary coil is And a control unit that controls the third switching element and the fourth switching element to be connected to a non-conductive state. It is a power supply that.
また、本発明の一態様は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータを備える電源装置の電源制御方法であって、前記DC/DCコンバータは、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、前記フルブリッジ回路が有する前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子、前記第3のスイッチング素子、及び前記第4のスイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御部とを備え、前記制御部が、第1の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第1の電源線との間に接続される前記第1のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端と第2の電源線との間に接続される前記第4のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御し、第2の期間において、前記一次側コイルの第1端と前記第2の電源線との間に接続される前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端と前記第1の電源線との間に接続される前記第3のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御することを特徴とする電源制御方法である。 Another embodiment of the present invention is a power supply control method for a power supply apparatus including a full-bridge DC / DC converter, wherein the DC / DC converter includes a first switching element, a second switching element, and a third switching element. A full bridge circuit having a switching element and a fourth switching element, and the full bridge circuit is connected to the primary coil, and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary coil is connected to the secondary coil. And a control unit that controls conduction and non-conduction states of the first switching element, the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element included in the full bridge circuit. The control unit includes a first end of the primary coil of the transformer and a first power line in the first period. The first switching element connected to the first switching element is controlled to be conductive by a predetermined fixed duty, and the fourth switching is connected between the second end of the primary coil and the second power supply line. The element is controlled to be in a conductive state by current mode control, and the second switching element connected between the first end of the primary coil and the second power supply line is fixed in a predetermined period in the second period. And controlling the third switching element connected between the second end of the primary coil and the first power supply line to a conductive state by current mode control. It is a power supply control method characterized.
また、本発明の一態様は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータを備える電源装置の電源制御方法であって、前記DC/DCコンバータは、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、前記フルブリッジ回路が有する前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子、前記第3のスイッチング素子、及び前記第4のスイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御部とを備え、前記制御部が、軽負荷時における第1の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第1の電源線との間に接続される前記第1のスイッチング素子をパルス幅変調により導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御し、前記軽負荷時における第2の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第2の電源線との間に接続される前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御することを特徴とする電源制御方法である。 Another embodiment of the present invention is a power supply control method for a power supply apparatus including a full-bridge DC / DC converter, wherein the DC / DC converter includes a first switching element, a second switching element, and a third switching element. A full bridge circuit having a switching element and a fourth switching element, and the full bridge circuit is connected to the primary coil, and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary coil is connected to the secondary coil. And a control unit that controls conduction and non-conduction states of the first switching element, the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element included in the full bridge circuit. And the control unit has a first end of the primary side coil of the transformer in a first period at a light load. The first switching element connected to the first power supply line is controlled to be conductive by pulse width modulation, and the third switching element connected to the second end of the primary coil and the first switching element The second switching element is connected between the first end of the primary coil of the transformer and the second power supply line in the second period at the time of the light load. And the third switching element connected to the second end of the primary side coil and the fourth switching element are controlled to be in a non-conductive state. This is a power control method.
本発明によれば、第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子をカレントモード制御するため、各相交流における各コンバータの電流のピーク値を揃えることができる。よって、電源の変換効率を向上させることができるとともに、スイッチング素子の応答を向上させることができる。 According to the present invention, since the third switching element and the fourth switching element are controlled in the current mode, the peak values of the currents of the respective converters in each phase AC can be made uniform. Therefore, the conversion efficiency of the power source can be improved and the response of the switching element can be improved.
以下、本発明の一実施形態による電源装置について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態による電源装置1の一例を示すブロック図である。
この図に示すように、電源装置1は、三相交流電源(R、S、T)から所定の直流電圧を出力する電源装置である。電源装置1は、PFC(Power Factor Correction:力率改善)部2−1〜2−3と、DC/DCコンバータ10−1〜10−3とを備えている。
Hereinafter, a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a
As shown in this figure, the
PFC部2−1は、U相用のPFC回路であり、PFC部2−2は、V相用のPFC回路であり、PFC部2−3は、W相用のPFC回路である。なお、この図において、PFC部2−1、PFC部2−2、及びPFC部2−3は、同一の構成であり、電源装置1が備える任意のPFC部を示す場合、又は特に区別しない場合にはPFC部2として説明する。
PFC部2は、力率改善回路であり、高周波電流成分を除去して、入力された交流電力を直流電力に変換して出力する。
The PFC unit 2-1 is a U-phase PFC circuit, the PFC unit 2-2 is a V-phase PFC circuit, and the PFC unit 2-3 is a W-phase PFC circuit. In this figure, the PFC unit 2-1, the PFC unit 2-2, and the PFC unit 2-3 have the same configuration, and indicate any PFC unit included in the
The
DC/DCコンバータ10−1は、PFC部2−1から供給されるU相から変換した直流電力を、所定の直流電圧に変換して出力する。また、DC/DCコンバータ10−2は、PFC部2−2から供給されるV相から変換した直流電力を、所定の直流電圧に変換して出力する。また、DC/DCコンバータ10−3は、PFC部2−3から供給されるW相から変換した直流電力を、所定の直流電圧に変換して出力する。
なお、この図において、DC/DCコンバータ10−1、DC/DCコンバータ10−2、及びDC/DCコンバータ10−3は、同一の構成であり、電源装置1が備える任意のDC/DCコンバータを示す場合、又は特に区別しない場合にはDC/DCコンバータ10として説明する。
DC/DCコンバータ10は、例えば、PFC部2から供給された直流電力を所定の直流電圧に変換する直流−直流変換回路である。DC/DCコンバータ10は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータである。ここで、図2を参照して、DC/DCコンバータ10の構成例について説明する。
The DC / DC converter 10-1 converts the DC power converted from the U phase supplied from the PFC unit 2-1 into a predetermined DC voltage and outputs it. Further, the DC / DC converter 10-2 converts the DC power converted from the V phase supplied from the PFC unit 2-2 into a predetermined DC voltage and outputs it. Further, the DC / DC converter 10-3 converts the DC power converted from the W phase supplied from the PFC unit 2-3 into a predetermined DC voltage and outputs it.
In this figure, the DC / DC converter 10-1, the DC / DC converter 10-2, and the DC / DC converter 10-3 have the same configuration, and any DC / DC converter included in the
The DC /
図2は、本実施形態によるDC/DCコンバータ10の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、DC/DCコンバータ10は、電流検出部11と、電圧検出部12と、制御部13と、フルブリッジ回路20と、ドライバ部40と、平滑コンデンサ(Ci、Co)と、トランスTL1と、直列リアクトルL1と、ダイオード(D5、D6)と、整流ダイオード(D7、D8)と、チョークコイルL2とを備えている。また、フルブリッジ回路20は、スイッチング素子Q1〜Q4と、共振コンデンサC5と、寄生容量C1〜C4と、ボディダイオードD1〜D4とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the DC /
As shown in FIG. 2, the DC /
平滑コンデンサCiは、入力の電源線VI(第1の電源線)と、電源線GND1(第2の電源線)との間に接続され、入力電圧を平滑化する。 The smoothing capacitor Ci is connected between the input power supply line VI (first power supply line) and the power supply line GND1 (second power supply line), and smoothes the input voltage.
スイッチング素子Q1(第1のスイッチング素子の一例)は、ドレイン端子が電源線VIに、ソース端子がノードN1に、ゲート端子が駆動信号G1の信号線に、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子Q1は、電源線VIと、後述する一次側コイルTL11の第1端との間に接続されている。また、スイッチング素子Q1は、ドレイン端子−ソース端子間に、寄生容量C1及びボディダイオードD1を有している。 The switching element Q1 (an example of the first switching element) has a drain terminal connected to the power supply line VI, a source terminal connected to the node N1, and a gate terminal connected to the signal line of the drive signal G1. That is, the switching element Q1 is connected between the power supply line VI and a first end of a primary coil TL11 described later. Further, the switching element Q1 has a parasitic capacitance C1 and a body diode D1 between the drain terminal and the source terminal.
