JPH0970176A - 電源制御装置 - Google Patents

電源制御装置

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JPH0970176A
JPH0970176A JP7242379A JP24237995A JPH0970176A JP H0970176 A JPH0970176 A JP H0970176A JP 7242379 A JP7242379 A JP 7242379A JP 24237995 A JP24237995 A JP 24237995A JP H0970176 A JPH0970176 A JP H0970176A
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Masaaki Moriya
正明 森谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激な負荷変動に対してスイッチング電源を
応答性よく制御できるようにPWM信号のオン幅を制御
できる電源制御装置を提供する。 【解決手段】 第1の所定時間幅より長い第2の所定の
時間幅だけオン幅を増加させるデータを設定するラッチ
100と、前記第1の所定時間幅より長い第2の所定の
時間幅だけオン幅を減少させるデータを設定するラッチ
99と、オフ幅に対するスレショルド時間を設定するラ
ッチ90と、オフ幅とスレショルド時間との関係の推移
に応じてPWM信号のオン幅を制御する増減幅を選択す
るデータ選択手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式複写機
の電源装置等を制御する電源制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7、8及び図9は従来の電源制御装置
の構成を示すブロック図である。同図において、1,
2,3,4,5,6は8ビットのラッチ(レジスタ)
で、その出力端子は、それぞれクロックドバッファ
(B.F)11,12,13,14,15,16を通じ
てバス65に接続されている。また、ラッチ1,2の出
力は、インバータ54,55によりそれぞれの信号が反
転され、バス64に供給されている。インバータ54,
55は、それぞれラッチ2,1の全てのビットの内容を
反転して、それぞれクロックドバッファ17,18を通
じてバス64上に出力する。7,8はラッチで、その出
力端子は、それぞれクロックドバッファ(B.F)1
9,20を通じてバス64に接続されている。ラッチ1
〜8の入力端子は、それぞれバス75に接続されてい
る。
【0003】バス64,65は、それぞれアダー(加算
器)63の異なった組の入力端子に接続され、このアダ
ー63の出力端子は、バス66を介してラッチ9,10
の入力端子及びクロックドバッファ(B.F)74を通
じてバス75に接続されている。このバス75は、クロ
ックドバッファ(B.F)25を通じてCPU(中央演
算処理装置)バス73に接続されている。ラッチ9,1
0の出力端子は、それぞれバス67,68を介してクロ
ックドバッファ(B.F)23,24を通じてバス69
に接続されていると共に、クロックドバッファ(B.
F)22,21を通じてバス64に接続されている。
【0004】26はUPフリーランカウンタで、そのカ
ウント出力端子はバス70を介してデジタルコンパレー
タ27の一方の組の入力端子に接続されている。このデ
ジタルコンパレータ27の他方の組の入力端子は、バス
69に接続されている。29,30は同期型Tフリップ
フロップ(以下、TFFと記述する)で、トグル動作す
る。TFF29,30のそれぞれのQ出力端子は、それ
ぞれPWM1・OUT,PWM2・OUTに接続されて
いる。また、TFF29,30のそれぞれのクロック信
号入力端子はTSETバー信号線に接続され、データ入
力端子は、それぞれ2入力アンドゲート41,42の出
力端子に接続されている。これら2入力アンドゲート4
1,42の入力端子の1つは、共にデジタルコンパレー
タ27の出力端子に信号線71を介して接続されてい
る。2入力アンドゲート41,42の残りの入力端子
は、SUM10,SUM20信号線に接続されている。
【0005】31,32はDラッチで、そのデータ入力
端子Dは、アダー63のキャリー出力端子に接続されて
いる。また、Dラッチ31,32のラッチ信号入力端子
は、それぞれ2入力アンドゲート38,39の出力端子
に接続されている。2入力アンドゲート38,39のそ
れぞれの一方の入力端子には、アダー63のクロック信
号入力端子に加わるTSET信号の信号線が接続され、
他方の入力端子には、それぞれPM1OFS、PM2O
FSの信号線が接続されている。Dラッチ31,32の
Q出力端子は、それぞれ2入力アンドゲート35,36
の一方の入力端子及びインバータ56,57の入力端子
に接続されている。
【0006】51はアナログコンパレータで、その
(−)入力端子に、一端が接地された基準電源52の出
力端子が接続され、(+)入力端子に、外部制御回路の
制御情報検出回路の信号FBIN1が入力されている。
また、アナログコンパレータ51の出力端子は、DFF
28のデータ入力端子に接続され、Qバー出力端子が2
入力アンドゲート33の一方の入力端子に接続されて、
Q出力端子が2入力アンドゲート34の一方の入力端子
に接続されている。また、2入力アンドゲート33,3
4の他方の入力端子は、共にPM1ONS信号線に接続
されている。2入力アンドゲート33,34の出力端子
は、それぞれ2入力オアゲート81,82の一方の入力
端子に接続されていると共に、1H検知回路61のUP
