JP2002078322A - Dc−dcコンバータ - Google Patents
Dc−dcコンバータInfo
- Publication number
- JP2002078322A JP2002078322A JP2000263719A JP2000263719A JP2002078322A JP 2002078322 A JP2002078322 A JP 2002078322A JP 2000263719 A JP2000263719 A JP 2000263719A JP 2000263719 A JP2000263719 A JP 2000263719A JP 2002078322 A JP2002078322 A JP 2002078322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷による消費電力の変動に対して迅速に応
答して出力電力を安定化させることができるようにす
る。 【解決手段】 出力電圧の変動に応じてスイッチング素
子のオン時間又はオフ時間を制御することにより出力電
圧の安定化を図る機能を有するDC−DCコンバータに
おいて、負荷の消費電力の変動に応じて前記スイッチン
グ素子のオン時間又はオフ時間を制御する。
答して出力電力を安定化させることができるようにす
る。 【解決手段】 出力電圧の変動に応じてスイッチング素
子のオン時間又はオフ時間を制御することにより出力電
圧の安定化を図る機能を有するDC−DCコンバータに
おいて、負荷の消費電力の変動に応じて前記スイッチン
グ素子のオン時間又はオフ時間を制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力電圧の変動に
応じてスイッチング素子のオン時間又はオフ時間を制御
することにより出力電圧の安定化を図る機能を有するD
C−DCコンバータに関する。
応じてスイッチング素子のオン時間又はオフ時間を制御
することにより出力電圧の安定化を図る機能を有するD
C−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、DC−DCコンバータでは、例え
ば特開平6−233530号公報に開示された図4のよ
うな構成により、負荷変動に伴う出力電圧の変動を吸収
するようにしている。
ば特開平6−233530号公報に開示された図4のよ
うな構成により、負荷変動に伴う出力電圧の変動を吸収
するようにしている。
【0003】すなわち、図4に示したDC/DCコンバ
ータは、外部に接続された入力電源(Eg)110から
の入力電圧を、スイッチング素子を有するブリッジ回路
101のオン/オフの切替えにより所定の電圧に変換
し、フィルタ用チョークコイル(Ls)104及びコン
デンサ(C)105により、フィルタリングして外部に
出力し、負荷(RL)108に所定の電圧を供給するも
のである。
ータは、外部に接続された入力電源(Eg)110から
の入力電圧を、スイッチング素子を有するブリッジ回路
101のオン/オフの切替えにより所定の電圧に変換
し、フィルタ用チョークコイル(Ls)104及びコン
デンサ(C)105により、フィルタリングして外部に
出力し、負荷(RL)108に所定の電圧を供給するも
のである。
【0004】そして、このDC/DCコンバータでは、
出力電圧が一定となるようにフイードバック制御が行な
われている。
出力電圧が一定となるようにフイードバック制御が行な
われている。
【0005】すなわち、このDC/DCコンバータに
は、平均電圧制御要素111、瞬時電圧制御要素11
2、可変ゲイン制御要素113を含む電圧制御系10
3、およびPWMゲート駆動回路102が設けられてお
り、DC/DCコンバータの出力電圧(Vout)と予
め設定されてなる基準電圧(Vref)との差分に基づ
く誤差信号を電圧制御系103により生成し、その誤差
信号を変調信号として、PWMゲート駆動回路102に
よりブリッジ回路101のオン/オフを制御している。
は、平均電圧制御要素111、瞬時電圧制御要素11
2、可変ゲイン制御要素113を含む電圧制御系10
3、およびPWMゲート駆動回路102が設けられてお
り、DC/DCコンバータの出力電圧(Vout)と予
め設定されてなる基準電圧(Vref)との差分に基づ
く誤差信号を電圧制御系103により生成し、その誤差
信号を変調信号として、PWMゲート駆動回路102に
よりブリッジ回路101のオン/オフを制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のDC/DCコンバータでは、実際の出力電
圧に基づいてフイードバック制御を行っている。このた