スイッチング素子Q2(第2のスイッチング素子の一例)は、ドレイン端子がノードN1に、ソース端子が電源線GND1に、ゲート端子が駆動信号G2の信号線に、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子Q2は、電源線GND1と、後述する一次側コイルTL11の第1端との間に接続されている。また、スイッチング素子Q2は、ドレイン端子−ソース端子間に、寄生容量C2及びボディダイオードD2を有している。 The switching element Q2 (an example of the second switching element) has a drain terminal connected to the node N1, a source terminal connected to the power supply line GND1, and a gate terminal connected to the signal line of the drive signal G2. That is, the switching element Q2 is connected between the power supply line GND1 and a first end of a primary side coil TL11 described later. Further, the switching element Q2 has a parasitic capacitance C2 and a body diode D2 between the drain terminal and the source terminal.
スイッチング素子Q3(第3のスイッチング素子の一例)は、ドレイン端子が電源線VIに、ソース端子がノードN2に、ゲート端子が駆動信号G3の信号線に、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子Q3は、電源線VIと、後述する一次側コイルTL11の第2端(ノードN3)との間に接続されている。また、スイッチング素子Q3は、ドレイン端子−ソース端子間に、寄生容量C3及びボディダイオードD3を有している。 Switching element Q3 (an example of a third switching element) has a drain terminal connected to power supply line VI, a source terminal connected to node N2, and a gate terminal connected to a signal line for drive signal G3. That is, the switching element Q3 is connected between the power supply line VI and a second end (node N3) of a primary side coil TL11 described later. Further, the switching element Q3 has a parasitic capacitance C3 and a body diode D3 between the drain terminal and the source terminal.
スイッチング素子Q4(第4のスイッチング素子の一例)は、ドレイン端子がノードN2に、ソース端子が電源線GND1に、ゲート端子が駆動信号G4の信号線に、それぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子Q4は、電源線GND1と、後述する一次側コイルTL11の第2端(ノードN3)との間に接続されている。また、スイッチング素子Q4は、ドレイン端子−ソース端子間に、寄生容量C4及びボディダイオードD4を有している。 The switching element Q4 (an example of the fourth switching element) has a drain terminal connected to the node N2, a source terminal connected to the power supply line GND1, and a gate terminal connected to the signal line of the drive signal G4. That is, the switching element Q4 is connected between the power supply line GND1 and a second end (node N3) of a primary side coil TL11 described later. Further, the switching element Q4 has a parasitic capacitance C4 and a body diode D4 between the drain terminal and the source terminal.
トランスTL1は、一次側コイルTL11と、センタタップ付きの二次側コイルTL12とを有し、一次側コイルTL11に供給された電力を変換して二次側コイルTL12に出力する。
一次側コイルTL11は、フルブリッジ回路20に接続される。一次側コイルTL11は、例えば、第1端が、共振コンデンサC5を介してスイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2に接続されている。すなわち、一次側コイルTL11の第1端は、共振コンデンサC5を介してノードN1に接続されている。また、一次側コイルTL11は、例えば、第2端がノードN3に接続され、第2端は、直列リアクトルL1を介してスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4に接続されている。すなわち、一次側コイルTL11の第2端は、直列リアクトルL1を介してノードN2に接続されている。
直列リアクトルL1は、一次側コイルTL11と直列に接続され、寄生容量C1〜C4、及び配線容量との共振により、スイッチング素子Q1〜Q4のZVS(Zero Voltage Switching)動作を実現する。
The transformer TL1 has a primary side coil TL11 and a secondary side coil TL12 with a center tap, converts power supplied to the primary side coil TL11, and outputs it to the secondary side coil TL12.
The primary coil TL11 is connected to the
The series reactor L1 is connected in series with the primary side coil TL11, and realizes ZVS (Zero Voltage Switching) operation of the switching elements Q1 to Q4 by resonance with the parasitic capacitances C1 to C4 and the wiring capacitance.
二次側コイルTL12は、第1端がノードN4に接続され、第2端がノードN5に接続されている。また、二次側コイルTL12は、センタタップを有し、センタタップがノードN6に接続されている。なお、センタタップは、チョークコイルL2に接続されている。また、二次側コイルTL12は、後述する整流回路30に接続されている。
Secondary coil TL12 has a first end connected to node N4 and a second end connected to node N5. The secondary coil TL12 has a center tap, and the center tap is connected to the node N6. The center tap is connected to the choke coil L2. The secondary coil TL12 is connected to a
ダイオードD5は、アノード端子が一次側コイルTL11の第1端であるノードN3に接続され、カソード端子が電源線VIに接続されている。ダイオードD5は、クランプダイオードとして機能する。
ダイオードD6は、アノード端子が電源線GND1に接続され、カソード端子が一次側コイルTL11の第1端であるノードN3に接続されている。ダイオードD5は、クランプダイオードとして機能する。
The diode D5 has an anode terminal connected to the node N3 that is the first end of the primary coil TL11, and a cathode terminal connected to the power supply line VI. The diode D5 functions as a clamp diode.
The diode D6 has an anode terminal connected to the power supply line GND1 and a cathode terminal connected to the node N3 that is the first end of the primary coil TL11. The diode D5 functions as a clamp diode.
整流ダイオードD7は、アノード端子が出力の電源線GND2に接続され、カソード端子が二次側コイルTL12の第1端であるノードN4に接続されている。また、整流ダイオードD8は、アノード端子が出力の電源線GND2に接続され、カソード端子が二次側コイルTL12の第2端であるノードN5に接続されている。
整流ダイオードD7及び整流ダイオードD8は、整流回路30に含まれ、両波整流回路として機能する。
The rectifier diode D7 has an anode terminal connected to the output power line GND2, and a cathode terminal connected to the node N4 that is the first end of the secondary coil TL12. The rectifier diode D8 has an anode terminal connected to the output power line GND2 and a cathode terminal connected to the node N5 that is the second end of the secondary coil TL12.
The rectifier diode D7 and the rectifier diode D8 are included in the
チョークコイルL2は、二次側コイルTL12のセンタタップに接続されたノードN6に第1端が接続され、第2端が出力の電源線VOに接続されている。チョークコイルL2は、後述する平滑コンデンサCoとともに、DC/DCコンバータ10が出力する直流電力の平滑化に利用される。
平滑コンデンサCoは、出力の電源線VOと、電源線GND2との間に接続され、出力電圧を平滑化する。
ここで、負荷RLは、DC/DCコンバータ10が出力する直流電力を消費する負荷を示している。
The choke coil L2 has a first end connected to the node N6 connected to the center tap of the secondary coil TL12, and a second end connected to the output power line VO. The choke coil L2 is used for smoothing the DC power output from the DC /
The smoothing capacitor Co is connected between the output power supply line VO and the power supply line GND2, and smoothes the output voltage.
