JPH02131358A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、情報処理装置等に広く利用されているスイッ
チング電源装置に関する。

（従来の技術） 近年、コンピュータやワードプロセッサを始めとする情
報処理装置にスイッチング電源装置が広く用いられてい
る。

スイッチング電源装置は、スイッチングトランジスタ、
絶縁トランス、整流回路、平滑回路およびスイッチング
トランジスタの制御回路等からなり、安定した電圧を継
続的に出力することができる。

ところで、このようなスイッチング電源装置（以下電源
装置と称す）を製造するに当っては、その組立て後に様
々な調整が必要である。

例えば出力電圧を調整する場合には、第１１図に示した
ように、電源装置１に電源調整装置２を接続する。

そして電源装置のＤＣ出力が＋５Ｌ　＋１２Ｖおよび−
１２ｖの３通りであった場合には、これらＤＣ出力に電
源調整装置２の電流計３および電圧計４を接続し、可変
抵抗ＶＲ１、ＶＲ２　、ＶＲ３を操作して・電流値を変
化させ、その時の電圧値を読んで、負荷電流および電圧
特性が規格内に入っているかどうかを制御部５で判定し
、合格したものだけを出荷していた。

ここで電源装置１側のＶＲ４は、＋５Ｖ電一圧設定用の
可変抵抗であるが、出力＋５■、＋　１２Ｖ　、−　１
２Ｖに独自の電圧設定が必要なとき、可変抵抗ＶＲ４は
、１つではなく３個必要である。

第１２図は第１１図の詳細を示す図である。

同図において、電源装置１側の６は絶縁トランス、７は
スイッチングトランジスタ、８はスイッチングトランジ
スタ７のドライブ回路である。

また、９はスイッチングトランジスタ７のスイッチング
動作を制御するパルス幅制御回路（以下ＰＷＭと称する
）、１０は制御プログラムが書込まれているＲＯＭ，１
１は制御フラグや電流値および電圧値等のディジタルデ
ータが書込まれるＲＡＭ１１２はマイクロコンピュータ
（以下マイコンと称す）、１３は増幅回路、１４はＡＤ
変換器、１５および１６はレジスタである。

また電源調整装置２側の制御部５内の１７はＲＯＭ，１
８はＲＡＭ，１９はマイコン、２０はレジスタ、２１は
負荷制御回路である。そして電源装置１側の２２は絶縁
回路である。

電源調整装置２は制御部５にＤＣ電圧を供給する。

そして通信用のレジスタ２０を通したデータ送受信制御
、ＣＲＴのキーボード制御、負荷制御回路２１を通した
電流値の設定と値の検知および電圧値の検知を行なう。

第１２図の例ではマイコン１９がプログラム制御で自由
に負荷条件を設定し、レジスタ２０を通して電源装置１
と通信することが可能である。

ところで電源装置１側ではＰＶＭ　９の制御によりスイ
ッチングを行ない、絶縁トランス６にパルス状の電流を
流して二次側にエネルギを供給した場合、ＰＷＭ　９、
絶縁回路２２、抵抗ＲＩ、可変抵抗ＶＲ４等の部品のバ
ラツキにより、出力電圧が基準に満たない場合がある。

第１３図は第１２図のＭ点の電圧すなわち＋５ｖ出力電
圧（Ｖ）と、電流（Ａ）との関係を示す図である。

また第１４図は第１２図におけるスイッチング波形の一
例を示す図であり、４９はＰＷＭ　９の基本クロック、
ａ，ｂ，ｃは標準スイッチング波形、ｄ，ｅＳ　ｆおよ
びｄ，ｅ’　　　ｆ’　はバラッキによる特性が第１３
図のｄ，ｅ，ｆおよびｄ，ｅ’ｆ′に対応した特性をａ
，ｂ，ｃ特性にするためのスイッチング波形を示す。

例えば第１２図のＰＶＭ　９が、ｌＯ＾電流時に第１３
図のａ，２ＯＡ時に同図のｂ，３０Ａ時に同図のＣで示
したようなスイッチング波形であれば、理想的には第１
３図でａ，ｂ，ｃで示した直線特性（電圧５ＶＳ電流１
０Ａ〜３０Ａの特性）を示す。

また第１４図のｄ，ｅ，ｆの直線特性を示す場合には、
第１２図の可変抵抗ＶＲ４を廻してその抵抗値を小さく
し、第１２図の点Ｓの電圧を見かけ上低くすると、絶縁
回路２２を通してＰＷＭ　９に入力されるデータは電圧
が下がったことを示し、ＰｗＭ９はスイッチングオン幅
を全体的に広くする。

すなわち第１４図の例では、ａＳｂ，ｃをそれぞれｄ，
ｅＳ　ｆにしている。これによって第１３図ｄＳｅ，ｆ
は０．ＩＶだけ高くなってａ，ｂＳｃの特性となり、電
流１０Ａ　〜３０Ａ　テ電圧４．８５Ｖ　〜５．１５Ｖ
の規格に入ることになる。

第１３図におけるｄ，ｅ’　　　ｆ’特性で部品にバラ
ツキがあった場合には、主にＰＷＭ　９の特性が傾斜特
性を示す場合で、しかも構成する部品がバラついて規格
外となっている場合、前述したのと同様に可変抵抗ＶＲ
４の抵抗を下げて出力電圧を上げる。

（発明が解決しようとする課題） ところで第１３図のａ，ｂ，ｃのそれぞれに対応してｄ
，ｅ１ｆというスイッチング波形を選択すると、第１３
図でｄがａ　（５．ＯＶ）に、ｅ′がｅ　（＝４．８Ｖ
）　ニ、ｆ′がｆ　−　０．２Ｖ−　４．６Ｖになった
とすると規格に入らなくなる。

