JP7353315B2 - Switching power supply device and current detection value conversion device - Google Patents
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Description
本発明は、並列接続した複数のスイッチング電源装置の出力電流値をほぼ同じ値に揃える電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置及び電流検出値変換装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a switching power supply device and a detected current value converting device, which are equipped with a current balance circuit that makes the output current values of a plurality of switching power supply devices connected in parallel almost equal to each other.
従来、図10に示すように、2台のスイッチング電源装置100A、100Bを負荷102に対し並列接続して使用する際には、出力端子+V,-Vを並列接続すると共に電流バランス端子CB間を接続し、電流バランス回路によりスイッチング電源装置100A,100Bの出力電流値をほぼ同じ値に揃えるようにそれぞれで出力電圧の制御を行っている。
Conventionally, as shown in FIG. 10, when using two
図11は電流バランス回路を備えた従来のスイッチング電源装置の回路である。交流の入力電圧Vinは入力整流平滑回路103で整流平滑された後、出力トランス104、MOS-FETを用いたインバータ素子105、ドライブ制御回路106、整流平滑回路107で構成されるインバータ回路のスイッチングにより一定の出力電圧Voutを出力端子+V,-Vから負荷に供給している。
FIG. 11 shows a circuit of a conventional switching power supply device equipped with a current balance circuit. After the AC input voltage Vin is rectified and smoothed by an input rectifying and smoothing circuit 103, it is rectified and smoothed by the switching of an inverter circuit composed of an
出力端子+V,-Vはセンシング端子+S,-Sに接続され、誤差検出回路108に出力電圧Voutを入力している。誤差検出回路108は、抵抗R116,R117,R118の直列回路の入力電圧と基準電圧VRの差に応じた出力電流を差動アンプ111により抵抗R119と直列接続したフォトカプラ発光素子113aに流して発光駆動させ、負帰還110により入力側へ帰還させている。
The output terminals +V and -V are connected to sensing terminals +S and -S, and the output voltage Vout is input to the error detection circuit 108. The error detection circuit 108 causes an output current corresponding to the difference between the input voltage of a series circuit of resistors R116, R117, and R118 and a reference voltage VR to flow through a photocoupler
フォトカプラ発光素子113aからの光はドライブ制御回路106に内蔵しているフォトカプラ受光素子113bで受光され、出力電圧を一定電圧に保つようにインバータ素子105をスイッチング制御する。
The light from the photocoupler
電流バランス回路109は、抵抗R111,R112、R115、トランジスタTR111,TR112で構成された第1カレントミラー回路115と、抵抗R113,R114、トランジスタTR113,TR114で構成された第2カレントミラー回路116を備える。 The current balance circuit 109 includes a first current mirror circuit 115 made up of resistors R111, R112, R115, and transistors TR111, TR112, and a second current mirror circuit 116 made up of resistors R113, R114, and transistors TR113, TR114. .
第1カレントミラー回路115はバイアス電圧源114より一定のバイアス電圧VBを受けている。また、第2カレントミラー回路116には、バイアス電圧VBに電流カレントトランス112によるインバータ1次電流Iswから検出した出力電流Ioutに比例する出力電流検出電圧V1を加算した電圧(VB+V1)が印加される。
The first current mirror circuit 115 receives a constant bias voltage VB from the bias voltage source 114. Further, a voltage (VB+V1) obtained by adding an output current detection voltage V1 proportional to the output current Iout detected from the inverter primary current Isw by the
カレントトランス112は1次巻線をインバータ1次側に接続し、2次巻線の出力をダイオードD111、D112、電流検出用の抵抗R120及びコンデンサC110により整流平滑して出力電流検出電圧V1を取り出している。
The
第1カレントミラー回路115は、バイアス電圧VBの印加によりトランジスタTR111に一定電流IRを流し、このため他方のトランジスタTR112にも一定電流IRが流れ、トランジスタTR112側は第2カレントミラー回路116のトランジスタTR113側に接続された定電流源として動作する。 The first current mirror circuit 115 causes a constant current IR to flow through the transistor TR111 by applying the bias voltage VB, and therefore, a constant current IR also flows to the other transistor TR112, and the transistor TR113 of the second current mirror circuit 116 is connected to the transistor TR112 side. It operates as a constant current source connected to the side.
電流バランス回路109の動作は次のようになる。第2カレントミラー回路116のトランジスタTR113には定電流源として機能する第1カレントミラー回路115のトランジスタTR112により一定電流IRが流れている。また電流バランス端子CBには、出力電流に比例した出力電流検出電圧V1から定電流IRによる抵抗R113とトランジスタTR113の電圧降下分だけ低い電流バランス電圧VCBが加わっている。 The operation of the current balance circuit 109 is as follows. A constant current IR flows through the transistor TR113 of the second current mirror circuit 116 by the transistor TR112 of the first current mirror circuit 115, which functions as a constant current source. Further, a current balance voltage VCB is applied to the current balance terminal CB, which is lower than the output current detection voltage V1 proportional to the output current by the voltage drop of the resistor R113 and the transistor TR113 caused by the constant current IR.
ここで電流バランス端子CBに接続している別のスイッチング電源装置の電流バランス端子の電流バランス電圧VCBが低かったとすると、両者の差に応じた電流バランス電流ICが流れ出し、このためトランジスタTR113のコレクタ電流は(IR+IC)となる。このため他方のトランジスタTR114のコレクタ電流も(IR+IC)となり、抵抗R118に発生する電圧が電流バランス電流ICに応じて増加する。 Here, if the current balance voltage VCB of the current balance terminal of another switching power supply device connected to the current balance terminal CB is low, a current balance current IC corresponding to the difference between the two will flow, and as a result, the collector current of the transistor TR113 becomes (IR+IC). Therefore, the collector current of the other transistor TR114 also becomes (IR+IC), and the voltage generated across the resistor R118 increases in accordance with the current balance current IC.
これにより差動アンプ111の出力も増加し、ドライブ制御回路106は出力電圧Voutを低下させるようにインバータ素子105をスイッチング制御し、出力電流Ioutが低下し、電流バランスをとるようになる
As a result, the output of the
しかしながら、このような従来のカレントトランスを用いた電流バランス回路にあっては、本来比例関係にある1次側のスイッチ電流Iswと出力電流Ioutとの関係に、出力トランス104のインダクタンス等の部品特性のばらつきよって装置ごとのずれが生じており、このため1次側スイッチ電流Iswを絶縁型のカレントトランス112により2次側に伝達して整流平滑された出力電流検出電圧V1と出力電流Ioutとの関係にも装置ごとのずれが生じている。
However, in a current balance circuit using such a conventional current transformer, component characteristics such as the inductance of the
このため、スイッチ電源装置を複数台並列接続する場合は、当該ずれを考慮する必要があり、つまり、当該ずれは電流バランスの精度を低下させ、並列接続時における許容出力電流を低減させなければならない、という問題があった。 Therefore, when connecting multiple switch power supplies in parallel, it is necessary to take this deviation into account. In other words, the deviation reduces the accuracy of current balance and reduces the allowable output current when connected in parallel. There was a problem.
本発明は、部品等の装置固有のばらつきに起因した電流バランス制御用の出力電流検出値のばらつきを補正して精度の高い電流バランス動作を可能とするスイッチング電源装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switching power supply device that enables highly accurate current balance operation by correcting variations in output current detection values for current balance control caused by variations inherent in the device such as components. .
また、本発明は、部品等の装置固有のばらつきに起因した出力電流検出値のばらつきを補正して精度の高い電流モニタなどを可能とする電流検出値変換装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a current detection value conversion device that enables highly accurate current monitoring by correcting variations in output current detection values caused by device-specific variations in components and the like.
(第1発明:スイッチング電源装置)
本発明は、複数のスイッチング電源装置の出力を並列接続した場合に、1次側に流れるスイッチ電流に基づく出力電流検出値より各スイッチング電源装置の出力電流値をほぼ同じ値に揃える電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置であって、
1次側に流れるスイッチ電流に対応して検出された第1の出力電流検出値を、パルス幅変調変換を利用したパルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して電流バランス回路に出力する電流検出値変換部を備え、
所定の要素を変更して設定保持することにより変換特性を補正可能とするように構成されたことを特徴とする。
(First invention: switching power supply device)
The present invention provides a current balance circuit that aligns the output current values of each switching power supply to almost the same value based on the output current detection value based on the switch current flowing in the primary side when the outputs of a plurality of switching power supply are connected in parallel. A switching power supply device comprising:
A first detected output current value detected corresponding to the switch current flowing to the primary side is converted into a second detected output current value according to predetermined conversion characteristics based on a pulse width modulation section using pulse width modulation conversion. Equipped with a current detection value conversion section that outputs the detected current value to the current balance circuit.
The present invention is characterized in that the conversion characteristics can be corrected by changing predetermined elements and maintaining the settings.
(出力電流検出値の変換特性の補正)
電流検出値変換部の変換特性は、所定の1次関数の変換特性であり、
所定の要素は、パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素、及び又はパルス幅変調部に入力される第1の出力電流検出値に付加されるバイアス値であり、
パルス周期を決めるための要素を変更して設定保持することで1次関数の傾きが補正され、バイアス値を変更して設定保持することで1次関数が切片を補正される。
(Correction of conversion characteristics of output current detection value)
The conversion characteristic of the current detection value conversion section is a conversion characteristic of a predetermined linear function,
The predetermined element is an element for determining the pulse period of pulse width modulation conversion and/or a bias value added to the first output current detection value input to the pulse width modulation section,
By changing the elements for determining the pulse period and holding the settings, the slope of the linear function is corrected, and by changing the bias value and holding the settings, the intercept of the linear function is corrected.
