JP6395318B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図8に、絶縁型シングルエンディッドフォワードコンバータに、入力電圧フィードフォワード制御を適用したスイッチング電源装置の一例を示す(特許文献1)。図9は図8のスイッチング電源装置の入力電圧が低い場合の動作波形を示したタイムチャート、図10は図8のスイッチング電源装置の入力電圧が高い場合の動作波形を示したタイムチャートである。
I=(Vin−Vtri)/Ri
となる。
Vtri=VFB (4)
式(1)〜式(4)から以下の式が得られる。
しかしながら、このような従来のスイッチング電源装置に用いた入力電圧フィードフォワード制御を昇降圧チョッパーやこれから派生したスイッチング電源装置に用いた場合、入力電圧の急激な変化に対して、出力電圧制御信号発生回路が高速に応答しないと、スイッチング電源装置の出力電圧を安定に制御することができない。以下、詳細を説明する。
(三角波電圧信号Vtri)<(出力電圧制御信号VFB)
のとき主スイッチング素子214をオンさせる。これにより、主スイッチング素子214のオンデューティが制御される。
三角波発生回路132には、入力電圧Vin=40Vが印加される。三角波コンデンサ144のコンデンサ電圧Vtriが十分に小さい範囲で動作している場合、三角波コンデンサ144の容量Ciの充電電流である入力電圧比例電流Iは、入力電圧Vinを抵抗Riで割った値であり、以下のようになる。
I=40[V]÷100[kΩ]=0.4[mA] (7)
オンデューティ(duty)は、上記の式(6)に従うように制御されるため、オンデューティ=0.2となる。
三角波発生回路132には、入力電圧Vin=90Vが印加される。三角波コンデンサ144のコンデンサ電圧Vtriが十分に小さい範囲で動作している場合、三角波コンデンサ144の充電電流である入力電圧比例電流Iは、入力電圧Vinを抵抗Riで割った値であり、以下のようになる。
I=90[V]÷100[kΩ]=0.9[mA] (10)
オンデューティ(duty)は、上記の式(6)に従うように制御されるため、オンデューティ=0.1となる。
第1発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一端が接続され、転流素子の他端にコンデンサの一端が接続され、コンデンサの他端とチョークコイルの他端が入力電源の他端に接続され、コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
制御回路は、
パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を設けたことを特徴とする。
第2発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、バッファコンデンサの他端とチョークコイルの一次巻線の他端が入力電源の他端に接続され、チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
制御回路は、
パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
三角波電圧信号と前記出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を設けたことを特徴とする。
第3発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、バッファコンデンサの他端とチョークコイルの一次巻線の他端が入力電源の他端に接続され、チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
制御回路は、
パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
転流素子の他端とバッファコンデンサの一端が接続された箇所から、入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を取得し、加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を設けたことを特徴とする。
第4発明は、入力電源の一端にチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、
チョークコイルの一次巻線の他端に主スイッチング素子の一端が接続され、
主スイッチング素子の他端に入力電源の他端が接続され、
チョークコイルの二次巻線の両端に転流素子とコンデンサの直列回路を接続し、前記コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
制御回路は、
パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を設けたことを特徴とする。
第1発明、第2発明及び第4発明のスイッチング電源装置に設けた加算電圧発生回路は、
チョークコイルに結合するサブ巻線を備え、主スイッチング素子がオンのときにサブ巻線に発生する電圧と、主スイッチング素子がオフのときにサブ巻線に発生する電圧を加算した値を加算値比例電圧として生成する回路である。
第1乃至第4発明のスイッチング電源装置に設けた三角波発生回路は、
加算値比例電圧に比例した加算値比例電流を出力する電流源回路と、
加算値比例電流で充電される三角波コンデンサと、
スイッチング周期で三角波コンデンサを放電するリセット回路と、
を備え、三角波コンデンサの充電と放電によって、スイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を出力する。
第1発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一端が接続され、転流素子の他端にコンデンサの一端が接続され、コンデンサの他端とチョークコイルの他端が入力電源の他端に接続され、コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、制御回路は、パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路を設けるようにしたため、フィードフォワード制御によって、入力電圧が変化すると、出力電圧制御信号が変化しなくても、主スイッチング素子のオン時間を変化させて、所定の出力電圧を出力することができる。これにより、従来の入力電圧フィードフォワード制御のように、出力電圧制御信号発生回路を高速に応答させなくても出力電圧を所定の電圧に安定に制御することができる。従って、高速に動作する高価な誤差アンプが不要になる。