可変抵抗ＶＲ４の抵抗値をさらに下げ、全体的に０．ｌ
Ｖ上がったとすると、第１３図のａ　＋　０．ＩＶ−　
＋５．ＩＶ，　　ｅ　＋０．ＩＶ　−　＋４．９Ｖ，　
　ｆ　−０．２Ｖ＋０．ＩＶ　−　＋４．７■となり、
３０Ａ時、＋　４．８５Ｖより０．１５Ｖ低１．’４．
７Ｖになって規格から外れ、この電源装置は不良品とな
ってしまう。

従来このような場合には、ＰＶＭ　９、絶縁回路２２、
抵抗ＲＩ、可変抵抗ＶＲ４およびトランス６等の部品を
交換して規格に入るようにしていたが、部品を交換して
も当り外れがあり、規格が厳しい場合にはそれに適合さ
せることが非常に困難であるという問題があった。

また従来では、同一電源において負荷電流と電圧特性と
の関係との１パターンのみであり、特性を自由に変化さ
せることはできなかった。

本発明はこのような事情によりなされたもので、規格が
厳しい場合でもそれに適合させることが容品であり、負
荷電流と電圧特性との関係も自由に変更することができ
る電源装置の提供を目的としている。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の電源装置はこの目的を実現するために、入力電
圧をスイッチングするスイッチングトランジスタと、基
準となる出力電圧を示す２値データを予め記憶している
基準２値データ記憶手段と、外部から与えられる実際の
出力電圧を示す２値データと前記基準２値データとを比
較しつつ前記スイッチングトランジスタの動作を制御す
るスイッチング制御手段とを備えている。

（作　用） 本発明では、電源装置に固有の電圧制御用データを記憶
する記憶手段を持たせ、これにより部品のバラツキを吸
収させる。また記憶手段の制御用データを書き換えるこ
とにより、自由に電流一電圧特性を変えることができる
。

また本発明においてスイッチング制御手段は前記データ
を使用して電圧制御する機能を持ち、電源の電流一電圧
特性を外部より測定し、そのデータが規格外であっても
充分にマージンを持って最適値となる特性を呈するよう
に電圧制御用データを作って記憶手段に書込む。

なお外部より前記記憶手段にデータを書込む手段として
は、電源調整装置との間で通信を行なうか、前記記憶手
段に電圧制御部より書くことができるようにするか、予
めデータを書き込んだ記憶手段を設置するかする。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す図であり、第１２図と
共通する部分には共通する符号が付しある。

同図において、電源装置１側の６は絶縁トランス、７は
スイッチングトランジスタ、８はスイッチングトランジ
スタ７のドライブ回路である。

また、９はスイッチングトランジスタ７のスイッチング
動作を制御するＰＷＭ　，　１　０は制御プログラムが
書込まれているＲＯＭ　、１　１は制御フラグや電流値
および電圧値等のディジタルデータが書込まれるＲＡＭ
　、１　２はマイコン、１３は増幅回路、１４はＡＤ変
換器、１５および１６はレジスタである。

また電源調整装置２側の制御部５内の１７はＲＯＭ１１
８はＲＡＭ　、１　９はマイコン、２０はレジスタ、２
１は負荷制御回路である。そして電源装置１側の２２は
絶縁回路である。

さらに３０、３１はフィードバックライン、３２は電圧
制御データが書込まれるＥＥ−Ｐｌ？ＯＮである。

まず同一の製品（電源装置）を製造した場合、それぞれ
のＲＯＭＩＯおよびＲＡＭ　１　１の記憶内容は同一に
なるが、電源部品のバラツキにより出力電圧に差が出る
ため、電圧を一定にする目的では電源毎に電圧制御用デ
ータを変えなくてはならない。

そこで本実施例では、２Ｅ−ＦＲＯＭ　３　２に電源固
有の電圧制御用データを記憶させている。

本実施例では、３出力（Ｍ＋５Ｖ、Ｑ＋ｌ２Ｖ、Ｕ−１
２Ｖ　）　ノＤＣ電圧のうちＭ　＋　５Ｖを、抵抗Ｒ１
と可変抵抗ＶＲ４で分圧し、点Ａの電圧をＰＷＭ　．　
９にフィードバックしている。

ここで絶縁回路２２はフォトカブラであり、この出力が
ＰＷＭ　９の増幅器１３に入り、ＡＤ変換器１４でＡＤ
変換され、デジタル電圧値が８ビットレジスタ１５にセ
ットされて、これをマイコン１２が読取る。

そして電圧が低めか高めかにより、次のスイッチングト
ランジスタ７のオンパルス幅が決定される。

例えば今、第２図で＋５ｖがＩＯＡ〜３０Ａ１電圧値が
５．１Ｖ　〜４．９Ｖであり、ａＳｂ，ｃを通る直線的
な特性を示すとする。

ここでマイコン１２はＩＯＡ　，　５．ＩＶ，第２図ａ
点では第３図ａのバルスオン幅５０でスイッチングする
ようになっている。このパルスオン幅５０（“１１レベ
ルのオン幅）は、スイッチングトランジスタ７がオンす
る時間を意味している。

すなわちマイコン１２はレジスタ１６のビット７　ＬＳ
Ｂに前記パルスオン幅５０の間だけ“０“データを書く
と、これがドライバ８で反転し、“１゜レベルがスイッ
チングトランジスタ７のベースに入れられてオンする。