(パルス変調部)
パルス幅変調部は、
1次側に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑することで第1の出力電流検出値を検出して入力する電流検出値入力部と、
所定の周期でリセット信号を出力するリセット部と、
リセット信号に基づく周期で三角波信号の発生を繰り返す三角波発生器と、
第1の出力電流検出値と三角波信号を入力して比較することでパルス幅変調変換してパルス幅変調信号を出力する比較器と、
パルス幅変調信号をセット端子に入力し、リセット信号をリセット端子に入力し、反転されたパルス幅変調信号を反転出力端子から出力すると共に三角波発生器に供給して三角波信号の発生を停止した後に再度発生させるセットリセット型のフリップフロップと、
反転出力端子から出力された反転されたパルス幅変調信号をフォトカプラの光結合により電気的に分離して2次側に伝達する信号伝達部と、
信号伝達部で伝達された反転されたパルス幅変調信号の平滑により第2の出力電流検出値を生成して電流バランス回路へ出力する電流検出値出力部と、
を備え、
リセット部から出力するリセット信号の周期を変更して設定保持し、パルス幅変調信号の周期を変更させることで1次関数の傾きが補正され、比較器に入力する第1の出力電流検出値のバイアス値を変更して設定保持することで1次関数の切片が補正される。
(Pulse modulation section)
The pulse width modulation section is
a current detection value input section that detects and inputs a first output current detection value by dividing, rectifying and smoothing the switch current flowing to the primary side;
a reset section that outputs a reset signal at a predetermined cycle;
a triangular wave generator that repeatedly generates a triangular wave signal at a period based on a reset signal;
a comparator that inputs and compares the first output current detection value and the triangular wave signal to perform pulse width modulation conversion and output a pulse width modulation signal;
After inputting the pulse width modulation signal to the set terminal, inputting the reset signal to the reset terminal, and outputting the inverted pulse width modulation signal from the inversion output terminal and supplying it to the triangular wave generator to stop the generation of the triangular wave signal. A set-reset type flip-flop that generates the signal again,
a signal transmission section that electrically separates the inverted pulse width modulation signal output from the inverted output terminal by optical coupling of a photocoupler and transmits it to the secondary side;
a current detection value output unit that generates a second output current detection value by smoothing the inverted pulse width modulation signal transmitted by the signal transmission unit and outputs the second output current detection value to the current balance circuit;
Equipped with
By changing the period of the reset signal output from the reset section and maintaining the setting, and changing the period of the pulse width modulation signal, the slope of the linear function is corrected, and the first output current detection value input to the comparator is By changing the bias value and maintaining the setting, the intercept of the linear function is corrected.
(第2発明:電流検出値変換装置)
本発明は、電流検出値変換装置であって、
入力された第1の出力電流検出値をパルス幅変調変換を利用したパルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して出力する電流検出値変換装置であって、
所定の要素を変更して設定保持することにより変換特性が補正可能に構成されたことを特徴とする。
(Second invention: current detection value conversion device)
The present invention is a current detection value conversion device, comprising:
A current detection value conversion device that converts an inputted first output current detection value into a second output current detection value according to predetermined conversion characteristics based on a pulse width modulation section using pulse width modulation conversion, and outputs the second output current detection value. ,
The present invention is characterized in that the conversion characteristics can be corrected by changing predetermined elements and maintaining the settings.
(出力電流検出値の変換特性の補正)
変換特性は、所定の1次関数に従った変換特性であり、
所定の要素は、パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素、及び又はパルス幅変調部に入力される第1の出力電流検出値に付加されるバイアス値であり、
パルス周期を決めるための要素を変更して設定保持することで1次関数の傾きが補正され、バイアス値を変更して設定保持することで1次関数の切片が補正される。
(Correction of conversion characteristics of output current detection value)
The conversion characteristic is a conversion characteristic according to a predetermined linear function,
The predetermined element is an element for determining the pulse period of pulse width modulation conversion and/or a bias value added to the first output current detection value input to the pulse width modulation section,
By changing the elements for determining the pulse period and holding the settings, the slope of the linear function is corrected, and by changing the bias value and holding the settings, the intercept of the linear function is corrected.
(パルス変調部)
パルス幅変調部は、
所定の対象装置に流れる所定の電流から第1の出力電流検出値を検出して入力する電流検出値入力部と、
所定の周期でリセット信号を出力するリセット部と、
リセット信号に基づく周期で三角波信号の発生を繰り返す三角波発生器と、
第1の出力電流検出値と三角波信号を入力して比較することでパルス幅変調変換してパルス幅変調信号を出力する比較器と、
パルス幅変調信号をセット端子に入力し、リセット信号をリセット端子に入力し、反転されたパルス幅変調信号を反転出力端子から出力すると共に三角波発生器に供給して三角波信号の発生を停止した後に再度発生させるセットリセット型のフリップフロップと、
反転されたパルス幅変調信号の平滑により第2の出力電流検出値を生成して出力する電流検出値出力部と、
を備え、
リセット部から出力するリセット信号の周期を変更して設定保持し、パルス幅変調信号の周期を変更させることで1次関数の傾きが補正され、比較器に入力する第1の出力電流検出値のバイアス値を変更して設定保持することで1次関数の切片が補正される。
(Pulse modulation section)
The pulse width modulation section is
a current detection value input unit that detects and inputs a first output current detection value from a predetermined current flowing through a predetermined target device;
a reset section that outputs a reset signal at a predetermined cycle;
a triangular wave generator that repeatedly generates a triangular wave signal at a period based on a reset signal;
a comparator that inputs and compares the first output current detection value and the triangular wave signal to perform pulse width modulation conversion and output a pulse width modulation signal;
After inputting the pulse width modulation signal to the set terminal, inputting the reset signal to the reset terminal, and outputting the inverted pulse width modulation signal from the inversion output terminal and supplying it to the triangular wave generator to stop the generation of the triangular wave signal. A set-reset type flip-flop that generates the signal again,
a current detection value output unit that generates and outputs a second output current detection value by smoothing the inverted pulse width modulation signal;
Equipped with
By changing the period of the reset signal output from the reset section and maintaining the setting, and changing the period of the pulse width modulation signal, the slope of the linear function is corrected, and the first output current detection value input to the comparator is By changing the bias value and maintaining the setting, the intercept of the linear function is corrected.
(フォトカプラの信号伝達部)
パルス幅変調部は、さらに、フリップフロップの反転出力端子から出力された反転されたパルス幅変調信号をフォトカプラの光結合により電気的に分離して電流検出値出力部に伝達する信号伝達部を備える。
(Photocoupler signal transmission part)
The pulse width modulation section further includes a signal transmission section that electrically separates the inverted pulse width modulation signal output from the inversion output terminal of the flip-flop by optical coupling of a photocoupler and transmits it to the current detection value output section. Be prepared.
(第1発明:スイッチング電源装置の効果)
本発明のスイッチング電源装置によれば、出力トランスのインダクタンス値などの装置部品などに起因したばらつきによって、電流バランス制御に使用する1次側スイッチ電流の電流検出値に装置固有のばらつきがあっても、1次側に流れるスイッチ電流に対応して検出された第1の出力電流検出値を、パルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して電流バランス回路に出力し、パルス幅変調部の所定の要素を変更することにより変換特性が補正され、装置ごとにばらつく第1の出力電流検出値から変換した第2の出力電流検出値のばらつきを低減して規定範囲に収めることができ、精度の良い電流バランス動作を可能とすることで、負荷に対し複数のスイッチング電源装置を並列接続した場合の許容出力電流の低減度合を低くすることを可能とする。
(First invention: Effects of switching power supply device)
According to the switching power supply device of the present invention, even if there is device-specific variation in the detected current value of the primary switch current used for current balance control due to variations caused by device components such as the inductance value of the output transformer. , a first output current detection value detected corresponding to the switch current flowing in the primary side is converted into a second output current detection value according to a predetermined conversion characteristic based on the pulse width modulation section, and the current balance circuit The conversion characteristics are corrected by changing a predetermined element of the pulse width modulation section, and the variation in the second output current detection value converted from the first output current detection value, which varies from device to device, is reduced and specified. By enabling highly accurate current balance operation, it is possible to reduce the degree of reduction in allowable output current when a plurality of switching power supply devices are connected in parallel to a load.
(出力電流検出値の変換特性の補正による効果)
また、電流検出値変換部の変換特性は所定の1次関数の変換特性となることから、パルス幅変調部のパルス周期を変更することで1次関数の傾きが補正され、パルス幅変調部に入力する第1の出力電流検出値のバイアス値を変更することで1次関数の切片が補正され、これによって並列接続するスイッチング電源装置に部品などに起因して第1の出力電流検出値にばらつきがあっても、パルス周期及び又はバイアス値の変更による変換特性の補正で、変換出力される第2の出力電流検出値を適切に揃える補正が可能となる。
(Effects due to correction of conversion characteristics of output current detection value)
In addition, since the conversion characteristics of the current detection value conversion section are those of a predetermined linear function, the slope of the linear function is corrected by changing the pulse period of the pulse width modulation section. By changing the bias value of the first output current detection value to be input, the intercept of the linear function is corrected, and this eliminates variations in the first output current detection value due to components in the switching power supply connected in parallel. Even if there is, by correcting the conversion characteristics by changing the pulse period and/or bias value, it is possible to appropriately align the second output current detection values that are converted and output.
