JPH08280169A - System for controlling switching power unit - Google Patents
System for controlling switching power unitInfo
- Publication number
- JPH08280169A JPH08280169A JP10464695A JP10464695A JPH08280169A JP H08280169 A JPH08280169 A JP H08280169A JP 10464695 A JP10464695 A JP 10464695A JP 10464695 A JP10464695 A JP 10464695A JP H08280169 A JPH08280169 A JP H08280169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- switching power
- circuit
- power supply
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、所定の直流電圧または
交流電圧を所望の直流電圧に変換するスイッチング電源
装置の制御方式に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for a switching power supply device which converts a predetermined DC voltage or AC voltage into a desired DC voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、従来のスイッチング電源装置の
周波数制御方式の実施例を示すブロック回路図であり、
１は電圧検出回路、２は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、３
はカウンタ、４は微分演算手段、５は積分演算手段、６
は加算器、７は減算器、８は比較器、９はフリップフロ
ップ（Ｆ／Ｆ）、１６はＮＯＴ回路、ｅ0 は出力電圧の
検出信号、Ｑ1 ，Ｑ2 は主スイッチの駆動信号である。
なお、スイッチング電源装置のスイッチング素子等によ
る主スイッチは図示していない。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block circuit diagram showing an embodiment of a frequency control system of a conventional switching power supply device.
1 is a voltage detection circuit, 2 is a voltage controlled oscillator (VCO), 3
Is a counter, 4 is differential calculation means, 5 is integral calculation means, 6
Is an adder, 7 is a subtractor, 8 is a comparator, 9 is a flip-flop (F / F), 16 is a NOT circuit, e 0 is an output voltage detection signal, and Q 1 and Q 2 are drive signals of the main switch. is there.
The main switch including the switching elements of the switching power supply device is not shown.
【０００３】次に図６のブロック回路図の動作を説明す
る。図６において、スイッチング電源装置の出力電圧
は、出力電圧の検出信号であるｅ0 として電圧検出回路
１で検出され、電圧制御発振器２にて周波数パルスに変
換される。この周波数パルスは、所定のサンプリング時
間の間にカウンタ３でカウントされ電圧制御量が検出さ
れる。さらに、この電圧制御量は微分演算手段４におい
て微分演算，積分演算手段５において積分演算され、そ
れぞれの結果を加算器６で加算し、この加算結果を出力
電圧の基準値ＮR から減算器７にて減算し、スイッチン
グのオフ時間操作量ＮRMを演算する。このオフ時間操作
量ＮRMは、比較器８で次の周期に電圧制御発振器２のパ
ルス数と比較され、ボロー信号が発生するとＮＯＴ回路
１６を介してフリップフロップ９をセットし、図示され
ていないスイッチング電源装置の２つの主スイッチが互
いに１８０度の位相差でターンオンする駆動信号Ｑ1 ，
Ｑ2 を生成する。図７は、図６の実施例の制御動作領域
を示すグラフである。図７において、ｆは動作周波数す
なわち２つの主スイッチのスイッチング周波数、ＴONは
２つの主スイッチのオン時間幅、Ｐはスイッチング電源
装置の出力電力である。Next, the operation of the block circuit diagram of FIG. 6 will be described. In FIG. 6, the output voltage of the switching power supply device is detected by the voltage detection circuit 1 as e 0 which is a detection signal of the output voltage, and converted into frequency pulses by the voltage controlled oscillator 2. The frequency pulse is counted by the counter 3 during a predetermined sampling time, and the voltage control amount is detected. Further, this voltage control amount is subjected to a differential operation in the differential operation means 4 and an integral operation in the integral operation means 5, and the respective results are added by the adder 6, and the addition result is subtracted from the reference value N R of the output voltage by the subtracter 7 Is subtracted to calculate the switching off-time manipulated variable N RM . This off-time manipulated variable N RM is compared with the number of pulses of the voltage controlled oscillator 2 in the next cycle by the comparator 8, and when the borrow signal is generated, the flip-flop 9 is set via the NOT circuit 16 and is not shown. A drive signal Q 1 for turning on two main switches of the switching power supply device with a phase difference of 180 degrees from each other,
Generate Q 2 . FIG. 7 is a graph showing the control operation area of the embodiment of FIG. In FIG. 7, f is the operating frequency, that is, the switching frequency of the two main switches, T ON is the on-time width of the two main switches, and P is the output power of the switching power supply device.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の、スイッチング
のオン幅固定で動作周波数を制御して出力を安定する周
波数制御（ＰＦＭ制御）では、図７に示すように負荷が
減少した場合、垂下した場合あるいは入力電圧が増加し
た場合にスイッチング周波数が可聴周波数領域まで低下