第２図のｂ点では２０Ａが流れるので、一次側のトラン
ス６への供給エネルギを大きくする必要があり、第３図
のｂのオン幅は５１となり、オン幅５０より長くなる。

同様に３ＯＡ流すと第３図Ｃのオン幅５２のようにさら
に長くなる。

以上のＩＯＡ〜３０Ａに対して、オン幅は５０〜５２で
示したようにリニアに変化し（１０．ＬＡ　，　１０．
５Ａ等の電流値でも、それに対応したオン幅が５０〜５
２の範囲でリニアに変化する）、電圧が安定化制御され
る。

例えば、ある電源電圧の設定をする場合、第３図のａの
５０、ｂの５１、Ｃの５２というオン幅で動作させた時
、第２図のｄ　−　ｅ　−　ｆという特性になったとす
る。

コノ時、電圧は５．０　〜４．８Ｖとなり、規格（＋４
．１１５Ｖ〜＋５．ｌ５Ｖ　）から外れるので、第１図
の可変抵抗ＶＲ４を廻して抵抗値を低くする。すると点
Ｓの電圧が下がり、絶縁回路２２、増幅回路ｌ３、ＡＤ
変換Ｓ１４を通ってレジスタ１５のデジタル電圧値デー
タが小さくなり、マイコン１２はオンパルス幅の計算時
に見掛け上、Ｍ点＋５ｖの電圧が下がったことになり、
オンパルス幅を長くするよう制御する。

すなわち、２０Ａでｅ点であったものが、可変抵抗ＶＲ
４の抵抗値を次第に小さくし、電圧がｅよりｂに近づき
、ｂ　−　５．ＯＶになるまで可変抵抗ＶＲ４を廻し続
けてストップする。

この時、マイコン１２は第３図ｂのスイッチング波形か
らｅのスイッチング波形に制御が変わり、ｂ点の電圧が
高くセットされる。

今、ｄ−ｅ−ｆ特性のものはｅがｂに移ると、ほぼａ　
−　ｂ　−　ｃの特性になり、ＩＯＡ　〜ＢＯＡで５．
１Ｖ〜４．９■と規格内に入り、電圧設定されることに
なる。第３図のｄ−ｅ−ｆはそれぞれａ　−　ｂ　−　
ｃよリオン幅が長くなっている。これはレジスタｌ６、
やスイッチングトランジスタ７等の部品のバラッキ、ト
ランス６のバラッキ、ダイオードＤＩ＋、Ｄ１２、コイ
ルＬ　＋　、コンデンサＣ１のバラッキ等で、見かけ上
はオン幅を長くしてエネルギを一次側より二次側に多く
供給しなければならないことになる。

また抵抗Ｒｌ、絶縁回路２２、増幅回路１３、ＡＤ変換
器１４のバラツキも大きく特性を変化させている。

すなわち、たとえばＭ点が２ＯＡで＋５■であっても、
抵抗Ｒ１絶縁回路２２、増幅回路１３、八〇変換器１４
等の部品のバラツキでレジスタ１５が＋５ｖの値でなく
なり、マイコン１２は制御をレジスタ１５の値により行
うので、値が小さいと見掛け上、Ｍ点の電圧が下がった
と判断し、その逆だと上がったと判断し、オンパルス幅
も前者は長く、後者は短くする。

ある電源における特性がｄ−ｅ−ｆ特性を示すのは、前
述の全ての部品のバラッキの総合的な結果としての特性
であり、可変抵抗ＶＲ４はこのバラツキを吸収する。

可変抵抗ＶＲ４の設定終了後、第１図の電源調整装置２
は電流値をｌＯＡから３ＯＡに、例えばＩＡステップ毎
に変化させ、その時の各電圧値を測定して電圧が１０Ａ
時５．ｌＯＶ　，　２ＯＡ時５．００Ｖ　，　３０Ａ時
４，９ｏＶであることを確認することができる。もし電
圧値が規格に対して片寄っている場合には、たとえばＩ
ＯＡ時＋５．１５Ｖ　、２０Ａ時＋５．ＯＯＶ　，　３
０Ａ時＋４。

９５Ｖの特性で高めであれば、規格に入っていたとして
も、可変抵抗ＶＲ４の抵抗値を少し大きくし、２０Ａ時
＋４．９５Ｖにセットし、特性を規格の中心に持って来
ることができる。

また電源調整装置２はマイコン１９のプログラムにより
ＣＲＴに付いているキーボードの指定により、そして第
１図には示していないが、マイコン１２のバスに接続さ
れたフロッピーディスクまたはハードディスクによって
プログラムを実行することにより、自由にマイコン１２
が負荷制御２１をコントロールし、可変抵抗ＶＲ＋　ｓ
　ＶＲ２　、ＶＲ３を可変し、電流制御と電圧値とを読
むことができる。

＋　５ＶＭ点の＋５■出力電圧は、電圧計４を介してマ
イコン１９に読まれて、ＣＲＴに表示されるので、電圧
設定時は調整者がＣＲＴを見ながら、可変抵抗ｖ！？４
を廻し＋５．００Ｖに設定することができる。ここでは
最初、可変抵抗ＶＲ４は中点に設定されるものとする。

当然、バラツキにより電圧が高めの時は、可変抵抗ＶＲ
４を抵抗値が大きくなるように廻すことにより、Ｍ点の
電圧を下げ、＋　５．ＯＯＶに合わせる。

この時は、第２図のａ　−　ｂ　−　ｃより上の特性で
、ｄ−ｅ−ｆ特性の逆となり、第３図ａ，ｂ，ｃのオン
幅５０、５１、５２より狭いオン幅となる。

特性が第２図ｄ−ｅ’〜ｆ′のものについては、可変抵
抗ＶＲ４によりｄをａに、ｅ′をｅに、ｆ′をｆ″にと
いうように、全体的に出力電圧を上げテモ５．１Ｖ　〜
４．７Ｖとなり、規格４．８５Ｖ　〜５．ｌ５Ｖ　（７
）ときは規格を満足せず、不良品として扱われた。従来
ではこのような場合、特性が規格内に入るまで、種々の
部品を交換することになった。

