JPH09201045A - 電源用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波のスイッチングビートの発生を防止し
ながら、性質の異なる複数のスイッチング電源回路をそ
れぞれに適したスイッチング条件で独立して動作させる
ことを可能とし、電源装置の小型化と高効率化をバラン
ス良く達成できる電源用制御装置を提供する。 【解決手段】 制御装置ＣＤ内に複数の制御系（ＣＨ
１、ＣＨ２ａ）と発振回路２を形成し、各制御系で発振
回路２を共有する。制御系ＣＨ１は同期整流方式のスイ
ッチング電源回路を制御対象とし、誤差増幅器Ｅｒｒ
１、比較器Ｃｏｍｐ１、出力バッファＢｕｆ１で構成す
る。制御系ＣＨ２ａは通常整流方式のスイッチング電源
回路を制御対象とし、誤差増幅器Ｅｒｒ２、比較器Ｃｏ
ｍｐ２、出力バッファＢｕｆ２の他に、周波数逓倍回路
ｍｕｌ１を加えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に搭載さ
れ、電源装置内に構成された性質の異なる複数のスイッ
チング電源回路（具体的には、通常整流方式と同期整流
方式のスイッチング電源回路）を、全体として動作タイ
ミングを同期させながら、それぞれを独立して駆動する
ための電源用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器は小型でありながらも高
性能化、多機能化が進み、その電子機器に組み込まれる
電源装置は、性質の異なる負荷（機械・回路類）に応じ
て複数のスイッチング電源回路を有している。ここでス
イッチング電源回路の駆動制御には、パルス幅変調方式
の制御用集積回路（ＰＷＭコントロールＩＣ）が一般に
使用され、負荷あるいは電源回路に応じた数の制御系を
有することになる。同一電源装置内で複数のスイッチン
グ電源回路を独立して動作させる時、装置内に複数のス
イッチング動作に基づく干渉現象（スイッチングビー
ト）が発生する事がある。これは、例えば、２つのスイ
ッチング電源回路がそれぞれスイッチング周波数ｆ₁ と
ｆ₂ で動作しているとすると、２つのスイッチング周波
数の差（ｆ₁ −ｆ₂ ）に相当する低周波が発生すること
に起因している。

【０００３】従来の電源装置では、この低周波のスイッ
チングビートの発生を防止するために、独立して動作す
るスイッチング電源回路のスイッチング動作のタイミン
グをそれぞれ同期させることとしていた。その具体化の
一例としては以下の２手段が存在した。すなわち、 （１）制御装置をマルチ・チャンネル型の複数電源回路
制御用のものとし、制御装置内に構成された複数の制御
系の各々の基準波形信号（三角波電圧）を統一して使用
するという第１の手段。 （２）制御装置をマスター・スレーブ機能を有するもの
とし、複数存在する制御装置の中の一つをマスター用制
御装置として独立した動作タイミングとあらかじめ設定
された発振周波数で動作させ、その他をスレーブ用制御
装置としてマスター側から同期信号を受信し、マスター
側制御装置に同期した動作タイミングと同一の発振周波
数で動作させるという第２の手段。 である。

【０００４】このような低周波スイッチングビートの発
生を防止する目的で構成された、第１の手段による電源
用制御装置及びそれを有する電源装置の概略を図９に示
した。図９における制御装置ＣＤは大きく分けて、第１
の制御系ＣＨ１、第２の制御系ＣＨ２、基準電圧源１、
発振回路２及びアクセサリー回路３より構成されてい
る。ここで基準電圧源１は基準レベルとしての安定度の
高い電圧を出力し、発振回路２は所定の発振周波数で三
角波電圧を出力し、そしてアクセサリー回路３は出力短
絡保護や低入力時誤動作防止等のための動作停止信号を
出力するものであり、この基準電圧源１、発振回路２、
アクセサリー回路３は各制御系で共有されている。

【０００５】制御系ＣＨ１は第１のスイッチング電源回
路ＰＳ１を駆動制御するものであり、基本的には、誤差
増幅器Ｅｒｒ１、比較器Ｃｏｍｐ１及び出力バッファＢ
ｕｆ１より構成される。この制御系ＣＨ１の動作として
は、先ず、スイッチング電源回路ＰＳ１よりフィードバ
ック信号（ＦＢ１）を受け取り、誤差増幅器Ｅｒｒ１に
おいて基準電圧（Ｖ_REF ）と比較し、誤差信号を得る。
その誤差信号を比較器Ｃｏｍｐ１において発振回路２か
らの三角波電圧と比較し、出力電圧に応じたオンデュー
ティのパルス出力信号（ＰＯ１）を発生させる。このパ
ルス出力信号（ＰＯ１）は出力バッファＢｕｆ１を介し
てスイッチング電源回路ＰＳ１のスイッチング素子へ供
給され、これによりスイッチング電源回路ＰＳ１は出力
電圧が一定となるように駆動制御される。