1,DW1信号入力端子に接続されている。
【0007】51−2はアナログコンパレータで、コン
パレータ51と同様に、その(−)入力端子に、一端が
接地された基準電源52−2の出力端子が接続され、
(+)入力端子に、図示しない外部制御回路における制
御情報検出回路の信号FBIN2が入力されている。ま
た、アナログコンパレータ51−2の出力端子は、DF
F28−2のデータ入力端子に接続され、このDFF2
8−2のQバー出力端子が2入力アンドゲート33−2
の一方の入力端子に接続され、Q出力端子が2入力アン
ドゲート34−2の一方の入力端子に接続されている。
また、2入力アンドゲート33−2,34−2の他方の
入力端子は、共にPM2ONS信号線に接続されてい
る。
【0008】また、2入力アンドゲート33−2,34
−2の出力端子は、それぞれ2入力オアゲート81,8
2の一方の入力端子に接続されていると共に、1H検知
回路62のUP2,DW2信号入力端子に接続されてい
る。2入力オアゲート81,82の出力端子は、それぞ
れクロックドバッファ20,19の制御信号入力端子に
接続されている。2入力アンドゲート35,36の一方
の入力端子は、それぞれCHG1ON,CHG2ONの
信号線に接続され、出力端子は、それぞれクロックドバ
ッファ11,12のコントロール信号入力端子に接続さ
れている。PWM1,PWM2ラッチ9,10の制御信
号入力端子は、それぞれ2入力アンドゲート40,37
の出力端子に接続されている。また、2入力アンドゲー
ト40,37の一方の入力端子は、共にTSET信号線
に接続され、他方の入力端子は、それぞれCHG1O
N,CHG2ONの信号線に接続されている。
【0009】47,48は2入力アンドゲートで、その
一方の入力端子は、それぞれCHG1ON,CHG2O
Nの信号線に接続され、他方の入力端子は、それぞれイ
ンバータ56,57の出力端子に接続されている。4
9,50は3入力オアゲートで、その(−)入力端子
は、それぞれ2入力アンドゲート47,48の出力端子
に接続され、他の2本の入力端子は、それぞれ3入力オ
アゲート49のPM1OFS,PM1ONSの信号線に
接続されている。また、3入力オアゲート50はPM2
OFS,PM2ONSの信号線に接続されている。そし
て、3入力オアゲート49,50の出力端子は、それぞ
れクロックドバッファ13,14のコントロール信号入
力端子に接続されている。
【0010】2入力アンドゲート43,44の一方の入
力端子は、共にTSET信号線に接続され、他方の入力
端子は、PM1ONS,PM1ONSの信号線に接続さ
れている。また、2入力アンドゲート43,44の出力
端子は、それぞれ2入力オアゲート45,46の一方の
入力端子に接続されている。また、2入力オアゲート4
5,46の他方の入力端子は、それぞれ0N1SET,
ON2SET信号線に接続されている。また、2入力オ
アゲート45,46の出力端子は、それぞれラッチ3,
4のラッチ入力端子に接続されている。ラッチ1,2,
5,6の制御信号入力端子は、それぞれMAXSET
1,MAXSET2,CPUSET1,CPUSET2
の信号線に接続されている。
【0011】クロックドバッファ15,16,17,1
8,21,22,23,24のコントロール信号入力端
子は、それぞれPM1OF0,PM2OF0,PM1O
FS,PM2OFS,CHG2,CHG1,SUM1
O,SUM2Oの信号線に接続されている。クロックド
バッファ25,74のコントロール信号入力端子は、そ
れぞれDラッチ80のQ出力端子、Qバー出力端子に接
続されている。Dラッチ80はCPUのフラグであり、
そのラッチ入力端子にアドレス信号が入力され、データ
入力端子にフラグへのセットデータがCPUからセット
できるように信号線が接続されている。
【0012】53は前述の各信号線の信号を生成するタ
イミング回路で、インバータ58,2分周回路59,デ
ィレー回路60からなる。85はタイミング回路53の
基本クロック信号入力端子で、2分周回路59の入力端
子とディレー回路60の入力端子にそれぞれ接続されて
いる。ディレー回路60の出力端子は、TSET信号線
に接続されていると共に、インバータ58の入力端子に
接続されている。2分周回路59の出力端子は、UPフ
リーランカウンタ26のクロック信号入力端子に接続さ
れている。また、インバータ58の出力端子は、TSE
Tバー信号線に接続されている。また、タイミング回路
53はDFF29,30のQ出力信号の入力端子を持っ
ている。なお、ディレー回路60が生成可能なディレー
時間は、0からφの半周期以下の時間とする。
【0013】61,62はデジタル値の1H検知回路
で、その入力端子は、それぞれラッチ3,4の出力バス
に接続されている。また、1H検知回路61,62の制
御信号入力端子には、共に前述のようにDFF28,2
8−2の出力信号が入力される。また、1H検知回路6
1,62の出力信号線が、それぞれラッチ3,4のリセ
ット信号入力端子に接続されている。なお、インバータ
54,55は、図10に示すように構成されている。
【0014】次に上記構成の電源制御装置の動作を、図
7〜図9と共に、図11及び図13を参照して説明す
る。図11は図7〜図9に示す電源制御装置の基本タイ
ミングを示す図、図12は同電源制御装置の動作制御手
順を示すフローチャートである。
【0015】なお、図7〜図9には記載していないが、
その動作スタート時には、全てのラッチ、フリップフロ
ップ及びカウンタは、0H(16進数の零)にリセット
されているものとする。
【0016】UPフリーランカウンタ26は、0から1
ずつカウントアップし、FFHになると0になるように
