JPS5976173A - Drive system for multioutput switching power source - Google Patents
Drive system for multioutput switching power sourceInfo
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- JPS5976173A JPS5976173A JP57186983A JP18698382A JPS5976173A JP S5976173 A JPS5976173 A JP S5976173A JP 57186983 A JP57186983 A JP 57186983A JP 18698382 A JP18698382 A JP 18698382A JP S5976173 A JPS5976173 A JP S5976173A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、多出力スイッチング電源駆動方式に関し、特
に電子機器に複数の直流電圧を供給する場合、それぞれ
異なる周波数でスイッチング素子を駆動して、小形、高
効率化を図る電源駆動方式%式%
従来、スイッチング方式による多出力電源装置としでは
、各宵、圧ごとに単出力のスイッチング電源を用意し、
これらを複数個組み合わせて多出力を得るか、あるいは
、単独のスイッチング素子の出力をトランスにより変圧
して、複数の出力電圧を得ている。特に、高精度、小形
の多出力スイッチング電源が必要な場合、第1図に示す
ように、スイッチング素子Q、、 、 Q、、トランス
T、、T、整流部、フィルタ部を、それぞれ出力数だけ
独立して設置し、共通の制御回路1により各スイッチン
グ1子Q□l Q、を制御する方法がとられているOラ
インオペレーション方式(入力直接整流方式)のスイッ
チング・レギュレータでは、第1図の前段に入力回路を
接続し、入力交流雷1圧に重畳されるノイズを吸収し、
余波整流器を通して大容量電解コンデンサC0にエネル
ギーを蓄える。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a multi-output switching power supply drive system, and in particular, when supplying multiple DC voltages to electronic equipment, each switching element is driven at a different frequency, thereby reducing the size and size of the power supply. , power supply drive method % formula % for high efficiency Conventionally, in multi-output power supply devices using the switching method, a single-output switching power supply was prepared for each voltage each night.
Multiple output voltages are obtained by combining a plurality of these or by transforming the output of a single switching element using a transformer. In particular, when a high-precision, compact, multi-output switching power supply is required, as shown in Figure 1, the number of switching elements Q, , Q, transformers T, , T, rectifier sections, and filter sections each equal to the number of outputs is required. In an O-line operation type (input direct rectification type) switching regulator in which each switching element Q□l Q is installed independently and controlled by a common control circuit 1, the switching regulator shown in Fig. 1 is used. Connect the input circuit to the front stage to absorb the noise superimposed on the input AC lightning voltage 1 voltage,
Energy is stored in large capacity electrolytic capacitor C0 through the aftermath rectifier.
第1図において、コンデンサC0に蓄えられた電圧■□
ユはスイッチング素子Q、、 、 Q、によりスイッチ
ング変換されて高周波電圧となり、高周波トランスT、
、T、を通して出力回路(整流平滑回路)にエネルギー
を供給し、各出力電圧V、 、 V、を得る。制御回路
1は、出力型E Vl r VBによりスイッチング素
子Q□+ Q、に齋する駆動パルスφ1.φ。In Figure 1, the voltage stored in capacitor C0 ■□
U is converted into a high frequency voltage by the switching elements Q, , , Q, and the high frequency transformer T,
, T, to supply energy to the output circuit (rectifying and smoothing circuit) to obtain each output voltage V, , V,. The control circuit 1 generates drive pulses φ1. φ.
をパルス幅制御するものである。This is to control the pulse width.
一般に、スイッチング方式としては、固定されたパルス
幅でデユーティ・サイクルを変化させて制御する方式(
周波数制御方式)と、固定の周波数でパルス幅を変化さ
せて制御する方式(パルス幅制御方式)とがあるが、こ
こでは後者を用いることとする。In general, the switching method is controlled by changing the duty cycle with a fixed pulse width (
There are two methods: a frequency control method) and a method of controlling by changing the pulse width at a fixed frequency (pulse width control method). Here, we will use the latter.