【０００６】ここでアクセサリー回路３は、スイッチン
グ電源回路ＰＳ１に異常が発生した時に動作停止信号を
出力し、出力バッファＢｕｆ１はこの動作停止信号を受
信するとパルス出力信号ＰＯ１の通過を禁止し、スイッ
チング電源回路ＰＳ１の動作を停止させる。制御系ＣＨ
２は第２のスイッチング電源回路ＰＳ２を駆動制御する
ものであり、誤差増幅器Ｅｒｒ２、比較器Ｃｏｍｐ２及
び出力バッファＢｕｆ２より構成される。その動作は制
御系ＣＨ１と同様であり、説明は省略する。

【０００７】次に、低周波スイッチングビートの発生を
防止する目的で構成された、第２の手段による電源用制
御装置及びそれを有する電源装置の概略を図１０に示し
た。図１０において、２つのスイッチング電源回路ＰＳ
１とＰＳ２は、それぞれ制御装置ＭＣＤ及びＳＣＤによ
り独立して駆動制御される。ここで制御装置ＭＣＤは、
誤差増幅器ＭＥｒｒ、比較器ＭＣｏｍｐ及び出力バッフ
ァＭＢｕｆより成る制御系と、基準電圧や信号等を出力
する基準電圧源１１、発振回路１２、アクセサリー回路
１３より構成される。この制御装置ＭＣＤの動作として
は、先ず、スイッチング電源回路ＰＳ１よりフィードバ
ック信号（ＦＢ１）を受け取り、誤差増幅器ＭＥｒｒに
おいて基準電圧（Ｖ_REF ）と比較し、誤差信号を得る。

【０００８】その誤差信号を比較器ＭＣｏｍｐにおいて
発振回路１２からの三角波電圧（基準波形信号）と比較
し、出力電圧に応じたオンデューティのパルス出力信号
（ＰＯ１）を発生させる。このパルス出力信号（ＰＯ
１）は出力バッファＭＢｕｆを介してスイッチング電源
回路ＰＳ１のスイッチング素子へ供給され、これにより
スイッチング電源回路ＰＳ１は出力電圧が一定となるよ
うに駆動制御される。ここで発振回路１２は、比較器Ｍ
Ｃｏｍｐに対して三角波電圧を供給するのと同時に同期
信号（ＲＳＳ）（一般的には、比較器Ｃｏｍｐ１へ供給
する三角波電圧と同一の電圧信号）を外部へ出力する。

【０００９】また制御装置ＳＣＤは、誤差増幅器ＳＥｒ
ｒ、比較器ＳＣｏｍｐ及び出力バッファＳＢｕｆより成
る制御系と、基準電圧や信号等を出力する基準電圧源２
１、発振回路２２、アクセサリー回路２３より構成され
る。この制御装置ＳＣＤの動作は、基本的には制御装置
ＭＣＤと同じであるが、制御装置ＭＣＤでは、その発振
回路１２は独立した動作タイミングとあらかじめ設定さ
れた発振周波数で三角波電圧を発生させるのに対し、制
御装置ＳＣＤでは、その発振回路２２は制御装置ＭＣＤ
からの同期信号（ＲＳＳ）を受信し、発振回路１２とは
動作タイミングと発振周波数が同一の三角波電圧を発生
させるよう動作する点で異なる。このことから分かるよ
うに、図１０においては、制御装置ＭＣＤはマスター側
制御装置として機能し、制御装置ＳＣＤはスレーブ側制
御装置として機能するものである。

【００１０】近年の電子機器のポータブル化から電源装
置の小型化の要請が強い。電源装置を小型化するのに当
たっては、スイッチング電源回路（ＰＳ１、ＰＳ２）の
構成部品であるインダクタンス及びコンデンサを小型化
する目的で、スイッチング素子のスイッチング周波数の
高周波化が図られる。このスイッチング周波数は制御装
置（ＣＤ、ＭＣＤ、ＳＣＤ）の発振回路（２、１２、２
２）が出力する三角波電圧の発振周波数によって決定さ
れ、一般的に使用されている発振周波数は数１００〔ｋ
Ｈｚ〕であるが、現在では数〔ＭＨｚ〕のものまで存在
する。一方、電子機器のポータブル化に際しては電力供
給源としてバッテリーが使用されることから、電源装置
の低消費電力化の要請も強い。電源装置の低消費電力化
については個々のスイッチング電源回路の効率向上が課
題となり、このスイッチング電源回路の効率向上の一手
段として同期整流方式が存在する。

【００１１】この同期整流方式では、ダイオードに発生
する順方向降下電圧に基づく損失よりも、トランジスタ
に発生するオン状態のコレクタ、エミッタ間電圧に基づ
く損失の方が小さいため、理論的には素子に発生する損
失が低減され、スイッチング電源回路の効率を向上させ
ることができる。しかし実際には、トランジスタを整流
素子として使用する場合、そのオンオフ動作に損失が伴
い、スイッチング周波数が増加するに従って急激に損失
が大きくなる。その結果、スイッチング周波数によって
はトランジスタを使用する同期整流方式よりもダイオー
ドを使用する通常整流方式の方が損失が小さくなってし
まう。ちなみに現在の半導体素子では、同期整流方式を
採用することでスイッチング電源回路の効率向上の利益
を得るには、スイッチング周波数は約２００〔ｋＨｚ〕
が限界であるとされている。