一方、本実施例の電源装置では、第１図のＲＯＭ１０に
、標準タイプのスイッチング波形制御データが入ってい
る。

したがって電源装置１が動作すると、第３図ａ１ｂ，ｃ
のスイッチング波形で電圧制御するので、第１図の制御
部５テ＋５Ｖ，　＋１２Ｖおよび−Ｌ２Ｖ　（７）３出
力の負荷電流を規格通りに種々の組み合わせで変化させ
る。その時の電圧値を読み、＋５Ｖ、電流計３の値は２
ＯＡ，，：（７）時の電圧１６Ｖハ＋４．９Ｖとする。

期待値は＋５．ＯＯＶであるため、制御部５のマイコン
１９は電圧が０．ｌＶだけ低いことを知る。

すると制御部５およびマイコン１９はこの０．ｌＶ分だ
け電圧を上昇させ、＋　５．００ＶとするためのＰｖＭ
９のレジスタ１５のデータ値に、どれだけオフセット（
＋αだけデジタルデータから引く）すればよいかを算出
する。

この＋α値は予め本電源の特性を調査して判明している
ので（　＋５．００Ｖと実際の電圧値との差と、それに
対応するそれぞれのα値がテーブルになっている）、そ
のテーブルよりα値が分る。マイコン１９は通信レジス
タ２０のビット１を′１″にする。

そして、その出力はライン３０を通ってＰＶＭ　９のレ
ジスタ１６のビット６に入力され、マイコン１２により
検出され、この時点でマイコン１２はレジスタ１６のビ
ット５を“０″より“１”にして応答する。

レジスタ１６のビット５の出力はライン３１を通り、通
信レジスタ２０のとット０を“１゜にし、マイコン１９
は応答があったことを認識し、このα値（８ビットバイ
ナリーデータ）を通信レジスタ２０のビット１に書くこ
とにより、８ビットのシリアルデータ転送を行う。マイ
コン１２はレジスタ１６のビット６よりシリアル８ビッ
トデータを受け取って、ＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２に書く
。またライン３０を通してデータを受信済であるフラグ
も立てる（ＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２の特定番地に書く）
。

この後、ＰＷＭ　９はマイコン１２が＋５ｖ出力塔圧制
御時、ＥＥ−ＰＲＯＷ　３　２の特定番地を読み、フラ
グが立っている時は＋α値を読み、電圧制御のためＭ点
のデジタルデータのレジスタ１５の電圧値を読み、どれ
だけのオンパルス幅とするかを決める時、レジスタ１５
にαだけオフセットをがける。

たとえば＋２ＯＡ　，　＋４．９Ｖである場合１こは、
この時のレジスタ１５のデジタル値よりαを引き、より
低い電圧（約０．ｌＶ低い電圧）として、オンパルス幅
を大きくするようになる。第１３図で言えばｂのオン幅
５１をｅのオン幅５４とする。

この時、第２図ｅからｂに電圧が上がり、＋５．ＯＯｖ
となることが確認されれば、たとえばＩＯＡとしたとき
、Ｍ点の電圧が何Ｖになるがをチェックする。電源調整
装置２は可変抵抗ＶＲ＋を変化させてＩＯＡを流すよう
にして電圧計４を読む。ここでは＋５．ｌＯＶだとよい
。

そしてＩＯＡ　＋ＩＡ，　１０＾＋２＾、・・・のごと
＜　ＩＡずつ増やし、その時の特性が第２図ａ−ｂ−ｃ
の特性となっていることを確認する。もし、前述のごと
く規格内に入っていても、電圧が＋４．８５〜＋５．ｌ
５Ｖのどちらかに片寄っていれば、再度片寄りの電圧差
を計算して＋α値を修正し、第１図のライン３０、ライ
ン３１を使用して再データ転送し、ＥＥ−ＰＲＯＭＢ　
２を再書き込みしても良い。なお電圧が標準より高めの
時はαはマイナスとなることは言うまでもない。

以上より、第３図のａ，ｂ．．ｃのオンパルス幅は５０
、５１、５２であり（それぞれＩＯＡ　，　２０Ａ　，
３０Ａ電流を流した時）、この時ｄ−ｅ−ｆ（第２図）
特性を示していたので、第３図のｄ　（ＩＯＡ時）ｅ　
（２０Ａ時）　、ｆ　（３０Ａ時）に対応したオンパル
ス幅５３、５４、５５となったので、出力電圧が第２図
のａ，ｂ，ｃになったことになる。

すなわちスイッチング波形のオン幅が長くなり、一次側
から二次側にトランス６を通してエネルギが増え、０．
１ｖづつ出力電圧が上がったことになる。

以上、ＩＯＡ〜３０Ａを通して常に＋αを引いてオフセ
ットする制御方法を述べたが、実際はオンパルス幅の決
定は、電流値（１０Ａ〜３０Ａ）に必ずしも比例してい
ないので、電流値それぞれに対するオフセット値を微妙
に変えて制御することになる。

このαのオフセット制御方法および通信の方法はあくま
でも一例であり、他にも種々の方法があるが、ここでは
省略する。規格＋４．８５Ｖ〜＋　５．ｌ５Ｖに入れば
合格品である。

