JPWO2009013834A1 - 給電システムおよび電圧安定化方法 - Google Patents

給電システムおよび電圧安定化方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2009013834A1
JPWO2009013834A1 JP2009524361A JP2009524361A JPWO2009013834A1 JP WO2009013834 A1 JPWO2009013834 A1 JP WO2009013834A1 JP 2009524361 A JP2009524361 A JP 2009524361A JP 2009524361 A JP2009524361 A JP 2009524361A JP WO2009013834 A1 JPWO2009013834 A1 JP WO2009013834A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
converter
power
power supply
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009524361A
Other languages
English (en)
Inventor
泰弘 飯野
泰弘 飯野
民夫 清水
民夫 清水
貴裕 宮崎
貴裕 宮崎
敏文 鷲尾
敏文 鷲尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of JPWO2009013834A1 publication Critical patent/JPWO2009013834A1/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion 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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0045Converters combining the concepts of switch-mode regulation and linear regulation, e.g. linear pre-regulator to switching converter, linear and switching converter in parallel, same converter or same transistor operating either in linear or switching mode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007Plural converter units in cascade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる給電システムおよび電圧安定化方法を提供する。絶縁コンバータ10と非絶縁コンバータ20との間に電圧安定化回路40を配置し、絶縁コンバータ10からの入力電圧Vinが上昇した場合、コンデンサ41を介してトランジスタ45にベース電流Ibを流すことによりトランジスタ41のコレクタにベース電流Ibのhfe倍のコレクタ電流Icを流すことにより、コンデンサ41の静電容量Cに対して、トランジスタ45の電流増幅率hfe倍に相当する静電容量を有するコンデンサが、電力供給ライン31とグランド32との間に挿入された場合とほぼ同じ効果を生じさせる。

Description

本発明は、ネットワーク機器やサーバ機器等に用いられる給電システム、およびその給電システムにおける電圧安定化方法に関する。
ネットワーク機器やサーバ機器等の電子機器の中には、負荷電流が大幅かつ高速に変化する負荷に電力を安定して供給する給電システムを備えたものがあり、このような給電システムにおいては、負荷電流の変化に伴って変動する電圧を安定化するために、電力供給ラインとグランドとの間にコンデンサを配備するということが一般に行なわれている。
図5は、従来の給電システムの回路構成を示す図である。
図5に示す給電システム100には、絶縁コンバータ10と、非絶縁コンバータ20と、電力供給ライン31と、グランド32と、これら電力供給ライン31とグランド32との間に配備されたコンデンサ110と、非絶縁コンバータ20の出力側に配備されたコンデンサ120とが備えられている。コンデンサ110,120の静電容量は比較的大きく、従ってこれらコンデンサ110,120のサイズも比較的大きい。
絶縁コンバータ10には、比較的高い電圧Ein(例えば48Vの直流電圧)の電源200が接続される。この絶縁コンバータ10は、電圧Einの電源200から電力の供給を受けその電圧Einよりも低い電圧Vin(例えば12Vの直流電圧)の電力を生成する、いわゆるステップダウン型のDC−DCコンバータである。絶縁コンバータ10の回路構成については後述するが、この絶縁コンバータ10には、電源200から比較的高い電圧Einが印加されるため、この絶縁コンバータ10は、例えば、この高い電圧Einに十分に対応することができるようにレイアウトされた配線パターン等が形成された回路基板に実装される。また、この絶縁コンバータ10は、入出力間が後述する絶縁トランスで直流的に絶縁された絶縁コンバータでもある。このため、外部からの雷等のサージに対する耐性に優れている。