【００１２】また、トランジスタを整流素子として使用
する同期整流方式では、整流素子としてのトランジスタ
をスイッチング素子の動作に同期して相補的に駆動する
必要が有り、そのための回路や部品がさらに必要にな
る。従って同期整流方式を採用したスイッチング電源回
路は、通常整流方式を採用した場合に比べ、効率が向上
する代償として回路が大型化し、その結果、電源装置の
形状を大きくしてしまう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】電源装置の小型化と高
効率化をバランス良く達成するには、例えば、消費電力
の小さい負荷に対しては通常整流方式のスイッチング電
源回路を適用して小型化を図り、消費電力の大きい負荷
に対しては同期整流方式のスイッチング電源装置を適用
して高効率化を図る、というように、負荷の特性に応じ
て通常整流方式と同期整流方式のスイッチング電源回路
を適宜配置するということが考えられる。しかし、実際
に通常整流方式と同期整流方式のスイッチング電源回路
を併用するとなると、図９に示す従来の電源用制御装置
では、低周波スイッチングビートが発生するのを防止す
る目的で基準波形信号（三角波電圧）の供給源である発
振回路３を各制御系で共有しているために、各制御系か
らスイッチング電源回路へ供給されるパルス出力信号
（ＰＯ）のパルス周波数（＝スイッチング周波数）は１
種類しか存在しない点で問題となる。つまり、小型化で
要求されるスイッチング周波数と高効率化（同期整流）
で要求されるスイッチング周波数が相反する条件のた
め、結局、小型化と高効率化のうちどちらか一方を犠牲
にせざるを得なくなるのである。

【００１４】図１０に示すマスター・スレーブ方式によ
る電源用制御装置（ＭＣＤ、ＳＣＤ）においても、低周
波スイッチングビートが発生するのを防止する目的で、
マスター側制御装置（ＭＣＤ）とスレーブ側制御装置
（ＳＣＤ）のそれぞれの三角波電圧の動作タイミングを
同期させ、発振周波数を同一としているために、各制御
装置からスイッチング電源回路へ供給されるパルス出力
信号（ＰＯ）のパルス周波数は１種類しか存在しない。
そのため、図９に示す電源用制御回路と同じ問題が発生
し、小型化と高効率化のうちどちらか一方を犠牲にせざ
るを得なくなる。従って本発明では、低周波スイッチン
グビートの発生を防止しながらも、通常整流方式と同期
整流方式を含めた性質の異なる複数のスイッチング電源
回路をそれぞれに適したスイッチング条件で独立して動
作させることを可能とし、これにより電源装置の小型化
と高効率化をバランス良く達成することのできる電源用
制御装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電源回
路に対して独立した制御が行えるよう複数の制御系を有
し、制御系にかかる発振手段を共有させてそれぞれの制
御系のパルス出力信号を同期させた、マルチ・チャンネ
ル型、パルス幅変調方式の電源用制御装置において、そ
の複数の制御系のうち、少なくとも１つの制御系のパル
ス出力信号のパルス周波数を、周波数逓倍手段によって
他の制御系のパルス周波数のｎ倍の高周波としたことを
特徴とし、あるいは独立した動作タイミングとあらかじ
め設定されたパルス周波数でパルス出力信号を出力し、
併設された複数の電源回路の少なくとも一つを独立して
制御するマスター用制御装置、あるいは、マスター用制
御装置から同期信号を受け取り、マスター用制御装置に
同期した動作タイミングとパルス周波数でパルス出力信
号を出力し、マスターとは別の電源回路を独立して制御
するスレーブ用制御装置として使用される、マスター・
スレーブ機能を備えたパルス幅変調方式の電源用制御装
置において、周波数逓倍手段を設け、同期信号に従った
動作タイミングと周波数で出力されるパルス出力信号よ
りも、そのパルス周波数がｎ倍の高周波であるようなパ
ルス出力信号を出力することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態では、
装置内に複数の制御系を構成したマルチ・チャンネル型
の電源用制御装置において、装置内に設けた発振回路を
各制御系で共有し、その発振回路から同期整流方式のス
イッチング電源回路を駆動するのに適した周波数の基準
波形信号（三角波電圧）を各制御系に供給する。この複
数の制御系の少なくとも１つ（通常整流方式のスイッチ
ング電源回路を制御対象とした制御系）に周波数逓倍回
路を設け、この制御系が出力するパルス出力信号のパル
ス周波数を他の制御系のパルス出力信号のパルス周波数
のｎ倍の高周波とする。周波数逓倍回路を設けた制御系
の高周波のパルス出力信号は通常整流方式のスイッチン
グ電源回路に供給し、その他の制御系の低周波のパルス
出力信号は同期整流方式のスイッチング電源回路へ供給
する。なお周波数逓倍回路は、制御系内の、比較器の出
力端あるいは比較器の基準波形信号用が印加される入力
端に設けられる。