動作する。パルス生成の基本原理は、リセット解除後、
パルス1(PWM1・OUTに生成するPWM信号)の
場合には、PWM1ラッチ9のデータとUPフリーラン
カウンタ26の値を比較して(ステップS701)、そ
の一致したときのUPフリーランカウンタ26の値と、
生成するパルスのオンデータを、アダー63で加算し、
その結果をPWM1ラッチ9にセットし、再びPWM1
ラッチ9の値とUPフリーランカウンタ26の値を比較
し(ステップS702,S703)、一致したときのU
Pフリーランカウンタ26の値と、生成するパルスのオ
フデータをアダー63で加算し、その加算結果をPWM
1ラッチ9にセットする(ステップS704)。この
後、オンデータに1を加え又は引いた(ステップS70
5)値とMAXリミッタ値とを比較し(ステップS70
6)、オンデータがMAXリミッタ値を越える場合はM
AXリミッタ値をオンデータとして選択する(ステップ
S707)。この後、再び、ステップS701のPWM
1ラッチ9の値とUPフリーランカウンタ26の値との
一致比較動作に戻り、以上のシーケンスを繰り返す。
【0017】同様に、パルス2(PWM2・OUTに生
成するPWM信号)の場合には、PWM2ラッチ10の
データとUPフリーランカウンタ26の値を比較して
(ステップS701)、その一致したときのUPフリー
ランカウンタ26の値と、生成するパルスのオンデータ
を、アダー63で加算し、その結果をPWM2ラッチ1
0にセットし、再びPWM2ラッチ10の値とUPフリ
ーランカウンタ26の値を比較し(ステップS702,
S703)、一致したときのUPフリーランカウンタ2
6の値と、生成するパルスのオフデータをアダー63で
加算し、その加算結果をPWM2ラッチ10にセットす
る(ステップS704)。この後、オンデータに1を加
え又は引いた(ステップS705)値とMAXリミッタ
値とを比較し(ステップS706)、オンデータがMA
Xリミッタ値を越える場合はMAXリミッタ値をオンデ
ータとして選択する(ステップS707)。この後、再
びステップS701のPWM2ラッチ10の値とUPフ
リーランカウンタ26の値との一致比較動作に戻り、以
上のシーケンスを繰り返す。
【0018】タイミング的にはPWM1ラッチ9とUP
フリーランカウンタ26のデジタル値の一致比較と同じ
タイミングで、PWM2ラッチ10のデータとラッチ
4、または6のデータとの和演算をアダー63で実行
し、その結果を再びPWM2ラッチ10にセットできる
タイミング設計になっている。同様に、PWM2ラッチ
10とUPフリーランカウンタ26のデジタル値の一致
比較と同じタイミングで、PWM1ラッチ9のデータと
ラッチ3、または5のデータとの和演算をアダー63で
実行し、その結果を再びPWM1ラッチ9にセットでき
るタイミング設計になっている。
【0019】但し、これらの和演算処理は、必ずPWM
1・OUT、PWM2・OUTの出力値が反転したすぐ
次のタイミングやコンパレータの一致信号の生じないタ
イミング、即ち、図11に示すCHG1ON、CHG2
ON、PM1OF0、PM2OF0のタイミングでのみ
実行される。
【0020】これらの制御のために、クロックドバッフ
ァ13,14,15,16,21,22,23,24を
適宜切り替え制御する必要があり、その基本的制御信号
を図6に示す。具体的には、それぞれCHG1ON、C
HG2ON、PM1OF0、PM2OF0、CHG2、
CHG1、SUM1O、SUM2Oである。また、アダ
ー63はTSET信号の立上がりのタイミング毎に、そ
の入力端子に加わる信号の和の結果を、その出力にセッ
トし、その値をバス66上に出力するように動作する。
即ち、通常のアダーとDFFを1つのモジュールにした
構成となっている。
【0021】更に、PWM1ラッチ9には、TSET、
CHG1の論理積した制御信号が2入力アンドゲート4
0を通じて与えられ、PWM2ラッチ10には、TSE
T、CHG2の論理積した制御信号が2入力アンドゲー
ト37を通じて与えられている。また、クロックドバッ
ファ23,24には、それぞれSUM1O、SUM2O
の制御信号が与えられ、前述の複雑な制御を時分割で動
作可能としている。
【0022】なお、CHG1、CHG2は、それぞれP
WM1・OUT、PWM2・OUTの出力値が反転した
すぐ次のTSETの周期のタイミングをさし、CHG1
=CHG1ON+PM1OF0、CHG2=CHG2O
N+PM2OF0である。
【0023】デジタルコンパレータ27の比較結果は信
号線71に出力され、2入力アンドゲート41,42の
出力信号をTFF29,30のT入力に、TSETバー
のタイミングでサンプリングして与え、その出力を反転
させることでPWM1・OUT、PWM2・OUTに正
しいPWM信号が出力される。
【0024】なお、説明の便宜上、図7〜図9の全ての
ラッチ、カウンタ、コンパレータ及びアダーは、8ビッ
トとしているが、適宜のビッサイズで実施できる。ま
た、図11のタイミング例は、PWM1ラッチ3、PW
M2ラッチ4に、それぞれ3Hのデータがセットされて
いるときのものである。また、各回路の初期値は、CP
Uがフラグ80をオンとして、クロックドバッファ25
をスルーの状態にし、クロックドバッファ74をハイイ
ンピーダンス状態とする。その上で、CPUは、アドレ
ス信号とストロボ信号より作られたデータセット信号を
信号線MAXSET1、MAXSET2、ON1SE
T、ON2SET、CPUSET1、CPUSET2に
加え、バス73,75を通じてラッチ1〜6にそれぞれ
初期データをセットする。 その後、CPUはフラグ8
0に0を書き込み、クロックドバッファ74をスルー
