JPWO2020017163A1 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020017163A1
JPWO2020017163A1 JP2020530919A JP2020530919A JPWO2020017163A1 JP WO2020017163 A1 JPWO2020017163 A1 JP WO2020017163A1 JP 2020530919 A JP2020530919 A JP 2020530919A JP 2020530919 A JP2020530919 A JP 2020530919A JP WO2020017163 A1 JPWO2020017163 A1 JP WO2020017163A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
time
control
burst
power supply
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.)
Granted
Application number
JP2020530919A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7322881B2 (en
Inventor
卓郎 秋山
卓郎 秋山
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.)
Sony Corp
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Corp
Sony Group Corp
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 Sony Corp, Sony Group Corp filed Critical Sony Corp
Publication of JPWO2020017163A1 publication Critical patent/JPWO2020017163A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7322881B2 publication Critical patent/JP7322881B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

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

Abstract

LLC方式のスイッチング電源において、負荷条件を示すフィードバック値が供給され、スイッチング素子に対するドライブ信号を形成する制御部を有し、制御部は、負荷が重い第1の領域において、前記フィードバック値によってスイッチング周波数を可変する周波数制御を行い、第1の領域に比して負荷が軽い第2の領域において、スイッチング周波数を固定してスイッチングON区間とスイッチングOFF区間を設けるバースト制御を行い、バースト制御において、1バースト周期中のスイッチングON回数とOFF時間の両方を制御することによって、ON時間比率を負荷条件によって連続的に可変するようにしたスイッチング電源である。図15In the LLC type switching power supply, a feedback value indicating a load condition is supplied and has a control unit that forms a drive signal for the switching element. The control unit has a switching frequency according to the feedback value in a first region where the load is heavy. In the second region where the load is lighter than that in the first region, burst control is performed in which the switching frequency is fixed and a switching ON section and a switching OFF section are provided. This is a switching power supply in which the ON time ratio is continuously changed according to the load condition by controlling both the number of switching ON times and the OFF time during the burst cycle. FIG. 15

Description

本技術は、LLC方式のスイッチング電源に関する。 The present technology relates to an LLC type switching power supply.

従来、2つのLと一つのCを使用するLLC方式のスイッチング電源(DC−DCコンバータ)が知られている。かかるスイッチング電源は、ソフトスイッチング方式で、効率が良く、低ノイズという特長があり、広く使われている。一方で、他の方式に比較してレギュレーション範囲が狭いという特性があるため、出力電圧可変範囲が広い用途や、入力電圧変動が大きい用途には適さなかった。 Conventionally, an LLC type switching power supply (DC-DC converter) that uses two Ls and one C is known. Such a switching power supply is a soft switching system, has high efficiency and low noise, and is widely used. On the other hand, since it has a characteristic that the regulation range is narrower than that of other methods, it is not suitable for applications where the output voltage variable range is wide or where the input voltage fluctuation is large.

二次電池を充電する充電器の場合、出力電圧変動範囲が広いので、従来、PWM制御方式のスイッチング電源が使われてきた。最近では、大容量化(数百W以上)の要求が多くなってきており、従来のPWM制御方式のスイッチング電源を使用すると、効率が悪く、サイズ及びコストの面で不利である。そこで、LLC方式のスイッチング電源によって充電器を実現することができれば、低コスト、高効率な充電器が実現することができる。しかしながら、上述したように、LLC方式のスイッチング電源のレギュレーション範囲が狭いという特性から、充電器においては、軽負荷(低電圧かつ小電流)領域での挙動に課題があった。 In the case of a charger for charging a secondary battery, since the output voltage fluctuation range is wide, a PWM control type switching power supply has been conventionally used. Recently, there have been many demands for larger capacities (several hundred watts or more), and using a conventional PWM control type switching power supply is inefficient and disadvantageous in terms of size and cost. Therefore, if a charger can be realized by an LLC switching power supply, a low-cost and highly efficient charger can be realized. However, as described above, due to the characteristic that the regulation range of the LLC type switching power supply is narrow, there is a problem in the behavior of the charger in the light load (low voltage and small current) region.

LLC方式のスイッチング電源では、負荷が小さくなると、二次側で出力する電流に対する励磁電流の割合が大きくなり、効率が低下する。このため、電子機器のスタンバイ時の消費電力が大きくなるという問題が生じてくる。すなわち、二次側に伝えるエネルギーとなる電流の他に、共振により一次側だけを流れている励磁電流が流れる。この共振による励磁電流は、負荷で消費される電流に係わらず流れ続ける。したがって、軽負荷のときには、共振による励磁電流による効率の低下が相対的に大きくなる。 In the LLC type switching power supply, when the load becomes small, the ratio of the exciting current to the current output on the secondary side becomes large, and the efficiency decreases. For this reason, there arises a problem that the power consumption of the electronic device during standby becomes large. That is, in addition to the current that becomes the energy to be transmitted to the secondary side, the exciting current that flows only on the primary side due to resonance flows. The exciting current due to this resonance continues to flow regardless of the current consumed by the load. Therefore, when the load is light, the decrease in efficiency due to the exciting current due to resonance becomes relatively large.

特許文献1には、かかる問題を解決するために、発振器を連続的に動作させて電源制御を行う通常モードと、発振器を間欠的に動作させて電源制御を行うバーストモードとを設定することが記載されている。バーストモードが設定されると、二次側の出力電圧を検出することで、電源制御を間欠的に停止させているので、スタンバイ時の消費電力を低減することができる。 In Patent Document 1, in order to solve such a problem, it is possible to set a normal mode in which the oscillator is continuously operated to control the power supply and a burst mode in which the oscillator is intermittently operated to control the power supply. Are listed. When the burst mode is set, the power supply control is intermittently stopped by detecting the output voltage on the secondary side, so that the power consumption during standby can be reduced.

また、特許文献2では、スイッチング電源の消費電力をより一層低減することが記載されている。特許文献2では、スイッチング停止期間では、スイッチ素子のスイッチング制御が不要であることに着目し、制御手段への制御電力の供給を停止して消費電力の低減を図るようにしている。 Further, Patent Document 2 describes that the power consumption of the switching power supply is further reduced. In Patent Document 2, paying attention to the fact that the switching control of the switch element is unnecessary during the switching stop period, the supply of the control power to the control means is stopped to reduce the power consumption.

特開2009−189108号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-189108 特開2013−038857号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-038857

特許文献1又は特許文献2に記載のように、軽負荷時にバーストモード(間欠発振モード)を使うことで、LLC方式のスイッチング電源の軽負荷領域のレギュレーション範囲を広げることは可能である。特許文献1又は特許文献2に記載のものは、待機時の消費電力を抑えるためのバースト制御技術であり、通常、数十Hz〜数百Hz程度のバースト周波数が使われる。 As described in Patent Document 1 or Patent Document 2, it is possible to widen the regulation range of the light load region of the LLC type switching power supply by using the burst mode (intermittent oscillation mode) at the time of light load. The one described in Patent Document 1 or Patent Document 2 is a burst control technique for suppressing power consumption during standby, and a burst frequency of about several tens of Hz to several hundreds of Hz is usually used.

しかしながら、数十Hz〜数百Hzという低いバースト周波数の場合、スイッチングが停止している時間が長くなるため、出力のリップル電流、またはリップル電圧が大きくなる。充電器の場合、軽負荷時にも、充電するリップル電流を抑えたいという要求があり、低いバースト周波数では、リップル電流が大きいため、バッテリーの要求仕様を満たせない場合がある。バースト周波数を数十kHzと高くすれば、リップル電流は小さくできるが、単純に高いバースト周波数にしただけでは、バースト期間中のON時間比率の微調整が困難になり、安定して動かすのが難しくなるという問題がある。 However, in the case of a low burst frequency of several tens of Hz to several hundreds of Hz, the ripple current or ripple voltage of the output becomes large because the switching is stopped for a long time. In the case of a charger, there is a demand to suppress the ripple current for charging even when the load is light, and at a low burst frequency, the ripple current is large, so that the required specifications of the battery may not be satisfied. The ripple current can be reduced by increasing the burst frequency to several tens of kHz, but simply increasing the burst frequency makes it difficult to fine-tune the ON time ratio during the burst period, making it difficult to operate stably. There is a problem of becoming.

したがって、本技術の目的は、バースト動作時のリップル電流(またはリップル電圧)を低減できるスイッチング電源を提供することにある。 Therefore, an object of the present technology is to provide a switching power supply capable of reducing the ripple current (or ripple voltage) during burst operation.

本技術は、LLC方式のスイッチング電源であって、
負荷条件を示すフィードバック値が供給され、スイッチング素子に対するドライブ信号を形成する制御部を有し、
制御部は、
負荷が重い第1の領域において、フィードバック値によってスイッチング周波数を可変する周波数制御を行い、
第1の領域に比して負荷が軽い第2の領域において、スイッチング周波数を固定してスイッチングON区間とスイッチングOFF区間を設けるバースト制御を行い、
バースト制御において、スイッチングON回数とOFF時間の両方を制御することによって、ON時間比率を負荷条件によって連続的に可変するようにしたスイッチング電源である。
This technology is an LLC switching power supply.
It has a control unit that is supplied with a feedback value indicating the load condition and forms a drive signal for the switching element.
The control unit
In the first region where the load is heavy, frequency control is performed to change the switching frequency according to the feedback value.
In the second region where the load is lighter than that of the first region, burst control is performed by fixing the switching frequency and providing a switching ON section and a switching OFF section.
In burst control, it is a switching power supply in which the ON time ratio is continuously changed according to the load condition by controlling both the switching ON frequency and the OFF time.