【００１７】さらに本発明の第２の実施の形態では、制
御装置内に設けた発振回路に周波数逓倍手段を付加し、
高周波の基準波形信号と低周波の基準波形信号を得る。
それぞれの基準波形信号を各制御系に供給することで高
周波のパルス出力信号を出力する制御系と低周波のパル
ス出力信号を出力する制御系を形成する。低周波のパル
ス出力信号を同期整流方式のスイッチング電源回路に供
給し、高周波のパルス出力信号を通常整流方式のスイッ
チング電源回路へそれぞれ供給する。本発明の第３の実
施の形態としては、マスター・スレーブ機能を備えた電
源用制御装置において、スレーブ側制御装置内のパルス
出力信号を発生させる比較手段の出力側に周波数逓倍回
路を設け、あるいはスレーブ側制御装置内の同期信号に
従った基準波形信号（三角波電圧）を発生させる発振回
路に周波数逓倍手段を付加し、マスター側制御装置が出
力するパルス出力信号に対してそのパルス周波数がｎ倍
の高周波であるパルス出力信号を、そのスレーブ側制御
装置に出力させる。

【００１８】本発明の第４の実施の形態としては、マス
ター側制御装置内のパルス出力信号を発生させる比較手
段の出力側に周波数逓倍回路を設け、あるいはマスター
側制御装置内の独立した動作タイミングとあらかじめ設
定された周波数で基準波形信号と同期信号を発生させる
ための発振回路に周波数逓倍手段を付加し、自己が供給
する同期信号でスレーブ側制御装置が出力するパルス出
力信号に対して、そのパルス周波数がｎ倍の高周波であ
るパルス出力信号を、そのマスター側制御装置に出力さ
せる。本発明の第５の実施の形態としては、マスター側
制御装置内の独立した動作タイミングとあらかじめ設定
された周波数で基準波形信号と同期信号を発生させるた
めの発振回路に周波数逓倍手段を付加し、通常の同期信
号の他にその周波数をｎ倍周した同期信号を発生させ、
ｎ倍周した同期信号を供給するスレーブ側制御装置に、
自己が出力するパルス出力信号よりもそのパルス周波数
がｎ倍の高周波であるパルス出力信号を出力させる。

【００１９】そして、第３、第５の実施の形態では、マ
スター側制御装置に同期整流方式のスイッチング電源回
路を、スレーブ側制御装置に通常整流方式のスイッチン
グ電源回路をそれぞれ駆動制御させ、第４の実施の形態
では、マスター側制御装置に通常整流方式のスイッチン
グ電源回路を、スレーブ側制御装置に同期整流方式のス
イッチング電源回路をそれぞれ駆動制御させる。

【００２０】

【実施例】通常整流方式と同期整流方式のような性質の
異なる複数のスイッチング電源回路を、それぞれに適し
たスイッチング条件で独立して駆動することのできる、
本発明によるマルチ・チャンネル型の電源用制御装置の
第１の実施例の概略を図１に示した。なお、図１におい
て図９で示されたのと同じ構成要素については同じ符号
を付与した。図１に示す電源用制御装置ＣＤは、その内
部に制御系ＣＨ１と制御系ＣＨ２ａが構成され、さらに
それぞれの制御系に共有された基準電圧源１、発振回路
２、アクセサリー回路３を有している。制御系ＣＨ１に
ついては誤差増幅器Ｅｒｒ１、比較器Ｃｏｍｐ１及び出
力バッファＢｕｆ１より構成されているが、制御系ＣＨ
２ａについては、誤差増幅器Ｅｒｒ２、比較器Ｃｏｍｐ
２、出力バッファＢｕｆ２の他に周波数逓倍回路ｍｕｌ
１を有した構成となっている。

【００２１】ここで周波数逓倍回路ｍｕｌ１は比較器Ｃ
ｏｍｐ２の出力端子に接続され、比較器Ｃｏｍｐ２で発
生したパルス出力信号（ＰＯ２）のパルス周波数をｎ倍
周し、制御系ＣＨ１から出力されるパルス出力信号（Ｐ
Ｏ１）のパルス周波数よりも高周波とする。このような
制御装置ＣＤにおいて、制御系ＣＨ１により同期整流方
式のスイッチング電源回路を駆動制御させ、制御系ＣＨ
２ａにより通常整流方式のスイッチング電源回路を駆動
制御させれば、通常整流方式のスイッチング電源回路は
高周波化による小型化が、同期整流方式のスイッチング
電源回路は低周波化による高効率化が、それぞれ同時に
無理なく実施できるようになり、しかも２つのパルス出
力信号の動作タイミングがほぼ一致しているため、低周
波スイッチングビートが発生する心配も無くなる。

【００２２】そして、通常整流方式と同期整流方式のス
イッチング電源回路をその内部に併設する電源装置にお
いては、発振回路が出力する三角波電圧の発振周波数
（同期整流方式に適合する周波数）で電源装置の効率が
ほぼ決定されるのに対し、電源装置の大きさは周波数逓
倍回路によって著しく小型化されることになる。なお、
図１に示す制御装置ＣＤでは、比較器Ｃｏｍｐ２におい
て発生したパルス出力信号（ＰＯ２）をｎ倍周するの
に、周波数逓倍回路ｍｕｌ１を比較器Ｃｏｍｐ２の出力
端子に接続した構成としているが、比較器Ｃｏｍｐ２の
出力端子は出力バッファＢｕｆ２に接続し、出力バッフ
ァＢｕｆ２の出力端子に周波数逓倍回路を接続した構成
としても良い。