め、例えば図5に示すように、出力電流が変動して実際
の出力電圧が基準電圧からずれた時に、それに対応して
フイードバック制御によりスイッチングトランジスタの
オン/オフを制御しているパルス信号のパルス幅が変化
するのに時間を要し、実際の出力電圧が基準電圧に一致
するまでに時間がかかり、制御性が悪いという問題点が
あった。
ような従来のDC/DCコンバータでは、実際の出力電
圧に基づいてフイードバック制御を行っている。このた
め、例えば図5に示すように、出力電流が変動して実際
の出力電圧が基準電圧からずれた時に、それに対応して
フイードバック制御によりスイッチングトランジスタの
オン/オフを制御しているパルス信号のパルス幅が変化
するのに時間を要し、実際の出力電圧が基準電圧に一致
するまでに時間がかかり、制御性が悪いという問題点が
あった。
【0007】なお、図4に示す構成のDC/DCコンバ
ータでは、電圧制御系103の高周波特性を下げなけれ
ばならず、高速応答を実現することは不可能であった。
ータでは、電圧制御系103の高周波特性を下げなけれ
ばならず、高速応答を実現することは不可能であった。
【0008】本発明は、このような背景の下になされた
もので、その課題は、負荷による消費電力の変動に対し
て迅速に応答して出力電力を安定化させることができる
ようにすることにある。
もので、その課題は、負荷による消費電力の変動に対し
て迅速に応答して出力電力を安定化させることができる
ようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、出力電圧の変動に応じてスイッチング素
子のオン時間又はオフ時間を制御することにより出力電
圧の安定化を図る機能を有するDC−DCコンバータに
おいて、負荷の消費電力の変動に応じて前記スイッチン
グ素子のオン時間又はオフ時間を制御する制御手段を備
えている。
め、本発明は、出力電圧の変動に応じてスイッチング素
子のオン時間又はオフ時間を制御することにより出力電
圧の安定化を図る機能を有するDC−DCコンバータに
おいて、負荷の消費電力の変動に応じて前記スイッチン
グ素子のオン時間又はオフ時間を制御する制御手段を備
えている。
【0010】また、本発明では、前記負荷の消費電力の
変動情報は、前記DC−DCコンバータを搭載した機器
から供給されている。
変動情報は、前記DC−DCコンバータを搭載した機器
から供給されている。
【0011】また、本発明では、前記負荷の消費電力の
変動情報を記憶する記憶手段を有している。
変動情報を記憶する記憶手段を有している。
【0012】また、本発明では、前記DC−DCコンバ
ータは、画像形成装置に搭載されている。
ータは、画像形成装置に搭載されている。
【0013】また、本発明では、前記負荷の消費電力の
変動情報は、前記画像形成装置で形成されるべき画像の
画素数の情報となっている。
変動情報は、前記画像形成装置で形成されるべき画像の
画素数の情報となっている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0015】[第1の実施形態]図1は、本発明の第1
の実施形態に係るDC−DCコンバータの概略構成を示
すブロック図である。
の実施形態に係るDC−DCコンバータの概略構成を示
すブロック図である。
【0016】図1において、1は直流の入力電源、2は
電力変換部であり、電力変換部2は、スイッチング素子
21、インダクタ22、ダイオード23、コンデンサ2
4を有している。
電力変換部であり、電力変換部2は、スイッチング素子
21、インダクタ22、ダイオード23、コンデンサ2
4を有している。
【0017】3はパルス信号生成部、4は電圧制御部、
5は基準電圧供給部、6は負荷変動タイミング生成部、
7は負荷変動量制御部、8は第2の出力状態検出部、9
は負荷である。
5は基準電圧供給部、6は負荷変動タイミング生成部、
7は負荷変動量制御部、8は第2の出力状態検出部、9
は負荷である。
【0018】パルス信号生成部3から、図2(b)の符
号14のようなパルス信号で、入力電圧をスイッチング
素子21でスイッチングし、インダクタ22,コンデン
サ24を介して出力電圧Voを得て、負荷9に供給す
る。
号14のようなパルス信号で、入力電圧をスイッチング
素子21でスイッチングし、インダクタ22,コンデン
サ24を介して出力電圧Voを得て、負荷9に供給す
る。
【0019】すなわち、電力変換部2は、パルス信号生
成部3からの信号に基づいて、入力電圧Elをスイッチ
ングし、出力電圧Voを得る。
成部3からの信号に基づいて、入力電圧Elをスイッチ
ングし、出力電圧Voを得る。