少なくとも一つの実施形態によれば、バースト期間のON時間比率を、連続的に変化させることができ、且つ、バースト時の必要最小OFF時間を確保しながら、常にOFF時間を最小制御することも可能となり、バースト動作時のリップル電流(またはリップル電圧)を最小にすることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。 According to at least one embodiment, the ON time ratio of the burst period can be continuously changed, and the OFF time can always be controlled to the minimum while ensuring the required minimum OFF time at the time of burst. Therefore, the ripple current (or ripple voltage) during burst operation can be minimized. The effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present technology or an effect different from them.

図1は、LLC方式のスイッチング電源の接続図である。FIG. 1 is a connection diagram of an LLC type switching power supply. 図2は、定電圧制御の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of constant voltage control. 図3は、定電流制御の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of constant current control. 図4は、定電圧制御及び定電流制御の両方を行う構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration in which both constant voltage control and constant current control are performed. 図5は、定電圧制御の構成を示す接続図である。FIG. 5 is a connection diagram showing a configuration of constant voltage control. 図6は、定電流制御の構成を示す接続図である。FIG. 6 is a connection diagram showing a configuration of constant current control. 図7は、LLC方式のスイッチング電源のドライブ信号の波形を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing a waveform of a drive signal of an LLC type switching power supply. 図8は、LLC方式のスイッチング電源のバーストモードにおけるドライブ信号の波形を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing a waveform of a drive signal in a burst mode of an LLC type switching power supply. 図9は、OFF区間の長さとリップルの大きさの関係を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing the relationship between the length of the OFF section and the magnitude of the ripple. 図10は、OFF区間の長さを示す波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram showing the length of the OFF section. 図11は、スイッチング周波数とリップルの大きさの関係を示す波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram showing the relationship between the switching frequency and the magnitude of the ripple. 図12は、負荷とON時間比率の関係を示すタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the load and the ON time ratio. 図13は、負荷とON時間比率の関係を示すタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart showing the relationship between the load and the ON time ratio. 図14は、非バーストモードからバーストモードへ変化する場合のON時間比率の変化を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 14 is a timing chart for explaining the change in the ON time ratio when changing from the non-burst mode to the burst mode. 図15は、本技術によるバーストモードの説明に用いるタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart used for explaining the burst mode according to the present technology. 図16は、ON時間比率が高いときの制御を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 16 is a timing chart for explaining control when the ON time ratio is high. 図17は、ON時間比率が低いときの制御を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 17 is a timing chart for explaining control when the ON time ratio is low. 図18は、ON時間比率が高いときの制御を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 18 is a timing chart for explaining control when the ON time ratio is high. 図19は、ON時間比率が低いときの制御を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 19 is a timing chart for explaining control when the ON time ratio is low. 図20は、通常モードの制御を説明するためのフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart for explaining the control of the normal mode. 図21は、バーストモード(スイッチング回数n≧2)の場合の制御を説明するためのフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart for explaining control in the case of the burst mode (switching number n ≧ 2). 図22は、バーストモード(スイッチング回数n=1)の場合の制御を説明するためのフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart for explaining control in the case of the burst mode (switching number n = 1). 図23は、テーブルを用いる場合のバーストモードの制御を説明するためのフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart for explaining the control of the burst mode when the table is used. 図24は、バーストモードの制御のためのテーブルの一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an example of a table for controlling the burst mode. 図25は、バーストモードの制御のためのテーブルの一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of a table for controlling the burst mode. 図26は、ON時間比率とバースト周波数の関係を示すグラフである。FIG. 26 is a graph showing the relationship between the ON time ratio and the burst frequency. 図27は、ON時間比率とOFF時間の関係を示すグラフである。FIG. 27 is a graph showing the relationship between the ON time ratio and the OFF time. 図28は、ON時間比率とON回数の関係を示すグラフである。FIG. 28 is a graph showing the relationship between the ON time ratio and the number of ON times. 図29は、ソフトスタート及びソフトエンドを説明するためのタイミングチャートである。FIG. 29 is a timing chart for explaining the soft start and the soft end. 図30は、ソフトスタート及びソフトエンドを説明するためのタイミングチャートである。FIG. 30 is a timing chart for explaining soft start and soft end. 図31は、ソフトスタート及びソフトエンドを使用しない場合の制御の説明に使用するタイミングチャートである。FIG. 31 is a timing chart used for explaining control when the soft start and the soft end are not used. 図32は、本技術によるバーストモードの変形例を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 32 is a timing chart for explaining a modification of the burst mode according to the present technology.

以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。
以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments and the like of the present technology will be described with reference to the drawings.
The embodiments described below are suitable specific examples of the present technology, and the contents of the present technology are not limited to these embodiments.

図1は、本発明が適用されるLLC方式のスイッチング電源の一例の構成を示す。図1の構成は、寄生素子を明記したものである。Vinが入力電源であり、Q1がハイサイド側のMOSFETであり、Q2がローサイド側のMOSFETである。MOSFETQ1のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオードD1及び容量C1が並列に存在する。MOSFETQ2のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオードD2及び容量C2が並列に存在する。MOSFETQ1及びMOSFETQ2のそれぞれのゲートに対して制御部からドライブ信号が供給され、MOSFETQ1及びMOSFETQ2がスイッチング動作を行う。 FIG. 1 shows an example configuration of an LLC type switching power supply to which the present invention is applied. The configuration of FIG. 1 specifies a parasitic element. Vin is an input power source, Q1 is a high-side MOSFET, and Q2 is a low-side MOSFET. A diode D1 and a capacitance C1 exist in parallel as parasitic elements between the drain and the source of the MOSFET Q1. A diode D2 and a capacitance C2 exist in parallel as parasitic elements between the drain and the source of the MOSFET Q2. A drive signal is supplied from the control unit to each gate of the MOSFET Q1 and the MOSFET Q2, and the MOSFET Q1 and the MOSFET Q2 perform a switching operation.

MOSFETQ1のソース及びMOSFETQ2のドレインの接続点とMOSFETQ2のソースの間にインダクタンスL0、トランスTRの1次コイルL1及び容量C3が直列に接続される。トランスTRの二次コイルが二つのインダクタンスL2a及びL2bに分割され、二次コイルの一端がダイオードD3aを介して出力端子t1と接続され、二次コイルの他端がダイオードD3bを介して出力端子t1と接続される。二次コイルの接続中点が出力端子t2として取り出され、出力端子t1及びt2間に容量C4が接続される。出力端子t1及びt2から出力電圧Voutが取り出される。 The inductance L0, the primary coil L1 of the transformer TR, and the capacitance C3 are connected in series between the connection point of the source of the MOSFET Q1 and the drain of the MOSFET Q2 and the source of the MOSFET Q2. The secondary coil of the transformer TR is divided into two inductances L2a and L2b, one end of the secondary coil is connected to the output terminal t1 via the diode D3a, and the other end of the secondary coil is connected to the output terminal t1 via the diode D3b. Is connected with. The connection midpoint of the secondary coil is taken out as the output terminal t2, and the capacitance C4 is connected between the output terminals t1 and t2. The output voltage Vout is taken out from the output terminals t1 and t2.

上述したLLC方式のスイッチング電源では、MOSFETQ1とMOSFETQ2のゲートに対して逆位相のドライブ信号が供給され、これらのMOSFETQ1とQ2が差動でスイッチング動作を行う。 In the above-mentioned LLC switching power supply, drive signals having opposite phases are supplied to the gates of MOSFET Q1 and MOSFET Q2, and these MOSFETs Q1 and Q2 perform a differential switching operation.

LLC方式のスイッチング電源は、通常、定電圧出力し、出力電圧はフィードバック制御によって一定値に制御するようになされる。これを一般的に定電圧制御、又はCV制御と呼ぶ。フィードバックの構成は、図2に示すものとなる。出力電圧(又はその分圧値)と基準電圧がエラーアンプ11に入力され、エラーアンプ11の出力にフィードバック(図ではFBと表記する)信号が形成される。このフィードバック信号が制御部12に供給される。出力と制御部12が絶縁されている場合は、フィードバック信号がフォトカプラなどの絶縁素子13を通じて制御部12に供給される。制御部12からスイッチング素子(MOSFETQ1及びQ2)に対するドライブ信号出力が得られる。出力電圧がドライブ信号出力によって制御される。エラーアンプでは、二つの入力(出力電圧またはその分圧値と基準電圧)が等しい値になるように負帰還(ネガティブフィードバック)がかけられるので、その結果として、出力電圧を一定に制御することができる。制御方式としては、バースト制御、周波数制御、デッドタイムコントロールなどがある。 The LLC switching power supply usually outputs a constant voltage, and the output voltage is controlled to a constant value by feedback control. This is generally called constant voltage control or CV control. The structure of the feedback is as shown in FIG. The output voltage (or its partial pressure value) and the reference voltage are input to the error amplifier 11, and a feedback (denoted as FB in the figure) signal is formed at the output of the error amplifier 11. This feedback signal is supplied to the control unit 12. When the output and the control unit 12 are insulated, the feedback signal is supplied to the control unit 12 through an insulating element 13 such as a photocoupler. The drive signal output to the switching elements (MOSFETs Q1 and Q2) is obtained from the control unit 12. The output voltage is controlled by the drive signal output. In an error amplifier, negative feedback is applied so that the two inputs (output voltage or its divided voltage value and reference voltage) are equal, and as a result, the output voltage can be controlled to be constant. it can. Control methods include burst control, frequency control, dead time control, and the like.