この変換特性の補正は、スイッチング電源装置を製造した後の工程で、パーソナルコンピュータ等の専用の調整装置を使用することで、出力電流を変えながら第1の出力電圧検出値と第2の電流検出値を測定して1次関数の変換特性をプロットし、基準となる特性となるようにパルス周期とバイアス値を補正する操作を行い、補正後にパルス周期とバイアス値をスイッチング電源装置側に設定値として記憶させることで、簡単且つ容易に、変換特性の補正を行うことができる。 Correction of this conversion characteristic is performed in the process after manufacturing the switching power supply by using a special adjustment device such as a personal computer, which adjusts the first output voltage detection value and the second current detection value while changing the output current. Measure the values, plot the conversion characteristics of the linear function, correct the pulse period and bias value so that they become the reference characteristics, and after correction, set the pulse period and bias value on the switching power supply side. By storing it as , the conversion characteristics can be easily and easily corrected.
(パルス変調部の効果)
また、パルス幅変調部は、整流平滑回路を用いた電流検出値入力部、リセット部、三角波発生器、比較器、セットリセット型フリップフロップ、フォトカプラの信号伝達部、及び、平滑回路を用いた電流検出値出力部を備えた公知のパルス幅変調回路を基本とすることから簡単且つ容易に構成することができ、また、1次関数の変換特性は、リセット信号の周期、即ちパルス幅変調信号のパルス周期を変更して設定記憶させることで1次関数の傾きが補正され、また、比較器に入力する第1の出力電流検出値のバイアス値を変更して設定記憶させることで1次関数の切片が補正できる。また、カレントトランスを使用せずに、安価なフォトカプラで1次側から2次側に信号が伝達できる。
(Effect of pulse modulation section)
The pulse width modulation section includes a current detection value input section using a rectifying and smoothing circuit, a reset section, a triangular wave generator, a comparator, a set-reset type flip-flop, a photocoupler signal transmission section, and a smoothing circuit. Since it is based on a known pulse width modulation circuit equipped with a current detection value output section, it can be simply and easily configured, and the conversion characteristic of the linear function is based on the period of the reset signal, that is, the pulse width modulation signal. By changing the pulse period and storing the settings, the slope of the linear function is corrected, and by changing the bias value of the first output current detection value input to the comparator and storing the settings, the linear function The intercept can be corrected. Furthermore, signals can be transmitted from the primary side to the secondary side using an inexpensive photocoupler without using a current transformer.
(第2発明:電流検出値変換装置の効果)
本発明は、電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置に限定されるものではなく、例えば、任意の対象装置に流れている電流をモニタ又は電流に基づき所定の制御するための電流検出値変換装置としての使用を可能とし、対象装置の部品などのばらつきに起因して装置ごとに電流のばらつきがあっても、対象装置に流れる電流から検出された第1の出力電流検出値を、パルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換してモニタ又は制御のために出力し、パルス幅変調部の所定の要素を変更することにより変換特性を補正し、第1の出力電流検出値から変換した第2の出力電流検出値の装置ごとのばらつきを低減して規定範囲に収めることができ、対象装置が異なっても精度の良い電流モニタや電流に基づく制御を可能とすることで、対象装置の性能や品質を高いレベルに保つことを可能とする。
(Second invention: Effects of current detection value conversion device)
The present invention is not limited to a switching power supply device equipped with a current balance circuit, but can be used, for example, as a current detection value conversion device for monitoring a current flowing in an arbitrary target device or performing a predetermined control based on the current. Even if the current varies from device to device due to variations in the components of the target device, the first output current detection value detected from the current flowing through the target device is is converted into a second output current detection value according to a predetermined conversion characteristic based on the current value and outputted for monitoring or control, and the conversion characteristic is corrected by changing a predetermined element of the pulse width modulation section, and the first output current is It is possible to reduce variations in the second output current detection value converted from the current detection value between devices and keep it within the specified range, enabling highly accurate current monitoring and current-based control even if the target devices are different. This makes it possible to maintain the performance and quality of the target device at a high level.
また、「出力電流検出値の変換特性の補正による効果」及び「パルス変調部の効果」は、前述したスイッチング電源装置の場合と基本的に同様となる。 Furthermore, the "effects of correcting the conversion characteristics of the detected output current value" and the "effects of the pulse modulation section" are basically the same as in the case of the switching power supply device described above.
また、電流検出値変換装置は、スイッチング電源装置とは異なり、1次側と2次側の絶縁分離は必ずしも必要としないことから、パルス幅変調部の構成に「フォトカプラの伝達部」は含めておらず、その分、簡単な構成にできる。一方、対象装置が1次側と2次側に絶縁分離されており、変換結果を2次側で使用する場合には、スイッチング電源装置と同様に、パルス幅変調部に「フォトカプラの伝達部」を含めて対応可能とする。 In addition, unlike switching power supplies, current detection value converters do not necessarily require isolation between the primary and secondary sides, so the "photocoupler transmission section" is not included in the pulse width modulation section. This makes the configuration simpler. On the other hand, if the target device is insulated and separated into the primary side and the secondary side, and the conversion result is used on the secondary side, the pulse width modulation section should be connected to the photocoupler transmission section, similar to a switching power supply. ”.
以下に、本発明に係るスイッチング電源装置及び電流検出値変換装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、本発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a switching power supply device and a current detection value conversion device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[実施形態の基本的な概念]
まず、実施形態の基本的概念について説明する。本願の第1発明に係る実施形態は、概略的に、電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置に関するものである。
[Basic concept of embodiment]
First, the basic concept of the embodiment will be explained. The embodiment according to the first invention of the present application generally relates to a switching power supply device including a current balance circuit.
ここで、「スイッチング電源装置」とは、1次側の入力電力をスイッチング素子により、2次側で利用する所定の直流電力に変換し、フィードバック制御により出力電圧を一定に保つようにスイッチング素子を制御する装置で、電流バランス回路を備えたものであり、スイッチング安定化電源、スイッチングレギュレータ等を含み、AC-DCコンバータ、DC-DCコンバータ等を含む概念である。 Here, a "switching power supply" refers to a switching element that converts input power on the primary side into a specified DC power to be used on the secondary side, and uses a switching element to maintain a constant output voltage through feedback control. It is a control device equipped with a current balance circuit, and includes a switching stabilized power supply, a switching regulator, etc., and the concept includes an AC-DC converter, a DC-DC converter, etc.
また「スイッチング電源装置」は、非絶縁型と絶縁型に分けられるが、本実施形態は、トランス結合により1次側から2次側に電力を伝達する絶縁型のDC-DCコンバータを一例として取り上げており、回路方式として、LLC共振方式、フォワード方式、フライバック方式、ハーフブリッジ方式、フルブリッジ方式等を含むものである。 Furthermore, "switching power supplies" are divided into non-insulated types and isolated types, but this embodiment takes as an example an isolated DC-DC converter that transmits power from the primary side to the secondary side by transformer coupling. The circuit methods include LLC resonance method, forward method, flyback method, half bridge method, full bridge method, etc.
また、「電流バランス回路」とは、複数のスイッチング電源装置を負荷に対し並列接続した場合に、各スイッチング電源装置の出力電流値をほぼ同じ値に揃えるようにスイッチング素子を制御する回路であり、カレントミラー回路を用いた回路等を含む概念である。 Furthermore, a "current balance circuit" is a circuit that controls switching elements so that when multiple switching power supplies are connected in parallel to a load, the output current values of each switching power supply are approximately the same. This concept includes circuits using current mirror circuits.
またスイッチング電源装置は、電流検出値変換部を備えるものである。「電流検出値変換部」とは、1次側に流れるスイッチ電流に対応して検出された第1の出力電流検出値を、パルス幅変調変換を利用したパルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して電流バランス回路に出力するものであり、所定の要素を変更して設定保持(設定記憶)させることにより変換特性を補正可能に構成されたものである。 The switching power supply device also includes a current detection value conversion section. "Current detection value conversion unit" is a device that converts the first output current detection value detected corresponding to the switch current flowing in the primary side into a predetermined conversion characteristic based on a pulse width modulation unit using pulse width modulation conversion. The second output current detection value is converted into a second output current detection value and output to the current balance circuit, and the conversion characteristics can be corrected by changing predetermined elements and holding the settings (setting memory). .
ここで、「第1の出力電流検出値」とは、例えば1次側に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑することで検出された検出電圧である「第1の出力電流検出電圧」であり、従来は、そのまま電流バランス回路に出力しているが、本実施形態にあっては、電流検出値変換部により所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換した後に、電流バランス回路に出力するものである。 Here, the "first output current detection value" is a "first output current detection voltage" that is a detection voltage detected by dividing, rectifying and smoothing the switch current flowing to the primary side, for example. Conventionally, the current detection value is output as is to the current balance circuit, but in this embodiment, the current detection value converter converts it into a second output current detection value according to predetermined conversion characteristics, and then outputs it to the current balance circuit. This is what is output.
また、「パルス幅変調部」とは、入力した第1の出力電流検出値に対応したパルス幅をもつパルス幅変調信号に変換して出力するものであり、PWM(Pulse Width Modulation)を利用するである。ここで、パルス幅とは、パルス信号がパルス内でHレベルとなっている時間であり、パルス幅をパルス周期で割った「デューティ(オン・デューティ或いはデューティ比ともいう)として表現することもでき、この場合、「パルス幅変調部」とは、入力した第1の出力電流検出値に対応したデューティをもつパルス幅変調信号に変換して出力するものである、ということもできる。 Furthermore, the "pulse width modulation unit" is a unit that converts the inputted first output current detection value into a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the pulse width and outputs the signal, and uses PWM (Pulse Width Modulation). It is. Here, the pulse width is the time during which the pulse signal is at the H level within the pulse, and can also be expressed as the duty (also called on-duty or duty ratio), which is the pulse width divided by the pulse period. In this case, it can also be said that the "pulse width modulation section" converts into a pulse width modulation signal having a duty corresponding to the inputted first output current detection value and outputs the signal.