第2発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、バッファコンデンサの他端とチョークコイルの一次巻線の他端が入力電源の他端に接続され、チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、制御回路は、パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路とを設けるようにしたため、第1発明と同様に、入力電圧変動や負荷電流の変動に対して、出力電圧変動の少ないスイッチング電源装置を、絶縁型で構成することができる。
第3発明は、入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、バッファコンデンサの他端とチョークコイルの一次巻線の他端が入力電源の他端に接続され、チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、制御回路は、パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、転流素子の他端とバッファコンデンサの一端が接続された箇所から、入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を取得し、加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路とを設けるようにしたため、第1発明と同様に、入力電圧変動や負荷電流の変動に対して、出力電圧変動の少ないスイッチング電源装置を構成することができる特徴を有し、また、第2発明と同様に、広い入力電圧範囲で出力電圧を所定の値に安定化することが可能である特徴を備え、さらに、入力電源とバッファコンデンサを直列にした構成とすることで、第1発明及び第2発明に設けた加算電圧発生回路を削除しても、加算値比例電圧を得ることができる。これにより、第1発明及び第2発明で設けていたチョークコイルのサブ巻線およびこれに付帯する回路を削除することが可能となり、低コストで、入力電圧変動に対して出力電圧の安定度が高く、入力電圧範囲が広い、絶縁型のスイッチング電源装置を得ることができる。
第4発明は、入力電源の一端にチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、チョークコイルの一次巻線の他端に主スイッチング素子の一端が接続され、主スイッチング素子の他端に入力電源の他端が接続され、チョークコイルの二次巻線の両端に転流素子とコンデンサの直列回路を接続し、前記コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、制御回路は、パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、三角波電圧信号と出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して転流素子を主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路とを設けるようにしたため、フィードフォワード制御によって入力電圧が変化すると、出力電圧制御信号が変化しなくても、主スイッチング素子のオン時間を変化させて、所定の出力電圧を出力するフライバックコンバータとすることができる。さらには、負荷が急激に電流を要求して出力電圧が低下した場合に、出力電圧を所定の値に速く復帰させる特徴も備えている。
図1は本発明によるスイッチング電源装置の第1実施形態を示した回路図、図2は入力電圧が低い場合の図1における各部の動作波形を示したタイムチャート、図3は入力電圧が高い場合の図1における各部の動作波形を示したタイムチャートである。なお、図2(A)は入力電圧Vinを示し、図2(B)はサブ巻線22の電圧を示し、図2(C)はコンデンサ54の電圧VC1を示し、図2(D)はコンデンサ58の電圧VC2を示し、図2(G)は主スイッチング素子14の駆動信号VGS1を示し、図2(H)は転流素子18の駆動信号VGS2を示している。この点は図3(A)〜(H)も同様である。
図1に示すように、本実施形態によるスイッチング電源装置10のパワー回路は、昇降圧チョッパー回路で構成されている。昇降圧チョッパー回路は、入力電源12のプラス側の一端にMOS−FETを用いた主スイッチング素子14の一端が接続され、主スイッチング素子14の他端にMOS−FETを用いた転流素子18の一端とチョークコイル16の一端が接続され、転流素子18の他端にコンデンサ20の一端が接続され、コンデンサ20の他端とチョークコイル16の他端が入力電源12のマイナス側の他端に接続され、コンデンサ20の両端から出力電圧Voを得るパワー回路を構成し、制御回路30によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御する。
図1に示すように、制御回路30は、三角波発生回路32、出力電圧制御信号発生回路34、スイッチング素子駆動回路36、転流素子駆動回路38及び加算電圧発生回路40から構成される。
図1に示した本実施形態のスイッチング電源装置は、フィードフォワード制御によって、入力電圧Vinが変化すると、出力電圧制御信号VFBが変化しなくても、主スイッチング素子14のオン時間Tonを変化させて、所定の出力電圧Voを出力することができる。これにより、従来の入力電圧フィードフォワード制御のように、出力電圧制御信号発生回路を高速に応答させなくても出力電圧Voを所定の電圧に安定に制御することができる。従って、高速に動作する高価な誤差アンプが不要になる。
図4は本発明によるスイッチング電源装置の第2実施形態を示した回路図である。