Here, the load RL indicates a load that consumes DC power output from the DC /
電流検出部11は、一次側コイルTL11に入力される電流を検出する。電流検出部11は、検出した電流を電圧に変換した信号Viとして制御部13に出力する。
電圧検出部12は、DC/DCコンバータ10の出力電圧を検出して、フィードバック電圧信号である信号Voとして制御部13に出力する。電圧検出部12は、DC/DCコンバータ10の出力電圧を、基準電圧Vrefと比較するためにレベル変換して、信号Voを出力する。
The
The voltage detector 12 detects the output voltage of the DC /
制御部13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)などを含むプロセッサであり,フルブリッジ回路20が有するスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4のON(オン)状態(導通状態)及びOFF(オフ)状態(非導通状態)を制御する。制御部13は、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4のゲート端子の電圧を制御する駆動信号G1、駆動信号G2、駆動信号G3、及び駆動信号G4を、ドライバ部40を介して出力する。
The
また、制御部13は、通常の負荷時(軽負荷時でない場合)に、例えば、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を所定の固定のデューティにより制御するとともに、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をカレントモード制御する。すなわち、制御部13は、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を所定の固定のデューティにより制御し、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をPWM(パルス幅変調)により制御する。
また、制御部13は、軽負荷時に、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2をPWM(パルス幅変調)により制御するとともに、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。なお、制御部13によるスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4の制御の詳細については後述する。
Further, the
The
ドライバ部40は、制御部13から出力されたスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4の制御用の信号を、各スイッチング素子の駆動用の電圧に変換して、各スイッチング素子のゲート端子に供給する。ドライバ部40は、例えば、ドライバ41〜44を備えている。
The
ドライバ41は、制御部13から出力されたスイッチング素子Q1の制御信号に基づいて、スイッチング素子Q1を駆動する駆動信号G1をスイッチング素子Q1のゲート信号に供給する。
ドライバ42は、制御部13から出力されたスイッチング素子Q2の制御信号に基づいて、スイッチング素子Q2を駆動する駆動信号G2をスイッチング素子Q2のゲート信号に供給する。
ドライバ43は、制御部13から出力されたスイッチング素子Q3の制御信号に基づいて、スイッチング素子Q3を駆動する駆動信号G3をスイッチング素子Q3のゲート信号に供給する。
ドライバ44は、制御部13から出力されたスイッチング素子Q4の制御信号に基づいて、スイッチング素子Q4を駆動する駆動信号G4をスイッチング素子Q4のゲート信号に供給する。
The
The
The
The
次に、図3を参照して、制御部13による通常の負荷時におけるスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4の制御について説明する。
図3は、本実施形態によるDC/DCコンバータ10の制御の一例を示すタイムチャートである。
この図において、波形W1〜W4の各波形は、上から順に、駆動信号G1〜G4の電圧波形を示している。また、この図において、横軸は時間を示し、縦軸は論理レベルを示している。
Next, with reference to FIG. 3, the control of the switching element Q1, the switching element Q2, the switching element Q3, and the switching element Q4 during a normal load by the
FIG. 3 is a time chart showing an example of control of the DC /
In this figure, the waveforms of the waveforms W1 to W4 indicate the voltage waveforms of the drive signals G1 to G4 in order from the top. In this figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the logical level.
時刻T1において、制御部13は、まず、スイッチング素子Q1の駆動信号G1及びスイッチング素子Q4の駆動信号G4をH(High:ハイ)状態にする。なお、この場合、制御部13は、スイッチング素子Q2の駆動信号G2及びスイッチング素子Q3の駆動信号G3をL(Low:ロウ)状態に維持する。これにより、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q4がON状態になり、スイッチング素子Q2及びスイッチング素子Q3がOFF状態になる。その結果、電源線VIからスイッチング素子Q1、共振コンデンサC5、一次側コイルTL11、直列リアクトルL1、及びスイッチング素子Q4の経路により電流が流れる。これにより、一次側コイルTL11から二次側コイルTL12に電力が発生し、二次側コイルTL12は、整流回路30を介してこの電力を整流し、チョークコイルL2及び平滑コンデンサCoを介して、平滑化された直流電圧を電源線VOに出力する。
At time T1, the
制御部13は、電圧検出部12の出力信号Voと、基準電圧Vrefとが一致するように、電流検出部11が検出した電流値が所定の値に達するまで、スイッチング素子Q4のオン状態を維持する。また、制御部13は、スイッチング素子Q1のON状態の期間(ターンオン期間)が所定のデューティ(所定の固定のデューティ)になるようにスイッチング素子Q1のオン状態を維持する。
The
時刻T2において、電流検出部11が検出した電流値が所定の値に達し、制御部13は、駆動信号G4をL状態にして、スイッチング素子Q4をオフ状態にする。このスイッチング素子Q4のON状態の期間DT2は、出力信号Vo及び負荷RLの消費電流により変化する。すなわち、制御部13は、カレントモード制御によりPWM(パルス幅変調)して、スイッチング素子Q4のON状態の期間DT2を制御する。
At time T2, the current value detected by the
また、時刻T3において、スイッチング素子Q1のON状態の期間が所定のデューティに達し、制御部13は、駆動信号G1をL状態にして、スイッチング素子Q1をオフ状態にする。ここで、所定のデューティとは、例えば、期間TT1におけるオン状態の期間DT1の割合(例えば、50%など)であり、予め定められた1周期(期間TT1)当たりの導通時間(期間DT1)の比率(DT1/TT1×100)を示す時比率である。なお、本実施形態では、この所定のデューティを約50%として説明する。
このように、制御部13は、軽負荷時でない場合に、第1の期間(例えば、期間DT1)において、スイッチング素子Q1を所定の固定のデューティによりON状態に制御するとともに、スイッチング素子Q4をカレントモード制御によりON状態に制御する。
At time T3, the ON state period of the switching element Q1 reaches a predetermined duty, and the
As described above, the
次に、時刻T4において、制御部13は、スイッチング素子Q2の駆動信号G2及びスイッチング素子Q3の駆動信号G3をH状態にする。なお、この場合、制御部13は、スイッチング素子Q1の駆動信号G1及びスイッチング素子Q4の駆動信号G4をL状態に維持する。これにより、スイッチング素子Q2及びスイッチング素子Q3がON状態になり、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q4がOFF状態になる。その結果、電源線VIからスイッチング素子Q3、直列リアクトルL1、一次側コイルTL11、共振コンデンサC5、及びスイッチング素子Q2の経路により電流が流れる。これにより、一次側コイルTL11から二次側コイルTL12に電力が発生し、二次側コイルTL12は、整流回路30を介してこの電力を整流し、チョークコイルL2及び平滑コンデンサCoを介して、平滑化された直流電圧を電源線VOに出力する。
Next, at time T4, the
制御部13は、電圧検出部12の出力信号Voと、基準電圧Vrefとが一致するように、電流検出部11が検出した電流値が所定のピーク値に達するまで、スイッチング素子Q3のオン状態を維持する。また、制御部13は、スイッチング素子Q2のON状態の期間(ターンオン期間)が所定のデューティ(所定の固定のデューティ)になるようにスイッチング素子Q2のオン状態を維持する。
The
時刻T5において、電流検出部11が検出した電流値が所定の値に達し、制御部13は、駆動信号G3をL状態にして、スイッチング素子Q3をオフ状態にする。このスイッチング素子Q3のON状態の期間DT4は、出力信号Vo及び負荷RLの消費電流により変化する。すなわち、制御部13は、カレントモード制御によりPWM(パルス幅変調)して、スイッチング素子Q3のON状態の期間DT4を制御する。
At time T5, the current value detected by the
また、時刻T6において、スイッチング素子Q2のON状態の期間が所定のデューティに達し、制御部13は、駆動信号G2をL状態にして、スイッチング素子Q2をオフ状態にする。
このように、制御部13は、軽負荷時でない場合に、第2の期間(例えば、期間DT3)において、スイッチング素子Q2を所定のデューティによりON状態に制御するとともに、スイッチング素子Q3をカレントモード制御によりON状態に制御する。
At time T6, the ON state period of the switching element Q2 reaches a predetermined duty, and the
Thus, the
続く時刻T7〜時刻T12までの処理は、上述した時刻T1〜時刻T6までの処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。このように、制御部13は、第1の期間(期間DT1)の処理と第2の期間(期間DT3)の処理とを交互に繰り返して、フルブリッジ回路20が有するスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4のON状態及びOFF状態を制御する。
The subsequent processing from time T7 to time T12 is the same as the processing from time T1 to time T6 described above, and therefore description thereof is omitted here. As described above, the
なお、図3において、時刻T2から時刻T4の期間に、スイッチング素子Q3がZVS動作し、時刻T5から時刻T7の期間に、スイッチング素子Q4がZVS動作する。また、時刻T3から時刻T4の期間に、スイッチング素子Q2がZVS動作し、時刻T6から時刻T7の期間に、スイッチング素子Q1がZVS動作する。また、これらの各期間(ΔT)は、負荷電流値により予め設定されているものとする。 In FIG. 3, the switching element Q3 operates as a ZVS during a period from time T2 to time T4, and the switching element Q4 operates as a ZVS during a period from time T5 to time T7. Further, the switching element Q2 performs ZVS operation during a period from time T3 to time T4, and the switching element Q1 performs ZVS operation during a period from time T6 to time T7. In addition, each of these periods (ΔT) is set in advance by the load current value.