ところで第２図の特性がｄｚｅ’〜ｆ′の場合、規格内
に収めるためには、第３図においてｄＳｅ，ｆ特性の時
、スイッチングパルスのオン幅をＩＯＡ　，２０Ａ　，
　３０Ａのそれぞれにおいて、５３、５４、５５とする
ことにより、それぞれ５０．５１、５２よりオン幅を長
＜シ、トランス６への供給エネルギを大にして出力電圧
を第２図ａ　−　ｂ　−　ｃの特性にすることができた
が、ｄ−ｅ’　〜ｆ′はｄ　−　ｅ〜ｆより電流が多い
場合は出力電圧がより下がりぎみである故、２０Ａ　，
　３０Ａでは、第３図ｅ’　　　ｆのオン幅とし、５４
、５５より長いオン幅とすれば出力電圧特性は第２図ａ
　％　ｂ　−　ｃとなる。

こうすることにより従来では規格外品であったものが、
負荷電流、電圧特性を変えることにより規格内品にする
ことができる。

続いて５ｖの負荷電流を電圧に変換しフィードバックす
る方法について説明する。

第４図は本発明の他の実施例を示す図であり、第１図と
共通する部分には共通する符号が付してある。負荷電流
値の検出のための抵抗Ｒ２により電流を電圧に変換し、
ＰＶＭ　９にフィードバックしている。

すなわち動作は第４図で（第４図の右側部６、７、８、
・・・１３は、第１図の電源調整装置２が接続されてい
るものとする）＋５ｖの出力電圧に対して、電源調整装
置２側の制御により、前記と同様にＩＯＡ時の電圧値を
マイコン１９が知り、＋５Ｖより高いか低いかをチェッ
クする。

今、第３図の標準スイッチング波形ａ，ｂ，ｃで制御さ
れるとする。ａ波形時、５，０■、Ｒ２−０．ｌΩとす
るとＩＯＡ流れるので、絶縁回路２２の入力は１■とな
り、増幅回路１３、ＡＤ変換器１４を通してレジスタ１
５のデジタルデータＮがたとえばＮ−５０とすると、マ
イコン１９はこの時、ライン３０〜ライン３１のやりと
りで電圧を高くする指示をする。

この時、ａのディジタルデータ５０が２０μｓだとする
と、この高くする指示１回で１μｓずつマイコン１２が
オン幅を増やすとすると、５μｓ増えた２５μｓ時、電
圧値が−ｓ．ｉｏｖになるので、ここで指示をストップ
する。

マイコン１２はＮ−５０のとき、オン幅は２５μｓと認
識し、Ｎ−５０とスイッチングパルスのオン幅のオフセ
ット値５．０μｓをＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２のテーブル
に書く。次にマイコン１９がＬＩＡ　　（　Ｎ　−　５
５）にして、同様に＋５．０９Ｖになるまで電圧を高く
するか、低くするか指示する。１１人　（　Ｎ　−　５
５）．　＋　５．Ｑ９■になると、その時のオン幅オフ
セット値５．０μｓを同様にＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２の
テーブルに書く。

第５図は電圧制御用テーブルの内容を示す図である。

まず出力電圧と負荷電流の両方を検知（■、■）して制
御する場合と、そのどちらかを検知して制御する場合と
があるが、この場合は■、■のどちらかがあれば良い。

■と■の値には相関があり、互いに同一であることを示
す。■と■は■または■に対するオフセット値を示す。

■はｄ−ｅ−ｆ特性のとき、■はｄ−ｅ’−ｆ’特性を
ａ−ｂ−Ｃ特性にするだめのオフセット値である。■は
通常はＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２の中にはなく、第１図の
ＲＯＭ　１０に記憶されている。オフセットの方法は■
、■のデジタル値に対してオフセットする方法と、■、
■のごとく直接スイッチングオン幅に対して標準のスイ
ッチングオン幅■に対してオフセットする方法とがある
。

■はｄ−ｅ−ｆ特性をａ−ｂ−ｃ特性にする場合である
。■はｄ−ｅ’−ｆ’特性をａ−ｂ−ｃ特性にする場合
の制御データを示している。

同様に１２Ａ　　（Ｎ−６０）　、１３Ａ　　（Ｎ−６
５）　、・・・３０Ａ　　（　Ｎ−１５０）までのテー
ブルをＥＥ−ＰＲＯＭ　Ｂ　２に書込んで終了する。Ｂ
Ｅ−Ｐｌ？ＯＭ　３　２にテーブルができると、前と同
様に外部からの電圧調整済フラグをＥＥ−Ｐｌ？ＯＭ　
３　２に書き、実際の使用または電源調整装置２により
負荷電流がＩＯＡ〜３０＾内で変わっても、その時の電
流値を第１図のレジスタ１５より知り、その時のオン幅
のオフセット値をＥＥ−Ｐｌ？ＯＭ　３　２より知って
、スイッチングバルスオン幅十オン幅オフセット値を計
算し、定電圧（　＋　５．ＯＶ）制御ができる。

ただし■、■のケースどちらともＥＥ−ＰＩ？ＯＭ　３
　２にデータを記憶し、そのデータを使用し、定電圧制
御する。この時のスイッチング波形は、第２図ｄｓｅｓ
ｆ特性の場合は第３図ｄ，ｅ，ｆ波形となる。

たとえば、特性がｄＳｅ’　　ｆ’　の場合は、第３図
中でｄＳｅ’　　ｆ’　で表わしたスイッチング波形と
なり、このｄＳｅ’　　ｆ’制御で逆に第２図ａ１ｂ，
ｃに示した特性が得られる。

すなわち、従来のボリューム設定による電圧のオフセッ
トだけでなく、ａ−ｂ−ｃ特性と平行でないｄ−ｅ’−
ｆ’特性も、ａ−ｂ−ｃ特性とすることができる。■の
ケースでは、ある電流値１点のみ（たとえば２０Ａ）で
電圧差のパラメータをフィードバックしたので、全ての
電源がｄ−ｅ’−ｆ’特性を示すか、ｄ−ｅ−’ｆ特性
を示すか、どちらか１つのパターンしか制御できないが
、■のケースではｄ−ｅ’　−ｆ’　　ｄ−ｅ−ｆのど
ちらの特性でもａ−ｂ−ｃ特性に安定化させることがで
きる。