パルス幅変調部は公知であり、その構成や機能は任意であるが、例えば、少なくとも比較器と三角波発生器を含むものであり、比較器に第1の出力電圧検出値と所定パルス周期で発生する三角波信号を入力してパルス幅変調信号を出力するものである。 The pulse width modulation section is well known, and its configuration and function are arbitrary. It inputs a triangular wave signal and outputs a pulse width modulated signal.
また、「所定の変換特性」とは、第1の出力電流検出値をパルス幅(デューティ)に変換する特性と、変換したパルス幅(デューティ)を第2の出力電流検出値に変換する特性とを合わせた変換特性であり、本実施形態にあっては、第1の出力電流検出値を第1の出力電流検出電圧V1、第2の出力電流検出値を第2の出力電流検出電圧V2としており、
V2=aV1+b
の1次関数に従った変換特性となる。ここで、aが1次関数の傾きであり、bが1次関数の切片である。
Furthermore, "predetermined conversion characteristics" refers to characteristics for converting the first detected output current value into a pulse width (duty) and characteristics for converting the converted pulse width (duty) into a second detected output current value. In this embodiment, the first output current detection value is the first output current detection voltage V1, and the second output current detection value is the second output current detection voltage V2. Ori,
V2=aV1+b
The conversion characteristic follows a linear function of . Here, a is the slope of the linear function, and b is the intercept of the linear function.
また本実施形態のスイッチング電源装置は、所定の要素を変更して設定保持させることにより
V2=aV1+b
の変換特性を補正可能に構成されたものである。
In addition, the switching power supply device of this embodiment can change predetermined elements and maintain the settings so that V2=aV1+b
It is configured to be able to correct the conversion characteristics of.
ここで、「所定の要素」とは、パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素と、パルス幅変調部に入力する第1の出力電流検出値に付加されるバイアス値がある。パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素を変更してパルス幅変調部のパルス周期を変更すると、1次関数の変換特性における傾きaが補正されるものである。また、バイアス値を変更すると、1次関数の変換特性における切片bが補正されるものである。このパルス幅変調部の変換特性の補正によって、電流検出値変換部から出力される第2の出力電流検出値を適正な値に調整できる。 Here, the "predetermined element" includes an element for determining the pulse period of pulse width modulation conversion and a bias value added to the first output current detection value input to the pulse width modulation section. When the element for determining the pulse period of pulse width modulation conversion is changed to change the pulse period of the pulse width modulation section, the slope a in the conversion characteristic of the linear function is corrected. Furthermore, when the bias value is changed, the intercept b in the conversion characteristic of the linear function is corrected. By correcting the conversion characteristics of the pulse width modulation section, the second output current detection value output from the current detection value conversion section can be adjusted to an appropriate value.
スイッチング電源装置の1次側に流れるスイッチ電流と2次側からの出力電流は所定の関係にあるが、出力トランスのインダクタンス値等の部品のばらつきにより、装置ごとでずれが生じている。このため、1次側に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑した第1の出力電流検出値も、部品のばらつきに起因して、出力電流との関係で装置ごとのずれがあり、そのまま電流バランス動作に用いると、並列接続している他のスイッチング電源装置の出力電流と揃える電流バランスの精度が低下する。 Although the switch current flowing through the primary side of a switching power supply device and the output current from the secondary side have a predetermined relationship, deviations occur from device to device due to variations in components such as the inductance value of the output transformer. Therefore, the first output current detection value, which is obtained by dividing the switch current flowing to the primary side and rectifying and smoothing it, also varies from device to device in relation to the output current due to component variations, and the current balance remains unchanged. When used for operation, the accuracy of current balance to match the output current of other switching power supply devices connected in parallel decreases.
そこで、本実施形態にあっては、スイッチング電源装置の製造が完了した後の工程において、パルス幅変調部の第1の出力電流検出値と第2の出力電流検出値を、負荷に対する出力電流を変化させながら測定して、例えば1次関数の変換特性を取得し、この取得した1次関数の変換特性が予め決めた基準となる1次関数の変換特性に一致させるように補正する操作を行って最適なパルス周期とバイアス値を取得し、スイッチング電源装置のパルス幅変調部に設定保持させるものである。 Therefore, in the present embodiment, in a process after the manufacturing of the switching power supply device is completed, the first output current detection value and the second output current detection value of the pulse width modulation section are changed to the output current to the load. For example, the conversion characteristics of a linear function are obtained by measuring while changing the characteristics, and the correction is performed so that the conversion characteristics of the obtained linear function match the conversion characteristics of a linear function that is a predetermined standard. The optimum pulse period and bias value are obtained using the pulse width modulation section of the switching power supply device, and the settings are held in the pulse width modulation section of the switching power supply device.
これによって、製造されるスイッチング装置の1次側のスイッチ電流と出力電流との間に部品のばらつきなどによるずれが存在しても、電流バランス制御に用いる第2の出力電流検出値の装置ごとのずれが低減除去され、スイッチング電源装置を負荷に対し並列接続して使用する場合に精度の高い電流バランス動作が行われるものである。 As a result, even if there is a deviation between the primary side switch current and the output current of a manufactured switching device due to variations in components, the second output current detection value used for current balance control can be adjusted for each device. The deviation is reduced and eliminated, and a highly accurate current balance operation is performed when the switching power supply device is connected in parallel to the load.
また、本願の第2発明に係る電流検出値変換装置は、電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置に限定されるものではなく、入力した第1の出力電流検出値をパルス幅変調変換を利用したパルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して出力するものであり、スイッチング電源装置の場合と同様に、例えばパルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素とバイアス値の変更により1次関数に従って変換特性の傾きと切片を補正し、装置固有のばらつきに起因したずれがあっても、第2の出力電流検出値を基準とする1次関数の変換特性に合わせ、例えば第2の出力電流検出値をモニタしたり、第2の出力電流検出値に基づき所定の制御を行う場合の精度を向上するものである。 Further, the current detection value converting device according to the second invention of the present application is not limited to a switching power supply device equipped with a current balance circuit, but is capable of converting the input first output current detection value using pulse width modulation conversion. It converts into a second output current detection value and outputs it according to a predetermined conversion characteristic based on the pulse width modulation section, and as in the case of a switching power supply, it includes elements for determining the pulse period of pulse width modulation conversion, for example. By changing the bias value, the slope and intercept of the conversion characteristic are corrected according to the linear function, and even if there is a deviation due to device-specific variations, the conversion characteristic of the linear function based on the second output current detection value is corrected. In accordance with this, for example, the accuracy of monitoring the second output current detection value or performing predetermined control based on the second output current detection value is improved.
以下、具体的な実施形態を説明する。以下に示す具体的な実施形態では、「スイッチンング電源装置」が「LLC共振型のスイッチング電源装置」であり、「第1の出力電流検出値」が「第1の出力電流検出電圧V1」であり、「第2の出力電流検出値」が「第2の出力電流検出電圧V2」である場合について説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described. In the specific embodiment shown below, the "switching power supply" is an "LLC resonance type switching power supply", and the "first output current detection value" is the "first output current detection voltage V1". A case will be described in which the "second output current detection value" is the "second output current detection voltage V2".
[スイッチング電源装置の具体的な実施形態]
スイッチング電源装置の実施形態の具体的内容について、より詳細に説明する。その内容については以下のように分けて説明する。
[Specific embodiment of switching power supply device]
The specific contents of the embodiment of the switching power supply device will be described in more detail. The contents will be explained separately as follows.
a.並列接続されたスイッチング電源装置
a1.スイッチング電源装置10A
a2.LLC共振コンバータ
a3.電流バランス回路32
b.電流検出値変換部30
b1.電流検出値入力部46
b2.パルス幅変調部38
b2-1.三角波発生器50
b2-2.比較器48
b2-3.リセット部54
b2-4.RS-FF52
b3.フォトカプラ58
b4.電流検出値出力部60
b5.バイアス部64
c.電流検出値変換部の変換特性の補正
c1.電流検出値変換部30の動作と変換特性
c2.V1-V2変換特性
d.パルス周期の変更によるV1-V2変換特性の補正
e.バイアス電圧値の変更によるV1-V2変換特性の補正
f.スイッチング電源装置の調整作業
g.電流検出値変換装置
h.本発明の変形例
a. Switching power supply device connected in parallel a1. Switching power supply 10A
a2. LLC resonant converter a3.
b. Current
b1. Current detection
b2. Pulse
b2-1.
b2-2.
b2-3.
b2-4. RS-FF52
b3.
b4. Current detection
b5.