図4に示すように、本実施形態によるスイッチング電源装置10のパワー回路は、入力電源12のプラス側となる一端に主スイッチング素子14の一端が接続され、主スイッチング素子14の他端に転流素子18の一端とチョークコイル16の一端が接続され、転流素子18の他端にバッファコンデンサ20aの一端が接続され、バッファコンデンサ20aの他端とチョークコイル16の他端が入力電源12のマイナス側となる他端に接続され、チョークコイル16の二次巻線24の両端に整流素子26と出力コンデンサ20bの直列回路を接続し、出力コンデンサ20bの両端から出力電圧Voを得る構成とし、制御回路30によりパワー回路から所定電圧に安定化された出力電力を得るように制御する。
図4の実施形態によるスイッチング電源は、図1の実施形態の特徴である、入力電圧変動や負荷電流の変動に対して、出力電圧変動の少ないスイッチング電源装置を、絶縁型で構成することができる。
図5は本発明によるスイッチング電源装置の第3実施形態を示した回路図である。
図5に示すように、本実施形態によるスイッチング電源装置10のパワー回路は、入力電源12のマイナス側となる一端に主スイッチング素子14の一端が接続され、主スイッチング素子14の他端に転流素子18の一端とチョークコイル16(一次巻線)の一端が接続され、転流素子18の他端にバッファコンデンサ20aの一端が接続され、バッファコンデンサ20aの他端とチョークコイル16の他端が入力電源12のプラス側となる他端に接続され、チョークコイル16の二次巻線24の両端に整流素子26と出力コンデンサ20bの直列回路を接続し、出力コンデンサ20bの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路30によりパワー回路から所定電圧に安定化された出力電力を得るように制御する。
本実施形態のスイッチング電源装置は、図1と同様に、入力電圧変動や負荷電流の変動に対して、出力電圧変動の少ないスイッチング電源装置を構成することができる特徴を有する。また、図4のスイッチング電源装置と同様に、広い入力電圧範囲で出力電圧Voを所定の値に安定化することが可能である特徴を備える。
図6は本発明によるスイッチング電源装置の第4実施形態を示した回路図である。
図6に示すように、本実施形態によるスイッチング電源装置10のパワー回路は、入力電源12のプラス側となる一端にチョークコイル16(一次巻線)の一端が接続され、チョークコイル16の他端に主スイッチング素子14の一端が接続され、主スイッチング素子14の他端に入力電源12のマイナス側となる他端が接続され、チョークコイル16の二次巻線24の両端に転流素子18とコンデンサ20の直列回路を接続し、コンデンサ20の両端から出力電圧Voを得るパワー回路を構成し、制御回路30によって所定電圧に安定化された出力電圧をパワー回路から得るように制御する。
図6の実施形態は、フィードフォワード制御によって、入力電圧Vinが変化すると、出力電圧制御信号VFBが変化しなくても、主スイッチング素子14のオン時間Tonを変化させて、所定の出力電圧Voを出力することができるフライバックコンバータである。さらには、図6の実施形態は、負荷が急激に電流を要求して出力電圧Voが低下した場合に、出力電圧Voを所定の値に速く復帰させる特徴も備えている。
図1、図4及び図6の加算電圧発生回路40は、入力電圧Vinに比例した電圧値をコンデンサ54に蓄え、コンデンサ58で入力電圧Vinに比例した電圧値と出力電圧Voに比例した電圧値を加算した値を蓄える構成としたが、出力電圧Voに比例した電圧値をコンデンサ54に蓄え、コンデンサ58で入力電圧Vinに比例した電圧値と出力電圧Voに比例した電圧値を加算した値に比例した電圧を蓄える構成としても良い。具体的には、図1、図4及び図6の加算電圧発生回路40におけるサブ巻線22の接続極性を逆にすれば良い。
図7は本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図であり、パワー回路は図6に示したフライバックコンバータ回路と同一の回路であり、制御回路30の加算電圧発生回路40として、主スイッチング素子14がオフしたときに、主スイッチング素子14の両端に発生する電圧を取り出す回路としたことを特徴とする。
本発明は、上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。また上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
12:入力電源
14:主スイッチング素子
16:チョークコイル
18:転流素子
20:コンデンサ
20a:バッファコンデンサ
20b:出力コンデンサ
22:サブ巻線
24:二次巻線
26:整流素子
30:制御回路
32:三角波発生回路
34:出力電圧制御信号発生回路
36:スイッチング素子駆動回路
38:転流素子駆動回路
40:加算電圧発生回路
42:電流源回路
44:三角波コンデンサ
45:リセット回路
46:誤差アンプ
48:基準電圧源
50:PWMコンパレータ
52,56,60:ダイオード
54,58,62:コンデンサ
Claims (7)
- 入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、前記主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一端が接続され、前記転流素子の他端にコンデンサの一端が接続され、前記コンデンサの他端とチョークコイルの他端が入力電源の他端に接続され、前記コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧を前記パワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
前記制御回路は、
前記パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
前記パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
前記加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
前記三角波電圧信号と前記出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して前記主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