【００２３】図２には本発明による電源用制御装置の第
２の実施例を示した。図１の制御装置（ＣＤ）の制御系
ＣＨ２ａでは、制御系ＣＨ２ａのパルス出力信号の周波
数を高周波化するために比較器Ｃｏｍｐ２の出力側に周
波数逓倍回路ｍｕｌ１を接続したが、図２の制御装置
（ＣＤ）の制御系ＣＨ２ｂでは、比較器Ｃｏｍｐ２の、
三角波電圧を受け取る入力端子に周波数逓倍回路ｍｕｌ
２を接続している。この場合、比較器Ｃｏｍｐ２に入力
される三角波電圧の周波数が周波数逓倍回路ｍｕｌ２に
よってｎ倍周されるので、比較器Ｃｏｍｐ２において発
生するパルス出力信号（ＰＯ２）は当然、制御系ＣＨ１
のパルス出力信号（ＰＯ１）より高周波となり、図２の
制御系ＣＨ２ｂと図１の制御系ＣＨ２ａは作用が同じも
のとなる。すなわち、制御系ＣＨ１により同期整流方式
のスイッチング電源回路を、制御系ＣＨ２ｂにより通常
整流方式のスイッチング電源回路をそれぞれ駆動制御さ
せれば、小型化と高効率化が同時に無理なく実施でき
る。

【００２４】図３には本発明による電源用制御装置の第
３の実施例を示した。図１及び図２に示す制御装置で
は、それぞれの制御系（ＣＨ２ａ、ＣＨ２ｂ）に対して
周波数逓倍回路（ｍｕｌ１、ｍｕｌ２）を個別に設けて
いたが、図３の制御装置では、各制御系で共用している
発振回路２ａに周波数逓倍手段を付加し、発振回路２ａ
に高周波の三角波電圧と低周波の三角波電圧の２つの基
準波形信号が得られるようにしてある。このうちの低周
波の三角波電圧を制御系ＣＨ１の比較器Ｃｏｍｐ１に入
力し、高周波の三角波電圧を制御系ＣＨ２の比較器Ｃｏ
ｍｐ２に入力することで、実質的に図３と図２の制御装
置（ＣＤ）の作用・効果を同一とすることができる。三
角波を出力する発振回路については様々な回路方式が存
在するが、一般には直流電圧から矩形波電圧を発生さ
せ、さらに矩形波電圧を三角波電圧に変換するという過
程を踏むものが多い。図３の実施例において示した発振
回路２ａについては、矩形波電圧を発生した段階でｎ倍
周し、その後三角波変換を行って高周波の三角波電圧と
低周波の三角波電圧を得る手段、あるいは、矩形波電圧
を三角波変換した後にｎ倍周し、高周波の三角波電圧と
低周波の三角波電圧を得る手段の２つが考えられ、どち
らを採用してもよい。

【００２５】なお、図１〜図３の実施例の説明では、マ
ルチ・チャンネル型の電源用制御装置として、内部に構
成される制御系を２つとし、一方を通常整流方式のスイ
ッチング電源回路の駆動制御用、他方を同期整流方式の
スイッチング電源回路の駆動制御用とした電源用制御装
置を取り上げたが、実施例に限定されず、不特定多数の
制御系を有する制御装置にも本発明が適用されることは
言うまでもない。また、不特定多数の制御系を有する制
御装置において、図１、図２の実施例のような周波数逓
倍回路を設けた制御系が複数存在する場合、その各々の
周波数逓倍回路の倍周率は同一にする必要は無く、それ
ぞれ駆動制御すべきスイッチング電源回路の特性に合わ
せて倍周率を設定し、一つの制御装置からいくつかの周
波数の異なるパルス出力信号（ＰＯ）を得られるように
しても良い。さらに、いくつかの周波数の異なるパルス
出力信号を得るために、一つの制御装置内に、図１、図
２、図３に示したそれぞれの周波数逓倍手段を複合して
使用しても構わない。

【００２６】図４にはさらに、本発明による電源用制御
装置の第４の実施例の概略を示した。なお、図４におい
て図１０で示されたのと同じ構成要素については同じ符
号を付与した。図１から図３に示す本発明の電源用制御
装置の実施例は、いずれも図９に示す従来の電源装置に
基づくマルチ・チャンネル型の電源用制御装置に関する
ものであった。この図４以降に示す電源用制御装置は図
１０に示す従来の電源装置に基づくマスター・スレーブ
機能を備えた電源用制御装置に関するものである。図４
に示す電源用制御装置ＳＣＤ−ａは、スレーブ側として
使用される制御装置であって、誤差増幅器ＳＥｒｒ、比
較器ＳＣｏｍｐ及び出力バッファＳＢｕｆで構成される
制御系に対し、さらに比較器ＳＣｏｍｐの出力側に周波
数逓倍回路ｍｕｌ３を設けた構成となっている。

