JP2010016971A - Switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インターリーブ型スイッチング電源に関し、特に、臨界型昇圧チョッピングコンバータを並列に接続した場合に好適なスイッチング電源に関する。 The present invention relates to an interleaved switching power supply, and more particularly, to a switching power supply suitable when critical boost chopping converters are connected in parallel.
例えば、従来、この種のインターリーブ型スイッチング電源としては、図5に示すようなものが知られている。同図に示すように、このインターリーブ型スイッチング電源は、並列接続された2つの昇圧チョッパ回路101および102を有し、昇圧チョッパ回路101は、インダクタL101とスイッチング素子Q101とダイオードD101とをT型接続し、昇圧チョッパ回路102は、インダクタL102とスイッチング素子Q102とダイオードD102とをT型接続して構成されている。 For example, a conventional interleave type switching power supply as shown in FIG. 5 is known. As shown in the figure, this interleaved switching power supply has two step-up chopper circuits 101 and 102 connected in parallel. The step-up chopper circuit 101 connects an inductor L101, a switching element Q101, and a diode D101 in a T-type connection. The step-up chopper circuit 102 is configured by connecting the inductor L102, the switching element Q102, and the diode D102 in a T shape.
このインターリーブ型スイッチング電源は、商用電源の交流を整流回路110で整流して得られる脈流を、制御部120による制御の下で、昇圧チョッパ回路101、102によりそれぞれ昇圧チョッピングし、それらの出力をキャパシタC101で平滑して負荷に供給するようになっており、商用電源の交流はラインフィルタ130を通じて供給される。 In this interleaved switching power supply, the pulsating current obtained by rectifying the AC of the commercial power supply with the rectifier circuit 110 is boosted and chopped by the boost chopper circuits 101 and 102 under the control of the control unit 120, and the output thereof is output. The capacitor C101 is smoothed and supplied to the load, and the AC of the commercial power supply is supplied through the line filter 130.
制御部120は、分圧抵抗R101、R102によって得られる昇圧チョッパ回路101、102の入力電圧の検出値ea、電流検出抵抗R100によって得られる昇圧チョッパ回路101、102の入力電流の検出値ecおよび分圧抵抗R103、R104によって得られるキャパシタC101の出力電圧の検出値ebに基づく制御信号G1、G2で、スイッチング素子Q101、Q102をそれぞれ制御する(例えば、特許文献1参照。)。 The control unit 120 detects the input voltage detection value ea of the boost chopper circuits 101 and 102 obtained by the voltage dividing resistors R101 and R102, the detection value ec of the input current of the boost chopper circuits 101 and 102 obtained by the current detection resistor R100, and the division. The switching elements Q101 and Q102 are controlled by control signals G1 and G2 based on the detected value eb of the output voltage of the capacitor C101 obtained by the piezoresistors R103 and R104 (see, for example, Patent Document 1).
ところで、臨界型のチョッピングコンバータを有するインターリーブ型スイッチング電源では、スレーブ側のダイオードに流れる電流がゼロになり、スレーブ側スイッチング素子にかかる電圧が最少になる状態(Vds共振最下点)で、スレーブ側スイッチング素子へONトリガが供給されることが理想的であるが、マスター側の主SWのオン幅がスレーブ側の主SWのオン幅より短い場合、図7のポイント「A」に示すように、スレーブ側のダイオードに電流が流れている状態でスレーブ側スイッチング素子がONし、スレーブ側電流連続モードになり、図6の「スレーブ側電流波形」に示すような電流波形になってしまう。 By the way, in the interleave type switching power supply having a critical type chopping converter, the current flowing through the diode on the slave side becomes zero, and the voltage applied to the slave side switching element is minimized (Vds resonance lowest point). Ideally, an ON trigger is supplied to the switching element. However, when the on-width of the master-side main SW is shorter than the on-width of the slave-side main SW, as indicated by a point “A” in FIG. The slave-side switching element is turned on in a state where a current is flowing through the slave-side diode, and the slave-side current continuous mode is set, resulting in a current waveform as shown in “Slave-side current waveform” in FIG.