第2図は、第1図における従来の制御回路のブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram of the conventional control circuit shown in FIG.
従来、笛1図に示すように、2個のスイッチング素子Q
□、Q、をそれぞれ独立に駆動する場合には、各駆動周
波数による干渉が発生しないように、同一の周波数によ
る同期運転を行っている。Conventionally, as shown in Figure 1 of the whistle, two switching elements Q
When driving □ and Q independently, synchronized operation is performed using the same frequency to prevent interference due to each driving frequency.
制御回路は、通常、誤差増幅器、発振器、変調部、およ
び論理ゲート回路等から構成される。The control circuit usually includes an error amplifier, an oscillator, a modulation section, a logic gate circuit, and the like.
パルス幅制御方式では、出力電圧v1または■、を誤差
増幅器4に入力し、発振器2の発振出力なトリガとして
誤差増1t@W4からの直流信号をフンバリ工、Q、の
パルスφ0.φ、を変調する。In the pulse width control method, the output voltage v1 or ■ is input to the error amplifier 4, and the DC signal from the error amplifier 1t@W4 is used as the oscillation output trigger of the oscillator 2 to generate the pulse φ0. Modulate φ.
第2図においては、1個の発振器2を共用しており、発
振器2からのパルスを波形成形回路3で三角波にして両
コンパレータ5に入力し、それと各鋏差増幅器4からの
信号を両コンパレータ5により比較して・幅変換出力を
それぞれ取り出し、アンプ6を介して駆動パルスφ1.
φ、を得ている。In FIG. 2, one oscillator 2 is shared, and the pulse from the oscillator 2 is converted into a triangular wave by the waveform shaping circuit 3 and inputted to both comparators 5, and the signal from each scissor difference amplifier 4 is input to both comparators 5. 5, the width conversion outputs are taken out respectively, and the drive pulses φ1.
We have obtained φ.
この場合、駆動パA・スφ0.φ、は、発振器2を共用
した同一周波数による同期運転であるため、各出力電圧
によって異なった最適周波数を選定することができない
。同一周波数、同期運転の欠点は、高速、高圧用整流ダ
イオードの周波数限界により、ショットキー・バリアダ
イオード等に対してさらに高速で動作可能な特性を十分
に活用することができない点である。In this case, drive path A・path φ0. Since φ is a synchronous operation with the same frequency using the oscillator 2, it is not possible to select a different optimum frequency depending on each output voltage. The disadvantage of the same frequency, synchronous operation is that due to the frequency limit of high-speed, high-voltage rectifier diodes, it is not possible to take full advantage of the characteristics that allow Schottky barrier diodes to operate at higher speeds.
特に、近年、高速スイッチング素子としてのパフ−MO
8FET 17)出現ニよす、200KH2゜500H
,のスイッチング電源か実用化されており、問題は整流
器のスイッチング・スピードである。In particular, in recent years, puff-MO as a high-speed switching element
8FET 17) Appearance, 200KH2゜500H
, switching power supplies have been put into practical use, and the problem is the switching speed of the rectifier.
一般的論理回路に用いられる+5v回路の整流ダイオー
ドとしてショットキーバリアダイオードを利用でき、そ
のスイッチング周波数は500KH。A Schottky barrier diode can be used as a rectifier diode in a +5V circuit used in general logic circuits, and its switching frequency is 500KH.
付近まで使用することができるが、さらに高圧回路の場
合、例えば+12■以上の場合には、この整流器のため
に100KH,程度が動作限界となる。このため、多出
力スイッチング電源で、同一周波数、同期運転を行う場
合には、最も速度の遅い素子で制限される最低周波数で
駆動する必要かあり、装置の小形化、高効率化に対する
大きな制約となっている。Although it can be used up to around 100KH, in the case of a higher voltage circuit, for example, in the case of +12V or higher, the operating limit of this rectifier is about 100KH. For this reason, when performing synchronized operation at the same frequency with a multi-output switching power supply, it is necessary to drive at the lowest frequency limited by the slowest element, which is a major constraint on downsizing and increasing efficiency of the device. It has become.