することがあり、可聴周波数領域に達すると当該電源装
置から耳障りな音が生じるという問題や、無負荷の状態
では間欠発振となり制御不安定現象が現れるなど、実用
上問題がある。本発明はかかる欠点を解決するため、前
述した如く負荷が減少した場合、垂下した場合などに
は、スイッチング電源装置の転流回路の補助スイッチを
駆動し、周波数制御から周波数固定のオン時間制御（Ｐ
ＷＭ制御）に自動的に切り換わるようにし、また負荷が
増加するなどして正常状態に復旧した場合には、周波数
固定のオン時間制御から周波数制御に切り換わるように
したものである。In the conventional frequency control (PFM control) for stabilizing the output by controlling the operating frequency by fixing the ON width of switching, as shown in FIG. 7, when the load is reduced, it droops. In this case, or when the input voltage increases, the switching frequency may fall to the audible frequency range, and when it reaches the audible frequency range, the power supply unit produces annoying sound, and intermittent oscillation occurs when no load is applied. There are practical problems such as the appearance of instability. In order to solve such a drawback, the present invention drives the auxiliary switch of the commutation circuit of the switching power supply device when the load decreases or droops as described above, and the frequency control causes the fixed time ON time control ( P
WM control), and when the load is increased to restore the normal state, the frequency-fixed on-time control is switched to the frequency control.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によるスイッチン
グ電源装置の制御方式は、所定の直流電圧または交流電
圧を所望の直流電圧に変換するスイッチング電源装置の
出力電圧および出力電流を周波数パルスに変換する周波
数パルス変換手段と、該周波数パルスを所定のサンプリ
ング時間内にカウントする手段と、該カウントされた制
御量から前記スイッチング電源装置の主スイッチのスイ
ッチングパルスのオフ時間操作量を演算する演算回路
と、該演算回路によって演算されたオフ時間操作量から
オフ時間を発生させるオフ時間発生手段とを備え、前記
制御量から主スイッチのスイッチングパルスのオフ時間
を制御するようにしたスイッチング電源装置の制御方式
において、前記主スイッチのオフ時間操作量の最大値を
設定する手段と、前記制御量から演算されたオフ時間操
作量がその最大値に達した時に、前記スイッチング電源
装置の転流回路に設けられたオン時間制御を行う補助ス
イッチを駆動する手段を備えたものである。A control system for a switching power supply according to the present invention converts an output voltage and an output current of a switching power supply for converting a predetermined DC voltage or an AC voltage into a desired DC voltage into frequency pulses. Frequency pulse converting means, means for counting the frequency pulses within a predetermined sampling time, and an arithmetic circuit for calculating the off time manipulated variable of the switching pulse of the main switch of the switching power supply device from the counted controlled variable, A control method of a switching power supply device, comprising: an off-time generating unit that generates an off-time from an off-time operation amount calculated by the arithmetic circuit, and controlling the off-time of a switching pulse of a main switch from the control amount. , Means for setting the maximum value of the off time operation amount of the main switch, and When off-time operation amount calculated by the control amount reaches its maximum value, but provided with means for driving an auxiliary switch for the on-time control provided commutation circuit of the switching power supply device.
【０００６】[0006]
【実施例】図１は、本発明のスイッチング電源装置の制
御方式の実施例であり、図６のブロック回路図と同一部
分は同一符号で示し、その説明を省略する。図１におい
て１２，１３は減算器、１４は比較器、１０はフリップ
フロップ（Ｆ／Ｆ）、１１はセレクタ、１５はＮＯＴ回
路、１７はＡＮＤ回路、Ｑ3 ，Ｑ4 は補助スイッチの駆
動信号である。図２は、本発明のスイッチング電源装置
の制御方式が適用されるスイッチング電源装置の一例を
示すブロック回路図であり、２０は直流電圧源、２１，
２２は共振用コンデンサ、２３は共振用チョーク、２
４，２５，３３，３４，３９はダイオード、２６，２
７，２８はチョーク、２９，３０は補助スイッチ、３
１，３２は主スイッチ、３５，３６，３７はコンデン
サ、４０はトランス、４１は負荷である。このスイッチ
ング電源装置の基本的構成は、ハーフブリッヂ型の電源
装置であり、主スイッチ３１と３２とは１８０度の位相
差で交互にターンオンすることにより、トランス４０を
介して負荷４１に電力を供給するものである。1 is an embodiment of a control system for a switching power supply device according to the present invention, in which the same parts as those in the block circuit diagram of FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 1, 12 and 13 are subtractors, 14 is a comparator, 10 is a flip-flop (F / F), 11 is a selector, 15 is a NOT circuit, 17 is an AND circuit, and Q 3 and Q 4 are drive signals for auxiliary switches. Is. FIG. 2 is a block circuit diagram showing an example of a switching power supply device to which the control system of the switching power supply device according to the present invention is applied.