に、クロックドバッファ25をハイインピーダンス状態
にする。
【0025】次に、PWM信号パルスのオン幅の制御に
ついて説明する。この制御は、デジタルコンパレータ2
7の一致の生じない、PWM信号がオフ(0)のタイミ
ング中のPW1ONS、PW2ONSを使用してアダー
63を利用して演算している。
【0026】PWM1・OUTのオン幅の制御は、アナ
ログコンパレータ51の比較基準電圧Vref1の値に
対する外部フィードバック信号FBIN1値が、Vre
f1<FBIN1のときには、PWM1・OUTのオン
幅を小さくし、FBIN1の値を小さくするようにし、
Vref1>FBIN1のときには、PWM1・OUT
のオン幅を大きくし、FBIN1の値を大きくするよう
なフィードバック制御を行うようになっている。
【0027】なお、アナログコンパレータ51の出力値
は、DFF28にCMP・CLK1(PM1OFSで代
用可能)に同期してサンプリングされ、その出力がHの
ときには、DFF28のQ出力がHとなり、Lのときに
は、Q出力にLがサンプリングされる。
【0028】そして、DFF28のQ出力がHのとき
は、ゲート33,34,81,82により、PW1ON
Sの信号がHになるタイミングでクロックドバッファ1
9が選択されてスルーとなり、クロックドバッファ20
がハイインピーダンス状態となる。逆に、DFF28の
Q出力がLのときには、ゲート33,34,81,82
により、PW1ONSの信号がHになるタイミングでク
ロックドバッファ0が選択されてスルーとなり、クロッ
クドバッファ19がハイインピーダンス状態となる。
【0029】即ち、オン幅を増やすときには、ラッチ8
の01Hが書き込まれたレジスタ値とラッチ3の値の和
をとり、その和の値を再びラッチ3に書き込み、ラッチ
3の値を1増やすように制御される。また、オン幅を減
らすときには、ラッチ7のFFHの書き込まれたレジス
タ値とラッチ3の値の和をとり、その和の値を再びラッ
チ3に書き込み、ラッチ3の値を1減らすように制御さ
れる。
【0030】同様に、PWM2・OUTのオン幅の制御
は、アナログコンパレータ51−2の比較基準電圧Vr
ef2の値に対する外部フィールドバック信号FBIN
2値が、Vref2<FBIN2のときには、PWM2
・OUTのオン幅を小さくし、FBIN2の値を小さく
するようにし、Vref2>FBIN2のときには、P
WM2・OUTのオン幅を大きくし、FBIN2の値を
大きくするようなフィードバック制御を行うようになっ
ている。
【0031】なお、アナログコンパレータ51−2の出
力値は、DFF28−2にCPM・CLK2(PM2O
FSの信号で代用可能)に同期してサンプリングされ、
その出力がHのときには、DFF28−2のQ出力がH
となり、Lのときには、Q出力にLがサンプリングされ
る。
【0032】そして、DFF28−2のQ出力がHのと
きには、ゲート33−2,34−2,81,82によ
り、PM2ONSの信号がHになるタイミングで、クロ
ックドバッファ19が選択されてスルーとなり、クロッ
クドバッファ20がハイインピーダンス状態となる。逆
に、DFF28−2のQ出力がLのときには、ゲート3
3,34,81,82により、PM1ONSの信号がH
になるタイミングで、クロックドバッファ20が選択さ
れてスルーとなり、クロックドバッファ19がハイイン
ピーダンス状態となる。
【0033】即ち、オン幅を増やすときには、ラッチ8
の01Hが書き込まれたレジスタ値とラッチ4の値の和
をとり、その和の値を再びラッチ4に書き込み、ラッチ
4の値を1増やすように制御される。また、オン幅を減
らすときには、ラッチ7のFFHの書き込まれたレジス
タ値とラッチ4の値の和をとり、その和の値を再びラッ
チ4に書き込み、ラッチ4の値を1減らすように制御さ
れる。
【0034】以上の制御のためのタイミングは、PWM
1・OUTのオン幅の制御データの入っているラッチ3
に対しては、PM1ONSとTSETの信号を2入力ア
ンドゲート43を通し、更にオアゲート45を通して与
えられ、バッァ13には、オアゲート49を通じてPM
1ONSの信号が与えられる。同様に、PWM2・OU
Tのオン幅の制御データの入っているラッチ4に対して
は、PM2ONSとTSETの信号を2入力アンドゲー
ト44を通し、更にオアゲート46を通して与えられ、
バッァ14には、オアゲート50を通じてPM2ONS
の信号が与えられる。
【0035】なお、CMP・CLK1は、PM1ONS
に同期したサンプリング信号であればよく、同様にCM
P・CLK1は、PM1ONSに同期したサンプリング
信号であればよい。ラッチ8,7の値を変えることによ
り、増減するオン幅を適宜に選択することができる。
【0036】次に、パルスの最大値(最大オン幅)リミ
ッタの制御について説明する。この制御もコンパレータ
27の一致の生じない、PWM信号がオフ(0)のタイ
ミングを利用しており、具体的には、PM1OFS、P
M2OFSを使用してアダー63を利用して演算してい
る。
【0037】PWM1・OUTの場合、PM1OFSの
タイミングで、ラッチ3のレジスタ値とラッチ1のレジ
スタ値(PWM1の最大パルス幅値)の反転値がアダー
63で加算され、その結果にキャリーがあれば、Dラッ
チ31に1がセットされ、なければ0がセットされる。
なお、そのラッチのタイミングは、PM1OFSとTS
ET信号がアンドゲート38を通じてDラッチ31に与
えられる。一旦、Dラッチ31のQ出力が1になると、
2入力アンドゲート47はオフに、2入力アンドゲート
35はオンになり、次のCHG1ONの信号が入力され
たときには、ラッチ3の内容の代わりに、ラッチ1のレ