【００２７】この周波数逓倍回路ｍｕｌ３は、比較器Ｓ
Ｃｏｍｐで発生したパルス出力信号（ＰＯ２）のパルス
周波数（＝スイッチング周波数）をｎ倍周し、マスター
側制御装置（図示せず）が出力するパルス出力信号（Ｐ
Ｏ１）あるいはマスターからの同期信号（ＲＳＳ）に対
して忠実に動作タイミングとパルス周波数を合致させた
他のスレーブ側制御装置（図示せず）が出力するパルス
出力信号よりも、そのパルス周波数を高周波とする。こ
のパルス出力信号が高周波である図４の制御装置ＳＣＤ
−ａにより通常整流方式のスイッチング電源回路を駆動
制御させ、パルス出力信号が低周波であるマスター側制
御装置等により同期整流方式のスイッチング電源回路を
駆動制御させれば、同一の電源装置内において、通常整
流方式のスイッチング電源回路ではスイッチング周波数
の高周波化による小型化が、同期整流方式のスイッチン
グ電源回路ではスイッチング周波数の低周波化による高
効率化が、それぞれ無理なく実施できる。

【００２８】また低周波のパルス出力信号と高周波のパ
ルス出力信号は、そのパルス周波数が逓倍の関係に有る
ことと動作タイミングが一致していることから低周波ス
イッチングビートが発生する心配も無くなる。なお、図
４に示す制御装置ＳＣＤ−ａでは、比較器ＳＣｏｍｐに
おいて発生したパルス出力信号（ＰＯ２）をｎ倍周する
のに、周波数逓倍回路ｍｕｌ３を比較器ＳＣｏｍｐの出
力端子に接続しているが、比較器ＳＣｏｍｐの出力端子
は出力バッファＳＢｕｆに接続し、出力バッファＳＢｕ
ｆの出力端子に周波数逓倍回路を接続しても良い。

【００２９】図５には本発明による電源用制御装置の第
５の実施例を示した。図４に示す制御装置ＳＣＤ−ａで
は、制御系を構成するものとして周波数逓倍回路ｍｕｌ
３を比較器ＳＣｏｍｐの出力側に設けていたが、図５に
示す制御装置では、マスター側制御装置からの同期信号
に従った動作タイミングと発振周波数にて三角波電圧を
出力する発振回路２２ａに周波数逓倍手段を付加してい
る。この場合、比較器ＳＣｏｍｐに入力される三角波電
圧の周波数は周波数逓倍手段によって高周波化されるた
め、比較器ＳＣｏｍｐで発生するパルス出力信号（ＰＯ
２）は、そのパルス周波数がマスター側制御装置あるい
はマスターからの同期信号に対して忠実に動作する他の
スレーブ側制御装置が出力するパルス出力信号のパルス
周波数よりも高周波となる。

【００３０】その結果、図４に示す制御装置ＳＣＤ−ａ
と図５に示す制御装置ＳＣＤ−ｂはその作用が同じもの
となり、電源装置の小型化と高効率化が無理なく実施で
き、しかも低周波スイッチングビートの発生する心配も
無い。なお、図５の実施例において示した発振回路２２
ａにおける分周手段の付加形態としては、その回路方式
及びマスターから受信する同期信号によって異なるが、
同期信号の受信段階、矩形波電圧の発生段階、三角波電
圧への変換段階のいずれの段階においてｎ倍周を行って
も構わない。また、周波数逓倍手段を発振回路に一体化
せず、周波数逓倍回路と発振回路を個別に形成し、その
周波数逓倍回路を発振回路の同期信号の受信側あるいは
三角波電圧の出力側に設けても良い。

【００３１】図６、図７及び図８には本発明による電源
用制御装置の、第６、第７及び第８の実施例をそれぞれ
示した。前に説明した図４及び図５に示す制御装置で
は、スレーブ側となる制御装置に周波数逓倍回路（手
段）を設けていたが、図６、図７及び図８に示す制御装
置は、マスター側となる制御装置に周波数逓倍回路（手
段）を設けるものである。図６の制御装置ＭＣＤ−ａ
は、図４の制御装置ＳＣＤ−ａと同様に、制御系を構成
する比較器Ｃｏｍｐ１の出力側に周波数逓倍回路ｍｕｌ
４を設けた構成としている。図６中の発振回路１２で
は、独立した動作タイミングとあらかじめ設定された発
振周波数で三角波電圧を出力しており、同期信号（ＲＳ
Ｓ）の動作タイミングと周波数は、当然この三角波電圧
と同一のものとなる。そのため、図６中の比較器ＭＣｏ
ｍｐで発生するパルス出力信号と同期信号に忠実に従っ
た動作をするスレーブ側制御装置が出力するパルス出力
信号は、その動作タイミングとパルス周波数が同じとな
る。