22 is a resonance capacitor, 23 is a resonance choke, 2
4, 25, 33, 34, 39 are diodes, 26, 2
7 and 28 are chokes, 29 and 30 are auxiliary switches, 3
Reference numerals 1 and 32 are main switches, 35, 36 and 37 are capacitors, 40 is a transformer, and 41 is a load. The basic configuration of this switching power supply device is a half-bridge type power supply device, and the main switches 31 and 32 are alternately turned on with a phase difference of 180 degrees to supply power to a load 41 via a transformer 40. To do.
【０００７】また、低雑音、高効率を実現するため電流
共振の回路が盛り込まれている。即ち、主スイッチ３１
がターンオンした時には、共振用チョーク２３と共振用
コンデンサ２２により電流共振回路が形成され、トラン
ス４０に流れる電流は正弦波状となる。同様に、主スイ
ッチ３２がターンオンした時には、共振用チョーク２３
と共振用コンデンサ２１により電流共振回路が形成さ
れ、トランス４０に流れる電流は正弦波状となる。この
トランス４０の電流共振期間は、共振用チョーク２３と
共振用コンデンサ２２もしくは共振用コンデンサ２１の
定数により一定となるため、動作周波数を変化させて出
力を安定化する周波数制御となる。A circuit for current resonance is incorporated to realize low noise and high efficiency. That is, the main switch 31
When is turned on, the resonance choke 23 and the resonance capacitor 22 form a current resonance circuit, and the current flowing through the transformer 40 has a sine wave shape. Similarly, when the main switch 32 is turned on, the resonance choke 23
A current resonance circuit is formed by the resonance capacitor 21 and the current flowing through the transformer 40 has a sine wave shape. Since the current resonance period of the transformer 40 is constant due to the constants of the resonance choke 23 and the resonance capacitor 22 or the resonance capacitor 21, the frequency control is performed in which the operating frequency is changed to stabilize the output.
【０００８】本発明の制御方式を適用する軽負荷時、即
ち、動作周波数が低下して可聴周波数帯域に入ろうとす
る時には、主スイッチ３１がターンオンしている場合は
補助スイッチ２９をターンオンし、同様に、主スイッチ
３２がターンオンしている場合は補助スイッチ３０をタ
ーンオンして、トランス４０を介さない期間を作ること
により動作周波数の低下を抑制するようにしている。ま
た、チョーク２６は主スイッチ３２がターンオンした時
に、このチョーク２６および補助スイッチ２９のコレク
タ−エミッタ間容量、さらにチョーク２７を介して流れ
る振動的な電流を制限するためのものであり、同様に、
チョーク２８は主スイッチ３１がターンオンした時に、
このチョーク２８および補助スイッチ３０のコレクタ−
エミッタ間容量、さらにチョーク２７を介して流れる振
動的な電流を制限するためのものである。At the time of a light load to which the control system of the present invention is applied, that is, when the operating frequency is lowered to enter the audible frequency band, if the main switch 31 is turned on, the auxiliary switch 29 is turned on. In addition, when the main switch 32 is turned on, the auxiliary switch 30 is turned on to create a period in which the transformer 40 is not provided, thereby suppressing a decrease in operating frequency. Further, the choke 26 is for limiting the collector-emitter capacitance of the choke 26 and the auxiliary switch 29, and the oscillatory current flowing through the choke 27 when the main switch 32 is turned on.
When the main switch 31 turns on, the choke 28
The collector of the choke 28 and the auxiliary switch 30
It is for limiting the capacitance between the emitters and the oscillatory current flowing through the choke 27.