ジスタ値の内容がバス65上に出力される。
【0038】即ち、ラッチ1にセットされているオン幅
の最大値にPWM1・OUTのオン幅が常に制御され
る。これは、ラッチ1の最大値の幅データの反転した値
とオン幅を和演算すると、オン幅がラッチ1の最大値の
幅のデータより大きくなって、前述の和演算の結果にキ
ャリーが生じることを利用し、この情報をラッチして制
御する制御方法を採用しているためである。
【0039】Dラッチ31のQ出力が0のときには、2
入力アンドゲート47の一方の入力がHとなり、2入力
アンドゲート35がオン禁止状態となり、次のCHG1
ONの信号が入力されたときには、ラッチ3の内容がそ
のままバス65上に出力される。これらのバス制御のた
め、ラッチ17,18、クロックドバッァ11,12,
13,14が、それぞれPM2OFS、PM1OFS、
CHG1ON、CHG2ON、CHG1ON、CHG2
ONに同期して制御される。
【0040】なお、オン幅の最小値制御等も同様の手法
を用いて容易に実現することができる。
【0041】1H検知回路61,62は、オン幅の1H
を検出して、その幅以下にならないようにする回路であ
り、それぞれラッチ3,4の“1”値を検知し且つDW
1、DW2が1で、UP1、UP2が0のとき、ラッチ
3,4のレジスタを常に1にセットするように動作し、
それぞれDW1、DW2が1から0になり、UP1、U
P2が0から1になるとラッチ3,4への1のセットを
解除するように動作する。
【0042】PWM2・OUTの場合、PM2OFSの
タイミングでラッチ4のレジスタ値とラッチ2のレジス
タ値(PWM2最大パルス幅値)が、アダー63で加算
され、その結果にキャリーがあれば、Dラッチ32に1
がセットされ、キャリーがなければ、0がセットされ
る。なお、そのラッチのタイミングは、PM2OFSと
TSET信号が2入力アンドゲート39を通じてDラッ
チ32に与えられる。一旦、Dラッチ32のQ出力が1
になると、2入力アンドゲート48はオフに、2入力ア
ンドゲート36はオンとなり、次のCHG2ONの信号
が入力されたときには、ラッチ4の内容の代わりに、ラ
ッチ2の内容がバス65上に出力される。
【0043】即ち、常にラッチ2にセットされているオ
ン幅の最大値にPWM2・OUTのオン幅が制御され
る。これは、ラッチ2の最大値の幅のデータの反転した
値とオン幅を和演算すると、オン幅がラッチ2の最大値
の幅のデータより大きくなって、前述の和演算の結果に
キャリーが生じることを利用し、この情報をラッチして
制御する制御方法を採用しているからである。
【0044】Dラッチ32のQ出力が0のときには、2
入力アンドゲート48の一方の入力がHとなり、2入力
アンドゲート36がオン禁止状態となり、次のCHG2
ONの信号が入力されたときには、ラッチ4の内容がそ
のままバス65上に出力される。
【0045】なお、タイミング回路53が以上の動作タ
イミングを作成するもので、端子85に基本クロック信
号を与え、2分周器59で分周された信号の信号線が、
UPフリーランカウンタ26のクロック信号入力端子に
接続されている。また、基本クロックをディレー回路6
0で遅延された信号がTSET信号として出力され、そ
れをインバータ59で反転した信号がTSETバーとし
て使用される。それ以外の全てのタイミングは、これら
の信号と、PWM1・OUT、PWM2・OUTの信号
を用いて、タイミング回路53内でデジタル微分の手法
で容易に生成できる。
【0046】図13、図14及び図15は、図7〜図9
と異なる従来の電源制御装置の構成を示すブロック図で
あり、各図において、上述した図7〜図9と同一部分に
は同一符号が付してある。図13〜図15において、図
7〜図9と異なる点は、図7〜図9の構成に8ビットの
DFF400と、2入力オアゲート401を付加したこ
とである。
【0047】DFF400のクロック反転入力端子に
は、TSET信号が入力され、データ入力端子は、UP
フリーランカウンタ26の8ビットの出力端子に接続さ
れ、Q出力端子にバッファ21,22の入力端子の配線
が接続され、この部分の入力結線が、図7〜図9のバッ
ファ21,22の入力結線と異なっている。また、図7
〜図9では、アンドゲート41の一方の入力端子にデジ
タルコンパレータ27の出力端子が直接接続されている
が、図13〜図15では、2入力オアゲート401を介
して接続されている。2入力オアゲート401の他方の
入力端子は、外部からのトリガ信号TIMが入力される
トリガ入力端子402に接続されている。
【0048】次に、上記構成の電源制御装置の動作を説
明する。
【0049】外部からのトリガ信号TIMが入力されな
いときは、DFF400を有しない図7〜図9の構成の
電源制御装置でも構わないが、今、一致信号がデジタル
コンパレータ27の出力端子に出力されていないとき
に、外部信号によりPWM信号を制御するためトリガ入
力端子402にH信号が入力すると、デジタルコンパレ
ータ27の値とUPフリーランカウンタ26の値が一致
しておらず、DFF400を有しない図7〜図9の構成
の電源制御装置では、ラッチ9,10に再設定する値が
不正確となり、誤動作する。
【0050】そのため、UPフリーランカウンタ26の
値が1つずつ変化する度に、TSET信号の立ち下がり
毎にDFF400にカウンタ値をラッチしておくことに
よって、トリガ入力端子402にトリガ信号TIMを与
えることによって、PWM信号のオフ幅等を瞬時に変化
させたとき、アダー63によって、DFF400の値と
所要のPWMのオンデータ、またはオフデータとの和を
算出し、誤動作しないPWM動作を実現できる。また、
デジタルコンパレータ27の出力が1になっても、当然