本発明の目的は、このような従来の欠点を解消するため
、各出力電圧に対するスイッチング周波数をそれぞれ最
適な周波数とし、かつ同期運転を行って、小形、高効率
化を図ることが可能な多出力スイッチング電源駆動方式
を提供することにある。The purpose of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks by setting the switching frequency for each output voltage to the optimum frequency and performing synchronized operation to provide a multi-output device that can be made smaller and more efficient. The object of the present invention is to provide a switching power supply drive system.
〔発明の概V]
本発明の多出力スイッチング電源駆動方式は、複数の直
流電圧を供給するために、複数個のスイッチング素子を
パルス幅変調により各々独立に制御して安定化を行う多
出力スイッチング電源において、上記複数個のスイッチ
ング素子を異なった周波数で駆動し、かつ上記具なる周
波数を整数比に設定することに特徴を有する。[Summary of the Invention V] The multi-output switching power supply drive system of the present invention is a multi-output switching system that stabilizes a plurality of switching elements by controlling each one independently by pulse width modulation in order to supply a plurality of DC voltages. The power supply is characterized in that the plurality of switching elements are driven at different frequencies, and the specific frequencies are set at an integer ratio.
以下、本発明の一実施例を、第1図、第3図により説明
する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 3.
第1図に示す制御回路lに本発明を適用した場合、D、
、 D2にはショットキー・バリア・ダイオードを用
い、出力電圧■1 を5■にする一方、Dll。When the present invention is applied to the control circuit l shown in FIG.
, D2 uses a Schottky barrier diode to make the output voltage 1 to 5, while Dll.
D、にはPNジャンクション・ライフタイムキラーによ
る高速ダイオードを用い、出力電圧■、を+24■にす
るものと仮定する。It is assumed that a high-speed diode with a PN junction lifetime killer is used for D, and the output voltage (2) is set to +24 (2).
スイッチング素子Q、 、 Q、には、MOS FE
’l’を用い、このスイッチング素子Q、 、 Qiに
、それ。The switching elements Q, , Q, are MOS FE
Using 'l', this switching element Q, , Qi, it.
ぞれ駆動パルスφ0.φ、を与えてドライブする。Each drive pulse φ0. Drive by giving φ.
これらの駆動パルスφ4.φ、を与える制御回路には、
第3図に示すように、波形成形回路3′と分周回路7を
新しく設けて、異周波数の同期運転を行う。These driving pulses φ4. The control circuit that gives φ is
As shown in FIG. 3, a waveform shaping circuit 3' and a frequency dividing circuit 7 are newly provided to perform synchronized operation at different frequencies.
第3図においては、発振器2を1個だけ設置し、多出力
スイッチング電源の基本周波数を発生させて、これを両
スイッチング素子Q工、Q、で共用する。発振器2で発
生された周波数に対して、波形成形回路3.3′は三角
波を発生する。ここで、第1の出力電圧■□ を得るた
めのスイッチング素子Q1 を駆動するパルスφ、は、
発振器2がら直接波形成形回路3に伝達され、ここで作
られた三角波を用いてコンパレータ5で発生される。一
方、第2の出力電圧■、を得るためのスイッチング素子
Q、を駆動するパルスφ、は、発振器2がらの周波数を
分周器7により1/!1の周波数に分周し、それにより
波形成形回路3′で発生される。これにより、駆動パル
スφ1とφ、とは、各々周波数が整数比となり、異なっ
た周波数でかつ同期運転が可能となる。すなわち、第1
の出力電圧■、は、高速スイッチングが可能なショット
キー・パリ了ダイオードを用いた+5V直流電圧を、5
00KH7のスイッチング周波数で発生し、一方の第2
の出力電圧■、は、高圧高速ダイ」−ドを用いた+24
V 直ms庄を、1QQKI+、のスイッチング周波数
により発生ずるので、同期迎転が可能となる。In FIG. 3, only one oscillator 2 is installed to generate the fundamental frequency of the multi-output switching power supply, which is shared by both switching elements Q and Q. For the frequency generated by the oscillator 2, the waveform shaping circuit 3.3' generates a triangular wave. Here, the pulse φ that drives the switching element Q1 to obtain the first output voltage ■□ is as follows:
The signal is directly transmitted from the oscillator 2 to the waveform shaping circuit 3, and generated by the comparator 5 using the triangular wave generated there. On the other hand, the pulse φ, which drives the switching element Q to obtain the second output voltage ■, is generated by dividing the frequency of the oscillator 2 into 1/! by the frequency divider 7. 1, and is thereby generated by the waveform shaping circuit 3'. As a result, the driving pulses φ1 and φ have respective frequencies in an integer ratio, allowing synchronous operation at different frequencies. That is, the first
The output voltage of
Occurs at a switching frequency of 00KH7, one second
The output voltage is +24 using a high-voltage high-speed diode.