【０００９】次に図１のブロック回路図の動作を、図２
のスイッチング電源装置のブロック回路図と、図３，図
４のタイムチャートにもとづき説明する。図１におい
て、スイッチング電源装置の出力電圧は、出力電圧の検
出信号であるｅ0 として電圧検出回路１で検出され、電
圧制御発振器２にて周波数パルスに変換される。この周
波数パルスは、所定のサンプリング時間の間にカウンタ
３でカウントされ電圧制御量が検出される。Next, the operation of the block circuit diagram of FIG.
The switching power supply device will be described with reference to the block circuit diagram and the time charts of FIGS. In FIG. 1, the output voltage of the switching power supply device is detected by the voltage detection circuit 1 as e 0 , which is a detection signal of the output voltage, and converted into frequency pulses by the voltage controlled oscillator 2. The frequency pulse is counted by the counter 3 during a predetermined sampling time, and the voltage control amount is detected.
【００１０】さらに、この電圧制御量は微分演算手段４
において微分演算，積分演算手段５において積分演算さ
れ、それぞれの結果を加算器６で加算し、この加算結果
を出力電圧の基準値ＮR より減算器７にて減算し、スイ
ッチングのオフ時間操作量ＮRMを演算する。このオフ時
間操作量ＮRMは、オフ時間操作量の最大値ＮRM * より小
さい場合は、セレクタ１１よりそのまま出力され、比較
器８で次の周期に電圧制御発振器２のパルス数と比較さ
れ、ボロー信号ａ1 が発生するとＮＯＴ回路１６を介し
た信号ａ2 がフリップフロップ９をセットし、図２のス
イッチング電源装置の周波数制御時の主スイッチ３１，
３２の互いに１８０度位相のずれたオン時間ＴON * の駆
動信号Ｑ1 ，Ｑ2 を生成する。Further, this voltage control amount is calculated by the differential calculating means 4
In the differential calculation and the integral calculation means 5, the respective addition results are added by the adder 6, and the addition result is subtracted by the subtracter 7 from the reference value N R of the output voltage, and the switching off-time manipulated variable. Calculate N RM . The off-time operation amount N RM, when the off-time operation of the maximum value N RM * smaller than, as it is output from the selector 11, and compared the number of pulses of the voltage controlled oscillator 2 to the next cycle and in the comparator 8, When the borrow signal a 1 is generated, the signal a 2 via the NOT circuit 16 sets the flip-flop 9, and the main switch 31 during frequency control of the switching power supply device of FIG.
32 drive signals Q 1 and Q 2 having ON times T ON * that are 180 degrees out of phase with each other are generated.
【００１１】次に、前述した主スイッチ３１，３２のオ
フ時間操作量ＮRMが、設定されたその最大値ＮRM * と同
等以上になる場合は、セレクタ１１よりその最大値ＮRM
* が出力され、比較器８で次の周期に電圧制御発振器２
のパルス数と比較され、その最大値ＮRM * に対応するボ
ロー信号ａ1 が発生する。また、減算器１２において
は、オフ時間操作量（ＮRM−ＮRM * ）の演算を行い、さ
らに減算器１３において｛ＮR * −（ＮRM−
ＮRM * ）｝、即ち、補助スイッチ２９，３０のオフ時間
操作量の演算が行われる。比較器１４では次の周期に電
圧制御発振器２のパルス数と比較されボロー信号ｂ1 を
発生する。ここで、周波数制御から周波数固定のオン時
間制御（ＰＷＭ制御）に遷移する点において、主スイッ
チ３１，３２がオンしている間の補助スイッチ２９，３
０のオフ時間の最大値を決定する操作量のＮR * は、出
力電圧が安定化されている時の電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）の発振周波数をｆ* とすると、ＮR * ＝ｆ* ＴON *
で与えられる。そして、比較器１４から出力されるパル
ス信号ｂ1 のＮＯＴ回路１５を介した出力信号ｂ2 と、
ボロー信号ａ1 のＮＯＴ回路１６を介した出力信号ａ2
をＡＮＤ回路１７に入力され、その出力信号ｂ3 が、フ
リップフロップ１０をセットし、図２のスイッチング電
源装置の転流回路に設けられた補助スイッチ２９，３０
を駆動する信号Ｑ3 ，Ｑ4 が作られる。[0011] Next, the off-time operation amount N RM of the main switch 31 described above is set the maximum value N RM * and may become equal or higher, the maximum value N RM from the selector 11
* Is output, and the comparator 8 outputs the voltage controlled oscillator 2 in the next cycle.