【００３２】しかし図６に示す制御装置ＭＣＤ−ａで
は、周波数逓倍回路ｍｕｌ４によって出力端子ピンＢに
現れるパルス出力信号（ＰＯ１）のパルス周波数はｎ倍
周されており、そのパルス出力信号（ＰＯ１）はスレー
ブ側制御装置が出力するパルス出力信号よりも高周波と
なる。図７の制御装置ＭＣＤ−ｂでは、図５の制御装置
ＳＣＤ−ｂと同様に、発振回路１２ａに周波数逓倍手段
を付加することとしている。ここで周波数逓倍手段を付
加した発振回路１２ａは、比較器ＭＣｏｍｐへ供給する
三角波電圧の周波数をスレーブ側制御装置に供給する同
期信号（ＲＳＳ）の周波数よりも高周波とし、これによ
り制御装置ＭＣＤ−ｂから出力されるパルス出力信号
（ＰＯ１）のパルス周波数を、同期信号（ＲＳＳ）に忠
実に従って動作するスレーブ側制御装置が出力するパル
ス出力信号よりも高周波としている。

【００３３】これに対し図８の制御装置ＭＣＤ−ｃで
は、発振回路１２ｂに分周手段を付加し、図７とは逆
に、スレーブ側制御装置に供給する同期信号（ＲＳＳ）
の周波数を比較器ＭＣｏｍｐへ供給する三角波電圧の周
波数よりも高周波としている。なお図８の発振回路１２
ｂでは、スレーブ側制御装置が複数存在し、通常整流方
式と同期整流方式に対応する制御装置が混在している場
合を想定して、高周波と低周波の２つの同期信号が得ら
れるようにしてある。いずれの制御装置においても、マ
スター側あるいはスレーブ側の一方の制御装置に周波数
逓倍回路（手段）による高周波のパルス出力信号が得ら
れ、他方の制御装置に低周波のパルス出力信号が得られ
る。従ってパルス出力信号が高周波となる制御装置（図
６のＭＣＤ−ａ、図７のＭＣＤ−ｂ、図８のスレーブ
側）に通常整流方式のスイッチング電源回路を駆動制御
させ、パルス出力信号が低周波となる制御装置（図６、
図７のスレーブ側、図８のＭＣＤ−ｃ）に同期整流方式
のスイッチング電源回路を駆動制御させれば、電源装置
の小型化と高効率化が無理なく実施でき、しかも低周波
スイッチングビートの発生する心配もない。

【００３４】なお、以上の実施例の説明において、それ
ぞれの制御装置には制御系を一つ有するシングルチャン
ネル型を想定しているが、制御系を二つ有するデュアル
チャンネル型、あるいはそれ以上の制御系を有した制御
装置でも構わない。さらに、不特定多数の電源回路を有
する電源装置において、図４、図５に示すような周波数
逓倍手段を設けた制御装置が複数存在することが有る
が、この場合、各々の周波数逓倍手段の倍周率を同一に
する必要は無く、それぞれ駆動制御するべきスイッチン
グ電源回路の特性に合わせて倍周率を設定しても良い。
そして一つの電源装置の中に、図４、図５に示した制御
装置と、図６〜図８のいずれかに示した制御装置が同時
に存在しても構わない。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べたように本発明は、マルチ・
チャンネル型あるいはマスター・スレーブ機能を備えた
電源用制御装置において、所定の制御系（制御装置）あ
るいは発振手段に周波数逓倍手段を設けることにより、
それぞれのスイッチング電源回路の特性に適合した複数
の周波数の異なるパルス出力信号を、その動作タイミン
グを同期させて得られるようにしたものである。これに
より、例えば通常整流方式と同期整流方式のように性質
の異なる複数のスイッチング電源回路を、同時に独立し
て、しかもそれぞれに適したスイッチング条件で駆動制
御することができ、なおかつ制御装置内や電源装置内に
低周波スイッチングビートが発生するのが防止される。
その結果、本発明による制御装置を適用すれば、小型化
と高効率化の一方を犠牲にすることなく、電源装置の小
型化と高効率化がバランス良く達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電源用制御回路（マルチ・チャ
ンネル型）の第１の実施例の回路図。