Since the V current is generated by the switching frequency of 1QQKI+, synchronous transfer is possible.
第5図は、竿3図におけるコンパレータのパルス幅変換
動作のタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart of the pulse width conversion operation of the comparator in Figure 3.
波形成形回路3からの@5図(R,)に示す三角波と、
誤差増幅器4からの出力雷1圧v0 とをコンパレー
タ5により比較し、幅変換により第5図(b)に示す変
調出力φ□ を得る。また、波形成形回路3′からの第
5図(0)に示ず三角波と、誤差増幅器4′からの出力
電圧V、とをコンパレータ5′により比較し、幅変換に
よりff15図(d)に示ず変W、フ出力φ、を?iI
る。The triangular wave shown in @5 diagram (R,) from the waveform shaping circuit 3,
The output voltage 1 voltage v0 from the error amplifier 4 is compared by the comparator 5, and the modulated output φ□ shown in FIG. 5(b) is obtained by width conversion. In addition, the triangular wave (not shown in FIG. 5(0)) from the waveform shaping circuit 3' and the output voltage V from the error amplifier 4' are compared by the comparator 5', and width conversion is performed as shown in ff15(d). Z change W, f output φ,? iI
Ru.
第5図では、変調出力φ、とφ、の周波数は3=2の整
数比となっているが、これを5:lにすれば第3図の実
施例になる。In FIG. 5, the frequencies of the modulated outputs φ and φ are an integer ratio of 3=2, but if this is set to 5:l, the embodiment of FIG. 3 is obtained.
第4図は、本発明の他の実施例を示す制御回路のプリッ
タ図である。FIG. 4 is a splitter diagram of a control circuit showing another embodiment of the present invention.
第4図は、発振器を別設した実施例を示すものである。FIG. 4 shows an embodiment in which an oscillator is separately provided.
すなわち、500KH,の発振器2と100K112の
発振器2′で、各周波数のパルスを発生し、それぞれ波
形成形回路5,3′に入力して、第5図(a) (O)
に示すJ:うな三角波を作成し、コンパレータ5.5′
に送出する。コンパレータ5,5′は、第5図(b)
(、l)の変調出力φ1.φ、を出力する。That is, a 500KH oscillator 2 and a 100K112 oscillator 2' generate pulses of each frequency and input them to the waveform shaping circuits 5 and 3', respectively.
J: Create a triangular wave shown in , and set the comparator 5.5'
Send to. Comparators 5 and 5' are shown in FIG. 5(b).
(,l) modulation output φ1. Outputs φ.
このように、本発明では、ショットキー・バリアダイ」
−ドを使用できるコンバータ(+5V等)は高周波で、
また、これが利用できないコンバータは低周波で、それ
ぞれ駆動し、これを同期運転して回路間の干渉を無くす
ことができる。In this way, in the present invention, the Schottky barrier die'
Converters that can use − codes (+5V, etc.) are high frequency,
In addition, converters that cannot be used can be driven at low frequencies and operated synchronously to eliminate interference between circuits.