Compared to the maximum number N RM *, and a borrow signal a 1 corresponding to the maximum value N RM * is generated. Further, the subtractor 12 performs a calculation of the off-time operation amount (N RM -N RM *), further subtractor in 13 {N R * - (N RM -
N RM * )}, that is, the off-time manipulated variable of the auxiliary switches 29 and 30 is calculated. The comparator 14 compares the number of pulses of the voltage controlled oscillator 2 with the next cycle to generate a borrow signal b 1 . Here, at the point of transition from frequency control to fixed-time on-time control (PWM control), auxiliary switches 29 and 3 while main switches 31 and 32 are on.
The manipulated variable N R * that determines the maximum off-time of 0 is the voltage controlled oscillator (VC) when the output voltage is regulated.
O) oscillation frequency is f * , N R * = f * T ON *
Given in. Then, the output signal b 2 of the pulse signal b 1 output from the comparator 14 via the NOT circuit 15 and
Output signal a 2 of borrow signal a 1 through NOT circuit 16
Is input to the AND circuit 17, and its output signal b 3 sets the flip-flop 10, and auxiliary switches 29 and 30 provided in the commutation circuit of the switching power supply device of FIG.
Signals Q 3 and Q 4 are generated to drive the.
【００１２】図３および図４は、本発明のスイッチング
電源装置の制御方式の場合のタイムチャートであり、タ
イムチャートに示されている各波形は、図１の比較器
８，１４のボロー信号ａ1 ，ｂ1 と、そのボロー信号の
ＮＯＴ回路１５，１６を介した出力信号ａ2 ，ｂ2 にそ
れぞれ対応している。図３は、ＮRMとＮRM * の条件が、FIGS. 3 and 4 are time charts in the case of the control system of the switching power supply device of the present invention. Each waveform shown in the time chart shows the borrow signal a of the comparators 8 and 14 in FIG. 1 and b 1 and output signals a 2 and b 2 of the borrow signals through the NOT circuits 15 and 16 respectively. In Figure 3, the conditions of N RM and N RM * are
【数１】ＮRM≦ＮRM * の場合を示し、セレクタ１１ではＮRMがセレクトされ
る。ａ1 は比較器８のボロー信号であり、ａ2 はＮＯＴ
回路１６の出力信号、ｂ1は比較器１４のボロー信号、
ｂ2 はＮＯＴ回路１５の出力信号、ｂ3 はＡＮＤ回路１
７の出力信号である。この図３の場合は、比較器８のボ
ロー信号ａ1 に対応する出力信号ａ2 と、比較器１４の
ボロー信号ｂ1 に対応する出力信号ｂ2 とは、ＡＮＤが
とれていないためＡＮＤ回路１７にはその出力信号ｂ3
は発生されない。従って、出力信号ａ2 により動作する
フリップフロップ９の主スイッチ３１，３２の駆動信号
Ｑ1 ，Ｑ2 で、当該主スイッチ３１，３２は周波数制御
される。## EQU1 ## A case where N RM ≤N RM * is shown, and the selector 11 selects N RM . a 1 is a borrow signal of the comparator 8 and a 2 is NOT
The output signal of the circuit 16, b 1 is the borrow signal of the comparator 14,
b 2 is an output signal of the NOT circuit 15, b 3 is an AND circuit 1
7 is the output signal. In the case of FIG. 3, the output signal a 2 corresponding to the borrow signal a 1 of the comparator 8 and the output signal b 2 corresponding to the borrow signal b 1 of the comparator 14 are not ANDed, so an AND circuit is used. 17 is the output signal b 3
Is not generated. Therefore, the frequency of the main switches 31 and 32 is controlled by the drive signals Q 1 and Q 2 of the main switches 31 and 32 of the flip-flop 9 which operates by the output signal a 2 .