絶縁コンバータ10で生成された電圧Vinの電力は、コンデンサ110に蓄えられるとともに非絶縁コンバータ20に供給される。非絶縁コンバータ20は、絶縁コンバータ10からの電圧Vinの電力の供給を受け、その電圧Vinよりも低い電圧VL(例えば3Vの直流電圧)の電力を生成するステップダウン型のDC−DCコンバータである。非絶縁コンバータ20の構成についても後述するが、この非絶縁コンバータ20には、絶縁コンバータ10から比較的低い電圧Vinが印加されるため、この非絶縁コンバータ20は、例えば、コンデンサ110,120および負荷300とともに、論理信号が伝送される配線パターン等が形成された回路基板に実装される。
ここで、絶縁コンバータ10と非絶縁コンバータ20の構成について簡単に説明しておく。尚、図5に示す絶縁コンバータ10,非絶縁コンバータ20の構成図は、従来の給電システムに備えられた絶縁コンバータ,非絶縁コンバータの原理を説明するための原理図に相当するものである。
絶縁コンバータ10には、電圧Einの電源200に接続された絶縁トランス11と、ダイオード12,13と、チョークコイル14と、コンデンサ15と、制御回路16と、スイッチング素子17とが備えられている。制御回路16は、絶縁コンバータ10からの電圧Vinが一定の電圧値になるようにスイッチング素子17をオン,オフして絶縁トランス11を駆動する。これにより、絶縁トランス11に交流電圧が誘起される。この交流電圧はダイオード12,13で整流され、チョークコイル14およびコンデンサ15で安定化されて電圧Vinの電力として出力される。この電圧Vinの電力はコンデンサ110に蓄えられるとともに非絶縁コンバータ20に供給される。
一方、非絶縁コンバータ20には、制御回路21と、スイッチング素子22と、ダイオード23と、チョークコイル24と、コンデンサ25とが備えられている。制御回路21は、非絶縁コンバータ20からの電圧VLが一定の電圧値になるようにスイッチング素子22をオン,オフして電圧Vinの電力をダイオード23,チョークコイル24,コンデンサ25からなる電力安定部に供給して安定化させ、電圧VLの電力として出力する。この電圧VLの電力はコンデンサ120に蓄えられるとともに負荷300に供給される。
ここで、負荷300に流れる負荷電流が変動した場合であっても、電力供給ライン31とグランド32との間に配備されたコンデンサ110、および非絶縁コンバータ20の出力側に配備されたコンデンサ120には、それらコンデンサ110,120の静電容量に見合った電力が蓄えられているため、負荷300に電力を安定して供給することができる。
また、例えば、特許文献1には、直流電圧をオン,オフしてインダクタンス素子で電気エネルギの蓄積および放出を行なって電力を制御するチョッパ回路と、そのチョッパ回路で電力制御された直流電圧を交流電圧に変換して放電ランプに交流電力を供給するスイッチング回路との間に配備され、そのスイッチング回路の休止期間に作動して上記インダクタンス素子にダミー電流を流すダミー負荷回路を備えた給電システムが提案されている。この給電システムでは、スイッチング回路の休止期間中においても、インダクタンス素子にダミー電流を流すことにより、スイッチング回路の休止期間中にインダクタンス素子に流れる電流が遮断されるのを防止し、これにより、インダクタンス素子からうなり音が発生するということを防止している。
特開平7−295666号公報
ここで、図5を参照して説明した給電システム100では、負荷300に電力を安定して供給するために、電力供給ライン31とグランド32との間にコンデンサ110を配備し、さらに非絶縁コンバータ20の出力側にもコンデンサ120を配備する必要がある。近年、CPU(Central Processing Unit)等の、いわゆるデジタル負荷の益々の低電圧化および大電流化且つ高速動作化に伴い、電力供給ラインとグランドとの間に配備されるコンデンサの静電容量も益々増大している。例えば、そのコンデンサの静電容量は、数千μF〜数万μFとなってきている。その一方で、装置の小型化、高密度実装化が進み、コンデンサを配備するスペース(物理的な回路面積)は限られるため、上述した給電システム100において、十分に大きな静電容量のコンデンサを配備することは、物理的な回路面積やコストの面からして困難になってきているという問題がある。
また、特許文献1に提案された給電システムでは、うなり音の発生は防止されるものの、この特許文献1には、負荷に安定して電力を供給する点に関しては言及されていない。ここで、負荷に電力を安定して供給することができない場合、負荷として働く電子回路等の誤動作を招く恐れがあるため、負荷に電力を安定して供給する技術は、極めて重要である。
本発明は、上記事情に鑑み、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる給電システムおよび電圧安定化方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する給電システムは、