c. Correction of conversion characteristics of current detection value conversion section c1. Operation and conversion characteristics of current
[a.並列接続されたスイッチング電源装置]
まず、電流バランス回路を備えたスイッチング電源装置について、より詳細に説明する。図1は、2台のLLC共振型のスイッチング電源装置の実施形態を示した回路ブロック図である。図1に示すように、2台のスイッチング電源装置10A、10Bを負荷26に対し並列接続して使用する際には、出力端子24a,24bを並列接続すると共に電流バランス端子25間を接続し、電流バランス回路32によりスイッチング電源装置10A,10Bの出力電流値Ioutをほぼ同じ値に揃えるようにそれぞれで出力電圧Voutの制御を行っている。
[a. Switching power supply connected in parallel]
First, a switching power supply device including a current balance circuit will be described in more detail. FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of two LLC resonance type switching power supply devices. As shown in FIG. 1, when using two switching power supplies 10A and 10B connected in parallel to the
(a1.スイッチング電源装置10A)
スイッチング電源装置10Aについて説明すると(スイッチング電源装置10Bも同様となる)、交流の入力電圧Vinは入力整流平滑回路14で整流平滑された後、出力トランス20、MOS-FETを用いたスイッチング素子15,16、ドライブ制御部18、整流平滑回路22で構成されるLLC共振コンバータのスイッチングにより一定の出力電圧Voutを出力端子24a,24bから負荷26に供給している。ここで、2次側の整流平滑回路22は任意であるが、例えば、中点タップを有する二次巻線L2を用いた倍電圧整流平滑回路としている。
(a1. Switching power supply device 10A)
To explain the switching power supply device 10A (the same applies to the switching power supply device 10B), the AC input voltage Vin is rectified and smoothed by the input rectification and smoothing
(a2.LLC共振コンバータ)
LLC共振コンバータはハーフブリッジ形を例にとっており、スイッチング素子15,16の直列回路、共振コンデンサC1、出力トランス20、整流平滑回路22から構成される。出力トランス20は1次巻線L1と二次巻線L2を有し、結合係数を小さくすることで等価的に示す漏れインダクタンスLrを大きくし、これを共振インダクタとして利用している。また、1次巻線L1には等価的に励磁インダクタンスLmが並列接続される。
(a2.LLC resonant converter)
The LLC resonant converter takes a half-bridge type as an example, and is composed of a series circuit of switching
LLC共振コンバータの動作の概略は次のようになる。ドライブ制御部18により所定のスイッチング周波数でスイッチング素子15,16を交互にオン、オフさせている。スイッチング素子16がオフの状態でスイッチング素子15をオンすると、電源プラス12a側、漏れインダクタンスLr、1次巻線L1及び励磁インダクタンスLm、及び共振コンデンサC1、電源マイナス12b側となる経路で正方向に共振電流が流れる。
The outline of the operation of the LLC resonant converter is as follows. The
共振コンデンサC1の充電に伴い正方向の共振電流が低下し、2次側の整流平滑回路22を構成する倍電圧整流回路の一方の整流ダイオードに流れる電流が零に近づいたタイミングでスイッチング素子15をオフし、続いてスイッチング素子16をオンする零電圧スイッチング(ZVC: Zero Voltage Switching)を行う。これにより共振コンデンサC1に蓄積された電気エネルギーにより、スイッチング素子16、1次巻線L1及び励磁インダクタンスLm、漏れインダクタンスLr、共振コンデンサC1となる経路で負方向に共振電流が流れる。
As the resonant capacitor C1 is charged, the resonant current in the positive direction decreases, and the switching
共振コンデンサC1の放電により負方向の共振電流が低下し、2次側の整流平滑回路22を構成する倍電圧整流回路の他方の整流ダイオードに流れる電流が零に近づいたタイミングでスイッチング素子16をオフし、続いてスイッチング素子15をオンする零電圧スイッチング(ZVC)を行い、これを繰り返す。なお、スイッチング素子15,16の零電圧スイッチング(ZVC)の動作の詳細は公知であり、これは省略している。
The resonant current in the negative direction decreases due to the discharge of the resonant capacitor C1, and the switching
また、LLC共振コンバータは、周波数変調で出力電圧Voutを制御する回路方式である。LCC共振コンバータのスイッチング周波数に対する入出力電圧比の関係は、入出力電圧比の最大値を境界に動作モードが異なり、入出力電圧比が最大値よりも高い周波数領域で使用する。この使用周波数領域では、スイッチング周波数の増加に対し入出力電圧比が減少する関係にある。即ち、ドライブ制御部18でスイッチング周波数を増加させることで出力電圧Voutを低下させ、スイッチング周波数を低下させることで出力電圧Voutを増加させることができる。
Further, the LLC resonant converter is a circuit system that controls the output voltage Vout by frequency modulation. Regarding the relationship between the switching frequency and the input/output voltage ratio of the LCC resonant converter, the operation mode differs around the maximum value of the input/output voltage ratio as a boundary, and the LCC resonant converter is used in a frequency region where the input/output voltage ratio is higher than the maximum value. In this frequency range, the input/output voltage ratio decreases as the switching frequency increases. That is, by increasing the switching frequency in the
誤差検出部28には出力電圧Voutが入力されている。誤差検出部28は、出力電圧Voutを抵抗R3,R4の直列回路により分圧した電圧と基準電圧源36の基準電圧VRの差に応じた出力電流を差動アンプ34によりフォトカプラ発光素子40aに流して発光駆動する。
The output voltage Vout is input to the
フォトカプラ発光素子40aからの光はドライブ制御部18に内蔵しているフォトカプラ受光素子40bで受光され、出力電圧を一定電圧に保つようにスイッチング素子15,16のスイッチング周波数を制御する。ドライブ制御部18は、例えば、マイクロプロセッサ等のCPU、メモリ、各種入出力ポート等を備えたコンピュータ回路であり、プログラムの実行により、ドライブ制御部18の機能が実現されている。
The light from the photocoupler
(a3.電流バランス回路32)
電流バランス回路32は、抵抗R1,R2、トランジスタTR1,TR2で構成されたカレントミラー回路を備え、トランジスタTR1のコレクタは定電流源42とバイアス電圧VBのバイアス電源44に直列に接続されている。
(a3. Current balance circuit 32)
The
電流検出値変換部30は、共振コンデンサC1に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑することで第1の出力電流検出電圧V1を検出し、続いてパルス幅変調した後に平滑して得られた第2の出力電流検出電圧V2を電流バランス回路32のカレントミラー回路に印加している。
The current
このためカレントミラー回路には、バイアス電圧VBに電流検出値変換部30からされた出力電流Ioutに比例する第2の出力電流検出電圧V2が加算された電圧(VB+V2)が印加される。
Therefore, a voltage (VB+V2) obtained by adding a second output current detection voltage V2 proportional to the output current Iout from the current
電流バランス回路32の動作は次のようになる。カレントミラー回路のトランジスタTR1には定電流源42により一定電流IRが流れている。また電流バランス端子25には、出力電流に比例した第2の出力電流検出電圧V2から定電流IRによる抵抗R1とトランジスタTR1の電圧降下分だけ低い電流バランス電圧VCBが加わっている。
The operation of the
ここで電流バランス端子25に接続している別のスイッチング電源装置10Bの電流バランス端子25の電流バランス電圧VCBが低かったとすると、両者の差に応じた電流バランス電流ICが流れ出し、このためトランジスタTR1のコレクタ電流は(IR+IC)となる。このため他方のトランジスタTR2のコレクタ電流も(IR+IC)となり、抵抗R4に発生する電圧が電流バランス電流ICに応じて増加する。
Here, if the current balance voltage VCB of the
これにより差動アンプ34の出力も増加し、ドライブ制御部18はスイッチング素子15,16のスイッチング周波数を増加させることで出力電圧Voutを低下させるように制御し、出力電流Ioutが低下し、電流バランスをとるようになる。
As a result, the output of the
一方、他方のスイッチング電源装置10Bにおける電流バランス回路32のトランジスタTR2のコレクタ電流は(IR-IC)となり、抵抗R4に発生する電圧が減少する。これにより差動アンプ34の出力も減少し、ドライブ制御部18はスイッチング素子15,16のスイッチング周波数を低下させることで出力電圧Voutを増加させるように制御し、出力電流Ioutが増加し、電流バランスをとるようになる。
On the other hand, the collector current of the transistor TR2 of the
[b.電流検出値変換部30]
次に、図1に示した電流検出値変換部30について、より詳細に説明する。電流検出値変換部30は、スイッチング素子15,16のオン、オフに伴い1次側に流れるスイッチ電流となる共振電流に対応して検出された第1の出力電流検出電圧V1を、パルス幅変調部38に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出電圧V2に変換して電流バランス回路32のカレントミラー回路に印加するものであり、特に、パルス幅変調部38におけるパルス周期Tと入力する第1の出力電流検出電圧V1のバイアス値Vbを変更して設定記憶させることにより、第1の出力電流検出電圧V1を第2の出力電流検出電圧V2に変換する変換特性(以下「V1-V2変換特性」という)を補正可能に構成されたこと特徴とするものである。
[b. Current detection value conversion unit 30]
Next, the detected
図2は電流検出値変換部の実施形態を示した回路ブロックであり、図2に示すように、一例として、電流検出値変換部30は、電流検出値入力部46、比較器48、三角波発生器50、RS-FF(セットリセット型フリップフロップ)52、リセット部54、フォトカプラ58、電流検知値出力部60及びバイアス部64で構成される。このうち、パルス幅変調部38は、比較器48、三角波発生器50、RS-FF52及びリセット部54で構成される。