【００１３】図４は、ＮRMとＮRM * の条件が、In FIG. 4, the conditions of N RM and N RM * are
【数２】ＮRM＞ＮRM * の場合を示し、セレクタ１１ではＮRM * がセレクトされ
る。この図４の場合は、比較器８のボロー信号ａ1 に対
応する出力信号ａ2 と、比較器１４のボロー信号ｂ1 に
対応する出力信号ｂ2 とは、その各波形の一部において
ＡＮＤがとれているためＡＮＤ回路１７にはその出力信
号ｂ3 が発生されることになる。即ち、主スイッチ３
１，３２のオフ時間操作量ＮRMの最大値ＮRM * を設け
て、電圧検出回路１で検出される出力電圧が、その電圧
に対応する所定の周波数以下に低下しようとしたとき、
補助スイッチ２９，３０を動作させる出力信号ｂ3 を送
出し、周波数制御から制御パルスのオン時間幅制御に切
り換えるものである。## EQU2 ## A case where N RM > N RM * is shown, and N RM * is selected by the selector 11. In the case of FIG. 4, the output signal a 2 corresponding to the borrow signal a 1 of the comparator 8 and the output signal b 2 corresponding to the borrow signal b 1 of the comparator 14 are ANDed in part of their respective waveforms. Therefore, the output signal b 3 of the AND circuit 17 is generated. That is, the main switch 3
Provided the maximum off-time operation amount N RM of 1,32 N RM *, when the output voltage detected by the voltage detecting circuit 1, attempts to drop below a predetermined frequency corresponding to the voltage,
The output signal b 3 for operating the auxiliary switches 29, 30 is sent to switch from frequency control to control pulse ON time width control.
【００１４】このとき、主スイッチ３１，３２のオフ時
間操作量ＮRMがその最大値ＮRM * に比較して、その差
（オーバー分）が大きい場合は、ボロー信号ｂ1 のパル
ス幅は狭くなるため、出力信号ｂ3 のオン幅は広くな
り、補助スイッチによるオン時間幅をスイッチング電源
装置の出力を上げるように作用する。また、オフ時間操
作量ＮRMがその最大値ＮRM * に比較して、その差（オー
バー分）が小さい場合は、ボロー信号ｂ1 のパルス幅は
広くなるため、出力信号ｂ3 のオン幅は狭くなり、オフ
時間操作量ＮRMがその最大値ＮRM * と同等となり周波数
制御に切り換わるまで、補助スイッチ２９，３０による
オン時間幅をスイッチング電源装置の出力を下げるよう
に作用する。[0014] At this time, the main off-time operation amount N RM switches 31 and 32 as compared to the maximum value N RM *, if the difference (over minutes) is large, the pulse width of the borrow signal b 1 is narrow Therefore, the ON width of the output signal b 3 becomes wider, and the ON time width of the auxiliary switch acts to increase the output of the switching power supply device. Also, off compared to the time the operation amount N RM is the maximum value N RM *, if the difference (over minutes) is small, because the wider the pulse width of the borrow signal b 1, the ON width of the output signal b 3 becomes narrower, until the off-time operation amount N RM is switched to the frequency control becomes equal to the maximum value N RM *, acting on-time width by the auxiliary switch 29, 30 to lower the output of the switching power supply device.
【００１５】図５は図１の実施例の制御動作領域を示す
グラフで、ｆは動作周波数すなわち主スイッチ３１，３
２のスイッチング周波数、ＴON * は主スイッチ３１，３
２のオン時間幅、ＴONは補助スイッチ２９，３０のオン
時間幅、Ｐはスイッチング電源の出力電力である。この
図５は、スイッチング電源装置が軽負荷等のため、主ス
イッチ３１，３２のオフ時間操作量ＮRMが大きくなり、
主スイッチ３１，３２の動作周波数が低下し、所定の周
波数に達したとき、即ちオフ時間操作量ＮRMがその最大
値ＮRM * に達したとき、ＡＮＤ回路１７から出力信号ｂ
3 が発生し、補助スイッチ２９，３０を動作せしめて、
この時点において周波数制御（ＰＦＭ制御）から周波数
一定のオン時間制御（ＰＷＭ制御）に切り換わり、更に
オフ時間操作量ＮRMの増大に伴い出力信号ｂ3 のオン幅
が広くなり、その制御状態が維持される。FIG. 5 is a graph showing the control operation area of the embodiment of FIG. 1, where f is the operation frequency, that is, the main switches 31, 3
2 switching frequency, T ON * is the main switch 31, 3
2 is the ON time width, T ON is the ON time width of the auxiliary switches 29 and 30, and P is the output power of the switching power supply. In FIG. 5, since the switching power supply device has a light load or the like, the off-time manipulated variable N RM of the main switches 31 and 32 becomes large,
Reduces the operating frequency of the main switch 31, upon reaching a predetermined frequency, that is, when the off-time operation amount N RM has reached its maximum value N RM *, the output signal b from the AND circuit 17
3 occurs and the auxiliary switches 29 and 30 are operated,
At this time, the frequency control (PFM control) is switched to the constant-frequency on-time control (PWM control), and the on-width of the output signal b 3 becomes wider as the off-time manipulated variable N RM further increases. Maintained.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明は、スイッチング電源装置の主ス
イッチのオフ時間操作量ＮRMの最大値、即ち最低周波数
を決定するＮRM * の値を外部から設定することにより、
主スイッチの周波数制御からスイッチング電源装置の補
助スイッチによるオン時間制御の切り換わり点を自動的
に設定できる。従って、負荷が減少した場合、垂下した
場合あるいは入力電圧が増加した場合にもスイッチング
周波数が可聴周波数領域に達せず、制御動作の安定化が
図られる。According to the present invention, the maximum value of the off-time manipulated variable N RM of the main switch of the switching power supply device, that is, the value of N RM * which determines the minimum frequency is set from the outside.