■のケースでも、ＩＯＡ　，　ＩＩＡ　，　１２Ａ・・
・３０Ａのごとく全ての電流値におけるスイッチングオ
ン幅（ａ−ｂ−ｃ特性とするための）を知り、ＥＥ−Ｐ
ＲＯＭ３２のテーブルに書いておけば、どの特性でもａ
ＳｂＳｃ特性が得られる。

また本実施例では、各電流値に対するオン幅を可変とす
ることができるため、負荷電流一電圧特性が第６図のａ
　−　ｂ　−　ｃ　（７　８）特性となったとしても、
同一電源で制御用データを変えることにより、第６図の
ａ　−　ｂ　−　ｃ　（７　９）特性とすることができ
る。

すなわち第２図において、ｄ−ｅ’一ｆ’特性の電源を
第３図のオン幅５３のｅ’　　　ｆ’　として、第６図
ａ−ｂ−ｃ特性を得たとして、仮に電流値が３０＾を超
えても、第３図ｆ′のオン幅は、これ以上長くしないで
おくと（もはや長くすると、スイッチングトランジスタ
７の消費電力が限界を超えて破損するか、絶縁トランス
６が破損してしまう）、特性は第６図ａ−ｂ−ｃ（７９
）となる。

また第６図の破線８０の特性のごとく、直線特性でない
特性等、制御用データを変えることにより、自由に特性
を変えることができる。

なお本実施例ではスイッチング電源について説明したが
、ドロッパ電源における二次側のＤＣ出力安定値電圧制
御部を、マイコン１２のレジスタ１５の出力を０、また
は１にすることにより微小電圧制御することが可能であ
る。′￥７図はドロツバ電源の一実施例を示す図である
。

同図において５８はトランス、５６はマイコン、３６は
ＥＥ−ＰＲＯＭ　、５　７はレジスタである。

またＴｒ２〜Ｔｒｎはトランジスタであり、レジスタ５
７の出力がこれらトランジスタのベースに入力され、レ
ジスタが″１１のときＴ『がオンし、コレクタに接続さ
れた抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、・・・に電流が流れ、トラン
ジスタ５９のベース電圧ＶＢが微小低下させるようにし
ている。

第７図において、マイコン５６が前記同様ＥＥ−ＰＲＯ
Ｍ３６のテーブルより、抵抗Ｒ７の電流（負荷電流）に
より、ＡＤ変換器３４、レジスタ３３を通し電流値がい
くらの時にレジスタ５７にデータを書くかを判断し、“
１“の部分が接続されているトランジスタＴｒ１〜ｎが
オンして、抵抗Ｒ５、Ｒ６・・・に電流が流れ、定電圧
制御が行なわれる。

第８図のハードウェア構成で絶縁回路３７、３７′によ
り、Ｒ２電圧一負荷電流と、Ｍ点＋５■出力電圧の両方
をレジスタ１５を通してデジタル値として読むことがで
きる場合で説明する。

ここでは第５図のテーブルの■、■、■、■のデータが
、Ｉ？ＯＭ　１　０の標準制御データのテーブルに書込
まれ、第５図の■、■、■、■または■、■、■、■ま
たは■、■、■、■または■、■、■、■がＥＥ−ＰＲ
ＯＭ　３　２内にあるものとする。

（実際、■は記憶アドレスに対応させれば記憶させる必
要はない。また■、■は■より計算できるので記憶して
なくてもよい）。

電源装置が製造され、初めて電源装置にＡＣ入力が供給
され、メインスイッチがオンにされたときは、電源オン
のシーケンスで出力電圧を順次立ち上げ、ほぼ＋５ｖに
なったとする。その後、ＳＴＡＲＴ６１に処理が移る。

第９図６２で抵抗Ｒ２の電圧値より負荷電流値（今ハｌ
ＯＡ）と、６３”？’Ｍ点ノ電圧１ｉｍ（今は５．ｌＶ
）を読む。６４でＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２のフラグ一〇
である故（電源調整装置２よりライン３０を通してオフ
セットデータを受けとっていないから）、６５を処理す
る。６５ではＩＯＡ時、５．ＩＶでスイッチングオンバ
ルス幅は、第５図■のＲＯＭ　１　０内の標準制御デー
タのテーブルより２０．０μｓが得られ、６６で２０．
０μｓ間スイッチングトランジスタ７をオンし、６７で
第１０図の６８、６９、７０、７１、７２を経過した後
、７３から６２へ移り、基本周波数サイクルタイムＴ＋
　　（第３図）毎に、次のバルスオンとなる処理を行な
う。

負荷電流がＩＩＡになると、第５図■のデジタル値（電
流値）−５５、■のデジタル値（電圧値）−１０８とな
ったことを第９図の６２、６３によって知る。

６４から６５に移りＩＩＡになった時、電圧値は１０９
であるべきなのに１０８となり、電圧が下がっているの
で、６５では前回の６５で２０μＳ　，　ＩＯＡだった
ことにより電流がＩＡだけ多くなったことから、電圧も
下がったことを知って２２．０μｓとする。

そして同様に６７の処理を終え、６２、６３で再度電流
値、ここでは第５図■５５であり、電圧値は少し上昇し
、第５図■ｌＯ８となっている。

同様に６５では電圧を１０９に近づけるために、第５図
■２１，０μｓだけオンさせる。そして同様に次の第９
図６２、６３で、電流値５５、電圧値１０９となると、
第５図■の２０．５μＳだけオンし、ＩＩＡ時、電圧値
ハ５．０９Ｖ−１０９となると、再度２０．５μｓだけ
オンし、そのうち電圧値が５．０８Ｖ−１０８となると
２１，０μＳだけオンし、電圧値が５．０９Ｖ　−１０
９となると、再度２０．５μｓだけオンさせる。