【図２】 本発明による電源用制御回路（マルチ・チャ
ンネル型）の第２の実施例の回路図。

【図３】 本発明による電源用制御回路（マルチ・チャ
ンネル型）の第３の実施例の回路図。

【図４】 本発明による電源用制御装置（スレーブ側）
の第４の実施例の回路図。

【図５】 本発明による電源用制御装置（スレーブ側）
の第５の実施例の回路図。

【図６】 本発明による電源用制御装置（マスター側）
の第６の実施例の回路図。

【図７】 本発明による電源用制御装置（マスター側）
の第７の実施例の回路図。

【図８】 本発明による電源用制御装置（マスター側）
の第８の実施例の回路図。

【図９】 従来の電源用制御回路（マルチ・チャンネル
型）と、それを適用した電源装置の概略図。

【図１０】従来のマスター・スレーブ機能を有した電源
用制御装置と、それを適用した電源装置の概略図。

【符号の説明】

ＣＤ 制御装置 ＭＣＤ マスター側制御装置 ＳＣＤ スレーブ側制御装置 ＣＨ１、ＣＨ２ 制御系 １、１１、２１ 基準電圧源 ２ 発振回路 １２ マスター側発振回路 ２２ スレーブ側発振回路 ３、１３、２３ アクセサリー回路 ｍｕｌ 周波数逓倍手段（回路） （ＲＳＳ） 同期信号 ＰＳ１、ＰＳ２ スイッチング電源回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電源回路に対して独立した制御が
   行えるよう複数の制御系を有し、該制御系にかかる発振
   手段を共有させてそれぞれの制御系のパルス出力信号を
   同期させた、マルチ・チャンネル型、パルス幅変調方式
   の電源用制御装置において、 前記複数の制御系のうち、少なくとも１つの制御系のパ
   ルス出力信号のパルス周波数を、周波数逓倍手段によっ
   て他の制御系のパルス周波数のｎ倍の高周波としたこと
   を特徴とする電源用制御装置。
2. 【請求項２】 複数の電源回路に対して独立した制御が
   行えるよう複数の制御系を有し、該制御系にかかる発振
   手段を共有させてそれぞれの制御系のパルス出力信号を
   同期させた、マルチ・チャンネル型、パルス幅変調方式
   の電源用制御装置において、 前記複数の制御系のうち、少なくとも１つの制御系に周
   波数逓倍手段を設け、高周波のパルス出力信号が得られ
   る制御系と低周波のパルス出力信号が得られる制御系を
   形成したことを特徴とする電源用制御装置。
3. 【請求項３】 複数の電源回路に対して独立した制御が
   行えるよう複数の制御系を有し、該制御系にかかる発振
   手段を共有させてそれぞれの制御系のパルス出力信号を
   同期させた、マルチ・チャンネル型、パルス幅変調方式
   の電源用制御装置において、 前記発振手段に周波数逓倍手段を付加し、該発振手段か
   ら供給する基準波形信号の周波数に応じて、高周波のパ
   ルス出力信号が得られる制御系と低周波のパルス出力信
   号が得られる制御系を形成したことを特徴とする電源用
   制御装置。
4. 【請求項４】 独立した動作タイミングとあらかじめ設
   定されたパルス周波数にてパルス出力信号を出力し、併
   設された複数の電源回路の少なくとも一つを独立して制
   御するマスター用制御装置、あるいは、該マスター用制
   御装置から同期信号を受け取り、該マスター用制御装置
   に同期した動作タイミングとパルス周波数でパルス出力
   信号を出力し、マスターとは別の電源回路を独立して制
   御するスレーブ用制御装置として使用される、マスター
   ・スレーブ機能を備えたパルス幅変調方式の電源用制御
   装置において、 周波数逓倍手段を有し、前記同期信号に従って出力され
   るパルス出力信号よりも、そのパルス周波数がｎ倍の高
   周波であるようなパルス出力信号を出力することを特徴
   とする電源用制御装置。
5. 【請求項５】 マスター用制御装置から供給される同期
   信号を受け取り、該マスター用制御装置に同期した動作
   タイミングでパルス出力信号を出力し、マスターとは別
   の電源回路を独立して制御する、マスター・スレーブ機
   能を備えたパルス幅変調方式の電源用制御装置におい
   て、 周波数逓倍手段を有し、マスター用制御装置が出力する
   パルス出力信号よりも、そのパルス周波数がｎ倍の高周
   波であるようなパルス出力信号を出力することを特徴と
   する電源用制御装置。
6. 【請求項６】 独立した動作タイミングとあらかじめ設
   定されたパルス周波数にてパルス出力信号を出力し、併
   設された複数の電源回路の少なくとも一つを独立して制
   御し、なおかつスレーブ用の他の制御装置に対して動作
   タイミングを同期させるための同期信号を供給する、マ
   スター・スレーブ機能を備えたパルス幅変調方式の電源
   用制御装置において、 周波数逓倍手段を有し、前記同期信号に従って動作する
   スレーブ用の他の制御装置が出力するパルス出力信号よ
   りも、そのパルス周波数がｎ倍の高周波であるようなパ
   ルス出力信号を出力することを特徴とする電源用制御装
   置。
7. 【請求項７】 独立した動作タイミングとあらかじめ設
   定されたパルス周波数にてパルス出力信号を出力し、併
   設された複数の電源回路の少なくとも一つを独立して制
   御し、なおかつスレーブ用の他の制御装置に対して動作
   タイミングを同期させるための同期信号を供給する、マ
   スター・スレーブ機能を備えたパルス幅変調方式の電源
   用制御装置において、 周波数逓倍手段を有し、自己が出力するパルス出力信号
   よりもそのパルス周波数がｎ倍の高周波であるパルス出
   力信号を出力させるような前記同期信号を他のスレーブ
   用制御装置に供給することを特徴とする電源用制御装
   置。
8. 【請求項８】 出力電圧の設定値に対する偏差量に相当
   する誤差信号と基準波形信号とを比較して前記パルス出
   力信号を発生させる比較手段の出力側に、前記周波数逓
   倍手段を設けたことを特徴とする、請求項５あるいは請
   求項６に記載した電源用制御装置。
9. 【請求項９】 前記パルス出力信号を発生させる比較手
   段に対して基準波形信号を供給する発振手段に、前記周
   波数逓倍手段を付加したことを特徴とする、請求項５、
   請求項６、請求項７のいずれかに記載した電源用制御装
   置。