次に、図4を参照して、上述のような制御を行う制御部13の構成例について説明する。
図4は、本実施形態による制御部13の一例を示すブロック図である。
図4に示すように、制御部13は、制御信号生成部131と、コンパレータ(132、133)と、OR(オア)回路134と、RSフリップフロップ135とを備えている。
なお、この図に示す例は、説明上、駆動信号G1及び駆動信号G4を生成する構成について記載しているが、基本的には、駆動信号G2及び駆動信号G3を生成する構成も同様であり、ここではその説明を省略する。
Next, a configuration example of the
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the
As shown in FIG. 4, the
Note that the example shown in this figure describes the configuration for generating the drive signal G1 and the drive signal G4 for the sake of explanation, but the configuration for generating the drive signal G2 and the drive signal G3 is basically the same. The description is omitted here.
制御信号生成部131は、駆動信号G1及び駆動信号G4を制御するための各種制御信号を生成する。制御信号生成部131は、例えば、スイッチング素子Q1を所定のデューティによりON状態にするために、コントロール電圧Vc1に、所定の電圧値を出力する。また、制御信号生成部131は、上述した周期(期間TT1)により鋸歯状波信号S1を生成する。制御信号生成部131は、生成したコントロール電圧Vc1及び鋸歯状波信号S1をコンパレータ132の入力信号として出力する。
The
また、制御信号生成部131は、例えば、基準電圧Vrefと、フィードバック電圧信号である信号Voとに基づいて、カレントモード制御のコントロール電圧Vc2を生成する。制御信号生成部131は、例えば、PID(Proportional-Integral-Derivative)制御に基づいて、コントロール電圧Vc2を生成する。制御信号生成部131は、信号Voが基準電圧Vrefに一致するように、コントロール電圧Vc2の電圧値を変更する。制御信号生成部131は、生成したコントロール電圧Vc2をコンパレータ133の入力信号(−入力端子の入力信号)として出力する。
また、制御信号生成部131は、カレントモード制御の際に後述するRSフリップフロップ135を周期的にセットする信号CLK1を生成し、生成した信号CLK1をRSフリップフロップ135のS端子(セット端子)に出力する。また、制御信号生成部131は、RSフリップフロップ135をリセットする信号RSTを生成し、生成した信号RSTをOR回路134に出力する。なお、制御信号生成部131は、カレントモード制御の際に信号RSTにL状態を出力する。
Further, the control
In addition, the control
なお、制御部13は、軽負荷時に、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2をPWM(パルス幅変調)により制御するとともに、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。そのため、制御信号生成部131は、軽負荷時に、例えば、基準電圧Vrefと、フィードバック電圧信号である信号Voとに基づいて、スイッチング素子Q1をPWM制御するコントロール電圧Vc1を生成する。この場合、制御信号生成部131は、信号Voが基準電圧Vrefに一致するように、コントロール電圧Vc1の電圧値を変更する。また、制御信号生成部131は、軽負荷時に、スイッチング素子Q4をOFF状態に制御するために、信号RSTにH状態を出力する。
ここで、制御信号生成部131は、軽負荷時であるか否かを信号Viのレベルによって判定する。すなわち、制御信号生成部131は、例えば、信号Viが所定の値以下が維持される(すなわち、消費電流が少ない)場合に、軽負荷時であると判定する。
The
Here, the control
コンパレータ132は、−入力端子が上述した鋸歯状波信号S1の信号線に接続され、+入力端子が上述したコントロール電圧Vc1の信号線に接続される。コンパレータ132は、鋸歯状波信号S1の電圧と、コントロール電圧Vc1の電圧値とを比較して、鋸歯状波信号S1の電圧値がコントロール電圧Vc1の電圧値未満である場合にH状態を出力する。また、コンパレータ132は、鋸歯状波信号S1の電圧値がコントロール電圧Vc1の電圧値以上である場合にL状態を出力する。コンパレータ132の出力信号は、ドライバ41を介して駆動信号G1として出力される。
The
コンパレータ133は、−入力端子が上述したコントロール電圧Vc2の信号線に接続され、+入力端子が上述した信号Viの信号線に接続される。コンパレータ133は、信号Viの電圧値と、コントロール電圧Vc2の電圧値とを比較して、信号Viの電圧値がコントロール電圧Vc2の電圧値未満である場合にL状態を出力する。コンパレータ133は、信号Viの電圧値がコントロール電圧Vc2の電圧値以上である場合にH状態を出力する。
The
OR回路134は、2つの入力信号をOR論理演算(論理和演算)する演算回路である。OR回路134は、2つの入力端子に、上述した信号RST及びコンパレータ133の出力信号が供給され、当該2つの信号をOR論理演算した出力信号をRSフリップフロップ135のR端子(リセット端子)に出力する。
The OR
RSフリップフロップ135は、信号CLK1がH状態になると、出力信号QをH状態に変更し、R端子がH状態になるまで、出力信号QをH状態に保持する。また、RSフリップフロップ135は、OR回路134の出力信号がH状態になると、出力信号QをL状態に変更し、S端子がH状態になるまで、出力信号QをL状態に保持する。RSフリップフロップ135の出力信号Qは、ドライバ44を介して駆動信号G4として出力される。
When the signal CLK1 is in the H state, the RS flip-
なお、図4に示す例では、図示を省略しているが、制御部13は、駆動信号G2を駆動信号G1と同様に生成し、駆動信号G3を駆動信号G4と同様に生成する。
Although not shown in the example illustrated in FIG. 4, the
次に、図5を参照して、上述した制御部13のカレントモード制御の動作について説明する。
図5は、本実施形態によるカレントモード制御の一例を示すタイムチャートである。
この図において、各信号は、上から順に、コンパレータ132の入力信号(S1、Vc1)、駆動信号G1、信号CLK1、コンパレータ133の入力信号(Vi、Vc2)、コンパレータ133の出力信号、及び駆動信号G4を示している。また、波形W5は、鋸歯状波信号S1の波形を示し、波形W6は、コントロール電圧Vc1の波形を示し、波形W7は、駆動信号G1の波形を示し、波形W8は、信号CLK1の波形を示している。また、波形W9は、コントロール電圧Vc2の波形を示し、波形W10は、信号Viの波形を示し、波形W11は、コンパレータ133の出力信号の波形を示し、波形W12は、駆動信号G4の波形を示している。
Next, the operation of the current mode control of the
FIG. 5 is a time chart showing an example of current mode control according to the present embodiment.
In this figure, the respective signals are, in order from the top, the input signal (S1, Vc1) of the
この図において、横軸は時間を示し、縦軸は入力信号(S1、Vc1)及び入力信号(Vi、Vc2)が電圧を示し、その他の信号は、論理レベルを示している。ここで、時刻T1〜時刻T3、期間TT1、期間DT1、及び期間DT2は、図3と同様である。
なお、この図に示す例は、説明上、駆動信号G1及び駆動信号G4を生成する場合の一例について記載しているが、基本的には、駆動信号G2及び駆動信号G3を生成する場合も同様であり、ここではその説明を省略する。
また、この図に示す例は、通常の負荷時(軽負荷時でない場合)であり、制御信号生成部131は、信号RSTにL状態を出力しているものとする。
In this figure, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the voltage of the input signals (S1, Vc1) and the input signals (Vi, Vc2), and the other signals indicate logic levels. Here, the times T1 to T3, the period TT1, the period DT1, and the period DT2 are the same as those in FIG.