このようにｌＩＡ時、５．０９Ｖに安定化電圧を得る。

この時、電源調整装置２はＩＩＡの電流と、電圧値の正
確な値、すなわちここでは５．００Ｖが４．９９Ｖにな
ったことを知る。

電源装置自身は５．ｌＯＶが５．０９Ｖになったと思っ
ていても、実際は０．１■だけ低い特性となっている。

同様に１２Ａ、・・・３０＾とＬＡづつ電源調整装置２
は可変し、その時の正確な電圧値を知る。

すなわち、ｏ．ｉｖだけ全ての電流値で低《なっており
、スイッチングパルスオン幅のオフセットが５．０μｓ
に相当するとすると、電源調整装置２は第５図■のごと
く、どの負荷電流値のときも、５．０μｓのデータをつ
くり、ライン３０を通してＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２に書
く。

なおここでは５．０を第５図■のごとく、全てについて
５．０を書いたが、スイッチングパルスのオン幅オフセ
ットをＡとして、５．０だけをオフセット値としてＥＥ
−ＰｌｒＯ月３２に書いておき、ＲＯＭ３０のデータ第
５図■の標準スイッチングパルスオン幅に、どの負荷電
流の時も５．０μｓを加える方式でもよい。

第５図■のテーブルの方式では各負荷電流値に常に５．
０でなく、それぞれの負荷電流値に特性を一定にすべ＜
、４．８とか５．１を書いて微調整すれば、負荷電流に
対する電圧値を、より安定化することができる。

そして、ＥＥ−ＰＲＯＭ　３　２にオフセット値を記憶
完了したフラグを一定番地に書く。この後は第５図６４
で６８に処理が移るようになり、６８で第９図■で負荷
電流値に対応する■のオフセット値、ここでは５，０を
読み、負荷電流値２ＯＡだとすると、第５図■２５。０
μｓとオフセット値５．０を加え、３０．０μｓだけ第
９図、６６でスイッチングトランジスタ７をオンする。

すなわち６２、６３で電流値と電圧値を知り、電流値よ
り第５図の■に対応する■のスイッチングパルス幅を知
り、第９図６８で第５図■の対応するオフセット値をス
イッチングパルス幅に加える。そして電流値■に対して
■の電圧値と第９図６３で得た電圧値を比較し、電圧が
高いか低いか、またその差が大か小かにより、最終的な
スイッチングパルス幅を決定し、第９図６６でスイッチ
ングトランジスタ７をオンする。

第９図６７はスイッチング周波数の管理を行なう。この
詳細を第１０図に示す。

６８で基本スイッチング周波数の時間より、オフ時間を
セットしタイマを走らせる。６９、７０、７１と進み（
今はレジスタ２９ビット６−０故）、オフ時間が経過す
ると７３に進み、第９図６２、６３・・・と処理され、
次のスイッチングトランジスタ７のオンは６６で行われ
る。

毎回このオン時間が変化しても、第１０図６７ないし７
３で一定スイッチング周波数の管理が行われる。第１０
図６９、７０でレジスタ１６のビット６−１となったと
き、７４に処理が移る。ここでは電源調整装置２よりラ
イン３０を通してデータを受信し、７５でデータ転送終
了までデータを受信し（終了はｐめ決めてあるバイト数
受信完了時、またはデータ終了コード受信時等、定義し
ておけばよい）、７６でＥＥ−ＰＲＯＭ　Ｂ　２のある
アドレスにフラグをセットする。今後は第９図６４で６
８に進むことになる。

そして、７７で電源オンシーケンスへ入る。７４〜７６
で電源スイッチングコントロールが乱れたので、電源を
立ち上げるものとする。

ここで電源調整装置２は、負荷電流値ｌＯ＾、１１＾、
１２Ａ　，・・・に対してそれぞれの出力電圧値の補正
値、オフセット値をその都度電源装置に送り、ＥＥ−Ｐ
ＲＯＭ　３　２に書いてゆく方法、すなわち第５図■の
ＩＯＡ時の値をセットし、正しい電圧が出るまでオフセ
ット値を修正し、ＩＩＡ・・・３ロ＾と調整していく方
法と、ＩＯＡ　，　ＩＩＡ　，・・・３０Ａ各電流値の
実際の出力電圧値より各々のオフセットデータ値をつく
り、一度に電源装置１にデータを転送する方法のいずれ
でもかまわない。

また第５図のオフセット値■でなくても、■のごとく■
デジタルデータ電圧値のオフセット値で管理してもよい
。すなわち■のケースのαの値が、第５図の■のオフセ
ットＡに相当する。第５図のテーブルがなくても、いか
なる負荷電流値の時も、一定の５μｓだけスイッチング
オンバルス幅を長くする場合には、ただ“５“だけをＥ
Ｅ−ＰＲＯＭ　３　２に記憶させ、フラグを“１”にし
ておいてもよい。

また第５図のテーブルの■の代わりに■のごとく、電流
が多く流れる程、オフセット幅を大きくすると、第２図
のｄ　−　ｅ　’〜ｆ′特性を持つ電源をａ〜ｂ　−　
ｃ特性に修正することができる。