前記スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して前記転流素子を前記主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、前記主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、前記転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、前記バッファコンデンサの他端と前記チョークコイルの一次巻線の他端が前記入力電源の他端に接続され、前記チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、前記出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧を前記パワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
前記制御回路は、
前記パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
前記パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
前記加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
前記三角波電圧信号と前記出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して前記主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
前記スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して前記転流素子を前記主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 入力電源の一端に主スイッチング素子の一端が接続され、前記主スイッチング素子の他端に転流素子の一端とチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、前記転流素子の他端にバッファコンデンサの一端が接続され、前記バッファコンデンサの他端と前記チョークコイルの一次巻線の他端が前記入力電源の他端に接続され、前記チョークコイルの二次巻線の両端に整流素子と出力コンデンサの直列回路を接続し、前記出力コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧を前記パワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
前記制御回路は、
前記パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
前記転流素子の他端と前記バッファコンデンサの一端が接続された箇所から、入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を取得し、前記加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
前記三角波電圧信号と前記出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して前記主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
前記スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して前記転流素子を前記主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 入力電源の一端にチョークコイルの一次巻線の一端が接続され、前記チョークコイルの一次巻線の他端に主スイッチング素子の一端が接続され、前記主スイッチング素子の他端に入力電源の他端が接続され、前記チョークコイルの二次巻線の両端に転流素子とコンデンサの直列回路を接続し、前記コンデンサの両端から出力電力を得るパワー回路を構成し、制御回路によって所定電圧に安定化された出力電圧を前記パワー回路から得るように制御するスイッチング電源装置に於いて、
前記制御回路は、
前記パワー回路の出力電圧を所定電圧に制御するための出力電圧制御信号を発生する出力電圧制御信号発生回路と、
前記パワー回路の入力電圧に比例した電圧値と出力電圧に比例した電圧値を加算した電圧値である加算値比例電圧を出力する加算電圧発生回路と、
前記加算値比例電圧に対応した傾きを持ち所定のスイッチング周期で振幅する三角波電圧信号を発生する三角波発生回路と、
前記三角波電圧信号と前記出力電圧制御信号との比較に基づきスイッチング駆動信号を発生して前記主スイッチング素子をオン、オフするスイッチング素子駆動回路と、
前記スイッチング駆動信号を反転した反転スイッチング駆動信号を発生して前記転流素子を前記主スイッチング素子に対し相補的にオン、オフする転流素子駆動回路と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 請求項1、2又は4記載のスイッチング電源装置において、
前記加算電圧発生回路は、
前記チョークコイルに結合するサブ巻線備え、前記主スイッチング素子がオンのときに前記サブ巻線に発生する電圧と、前記主スイッチング素子がオフのときに前記サブ巻線に発生する電圧を加算した値を加算値比例電圧として生成する回路であることを特徴とするスイッチング電源装置。
- 請求項4記載のスイッチング電源装置において、
前記加算電圧発生回路は、前記主スイッチング素子がオフのときに前記主スイッチング素子の両端に発生する電圧を、加算値比例電圧として生成する整流平滑回路であることを特徴とするスイッチング電源装置。
- 請求項1乃至4の何れかに記載のスイッチング電源装置に於いて、
前記三角波発生回路は、
前記加算値比例電圧に比例した加算値比例電流を出力する電流源回路と、
前加算値比例電流で充電される三角波コンデンサと、
前記スイッチング周期で三角波コンデンサを放電するリセット回路と、
を備え、前記三角波コンデンサの充電と放電によって、前記スイッチング周期で振幅する前記三角波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。
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