Note that the example shown in this figure describes an example in which the drive signal G1 and the drive signal G4 are generated for the sake of explanation, but basically the same applies to the case where the drive signal G2 and the drive signal G3 are generated. Therefore, the description thereof is omitted here.
In addition, the example shown in this figure is a normal load time (not a light load time), and it is assumed that the control
時刻T1において、鋸歯状波信号S1が0Vになると、コンパレータ132の出力がH状態になり、ドライバ41は、波形W7に示すように、H状態を出力する。なお、コントロール電圧Vc1(波形W6)は、スイッチング素子Q1が所定のデューティ(例えば、50%)によりH状態になるように、制御信号生成部131は、所定の電圧値を出力する。
When the sawtooth wave signal S1 becomes 0 V at time T1, the output of the
また、時刻T1において、制御信号生成部131は、波形W8に示すように、信号CLK1を所定の期間、H状態にする。これにより、RSフリップフロップ135は、H状態を出力し、ドライバ44が、駆動信号G4をH状態にする。
これにより、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q4がON状態になり、一次側コイルTL11に入力される電流波形に相当する信号Viが上昇する。
At time T1, the control
As a result, the switching element Q1 and the switching element Q4 are turned on, and the signal Vi corresponding to the current waveform input to the primary coil TL11 increases.
次に、時刻T2において、信号Viの電圧値が、コントロール電圧Vc2に達すると、コンパレータ133は、波形W11に示すように、H状態を出力する。これにより、RSフリップフロップ135は、リセットされてL状態を出力し、ドライバ44が、駆動信号G4をL状態にする。その結果、スイッチング素子Q4が、OFF状態に制御される。
Next, when the voltage value of the signal Vi reaches the control voltage Vc2 at time T2, the
次に、時刻T3において、鋸歯状波信号S1の電圧値がコントロール電圧Vc1に達すると、コンパレータ132は、L状態を出力し、ドライバ41が、駆動信号G1をL状態にする。その結果、スイッチング素子Q1が、OFF状態に制御される。
このように、通常の負荷時(軽負荷時でない場合)には、制御部13は、スイッチング素子Q1を所定の固定のデューティにより制御し、スイッチング素子Q4をカレントモード制御によるPWM(パルス幅変調)により制御する。なお、図示を省略するが、制御部13は、同様に、スイッチング素子Q2を所定の固定のデューティにより制御し、スイッチング素子Q3をカレントモード制御によるPWM(パルス幅変調)により制御する。
Next, when the voltage value of the sawtooth signal S1 reaches the control voltage Vc1 at time T3, the
As described above, during normal load (when light load is not applied), the
次に、図6を参照して、本実施形態による三相のカレントモード制御について説明する。
図6は、本実施形態による三相のカレントモード制御の一例を示すタイムチャートである。
この図において、各信号は、上から順に、三相分のコンパレータ133の入力信号(Vi、Vc2)、駆動信号G4(U相、V相、W相)を示している。また、波形W13は、コントロール電圧Vc2の波形を示し、波形W14は、U相の信号Vi(DC/DCコンバータ10−1の信号Vi)の波形を示している。波形W15は、V相の信号Vi(DC/DCコンバータ10−2の信号Vi)の波形を示し、また、波形W16は、W相の信号Vi(DC/DCコンバータ10−3の信号Vi)の波形を示している。また、波形W17は、U相の駆動信号G4(U)を示し、波形W18は、V相の駆動信号G4(V)を示し、波形W19は、W相の駆動信号G4(W)を示している。
Next, the three-phase current mode control according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a time chart showing an example of three-phase current mode control according to the present embodiment.
In this figure, each signal indicates an input signal (Vi, Vc2) and a drive signal G4 (U phase, V phase, W phase) for the
また、この図において、横軸は時間を示し、縦軸は入力信号(Vi、Vc2)が電圧を示し、その他の信号は、論理レベルを示している。
なお、この図に示す例は、説明上、駆動信号G4についての一例について記載しているが、基本的には、駆動信号G3の場合も同様であり、ここではその説明を省略する。
また、この図に示す例は、通常の負荷時(軽負荷時でない場合)であり、制御信号生成部131は、信号RSTにL状態を出力しているものとする。
In this figure, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the voltage of the input signals (Vi, Vc2), and the other signals indicate logic levels.
In addition, although the example shown in this figure has described about an example about the drive signal G4 on description, it is the same also in the case of the drive signal G3 fundamentally, and the description is abbreviate | omitted here.
In addition, the example shown in this figure is a normal load time (not a light load time), and it is assumed that the control
時刻T15において、各DC/DCコンバータ10の制御信号生成部131は、信号CLK1を所定の期間、H状態にする。これにより、各RSフリップフロップ135は、H状態を出力し、各ドライバ44が、波形W17〜波形W19に示すように、各駆動信号G4(駆動信号G4(U)、駆動信号G4(V)、駆動信号G4(W))をH状態にする。
これにより、各DC/DCコンバータ10のスイッチング素子Q4がON状態になり、波形W14〜波形W15に示すように、各信号Viが上昇する。ここで、U相、V相、及びW相では、三相交流の位相が異なるため、各信号Viの上昇波形が異なる。ここで、コントロール電圧Vc2の電圧値は、波形W13に示すように、各DC/DCコンバータ10において等しい同一の電圧値である。
At time T15, the control
As a result, the switching element Q4 of each DC /
次に、時刻T16において、U相の信号Viの電圧値が、コントロール電圧Vc2に達すると、U相のコンパレータ133は、H状態を出力し、ドライバ44が、波形W17に示すように、駆動信号G4(U)をL状態にする。これにより、U相のDC/DCコンバータ10−1のスイッチング素子Q4がカレントモード制御によりOFF状態になる。
Next, when the voltage value of the U-phase signal Vi reaches the control voltage Vc2 at time T16, the
また、時刻T17において、V相の信号Viの電圧値が、コントロール電圧Vc2に達すると、V相のコンパレータ133は、H状態を出力し、ドライバ44が、波形W18に示すように、駆動信号G4(V)をL状態にする。これにより、V相のDC/DCコンバータ10−2のスイッチング素子Q4がカレントモード制御によりOFF状態になる。
When the voltage value of the V-phase signal Vi reaches the control voltage Vc2 at time T17, the V-
また、時刻T18において、W相の信号Viの電圧値が、コントロール電圧Vc2に達すると、W相のコンパレータ133は、H状態を出力し、ドライバ44が、波形W19に示すように、駆動信号G4(W)をL状態にする。これにより、W相のDC/DCコンバータ10−3のスイッチング素子Q4がカレントモード制御によりOFF状態になる。
At time T18, when the voltage value of the W-phase signal Vi reaches the control voltage Vc2, the W-
このように、本実施形態による三相のカレントモード制御の場合、DC/DCコンバータ10(10−1、10−2、10−3)は、一次側コイルTL11に流れる電流波形の各電流ピーク値が三相で一致するように、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をカレントモード制御する。 Thus, in the case of the three-phase current mode control according to the present embodiment, the DC / DC converter 10 (10-1, 10-2, 10-3) has each current peak value of the current waveform flowing through the primary coil TL11. Are controlled in current mode so that the switching elements Q3 and Q4 are matched in three phases.
次に、図7を参照して、制御部13による軽負荷時におけるスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4の制御について説明する。
図7は、本実施形態によるDC/DCコンバータ10の軽負荷時の制御の一例を示すタイムチャートである。
この図において、波形W21〜W24の各波形は、上から順に、軽負荷時における駆動信号G1〜G4の電圧波形を示している。また、この図において、横軸は時間を示し、縦軸は論理レベルを示している。
Next, control of the switching element Q1, the switching element Q2, the switching element Q3, and the switching element Q4 at the time of light load by the
FIG. 7 is a time chart showing an example of control at the time of light load of the DC /
In this figure, each waveform of the waveforms W21 to W24 shows voltage waveforms of the drive signals G1 to G4 at light load in order from the top. In this figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the logical level.