UPフリーランカウンタ26のカウント値がデジタルコ
ンパレータ27のコンパレータ値となったときのデジタ
ルコンパレータ27の値をDFF400にラッチし、図
7〜図9の構成の電源制御装置と同じ動作をする。
【0051】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、PWM信号のオン幅に対する増減
幅は、ラッチ7,8に設定される1組のデータのみであ
り、また出力するオン幅を高階調とするために、通常、
ラッチ7にはFFHを、ラッチ8には01Hを設定し、
PWM信号の増減幅を最小増減幅であるUPフリーラン
カウンタ26のクロックパルスの周期にするため、制御
対象であるスイッチング電源において急激な負荷変動が
生じ、フライバック波形の波高値が低下した場合、これ
を一気に回復させるために、PWM信号のオン幅を急激
に増加させて、応答よく追従させることは困難となると
いう問題点があった。
【0052】この発明はかかる従来の技術の有する不具
合を改善するためになされたもので、急激な負荷変動に
対してスイッチング電源を応答性よく制御することがで
きる電源制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0053】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項1の電源制御装置は、第1の所定
の時間幅でオン幅が増減し、所定の時間に設定されたオ
フ幅が外部から入力されるトリガ信号によって前記所定
の時間より短い時間に制御されるパルス幅変調信号を生
成して、スイッチング電源を制御する電源制御装置にお
いて、前記第1の所定の時間幅より長い第2の所定の時
間幅だけオン幅を増加させるデータを設定する第1デー
タ設定手段と、前記第1の所定の時間幅より長い第2の
所定の時間幅だけオン幅を減少させるデータを設定する
第2データ設定手段と、オフ幅に対するスレショルド時
間を設定するスレショルド時間設定手段と、オフ幅が前
記スレショルド時間を越えたことを検知すると前記第2
の所定の時間幅だけオン幅を増加させるデータを選択し
且つオフ幅が前記スレショルド時間を越え続けている間
は前記第1の所定の時間幅だけオン幅を減少させるデー
タを選択すると共にオフ幅が前記スレショルド時間を越
えなくなったことを検知すると前記第2の所定の時間幅
だけオン幅を減少させるデータを選択するデータ選択手
段とを具備したことを特徴とするものである。
【0054】また、上記目的を達成するために、この発
明の請求項2の電源制御装置は、請求項1の電源制御装
置において、前記第2の所定の時間幅よりオン幅が短い
とき、前記第2の所定の時間幅だけオン幅を減少させる
場合、オン幅をゼロにリセットするリセット手段を設け
たことを特徴とするものである。
【0055】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図6に基づき説明する。
【0056】図1〜図4は本発明の実施の形態に係る電
源制御装置の構成を示すブロック図であり、同図におい
て、上述した図13〜図15と同一部分には、同一符号
が付してある。図1〜図4において、図13〜図15と
異なる点は、図13〜図15の構成に、ラッチ90、イ
ンバータ91、カウンタ92、RSFF93、DFF9
4,95、エクスクルーシブノアゲート(以下、XNO
Rと記述する)96、ナンドゲート97,98、ラッチ
99,100、クロックドバッファ101,102、イ
ンバータ103及びアンドゲート104を付加したこと
である。
【0057】ラッチ90は、PWM信号のオフ幅に対す
るスレショルド時間を設定する8ビットラッチで、その
入力端子は、バス75に接続されている。91は、イン
バータ54,55と同様の構成となっている8ビットの
インバータで、その入力端子は、ラッチ90の各ビット
出力端子と接続されている。カウンタ92のロードデー
タ入力端子には、インバータ91の各ビット出力端子が
接続され、そのロードデータ入力端子には、チャンネル
1のPWM出力であるPWM1・OUTが入力され、ク
ロック入力端子には、SUM20が入力されている。R
SFF93のセットに入力端子は、カウンタ92のキャ
リー出力端子に接続され、リセット入力端子には、PM
1ONSが入力されている。DFF94のD入力端子
は、RSFF93のQ出力端子に接続され、トリガ入力
端子には、PWM1・OUTが入力されている。
【0058】DFF95のD入力端子は、DFF94の
Q出力端子と接続され、トリガ入力端子には、PWM1
・OUTが入力されている。XNOR96の2つの入力
端子は、DFF94,95のQ出力端子とそれぞれ接続
され、その出力はアンドゲート33,34の増設された
それぞれの入力に接続されている。アンドゲート97の
3つの入力端子には、DFF94のQ出力と、DFF9
5のQバー出力と、PM1ONSが入力されている。ア
ンドゲート98の3つの入力端子には、DFF94のQ
バー出力と、DFF95のQ出力と、PM1ONSが入
力されている。99は、PWM信号のオン幅を所定の時
間幅だけ減少させるデータを設定するラッチで、その入
力端子は、バス75に接続されている。100は、PW
M信号のオン幅を所定の時間幅だけ増加させるデータを
設定するラッチで、その入力端子は、バス75に接続さ
れている。
【0059】クロックドバッファ101,102の入力
端子には、それぞれラッチ99,100の出力端子と接
続され、それぞれのゲート入力端子は、アンドゲート9
8,97の出力端子と接続され、それぞれの出力端子
は、バス64と接続されている。インバータ103の入