第1の電圧の電源から電力の供給を受けその第1の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する、第1のコンバータと、
上記第1のコンバータから第2の電圧の電力の供給を受けその第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する第2のコンバータと、
上記第1のコンバータと上記第2のコンバータとの間に配置され、上記第2の電圧の変動をモニタし、その第2の電圧の電力供給ラインとグランドとの間に電流路を形成してそのモニタの結果に応じてその電流路を流れる電流量を調整することによりその第2の電圧を安定化させる電圧安定化回路とを備えたことを特徴とする。
本発明の給電システムは、負荷に流れる負荷電流が変動した場合、電力供給ラインとグランドとの間に形成された電流路に流れる電流量を調整することにより、第1のコンバータからの第2の電圧を安定化させ、安定化した第2の電圧の電力を第2のコンバータに供給し、その第2のコンバータで第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を負荷に供給するものである。ここで、電力供給ラインとグランドとの間に形成された電流路を流れる電流量を調整して第2の電圧を安定化させる電圧安定化回路は、実施形態に示すように比較的サイズの小さな回路素子で構成することができる。このため、電力供給ラインとグランドとの間に大きなサイズのコンデンサを配備する必要はなく、例えば、この電圧安定化回路の安定レベルが仮に多少不十分であったとしても電力供給ラインとグランドとの間に小さなサイズのコンデンサを配備して、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる。あるいは、この電圧安定化回路を備えることにより十分な安定化が図られるときは、電力供給ラインとグランドとの間にコンデンサを配備することなく、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる。
また、本発明の給電システムは、第1のコンバータと第2のコンバータとの中間に電圧安定化回路を配置して、第1のコンバータの出力である第2の電圧を安定化させるものである。
ここで、この電圧安定化回路の回路構成にもよるが、電圧安定化回路を配置しても完全に安定化される訳ではなく、負荷が急激に変化すると、例えば最大2VP−P程度の変動を生じる可能性がある。一方、負荷として働く電子回路等が、例えば3V等の低い電圧の電力の供給を受けて動作するCPU等で構成されている場合、その3Vの電力ラインに最大2VP−Pもの変動を生じるおそれのある電圧安定化回路を配置しても役に立たない可能性がある。本発明の給電システムは、電圧が比較的高い、第1のコンバータの出力側、すなわち第2のコンバータの入力側に電圧安定化回路を配備したため、その比較的高い電圧に対しては十分な電圧安定化が図られ、この安定化された電圧が第2のコンバータを介してさらに安定化されるため、負荷には、その負荷が急激に変動しても安定した電圧の電力を供給することができる。
さらに、本発明の給電システムでは、入出力間が直流的に絶縁された第1のコンバータが備えられているため、外部からのサージ電圧の耐性に優れている。また、第1のコンバータからの、電圧安定化回路で安定化された第2の電圧の電力が供給される第2のコンバータは、負荷応答性に優れており、これら第1のコンバータ,第2のコンバータは、いずれもステップダウン型のDC−DCコンバータであるため、低電圧および大電流で且つ高速に動作するCPU等のデジタル負荷に好適に対応することができる。
ここで、上記電圧安定化回路が、
上記電力供給ラインとグランドとの間に直列に接続された、その電力供給ライン側のキャパシタおよびグランド側の第1の抵抗と、
上記キャパシタと上記第1の抵抗との接続ノードにカソードが接続されグランドにアノードが接続されたダイオードと、
上記電力供給ラインとグランドとの間に直列に接続された、第2の抵抗および、上記接続ノードに接続された制御端子を有しその接続ノードの電圧に応じてインピーダンスが変化する能動素子とを備えたものであることが好ましい。
また、上記第1のコンバータは、入出力間が直流的に絶縁された絶縁コンバータであり、上記第2のコンバータは非絶縁コンバータであることが好ましい。
本発明は、典型的には、第1のコンバータとしては入出力間が直流的に絶縁された絶縁コンバータが、また第2のコンバータとしては非絶縁コンバータが好適に採用される。
さらに、上記能動素子が、トランジスタ、FET、IGBT、SIT等の能動素子の中から選択されたいずれか1つであることも好ましい態様である。
このような電圧安定化回路を備えると、例えば第2の電圧が上昇した場合、コンデンサを介して能動素子(ここではトランジスタを例に挙げて説明する)にベース電流が流れ、これによりそのトランジスタのコレクタにはベース電流の電流増幅率hfe倍のコレクタ電流が流れる。すると、そのコンデンサの静電容量に対して、そのトランジスタの電流増幅率hfe倍に相当する静電容量を有するコンデンサが、電力供給ラインとグランドとの間に挿入された場合とほぼ同じ効果を生じさせることができる。従って、サイズの小さなコンデンサやトランジスタ等の回路素子で電圧安定化回路を構成することができ、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる。