時刻T21において、制御部13は、まず、スイッチング素子Q1の駆動信号G1をH状態にする。なお、この場合、制御部13は、スイッチング素子Q2の駆動信号G2、スイッチング素子Q3の駆動信号G3、及びスイッチング素子Q4の駆動信号G4をL状態に維持する。これにより、スイッチング素子Q1がON状態になり、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4がOFF状態になる。この場合、フルブリッジ回路20は、例えば、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4が有する寄生容量により、ハーフブリッジ回路のように動作する。その結果、一次側コイルTL11から二次側コイルTL12に電力が発生し、二次側コイルTL12は、整流回路30を介してこの電力を整流し、チョークコイルL2及び平滑コンデンサCoを介して、平滑化された直流電圧を電源線VOに出力する。
At time T21, the
制御部13は、電圧検出部12の出力信号Voと、基準電圧Vrefとが一致するように、制御信号生成部131が生成したコントロール電圧Vc1の電圧値に、鋸歯状波信号S1の電圧値が達するまで、スイッチング素子Q1のオン状態を維持する。すなわち、制御部13は、フィードバック電圧Voに基づいて、スイッチング素子Q1のON状態(期間DT5)をPWM制御により制御する。
次に、時刻T22において、鋸歯状波信号S1の電圧値が、コントロール電圧Vc1に達すると、コンパレータ132は、ドライバ41を介して、駆動信号G1をL状態にする。その結果、スイッチング素子Q1が、OFF状態に制御される。
The
Next, when the voltage value of the sawtooth signal S1 reaches the control voltage Vc1 at time T22, the
また、時刻T23において、制御部13は、スイッチング素子Q2の駆動信号G2をH状態にする。この場合、制御部13は、スイッチング素子Q1の駆動信号G1、スイッチング素子Q3の駆動信号G3、及びスイッチング素子Q4の駆動信号G4をL状態に維持する。これにより、スイッチング素子Q2がON状態になり、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4がOFF状態になる。この場合、フルブリッジ回路20は、例えば、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4が有する寄生容量により、ハーフブリッジ回路のように動作する。その結果、一次側コイルTL11から二次側コイルTL12に電力が発生し、二次側コイルTL12は、整流回路30を介してこの電力を整流し、チョークコイルL2及び平滑コンデンサCoを介して、平滑化された直流電圧を電源線VOに出力する。
At time T23, the
制御部13は、この場合も、電圧検出部12の出力信号Voと、基準電圧Vrefとが一致するように、制御信号生成部131が生成したコントロール電圧Vc1の電圧値に、鋸歯状波信号(例えば、信号S1とは位相の異なる信号S2)の電圧値が達するまで、スイッチング素子Q2のオン状態を維持する。すなわち、制御部13は、フィードバック電圧Voに基づいて、スイッチング素子Q2のON状態(期間DT7)をPWM制御により制御する。
次に、時刻T24において、鋸歯状波信号S2の電圧値が、コントロール電圧Vc1に達すると、コンパレータ132は、ドライバ41を介して、駆動信号G2をL状態にする。その結果、スイッチング素子Q2が、OFF状態に制御される。
In this case as well, the
Next, when the voltage value of the sawtooth signal S2 reaches the control voltage Vc1 at time T24, the
続く時刻T25〜時刻T28までの処理は、上述した時刻T21〜時刻T24までの処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。ここで、時刻T21から時刻T23までの期間を期間DT6(第1の期間)とし、時刻T23から時刻T25までの期間を期間DT8(第2の期間)とする。このように、制御部13は、第1の期間(期間DT6)の処理と第2の期間(期間DT8)の処理とを交互に繰り返して、フルブリッジ回路20が有するスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、及びスイッチング素子Q4のON状態及びOFF状態を制御する。
The subsequent processing from time T25 to time T28 is the same as the processing from time T21 to time T24 described above, and therefore description thereof is omitted here. Here, a period from time T21 to time T23 is defined as a period DT6 (first period), and a period from time T23 to time T25 is defined as a period DT8 (second period). As described above, the
すなわち、制御部13は、軽負荷時における第1の期間(期間DT6)において、トランスTL1の一次側コイルTL11の第1端と電源線VIとの間に接続されるスイッチング素子Q1をPWM(パルス幅変調)によりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端に接続されるスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。また、制御部13は、軽負荷時における第2の期間(期間DT8)において、トランスTL1の一次側コイルTL11の第1端と電源線GND1との間に接続されるスイッチング素子Q2をPWM(パルス幅変調)によりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端に接続されるスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。
That is, the
なお、上述した本実施形態の一例では、三相の各DC/DCコンバータ10がそれぞれ制御部13を備える例を説明したが、本実施形態では、制御部13の一部を共用して、三相を一括制御することが可能である。ここで、図8を参照して、本実施形態による三相を一括制御する場合の一例について説明する。
In the above-described example of the present embodiment, an example in which each of the three-phase DC /
図8は、本実施形態による三相一括制御の一例を示すブロック図である。
この図に示す制御部13aは、制御信号生成部131aと、コンパレータ(133−1、133−2、133−3)と、OR回路(134−1、134−2、134−3)と、RSフリップフロップ(135−1、135−2、135−3)とを備えている。
なお、この図に示す例では、各DC/DCコンバータ10のスイッチング素子Q4を駆動する駆動信号G4について説明し、その他の部分の図示を省略している。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of three-phase collective control according to the present embodiment.
The
In the example shown in this figure, the drive signal G4 for driving the switching element Q4 of each DC /
制御信号生成部131aは、三相のDC/DCコンバータ10において処理を共用しており、生成した信号RST、信号CLK1、及び信号Vc2を三相のDC/DCコンバータ10に供給する。また、信号Vi(U)、信号Vi(V)、及びVi(W)は、三相の各DC/DCコンバータ10に検出された信号Viである。
コンパレータ(133−1、133−2、133−3)は、制御信号生成部131aが一括して生成したコントロール電圧Vc2と、各DC/DCコンバータ10がそれぞれ検出した信号Vi(U)、信号Vi(V)、及びVi(W)とをそれぞれ比較する。コンパレータ(133−1、133−2、133−3)のそれぞれの構成は、上述したコンパレータ133と同一である。
The control
The comparators (133-1, 133-2, 133-3) are configured to control the voltage Vc2 generated by the
また、OR回路(134−1、134−2、134−3)のそれぞれの構成は、上述したOR回路134と同一であり、RSフリップフロップ(135−1、135−2、135−3)のそれぞれの構成は、上述したRSフリップフロップ135と同一である。
RSフリップフロップ135−1は、ドライバ44−1を介して、U相の駆動信号G4(U)を出力し、RSフリップフロップ135−2は、ドライバ44−2を介して、V相の駆動信号G4(V)を出力する。また、RSフリップフロップ135−3は、ドライバ44−3を介して、W相の駆動信号G4(W)を出力する。
なお、ドライバ(44−1、44−2、44−3)のそれぞれの構成は、上述したドライバ44と同一である。
The configurations of the OR circuits (134-1, 134-2, 134-3) are the same as those of the
The RS flip-flop 135-1 outputs a U-phase drive signal G4 (U) via the driver 44-1, and the RS flip-flop 135-2 receives a V-phase drive signal via the driver 44-2. G4 (V) is output. The RS flip-flop 135-3 outputs a W-phase drive signal G4 (W) via the driver 44-3.