力端子は、アダー63のキャリー出力端子と接続されて
いる。アンドゲート104の2つの入力端子には、アン
ドゲート98の出力とインバータ103の出力が入力さ
れ、その出力端子は、ラッチ3のリセット端子に接続さ
れている。
【0060】なお、ラッチ99を削除し、ラッチ100
の出力をインバータを介してクロックドバッファ101
に入力するように構成してもよい。その場合、後述する
演算動作において、クロックドバッファ101,102
からデータが出力され、演算が遂行された後で出力され
るPWM信号のオン幅は、その減少幅が増加幅より最小
増減幅分だけ長くなる。
【0061】次に、本実施の形態に係る電源制御装置に
おいて、図13〜図15の構成に付加した部分の動作
を、図5と図6を参照して説明する。
【0062】なお、トリガ入力端子402には、制御対
象であるスイッチング電源のフライバック波形のゼロク
ロス同期信号が入力されており、図13〜図15の電源
制御装置と同様にシステムスタート時には、前記付加構
成部分のラッチ90,99,100への初期データの設
定は完了し、RSFF93,DFF94,95のQ出力
は、Lにリセットされている。
【0063】初めに、図5を参照して、PWM信号のオ
フ幅がスレショルド時間を越えたことを検知する動作に
ついて説明する。PWM1・OUTがオン状態で、カウ
ンタ92のロード入力端子にHが入力されているとき、
SUM20の立ち下がりに同期して、インバータ91を
通ったラッチ90の設定値の反転データがカウンタ92
にロードされる(図5のt1)。今、ラッチ90の設定
データを0FHとすると、カウンタ92にはF0Hがロ
ードされる。その後、PWM1・OUTがオフ状態とな
り、カウンタ92のロードが解除されてからSUM20
の16回目の立ち下がりに同期して、カウンタ92のキ
ャリー出力がHとなる。また、同時にRSFF93のQ
出力もHとなる(図5のt2)。RSFF93は、この
Q出力HをPWM1・OUTの次のオフ状態において、
PM1ONSが立ち上がるまで維持するため(図5のt
4)、PWM信号のオフ幅が16クロック(1クロック
長は、PWM信号のオン幅の最小出力幅を意味し、SU
M20の1周期の長さと同じである)以上の長さになる
と、その立上がりに同期してDFF94のQ出力はHと
なる(図5のt3)。このH出力により、PWM信号の
オフ幅がスレショルド時間を越えたと判断される。逆
に、PWM信号のオフ幅が15クロック以下である場合
は(但し、図示しないプロテクト回路によって、オフ幅
が6クロック以下にならないようにトリガ信号TIMが
阻止されているものとする)、RSFF93のQ出力
は、PWM1・OUTの立上がりのときLであるので、
DFF94のQ出力はLとなる(図5のt5)。このL
出力により、PWM信号のオフ幅がスレショルド時間を
越えなかったと判断される。
【0064】次に、図6のタイムチャートを参照して、
スイッチング電源の負荷急変によるPWM信号のオフ幅
の変化に対応したオン幅の増減動作について説明する。
なお、図6に示されるタイムチャート以前で、PWM信
号のオフ幅はスレショルド時間を越えていないものとす
る。また、ラッチ90にはスレショルド時間データとし
て0FH(15クロック)が、ラッチ99にはオン幅減
少データとしてF6H(−10クロック)が、ラッチ1
00にはオン幅増加データとして0AH(10クロッ
ク)が、それぞれ設定されている。
【0065】時間幅がAであるオンパルス(1)が出力
された後のPM1ONSによる演算では、オンパルス
(1)の出力以前でオフ幅がスレショルド時間を越えて
いないことにより、DFF94,95のQ出力は共にL
であり、XNOR96はHを出力し且つDFF28のQ
出力はLであるので、オアゲート81がHを出力し、P
M1ONSに同期してクロックドバッファ20のゲート
が開かれる(図6のt1)。これにより、ラッチ8に設
定されているデータ01H(1クロック)がオンパルス
(1)のデータに加算される。
【0066】その後、スイッチング電源の負荷の急変に
よりオフ幅がスレショルド時間を越える16クロックに
達すると、時間幅がA+1クロック=Bであるオンパル
ス(2)が出力された後のPM1ONSによる演算で
は、DFF94のQ出力はHとなり、この出力とDFF
95のQバー出力Hにより、アンドゲート97はHを出
力し、クロックドバッァ102のゲートが開かれる(図
6のt2)。これにより、ラッチ100に設定されてい
るデータ0AH(10クロック)がオンパルス(2)の
データに加算される。
【0067】そして、この演算結果として出力される時
間幅がB+10クロック=Cであるオンパルス(3)が
立ち上がったときもオフ幅が16クロックに達している
と、オンパルス(3)が立ち下がった後のPM1ONS
による演算では、DFF94,95のQ出力は共にHで
あり、XNOR96はHを出力し且つDFF28のQ出
力はHであるので、オアゲート82がHを出力し、PM
1ONSに同期してクロックドバッファ19のゲートが
開かれる(図6のt3)。これにより、ラッチ7に設定
されているデータFFH(−1クロック)がオンパルス
(3)のデータに加算される。
【0068】その後、スイッチング電源の負荷が急変前
の状態に戻り、オフ幅が8クロックとなり、スレショル
ド時間を越えなくなると、時間幅がC−1クロック=D
であるオンパルス(4)が出力された後のPM1ONS
による演算では、DFF94のQバー出力がHとなり、
この出力とDFF95のQ出力Hにより、アンドゲート
98はHを出力し、クロックドバッファ101のゲート
が開かれる(図6のt4)。これにより、ラッチ99に
設定されているデータF6H(−10クロック)がオン