同様に■の代わりに■を使用し、同様の修正ができるこ
とは以上の説明から容易に理解することができる。ここ
では第５図■、■両方のデータを読むことができたが、
そのどちらかのみを読んで電圧安定化制御も可能である
。■のケースで電圧のみ検出し、■のケースで電流のみ
検出する場合に相当する。この場合には、電圧変化に対
する安定化制御方法が複雑になり、かつ電圧安定化応答
特性は悪くなるが、制御は可能である。

以上説明したように本実施例の電源装置では、負荷電流
一電圧特性が第２図ｄ　−　ｅ　’〜ｆ′特性で、規格
外品の電圧制御用データを作成して規格内品に特性を変
えることができる。

また第６図８０、第６図ａ＝ｂ−ｃ（７９）特性のごと
く、従来にない特性を容易に出すことができる。

なお本実施例では、第１図および第４図で電源装置１と
電源調整装置２とを別々としたが、これらは１対化して
もよい。

また電源オンパルス幅の制御用データは、第１図におい
てＲＯＭ　１　０の中、ＲＡＭ　１　１の中、ＥＥ−Ｐ
ＲＯＭ３２のいずれに記憶させても構わない。なおＲＡ
Ｍ１１の中に記憶させた場合、電源を切るとデータが消
えてしまうので、７１　Ｋオンする毎に外部から制御デ
ータをロードする必要がある。

ＥＥ−ＦＲＯＭ　Ｂ　２の中に記憶させるときは、電源
のオン・オフではデータが消えないので、半永久的に使
用することができる。なお前記制御用データは外部の記
憶手段（たとえば第１図のマイコン１２に接続されたフ
ロッピィディスクまたはハードディスク）に書かれてい
てもよい。

また外部から電圧および電流特性を調べ、外部でＲＯＭ
を作り、それをその電源にセットするようにしてもよい
（このＲＯＭは制御プログラムと定電圧制御データを含
むことになる）。

さらに第１図および第４図において、ライン３１が無く
ても、たとえばレジスタ１６のビット５、６を使用し、
マニュアルで５を０に落して電圧を微小に上げ、６を０
に落とすと微小に下げるようにマイコン１２が制御する
ようにしておき、これにより各電流値をａ−ｂ−ｃ特性
に合わせ、そのスイッチングオン幅を記憶するようにし
てもよい。

第８図では第４図にＭ点より＋５■電圧値を絶縁回路３
７に入力し、２つの絶縁回路３７より増幅回路１３に入
力する。増幅回路１３はセレクタ信号３８により、絶縁
回路３７または３７′の出力を入力選択することができ
るものとする。セレクタ信号３８はマイコン１２の命令
で選択を可能とし、増幅回路１３にセレクト機能を持つ
。マイコン１２はセレクタでどちらかを選択し、ケース
■、ケース■両方の制御で、より安定した正確な制御が
可能となる。

また第８図のように、Ｍ点の電圧（第１図）と負荷電流
の大きさによりフィードバックする方式（第４図）を併
用してもよい。

かくして本発明の電源装置によれば、部品のバラツキに
より、出力電流電圧特性が規格外になって電源製造調整
で不合格となる数が減少し、部品交換に要する手間が無
くなる。

またどの電源も最適特性に合わすことができ、調整後の
電源のバラツキも少なく、電流電圧特性もバラツキが少
なくなり、温度マージンが増大する。

さらに外部より電圧制御用データを書き変えることによ
り、自由に電流一電圧特性を変えることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の電源装置は入力電圧をスイ
ッチングするスイッチングトランジスタと、基準となる
出力電圧を示す２値データを予め記憶している基準２値
データ記憶手段と、外部から与えられる実際の出力電圧
を示す２値データと前記基準２値データとを比較しつつ
前記スイッチングトランジスタの動作を制御するスイッ
チング制御手段とを備えてなるので、規格が厳しい場合
でもそれに適合させることが容易であり、負荷電流と電
圧特性との関係も自由に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図のＭ点の電圧および電流の特性を示す図、第３図は第
１図におけるスイッチング波形の一例を示す図、第４図
は本発明の他の実施例を示す回路図、第５図は第１図に
おけるＥＥ−ＰＲＯＭに記憶されているテーブルの内容
を説明する図、第６図は第１図における負荷電流と電圧
との関係を示す図、第７図および第８図は本発明の他の
実施例を示す回路図、第９図および第１０図は本発明の
一実施例における処理の流れを示す図、第１１図は従来
の電源装置および電源調整装置の構成の一例を示す図、
第１２図は第１１図をより詳細に示す図、第１３図は第
１２図のＭ点の電圧および電流の特性を示す図、第１４
図は第１２図におけるスイッチング波形の一例を示す図
である。 １・・・電源装置、２・・・電源調整装置、３・・・電
流計、４・・・電圧計、５・・・制御部、６・・・トラ
ンス、７・・・スイッチングトランジスタ、８・・・ド
ライバ、９・・・ＰＷＭ，１０、１７・・・ＲＯＭ，ｌ
’ｌ、１８・・・ＲＡＭ，１２、１９・・・マイコン、
１３・・・増幅回路、１４・・・ＡＤ変換器、１５、１
６、２０・・・レジスタ、２１・・・負荷制御回路、２
２・・・絶縁回路、３０、３１・・・フィードバックラ
イン、３２・・・ＥＥ−ＰＲＯＭ。 出願人　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　須　山　佐　一 第２図 第 図 １＠源侠鴬 第４図 ρま 第６図 電源長置 第 ８図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力電圧をスイッチングするスイッチングトラン
   ジスタと、基準となる出力電圧を示す２値データを予め
   記憶している基準２値データ記憶手段と、外部から与え
   られる実際の出力電圧を示す２値データと前記基準２値
   データとを比較しつつ前記スイッチングトランジスタの
   動作を制御するスイッチング制御手段とを備えてなるこ
   とを特徴とするスイッチング電源装置。