LLC方式のスイッチング電源を充電器に使用する場合、図3に示すように、通常は、出力電流をI−V変換増幅器24によって電圧値へ変換してエラーアンプ21に入力する。エラーアンプ21では、制御電流値に対応する基準電圧と比較される。制御部12にエラーアンプの出力が供給される。エラーアンプは、二つ入力が等しくなるように負帰還(ネガティブフィードバック)がかけられるので、出力電流は、フィードバック制御によって一定値に制御される。これを一般的に定電流制御、又はCC制御と呼ぶ。制御部12の動作自体は、定電圧(CV)制御における制御部12と同様である。 When an LLC switching power supply is used for a charger, as shown in FIG. 3, the output current is usually converted into a voltage value by the IV conversion amplifier 24 and input to the error amplifier 21. In the error amplifier 21, it is compared with the reference voltage corresponding to the control current value. The output of the error amplifier is supplied to the control unit 12. Since the error amplifier is subjected to negative feedback so that the two inputs are equal, the output current is controlled to a constant value by the feedback control. This is generally called constant current control or CC control. The operation itself of the control unit 12 is the same as that of the control unit 12 in the constant voltage (CV) control.

例えばリチウムイオン二次電池の場合は、定電流定電圧充電を行うので、定電流(CC)制御と定電圧(CV)制御を組み合わせて使うようになされる。図4に示すように、エラーアンプ11の出力と、エラーアンプ21の出力がダイオード22及び23を介して加算されてフィードバック信号が形成される。このフィードバック信号によって制御部12が制御される。 For example, in the case of a lithium ion secondary battery, constant current constant voltage charging is performed, so that constant current (CC) control and constant voltage (CV) control are used in combination. As shown in FIG. 4, the output of the error amplifier 11 and the output of the error amplifier 21 are added via the diodes 22 and 23 to form a feedback signal. The control unit 12 is controlled by this feedback signal.

図5は、定電圧制御を行うLLC方式のスイッチング電源のより具体的構成を示す。図5の構成は、寄生素子を明記したものである。Vinが入力電源であり、Q1がハイサイド側のMOSFETであり、Q2がローサイド側のMOSFETである。MOSFETQ1のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオードD1及び容量C1が並列に存在する。MOSFETQ2のドレイン及びソース間に寄生素子としてダイオードD2及び容量C2が並列に存在する。MOSFETQ1及びMOSFETQ2のそれぞれのゲートに対してドライブ信号H−DRV及びL−DRVが供給され、MOSFETQ1及びMOSFETQ2がスイッチング動作を行う。 FIG. 5 shows a more specific configuration of an LLC type switching power supply that performs constant voltage control. The configuration of FIG. 5 specifies a parasitic element. Vin is an input power source, Q1 is a high-side MOSFET, and Q2 is a low-side MOSFET. A diode D1 and a capacitance C1 exist in parallel as parasitic elements between the drain and the source of the MOSFET Q1. A diode D2 and a capacitance C2 exist in parallel as parasitic elements between the drain and the source of the MOSFET Q2. Drive signals H-DRV and L-DRV are supplied to the respective gates of MOSFET Q1 and MOSFET Q2, and MOSFET Q1 and MOSFET Q2 perform a switching operation.

MOSFETQ1のソース及びMOSFETQ2のドレインの接続点とMOSFETQ2のソースの間にインダクタンスL0、トランスTRの1次コイルL1及び容量C3が直列に接続される。トランスTRの二次コイルが二つのインダクタンスL2a及びL2bに分割され、二次コイルの一端がダイオードD3aを介して出力端子t1と接続され、二次コイルの他端がダイオードD3bを介して出力端子t1と接続される。二次コイルの接続中点が出力端子t2として取り出され、出力端子t1及びt2間に容量C4が接続される。出力端子t1及びt2から負荷10(例えばリチウムイオン二次電池)に対する出力電圧が取り出される。上述したLLC方式のスイッチング電源では、MOSFETQ1とMOSFETQ2のゲートに対して逆位相のドライブ信号H−DRV及びL−DRVが供給され、これらのMOSFETQ1とQ2が差動でスイッチング動作を行う。 The inductance L0, the primary coil L1 of the transformer TR, and the capacitance C3 are connected in series between the connection point of the source of the MOSFET Q1 and the drain of the MOSFET Q2 and the source of the MOSFET Q2. The secondary coil of the transformer TR is divided into two inductances L2a and L2b, one end of the secondary coil is connected to the output terminal t1 via the diode D3a, and the other end of the secondary coil is connected to the output terminal t1 via the diode D3b. Is connected with. The connection midpoint of the secondary coil is taken out as the output terminal t2, and the capacitance C4 is connected between the output terminals t1 and t2. The output voltage for the load 10 (for example, a lithium ion secondary battery) is taken out from the output terminals t1 and t2. In the above-mentioned LLC type switching power supply, drive signals H-DRV and L-DRV having opposite phases are supplied to the gates of MOSFET Q1 and MOSFET Q2, and these MOSFETs Q1 and Q2 perform a differential switching operation.

出力電圧が抵抗R1及びR2によって分圧され、分圧電圧がエラーアンプ11に入力され、基準電圧と比較され、これらが等しい値になるよう負帰還(ネガティブフィードバック)がかけられる。エラーアンプ11からのフィードバック信号がフォトカプラ13を通じて制御部12に供給される。制御部12に対して出力部15が接続されており、出力部15からMOSFETQ1及びQ2に対するドライブ信号H−DRV及びL−DRVが出力される。 The output voltage is divided by the resistors R1 and R2, the divided voltage is input to the error amplifier 11, compared with the reference voltage, and negative feedback (negative feedback) is applied so that these are equal values. The feedback signal from the error amplifier 11 is supplied to the control unit 12 through the photocoupler 13. The output unit 15 is connected to the control unit 12, and the drive signals H-DRV and L-DRV for the MOSFETs Q1 and Q2 are output from the output unit 15.

定電流制御を行うLLC方式のスイッチング電源の具体的構成を図6に示す。スイッチング電源の構成は、定電圧制御の場合と同様である。出力電流が検出抵抗R0によって検出され、電流アンプ16を介してエラーアンプ21に供給される。エラーアンプ21にて制御電流値と比較され、これらが等しい値になるよう負帰還(ネガティブフィードバック)がかけられる。エラーアンプ21からのフィードバック信号がフォトカプラ13を通じて制御部12に供給される。制御部12に対して出力部15が接続されており、出力部15からMOSFETQ1及びQ2に対するドライブ信号H−DRV及びL−DRVが出力される。 FIG. 6 shows a specific configuration of an LLC switching power supply that performs constant current control. The configuration of the switching power supply is the same as in the case of constant voltage control. The output current is detected by the detection resistor R0 and is supplied to the error amplifier 21 via the current amplifier 16. The error amplifier 21 compares the control current values, and negative feedback is applied so that these values are equal. The feedback signal from the error amplifier 21 is supplied to the control unit 12 through the photocoupler 13. The output unit 15 is connected to the control unit 12, and the drive signals H-DRV and L-DRV for the MOSFETs Q1 and Q2 are output from the output unit 15.

「LLC方式のスイッチング電源におけるドライブ信号」
LLC方式のスイッチング電源において、ドライブ信号H−DRVおよびL−DRVを図7に示す。これらのドライブ信号は、逆位相のパルスである。ドライブ信号のハイレベル期間でMOSFETがONする。ドライブ信号H−DRVおよびL−DRVの1周期をスイッチング周期と称する。また、スイッチング周期の1周期をスイッチング回数の1回とする。スイッチング周期の逆数がスイッチング周波数であり、LLC方式の場合は、フィードバック制御によってスイッチング周波数を変えることで、定電圧制御又は定電流制御が可能である。
"Drive signal in LLC switching power supply"
In the LLC type switching power supply, the drive signals H-DRV and L-DRV are shown in FIG. These drive signals are anti-phase pulses. The MOSFET turns on during the high level period of the drive signal. One cycle of the drive signals H-DRV and L-DRV is referred to as a switching cycle. Further, one cycle of the switching cycle is defined as one switching frequency. The reciprocal of the switching cycle is the switching frequency, and in the case of the LLC method, constant voltage control or constant current control is possible by changing the switching frequency by feedback control.

バーストモード(間欠発振モード)とは、図8に示すように、スイッチングON区間とスイッチングOFFの区間があるモードである。スイッチングON区間とスイッチングOFF区間を合わせてバースト周期と呼び、その逆数がバースト周波数となる。バーストモードにおいては、スイッチングON区間とスイッチングOFF区間の時間比率でもって定電流制御又は定電圧制御を行う。 As shown in FIG. 8, the burst mode (intermittent oscillation mode) is a mode in which there is a switching ON section and a switching OFF section. The switching ON section and the switching OFF section are collectively called the burst period, and the reciprocal of the burst frequency is the burst frequency. In the burst mode, constant current control or constant voltage control is performed according to the time ratio between the switching ON section and the switching OFF section.

リップル電流(リップル電圧)は、スイッチングOFFの区間が短いほど小さくすることができる。図9の上側のドライブ信号による波形と下側のドライブ信号による波形を比較すると、下側の波形の方がOFF区間が短い。その結果、出力リップル電流(又はリップル電圧)がOFF区間が短い方が小とすることができる。 The ripple current (ripple voltage) can be reduced as the switching OFF section is shorter. Comparing the waveform of the upper drive signal and the waveform of the lower drive signal in FIG. 9, the lower waveform has a shorter OFF section. As a result, the shorter the OFF section of the output ripple current (or ripple voltage), the smaller the value.