パルス(4)のデータに加算される。
【0069】なお、この演算時にオンパルスのデータが
09H以下(9クロック以下)である場合は、正常にオ
ン幅減少の演算が遂行されるときには、Hとなるアダー
63のキャリー出力がLであるので、この出力Lのイン
バータ103による出力Hとアンドゲート98の出力H
によって、アンドゲート104を介してラッチ3のリセ
ット端子にPM1ONSに同期させて、Hを入力する。
これにより、ラッチ3がリセットされ、リミッタ動作が
行われる。
【0070】その後、時間幅がD−10クロック=Eで
あるオンパルス(5)が立ち上がったときも、スイッチ
ング電源の負荷が急変前の状態でオフ幅が8クロックで
あると、DFF94,95のQ出力は、共にLとなり、
XNOR96はHを出力し、システムの前記付加構成部
分の出力状態は、スイッチング電源の負荷が急変する前
の状態に戻る。
【0071】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電源制御
装置によれば、制御対象であるスイッチング電源の負荷
の急変を、PWM信号のオフ幅がスレショルド時間を越
えたことにより検知し、急激な負荷変動に対してスイッ
チング電源を応答性よく制御できるようにPWM信号の
オン幅を制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電源制御装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】同電源制御装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】同電源制御装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図4】同電源制御装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】同電源装置におけるPWM信号のオフ幅がスレ
ショルド時間を越えたことを検知する動作を示すタイム
チャートである。
【図6】同電源装置におけるPWM信号のオフ幅の変化
に対応したオン幅の増減動作を示すタイムチャートであ
る。
【図7】従来の電源制御装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図8】同従来の電源制御装置の構成を示すブロック図
である。
【図9】同従来の電源制御装置の構成を示すブロック図
である。
【図10】同従来の電源制御装置におけるインバータの
構成を示すブロック図である。
【図11】同従来の電源制御装置の動作を示すタイムチ
ャートである。
【図12】同従来の電源制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。
【図13】図7〜図9とは異なる従来の電源制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図14】同従来の電源制御装置の構成を示すブロック
図である。
【図15】同従来の電源制御装置の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 ラッチ 2 ラッチ 3 ラッチ 4 ラッチ 5 ラッチ 6 ラッチ 7 ラッチ 8 ラッチ 9 ラッチ 10 ラッチ 26 UPフリーランカウンタ 27 デジタルコンパレータ 29 DFF 30 DFF 63 アダー 90 ラッチ(スレショルド時間設定手段) 92 カウンタ 93 RSFF 94 DFF 95 DFF 96 エクスクルーシブノアゲート 97 ナンドゲート 98 ナンドゲート 99 ラッチ(第2データ設定手段) 100ラッチ(第1データ設定手段) 101クロックドバッファ 102クロックドバッファ 103インバータ 104アンドゲート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の所定の時間幅でオン幅が増減し、
    所定の時間に設定されたオフ幅が外部から入力されるト
    リガ信号によって前記所定の時間より短い時間に制御さ
    れるパルス幅変調信号を生成して、スイッチング電源を
    制御する電源制御装置において、前記第1の所定の時間
    幅より長い第2の所定の時間幅だけオン幅を増加させる
    データを設定する第1データ設定手段と、前記第1の所
    定の時間幅より長い第2の所定の時間幅だけオン幅を減
    少させるデータを設定する第2データ設定手段と、オフ
    幅に対するスレショルド時間を設定するスレショルド時
    間設定手段と、オフ幅が前記スレショルド時間を越えた
    ことを検知すると前記第2の所定の時間幅だけオン幅を
    増加させるデータを選択し且つオフ幅が前記スレショル
    ド時間を越え続けている間は前記第1の所定の時間幅だ
    けオン幅を減少させるデータを選択すると共にオフ幅が
    前記スレショルド時間を越えなくなったことを検知する
    と前記第2の所定の時間幅だけオン幅を減少させるデー
    タを選択するデータ選択手段とを具備したことを特徴と
    する電源制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の所定の時間幅よりオン幅が短
    いとき、前記第2の所定の時間幅だけオン幅を減少させ
    る場合、オン幅をゼロにリセットするリセット手段を設
    けたことを特徴とする請求項1記載の電源制御装置。
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