以上説明したように、本発明によれば、多用カスイツチ
ングWt源において、各出力電圧に対しそれぞれIP!
適な周波数で駆動し、かつ同期運転を行うことにより、
スイッチング素子の特性に合致した最適電源を実現でき
、小形、高効率化を図ることができる。As explained above, according to the present invention, in a multi-purpose customizing Wt source, each output voltage has an IP!
By driving at an appropriate frequency and performing synchronous operation,
It is possible to realize an optimal power supply that matches the characteristics of the switching element, and it is possible to achieve smaller size and higher efficiency.
第1図は本発明を適用する多出力スイッチング電源の構
成図、第2図は従来の同期運転用制御回路のブロック図
、第3図は本発明の一実施例を示す異周波数・同期運転
用制御回路のブロック図、第4図は本発明の他の実施例
を示す制御回路のブロック図、笛5図は第3図、第4図
におけるコンパレータの幅変換動作のタイムチャートで
ある。
18制御回路、2.2’!発振器、3.3’:波形成形
回路、4.4’:誤差増ll74器1.5.5’!コン
パレータ、6.6’:出力アンプ、7:分周回路。
特許出願人 株式会社 日立製作所
代 理 人 弁理士 磯 利 雅 俊第 1
図
第2図
工
第 δ 図Fig. 1 is a block diagram of a multi-output switching power supply to which the present invention is applied, Fig. 2 is a block diagram of a conventional control circuit for synchronous operation, and Fig. 3 is an example of the present invention for different frequency/synchronous operation. FIG. 4 is a block diagram of the control circuit showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a time chart of the width conversion operation of the comparator in FIGS. 3 and 4. 18 control circuits, 2.2'! Oscillator, 3.3': Waveform shaping circuit, 4.4': Error multiplier 1.5.5'! Comparator, 6.6': Output amplifier, 7: Frequency divider circuit. Patent applicant Hitachi, Ltd. Representative Patent attorney Masatoshi Iso No. 1
Figure 2 Figure δ
Claims (1)
グ素子をパルス幅蛮調により各々独立に制御して安定化
を行う多出力スイッチング電源において、上記1!J!
数個のスイッチング素子を異なった周波数で駆動し、か
つ上記各周波数を整数比に設定することを特徴とする多
出力スイッチング電源駆動方式。In order to supply a plurality of DC voltages, a plurality of switching elements are independently controlled and stabilized by varying the pulse width. J!
A multi-output switching power supply driving method characterized by driving several switching elements at different frequencies and setting the respective frequencies to an integer ratio.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57186983A JPS5976173A (en) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | Drive system for multioutput switching power source |
KR1019830005021A KR840006884A (en) | 1982-10-25 | 1983-10-24 | Multi-Output Switching Power Supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57186983A JPS5976173A (en) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | Drive system for multioutput switching power source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5976173A true JPS5976173A (en) | 1984-05-01 |
JPH0515152B2 JPH0515152B2 (en) | 1993-02-26 |
Family
ID=16198142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57186983A Granted JPS5976173A (en) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | Drive system for multioutput switching power source |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5976173A (en) |
KR (1) | KR840006884A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02142355A (en) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Nippon I B M Kk | Power unit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4946357B2 (en) * | 2006-11-01 | 2012-06-06 | 横河電機株式会社 | Power supply |
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JPS5529228A (en) * | 1978-08-17 | 1980-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | Switching regulator for pcm device |
JPS5574284U (en) * | 1978-11-13 | 1980-05-22 |
-
1982
- 1982-10-25 JP JP57186983A patent/JPS5976173A/en active Granted
-
1983
- 1983-10-24 KR KR1019830005021A patent/KR840006884A/en not_active Application Discontinuation
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR840006884A (en) | 1984-12-03 |
JPH0515152B2 (en) | 1993-02-26 |
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