上記のような状態を回避するためには、マスター側の主SWのオン幅に対して、スレーブ側のオン幅を短くする必要があり、図8に示すような回路が提案されている。
しかしながら、図8に示すような回路では、図中、ポイント「B」に示すようなインターリーブを制御する特別の回路が必要となり、電源の構成自体が複雑で煩雑なものになるという問題がある。 However, the circuit as shown in FIG. 8 requires a special circuit for controlling the interleaving as shown in the point “B” in the figure, and there is a problem that the configuration of the power supply itself becomes complicated and complicated.
そこで、本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成で、マスター側の主SWのオン幅に対して、スレーブ側のオン幅を短くするスイッチング電源を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a switching power supply that shortens the ON width on the slave side with respect to the ON width of the master SW on the master side with a simple circuit configuration. With the goal.
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。 The present invention proposes the following items in order to solve the above-described problems.
(1)本発明は、マスター側電源とスレーブ側電源とからなり、それぞれが、商用電源を整流する整流回路(例えば、図1のD101に相当)と、前記整流回路の出力をそれぞれ昇圧チョッピングする臨界型昇圧チョッピングコンバータと、該臨界型昇圧チョッピングコンバータの出力電圧を検出する出力電圧検出回路(例えば、図1の出力電圧検出部2に相当)とを備えたインターリーブ型スイッチング電源において、前記それぞれの臨界型昇圧チョッピングコンバータが、前記整流回路の出力に接続され、チョーク巻線(例えば、図1のNp1に相当)と制御巻線(例えば、図1のNc1、Nc2に相当)とからなるトランス(例えば、図1のT101に相当)と、該トランスの他端と接地間に設けられたスイッチング素子(例えば、図1のMOS1、MOS2に相当)と、該スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動回路(例えば、図1のdriver部4、14に相当)と、前記スイッチング素子のオン幅を制御するオン幅制御手段(例えば、図1のマスター側ON幅制御部3、スレーブ側ON幅制御部13に相当)と、を備え、前記マスター側のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値によって、前記スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、前記スレーブ側のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値から、前記マスター側のオン幅制御手段と前記スレーブ側のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、前記スイッチング素子のオン幅を制御することを特徴とするスイッチング電源を提案している。 (1) The present invention includes a master-side power supply and a slave-side power supply, each of which rectifies the commercial power supply (for example, equivalent to D101 in FIG. 1) and boosts chopping the output of the rectifier circuit, respectively. In each of the interleave type switching power supplies including a critical step-up chopping converter and an output voltage detection circuit (for example, equivalent to the output voltage detection unit 2 in FIG. 1) for detecting the output voltage of the critical step-up chopping converter A critical boost chopping converter is connected to the output of the rectifier circuit, and includes a transformer (for example, corresponding to Np1 in FIG. 1) and a control winding (for example, corresponding to Nc1 and Nc2 in FIG. 1). For example, it corresponds to T101 in FIG. 1), a drive circuit for controlling on / off of the switching element (for example, equivalent to the driver units 4 and 14 in FIG. 1), and an on-width control means for controlling the on-width of the switching element. (E.g., corresponding to the master-side ON width control unit 3 and the slave-side ON width control unit 13 in FIG. 1) The on-width control unit on the slave side controls the on-width of the switching element, and the on-width control unit on the slave side determines the on-width of the on-width control unit on the master side and the on-width control unit on the slave side from the voltage value by the output voltage detection circuit. A switching power supply characterized by controlling the ON width of the switching element with a voltage value obtained by subtracting the voltage for correcting the setting variation of To have.
この発明によれば、マスター側のオン幅制御手段が、出力電圧検出回路による電圧値によって、スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、スレーブ側のオン幅制御手段が、出力電圧検出回路による電圧値から、マスター側のオン幅制御手段とスレーブ側のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、スイッチング素子のオン幅を制御することから、常に、マスター側の主SWのオン幅に対して、スレーブ側のオン幅を短くすることができる。 According to the present invention, the master-side on-width control means controls the on-width of the switching element based on the voltage value of the output voltage detection circuit, and the slave-side on-width control means controls the voltage value of the output voltage detection circuit. Since the ON width of the switching element is controlled by a voltage value obtained by subtracting the voltage for correcting the ON width setting variation of the ON side control means on the master side and the ON width control means on the slave side, The ON width on the slave side can be made shorter than the ON width of the main SW on the side.
(2)本発明は、商用電源を整流する整流回路(例えば、図2のD101に相当)と、前記整流回路の出力をそれぞれ昇圧チョッピングするn(n;正の整数)個の臨界型昇圧チョッピングコンバータと、該臨界型昇圧チョッピングコンバータの出力電圧を検出する出力電圧検出回路(例えば、図2の出力電圧検出部2に相当)とを備えたインターリーブ型スイッチング電源において、前記それぞれの臨界型昇圧チョッピングコンバータが、前記整流回路の出力に接続され、チョーク巻線と制御巻線とからなるトランス(例えば、図2のT101に相当)と、該トランスの他端と接地間に設けられたスイッチング素子(例えば、図2のMOS1、MOS2、MOS3に相当)と、該スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動回路(例えば、図2のdriver部4、14、24に相当)と、前記スイッチング素子のオン幅を制御するオン幅制御手段(例えば、図2のマスター側ON幅制御部3、スレーブ側ON幅制御部13、23に相当)と、を備え、第1のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値によって、前記スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、第k(1≦k≦n)のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値から、前記第kのオン幅制御手段と前記第k−1のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、前記スイッチング素子のオン幅を制御することを特徴とするスイッチング電源を提案している。 (2) The present invention is a rectifier circuit for rectifying a commercial power supply (e.g., corresponding to D101 in FIG. 2) and n (n: positive integer) critical boost choppings that respectively boost the output of the rectifier circuit. In an interleave type switching power supply comprising a converter and an output voltage detection circuit (for example, equivalent to the output voltage detection unit 2 in FIG. 2) for detecting the output voltage of the critical boost chopping converter, the respective critical boost chopping A converter is connected to the output of the rectifier circuit, and includes a transformer (for example, equivalent to T101 in FIG. 2) including a choke winding and a control winding, and a switching element provided between the other end of the transformer and the ground ( For example, it corresponds to MOS1, MOS2, and MOS3 in FIG. 2 and a drive circuit that controls on / off of the switching element (eg, 2 and the ON width control means for controlling the ON width of the switching element (for example, the master side ON width control unit 3, the slave side ON width control unit 13, FIG. 2), And the first on-width control means controls the on-width of the switching element according to the voltage value of the output voltage detection circuit and the kth (1 ≦ k ≦ n) on-state. A voltage obtained by subtracting a voltage for correcting the setting variation of the on widths of the k-th on-width control unit and the (k−1) -th on-width control unit from the voltage value of the output voltage detection circuit. The switching power supply is characterized in that the ON width of the switching element is controlled by the value.
この発明によれば、第1のオン幅制御手段が、出力電圧検出回路による電圧値によって、スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、第k(1≦k≦n)のオン幅制御手段が、出力電圧検出回路による電圧値から、第kのオン幅制御手段と第k−1のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、スイッチング素子のオン幅を制御することから、n個の臨界型昇圧チョッピングコンバータを並列に接続したインターリーブ型スイッチング電源においても、理想的な電流臨界型の電源を構成することができる。 According to this invention, the first on-width control means controls the on-width of the switching element based on the voltage value of the output voltage detection circuit, and the kth (1 ≦ k ≦ n) on-width control means includes The on-width of the switching element is a voltage value obtained by subtracting the voltage for correcting the on-width setting variation of the k-th on-width control means and the (k-1) -th on-width control means from the voltage value by the output voltage detection circuit. Therefore, even in an interleave type switching power source in which n critical type step-up chopping converters are connected in parallel, an ideal current critical type power source can be configured.