In addition, each structure of a driver (44-1, 44-2, 44-3) is the same as the
このように、本実施形態では、上述した制御信号生成部131aのように、複数のDC/DCコンバータ10における制御信号を共用することで、制御部の構成を簡略化することができる。
Thus, in this embodiment, the control signal can be simplified by sharing the control signals in the plurality of DC /
以上説明したように、本実施形態による電源装置1は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータ10を備える。DC/DCコンバータ10は、フルブリッジ回路20と、トランスTL1と、制御部13とを備えている。フルブリッジ回路20は、スイッチング素子Q1(第1のスイッチング素子)、スイッチング素子Q2(第2のスイッチング素子)、スイッチング素子Q3(第3のスイッチング素子)、及びスイッチング素子Q4(第4のスイッチング素子)を有する。トランスTL1は、フルブリッジ回路20が一次側コイルTL11に接続され、二次側コイルTL12からの出力を整流する整流回路30が二次側コイルTL12に接続される。制御部13は、トランスTL1の一次側コイルTL11の第1端に接続されるスイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を所定の固定のデューティにより制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端に接続されるスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をカレントモード制御する。
As described above, the
これにより、本実施形態による電源装置1は、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をカレントモード制御するため、例えば、複数相の交流電源を入力とした場合に、各相交流における各コンバータの電流のピーク値を揃えることができる。また、本実施形態による電源装置1は、各スイッチング素子の制御信号の生成に位相シフトを行う必要がないので、スイッチング素子の応答を向上させることができる。よって、本実施形態による電源装置1は、電源の変換効率を向上させることができるとともに、スイッチング素子の応答を向上させることができる。
As a result, the
また、本実施形態では、制御部13は、軽負荷時に、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2をPWM(パルス幅変調)により制御するとともに、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。
これにより、本実施形態による電源装置1は、フルブリッジ回路20をハーフブリッジ回路のように機能させることが可能である。本実施形態による電源装置1は、ハーフブリッジ回路と同等に変換効率を低下させることにより、軽負荷時に、出力電圧が上昇してしまうことを抑制することができ、適切な出力電圧を出力することが可能になる。
In the present embodiment, the
Thereby, the
また、本実施形態では、制御部13は、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を所定の固定のデューティにより制御し、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をPWM(パルス幅変調)により制御する。
これにより、本実施形態による電源装置1は、カレントモード制御を簡易な構成により行うことが可能になる。
In the present embodiment, the
Accordingly, the
また、本実施形態では、電源装置1は、DC/DCコンバータ10を複数備える。複数のDC/DCコンバータ10は、一次側コイルTL11に流れる電流波形の各電流ピーク値が一致するように、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をカレントモード制御する。
これにより、電源装置1は、複数相の交流電源を入力とした場合であっても、各電流ピーク値が一致するようにカレントモード制御することにより、容易に電源の変換効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the
As a result, the
また、本実施形態では、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q3は、電源線VI(第1の電源線)に接続され、スイッチング素子Q2及びスイッチング素子Q4は、電源線GND1(第2の電源線)に接続される。制御部13は、軽負荷時でない場合に、第1の期間(期間DT1)において、スイッチング素子Q1を所定の固定のデューティによりON状態に制御するとともに、スイッチング素子Q4をカレントモード制御によりON状態に制御する。また、制御部13は、軽負荷時でない場合に、第2の期間(期間DT3)において、スイッチング素子Q2を前記所定の固定のデューティによりON状態に制御するとともに、スイッチング素子Q3をカレントモード制御によりON状態に制御する。
これにより、本実施形態による電源装置1は、フルブリッジ回路20による簡易な制御により、電源の変換効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the switching element Q1 and the switching element Q3 are connected to the power supply line VI (first power supply line), and the switching element Q2 and the switching element Q4 are connected to the power supply line GND1 (second power supply line). Connected. In the first period (period DT1), the
Thereby, the
また、本実施形態では、DC/DCコンバータ10は、一次側コイルTL11と直列に接続されている直列リアクトルL1を備えている。
これにより、本実施形態による電源装置1は、直列リアクトルL1と、寄生容量C1〜C4、及び配線容量との共振により、スイッチング素子Q1〜Q4及び整流ダイオード(D7、D8)をともにZVS動作させることができる。このことにより、本実施形態による電源装置1は、スイッチング損失を低減させることができるので、さらに電源の変換効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the DC /
As a result, the
また、本実施形態による電源制御方法は、フルブリッジ方式のDC/DCコンバータ10を備える電源装置1の電源制御方法である。ここで、DC/DCコンバータ10は、上述したフルブリッジ回路20と、トランスTL1と、制御部13とを備えている。本実施形態による電源制御方法では、制御部13が、第1の期間(期間DT1)において、トランスTL1の一次側コイルTL11の第1端と電源線VI(第1の電源線)との間に接続されるスイッチング素子Q1を所定の固定のデューティによりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端と電源線GND1(第2の電源線)との間に接続されるスイッチング素子Q4をカレントモード制御によりON状態に制御する。そして、制御部13が、第2の期間(期間DT3)において、一次側コイルTL11の第1端と電源線GND1との間に接続されるスイッチング素子Q2を所定の固定のデューティによりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端と電源線VIとの間に接続されるスイッチング素子Q3をカレントモード制御によりON状態に制御する。
これにより、本実施形態による電源制御方法は、上述した電源装置1と同様に、電源の変換効率を向上させることができるとともに、スイッチング素子(スイッチング素子)の応答を向上させることができる。
The power control method according to the present embodiment is a power control method for the
Thereby, the power supply control method by this embodiment can improve the conversion efficiency of a power supply, and can improve the response of a switching element (switching element) similarly to the
また、本実施形態による電源制御方法では、制御部13が、軽負荷時における第1の期間(期間DT6)において、一次側コイルTL11の第1端と電源線VI(第1の電源線)との間に接続されるスイッチング素子Q1をPWM(パルス幅変調)によりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端に接続されるスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。そして、制御部13が、軽負荷時における第2の期間(期間DT8)において、一次側コイルTL11の第1端と電源線GND1(第2の電源線)との間に接続されるスイッチング素子Q2をPWM(パルス幅変調)によりON状態に制御するとともに、一次側コイルTL11の第2端に接続されるスイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4をOFF状態に制御する。
これにより、本実施形態による電源制御方法は、上述した電源装置1と同様に、軽負荷時に、出力電圧が上昇してしまうことを抑制することができ、適切な出力電圧を出力することが可能になる。
Further, in the power supply control method according to the present embodiment, the
Thereby, the power supply control method by this embodiment can suppress that an output voltage raises at the time of light load similarly to the
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態の一例として、図1に示す電源装置1及び図2に示すDC/DCコンバータ10の構成を説明したが、これらに限定されるものではない。例えば、電源装置1は、3つ以上のDC/DCコンバータ10を備えた複数相の交流電源に対応する構成であってもよいし、PFC部2を備えない構成であってもよい。
また、DC/DCコンバータ10は、直列リアクトルL1、共振コンデンサC5、及びダイオード(D5、D6)の一部又は全部を備えない構成であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, as an example of the present embodiment, the configurations of the
Further, the DC /
また、トランスTL1は、センタタップ付きの二次側コイルTL12を備える例を説明したが、センタタップを有さないものであってもよい。
また、整流回路30は、両波整流回路である例を説明したが、これに限定されるものではなく、ダイオードブリッジなどの全波整流回路であってもよいし、他の方式の整流回路であってもよい。
Moreover, although transformer TL1 demonstrated the example provided with the secondary side coil TL12 with a center tap, you may not have a center tap.
Further, the example in which the
また、上記の実施形態では、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子として説明したが、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4を第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子としてもよい。また、スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4を第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子として説明したが、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2を第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子としてもよい。
また、制御信号生成部131は、PID制御に基づいて、コントロール電圧Vc2を生成する例を説明したが、他の制御方式によりコントロール電圧Vc2を生成してもよい。
In the above embodiment, the switching element Q1 and the switching element Q2 have been described as the first switching element and the second switching element. However, the switching element Q3 and the switching element Q4 are the first switching element and the second switching element. It is good also as an element. Moreover, although switching element Q3 and switching element Q4 were demonstrated as a 3rd switching element and a 4th switching element, switching element Q1 and switching element Q2 are good also as a 3rd switching element and a 4th switching element.