リップル電流(又はリップル電圧)を最小にするという観点では、スイッチングOFFの区間が短いほど良い。しかしながら、LLC方式では、スイッチングOFF区間は、必要最低OFF時間がある。これは、スイッチングOFFしても、MOSFETのボディダイオード(ダイオードD1及びD2)を通って電流が流れる期間があるためで、この期間にスイッチングを開始すると、ボディダイオードの逆回復期間中に、ハーフブリッジに貫通電流が流れることになり、好ましくない。必要最低OFF時間は、回路の励磁電流や負荷条件によって多少の違いがあるが、図10に示すように、実験の結果より、およそ1スイッチング周期となる。 From the viewpoint of minimizing the ripple current (or ripple voltage), the shorter the switching OFF section is, the better. However, in the LLC method, the switching OFF section has a required minimum OFF time. This is because there is a period during which current flows through the body diodes (diodes D1 and D2) of the MOSFET even when switching is turned off. If switching is started during this period, half-bridge will occur during the reverse recovery period of the body diode. A through current will flow through the diode, which is not preferable. The minimum required OFF time is slightly different depending on the exciting current of the circuit and the load condition, but as shown in FIG. 10, it is about one switching cycle from the result of the experiment.

さらに、同じスイッチング回数1回の場合、スイッチング周波数が高い方がスイッチングOFF時間は短くできる。図11の上側の波形に対して下側の波形の方がスイッチング周波数が高い。スイッチング周波数が高い方がスイッチングOFF時間を短くできるので、出力リップル電流(出力リップル電圧)を小さいものとできる。 Further, in the case of the same number of switching times, the higher the switching frequency, the shorter the switching OFF time can be. The switching frequency of the lower waveform is higher than that of the upper waveform of FIG. Since the switching OFF time can be shortened as the switching frequency is higher, the output ripple current (output ripple voltage) can be reduced.

「既存のバースト制御の方法」
かかるLLC方式のスイッチング電源における既存のバースト制御の方法について図12を参照して説明する。バーストの基本的な制御方法は、バースト時のスイッチングON時間比率を調整して制御する。負荷が軽くなると、スイッチングON時間の比率を低くする。LLC方式のスイッチング電源の場合では、1回のスイッチングで、「ハイサイドのMOSFETQ1のON、ローサイドのMOSFETQ2のOFF」→「ハイサイドのMOSFETQ1のOFF、ローサイドのMOSFETQ2のON」となる。ON時間は、そのスイッチング回数で調整するため、スイッチング回数によって、ON時間は、「スイッチング周期×ON回数」となり、離散的な値を取る(図7参照)。
"Existing burst control method"
An existing method of burst control in such an LLC type switching power supply will be described with reference to FIG. The basic control method of burst is to adjust and control the switching ON time ratio at the time of burst. When the load becomes lighter, the ratio of switching ON time is lowered. In the case of an LLC switching power supply, one switching results in "ON of high-side MOSFET Q1 and OFF of low-side MOSFET Q2" → "OFF of high-side MOSFET Q1 and ON of low-side MOSFET Q2". Since the ON time is adjusted by the number of switchings, the ON time becomes "switching cycle × number of ONs" depending on the number of switchings, and takes discrete values (see FIG. 7).

一方、OFF時間は、確保すべき必要な最小OFF時間があり、それは、およそスイッチング1周期分である(図10参照)。図9を参照して説明したように、OFF時間を長くすると、リップル電流が大きくなるので、リップル電流を抑えるためには、必要なOFF期間を確保しながら、できるだけOFF時間を短くした方がよい。 On the other hand, the OFF time has a minimum required OFF time to be secured, which is approximately one switching cycle (see FIG. 10). As explained with reference to FIG. 9, when the OFF time is lengthened, the ripple current increases. Therefore, in order to suppress the ripple current, it is better to shorten the OFF time as much as possible while ensuring the necessary OFF period. ..

また、バースト時のON時間比率は、負荷に応じて、できるだけ連続的に変化させないと、安定的なレギュレーション特性を得られない。バースト時のON時間は、スイッチング回数に応じて離散的な値となるので、もし、高周波バーストで、バースト周波数固定とした場合は、ON回数の1ステップの変化で、ON時間比率が大きく変動し、負荷変動による、細かいON時間比率の制御ができず、安定動作を得られない。 Further, the ON time ratio at the time of burst must be changed as continuously as possible according to the load, or stable regulation characteristics cannot be obtained. Since the ON time at the time of burst becomes a discrete value according to the number of switchings, if the burst frequency is fixed in a high frequency burst, the ON time ratio fluctuates greatly with a one-step change in the number of ONs. , It is not possible to finely control the ON time ratio due to load fluctuations, and stable operation cannot be obtained.

仮に、単純な高周波バースト(バースト周波数固定)とした場合の例(図13参照)
例えば、スイッチング回数3回、OFF=スイッチング1周期(この場合のON時間比率が0.75)→(負荷が軽くなると、1ステップダウン)→スイッチング回数2回、OFF=スイッチング2周期(この場合のON時間比率が0.5)
高周波バーストで、バースト周波数を固定とすると、1ステップの調整で、ON時間が大きく変化してしまい、安定動作せず、リップルが大きくなってしまう問題が発生する。
An example of a simple high-frequency burst (fixed burst frequency) (see FIG. 13)
For example, switching count 3 times, OFF = switching 1 cycle (ON time ratio in this case is 0.75) → (1 step down when the load becomes lighter) → switching count 2 times, OFF = switching 2 cycles (in this case) ON time ratio is 0.5)
If the burst frequency is fixed in a high-frequency burst, the ON time will change significantly with one-step adjustment, and there will be a problem that stable operation will not be performed and ripple will increase.

また、もし、高周波バーストで、バースト周波数固定とした場合は、非バースト動作から、バースト動作に入る境界のところで、ON時間比率が大きく変動し、この境界に相当する負荷条件の時に、安定動作をすることができなくなる。 In addition, if the burst frequency is fixed in a high-frequency burst, the ON time ratio fluctuates greatly at the boundary from the non-burst operation to the burst operation, and stable operation is performed under load conditions corresponding to this boundary. You will not be able to.

仮に、単純な高周波バースト(バースト周波数固定)とした場合の例(図14参照)
例えば、バースト周期=スイッチング周期の4倍の場合(非バースト動作の場合のON時間比率が1.0)→(負荷が軽くなると)→スイッチング回数3回、OFF=スイッチング1周期(この場合のON時間比率が0.75)
高周波バーストで、バースト周波数固定の場合は、最小OFF時間でバーストに入った状態と、非バースト動作の時のON時間比率の飛躍が大きく、この境界に相当する負荷条件の時に安定動作しない。
An example of a simple high-frequency burst (fixed burst frequency) (see FIG. 14)
For example, when burst cycle = 4 times the switching cycle (ON time ratio in non-burst operation is 1.0) → (when the load becomes lighter) → switching count 3 times, OFF = switching 1 cycle (ON in this case) Time ratio is 0.75)
In the case of a high-frequency burst with a fixed burst frequency, there is a large jump in the ON time ratio between the state in which the burst is entered in the minimum OFF time and the non-burst operation, and stable operation is not performed under load conditions corresponding to this boundary.

「本技術によるバースト制御の方法」
本技術では、LLC方式のバースト制御において、バースト期間のON時間比率が、負荷条件によって、連続的に可変できるよう、バースト期間のスイッチングON回数とOFF時間を制御する。この制御方法によりOFF時間を連続的(スイッチング1周期よりもある程度細かいステップあるいは無段階等)に制御することで、バースト動作時のON時間比率を、連続的に変化させることができ、且つ、バーストOFFの時間を最適制御することが可能となる。以下、本技術によるバーストモードについて説明する。なお、「連続的」とは、大きく飛躍することのない比較的小さいステップでの可変、或いは無段階での可変を含めて、連続的と表現している。
"Burst control method using this technology"
In the present technology, in the burst control of the LLC method, the number of switching ON times and the OFF time of the burst period are controlled so that the ON time ratio of the burst period can be continuously changed according to the load condition. By continuously controlling the OFF time (steps finer than one switching cycle, stepless, etc.) by this control method, the ON time ratio during burst operation can be continuously changed, and the burst can be changed. Optimal control of the OFF time becomes possible. Hereinafter, the burst mode by the present technology will be described. In addition, "continuous" is expressed as continuous including variable in relatively small steps that do not make a big leap or variable in steps.

LLC方式は、周波数制御の方式である。軽負荷になるほど、スイッチング周波数が上がる制御になる。このスイッチング周波数に上限設定値(fmax1)を設け、それ以上の軽負荷領域については、上限スイッチング周波数(fmax1)で固定して、バースト制御に入れ、スイッチングON時間の比率により、制御させる方法を取る。 The LLC method is a frequency control method. The lighter the load, the higher the switching frequency. An upper limit set value (fmax1) is set for this switching frequency, and for a light load region higher than that, the upper limit switching frequency (fmax1) is fixed, the burst control is entered, and the control is performed according to the ratio of the switching ON time. ..

図15は、本技術のバースト制御を示すものであり、重負荷から超軽負荷までの間の制御を表している。本技術では、周波数制御するスイッチング周波数の上限値fmax1を設定する。上限値fmax1までは、スイッチング周波数(fswと表記する)を負荷の重さを示すフィードバック値(FB値と表記する)に応じてスイッチング周波数fswを制御する。すなわち、負荷が軽くなるとスイッチング周波数fswを高くする。この制御は、非バースト制御の範囲である。一例として、fmax1を150kHz未満に設定する。この周波数は、雑音端子電圧の規制帯域以下となり、ACフィルタのコストダウンが可能となる。 FIG. 15 shows the burst control of the present technology, and shows the control from a heavy load to an ultra-light load. In the present technology, the upper limit value fmax1 of the switching frequency for frequency control is set. Up to the upper limit value fmax1, the switching frequency fsw is controlled according to the feedback value (denoted as FB value) indicating the weight of the load. That is, when the load becomes lighter, the switching frequency fsw is increased. This control is in the range of non-burst control. As an example, fmax1 is set to less than 150 kHz. This frequency is below the regulation band of the noise terminal voltage, and the cost of the AC filter can be reduced.