The switching point of on-time control by the auxiliary switch of the switching power supply can be automatically set from the frequency control of the main switch. Therefore, the switching frequency does not reach the audible frequency range even when the load decreases, droops, or when the input voltage increases, and the control operation is stabilized.
【図１】本発明のスイッチング電源装置の制御方式の実
施例を示すブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of a control system of a switching power supply device of the present invention.
【図２】本発明のスイッチング電源装置の制御方式を適
用するスイッチング電源装置の一例を示すブロック回路
図である。FIG. 2 is a block circuit diagram showing an example of a switching power supply device to which the control system of the switching power supply device of the present invention is applied.
【図３】周波数制御の場合のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart in the case of frequency control.
【図４】周波数固定のオン時間制御の場合のタイムチャ
ートである。FIG. 4 is a time chart in the case of frequency-fixed on-time control.
【図５】図１の実施例の制御動作領域を示すグラフであ
る。5 is a graph showing a control operation area of the embodiment of FIG.
【図６】従来のスイッチング電源装置の周波数制御方式
の実施例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a frequency control system of a conventional switching power supply device.
【図７】図６の実施例の制御動作領域を示すグラフであ
る。7 is a graph showing a control operation area of the embodiment of FIG.
１ 電圧検出回路 ２ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ３ カウンタ ４ 微分演算手段 ５ 積分演算手段 ６ 加算器 ７，１２，１３ 減算器 ８，１４ 比較器 ９，１０ フリップフロップ １１ セレクタ １５，１６ ＮＯＴ回路 １７ ＡＮＤ回路 ２０ 直流電圧源 ２１，２２ 共振用コンデンサ ２３ 共振用チョーク ２４，２５，３３，３４，３９ ダイオード ２６，２７，２８ チョーク ２９，３０ 補助スイッチ ３１，３２ 主スイッチ ３５，３６，３７ コンデンサ ４０ トランス ４１ 負荷 ｅ0 出力電圧の検出信号 Ｑ1 ，Ｑ2 主スイッチの駆動信号 Ｑ3 ，Ｑ4 補助スイッチの駆動信号 ＮR 出力電圧の基準値 ＮR * 周波数制御からＰＷＭ制御に遷移する点におい
て、主スイッチがオンしている間の補助スイッチのオフ
時間の最大値を決定する操作量 ＮRM 主スイッチのオフ時間操作量 ＮRM * 主スイッチのオフ時間操作量の最大値1 Voltage Detection Circuit 2 Voltage Controlled Oscillator (VCO) 3 Counter 4 Differential Calculation Means 5 Integral Calculation Means 6 Adders 7, 12, 13 Subtractors 8, 14 Comparators 9, 10 Flip-Flop 11 Selectors 15, 16 NOT Circuits 17 AND Circuit 20 DC voltage source 21, 22 Resonance capacitor 23 Resonance choke 24, 25, 33, 34, 39 Diode 26, 27, 28 Choke 29, 30 Auxiliary switch 31, 32 Main switch 35, 36, 37 Capacitor 40 Transformer 41 Load e 0 Output voltage detection signal Q 1 , Q 2 Main switch drive signal Q 3 , Q 4 Auxiliary switch drive signal N R Output voltage reference value N R * Main point in transition from frequency control to PWM control The manipulated variable N RM for determining the maximum off-time of the auxiliary switch while the switch is on. OFF-time manipulated variable of the switch N RM * Maximum OFF-time manipulated variable of the main switch
Claims (1)
直流電圧に変換するスイッチング電源装置の出力電圧お
よび出力電流を周波数パルスに変換する周波数パルス変
換手段と、該周波数パルスを所定のサンプリング時間内
にカウントする手段と、該カウントされた制御量から前
記スイッチング電源装置の主スイッチのスイッチングパ
ルスのオフ時間操作量を演算する演算回路と、該演算回
路によって演算されたオフ時間操作量からオフ時間を発
生させるオフ時間発生手段とを備え、前記制御量から主
スイッチのスイッチングパルスのオフ時間を制御するよ
うにしたスイッチング電源装置の制御方式において、 前記主スイッチのオフ時間操作量の最大値を設定する手
段と、前記制御量から演算されたオフ時間操作量がその
最大値に達した時に、前記スイッチング電源装置の転流
回路に設けられたオン時間制御（ＰＷＭ制御）を行う補
助スイッチを駆動する手段とを備えたことを特徴とする
スイッチング電源装置の制御方式。1. A frequency pulse converting means for converting an output voltage and an output current of a switching power supply device for converting a predetermined DC voltage or an AC voltage into a desired DC voltage into a frequency pulse, and the frequency pulse within a predetermined sampling time. Means for calculating the off-time operation amount of the switching pulse of the main switch of the switching power supply device from the counted control amount, and the off-time from the off-time operation amount calculated by the operation circuit. In a control method of a switching power supply device, which is configured to control an off-time of a switching pulse of a main switch from the control amount, the off-time generating unit is configured to set a maximum value of an off-time operation amount of the main switch. Means and when the off-time manipulated variable calculated from the control amount reaches its maximum value Control method of a switching power supply device is characterized in that a means for driving the auxiliary switch for the on-time control provided commutation circuit of the switching power supply (PWM control).