Moreover, although the control
また、上記の制御部13は、図4に示す回路構成に限定されるものではなく、他の回路構成により実現されてもよい。
また、上記の実施形態において、制御部13(13a)の各部の処理は、IC(Integrated Circuit)などの専用のハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェア処理によって実現されてもよい。
Further, the
In the above-described embodiment, the processing of each unit of the control unit 13 (13a) may be realized by dedicated hardware such as an IC (Integrated Circuit) or may be realized by software processing.
上述の電源装置1は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部13(13a)の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
The
1 電源装置
2、2−1、2−2、2−3 PFC部
10、10−1、10−2、10−3 DC/DCコンバータ
11 電流検出部
12 電圧検出部
13、13a 制御部
20 フルブリッジ回路
30 整流回路
40 ドライバ部
41、42、43、44、44−1、44−2、44−3 ドライバ
131、131a 制御信号生成部
132、133、133−1、133−2、133−3 コンパレータ
134、134−1、134−2、134−3 OR回路
135、135−1、135−2、135−3 RSフリップフロップ
C1、C2、C3、C4 寄生容量
C5 共振コンデンサ
Ci、Co 平滑コンデンサ
D1、D2、D3、D4 ボディダイオード
D5、D6 ダイオード
D7、D8 整流ダイオード
L1 直列リアクトル
L2 チョークコイル
Q1、Q2、Q3、Q4 スイッチング素子
TL1 トランス
TL11 一次側コイル
TL12 二次側コイル
RL 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記DC/DCコンバータは、
第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、
前記トランスの前記一次側コイルの第1端に接続される前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子をカレントモード制御する制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising a full-bridge DC / DC converter,
The DC / DC converter is
A full-bridge circuit having a first switching element, a second switching element, a third switching element, and a fourth switching element;
A transformer in which the full bridge circuit is connected to the primary side coil and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary side coil is connected to the secondary side coil;
The first switching element and the second switching element connected to the first end of the primary side coil of the transformer are controlled by a predetermined fixed duty and connected to the second end of the primary side coil. And a controller that controls the current mode of the third switching element and the fourth switching element.
軽負荷時に、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により制御するとともに、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The controller is
The first switching element and the second switching element are controlled by pulse width modulation at the time of light load, and the third switching element and the fourth switching element are controlled to be in a non-conductive state. The power supply device according to claim 1.
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより制御し、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子をパルス幅変調により制御する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。 The controller is
The first switching element and the second switching element are controlled by a predetermined fixed duty, and the third switching element and the fourth switching element are controlled by pulse width modulation. The power supply device according to claim 1 or 2.
複数の前記DC/DCコンバータは、前記一次側コイルに流れる電流波形の各電流ピーク値が一致するように、前記第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子をカレントモード制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電源装置。 A plurality of the DC / DC converters;
The plurality of DC / DC converters perform current mode control on the third switching element and the fourth switching element so that current peak values of current waveforms flowing in the primary side coils coincide with each other. The power supply device according to any one of claims 1 to 3.
前記第2のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子は、第2の電源線に接続され、
前記制御部は、軽負荷時でない場合に、
第1の期間において、前記第1のスイッチング素子を前記所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記第4のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御し、
第2の期間において、前記第2のスイッチング素子を前記所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記第3のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電源装置。 The first switching element and the third switching element are connected to a first power line,
The second switching element and the fourth switching element are connected to a second power line,
When the control unit is not under light load,
In the first period, the first switching element is controlled to be conductive by the predetermined fixed duty, and the fourth switching element is controlled to be conductive by current mode control.
The second switching element is controlled to be in a conducting state by the predetermined fixed duty in the second period, and the third switching element is controlled to be in a conducting state by current mode control. The power supply device according to any one of claims 1 to 4.
前記DC/DCコンバータは、
第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、
軽負荷時に、前記トランスの前記一次側コイルの第1端に接続される前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御する制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising a full-bridge DC / DC converter,
The DC / DC converter is
A full-bridge circuit having a first switching element, a second switching element, a third switching element, and a fourth switching element;
A transformer in which the full bridge circuit is connected to the primary side coil and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary side coil is connected to the secondary side coil;
When the load is light, the first switching element and the second switching element connected to the first end of the primary coil of the transformer are controlled by pulse width modulation, and the second end of the primary coil is A power supply apparatus comprising: a control unit configured to control the third switching element and the fourth switching element connected to a non-conductive state.
前記DC/DCコンバータは、
第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、
前記フルブリッジ回路が有する前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子、前記第3のスイッチング素子、及び前記第4のスイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御部と
を備え、
前記制御部が、
第1の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第1の電源線との間に接続される前記第1のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端と第2の電源線との間に接続される前記第4のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御し、
第2の期間において、前記一次側コイルの第1端と前記第2の電源線との間に接続される前記第2のスイッチング素子を所定の固定のデューティにより導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端と前記第1の電源線との間に接続される前記第3のスイッチング素子をカレントモード制御により導通状態に制御する
ことを特徴とする電源制御方法。 A power supply control method for a power supply device including a full-bridge DC / DC converter,
The DC / DC converter is
A full-bridge circuit having a first switching element, a second switching element, a third switching element, and a fourth switching element;
A transformer in which the full bridge circuit is connected to the primary side coil and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary side coil is connected to the secondary side coil;
A control unit for controlling a conduction state and a non-conduction state of the first switching element, the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element included in the full-bridge circuit,
The control unit is
In the first period, the first switching element connected between the first end of the primary coil of the transformer and the first power line is controlled to a conductive state with a predetermined fixed duty, Controlling the fourth switching element connected between the second end of the primary side coil and a second power supply line to a conductive state by current mode control;
In the second period, the second switching element connected between the first end of the primary coil and the second power supply line is controlled to be in a conductive state with a predetermined fixed duty, and the primary A power supply control method, wherein the third switching element connected between a second end of a side coil and the first power supply line is controlled to be in a conductive state by current mode control.
前記DC/DCコンバータは、
第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、第3のスイッチング素子、及び第4のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路が一次側コイルに接続され、二次側コイルからの出力を整流する整流回路が前記二次側コイルに接続されるトランスと、
前記フルブリッジ回路が有する前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子、前記第3のスイッチング素子、及び前記第4のスイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御部と
を備え、
前記制御部が、
軽負荷時における第1の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第1の電源線との間に接続される前記第1のスイッチング素子をパルス幅変調により導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御し、
前記軽負荷時における第2の期間において、前記トランスの前記一次側コイルの第1端と第2の電源線との間に接続される前記第2のスイッチング素子をパルス幅変調により導通状態に制御するとともに、前記一次側コイルの第2端に接続される前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子を非導通状態に制御する
ことを特徴とする電源制御方法。 A power supply control method for a power supply device including a full-bridge DC / DC converter,
The DC / DC converter is
A full-bridge circuit having a first switching element, a second switching element, a third switching element, and a fourth switching element;
A transformer in which the full bridge circuit is connected to the primary side coil and a rectifier circuit for rectifying the output from the secondary side coil is connected to the secondary side coil;
A control unit for controlling a conduction state and a non-conduction state of the first switching element, the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element included in the full-bridge circuit,
The control unit is
In the first period at light load, the first switching element connected between the first end of the primary coil of the transformer and the first power supply line is controlled to be conductive by pulse width modulation. And controlling the third switching element and the fourth switching element connected to the second end of the primary coil to a non-conductive state,
In the second period at the time of the light load, the second switching element connected between the first end of the primary coil of the transformer and the second power supply line is controlled to be conductive by pulse width modulation. And controlling the third switching element and the fourth switching element connected to the second end of the primary coil to be in a non-conductive state.
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