スイッチング周波数fswが上限設定値fmax1に達すると、バースト制御に移行する。スイッチング周波数fswが上限設定値fmax1に固定され、FB値によりスイッチング回数とOFF時間を制御する。軽負荷となるほどON回数を減少させる。さらに、本技術によるバースト制御は、バースト期間中の(スイッチング回数≧2)の場合と、(スイッチング回数=1)の場合に分けられる。 When the switching frequency fsw reaches the upper limit set value fmax1, the process shifts to burst control. The switching frequency fsw is fixed to the upper limit set value fmax1, and the number of switching times and the OFF time are controlled by the FB value. The lighter the load, the less the number of ONs. Further, the burst control by the present technology is divided into a case of (switching number ≥ 2) and a case of (switching number = 1) during the burst period.

(スイッチング回数≧2)の場合(ON時間比率≧0.5の場合)は、図16及び図17に示すように、フィードバックにより、スイッチング回数とOFF時間を制御することで、ON時間比率を調整する。軽負荷となるほど、ON回数を減少させる。ON時間=スイッチング周期×スイッチング回数と表される。なお、図16及び図17におけるOFF時間は、1スイッチング周期以上、2スイッチング周期未満の最適値を示している。 In the case of (switching number ≥ 2) (ON time ratio ≥ 0.5), as shown in FIGS. 16 and 17, the ON time ratio is adjusted by controlling the switching number and the OFF time by feedback. To do. The lighter the load, the less the number of ONs. It is expressed as ON time = switching cycle x number of switchings. The OFF time in FIGS. 16 and 17 shows an optimum value of 1 switching cycle or more and less than 2 switching cycles.

(スイッチング回数=1)の場合では、図18及び図19に示すように、OFF時間を制御する。軽負荷となるほどOFF時間を伸ばす。図18に示すように、ON時間比率が0.5に近い時なので、スイッチング回数が少なくなる。なお、図18におけるOFF時間は、1スイッチング周期以上、2スイッチング周期未満の最適値を示している。 In the case of (switching number = 1), the OFF time is controlled as shown in FIGS. 18 and 19. The lighter the load, the longer the OFF time. As shown in FIG. 18, since the ON time ratio is close to 0.5, the number of switchings is reduced. The OFF time in FIG. 18 shows an optimum value of 1 switching cycle or more and less than 2 switching cycles.

上述した本技術におけるバースト制御において、スイッチング回数≧2の場合のポイントは、次のようになる。
ON時間比率が高い(1に近い)ほど、バースト期間中のスイッチング回数を多くするように制御する。OFF時間は、例えば、必要最小OFF時間(=約1スイッチング周期)以上、2スイッチング周期未満の最適値に制御する。結果として、バースト周波数は、低くなる。
In the burst control in the present technology described above, the points when the number of switching times ≥ 2 are as follows.
The higher the ON time ratio (closer to 1), the larger the number of switchings during the burst period is controlled. The OFF time is controlled to an optimum value of, for example, the required minimum OFF time (= about 1 switching cycle) or more and less than 2 switching cycles. As a result, the burst frequency is low.

ON時間比率が低い(0.5に近い)ほど、バースト期間中のスイッチング回数を減らすように制御する。OFF時間は、例えば、必要最小OFF時間(=約1スイッチング周期)以上、2スイッチング周期未満の最適値に制御する。結果として、バースト周波数は、高くなる。軽負荷になるほど、バースト期間中のスイッチング回数を減らし、ON時間比率0.5のところで、スイッチング回数=1、OFF時間=スイッチング1周期(=最小OFF時間)となる。 The lower the ON time ratio (closer to 0.5), the less the number of switchings during the burst period is controlled. The OFF time is controlled to an optimum value of, for example, the required minimum OFF time (= about 1 switching cycle) or more and less than 2 switching cycles. As a result, the burst frequency is high. As the load becomes lighter, the number of switchings during the burst period is reduced, and when the ON time ratio is 0.5, the number of switchings = 1 and the OFF time = 1 switching cycle (= minimum OFF time).

上述したように、ON時間=スイッチング周期×スイッチング回数となり、離散的な値を取るが、OFF時間を、連続的(1スイッチング周期よりもある程度細かいステップ或いは無段階)に制御することによって、ON時間比率を、連続的に微調整することが可能となる。 As described above, ON time = switching cycle x number of switchings, and takes discrete values, but by controlling the OFF time continuously (steps or steps that are somewhat finer than one switching cycle), the ON time The ratio can be continuously fine-tuned.

上述した本技術におけるバースト制御において、スイッチング回数=1の場合は、スイッチング回数=1で固定とし、OFF時間を必要最小OFF時間(=約スイッチング1周期)以上で制御することで、ON時間比率を調整する。 In the burst control in the present technology described above, when the number of switching times is 1, the number of times of switching is fixed at 1, and the OFF time is controlled at the required minimum OFF time (= about 1 cycle of switching) or more to set the ON time ratio. adjust.

スイッチング回数=1の場合(ON時間比率<0.5)でON時間比率が高い時(ON時間比率が0.5に近い時)は、図18に示すように、OFF時間が最小OFF時間に近いものとなる。 When the number of switching times = 1 (ON time ratio <0.5) and the ON time ratio is high (when the ON time ratio is close to 0.5), the OFF time becomes the minimum OFF time as shown in FIG. It will be close.

スイッチング回数=1の場合でON時間比率が低い時(ON時間比率が0に近い時)は、図19に示すように、OFF時間が1スイッチング周期以上の最適値となる。 When the number of switching times = 1 and the ON time ratio is low (when the ON time ratio is close to 0), the OFF time becomes an optimum value of one switching cycle or more as shown in FIG.

上述した本技術におけるバースト制御において、スイッチング回数=1の場合のポイントは、次のようになる。
スイッチング回数は1回固定として、OFF時間は、必要最小OFF時間(=約1スイッチング周期)以上の最適値に制御する。
In the burst control in the present technology described above, the points when the number of switching times = 1 are as follows.
The number of switchings is fixed to one, and the OFF time is controlled to an optimum value equal to or larger than the required minimum OFF time (= about 1 switching cycle).

ON時間比率が高い(0.5に近い)時は、OFF時間が、必要最小OFF時間(=約1スイッチング周期)に近いので、結果として、バースト周波数が高い。 When the ON time ratio is high (close to 0.5), the OFF time is close to the required minimum OFF time (= about 1 switching cycle), and as a result, the burst frequency is high.

ON時間比率が低い(0に近い)時は、OFF時間が長くなるので、結果として、バースト周波数が低くなる。 When the ON time ratio is low (close to 0), the OFF time becomes long, and as a result, the burst frequency becomes low.

OFF時間を、連続的(1スイッチング周期よりもある程度細かいステップ或いは無段階等)に制御することで、ON時間比率を、連続的に微調整することが可能となる。 By continuously controlling the OFF time (steps finer than one switching cycle, stepless, etc.), the ON time ratio can be continuously finely adjusted.

リップル電流を最小化するという観点では、スイッチング回数=1の場合でも、OFF時間は短い方がよい。スイッチング回数=1で、OFF時間を短くする方法については、後述する。 From the viewpoint of minimizing the ripple current, it is preferable that the OFF time is short even when the number of switching times is 1. The method of shortening the OFF time when the number of switching times = 1 will be described later.

「通常モード(周波数制御)のフィードバック制御の説明」
制御部12の制御動作について説明する。図20を参照して通常モードのフィードバック制御について、その一例を説明する。この例では、スイッチング周波数fswについて、上限値、下限値を設定しているものとする。
"Explanation of feedback control in normal mode (frequency control)"
The control operation of the control unit 12 will be described. An example of the feedback control in the normal mode will be described with reference to FIG. In this example, it is assumed that the upper limit value and the lower limit value are set for the switching frequency fsw.

ステップS1:フィードバック信号の値(FB値)が高いかどうかを判定する。ここでは、FB値が高いことは、出力が不足していることを意味する。
ステップS2:FB値が高いと判定されると、スイッチング周波数が下限値より高いかどうか判定される。
ステップS3:ステップS2においてスイッチング周波数が下限値より高いと判定されると、スイッチング周波数が下げられる。そして、ステップS1の判定処理に戻る。
ステップS4:ステップS2においてスイッチング周波数が下限値以下と判定されると、スイッチング周波数が下限値で動作される。そして、ステップS1の判定処理に戻る。
Step S1: It is determined whether or not the value of the feedback signal (FB value) is high. Here, a high FB value means that the output is insufficient.
Step S2: When it is determined that the FB value is high, it is determined whether or not the switching frequency is higher than the lower limit value.
Step S3: If it is determined in step S2 that the switching frequency is higher than the lower limit value, the switching frequency is lowered. Then, the process returns to the determination process of step S1.
Step S4: If it is determined in step S2 that the switching frequency is equal to or lower than the lower limit value, the switching frequency is operated at the lower limit value. Then, the process returns to the determination process of step S1.

ステップS5:ステップS1において、FB値が高くない、すなわち、出力が過多と判定されると、スイッチング周波数が上限値未満かどうかが判定される。
ステップS6:ステップS5において、スイッチング周波数が上限値未満でないと判定されると、バーストモードとする。
ステップS7:ステップS5において、スイッチング周波数が上限値未満と判定されると、スイッチング周波数が上げられて、ステップS1の判定処理に戻る。
Step S5: In step S1, if the FB value is not high, that is, if it is determined that the output is excessive, it is determined whether the switching frequency is less than the upper limit value.
Step S6: If it is determined in step S5 that the switching frequency is not less than the upper limit value, the burst mode is set.
Step S7: If it is determined in step S5 that the switching frequency is less than the upper limit value, the switching frequency is increased and the process returns to the determination process in step S1.