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10464695A JP3421166B2 (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Switching power supply control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10464695A JP3421166B2 (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Switching power supply control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08280169A true JPH08280169A (en) | 1996-10-22 |
| JP3421166B2 JP3421166B2 (en) | 2003-06-30 |
Family
ID=14386233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10464695A Expired - Fee Related JP3421166B2 (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Switching power supply control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421166B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013258859A (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Murata Mfg Co Ltd | Switching power supply device |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP10464695A patent/JP3421166B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013258859A (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Murata Mfg Co Ltd | Switching power supply device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3421166B2 (en) | 2003-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bode et al. | Implementation of three level hysteresis current control for a single phase voltage source inverter | |
| JP3392128B2 (en) | Resonant inverter | |
| US4529927A (en) | Apparatus for the control of a switched power regulator | |
| Calleja et al. | Improved induction-heating inverter with power factor correction | |
| US6009007A (en) | Pulse-density-modulated controller with dynamic sequence | |
| JPH09308256A (en) | Pwm inverter apparatus | |
| JPH08130871A (en) | Dc-dc converter | |
| JP2001128462A (en) | Inverter device control method | |
| JP2810081B2 (en) | PWM power converter | |
| JP3421166B2 (en) | Switching power supply control method | |
| JP2003299356A (en) | Dc-dc converter control method | |
| JPH04236171A (en) | Method for suppressing output voltage waveform distortion of inverter | |
| JP2003125597A (en) | Controller for electric vehicle | |
| JP3286046B2 (en) | Power converter control method | |
| JP3341004B2 (en) | Control device for pulse width modulation type inverter | |
| JP2645176B2 (en) | PWM power converter | |
| US6965260B1 (en) | System and method for increasing effective pulse-width modulated drive signal resolution and converter controller incorporating the same | |
| JPH05211766A (en) | Circuit improving stability of high duty-cycle current control type pwm regulator | |
| JP3258508B2 (en) | Switching power supply control method | |
| JPS61244275A (en) | Pwm control voltage type inverter | |
| JPH02202368A (en) | Control method for pwm inverter | |
| JP2002238266A (en) | Controller for pulse width modulation system inverter | |
| JPH11196579A (en) | Semiconductor power converter controller | |
| JP2734070B2 (en) | Method for reducing audible electromagnetic noise of inverter-driven motor | |
| JP2766609B2 (en) | Parallel operation control circuit of switching power supply |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080418 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140418 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |