JP2009055695A - スイッチング電源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力電圧Voutの誤差は単純な増幅器8により増幅し、その出力をフィルタ回路20を通すことによって、リップルを除去する構成とする。これにより、過渡応答時などで出力電圧が大きく変動した場合には、フィルタ回路20の抵抗23をダイオード21,22でショートするようにして応答速度を速め、IC回路化する場合の構成を簡略化できるようにする。
【選択図】図1
Description
この回路では、交流電源1は、ダイオードブリッジからなる整流回路2で全波整流され、コンデンサ3により高周波ノイズを除去され、インダクタ4とダイオード5を介して平滑コンデンサ6に電流が供給され、平滑化された直流電圧(出力電圧)Voutが出力される。MOSFETなどのスイッチング素子7はインダクタ4とダイオード5との間に接続され、インダクタ4からダイオード5に流れる電流をオン・オフする。
インダクタ4を流れる電流は検出抵抗12Rおよび電流検出回路12で電流検出信号Viに変換され、電流比較器11で電流しきい値Ithと比較される。
このようにして、インダクタ4には入力電圧Viと同位相で相似形の電流が流れ、力率が改善される。
そこで、例えば特許文献1では以下のようにしている。
これは、電圧誤差増幅器の構成を示すもので、入力抵抗と並列にダイオードを設け、通常は入力抵抗で決定される積分時定数で動作してリップルの影響を除去し、入力電圧が正負の所定値よりも大きいか、または小さいときはダイオードがオンして、入力抵抗を小さくし積分時定数を小さくして、周波数を高め起動時の電圧変動を抑制する。なお、入力信号の状態に応じて、遅延時間を減少させる濾波回路が特許文献2に開示されている。
整流回路に接続されたインダクタに流れる電流をオン・オフするスイッチング素子とインダクタから供給される電流を平滑して直流出力を得るコンデンサとからなるチョッパ回路と、
チョッパ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
チョッパ回路の出力電圧と設定電圧との誤差を検出する電圧誤差検出手段と、
この電圧誤差検出手段の後段に接続され、電圧誤差検出手段により検出された電圧誤差信号の絶対値が所定値以下の場合には、カットオフ周波数が低く、所定値より大きいときはカットオフ周波数が高いフィルタ手段と、
前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧と同位相で波形が相似形であり、かつフィルタ手段を介して入力された電圧誤差信号に比例する振幅となる電流信号を生成する電流制御信号生成手段と、
インダクタを流れる電流を検出する電流検出手段と、
電流制御信号に基いてスイッチング素子を制御するスイッチング制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
図1からも明らかなように、従来例である図4との相違は、電圧誤差増幅器8はローパスフィルタ構成ではなく、ダイオード21,22およびコンデンサ24からなるフィルタ回路20を、電圧誤差増幅器8の後段に設けた点にある。
順に、出力電圧Vout、誤差増幅信号Ve、電圧誤差検出信号Verrの各波形を示し、各破線は従来例での波形を示す。また、誤差増幅信号Ve は出力電圧誤差の反転増幅結果である。図2(A)はスイッチング制御を行なわない場合(オープンループ)の動作波形であり、この発明動作を理解するためのものである。
図2(A)と同様に、時刻t0で次段の回路が動作を開始して無負荷状態から定格負荷に急変すると、出力電圧Voutが低下する。時刻t1でダイオード22がオンし、電圧誤差検出信号Verrが出力電圧Voutに追従して変化するため、出力電流が増加し出力電圧の低下が抑制される。
出力のリップル電圧が大きく、誤差増幅信号Veのリップル分がダイオード21,22の順方向電圧を超える場合は、ダイオードを複数個さらに直列に接続することにより、リップル分ではダイオードがオンしないで、カットオフ周波数が増加しないようにすることができる。さらに、ダイオードと直列に抵抗を追加することにより、負荷変動時のカットオフ周波数を調整することも可能である。
このような構成で、電流検出信号Viが電流しきい値Ithを超えると、電流比較器11によりフリップフロップ13はリセットされ、駆動回路15を介してスイッチング素子7をオフにする。スイッチング素子7のオフ後は電流が徐々に低下し、電流検出信号Viが第2の電流しきい値Ith2を下回ると、第2の電流比較器17によりフリップフロップ13はセットされ、駆動回路15を介してスイッチング素子7をオンにする。このようにして、従来例と同様に、インダクタ4には入力電圧Vinと同位相で相似形の電流が流れ、力率が改善される。
Claims (4)
- 交流電源を全波整流して脈流出力を得る整流回路と、
整流回路に接続されたインダクタに流れる電流をオン・オフするスイッチング素子とインダクタから供給される電流を平滑して直流出力を得るコンデンサとからなるチョッパ回路と、
チョッパ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
チョッパ回路の出力電圧と設定電圧との誤差を検出する電圧誤差検出手段と、
この電圧誤差検出手段の後段に接続され、電圧誤差検出手段により検出された電圧誤差信号の絶対値が所定値以下の場合には、カットオフ周波数が低く、所定値より大きいときはカットオフ周波数が高いフィルタ手段と、
前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧と同位相で波形が相似形であり、かつフィルタ手段を介して入力された電圧誤差信号に比例する振幅となる電流信号を生成する電流制御信号生成手段と、
インダクタを流れる電流を検出する電流検出手段と、
電流制御信号に基いてスイッチング素子を制御するスイッチング制御手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源。 - 前記フィルタ手段は、抵抗と直列に接続されたコンデンサと、前記抵抗に並列に接続されたダイオードとからなり、このダイオードの順方向電圧が前記電圧誤差信号に含まれるリップル電圧よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源。
- 前記スイッチング制御手段は、所定の周波数で前記スイッチング素子をオンさせ、電流検出信号が電流しきい値信号に達したときにオフすることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチング電源。
- 前記スイッチング制御手段に、電流しきい値信号に比例する第2の電流しきい値信号を生成する手段を付加し、スイッチング制御手段は前記スイッチング素子を、電流検出信号が電流しきい値信号に達したときにオフし、電流検出信号が第2の電流しきい値信号より低下したときにオンすることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007219243A JP2009055695A (ja) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | スイッチング電源 |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011229199A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
JP2016063607A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 東芝ライテック株式会社 | 電源装置およびその制御装置 |
CN116613985A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-08-18 | 铱芯科技(深圳)有限公司 | 用于汽车电子电源输入端传导发射和抗扰度优化*** |
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2007
- 2007-08-27 JP JP2007219243A patent/JP2009055695A/ja active Pending
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