「バーストモード(スイッチング回数n≧2)の説明」
次に、図21を参照してバーストモード(スイッチング回数n≧2)のフィードバック制御について、その一例を説明する。なお、この例では、バースト1周期中のスイッチング回数については、上限値を設定することとする。
ステップS11:FB値が高いかどうかを判定する。ここでは、FB値が高いことは、出力が不足していることを意味する。
ステップS12:FB値が高いと判定されると、OFF時間が下限値かどうかが判定される。
ステップS13:OFF時間が下限値と判定されると、スイッチング回数が上限値かどうかが判定される。
ステップS14:ステップS13で、スイッチング回数が上限値でないと判定されると、スイッチング回数が増やされる。そして、ステップS1の判定処理に戻る。
ステップS15:ステップS13で、スイッチング回数が上限値と判定されると、周波数制御(連続モード)へ移行する。
"Explanation of burst mode (switching count n ≧ 2)"
Next, an example of feedback control in the burst mode (switching number n ≧ 2) will be described with reference to FIG. In this example, the upper limit is set for the number of switchings in one burst cycle.
Step S11: Determine whether the FB value is high. Here, a high FB value means that the output is insufficient.
Step S12: When it is determined that the FB value is high, it is determined whether or not the OFF time is the lower limit value.
Step S13: When the OFF time is determined to be the lower limit value, it is determined whether the number of switchings is the upper limit value.
Step S14: If it is determined in step S13 that the number of switchings is not the upper limit value, the number of switchings is increased. Then, the process returns to the determination process of step S1.
Step S15: When the number of switchings is determined to be the upper limit value in step S13, the frequency control (continuous mode) is started.

ステップS16:ステップS12において、OFF時間が下限値でないと判定されると、下限値以上でOFF時間を減らすようになされる。そして、FB値判定(ステップS11)に制御が戻る。
ステップS17:ステップS11のFB値判定において、FB値が高くない(出力過多)と判定されると、OFF時間が上限値か、どうかが判定される。すなわち、OFF時間が(<(T・n)/(n−1))か、どうかが判定される。ここで、Tはスイッチング周期、nは1バースト周期中のスイッチング回数を示す。
ステップS18:ステップS17において、OFF時間が上限値でないと判定されると、OFF時間が上限以下で増やされる。そして、FB値判定(ステップS11)に制御が戻る。
Step S16: In step S12, if it is determined that the OFF time is not the lower limit value, the OFF time is reduced by the lower limit value or more. Then, the control returns to the FB value determination (step S11).
Step S17: In the FB value determination in step S11, if it is determined that the FB value is not high (excessive output), it is determined whether or not the OFF time is the upper limit value. That is, it is determined whether or not the OFF time is (<(T · n) / (n-1)). Here, T indicates a switching cycle, and n indicates the number of switchings in one burst cycle.
Step S18: In step S17, if it is determined that the OFF time is not the upper limit value, the OFF time is increased below the upper limit. Then, the control returns to the FB value determination (step S11).

ステップS19:ステップS17において、OFF時間が上限値と判定されると、スイッチング回数が2より多いかどうか判定される。
ステップS20:ステップS19において、スイッチング回数が2より多いと判定されると、スイッチング回数が減らされる。そして、FB値判定(ステップS11)に制御が戻る。
ステップS21:ステップS19において、スイッチング回数が2以下と判定されると、スイッチング回数=1のモードへ制御が移る。
Step S19: In step S17, when the OFF time is determined to be the upper limit value, it is determined whether or not the number of switchings is more than 2.
Step S20: In step S19, if it is determined that the number of switchings is more than 2, the number of switchings is reduced. Then, the control returns to the FB value determination (step S11).
Step S21: In step S19, when it is determined that the number of switchings is 2 or less, the control shifts to the mode in which the number of switchings = 1.

「バーストモード(スイッチング回数n=1)の説明」
次に、図22を参照してバーストモード(スイッチング回数n=1)のフィードバック制御について説明する。
ステップS31:FB値が高いかどうかを判定する。ここでは、FB値が高いことは、出力が不足していることを意味する。
ステップS32:FB値が高いと判定されると、OFF時間が下限値か、どうかが判定される。
ステップS33:OFF時間が下限値でないと判定されると、下限値以下でOFF時間が減らされる。そして、ステップS31のFB値の判定処理に戻る。
ステップS34:ステップS32において、OFF時間が下限値であると判定されると、スイッチング回数を2にして(n≧2)の制御に移る。
ステップS35:ステップS31において、FB値が高くない(すなわち、出力が過多)と判定されると、OFF時間か増やされ、FB値の判定処理に戻る。
"Explanation of burst mode (switching number n = 1)"
Next, the feedback control of the burst mode (switching number n = 1) will be described with reference to FIG.
Step S31: Determine whether the FB value is high. Here, a high FB value means that the output is insufficient.
Step S32: When it is determined that the FB value is high, it is determined whether or not the OFF time is the lower limit value.
Step S33: If it is determined that the OFF time is not the lower limit value, the OFF time is reduced below the lower limit value. Then, the process returns to the determination process of the FB value in step S31.
Step S34: In step S32, when it is determined that the OFF time is the lower limit value, the number of switchings is set to 2 and the control proceeds to (n ≧ 2).
Step S35: If it is determined in step S31 that the FB value is not high (that is, the output is excessive), the OFF time is increased and the process returns to the FB value determination process.

「テーブルを用いるバーストモード」
スイッチング周波数は、上限値で固定し、OFF時間はT以上。但し、Tはスイッチング周期である。
図23のフローチャートに示すように、テーブルを用いる場合では、後述するように、ON時間比率に応じた、スイッチング回数とOFF時間のテーブルを用意しておいて、FB値に応じてON時間比率を変える。
"Burst mode using table"
The switching frequency is fixed at the upper limit, and the OFF time is T or more. However, T is a switching cycle.
As shown in the flowchart of FIG. 23, when a table is used, as will be described later, a table of the number of switching times and the OFF time according to the ON time ratio is prepared, and the ON time ratio is set according to the FB value. Change.

ステップS41:FB値が高いかどうかを判定する。ここでは、FB値が高いことは、出力が不足していることを意味する。
ステップS42:FB値が高いと判定されると、テーブルのON時間比率が上限未満か、どうかが判定される。
ステップS43:ON時間比率が上限未満と判定されると、ON時間比率が高くされる。そして、ステップS41の判定処理に戻る。
ステップS44:ステップS42で、ON時間比率が上限未満でないと判定されると、周波数制御モード(連続動作)に移行する。
ステップS45:ステップS41において、FB値が高くないと判定されると、ON時間比率が低くされる。
Step S41: Determine whether the FB value is high. Here, a high FB value means that the output is insufficient.
Step S42: When it is determined that the FB value is high, it is determined whether or not the ON time ratio of the table is less than the upper limit.
Step S43: If it is determined that the ON time ratio is less than the upper limit, the ON time ratio is increased. Then, the process returns to the determination process in step S41.
Step S44: If it is determined in step S42 that the ON time ratio is not less than the upper limit, the frequency control mode (continuous operation) is entered.
Step S45: In step S41, if it is determined that the FB value is not high, the ON time ratio is lowered.

「テーブルの一例」
バーストのON時間比率とON回数、OFF時間の可変の一例をテーブルの形式で図24および図25に示す。これらの二つの表は、一連の表であって、図24の表から図25の表に続くもので、表の上から下に向かうほど負荷が軽くなるものとしている。すなわち、図24の最上段の行が最も負荷が重い時の値であり、図25の最下段の行が最も負荷が軽い時の値である。図24および図25の例から分かるように、軽負荷になるほど、ON数を減らす。OFF時間は、1スイッチング周期よりある程度細かいステップか、あるいは無段階等で調整することで、ON時間比率の飛躍が無くなり、安定したレギュレーション特性を実現できる。なお、OFF時間は、便宜上0.1刻みで表記しているが、実際には、0.1刻みでなくてもよいし、無段階でもよい。
"Example of table"
An example of changing the ON time ratio, the number of ON times, and the OFF time of the burst is shown in FIGS. 24 and 25 in the form of a table. These two tables are a series of tables that follow from the table of FIG. 24 to the table of FIG. 25, and the load is assumed to be lighter from the top to the bottom of the table. That is, the top row in FIG. 24 is the value when the load is the heaviest, and the bottom row in FIG. 25 is the value when the load is the lightest. As can be seen from the examples of FIGS. 24 and 25, the number of ONs is reduced as the load becomes lighter. By adjusting the OFF time in steps finer than one switching cycle or in a stepless manner, the leap in the ON time ratio can be eliminated and stable regulation characteristics can be realized. The OFF time is expressed in 0.1 increments for convenience, but in reality, it may not be in 0.1 increments or may be stepless.

さらに、図24および図25に示すテーブルのポイントについて説明する。
このテーブルは、1バースト周期中のスイッチング回数とOFF時間を制御し、OFF時 間を1スイッチング周期よりある程度小さいステップで制御することで、バースト期間中のON時間比率を飛躍することなく変化させることができることを、表したものである。
Further, the points of the tables shown in FIGS. 24 and 25 will be described.
This table controls the number of switching times and the OFF time in one burst cycle, and by controlling the OFF time in steps smaller than one switching cycle to some extent, the ON time ratio during the burst period can be changed without jumping. It shows that you can do it.

