JPH11275858A - Switching power unit - Google Patents

Switching power unit

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JPH11275858A
JPH11275858A JP6499A JP6499A JPH11275858A JP H11275858 A JPH11275858 A JP H11275858A JP 6499 A JP6499 A JP 6499A JP 6499 A JP6499 A JP 6499A JP H11275858 A JPH11275858 A JP H11275858A
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switching
power supply
digital signal
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幸一郎 三浦
Masahiko Hirokawa
正彦 広川
Hisanori Cho
寿典 長
Shigetaka Maeyama
繁隆 前山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power unit which is improved in output stability, when the load current or input voltage of the unit changes abruptly, or the like, without making the control algorithm more complicated. SOLUTION: A switching power unit incorporates a switch circuit 40 which forms a switching output having a pulse-like waveform by switching input power, an output circuit 42 which outputs the switching output of the circuit 40 by converting the output into a direct current, and a digital control section 70. The control section 70 inputs the analog signal of at least one of the voltage and current outputted from the output circuit 42, converts the inputted analog signal into a digital signal, computes a command value which decides the switching frequency, turning-on time, or turning-off time of the switch circuit 40, based on the obtained digital output voltage signal or digital output current signal, generates a pulse based on the command value, and controls the switching operations of the switch circuit 40 by supplying the pulse to the circuit 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上に利用分野】本発明は,スイッチング電源装置
に関する。特に本発明は,入力された電力をスイッチン
グして断続するパルス状の波形のスイッチング出力を形
成するスイッチ回路を備え,該スイッチ回路により形成
されたパルス状の出力を直流に変換して出力するととも
に,この直流出力を制御回路によって監視し,該直流出
力が一定となるようにスイッチング動作を制御するスイ
ッチング電源装置に関する。より詳細に述べると,本発
明は,制御回路としてディジタル回路を用いるスイッチ
ング電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply. In particular, the present invention includes a switch circuit for switching the input power to form a switching output having a pulse-like waveform that is intermittent, and converts the pulse-like output formed by the switch circuit into a direct current and outputs the converted output. The present invention relates to a switching power supply device that monitors this DC output by a control circuit and controls the switching operation so that the DC output becomes constant. More specifically, the present invention relates to a switching power supply using a digital circuit as a control circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスイッチング電源装置では,制御
回路はアナログ回路によって構成されるのが普通であ
る。この場合,出力電圧または出力電流を表す信号は,
アナログ信号の形態であり,このアナログ信号がアナロ
グ量として処理され,その処理結果に基づいて,スイッ
チング動作を制御するのに必要な制御信号が得られる。
一般に,スイッチング電源装置においては,制御の最適
化のために,入力電圧や負荷電流の変動に応じて,電力
変換回路の動作モードを変える場合がある。このような
場合には,それぞれの動作モードに応じた複数の制御ア
ルゴリズムをあらかじめ用意しておき,それらを適宜切
り換えて使用することにより最適制御を行う必要があ
る。しかし,従来のアナログ制御回路を用いたスイッチ
ング電源装置においては,制御回路における信号処理
は,すべてハードウェアとしての回路構成により行われ
るため,電力変換回路の動作モードの変化に対応して制
御アルゴリズムを切り換えて最適制御を実現するには,
各制御アルゴリズムに対応した制御回路すなわちハード
ウェアをあらかじめ用意し,動作モードに応じてそれら
を切り換えて使用するようにしなければならない。これ
は,ハードウェアとしての制御回路を複数種類用意しな
ければならないことを意味する。従って,この構成は,
回路構成が著しく複雑になり,現実的とはいえない。
2. Description of the Related Art In a conventional switching power supply device, a control circuit is usually constituted by an analog circuit. In this case, the signal representing the output voltage or output current is
This is a form of an analog signal, and the analog signal is processed as an analog quantity, and a control signal necessary for controlling the switching operation is obtained based on the processing result.
Generally, in a switching power supply, the operation mode of a power conversion circuit may be changed in accordance with a change in an input voltage or a load current in order to optimize control. In such a case, it is necessary to prepare a plurality of control algorithms corresponding to the respective operation modes in advance, and perform optimal control by appropriately switching and using these. However, in a conventional switching power supply device using an analog control circuit, the signal processing in the control circuit is entirely performed by a circuit configuration as hardware. To achieve optimal control by switching,
A control circuit, that is, hardware, corresponding to each control algorithm must be prepared in advance, and switched and used according to the operation mode. This means that a plurality of types of control circuits as hardware must be prepared. Therefore, this configuration
The circuit configuration becomes remarkably complicated and cannot be said to be realistic.

【0003】スイッチング電源装置において,制御回路
をディジタル回路で構成すると,アナログ回路で構成し
た場合と比べて出力信号を検出してから制御信号を出力
するまでの信号処理時間が長くなる傾向にある。このこ
とは,負荷電流や入力電圧が急変した時や異常状態が発
生した時の追随性が,アナログ回路で構成した場合より
も悪くなる傾向にあることを意味している。特開昭62-2
25163 号公報には,スイッチング電源装置において,ス
イッチ回路にディジタル制御装置を使用する技術が開示
されている。この公開特許公報に開示されたスイッチン
グ電源装置は,入力電力をスイッチングするチョッパ回
路と負荷変動を検知する検知回路とを備え,該チョッパ
回路の制御のためにディジタル・コントローラが設けら
れる。このディジタル・コントローラは,検出回路によ
り検出された信号に基づいて所定のデューティ比の制御
パルスを生成し,この制御信号をスイッチ回路に与えて
該スイッチ回路の動作を制御する。
In a switching power supply device, when a control circuit is configured by a digital circuit, a signal processing time from detection of an output signal to output of a control signal tends to be longer than when the control circuit is configured by an analog circuit. This means that the followability when the load current or the input voltage changes suddenly or when an abnormal state occurs tends to be worse than when the analog circuit is used. JP-A-62-2
Japanese Patent No. 25163 discloses a technique of using a digital control device for a switch circuit in a switching power supply device. The switching power supply device disclosed in this publication includes a chopper circuit for switching input power and a detection circuit for detecting a load change, and a digital controller is provided for controlling the chopper circuit. The digital controller generates a control pulse having a predetermined duty ratio based on a signal detected by the detection circuit, and supplies the control signal to a switch circuit to control the operation of the switch circuit.

【0004】この公開特許公報は,この種のディジタル
制御装置を備えたスイッチング電源装置において,該ス
イッチング電源装置の負荷変動に対応して,適切なスイ
ッチング制御ができるようにする技術を教示する。すな
わち,この公開特許公報が推奨する構成は,スイッチ回
路の制御のために,あらかじめ負荷に応じて設定される
べき制御量が記憶されている記憶回路を備えており、該
記憶回路から負荷に応じた制御量を読み出して所定のデ
ューティ比の制御パルスを生成するものである。この場
合,記憶回路にはスイッチング電源装置の動作範囲内す
べての制御データを記憶させておく必要がある。また、
特開平2-74152 号公報も,スイッチング電源装置におい
て,スイッチ回路にディジタル制御装置を使用する技術
を開示する。この公開特許公報に開示されたスイッチン
グ電源装置は、入力電力をスイッチングするスイッチ回
路と,該スイッチ回路の出力を平滑化して出力する平滑
化回路とを備え,該スイッチ回路の制御のためにディジ
タルコントローラが設けられている。このディジタルコ
ントローラは,スイッチング電源装置の出力電圧値に基
づいて所定のデューティ比の制御パルス信号を生成し,
この制御パルス信号をスイッチ回路に与えて該スイッチ
回路の動作を制御する。
This publication teaches a technique for enabling a switching power supply having a digital control device of this type to perform appropriate switching control in response to a load change of the switching power supply. That is, the configuration recommended by this publication includes a storage circuit in which a control amount to be set in advance according to the load is stored for controlling the switch circuit, and the storage circuit stores the control amount in accordance with the load. The control amount is read to generate a control pulse having a predetermined duty ratio. In this case, it is necessary to store all control data within the operation range of the switching power supply in the storage circuit. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74152 also discloses a technique of using a digital controller for a switch circuit in a switching power supply. The switching power supply disclosed in this publication includes a switch circuit for switching input power, and a smoothing circuit for smoothing and outputting the output of the switch circuit, and a digital controller for controlling the switch circuit. Is provided. The digital controller generates a control pulse signal having a predetermined duty ratio based on the output voltage value of the switching power supply,
This control pulse signal is applied to a switch circuit to control the operation of the switch circuit.

【0005】この公開特許公報は、この種のディジタル
制御装置を備えたスイッチング電源装置において,該ス
イッチング電源装置への入力を供給する電源の出力に変
動があったときに生じるスイッチング電源装置への入力
電圧の変化に対応して,適切なスイッチング動作ができ
るようにする技術を教示する。すなわち,この公開特許
公報が推奨する構成は、スイッチ回路の制御のために複
数の演算式を準備しておき,スイッチング電源への入力
電圧の検出値に応じて該複数の演算式の中から所望のも
のを選択して使用するものである。この場合,入力電圧
は,入力電圧検出手段により検出される。
[0005] This publication discloses a switching power supply provided with a digital control device of this kind, which is generated when the output of a power supply for supplying an input to the switching power supply fluctuates. Techniques for enabling appropriate switching operations in response to voltage changes are taught. That is, in the configuration recommended by this patent publication, a plurality of arithmetic expressions are prepared for controlling the switch circuit, and a desired arithmetic expression is selected from the plurality of arithmetic expressions according to the detected value of the input voltage to the switching power supply. Is used. In this case, the input voltage is detected by the input voltage detecting means.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は,負荷
電流や入力電圧が急変した場合や異常状態が発生した場
合に,制御アルゴリズムを複雑にすることなく,出力安
定度が高いスイッチング電源装置を提供することであ
る。本発明のもう一つの課題は,記憶しているべき指令
値情報を装置の動作中に記憶・修正可能なスイッチング
電源装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switching power supply having a high output stability without a complicated control algorithm when a load current or an input voltage changes suddenly or when an abnormal state occurs. It is to provide. Another object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of storing and correcting command value information to be stored during operation of the device.

【0007】[0007]

【問題点を解決するための手段】上述した課題解決のた
め,本発明に係るスイッチング電源は,入力された電力
をスイッチングして断続するパルス状の波形のスイッチ
ング出力を形成するスイッチ回路と,該スイッチング出
力を直流に変換して出力する出力回路と,ディジタル制
御部とを含む。このディジタル制御部は,出力回路から
出力される電圧及び電流の少なくとも一方のアナログ信
号が入力され該アナログ信号をディジタル信号に変換
し,得られた出力電圧ディジタル信号または出力電流デ
ィジタル信号或いはその両方に基づいて,スイッチ回路
のスイッチング周波数,オン時間またはオフ時間の少な
くとも一つを定める指令値を演算し,この指令値に基づ
いてパルスを生成し,このパルスをスイッチ回路に供給
してそのスイッチ動作を制御する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a switching power supply according to the present invention comprises a switch circuit for switching input power to form a switching output having an intermittent pulse waveform, and An output circuit that converts a switching output into a direct current and outputs the converted output, and a digital control unit. The digital control unit receives an analog signal of at least one of a voltage and a current output from the output circuit, converts the analog signal into a digital signal, and converts the analog signal into a digital output signal or a digital output current signal or both. A command value that determines at least one of the switching frequency, the on-time, and the off-time of the switch circuit is calculated based on the command value, a pulse is generated based on the command value, and the pulse is supplied to the switch circuit to perform the switch operation. Control.

【0008】特に、本発明のスイッチング電源装置は,
あらかじめ出力電圧ディジタル信号及び出力電流ディジ
タル信号の少なくとも一つに対応する指令値補償情報が
記憶手段に記憶されており,該出力電圧ディジタル信号
又は出力電流ディジタル信号が急変したときに、指令値
補償情報と、出力電圧ディジタル信号及び出力電流ディ
ジタル信号のうちの急変している方の信号とに基づい
て,スイッチ回路に与えられる指令値を演算するように
なったことを特徴とする。本発明の一態様においては,
出力電圧アナログ信号及び/または出力電流アナログ信
号は,スイッチ回路のスイッチング周期に同期して,ス
イッチング周期の同位相において取り込まれ,このアナ
ログ信号に基づいて出力電圧ディジタル信号及び/また
は出力電流ディジタル信号が得られる。出力電流アナロ
グ信号は,出力回路のどの部分を流れる電流でも良い。
例えば,出力回路に出力を整流し平滑化するための平滑
化回路が設けられ,この回路にインダクタが備えられる
場合には,該インダクタを流れるインダクタ電流を検出
し,出力電流アナログ信号を得ることができる。
In particular, the switching power supply of the present invention
Command value compensation information corresponding to at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal is stored in the storage means in advance, and when the output voltage digital signal or the output current digital signal suddenly changes, the command value compensation information is stored. A command value given to the switch circuit is calculated based on the output voltage digital signal and the rapidly changing one of the output current digital signals. In one embodiment of the present invention,
The output voltage analog signal and / or the output current analog signal are captured in the same phase of the switching cycle in synchronization with the switching cycle of the switch circuit, and based on the analog signal, the output voltage digital signal and / or the output current digital signal are converted. can get. The output current analog signal may be a current flowing through any part of the output circuit.
For example, if an output circuit is provided with a smoothing circuit for rectifying and smoothing the output, and this circuit is provided with an inductor, it is possible to detect an inductor current flowing through the inductor and obtain an output current analog signal. it can.

【0009】指令値演算の周期はスイッチング周期の整
数倍とし,アナログ信号の取込みは指令値演算の周期ご
とに少なくとも1回ずつ行われる。スイッチング電源装
置においては,出力回路で平滑化された出力もスイッチ
回路のスイッチング周期に対応してある程度の周期的変
動を伴っているが,スイッチング周期の同位相において
取り込んだアナログ信号に基づいてディジタル信号を生
成し,指令値の演算に使用することにより,この周期的
変動の影響を抑制することができる。従って,本発明の
この態様においては,データの平均化のようなデータ前
処理を省略することができる。指令値演算において,記
憶手段に記憶されている情報を利用する本発明の一態様
においては,必要な情報は,出力電圧ディジタル信号及
び/または出力電流ディジタル信号と記憶されている情
報とを照合することで得られる。このようにして得られ
た情報を利用することにより,制御アルゴリズムに基づ
く複雑な指令値演算を必要とすることなく,容易に指令
値を求めることができるので,信号処理(演算)時間の
短縮が可能となる。更に,この態様においては,記憶手
段にあらかじめ情報を記憶させておくほかに,必要な情
報を記憶手段に記憶していくか,または記憶していた情
報を修正することも可能である。記憶しているべき情報
を適宜記憶・修正可能にすることにより,事前に制御ア
ルゴリズム(演算結果)に対する補正を必要に応じて行
えるため,最適な制御を容易に実現することができる。
The cycle of the command value calculation is an integral multiple of the switching cycle, and the capture of the analog signal is performed at least once every cycle of the command value calculation. In a switching power supply, the output smoothed by the output circuit also has some periodic fluctuation corresponding to the switching cycle of the switch circuit, but the digital signal is based on the analog signal acquired in the same phase of the switching cycle. Is generated and used for calculating the command value, it is possible to suppress the influence of the periodic fluctuation. Thus, in this aspect of the invention, data pre-processing such as data averaging can be omitted. In one embodiment of the present invention in which the information stored in the storage means is used in the command value calculation, the necessary information is to compare the output voltage digital signal and / or the output current digital signal with the stored information. Obtained by: By using the information obtained in this way, the command value can be easily obtained without the need for complicated command value calculation based on the control algorithm, so that the signal processing (calculation) time can be reduced. It becomes possible. Further, in this embodiment, in addition to storing the information in the storage means in advance, it is also possible to store necessary information in the storage means or to modify the stored information. Since the information to be stored can be stored and corrected as needed, the control algorithm (computation result) can be corrected in advance as needed, so that optimal control can be easily realized.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るスイッチング
電源装置の一実施例の電気回路図を示す。本発明のこの
実施例によるスイッチング電源装置は,該装置に入力さ
れた電力をスイッチングして断続するパルス状の波形の
スイッチング出力を形成するスイッチ回路40と,スイッ
チングされたパルス状波形の出力を直流に変換して出力
する出力回路50と,ディジタル制御部70とを含む。この
実施例において,スイッチング電源装置は,交流電力を
入力する入力端子IN1, IN2を有しており,該入力端子IN
1, IN2に供給された交流電力は,入力フィルタ10を通し
て,整流平滑化回路20に印加される。整流平滑化回路20
は全波整流ダイオード21と平滑コンデンサ22とを含んで
いる。整流平滑化回路20の出力はスイッチ回路40に供給
される。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of an embodiment of a switching power supply according to the present invention. The switching power supply device according to this embodiment of the present invention includes a switch circuit 40 for switching the power input to the device to form a switching output of an intermittent pulse waveform, and a DC power supply for switching the output of the switched pulse waveform. And an output circuit 50 for converting the data into an output and a digital control unit 70. In this embodiment, the switching power supply has input terminals IN1 and IN2 for inputting AC power.
1, the AC power supplied to IN2 is applied to the rectifying and smoothing circuit 20 through the input filter 10. Rectifier smoothing circuit 20
Includes a full-wave rectifier diode 21 and a smoothing capacitor 22. The output of the rectifying / smoothing circuit 20 is supplied to the switch circuit 40.

【0011】スイッチ回路40は,整流平滑化回路20から
供給される電力をオン・オフ制御するように働く。 ス
イッチ回路40は,電界効果トランジスタ(FET)で構成さ
れたスイッチング素子42と,そのオン・オフ出力を出力
回路50に結合する主トランス41を備える。スイッチング
素子42のドレインは主トランス41の一次側コイル411の
一方の端子に直列に接続されている。主トランス41の一
次側コイル411 の他方は,整流平滑化回路20に接続され
ている。出力回路50は,整流平滑化回路であり,スイッ
チ回路40から供給されたスイッチング出力を直流に変換
して出力する。直流出力Voは出力端子OUT1, OUT2から負
荷Z に供給される。出力回路50の電源供給ラインには,
出力電流Iを検出する出力電流検出回路60が結合されて
いる。出力回路50は,安定化出力を得るため,チョーク
インプット方式平滑化回路で構成される。図示された平
滑化回路は,ダイオード51, 52と,インダクタ53と,コ
ンデンサ54とを含んでいる。一方のダイオード51は,ア
ノードが主トランス41の2次側コイル412 の一方の端子
に直列に接続されている。他方のダイオード52は,主ト
ランス41の2次側コイル412 に並列で,カソードがダイ
オード51のカソードに接続されている。インダクタ53
は,ダイオード51とダイオード52の接続点に接続されて
いる。コンデンサ54は,インダクタ53の出力端に接続さ
れている。
The switch circuit 40 functions to control on / off of the power supplied from the rectifying / smoothing circuit 20. The switch circuit 40 includes a switching element 42 constituted by a field effect transistor (FET), and a main transformer 41 for coupling the on / off output to an output circuit 50. The drain of the switching element 42 is connected in series to one terminal of the primary coil 411 of the main transformer 41. The other of the primary coils 411 of the main transformer 41 is connected to the rectifying and smoothing circuit 20. The output circuit 50 is a rectifying / smoothing circuit, and converts the switching output supplied from the switch circuit 40 into DC and outputs the DC. The DC output Vo is supplied from the output terminals OUT1 and OUT2 to the load Z. In the power supply line of the output circuit 50,
An output current detection circuit 60 for detecting the output current I is coupled. The output circuit 50 includes a choke input type smoothing circuit to obtain a stabilized output. The illustrated smoothing circuit includes diodes 51 and 52, an inductor 53, and a capacitor 54. One diode 51 has an anode connected in series to one terminal of a secondary coil 412 of the main transformer 41. The other diode 52 is connected in parallel to the secondary coil 412 of the main transformer 41, and has a cathode connected to the cathode of the diode 51. Inductor 53
Is connected to the connection point between the diode 51 and the diode 52. The capacitor 54 is connected to the output terminal of the inductor 53.

【0012】出力回路50からの出力は電圧アナログ信号
AS1 として取り出され,出力電流検出回路60からの出力
は電流アナログ信号AS2 として取り出され,これらのア
ナログ信号はディジタル制御部70に供給される。そし
て,このディジタル制御部70からの制御出力がスイッチ
回路40を構成するスイッチング素子42に供給される。ス
イッチング素子42は,オン時間とオフ時間の和として定
義できるスイッチング周期における該オン時間とオフ時
間の比,すなわちデューティ比を定めるように作動す
る。ディジタル制御部70は,出力回路50から出力される
電圧アナログ信号AS1 と出力電流検出回路60から出力さ
れる電流アナログ信号AS2 を入力として受け,これらア
ナログ信号AS1, AS2をディジタル信号にそれぞれ変換す
る。ディジタル制御部70は,得られた出力電圧ディジタ
ル信号及び出力電流ディジタル信号とに基づいて,スイ
ッチ回路40のオン時間及びオフ時間を定める指令値演算
する。スイッチ回路40のオン時間及びオフ時間を定める
代わりに,あるいはそれに加えて,スイッチング周期を
定めるようにしても良い。指令値演算のサイクル時間
(以下,「制御周期」と呼ぶこともある)はスイッチン
グ周期の整数倍とし,複数回のスイッチング周期ごとに
一回の指令値演算が行われる場合もある。
The output from the output circuit 50 is a voltage analog signal.
The signal is taken out as AS1, the output from the output current detection circuit 60 is taken out as a current analog signal AS2, and these analog signals are supplied to the digital control unit 70. Then, the control output from the digital control unit 70 is supplied to the switching element 42 constituting the switch circuit 40. The switching element 42 operates so as to determine a ratio between the on-time and the off-time, ie, a duty ratio, in a switching cycle that can be defined as a sum of the on-time and the off-time. The digital control unit 70 receives as input the voltage analog signal AS1 output from the output circuit 50 and the current analog signal AS2 output from the output current detection circuit 60, and converts these analog signals AS1 and AS2 to digital signals, respectively. The digital control unit 70 calculates a command value for determining the ON time and the OFF time of the switch circuit 40 based on the obtained output voltage digital signal and output current digital signal. Instead of or in addition to determining the ON time and OFF time of the switch circuit 40, the switching cycle may be determined. The cycle time of the command value calculation (hereinafter, sometimes referred to as “control cycle”) is an integral multiple of the switching cycle, and one command value calculation may be performed for each of a plurality of switching cycles.

【0013】指令値演算において,記憶手段に記憶され
ている情報を利用する場合には,必要な情報は,出力電
圧ディジタル信号及び/または出力電流ディジタル信号
と記憶手段に記憶されている情報とを照合することで得
られる。更に,記憶手段にあらかじめ情報を記憶させて
おくほかに,必要な情報を記憶手段に適宜記憶していく
か,または記憶していた情報を修正していくことも可能
である。次に,ディジタル制御部70は,演算により得ら
れた指令値に基づいてパルスを生成し,このパルスをス
イッチ回路40に供給してそのスイッチ動作を制御する。
これにより,出力端子OUT1, OUT2に現れる直流出力電圧
Voおよび直流出力電流Iが制御される。上述したよう
に,本発明によるスイッチング電源装置は,ディジタル
制御部70を有するディジタル制御方式を採用するので,
動作モードごとの制御アルゴリズムを,ソフトウェアで
容易に切り換えて実行することが可能になる。また,制
御アルゴリズムの数の増加にはソフトウェアによって対
応できるので,回路が複雑化することはない。更に,必
要な制御アルゴリズムはソフトウェアによって実行する
ことができるので,ディジタル制御部70のハードウェア
を標準化することができる。
When the information stored in the storage means is used in the command value calculation, the necessary information is the output voltage digital signal and / or the output current digital signal and the information stored in the storage means. Obtained by matching. Further, in addition to storing the information in the storage means in advance, it is also possible to appropriately store necessary information in the storage means or to modify the stored information. Next, the digital control unit 70 generates a pulse based on the command value obtained by the calculation, and supplies the pulse to the switch circuit 40 to control the switch operation.
As a result, the DC output voltage appearing at the output terminals OUT1 and OUT2
Vo and DC output current I are controlled. As described above, the switching power supply according to the present invention employs the digital control method having the digital control unit 70,
The control algorithm for each operation mode can be easily switched and executed by software. Also, since the increase in the number of control algorithms can be handled by software, the circuit does not become complicated. Further, since the necessary control algorithm can be executed by software, the hardware of the digital control unit 70 can be standardized.

【0014】図2は,本発明に係るスイッチング電源装
置の更に具体的な電気回路図を示すものである。図2に
おいて,図1と同一の構成部分は,同一の参照符号を付
し,説明は省略する。この実施例において,整流平滑化
回路20には起動回路30が接続されている。起動回路30
は,交流電源投入後の立ち上げ時に,ディジタル制御部
70を動作させる電力を発生させる。起動回路30の出力側
には,駆動回路90が接続されている。主トランス41に
は,補助電源回路80が接続されている。この補助電源回
路80はディジタル制御部70の電源を構成するものであっ
て,主トランス41に設けられた補助巻線81に,整流平滑
化回路を含む回路82が接続されている。補助電源回路80
は,ディジタル制御部70に供給される電源電圧を生成
し,この電源電圧はディジタル制御部70に備えられた電
源端子T5、T6に供給される。
FIG. 2 is a more specific electric circuit diagram of the switching power supply according to the present invention. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, a starting circuit 30 is connected to the rectifying / smoothing circuit 20. Start-up circuit 30
Is the digital control unit when starting up after the AC power is turned on.
Generate power to operate 70. The drive circuit 90 is connected to the output side of the start circuit 30. An auxiliary power supply circuit 80 is connected to the main transformer 41. The auxiliary power supply circuit 80 constitutes a power supply of the digital control unit 70, and a circuit 82 including a rectifying and smoothing circuit is connected to an auxiliary winding 81 provided in the main transformer 41. Auxiliary power supply circuit 80
Generates a power supply voltage to be supplied to the digital control unit 70, and this power supply voltage is supplied to power supply terminals T5 and T6 provided in the digital control unit 70.

【0015】出力電流検出回路60は,インダクタ電流I
Lを検出する電流センサ61と電流値を電圧値に変換する
抵抗62とを備える。電流センサ61はインダクタ53と直列
となるように接続される場合もある。本実施例において
は,出力回路50がチョークインプット方式整流平滑化回
路となっているので,出力電流検出回路60は出力回路50
に含まれるインダクタ53のインダクタ電流を電圧値とし
て検出することになる。以下,出力電流検出回路60をイ
ンダクタ電流検出回路60と称することとする。次に,デ
ィジタル制御部70は,AD変換部72,ディジタル信号処理
部71及びパルス生成部73を備える。ディジタル制御部70
は,主要素として,DSPと称されているディジタル・シグ
ナル・プロセッサを含む。 DSPとしては,AD 変換部72を
その構成に含むものもある。ディジタル制御部70とし
て,DSPを用いる場合,パルス生成部73はDSP の内部要素
として備えても良いし,その一部または全部を外部要素
としてDSP に外付けしても良い。
The output current detection circuit 60 detects the inductor current I
A current sensor 61 for detecting L and a resistor 62 for converting a current value to a voltage value are provided. The current sensor 61 may be connected in series with the inductor 53 in some cases. In this embodiment, since the output circuit 50 is a choke input type rectifying / smoothing circuit, the output current detection circuit 60 is
Will be detected as a voltage value of the inductor current of the inductor 53 included in. Hereinafter, the output current detection circuit 60 is referred to as an inductor current detection circuit 60. Next, the digital control unit 70 includes an AD conversion unit 72, a digital signal processing unit 71, and a pulse generation unit 73. Digital control unit 70
Includes a digital signal processor called a DSP as a main element. Some DSPs include the AD conversion unit 72 in their configuration. When a DSP is used as the digital control unit 70, the pulse generation unit 73 may be provided as an internal element of the DSP, or a part or all of the pulse generation unit 73 may be externally attached to the DSP as an external element.

【0016】AD変換部72は,出力電圧アナログ信号AS1
及びインダクタ電流アナログ信号AS2 を,ディジタル信
号DS1, DS2にそれぞれ変換する。 AD 変換部72は,AD 変
換部721 及びAD変換部722 を含むこともできる。ここ
で,AD 変換部721 には端子T1を通して出力電圧アナログ
信号AS1 が供給され,AD 変換部722 には端子T2を通して
インダクタ電流アナログ信号AS2 が供給される。ディジ
タル制御部70のディジタル信号処理部71は,プログラム
・メモリ713と,データ・メモリ 714,715, 716と,
主演算部(以下CPU と称する)711 とを備える。データ
・メモリ714, 715は,AD 変換部72から供給される各ディ
ジタル信号DS1, DS2のデータを一時格納する。 AD 変換
部72からのディジタル信号の供給は,各スイッチング周
期ごとに行っても良いが,指令値演算のサイクル時間,
すなわち制御周期ごとに行っても良い。いずれにして
も,スイッチング周期または制御周期に同期して,同位
相におけるデータを供給することが好ましい。同位相の
データに基づいて指令値の演算を行うことにより,デー
タの平均化のようなデータ前処理を省略することができ
る。 CPU711 は,バス712 を経由して,データ・メモリ
714, 715からデータを取り込み,その四則演算・ 論理演
算など必要な演算を行う。
The A / D converter 72 outputs the output voltage analog signal AS1.
And convert the inductor current analog signal AS2 into digital signals DS1 and DS2, respectively. The AD converter 72 can also include an AD converter 721 and an AD converter 722. Here, the output voltage analog signal AS1 is supplied to the AD converter 721 through the terminal T1, and the inductor current analog signal AS2 is supplied to the AD converter 722 through the terminal T2. The digital signal processing unit 71 of the digital control unit 70 includes a program memory 713, data memories 714, 715, 716,
A main processing unit (hereinafter referred to as CPU) 711. The data memories 714 and 715 temporarily store data of the digital signals DS1 and DS2 supplied from the AD converter 72. The supply of the digital signal from the AD converter 72 may be performed in each switching cycle, but the cycle time of the command value calculation,
That is, it may be performed for each control cycle. In any case, it is preferable to supply data in the same phase in synchronization with the switching cycle or the control cycle. By performing the calculation of the command value based on the in-phase data, data pre-processing such as data averaging can be omitted. CPU 711 is connected to data memory via bus 712
It takes in data from 714 and 715 and performs necessary operations such as four arithmetic operations and logical operations.

【0017】パルス生成部73は,カウンタ731, 732, 73
3 と,ラッチ回路734 と,出力回路735 とを備える。カ
ウンタ731 は,ディジタル信号処理部71から与えられる
指令値に基づいて,主スイッチ42のオフ・タイミングを
定める。カウンタ732 は,ディジタル信号処理部71から
与えられる指令値に基づいて,主スイッチ42のオン・タ
イミングを定める。カウンタ733 は,指令値演算のサイ
クル時間,すなわち制御周期を定める。ラッチ回路734
は,カウンタ732 で設定されたオン・タイミングでセッ
ト(論理値1)され,カウンタ731 のオフ・タイミング
においてリセット(論理値0)される。この動作によ
り,ラッチ回路734 からは主スイッチ42を駆動するパル
スが出力される。
The pulse generator 73 includes counters 731, 732, 73
3, a latch circuit 734, and an output circuit 735. The counter 731 determines the off timing of the main switch 42 based on the command value given from the digital signal processing unit 71. The counter 732 determines the ON timing of the main switch 42 based on the command value given from the digital signal processing unit 71. The counter 733 determines the cycle time of the command value calculation, that is, the control cycle. Latch circuit 734
Is set (logical value 1) at the ON timing set by the counter 732 and reset (logical value 0) at the OFF timing of the counter 731. With this operation, a pulse for driving the main switch 42 is output from the latch circuit 734.

【0018】駆動回路90は,駆動信号をスイッチ回路40
に伝送するパルストランス91と抵抗92を備える。ディジ
タル制御部70からの駆動信号は抵抗92を通して主スイッ
チ42に伝送される。次に,図示された実施例の回路の動
作について説明する。出力回路50の出力電圧Voのアナロ
グ信号AS1 は,ディジタル制御部70に取り込まれ,AD 変
換部721 によってディジタル信号DS1 に変換される。こ
の変換されたディジタル信号DS1 はデータ・メモリ714
に一時的に記憶される。インダクタ電流検出回路60によ
って得られたインダクタ電流ILのアナログ信号AS2
は,ディジタル制御部70に取り込まれ,AD 変換部722 に
よってディジタル信号DS2 に変換される。インダクタ電
流ディジタル信号DS2 は,データ・メモリ715 に一時的
に記憶される。
The drive circuit 90 transmits a drive signal to the switch circuit 40.
A pulse transformer 91 and a resistor 92 for transmitting the pulse signal to the power supply are provided. The drive signal from the digital control unit 70 is transmitted to the main switch 42 through the resistor 92. Next, the operation of the circuit of the illustrated embodiment will be described. The analog signal AS1 of the output voltage Vo of the output circuit 50 is taken into the digital control unit 70, and is converted into the digital signal DS1 by the AD conversion unit 721. The converted digital signal DS1 is stored in the data memory 714
Is stored temporarily. Analog signal AS2 of inductor current IL obtained by inductor current detection circuit 60
Is taken into the digital control unit 70 and converted into a digital signal DS2 by the AD conversion unit 722. The inductor current digital signal DS2 is temporarily stored in the data memory 715.

【0019】CPU711は,制御プログラムに基づいて,デ
ータ・メモリ714, 715の内容を読み取る。そして,読み
取られたデータを用いて,スイッチ回路40に含まれる主
スイッチ42のオン時間及びオフ時間を定める指令値を計
算する。 CPU711 によって計算された指令値は,パルス
生成部73に取り込まれる。時刻t1においてパルス生成部
73のカウンタ732 がオーバフローまたはアンダフローす
ると,それに対応した信号がラッチ回路734 に供給され
る。ラッチ回路734 は,この信号によって出力が論理値
1 にセットされる。次に,CPU711 によって指令されたオ
ン時間を経過すると,カウンタ731 がオバーフローまた
はアンダフローし,主スイッチ42のオフ・タイミングを
設定する。カウンタ731 のリップルキャリー信号または
ボロー信号は,ラッチ回路734 に供給される。ラッチ回
路734 は,この信号によって出力が論理値0にリセット
される。これにより,ラッチ回路734 からは主スイッチ
42を駆動するオン時間のパルスが出力される。
The CPU 711 reads the contents of the data memories 714 and 715 based on the control program. Then, using the read data, a command value for determining the ON time and the OFF time of the main switch 42 included in the switch circuit 40 is calculated. The command value calculated by the CPU 711 is taken into the pulse generator 73. At time t1, the pulse generator
When the counter 732 of the 73 overflows or underflows, a signal corresponding thereto is supplied to the latch circuit 734. The latch circuit 734 outputs a logical value by this signal.
Set to 1. Next, when the ON time instructed by the CPU 711 has elapsed, the counter 731 overflows or underflows, and sets the OFF timing of the main switch 42. The ripple carry signal or the borrow signal of the counter 731 is supplied to the latch circuit 734. The output of the latch circuit 734 is reset to the logical value 0 by this signal. As a result, the main switch is
An on-time pulse for driving 42 is output.

【0020】指令値演算の制御周期は,カウンタ733 に
よって設定される。制御周期は,スイッチング周期の整
数倍mとする。こうすることにより,データ・メモリ71
4, 715には,制御周期ごとに,検出した各検出信号値が
蓄積される。 CPU711 は,データ・メモリ714, 715から
データを読み取り,制御アルゴリズム,例えば,定電圧
動作時の制御アルゴリズムなどにより,主スイッチ42の
オン時間を計算する。そして,制御周期ごとに更新され
た指令値をパルス生成部73に供給する。出力回路735
は,ラッチ回路734 から供給されるパルスをパルストラ
ンス91を介して,主スイッチ42のゲートに供給する。こ
れにより,出力回路50の出力電圧Vo及びインダクタ電流
ILが,CPU711 の制御アルゴリズムに基づいた値に制御
される。
The control cycle of the command value calculation is set by the counter 733. The control cycle is an integral multiple m of the switching cycle. By doing so, the data memory 71
4, 715 stores each detected signal value detected in each control cycle. The CPU 711 reads the data from the data memories 714 and 715, and calculates the ON time of the main switch 42 according to a control algorithm, for example, a control algorithm during a constant voltage operation. Then, the command value updated for each control cycle is supplied to the pulse generator 73. Output circuit 735
Supplies the pulse supplied from the latch circuit 734 to the gate of the main switch 42 via the pulse transformer 91. As a result, the output voltage Vo of the output circuit 50 and the inductor current IL are controlled to values based on the control algorithm of the CPU 711.

【0021】本発明の図示実施例に係るスイッチング電
源装置においては,入力電圧,インダクタ電流ILの変化
に追随して出力電圧を一定に維持するように制御アルゴ
リズムを変更する。すなわち、カウンタ733 がオーバー
フローまたはアンダーフローされるごとに、各検出ディ
ジタル・データを図3に示すようにCPU 711 に取り込
み、各検出ディジタル・データまたは1制御周期まえの
各検出ディジタル・データをもとに装置の動作状態を判
定し、動作状態に応じて適宜に指令値演算プログラムを
選択する。一例として,図3のフローチャートを参照
し,出力電圧Voを定電圧制御するための制御アルゴリズ
ムについて説明する。この場合は,指令値演算手段とし
て,インダクタ電流が負荷に応じて変化することに着目
して,インダクタ電流連続時の演算プログラム,インダ
クタ電流不連続時の演算プログラム,過負荷時の演算プ
ログラム及び負荷急変時の演算プログラムを,あらかじ
めCPU711のプログラム・メモリ713 に格納しておく。そ
して,カウンタ733 がオーバーフローまたはアンダーフ
ローする毎に,各検出ディジタル・データをCPU711に取
り込み,CPU711は読み取られたデータに基づき,装置の
動作状態を判定する。すなわち,インダクタ電流ILが不
連続であるかどうかは,例えば,インダクタ電流の連続
・不連続の臨界電流値isをプログラムメモリ713 に記憶
しておき,この記憶されている臨界電流値isと読み取ら
れたデータとを比較することにより判断できる。また、
過負荷であるかどうかは,例えば,最大電流値Imax
プログラムメモリ713 に記憶しておき、この記憶されて
いる最大電流値Imax と読み取られたデータとを比較す
ることにより判断できる。
In the switching power supply according to the illustrated embodiment of the present invention, the control algorithm is changed so as to keep the output voltage constant following changes in the input voltage and the inductor current IL. That is, each time the counter 733 overflows or underflows, each detected digital data is fetched into the CPU 711 as shown in FIG. 3 and each detected digital data or each detected digital data before one control cycle is used. Then, the operation state of the apparatus is determined, and a command value calculation program is appropriately selected according to the operation state. As an example, a control algorithm for controlling the output voltage Vo at a constant voltage will be described with reference to the flowchart in FIG. In this case, as the command value calculation means, paying attention to the fact that the inductor current changes according to the load, the calculation program when the inductor current is continuous, the calculation program when the inductor current is discontinuous, the calculation program when the overload is over, and the load The operation program at the time of sudden change is stored in the program memory 713 of the CPU 711 in advance. Each time the counter 733 overflows or underflows, each detected digital data is taken into the CPU 711, and the CPU 711 determines the operation state of the apparatus based on the read data. That is, whether or not the inductor current IL is discontinuous is determined by, for example, storing the continuous / discontinuous critical current value is of the inductor current in the program memory 713 and reading the stored critical current value is. It can be determined by comparing the obtained data. Also,
Whether an overload, for example, stores the maximum current value I max in the program memory 713, can be determined by comparing the data read with the maximum current value I max being the storage.

【0022】さらに,負荷が急変しているかどうかは,
例えば,許容出力電圧変動値ΔV0T1) をプログラムメモ
リ713 に記憶しておき,読み取られたデータと1制御周
期前のデータとの差分と,記憶されている許容出力電圧
変動値ΔV0(LT1) とを比することにより判断できる。そ
して,その判定に基づいて,それぞれの動作状態に応じ
た演算プログラムを選択し,指令値を計算する。インダ
クタ電流が連続であると判断されたときは、インダクタ
電流連続時の制御アルゴリズム,例えば,制御周期ごと
の出力電圧平均値V0及びインダクタ電平均値ILを算出
し、算出された出力電圧平均値V0及びインダクタ電流平
均値IL用いて,回路状態を記述する状態平均化手段,す
なわち,図6の式(a) から式(e) にしたがって主スイッ
チング素子42のオン時間Ton(n)を計算する。
Further, whether the load has changed suddenly is determined by
For example, the allowable output voltage fluctuation value ΔV 0 T1) is stored in the program memory 713, and the difference between the read data and the data one control cycle before, and the stored allowable output voltage fluctuation value ΔV 0 (LT1 ) Can be determined by comparing Then, based on the determination, a calculation program corresponding to each operation state is selected, and a command value is calculated. When it is determined that the inductor current is continuous, a control algorithm for the continuous inductor current, for example, an output voltage average value V 0 and an inductor current average value IL for each control cycle is calculated, and the calculated output voltage average value is calculated. Using V 0 and the inductor current average value IL, state averaging means for describing the circuit state, that is, calculating the on-time Ton (n) of the main switching element 42 according to the equations (a) to (e) in FIG. I do.

【0023】インダクタ電流が不連続であると判断され
たときは、インダクタ電流不連続時の制御アルゴリズ
ム,例えば,読み取られた出力電圧値V0と,あらかじめ
記憶段に記憶されているインダクタ電流値ILに対応する
制御量ΔV(iT) とに基づく手段,すなわち,図6に示す
式(f) にしたがって主スイッチング素子42のオン時間To
n(n)を計算する。過負荷状態であると判断されたとき
は、過負荷時の制御アルゴリズム、例えば、読み取られ
た出力電圧値Vo、インダクタ電流IL及び最大電流値
Imax とに基づく手段、すなわち図6に示す式(a) から
式(e) と式(g) にしたがって、主スイッチ42のオン時
間Ton(n) を計算する。負荷が急変中であると判断され
たときは、図4に示す急変時の制御アルゴリズムにした
がって,主スイッチング素子42のオン時間を計算する。
すなわち,読み取られた(n-1) 番目の制御周期における
出力電圧値Vo(n-1) と(n) 番目の制御周期における出力
電圧値Vo(n) との差分ΔVo=Vo(n) −Vo(n-1) を基に,
図5に示す関係にある差分量ΔVoに対応する補正量ΔTo
n を記憶手段716 に記憶されているデータ・テーブルか
ら求める。このようにして求められた補正量ΔTon を用
いて主スイッチング素子42のオン時間Ton(n)を,次式
(h) Ton(n)=Ton(n-1)+ΔTon ・・・・(h) に基づいて計算する。この式において,Ton(n-1)は,(n
-1) 番目の制御周期におけるオン時間を表す。
If it is determined that the inductor current is discontinuous, a control algorithm for the discontinuity of the inductor current, for example, the read output voltage value V 0 and the inductor current value IL previously stored in the storage stage , A means based on the control amount ΔV (iT), that is, the ON time To of the main switching element 42 according to the equation (f) shown in FIG.
Calculate n (n). When it is determined that an overload condition is present, a control algorithm at the time of overload, for example, means based on the read output voltage value Vo, the inductor current IL, and the maximum current value Imax, that is, the equation (a) shown in FIG. ), The ON time Ton (n) of the main switch 42 is calculated according to the equations (e) and (g). When it is determined that the load is suddenly changing, the on-time of the main switching element 42 is calculated according to the control algorithm at the time of sudden change shown in FIG.
That is, the difference ΔVo = Vo (n) − between the read output voltage value Vo (n−1) in the (n−1) th control cycle and the output voltage value Vo (n) in the (n) th control cycle. Based on Vo (n-1)
The correction amount ΔTo corresponding to the difference amount ΔVo having the relationship shown in FIG.
n is obtained from the data table stored in the storage means 716. Using the correction amount ΔTon thus obtained, the on-time Ton (n) of the main switching element 42 is calculated by the following equation.
(h) Ton (n) = Ton (n-1) + ΔTon ··· (h) In this equation, Ton (n-1) is (n
-1) Indicates the on-time in the control cycle.

【0024】図5に示す出力電圧値Voの差分量と主スイ
ッチング素子42のオン時間の補正量ΔTon の関係は,図
6の式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)のように表すこ
とができる。この実施例においては,式 (i-1),(i-2),
(i-3),(i-4),(i-5)から得られる補正量ΔTon を記憶手
段であるデータメモリ716 にデータ・テーブルとして記
憶させておく。また,入力電圧が急変すると,それに応
じて出力電圧及び出力電流も急変するが,この場合も,
上述した負荷の急変に対応する制御アルゴリズムを使用
することにより,対処できる。この実施例では,常時出
力電圧及び出力電流を監視しているので,出力端に異常
状態が発生しても,上述した負荷急変の場合の制御アル
ゴリズムを使用することにより,適切な対応をすること
ができる。例えば,出力電圧Voが異常に上昇した場合に
は,出力電圧の差分値ΔVoが正の値となり,主スイッチ
ング素子42のオン時間が短くなるように制御される。
The relationship between the difference amount of the output voltage value Vo shown in FIG. 5 and the correction amount ΔTon of the ON time of the main switching element 42 is expressed by the equations (i-1), (i-2), (i-3) in FIG. ), (i-4), (i-5). In this embodiment, the equations (i-1), (i-2),
The correction amount ΔTon obtained from (i-3), (i-4), and (i-5) is stored as a data table in the data memory 716 as storage means. Also, when the input voltage changes suddenly, the output voltage and output current also change suddenly.
By using a control algorithm corresponding to the sudden change in load described above, it is possible to cope with this. In this embodiment, the output voltage and the output current are constantly monitored. Therefore, even if an abnormal condition occurs at the output terminal, appropriate control can be performed by using the above-described control algorithm for a sudden load change. Can be. For example, when the output voltage Vo rises abnormally, the difference value ΔVo of the output voltage becomes a positive value, and control is performed so that the on-time of the main switching element 42 is shortened.

【0025】このような制御により,負荷電流や入力電
圧が急変した場合における制御のための演算を簡素化で
きるので,演算時間が短縮できる。その結果、追随性が
改善され,出力安定度の高い電源装置が得られる。本発
明においては,例えば,スイッチング電源装置が起動
し,CPU 711 内部のレジスタやパルス生成部73などの初
期設定を行うときに,これと平行して,図6の式 (i-
1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)による演算を行い,補正量
ΔTonを得て,これを記憶手段であるデータメモリ716
にデータテーブルとして記憶させることも可能である。
これにより,例えば,応答特性を変更するために,上述
の図6の式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)における定
数α,βなどを変更する場合においても,補正量ΔTon
のデータテーブルのすべてのデータを書き換えるのでは
なく,これらの式の変更部のみを修正することにより所
望のデータテーブルが得られるので,制御プログラムを
標準化することができる。
With such control, the calculation for control when the load current or the input voltage changes suddenly can be simplified, and the calculation time can be shortened. As a result, a power supply device with improved followability and high output stability can be obtained. In the present invention, for example, when the switching power supply is started and the initial settings of the registers and the pulse generator 73 in the CPU 711 are performed, the equation (i-
1), (i-2), (i-3), (i-4), and (i-5) are performed to obtain a correction amount ΔTon, which is stored in a data memory 716 as storage means.
Can be stored as a data table.
Thus, for example, in order to change the response characteristics, the constants in the above-described equations (i-1), (i-2), (i-3), (i-4), and (i-5) in FIG. Even when α, β, etc. are changed, the correction amount ΔTon
By revising only the changed parts of these equations instead of rewriting all the data in the data table, a desired data table can be obtained, so that the control program can be standardized.