【0020】電圧制御部4は、積分器、増幅器などを有
し、出力電圧Voと基準電圧供給部5からの基準電圧と
を比較し、その比較結果に基づいて図2(a)の符号1
1ような信号を生成し、パルス信号生成部3に供給す
る。
し、出力電圧Voと基準電圧供給部5からの基準電圧と
を比較し、その比較結果に基づいて図2(a)の符号1
1ような信号を生成し、パルス信号生成部3に供給す
る。
【0021】パルス信号生成部3は、負荷変動がない場
合には、図2(a)の印12のようなノコギリ波発振波
形と電圧制御部4からの信号11と比較し、その比較結
果に基づいて図2(b)のようなパルス信号を生成し、
スイッチング素子21をスイッチングする。
合には、図2(a)の印12のようなノコギリ波発振波
形と電圧制御部4からの信号11と比較し、その比較結
果に基づいて図2(b)のようなパルス信号を生成し、
スイッチング素子21をスイッチングする。
【0022】すなわち、出力電圧Voと基準電圧5との
差がほぼ「0」になるようにフィードバック制御を行う
ことにより、出力電圧Voが一定になるようにしてい
る。
差がほぼ「0」になるようにフィードバック制御を行う
ことにより、出力電圧Voが一定になるようにしてい
る。
【0023】ここで、負荷が変動する情報、例えばモー
タの負荷としてのタイムテーブル情報などを機器のコン
トローラから負荷変動情報として、第2の出力状態検出
部8で、図2(d)の符号18、19のような信号を検
出すると、符号19の区間が負荷変動タイミング信号と
して、また、負荷変動量として、図2(a)の符号13
のようにパルス信号生成部3の制御値を変えることによ
り、図2(b)の符号14のような信号を生成し、スイ
ッチング素子21をスイッチングする。
タの負荷としてのタイムテーブル情報などを機器のコン
トローラから負荷変動情報として、第2の出力状態検出
部8で、図2(d)の符号18、19のような信号を検
出すると、符号19の区間が負荷変動タイミング信号と
して、また、負荷変動量として、図2(a)の符号13
のようにパルス信号生成部3の制御値を変えることによ
り、図2(b)の符号14のような信号を生成し、スイ
ッチング素子21をスイッチングする。
【0024】この時、出力に供給される電流は、図2
(c)の符号15のような電流を供給でき、出力に供給
できる平均電流は図2(c)の符号16、17のように
変化し、負荷電流を高速に切り替えることができ、負荷
変動に対して高速応答が可能となる。
(c)の符号15のような電流を供給でき、出力に供給
できる平均電流は図2(c)の符号16、17のように
変化し、負荷電流を高速に切り替えることができ、負荷
変動に対して高速応答が可能となる。
【0025】また、出力電圧に対しては、電圧制御系の
フィードバック制御で、安定に保たれている。
フィードバック制御で、安定に保たれている。
【0026】[第2の実施形態]図3は、本発明の第2
の実施形態に係るDC−DCコンバータの概略構成を示
すブロック図である。
の実施形態に係るDC−DCコンバータの概略構成を示
すブロック図である。
【0027】図1に示す第1の実施形態と異なる点は、
プリンタの画素数情報10の取得であり、負荷はプリン
タの印字ドライバである。
プリンタの画素数情報10の取得であり、負荷はプリン
タの印字ドライバである。
【0028】その他、動作タイミング等は上記第1の実
施形態と同じであるので詳細な説明を省略する。
施形態と同じであるので詳細な説明を省略する。
【0029】この第2の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様に、プリンタドライバの負荷変動に対して、
正確に制御することができるので、出力電圧変動を最小
に抑えることができると共に、出力に対し高速応答が可
能となる。
形態と同様に、プリンタドライバの負荷変動に対して、
正確に制御することができるので、出力電圧変動を最小
に抑えることができると共に、出力に対し高速応答が可
能となる。
【0030】なお、本発明は、上記各実施形態に限ら
ず、種々設計変更可能である。例えば、スイッチング素
子として、スイッチングトランジスタ、FET、IGB
Tに限らず、他のスイッチ素子でもよい。
ず、種々設計変更可能である。例えば、スイッチング素
子として、スイッチングトランジスタ、FET、IGB
Tに限らず、他のスイッチ素子でもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力電圧の変動に応じてスイッチング素子のオン時間又
はオフ時間を制御することにより出力電圧の安定化を図
る機能を有するDC−DCコンバータにおいて、負荷の
消費電力の変動に応じて前記スイッチング素子のオン時
間又はオフ時間を制御する制御手段を備えたので、負荷
による消費電力の変動に対して迅速に応答して出力電力
を安定化させることが可能となる。
出力電圧の変動に応じてスイッチング素子のオン時間又
はオフ時間を制御することにより出力電圧の安定化を図
る機能を有するDC−DCコンバータにおいて、負荷の
消費電力の変動に応じて前記スイッチング素子のオン時
間又はオフ時間を制御する制御手段を備えたので、負荷
による消費電力の変動に対して迅速に応答して出力電力
を安定化させることが可能となる。
【図1】本発明の第1の実施形態に係るDC−DCコン
バータの概略構成を示すブロック図である。
バータの概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1のDC−DCコンバータの動作を示すイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図3】本発明の第2の実施形態に係るDC−DCコン
バータの概略構成を示すブロック図である。
バータの概略構成を示すブロック図である。
【図4】従来のDC−DCコンバータ例を示すブロック
図である。
図である。
【図5】従来のDC−DCコンバータの負荷変動時の応
答を示す図である。
答を示す図である。
2…電力変換部 3…パルス信号生成部 4…電圧制御部 5…基準電圧設定部 6…負荷変動タイミング生成部 7…負荷変動制御量制御部 8…第2の出力状態検出部 9…機器のコントローラ 10…プリンタの画素数 21…スイッチング素子 22…インダクタ 23…ダイオード 24…コンデンサ
Claims (5)
- 【請求項1】 出力電圧の変動に応じてスイッチング素
子のオン時間又はオフ時間を制御することにより出力電
圧の安定化を図る機能を有するDC−DCコンバータに
おいて、 負荷の消費電力の変動に応じて前記スイッチング素子の
オン時間又はオフ時間を制御する制御手段を備えたこと
を特徴とするDC−DCコンバータ。 - 【請求項2】 前記負荷の消費電力の変動情報は、前記
DC−DCコンバータを搭載した機器から供給されるこ
とを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバータ。 - 【請求項3】 前記負荷の消費電力の変動情報を記憶す
る記憶手段を有することを特徴とする請求項1又は2記
載のDC−DCコンバータ。 - 【請求項4】 前記DC−DCコンバータは、画像形成
装置に搭載されていることを特徴とする請求項1〜3の
何れかに記載のDC−DCコンバータ。 - 【請求項5】 前記負荷の消費電力の変動情報は、前記
画像形成装置で形成されるべき画像の画素数の情報であ
ることを特徴とする請求項4記載のDC−DCコンバー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000263719A JP2002078322A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Dc−dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000263719A JP2002078322A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Dc−dcコンバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002078322A true JP2002078322A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18751225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000263719A Pending JP2002078322A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Dc−dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002078322A (ja) |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263719A patent/JP2002078322A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060327 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20070626 |