ON時間比率を調整する際、スイッチング回数とOFF時間を組み合わせて制御することで、OFF時間を単に長くするよりも、スイッチング回数を減らすという制御を示している。OFF時間を最適制御することで、リップル電流(又はリップル電圧)を最小限に抑えることができる。これは、リップル電流(又はリップル電圧)を最小にするという目的で、OFF時間を最適制御する一例である。 When adjusting the ON time ratio, by controlling the number of switching times and the OFF time in combination, the control is shown in which the number of switching times is reduced rather than simply increasing the OFF time. By optimally controlling the OFF time, the ripple current (or ripple voltage) can be minimized. This is an example of optimally controlling the OFF time for the purpose of minimizing the ripple current (or ripple voltage).

このテーブルに示したスイッチング回数nとそのスイッチング回数における最大OFF時間の関係を式で表すと、次のようになる。スイッチング回数n≧2の場合において、OFF時間の最大値を×とし、スイッチング周期をTとすると、ON時間比率の関係から、以下の式が成り立つ(ただし、nは2以上の整数)。 The relationship between the number of switching times n shown in this table and the maximum OFF time in the number of switching times is expressed by an expression as follows. When the number of switching times n ≧ 2, if the maximum value of the OFF time is × and the switching period is T, the following equation holds from the relationship of the ON time ratio (where n is an integer of 2 or more).

{T・(n−1)}/{T・(n−1)+T}<T・n /{T・n+×} {T · (n-1)} / {T · (n-1) + T} <T · n / {T · n + ×}

この式を、×(OFF時間の最大値)について解くと、下記の式が得られる。 When this equation is solved for × (maximum value of OFF time), the following equation is obtained.

X < T・n/(n−1) X <T ・ n / (n-1)

したがって、スイッチング回数nと、スイッチング周期Tが決まれば、OFF時間の最大値は決まる。OFF時間を、この最大値より伸ばさないと出力過多になる場合、スイッチング回数を1回減らせばよいということになる。この式のように、スイッチング回数とOFF時間を制御すれば、OFF時間を最適に制御することができ、この制御式の場合、リップル電流(又はリップル電圧)を最小化できる。スイッチング回数=1の場合を含めてまとめると、次のようになる。 Therefore, if the number of switching times n and the switching cycle T are determined, the maximum value of the OFF time is determined. If the OFF time is not extended beyond this maximum value and the output becomes excessive, the number of switchings may be reduced by one. By controlling the number of switchings and the OFF time as in this equation, the OFF time can be optimally controlled, and in the case of this control equation, the ripple current (or ripple voltage) can be minimized. The following is a summary including the case where the number of switching times = 1.

スイッチング回数n≧2の場合
OFF時間Xが、下記となるようにスイッチング回数nとOFF時間×をフィードバック制御する。
When the number of switching times n ≧ 2, the OFF time X is feedback-controlled so that the number of switching times n and the OFF time × are as follows.

T<X<T・n/(n−1) (T:スイッチング周期、 n:スッチング回数) T <X <T · n / (n-1) (T: switching cycle, n: number of stitches)

出力が不足な場合、n→(n+1)
出力が出し過ぎになる場合、n→(n−1)
n=1になった場合は、n=1の制御に移行
If the output is insufficient, n → (n + 1)
If the output is too high, n → (n-1)
When n = 1, shift to control of n = 1.

スイッチング回数n=1の場合
OFF時間Xが、下記となるようにOFF時間Tをフィードバック制御
When the number of switching times n = 1, the OFF time T is feedback-controlled so that the OFF time X becomes as follows.

T<X T <X

出力が出し過ぎになる場合、×を長くする
出力が不足な場合、T<の範囲で×を短くする
X=Tで、出力が不足な場合、n=2にして、スイッチング回数n≧2の制御に移行
If the output is too high, lengthen x. If the output is insufficient, shorten x in the range of T <. If X = T and the output is insufficient, set n = 2 and the number of switching times n ≧ 2. Move to control

このような制御を実際のハードウエアに実装する場合は、上述の関係式から、論理回路を構成し、ハードウエアを構築してもよいし、又は、先に示したようなテーブルを作成し、そのテーブルを元に制御してもよい。 When implementing such control in actual hardware, a logic circuit may be constructed and hardware may be constructed from the above relational expression, or a table as shown above may be created. It may be controlled based on the table.

上述した制御をした場合のON時間比率とバースト周波数の関係を図26に示し、ON時間比率とOFF時間の関係を図27に示し、ON時間比率とON回数の関係を図28に示す。 FIG. 26 shows the relationship between the ON time ratio and the burst frequency when the above-mentioned control is performed, FIG. 27 shows the relationship between the ON time ratio and the OFF time, and FIG. 28 shows the relationship between the ON time ratio and the number of ON times.

バースト制御の際には、実際には、音鳴きが発生することがあり、バースト周波数として、可聴帯域以上の20kHz以上にするか、あるいは、耳に付きにくい低い周波数が選ばれることが多い。しかし、本制御では、バースト周波数は、負荷条件により変動してしまうため、20kHz以下の可聴帯域に入るケースも発生する。その場合は、図29に示すように、バースト開始時に、スイッチング周波数を高いところから発振し始め、少しずつ周波数を下げていく、いわゆるソフトスタートと、バースト終了時にスイッチング周波数を少しずつ上げてからOFFにする、いわゆるソフトOFF(又はソフトエンド)を使うことが有効である。 In the case of burst control, sound squeal may actually occur, and the burst frequency is often selected to be 20 kHz or more, which is equal to or higher than the audible band, or a low frequency that is hard to hear. However, in this control, since the burst frequency fluctuates depending on the load condition, there may be a case where the burst frequency falls into the audible band of 20 kHz or less. In that case, as shown in FIG. 29, at the start of the burst, the switching frequency starts to oscillate from a high place and the frequency is gradually lowered, so-called soft start, and at the end of the burst, the switching frequency is gradually raised and then turned off. It is effective to use so-called soft OFF (or soft end).

なお、ソフトスタートを使うと、副次的なメリットも発生する。軽負荷になっていくと、バースト時のスイッチングのON回数が減っていくので、最終的には、ソフトスタート部分のみが残り、最終的に、スイッチング回数=1回となる場合、ソフトスタートの作用で、自動的にスイッチング周波数が高くなる(図30参照)。 In addition, using soft start also has a secondary benefit. As the load becomes lighter, the number of ON times of switching at the time of burst decreases, so in the end, only the soft start part remains, and finally, when the number of switching times = 1 time, the action of soft start Then, the switching frequency is automatically increased (see FIG. 30).

同じスイッチング回数が1回の場合は、スイッチング周波数を高めた方が、ゲインが下がり、同負荷条件だとOFF時間が短くなるため、ソフトスタートの副次的作用として、リップル電流を低減することが可能となる。 When the same number of switching times is once, the gain decreases when the switching frequency is increased, and the OFF time becomes shorter under the same load conditions. Therefore, as a side effect of soft start, the ripple current can be reduced. It will be possible.

また、この考え方から、ソフトスタートやソフトOFFを使わない場合、次のような制御も、リップル電流を最小化する観点で有効である。すなわち、スイッチング回数=1の場合で、ソフトスタートを用いない場合、リップル電流を減らす工夫として、以下の方法が有効である。 Further, from this idea, when soft start or soft OFF is not used, the following control is also effective from the viewpoint of minimizing the ripple current. That is, when the number of switching times = 1 and the soft start is not used, the following method is effective as a device for reducing the ripple current.

上述した図15に示すバースト動作での制御は、スイッチング回数≧2の場合と、スイッチング回数=1の場合の2つのモードに分けたが、スイッチング回数=1の場合を、さらに2つのモードに分ける(図31及び図32参照)。 The control in the burst operation shown in FIG. 15 described above is divided into two modes, a case where the number of switching times ≥ 2 and a case where the number of times switching = 1, but the case where the number of times switching = 1 is further divided into two modes. (See FIGS. 31 and 32).

1.スイッチング回数が1回になると、スイッチング回数=1回固定とし、OFF時間を最小OFF時間で固定。
2.このモードでの上限スイッチング周波数fmax2をfmax1より高く設定しておいて、フィードバックによりfmax1からfmax2の間で制御。
3.さらなる軽負荷時に、fmax2に到達し、アンレギュレーション(つまり出力過多)になった場合、fmax2を固定として、OFF時間制御に移行。
1. 1. When the number of switchings becomes 1, the number of switchings is fixed at 1 and the OFF time is fixed at the minimum OFF time.
2. The upper limit switching frequency fmax2 in this mode is set higher than fmax1, and is controlled between fmax1 and fmax2 by feedback.
3. 3. When fmax2 is reached and unregulated (that is, excessive output) occurs at a lighter load, fmax2 is fixed and the control shifts to OFF time control.

<4.変形例>
以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
<4. Modification example>
Although one embodiment of the present technology has been specifically described above, the present technology is not limited to the above-mentioned one embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present technology are possible. .. Further, the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. mentioned in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. may be used as necessary. May be good.

なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
(1)
LLC方式のスイッチング電源であって、
負荷条件を示すフィードバック値が供給され、スイッチング素子に対するドライブ信号を形成する制御部を有し、
制御部は、
負荷が重い第1の領域において、前記フィードバック値によってスイッチング周波数を可変する周波数制御を行い、
前記第1の領域に比して負荷が軽い第2の領域において、スイッチング周波数を固定してスイッチングON区間とスイッチングOFF区間を設けるバースト制御を行い、
前記バースト制御において、スイッチングON回数とOFF時間の両方を制御することによって、ON時間比率を負荷条件によって連続的に可変するようにしたスイッチング電源。
(2)
前記ON時間比率を下げる場合に、前記OFF時間を最適値に制御すると共に,負荷が軽くなるほど1バースト周期中のスイッチング回数を減らすようにした(1)に記載のスイッチング電源。
(3)
前記スイッチング回数が1回になると、負荷が軽くなるほどOFF時間を伸ばすように制御する(2)に記載のスイッチング電源。
(4)
前記バースト制御において、ソフトスタート及びソフトエンドを組み合わせるようにした(1)から(3)のいずれかに記載のスイッチング電源。
(5)
前記バースト制御において、前記スイッチング回数が1回になると、スイッチング回数及びOFF時間を固定し、再度、周波数制御を行うようにした(1)から(3)のいずれかに記載のスイッチング電源。
(6)
前記周波数制御において、出力過多で安定化ができなくなったときに、周波数を固定してOFF時間を制御するようにした(5)に記載のスイッチング電源。
(7)
前記負荷が二次電池である(1)に記載のスイッチング電源。
The present technology can also have the following configurations.
(1)
LLC switching power supply
It has a control unit that is supplied with a feedback value indicating the load condition and forms a drive signal for the switching element.
The control unit
In the first region where the load is heavy, frequency control is performed to change the switching frequency according to the feedback value.
In the second region where the load is lighter than that of the first region, burst control is performed by fixing the switching frequency and providing a switching ON section and a switching OFF section.
In the burst control, a switching power supply in which the ON time ratio is continuously changed according to a load condition by controlling both the number of switching ON times and the OFF time.
(2)
The switching power supply according to (1), wherein when the ON time ratio is lowered, the OFF time is controlled to an optimum value, and the number of switchings in one burst cycle is reduced as the load becomes lighter.
(3)
The switching power supply according to (2), wherein when the number of switching times becomes one, the OFF time is controlled to be extended as the load becomes lighter.
(4)
The switching power supply according to any one of (1) to (3), wherein a soft start and a soft end are combined in the burst control.
(5)
The switching power supply according to any one of (1) to (3), wherein when the number of times of switching becomes one in the burst control, the number of times of switching and the OFF time are fixed and frequency control is performed again.
(6)
The switching power supply according to (5), wherein the frequency is fixed and the OFF time is controlled when the frequency control cannot be stabilized due to excessive output.
(7)
The switching power supply according to (1), wherein the load is a secondary battery.

Q1,Q2・・・MOSFET、TR・・・トランス、t1,t2・・・出力端子、
11,21・・・エラーアンプ、12・・・制御部
Q1, Q2 ... MOSFET, TR ... transformer, t1, t2 ... output terminal,
11,21 ... Error amplifier, 12 ... Control unit

Claims (7)

LLC方式のスイッチング電源であって、
負荷条件を示すフィードバック値が供給され、スイッチング素子に対するドライブ信号を形成する制御部を有し、
制御部は、
負荷が重い第1の領域において、前記フィードバック値によってスイッチング周波数を可変する周波数制御を行い、
前記第1の領域に比して負荷が軽い第2の領域において、スイッチング周波数を固定してスイッチングON区間とスイッチングOFF区間を設けるバースト制御を行い、
前記バースト制御において、スイッチングON回数とOFF時間の両方を制御することによって、ON時間比率を負荷条件によって連続的に可変するようにしたスイッチング電源。
LLC switching power supply
It has a control unit that is supplied with a feedback value indicating the load condition and forms a drive signal for the switching element.
The control unit
In the first region where the load is heavy, frequency control is performed to change the switching frequency according to the feedback value.
In the second region where the load is lighter than that of the first region, burst control is performed by fixing the switching frequency and providing a switching ON section and a switching OFF section.
In the burst control, a switching power supply in which the ON time ratio is continuously changed according to a load condition by controlling both the number of switching ON times and the OFF time.
前記ON時間比率を下げる場合に、前記OFF時間を最適値に制御すると共に,負荷が軽くなるほど1バースト周期中のスイッチング回数を減らすようにした請求項1に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 1, wherein when the ON time ratio is lowered, the OFF time is controlled to an optimum value, and the number of switchings in one burst cycle is reduced as the load becomes lighter. 前記スイッチング回数が1回になると、負荷が軽くなるほどOFF時間を伸ばすように制御する請求項2に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 2, wherein when the number of switching times becomes one, the OFF time is controlled to be extended as the load becomes lighter. 前記バースト制御において、ソフトスタート及びソフトエンドを組み合わせるようにした請求項1に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 1, wherein a soft start and a soft end are combined in the burst control. 前記バースト制御において、前記スイッチング回数が1回になると、スイッチング回数及びOFF時間を固定し、再度、周波数制御を行うようにした請求項1に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 1, wherein in the burst control, when the number of times of switching becomes one, the number of times of switching and the OFF time are fixed, and frequency control is performed again. 前記周波数制御において、出力過多で安定化ができなくなったときに、周波数を固定してOFF時間を制御するようにした請求項5に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 5, wherein in the frequency control, when the output becomes excessive and stabilization becomes impossible, the frequency is fixed and the OFF time is controlled. 前記負荷が二次電池である請求項1に記載のスイッチング電源。 The switching power supply according to claim 1, wherein the load is a secondary battery.
JP2020530919A 2018-07-17 2019-05-28 switching power supply Active JP7322881B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018134144 2018-07-17
JP2018134144 2018-07-17
PCT/JP2019/021130 WO2020017163A1 (en) 2018-07-17 2019-05-28 Switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020017163A1 true JPWO2020017163A1 (en) 2021-07-15
JP7322881B2 JP7322881B2 (en) 2023-08-08

Family

ID=69164388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020530919A Active JP7322881B2 (en) 2018-07-17 2019-05-28 switching power supply

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7322881B2 (en)
CN (1) CN112400273B (en)
WO (1) WO2020017163A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11594976B2 (en) 2020-06-05 2023-02-28 Delta Electronics, Inc. Power converter and control method thereof
CN114674070B (en) * 2020-12-24 2023-06-16 广东美的制冷设备有限公司 Air conditioner control method, air conditioner and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012175809A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Sony Corp Switching power supply unit
JP2014060895A (en) * 2012-09-19 2014-04-03 Minebea Co Ltd Power supply device
JP2016163475A (en) * 2015-03-04 2016-09-05 三菱電機株式会社 Electric power conversion system
JP2017055536A (en) * 2015-09-09 2017-03-16 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4775016B2 (en) * 2006-02-09 2011-09-21 富士電機株式会社 Switching power supply control circuit
KR101274214B1 (en) * 2006-11-30 2013-06-14 페어차일드코리아반도체 주식회사 Switch mode power supply and the driving method thereof
KR101357006B1 (en) * 2007-01-18 2014-01-29 페어차일드코리아반도체 주식회사 Converter and the driving method thereof
TW200849778A (en) * 2007-06-13 2008-12-16 Richtek Technology Corp Method and device to improve the light-load performance of switching-type converter
JP2009273324A (en) * 2008-05-09 2009-11-19 Panasonic Electric Works Co Ltd Switching power supply
KR101356292B1 (en) * 2009-12-28 2014-01-28 엘지디스플레이 주식회사 Power converter and controlling method thereof, and display device using the same
JP5532121B2 (en) * 2010-03-09 2014-06-25 株式会社村田製作所 Switching power supply
US9143043B2 (en) * 2012-03-01 2015-09-22 Infineon Technologies Ag Multi-mode operation and control of a resonant converter
US9379616B2 (en) * 2012-08-13 2016-06-28 System General Corp. Control circuit with deep burst mode for power converter
JP6439409B2 (en) * 2014-11-27 2018-12-19 富士電機株式会社 Switching power supply
JP2016116285A (en) * 2014-12-12 2016-06-23 サンケン電気株式会社 Switching power supply device
JP2017011792A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 群光電能科技股▲ふん▼有限公司 Method and device for supplying burst mode power supply

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012175809A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Sony Corp Switching power supply unit
JP2014060895A (en) * 2012-09-19 2014-04-03 Minebea Co Ltd Power supply device
JP2016163475A (en) * 2015-03-04 2016-09-05 三菱電機株式会社 Electric power conversion system
JP2017055536A (en) * 2015-09-09 2017-03-16 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP7322881B2 (en) 2023-08-08
CN112400273A (en) 2021-02-23
CN112400273B (en) 2024-04-30
WO2020017163A1 (en) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8339817B2 (en) Method of operating a resonant power converter and a controller therefor
JP6631277B2 (en) Switching power supply
US9281753B2 (en) LLC converter with dynamic gain transformation for wide input and output range
US8699239B2 (en) Controller for a resonant converter
TWI535173B (en) Resonant power conversion apparatus and control method thereof
WO2014034530A1 (en) Switching power supply apparatus
JP2002101655A (en) Switching power supply device
JP2014045596A (en) Switching power supply device
JP7322881B2 (en) switching power supply
JP2013236428A (en) Dc conversion device
WO2019017361A1 (en) Power conversion device
US6335519B1 (en) Microwave oven
TWI672899B (en) Method for controlling resonant converter
JP2009232662A (en) Dc/dc converter
JP3233099B2 (en) DC-DC converter
JP2009044877A (en) Capacitor charger
JP4370844B2 (en) DC converter
JP6810150B2 (en) Switching power supply and semiconductor device
JP6341423B2 (en) DC / DC converter
US11909309B2 (en) Stable switching for a power factor correction boost converter using an input voltage and an output voltage
JP7184168B2 (en) switching power supply
US20240006981A1 (en) Series capacitor step-down converter as well as controller circuit and control method thereof
JP2004248441A (en) Ac-dc converter
JP2022182408A (en) Control method of power converter and power converter
JP2023079300A (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220404

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230418

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230710

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7322881

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151