FIG. 2 is a circuit block showing an embodiment of the current detection value converter. As shown in FIG. 50, an RS-FF (set/reset type flip-flop) 52, a
(b1.電流検出値入力部46)
電流検出値入力部46について、より詳細に説明する。電流検出値入力部46は、一例として、コンデンサC2,C3,C4、ダイオードD1,D2及び抵抗R5,R6で構成される。即ち、1次巻線L1と共振コンデンサC1の間をコンデンサC2,C3の直列回路に接続し、コンデンサC2,C3の間にダイオードD1のアノードダイオードD2のカソードを接続し、ダイオードD2のカソードにコンデンサC4の一端と抵抗R5,R6の直列回路を接続し、抵抗R5,R6の間から第1の出力電流検出電圧V1を取り出している。
(b1. Current detection value input section 46)
The current detection
電流検出値入力部46は、共振コンデンサC1に流れる電流をコンデンサC3,C4で分流してダイオードD1,D2で整流し、続いて、コンデンサC4で平滑して抵抗R5,R6により分圧し、1次側に流れる共振電流(スイッチ電流)に比例した第1の出力電流検出電圧V1を検出している。
The current detection
(b2.パルス幅変調部38)
パルス幅変調部38について、より詳細に説明する。パルス幅変調部38は、三角波発生器50、比較器48、RS-FF52及びリセット部54で構成されるものである。
(b2. Pulse width modulation section 38)
The pulse
(b2-1.三角波発生器50)
三角波発生器50について、より詳細に説明する。三角波発生器50は、所定のパルス周期Tで、時間の経過伴って直線的に増加する三角波を発生するものであり、その構成や機能は任意であるが、一例とし、定電流源62とコンデンサC5の直列回路で構成される。コンデンサC5は所定のパルス周期ごとに放電リセットされており、放電リセットが解除されると、定電流源62からの一定電流でコンデンサC5が充電され、時間の経過に伴って直線的に増加するコンデンサ充電電圧を三角波信号(三角波電圧)Vtとして比較器48へ出力する。
(b2-1. Triangular wave generator 50)
The
(b2-2.比較器48)
比較器48について、より詳細に説明する。比較器48は、電流検出値入力部46からの第1の出力電流検出電圧V1をプラス入力端子に入力し、三角波発生器50からの三角波信号(三角波電圧)Vtをマイナス入力端子に入力し、両者を比較することでパルス幅変調信号を出力するものである。
(b2-2. Comparator 48)
即ち、パルス周期Tにおいて、時間の経過に伴って増加する三角波信号Vtが第1の出力電流検出電圧V1より小さい場合、比較器48の出力はHレベルとなり、三角波信号Vtが第1の出力電流検出電圧V1に達すると比較器48の出力はLレベルに切り替わり、第1の出力電流検出電圧V1の大きさに比例したパルス幅のパルス幅変調信号を出力する。ここで、パルス幅変調信号のパルス周期に対するパルス幅の割合はデューティであり、比較器48は第1の出力電流検出電圧V1の大きさに比例したデューティのパルス幅変調信号を出力するものである。
That is, in the pulse period T, when the triangular wave signal Vt, which increases over time, is smaller than the first output current detection voltage V1, the output of the
(b2-3.リセット部54)
リセット部54について、より詳細に説明する。リセット部54はパルス幅変調信号のパルス周期Tを決める所定の周期でリセットパルスVrを出力するものであり、その構成や機能は任意であるが、例えば、図1のドライブ制御部18の機能を実現するマイクロプロセッサ等のコンピュータ回路のプログラムの実行で実現されるパルス発生機能56により実現される。即ち、リセット部54のパルス発生機能56は、メモリの記憶機能として実現されるパルス周期設定部57に記憶されたパルス周期設定値に基づいた周期ごとに、所定パルス幅のリセットパルスVrを発生し、RS-FF52のリセット端子Rに出力するものである。
(b2-3. Reset section 54)
The
(b2-4.RS-FF52)
RS-FF52について、より詳細に説明する。RS-FF52は、公知のように、セット入力Sとリセット入力R及び非反転出力Qと反転出力Qbarを有し、入力(R S)と出力(Q Qbar)の関係は、
(L L)で(保 持)
(H L)で(H L)
(L H)で(L H)
(H H)で(禁 止)
となる。なお、反転出力Qbarは図面上では、公知のように、Qの上部に横棒を配置した記号で表示している。
(b2-4.RS-FF52)
The RS-FF52 will be explained in more detail. As is well known, the RS-FF52 has a set input S, a reset input R, a non-inverted output Q, and an inverted output Qbar, and the relationship between the input (RS) and the output (QQbar) is as follows.
(L L) (hold)
(HL) at (HL)
(L H) at (L H)
(H H) (prohibited)
becomes. Note that the inverted output Qbar is indicated in the drawing by a symbol with a horizontal bar placed above Q, as is well known.
本実施形態では、比較器48の出力がRS-FF52のセット入力Sとなり、リセット部56の出力(リセットパルスVr)がRS-FF52のリセット入力Rとなり、Qbar出力が次段のフォトカプラ58に出力されていることから、比較器48から出力されたパルス幅変調信号はRS-FF52で反転されてフォトカプラ58に出力される。
In this embodiment, the output of the
また、RS-FF52のQbar出力は三角波発生器50の定電流源62とコンデンサC5の間にダイオードD3を介して接続されている。このため、比較器48で三角波信号Vtが第1の出力電流検出電圧V1に達し、比較器48の出力がLレベルからHレベルに立ち上がってRS-FF52のQbar出力がLレベルへの立ち下がりにより、ダイオードD3を介して三角波発生器50のコンデンサC5が放電リセットされ、三角波信号Vtが停止される。次にリセットパルスVrが出力された場合のRS-FF52のリセットによるQbar出力のHレベルへの立ち上りにより、ダイオードD3が逆バイアスによりオフとなり、三角波発生器50の定電流源62によるコンデンサC5の充電が再開されることで、新たな三角波信号Vtの発生が開始される。
Further, the Qbar output of the RS-
(b3.フォトカプラ58)
フォトカプラ58について、より詳細に説明する。フォトカプラ58は電流検出値変換部30の1次側と2次側を電気的に絶縁分離させる信号伝達部として機能し、電気信号を光信号に変換して伝達した後に再び電気信号に変換するものであり、その構成や種類は任意であるが、例えば、発光ダイオード58aとフォトトランジスタ58bを備え、それぞれ抵抗R9,R10により電源ラインにプルアップ接続されており、RS-FF52で反転されたパルス幅変調信号により発光ダイオード58aを発光駆動し、フォトトランジスタ58bで受光してパルス幅変調信号Vpwmに変換し、電流検出値出力部60へ出力するものである。
(b3. Photocoupler 58)
The
(b4.電流検出値出力部60)
電流検出値出力部60について、より詳細に説明する。電流検出値出力部60は、抵抗R11とコンデンサC7を直列接続した平滑回路であり、フォトカプラ58から出力されたパルス幅変調信号Vpmwを平滑したコンデンサC7の充電電圧を、第2の出力電流検出電圧V2として、図1に示した電流バランス回路32のカレントミラー回路に印加するものである。
(b4. Current detection value output section 60)
The current detection
(b5.バイアス部64)
バイアス部64について、より詳細に説明する。バイアス部64は、バイアス値設定部68、デューティパルス発生機能66、抵抗R7、R8及びコンデンサC6で構成される。デューティパルス発生機能66は、例えば、図1のドライブ制御部18の機能を実現するマイクロプロセッサ等のコンピュータ回路のプログラムの実行で実現されるものであり、メモリの記憶機能として実現されるバイアス値設定部68で設定されたデューティのパルス信号を所定周期で発生する。
(b5. Bias section 64)
The
抵抗R7とコンデンサC6は平滑回路を構成し、デューティパルス発生機能66から出力されたデューティパルスを平滑してデューティに対応した平滑電圧を生成し、抵抗R8を介してバイアス電圧Vbを出力し、電流検出値入力部46から出力された第1の出力電流検出電圧V1に加算し、(V1+Vb)を比較器48に出力するものである。
Resistor R7 and capacitor C6 constitute a smoothing circuit, which smooths the duty pulse output from duty
[c.電流検出値変換部の変換特性の補正]
電流検出値変換部30における第1の出力電流検出電圧V1を第2の出力電流検出電圧V2に変換するためのPWM変調回路部38に基づく変換特性は、所定の1次関数の変換特性となり、
V2=a・V1+b
で与えられる。ここで、aは1次関数のグラフでの傾き、bはV2軸上の切片となる。
[c. Correction of conversion characteristics of current detection value conversion section]
The conversion characteristic based on the PWM
V2=a・V1+b
is given by Here, a is the slope of the graph of the linear function, and b is the intercept on the V2 axis.
(c1.電流検出値変換部30の動作と変換特性)
バイアス部64でバイアス電圧Vbを零としていた場合の図2の電流検出値変換部30の動作を、図3の各部の信号波形を示したタイムチャートを参照して説明すると次のようになる。
(c1. Operation and conversion characteristics of current detected value converter 30)
The operation of the current detection
比較器48には、図3(A)に示すように、第1の出力電流検出電圧V1と三角波信号Vtが入力され、図3(B)に示すリセットパルスVrで決まるパルス周期T1で三角波信号Vtの発生が繰り返されている。リセットパルスVrのHレベルへの立ち上りに同期して三角波信号Vtは増加を始め、第1の出力電流検出電圧V1より小さい場合、比較器48の出力はLレベルにあり、図3(D)に示すRS-FF52のQbar出力はHレベルとなっている。
As shown in FIG. 3(A), the
三角波信号Vtが第1の出力電流検出電圧V1に到達して一致すると比較器48の出力はHレベルに立ち上り、RS-FF52のQbar出力はLレベルに立ち下がる。このためRS-FF52のQbar出力は、第1の出力電流検出電圧V1のa点、b点、c点の電圧に比例したパルス幅(デューティ)のパルス幅変調信号となる。RS-FF52のQbarからのパルス幅変調信号はフォトカプラ58を介して2次側の電流検出値出力部60へ伝達され、平滑されることでパルス幅(デューティ)に対応した第2の出力電流検出電圧V2に変換され、電流バランス回路32へ出力される。
When the triangular wave signal Vt reaches and matches the first output current detection voltage V1, the output of the
(c2.V1-V2変換特性)
図4は図3のタイムチャートによる動作に対応した電流検出値変換部30の変換特性、即ち、V1-V2変換特性70であり、
V2=a・V1+b
で示される所定の1次関数に従った変換特性となっている。
(c2.V1-V2 conversion characteristics)
FIG. 4 shows the conversion characteristic of the current detection
V2=a・V1+b
The conversion characteristic follows a predetermined linear function shown by .