【0026】さらに,本発明においては,例えば,動作
中に定数α,βのみを変更した前述の式(i-2) を再度計
算することなどにより,必要に応じて記憶手段であるデ
ータメモリ716 に記憶しているデータを修正することも
できる。これにより,動作中においても電源装置の応答
特性を自由に変更することが可能になる。
Further, in the present invention, for example, the above-mentioned equation (i-2) in which only the constants α and β are changed during the operation is calculated again. Can be modified. This makes it possible to freely change the response characteristics of the power supply device even during operation.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば,次のよう
な効果を得ることができる。(a) 負荷電流や入力電圧が
急変した場合や異常状態が発生した場合に,制御ア ルゴリズムを複雑にすることなく,出力安定度が高いス
イッチング電源装置を提供することができる。 (b) 記憶しているべき指令値情報を装置の起動時及び/
または動作中に記憶・修正可能なスイッチング電源装置
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (a) A switching power supply with high output stability can be provided without complicating the control algorithm when the load current or input voltage changes suddenly or when an abnormal condition occurs. (b) The command value information to be stored is stored when the device is started and / or
Alternatively, a switching power supply device that can be stored and modified during operation can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明によるスイッチング電源装置の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a switching power supply device according to the present invention.

【図2】 本発明によるスイッチング電源装置実施例の
詳細な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of an embodiment of the switching power supply device according to the present invention.

【図3】 本発明によるスイッチング電源装置の制御手
順の一例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control procedure of the switching power supply according to the present invention.

【図4】 本発明によるスイッチング電源装置の制御手
順の一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a control procedure of the switching power supply according to the present invention.

【図5】 本発明によるスイッチング電源装置の制御手
順における負荷急変時の制御量を示す図表である。
FIG. 5 is a chart showing a control amount at the time of a sudden change in load in a control procedure of the switching power supply according to the present invention.

【図6】 本発明のよるスイッチング電源装置の制御の
説明のための数式を示すチャートである。
FIG. 6 is a chart showing mathematical expressions for explaining control of the switching power supply device according to the present invention.

【符号の説明】 20 1次側の整流平滑回路 40 スイッチ回路 41 主トランス 42 主スイッチ 50 出力回路 60 出力電流検出回路(インダクタ電流検出回路) 70 ディジタル制御部 71 ディジタル信号処理部 72 AD変換部 73 パルス生成部 90 駆動回路[Description of Signs] 20 Primary side rectifying / smoothing circuit 40 Switch circuit 41 Main transformer 42 Main switch 50 Output circuit 60 Output current detection circuit (Inductor current detection circuit) 70 Digital control section 71 Digital signal processing section 72 AD conversion section 73 Pulse generator 90 Drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前山 繁隆 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigetaka Maeyama TDK Corporation, 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された電力をスイッチングして断続
するパルス状の波形のスイッチング出力を形成するスイ
ッチ回路と,前記スイッチング出力を直流に変換して出
力する出力回路と,前記出力回路の出力に応じて前記ス
イッチ回路のスイッチング動作を制御するディジタル制
御部と,を備え,前記ディジタル制御部は,前記出力回
路から出力される電圧の出力電圧アナログ信号及び前記
出力回路から出力される電流の出力電流アナログ信号を
受けて前記出力電圧アナログ信号及び前記出力電流アナ
ログ信号を,それぞれ出力電圧ディジタル信号及び出力
電流ディジタル信号に変換し,前記出力電圧ディジタル
信号及び前記出力電流ディジタル信号の少なくとも一つ
に基づいて,前記スイッチ回路のスイッチング周期と,
オン時間及びオフ時間の少なくとも一つを定める指令値
を演算し,前記指令値に基づいて制御パルスを生成し,
前記制御パルスを前記スイッチ回路に供給してそのスイ
ッチ動作を制御するようになった,スイッチング電源装
置であって,あらかじめ前記出力電圧ディジタル信号及
び前記出力電流ディジタル信号の少なくとも一つに対応
する指令値補償情報が記憶手段に記憶されており,前記
出力電圧ディジタル信号又は前記出力電流ディジタル信
号が急変したときに、前記指令値補償情報と、前記出力
電圧ディジタル信号及び前記出力電流ディジタル信号の
うちの急変している方の信号とに基づいて,前記スイッ
チ回路に与えられる前記指令値を演算するようになっ
た,ことを特徴とするスイッチング電源装置。
1. A switching circuit for switching input power to form a switching output having a pulse-like waveform that is intermittent, an output circuit for converting the switching output to a direct current and outputting the direct current, and an output for the output circuit. A digital control unit for controlling a switching operation of the switch circuit in response to the output voltage. The digital control unit includes an output voltage analog signal of a voltage output from the output circuit and an output current of a current output from the output circuit. Receiving the analog signal, converting the output voltage analog signal and the output current analog signal into an output voltage digital signal and an output current digital signal, respectively, based on at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal; A switching cycle of the switch circuit;
Calculating a command value that determines at least one of an on-time and an off-time; generating a control pulse based on the command value;
A switching power supply device for supplying the control pulse to the switch circuit to control the switch operation thereof, wherein a command value corresponding to at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal in advance. Compensation information is stored in a storage means, and when the output voltage digital signal or the output current digital signal changes suddenly, the command value compensation information and the sudden change of the output voltage digital signal and the output current digital signal change. A switching power supply device configured to calculate the command value given to the switch circuit based on the signal of the switching power supply.
【請求項2】 請求項1に記載したスイッチング電源
装置であって,前記出力電圧ディジタル信号及び前記出
力電流ディジタル信号に応じた指令値情報の少なくとも
一つを電源装置の動作中に記憶手段に記憶する,ことを
特徴とするスイッチング電源装置。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein at least one of the command value information corresponding to the output voltage digital signal and the output current digital signal is stored in storage means during operation of the power supply. A switching power supply device.
【請求項3】 請求項1に記載したスイッチング電源装
置であって,電源装置の動作中に記憶手段に記憶されて
いる指令値情報を適宜修正することができるようになっ
た,ことを特徴とするスイッチング電源装置。
3. The switching power supply according to claim 1, wherein the command value information stored in the storage means can be modified as needed during operation of the power supply. Switching power supply.
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