また、上記目的を達成する本発明の電源安定化方法は、第1の電圧の電源から電力の供給を受けその第1の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する、第1のコンバータと、その第1のコンバータから第2の電圧の電力の供給を受けその第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する第2のコンバータとを備えた給電システムにおける電圧安定化方法において、
上記第2の電圧の変動をモニタし、その第2の電圧の電力供給ラインとグランドとの間の電流路を形成してそのモニタの結果に応じてその電流路を流れる電流量を調整することを特徴とする。
本発明の電源安定化方法は、第1のコンバータからの第2の電圧の変動をモニタし、その第2の電圧の電力供給ラインとグランドとの間の電流路を形成してそのモニタの結果に応じてその電流路を流れる電流量を調整する方法である。ここで、本発明の電源安定化方法を実現するために必要とされる上記電流路を流れる電流量を調整するための回路は、比較的サイズの小さな回路素子で構成することができる。従って、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷に安定して電力を供給することができる電源安定化方法を提供することができる。
本発明の一実施形態の給電システムの回路構成を示す図である。 図1に示す電圧安定化回路の構成と動作を説明するための図である。 図2に示す電圧安定化回路における各部の波形を示す図である。 図1,図2に示す電圧安定化回路とは異なる電圧安定化回路の構成を示す図である。 従来の給電システムの回路構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態の給電システムの回路構成を示す図である。
尚、前述した図5に示す給電システム100の構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、異なる点について説明する。
図1に示す給電システム1には、図5に示す給電システム100と比較し、図5に示すコンデンサ110が電圧安定化回路40に置き換えられている点と、図5に示すコンデンサ120が削除されている点が異なっている。また、図1に示す給電システム1には、本発明の電圧安定化方法の一実施形態が適用されている。
図1に示す給電システム1には、電圧Ein(本発明にいう第1の電圧に相当し、例えば48Vの直流電圧)の電源200から電力の供給を受けその電圧Einの電圧よりも低い電圧Vin(本発明にいう第2の電圧に相当し、例えば12Vの直流電圧)の電力を生成する絶縁コンバータ10(本発明にいう第1のコンバータに相当)と、絶縁コンバータ10から電圧Vinの電力の供給を受けその電圧Vinよりも低い電圧VL(本発明にいう第3の電圧に相当し、例えば3Vの直流電圧)の電力を生成する非絶縁コンバータ20(本発明にいう第2のコンバータに相当)と、これら絶縁コンバータ10と非絶縁コンバータ20との間に配置された電圧安定化回路40とが備えられている。
電圧安定化回路40は、電圧Vinの変動をモニタし、その電圧Vinの電力供給ライン31とグランド32との間に電流路を形成してそのモニタの結果に応じてその電流路を流れる電流量を調整することにより電圧Vinを安定化させる回路である。尚、図1には、電圧安定化回路40で安定させる前の電圧がVinで示されており、この電圧安定化回路40で安定させた後の電圧がVoutとして示されている。
この電圧安定化回路40には、電力供給ライン31とグランド32との間に直列に接続された、電力供給ライン31側のキャパシタ41およびグランド32側の第1の抵抗42が備えられている。また、電圧安定化回路40には、キャパシタ41と第1の抵抗42との接続ノードAにカソードが接続されグランド32にアノードが接続されたダイオード43が備えられている。さらに、電圧安定化回路40には、電力供給ライン31とグランド32との間に直列に接続された、第2の抵抗44および、上記接続ノードAに接続されたベース(本発明にいう制御端子に相当する)を有しその接続ノードAの電圧に応じてインピーダンスが変化するトランジスタ45(通常のバイポーラトランジスタであり、本発明にいう能動素子の一例に相当する)が備えられている。
ここで、電圧安定化回路40の動作について、図2および図3を参照して説明する。
図2は、図1に示す電圧安定化回路の構成と動作を説明するための図、図3は、図2に示す電圧安定化回路における各部の波形を示す図である。
図2には、図1に示す電圧安定化回路40の動作を説明するために、図1に示す給電システム1の回路構成が簡略化されて示されている。即ち、この図2には、電圧Einの電源200と、絶縁コンバータ10と給電ラインに寄生するインピーダンス10_1と、電圧安定化回路40と、非絶縁コンバータ20および負荷回路300からなる負荷回路400とが示されている。