ここで、スイッチング電源装置10A,10Bの1次側のスイッチ電流は出力電流Ioutに比例しているが、出力トランス20のインダクタンス値などのばらつきにより装置固有のずれを生じている。このため図4に示す電流検出値変換部30のV1-V2特性も、1次側スイッチ電流のずれにより異なった特性となる。そこで、本実施形態にあっては、スイッチング電源装置ごとに、出力電流Ioutに比例する1次側のスイッチング電流にずれがあっても、このずれを無くすように、電流値変換部30によるV1-V2変換特性を補正するものである。
Here, the switch current on the primary side of the switching power supply devices 10A and 10B is proportional to the output current Iout, but deviations inherent to the devices occur due to variations in the inductance value of the
[d.パルス周期の変更によるV1-V2変換特性の補正]
電流検出値変換部30のV1-V2変換特性における1次関数の傾きaは、パルス幅変調部38のパルス周期Tを変更することで補正できる。
[d. Correction of V1-V2 conversion characteristics by changing pulse period]
The slope a of the linear function in the V1-V2 conversion characteristic of the current
図5は、リセット部54から出力するリセットパルスVrのパルス周期を、図3のパルス周期T1より長いパルス周期T2に変更した場合の各部の信号波形を示している。このように長いパルス周期T2に変更すると、図6のV1-V2変換特性のグラフに示すように、パルス周期T1のV1-V2変換特性70に対し、長いパルス周期T2に変更したV1-V2変換特性72は、1次関数の傾きaを増加させる補正ができる。一方、パルス周期を短い周期に変更すれば、1次関数の傾きaを減少させる補正ができる。
FIG. 5 shows signal waveforms of various parts when the pulse period of the reset pulse Vr output from the
[e.バイアス電圧値の変更によるV1-V2変換特性の補正]
電流検出値変換部30のV1-V2変換特性における1次関数の切片bは、バイアス部64によりバイアス電圧Vbを変更することで補正できる。
[e. Correction of V1-V2 conversion characteristics by changing bias voltage value]
The intercept b of the linear function in the V1-V2 conversion characteristic of the current detection
図7は、バイアス部64からバイアス電圧VBを出力して比較器48に対し(V1+Vb)を入力させた場合の各部の信号波形を示している。このようにバイアス電圧Vbを加えて第1の出力電流検出電圧V1を増加した値に変更すると、図8のV1-V2変換特性のグラフに示すように、バイアス電圧Vb無しのV1-V2変換特性70に対し、バイアス電圧Vbを加えた場合のV1-V2変換特性74は、1次関数の切片bを切片b1に増加させる補正ができる。勿論、バイアス電圧VBを減少させれば、1次関数の切片b1を減少させる補正ができる。
FIG. 7 shows signal waveforms at each section when the bias voltage VB is output from the
[f.スイッチング電源装置の調整作業]
本実施形態のスイッチング電源装置にあっては、その製造が完了した後の検査等の工程において、装置毎に、出力電流Ioutを変化させながら、電流検出値変換部の第1の出力電流検出電圧V1と第2の出力電流検出電圧V2を測定して図4に示したV1-V2変換特性のグラフを作成し、予め定めた基準V1-V2変換特性に一致させるかずれを最小とするように、パルス周期設定部57によりパルス周期を変更してV1-V2変換特性における傾きaを補正し、また、バイアス値設定部68によりバイアス値を変更してV1-V2変換特性における切片bを補正する操作を行うこととなる。ここで、パルス周期設定部57及びバイアス値設定部68は、各設定値をメモリに記憶することで実現しており、補正操作が終了すれば、メモリに記憶された変更後のパルス周期及びバイアス値に基づくパルス幅変調により、基準V1-V2変換特性に従った変換が行われることになる。
[f. Adjustment of switching power supply]
In the switching power supply device of this embodiment, during the inspection process after the manufacturing is completed, the first output current detection voltage of the current detection value converter is changed while changing the output current Iout for each device. Measure V1 and the second output current detection voltage V2, create a graph of the V1-V2 conversion characteristic shown in Figure 4, and make it match the predetermined reference V1-V2 conversion characteristic or minimize the deviation. , the pulse
このようにV1-V2変換特性を基準V1-V2変換特性に合わせる補正作業は、例えば、パーソナルコンピュータ等による専用の調整装置を準備し、出力電流Ioutを変化させながら、電流検出値変換部の第1の出力電流検出電圧V1と第2の出力電流検出電圧V2を測定してV1-V2変換特性をディスプレイにグラフ表示し、キーボード等でパルス周期設定部57及びバイアス値設定部68の各設定値を変更し、補正完了で各設定値をスイッチング電源装置に設けているマイクロプロセッサのメモリに記憶させるようにする。
In this way, the correction work to adjust the V1-V2 conversion characteristic to the reference V1-V2 conversion characteristic can be carried out by preparing a dedicated adjustment device using a personal computer, etc., and changing the output current Iout while changing the output current Iout. Measure the first output current detection voltage V1 and the second output current detection voltage V2, display the V1-V2 conversion characteristics as a graph on the display, and enter each setting value of the pulse
[g.電流検出値変換装置]
本願の第2発明に係る電流検出値変換装置の実施形態について、より詳細に説明する。図9は電流検出値変換装置80の実施形態を示したブロック図であり、一例として、電流検出値変換装置80は、電流検出値入力部46、比較器48、三角波発生器50、RS-FF52、リセット部54、パルス周期設定部57、フォトカプラ58、電流検知値出力部60、バイアス部64及びバイアス値設定部68で構成される。このうちパルス幅変調部38は、比較器48、三角波発生器50、RS-FF52及びリセット部54で構成されている。
[g. Current detection value conversion device]
An embodiment of the current detection value conversion device according to the second invention of the present application will be described in more detail. FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a current detection
本実施形態の電流検出値変換装置80は、任意の対象装置の1次側に流れるスイッチ電流に対応して検出された第1の出力電流検出電圧V1を、パルス幅変調部38に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出電圧V2に変換し、例えば電流モニタ値又は制御電流値として出力するものであり、特に、パルス幅変調部38におけるパルス周期と入力する第1の出力電流検出電圧V1のバイアス値を変更して設定記憶させることにより、第1の出力電流検出電圧V1を第2の出力電流検出電圧V2に変換するV1-V2変換特性を補正可能に構成されたものである。
The current detection
また、電流検出値入力部46、比較器48、三角波発生器50、RS-FF52、リセット部54、パルス周期設定部57、フォトカプラ58、電流検知値出力部60、バイアス部64及びバイアス値設定部68の詳細は、図2の電流検出値変換部30として示したと同様となることから、説明を省略する。また、対象装置が1次側と2次側を絶縁分離する必要がない場合には、信号伝送部として機能するフォトカプラ58は不要となる。
Also, a current detection
このような電流検出値変換装置80によれば、対象装置の部品などのばらつきに起因して装置ごとに電流にばらつきがあっても、対象装置に流れる電流から検出された第1の出力電流検出値V1を、パルス幅変調部38に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値V2に変換してモニタ又は制御のために出力し、パルス幅変調部38のパルス周期及び又は第1の出力電流検出電圧V1に加算するバイアス電圧Vbを変更することにより1次関数に従った変換特性における傾きと切片を補正し、第1の出力電流検出値V1から変換した第2の出力電流検出値V2の装置ごとのばらつきを低減して規定範囲に収めることができ、対象装置が異なっても精度の良い電流モニタや電流に基づく制御を可能とすることで、対象装置の性能や品質を高いレベルに保つことを可能とする。
According to the current detection
図9の電流検出値変換部30の電流検出値入力部46は、対象装置の1次側に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑することで第1の出力電流検出電圧V1を検出しているが、これに限定されず対象装置の電流を検出するものであれば任意であり、例えば、電流検出値入力部46は対象装置に流れる電流を電圧信号に変換する電流検出抵抗等を用いた電流電圧変換回路としてもよい。
The current detection
[h.本発明の変形例]
本発明によるスイッチング電源装置の変形例について、より詳細に説明する。本発明の車載情報表示装置は、上記の実施形態以外に、以下の変形を含むものである。
[h. Modification of the present invention]
A modification of the switching power supply device according to the present invention will be described in more detail. The in-vehicle information display device of the present invention includes the following modifications in addition to the above-described embodiments.
(LLC共振コンバータ)
上記の実施形態のスイッチング電源装置は、ハーフブリッジ形のLLC共振コンバータを例にとっているが、フルブリッジ形のLLC共振コンバータとしてもよい。
(LLC resonant converter)
Although the switching power supply device of the above embodiment uses a half-bridge type LLC resonant converter as an example, it may also be a full-bridge type LLC resonant converter.
(V1-V2変換特性の補正)
上記の実施形態は、専用の調整装置を使用して補正したパルス周期とバイアス値の設定値を、スイッチング電源装置のドライブ制御部として機能するマイクロプロセッサのメモリに記憶させているが、これに限定されず、デップスイッチ等の設定操作部により設定するものであってもよい。
(Correction of V1-V2 conversion characteristics)
In the above embodiment, the set values of the pulse period and bias value corrected using a dedicated adjustment device are stored in the memory of the microprocessor that functions as the drive control section of the switching power supply, but the present invention is not limited to this. Instead, it may be set using a setting operation unit such as a dip switch.
(その他)
また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み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
(others)
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes appropriate modifications without impairing the objects and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above-described embodiments.