ここで、負荷回路400に流れる負荷電流Iloadが、図3に示す期間t1において減少したとする。すると、電圧安定化回路40で安定させる前の電圧Vin(入力電圧Vinと称する)が上昇する。すると、コンデンサ41を介してトランジスタ45にベース電流Ibが流れ、これによりトランジスタ41が能動状態となり、トランジスタ41のコレクタには、ベース電流Ibのhfe(電流増幅率)倍のコレクタ電流Icが流れる。その結果、電圧安定化回路40で安定させた後の電圧Vout(出力電圧Voutと称する)の変動分(ここでは上昇分)を表わす変動電流を、第1の抵抗42とトランジスタ45のコレクタ電流Icでバイパスすることとなり、従って出力電圧Voutの変動を小さく抑えることができる。即ち、出力電圧Voutの変動分は、期間t1以前の初期の時点でコンデンサ41に蓄えられている電荷で表わされる初期の出力電圧Voutに、トランジスタ45のベースーエミッタ間の電圧Vbeを加えた電圧上昇に留まる。
次いで、図3に示す期間t2において、負荷電流Iloadが増加したとする。すると、入力電圧Vinが低下する。すると、ダイオード43→コンデンサ41の経路で電流が流れる。即ち、ベース電流Ibやコレクタ電流Icは流れないこととなる。その結果、出力電圧Voutの変動分(ここでは下降分)は、ダイオード43の電圧降下分となる。ここで、ダイオード43の電圧降下分と、トランジスタ45のベースーエミッタ間の電圧Vbeとはほぼ等しく、このため期間t2において負荷電流Iloadが増加しても、出力電圧Voutの変動分は電圧Vbeとほぼ等しくなる。従って、電圧安定化回路40で安定させた後の出力電圧Voutは、この電圧安定化回路40で安定させる前の、図3に示す期間t1以前の入力電圧Vinを中心にして、振幅Vbe程度の変動に抑制される。一般に、トランジスタの電圧Vbeは1V以下であるので、変動範囲は2VP−P以内となる。
このようにすることにより、図2に示すコンデンサ41の静電容量Cに対して、トランジスタ45の電流増幅率hfe倍に相当する容量を有するコンデンサが、電力供給ライン31とグランド32との間に挿入された場合とほぼ同じ効果を有することとなる。例えば、コンデンサ41の静電容量C=100μFであり、トランジスタ45の電流増幅率hfe=100の場合、100μF×100=10,000μFの静電容量を有するコンデンサを、電力供給ライン31とグランド32との間に挿入したのとほぼ同じ電圧抑制効果がある。
本実施形態の給電システム1は、負荷300に流れる負荷電流が変動した場合、電力供給ライン31とグランド32との間に形成された電流路を流れる電流量を調整することにより、絶縁コンバータ10からの入力電圧Vinを安定化させて出力電圧Voutとし、この出力電圧Voutの電力を非絶縁コンバータ20に供給し、その非絶縁コンバータ20で出力電圧Voutよりも低い電圧VLの電力を負荷300に供給するものである。ここで、電力供給ライン31とグランド32との間に形成された電流路を流れる電流量を調整するための電圧安定化回路40は、サイズの小さなコンデンサ41やトランジスタ45等で構成されている。従って、従来の、図5に示す電力供給ライン31とグランド32との間に大きなサイズのコンデンサ110を配備する技術と比較し、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷300に安定して電力を供給することができる。
また、本実施形態の給電システム1では、入出力間が直流的に絶縁された絶縁コンバータ10が備えられているため、外部からのサージ電圧の耐性に優れている。一方、非絶縁コンバータ20には、入出力間を直流的に絶縁するための絶縁トランス等は配備されておらず、このため高速に動作することができ、従って負荷応答性に優れている。また、これら絶縁コンバータ10,非絶縁コンバータ20は、いずれもステップダウン型のDC−DCコンバータであるため、低電圧および大電流で且つ高速に動作するCPU等のデジタル負荷に好適に対応することができる。
尚、本実施形態の給電システム1では、電力供給ライン31とグランド32との間に、電圧安定化回路40のみを配備した例で説明したが、この電圧安定化回路40では安定化のレベルが足りないときは、電力供給ライン31とグランド32との間に、この電圧安定化回路40と並列に小さなサイズのコンデンサを付加的に配備してもよい。このようにすることにより、回路面積およびコストアップを小さく抑えたまま、負荷300にさらに安定した電力を供給することができる。
図4は、図1,図2に示す電圧安定化回路とは異なる電圧安定化回路の構成を示す図である。
図4に示す電圧安定化回路50は、図1,図2に示す電圧安定化回路40と比較し、図1,図2に示すトランジスタ45が電界効果型トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)55に置き換えられている点が異なっている。この電界効果型トランジスタ55は、本発明にいう能動素子の他の一例に相当するものであり、このような電界効果型トランジスタ55で、上述したトランジスタ45の役割りを担わせてもよい。