10A,10B:スイッチング電源装置
12a,12b:入力端子
14:入力整流平滑回路
15,16:スイッチング素子
18:ドライブ制御部
20:出力トランス
22:整流平滑回路
24a,24b:出力端子
25:電流バランス端子
26:遮光体
26:負荷
28:誤差検出部
30:電流検出値変換部
32:電流バランス回路
34:差動アンプ
36:基準電圧源
38:パルス幅変調部
40a:フォトカプラ発光素子
40b:フォトカプラ受光素子
42,62:定電流源
44:バイアス電圧源
46:電流検出値入力部
48:比較器
50:三角波発生器
52:RS-FF
54:リセット部
56:リセットパルス発生機能
57:パルス周期設定部
58:フォトカプラ
60:電流検出値出力部
64:バイアス部
66:デューティパルス発生機能
68:バイアス値設定部
70,72,74:V1-V2変換特性
10A, 10B: Switching
54: Reset section 56: Reset pulse generation function 57: Pulse cycle setting section 58: Photocoupler 60: Current detection value output section 64: Bias section 66: Duty pulse generation function 68: Bias
Claims (7)
1次側に流れるスイッチ電流に対応して検出された第1の出力電流検出値を、パルス幅変調変換を利用したパルス幅変調部に基づく所定の変換特性に従って第2の出力電流検出値に変換して前記電流バランス回路に出力する電流検出値変換部を備え、
所定の要素を変更して設定保持することにより前記変換特性を補正可能に構成されたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching power supply equipped with a current balance circuit that aligns the output current value of each switching power supply to almost the same value based on the output current detection value based on the switch current flowing in the primary side when the outputs of multiple switching power supply are connected in parallel. A device,
A first detected output current value detected corresponding to the switch current flowing to the primary side is converted into a second detected output current value according to predetermined conversion characteristics based on a pulse width modulation section using pulse width modulation conversion. and a current detection value conversion unit that outputs the current detection value to the current balance circuit,
A switching power supply device characterized in that the conversion characteristic can be corrected by changing predetermined elements and maintaining the settings.
前記電流検出値変換部の前記変換特性は、所定の1次関数の変換特性であり、
前記所定の要素は、前記パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素、及び又は前記パルス幅変調部に入力される前記第1の出力電流検出値に付加されるバイアス値であり、
前記パルス周期を決めるための要素を変更して設定保持することで前記1次関数の傾きが補正され、前記バイアス値を変更して設定保持することで前記1次関数の切片が補正される、
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
In the switching power supply device according to claim 1,
The conversion characteristic of the current detection value conversion section is a conversion characteristic of a predetermined linear function,
The predetermined element is an element for determining the pulse period of the pulse width modulation conversion and/or a bias value added to the first output current detection value input to the pulse width modulation section,
By changing and holding the setting of an element for determining the pulse period, the slope of the linear function is corrected, and by changing the bias value and holding the setting, the intercept of the linear function is corrected.
A switching power supply device characterized by:
前記パルス幅変調部は、
前記1次側に流れるスイッチ電流を分流して整流平滑することで前記第1の出力電流検出値を検出して入力する電流検出値入力部と、
所定の周期でリセット信号を出力するリセット部と、
前記リセット信号に基づく前記周期で三角波信号の発生を繰り返す三角波発生器と、
前記第1の出力電流検出値と前記三角波信号を入力して比較することでパルス幅変調変換してパルス幅変調信号を出力する比較器と、
前記パルス幅変調信号をセット端子に入力し、前記リセット信号をリセット端子に入力し、反転された前記パルス幅変調信号を反転出力端子から出力すると共に前記三角波発生器に供給して前記三角波信号の発生を停止した後に再度発生させるセットリセット型のフリップフロップと、
前記反転出力端子から出力された前記反転されたパルス幅変調信号をフォトカプラの光結合により電気的に分離して2次側に伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部で伝達された前記反転されたパルス幅変調信号の平滑により前記第2の出力電流検出値を生成して前記電流バランス回路へ出力する電流検出値出力部と、
を備え、
前記リセット部から出力する前記リセット信号の周期を変更して設定保持し、前記パルス幅変調信号の周期を変更させることで前記1次関数の傾きを補正し、前記比較器に入力する前記第1の出力電流検出値のバイアス値を変更して設定保持することで前記1次関数の切片が補正される、
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
In the switching power supply device according to claim 2,
The pulse width modulation section includes:
a current detection value input section that detects and inputs the first output current detection value by dividing, rectifying and smoothing the switch current flowing to the primary side;
a reset section that outputs a reset signal at a predetermined cycle;
a triangular wave generator that repeatedly generates a triangular wave signal at the period based on the reset signal;
a comparator that inputs and compares the first output current detection value and the triangular wave signal to perform pulse width modulation conversion and output a pulse width modulation signal;
The pulse width modulation signal is input to the set terminal, the reset signal is input to the reset terminal, and the inverted pulse width modulation signal is output from the inversion output terminal and is also supplied to the triangular wave generator to generate the triangular wave signal. A set-reset type flip-flop that generates the signal again after it stops generating.
a signal transmission section that electrically separates the inverted pulse width modulation signal outputted from the inversion output terminal by optical coupling of a photocoupler and transmits it to a secondary side;
a current detection value output unit that generates the second output current detection value by smoothing the inverted pulse width modulation signal transmitted by the signal transmission unit and outputs the second output current detection value to the current balance circuit;
Equipped with
The period of the reset signal outputted from the reset unit is changed and the setting is held, the slope of the linear function is corrected by changing the period of the pulse width modulation signal, and the first signal is input to the comparator. The intercept of the linear function is corrected by changing the bias value of the detected output current value and maintaining the setting.
A switching power supply device characterized by:
所定の要素を変更して設定保持することにより前記変換特性が補正可能に構成されたことを特徴とする電流検出値変換装置。
A current detection value conversion device that converts an inputted first output current detection value into a second output current detection value according to predetermined conversion characteristics based on a pulse width modulation section using pulse width modulation conversion, and outputs the second output current detection value. ,
A current detection value conversion device characterized in that the conversion characteristic can be corrected by changing a predetermined element and holding the setting.
前記変換特性は、所定の1次関数に従った変換特性であり、
前記所定の要素は、前記パルス幅変調変換のパルス周期を決めるための要素、及び又は前記パルス幅変調部に入力される前記第1の出力電流検出値に付加されるバイアス値であり、
前記パルス周期を決めるための要素を変更して設定保持することで前記1次関数の傾きが補正され、前記バイアス値を変更して設定保持することで前記1次関数の切片が補正される、
ことを特徴とする電流検出値変換装置。
In the current detection value conversion device according to claim 4,
The conversion characteristic is a conversion characteristic according to a predetermined linear function,
The predetermined element is an element for determining the pulse period of the pulse width modulation conversion and/or a bias value added to the first output current detection value input to the pulse width modulation section,
By changing and holding the setting of an element for determining the pulse period, the slope of the linear function is corrected, and by changing the bias value and holding the setting, the intercept of the linear function is corrected.
A current detection value conversion device characterized by:
前記パルス幅変調部は、
所定の対象装置に流れる所定の電流から前記第1の出力電流検出値を検出して入力する電流検出値入力部と、
所定の周期でリセット信号を出力するリセット部と、
前記リセット信号に基づく前記周期で三角波信号の発生を繰り返す三角波発生器と、
前記第1の出力電流検出値と前記三角波信号を入力して比較することでパルス幅変調変換してパルス幅変調信号を出力する比較器と、
前記パルス幅変調信号をセット端子に入力し、前記リセット信号をリセット端子に入力し、反転された前記パルス幅変調信号を反転出力端子から出力すると共に前記三角波発生器に供給して前記三角波信号の発生を停止した後に再度発生させるセットリセット型のフリップフロップと、
前記反転されたパルス幅変調信号の平滑により前記第2の出力電流検出値を生成して出力する電流検出値出力部と、
を備え、
前記リセット部から出力する前記リセット信号の周期を変更して設定保持し、前記パルス幅変調信号の周期を変更させることで前記1次関数の傾きが補正され、前記比較器に入力する前記第1の出力電流検出値のバイアス値を変更して設定保持することで前記1次関数の切片が補正される、
ことを特徴とする電流検出値変換装置。
In the current detection value conversion device according to claim 5,
The pulse width modulation section includes:
a current detection value input unit that detects and inputs the first output current detection value from a predetermined current flowing through a predetermined target device;
a reset section that outputs a reset signal at a predetermined cycle;
a triangular wave generator that repeatedly generates a triangular wave signal at the period based on the reset signal;
a comparator that inputs and compares the first output current detection value and the triangular wave signal to perform pulse width modulation conversion and output a pulse width modulation signal;
The pulse width modulation signal is input to the set terminal, the reset signal is input to the reset terminal, and the inverted pulse width modulation signal is output from the inversion output terminal and is also supplied to the triangular wave generator to generate the triangular wave signal. A set-reset type flip-flop that generates the signal again after it stops generating.
a current detection value output unit that generates and outputs the second output current detection value by smoothing the inverted pulse width modulation signal;
Equipped with
By changing the period of the reset signal outputted from the reset section and holding the setting, and changing the period of the pulse width modulation signal, the slope of the linear function is corrected, and the slope of the first order signal input to the comparator is The intercept of the linear function is corrected by changing the bias value of the detected output current value and maintaining the setting.
A current detection value conversion device characterized by:
前記パルス幅変調部は、さらに、前記フリップフロップの前記反転出力端子から出力された前記反転されたパルス幅変調信号をフォトカプラの光結合により電気的に分離して前記電流検出値出力部に伝達する信号伝達部を備えたことを特徴とする電流検出値変換装置。 In the current detection value conversion device according to claim 6,
The pulse width modulation section further electrically separates the inverted pulse width modulation signal output from the inversion output terminal of the flip-flop by optical coupling of a photocoupler, and transmits the electrically separated signal to the current detection value output section. What is claimed is: 1. A current detection value conversion device characterized by comprising a signal transmission section.
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