尚、上述した実施形態では、本発明にいう第1のコンバータと第2のコンバータとして、第1の電圧の電源から電力の供給を受けその電圧の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する、入出力間が直流的に絶縁された絶縁コンバータと、その絶縁コンバータから第2の電圧の電力の供給を受けその第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する非絶縁コンバータとの組合せの例で説明したが、本発明は、これら絶縁コンバータと非絶縁コンバータとの組合せに限られるものではなく、本発明は、第1の電圧の電源から電力の供給を受けその第1の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する第1のコンバータと、上記第1のコンバータから第2の電圧の電力の供給を受けその第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する第2のコンバータとの組合せであればよい。
また、上述した実施形態では、能動素子として、通常のバイポーラトランジスタ45や電界効果型トランジスタ55の例で説明したが、これらに限られるものではなく、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)や静電誘導型トランジスタ(SIT:Static Induction Transistor)等の能動素子であってもよい。

Claims (5)

  1. 第1の電圧の電源から電力の供給を受け該第1の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する、第1のコンバータと、
    前記第1のコンバータから第2の電圧の電力の供給を受け該第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する第2のコンバータと、
    前記第1のコンバータと前記第2のコンバータとの間に配置され、前記第2の電圧の変動をモニタし、該第2の電圧の電力供給ラインとグランドとの間に電流路を形成して該モニタの結果に応じて該電流路を流れる電流量を調整することにより該第2の電圧を安定化させる電圧安定化回路とを備えたことを特徴とする給電システム。
  2. 前記電圧安定化回路が、
    前記電力供給ラインとグランドとの間に直列に接続された、該電力供給ライン側のキャパシタおよびグランド側の第1の抵抗と、
    前記キャパシタと前記第1の抵抗との接続ノードにカソードが接続されグランドにアノードが接続されたダイオードと、
    前記電力供給ラインとグランドとの間に直列に接続された、第2の抵抗および、前記接続ノードに接続された制御端子を有し該接続ノードの電圧に応じてインピーダンスが変化する能動素子とを備えたことを特徴とする請求項1記載の給電システム。
  3. 前記第1のコンバータは、入出力間が直流的に絶縁された絶縁コンバータであり、前記第2のコンバータは非絶縁コンバータであることを特徴とする請求項1〜2記載の給電システム。
  4. 前記能動素子が、トランジスタ、FET、IGBT、SIT等の能動素子の中から選択されたいずれか1つであることを特徴とする請求項3記載の給電システム。
  5. 第1の電圧の電源から電力の供給を受け該第1の電圧よりも低い第2の電圧の電力を生成する、第1のコンバータと、該第1のコンバータから第2の電圧の電力の供給を受け該第2の電圧よりも低い第3の電圧の電力を生成して負荷に供給する第2のコンバータとを備えた給電システムにおける電圧安定化方法において、
    前記第2の電圧の変動をモニタし、該第2の電圧の電力供給ラインとグランドとの間の電流路を形成して該モニタの結果に応じて該電流路を流れる電流量を調整することを特徴とする電圧安定化方法。
JP2009524361A 2007-07-26 2007-07-26 給電システムおよび電圧安定化方法 Withdrawn JPWO2009013834A1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2007/064682 WO2009013834A1 (ja) 2007-07-26 2007-07-26 給電システムおよび電圧安定化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2009013834A1 true JPWO2009013834A1 (ja) 2010-09-30

Family

ID=40281097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009524361A Withdrawn JPWO2009013834A1 (ja) 2007-07-26 2007-07-26 給電システムおよび電圧安定化方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100127673A1 (ja)
JP (1) JPWO2009013834A1 (ja)
CN (1) CN101803167A (ja)
WO (1) WO2009013834A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010011043A1 (de) * 2010-03-11 2011-09-15 Borgwarner Beru Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers vor Spannungsspitzen in einem Kraftfahrzeug
JP2012152066A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Olympus Corp 電源装置
WO2019171674A1 (ja) * 2018-03-09 2019-09-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源安定化回路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117170A (ja) * 1990-09-04 1992-04-17 Fujitsu Ltd 多出力電源装置
JPH05236743A (ja) * 1991-12-25 1993-09-10 Tokyo Electric Co Ltd スイッチング電源装置
JP2723055B2 (ja) * 1994-10-21 1998-03-09 日本電気株式会社 電源回路
JPH08328672A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Tokimec Inc 安定化直流電圧回路および該回路を付随したスイッチング電源
JPH0956150A (ja) * 1995-08-11 1997-02-25 Nippon Steel Corp スイッチング電源装置
JP3559645B2 (ja) * 1996-03-08 2004-09-02 キヤノン株式会社 スイッチング電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009013834A1 (ja) 2009-01-29
US20100127673A1 (en) 2010-05-27
CN101803167A (zh) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4997405B2 (ja) 電力割当装置
TWI741061B (zh) 切換調整器同步節點緩衝器電路
CN102111070A (zh) 待机电流减少的调节器过电压保护电路
CN111771321B (zh) 半导体开关控制电路以及开关电源装置
KR20080110470A (ko) 동기 정류 회로 및 이를 이용한 다중 출력을 갖는전원공급장치
KR20140018790A (ko) 케이블 보상 회로
JPWO2009013834A1 (ja) 給電システムおよび電圧安定化方法
JP2010246294A (ja) 電源回路および電子機器
JP2010015471A (ja) レギュレータ装置およびそれを備える電子機器
JP2021191079A (ja) 直流電源装置およびそれに用いる電流安定化回路並びに電源ラインのノイズ抑制方法
US20070081367A1 (en) Diode power array
JP2008079352A (ja) Dc−dcコンバータ
US20110241643A1 (en) Power control device
US20110216461A1 (en) System and Method to Limit In-Rush Current
JP5086843B2 (ja) 電源回路装置および電子機器
KR101431382B1 (ko) 유도성 부하를 갖는 직류 전원 공급단에서의 돌입 전류 제한 회로
US7298121B2 (en) Circuit and method for increasing the stability of switch-mode power supplies
JP5927138B2 (ja) スイッチング電源装置
US6798256B1 (en) Resonant buffer apparatus, method, and system
JP2017120568A (ja) 電源回路およびその制御回路、制御方法、ならびにそれを用いた電子機器
JP2006340563A (ja) Dc−dcコンバータ
JP2006050776A (ja) 半導体スイッチ回路および電力変換装置およびインバータ装置および空気調和機
Li et al. Fixed‐frequency adaptive on‐time buck converter with ramp compensation
JP2007295743A (ja) 電源の平滑回路、電源装置、及び、スイッチング電源装置
JP4955454B2 (ja) スイッチング電源の制御回路およびそれを利用したスイッチング電源

Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110415