本発明によれば、出力電圧検出回路による電圧値によって、スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、出力電圧検出回路による電圧値から、マスター側のオン幅制御手段とスレーブ側のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、スイッチング素子のオン幅を制御することにより、簡単な回路構成により、スレーブ側電流連続動作を確実に回避することができるという効果がある。また、n個の臨界型昇圧チョッピングコンバータを並列に接続したインターリーブ型スイッチング電源においても、同様の効果を得ることができる。 According to the present invention, the ON width of the switching element is controlled by the voltage value of the output voltage detection circuit, and the ON width control means on the master side and the ON width control means on the slave side are determined from the voltage value of the output voltage detection circuit. By controlling the ON width of the switching element with a voltage value obtained by reducing the voltage for correcting the ON width setting variation, the slave side continuous current operation can be reliably avoided with a simple circuit configuration. There is. A similar effect can also be obtained in an interleaved switching power supply in which n critical boost chopping converters are connected in parallel.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the constituent elements in the present embodiment can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims.
<第1の実施形態>
図1、図3および図4を用いて、本発明のスイッチング電源に係る第1の実施形態について説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the switching power supply according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4.
<スイッチング電源の構成>
本実施形態に係るスイッチング電源は、図1に示すように、整流回路を構成するD101と、出力コンデンサC122と、マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータとスレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータとから構成されている。
<Configuration of switching power supply>
As shown in FIG. 1, the switching power supply according to the present embodiment is composed of D101 constituting an rectifier circuit, an output capacitor C122, a critical boost chopping converter on the master side, and a critical boost chopping converter on the slave side. ing.
マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータは、チョークコイルNp1と制御巻線Nc1、Nc2とからなるトランスT101と、ダイオードD103と、ONトリガ検出部1と、出力電圧検出部2と、マスター側ON幅制御部3と、driver部4と、過電流検出部5と、スイッチング素子であるMOS1とから構成から構成されている。 The critical boost chopping converter on the master side includes a transformer T101 composed of a choke coil Np1 and control windings Nc1, Nc2, a diode D103, an ON trigger detection unit 1, an output voltage detection unit 2, and a master side ON width control. It is comprised from the structure from the part 3, the driver part 4, the overcurrent detection part 5, and MOS1 which is a switching element.
一方、スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータは、チョークコイルNp2と、ダイオードD104と、ONトリガ検出部11と、スレーブ側ON幅制御部13と、driver部14と、過電流検出部15と、スイッチング素子であるMOS2とから構成から構成されている。さらに、出力電圧検出部2の出力とスレーブ側ON幅制御部13との間には、ON幅減算部7が設けられている。 On the other hand, the critical boost chopping converter on the slave side includes a choke coil Np2, a diode D104, an ON trigger detection unit 11, a slave side ON width control unit 13, a driver unit 14, an overcurrent detection unit 15, and a switching unit. The device is composed of a MOS2 as an element. Further, an ON width subtraction unit 7 is provided between the output of the output voltage detection unit 2 and the slave-side ON width control unit 13.
整流回路を構成するD101は、商用電源の交流を全波整流して得られる脈流をトランスT1のチョークコイルNp1およびスレーブ側のチョークコイルNp2に供給する。チョークコイルNp1はおよびNp2はともに、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2がONの場合に、チョークコイルNp1はおよびNp2の端子間に印加される電圧により、電磁エネルギーを蓄積し、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2がOFFの場合に、蓄積した電磁エネルギーをダイオードD103あるいはD104を介して、負荷に供給する。 The D101 constituting the rectifier circuit supplies a pulsating flow obtained by full-wave rectification of the AC of the commercial power supply to the choke coil Np1 of the transformer T1 and the choke coil Np2 on the slave side. Both the choke coil Np1 and Np2 store electromagnetic energy by the voltage applied between the terminals of the choke coil Np1 and Np2 when the switching element MOS1 or MOS2 is ON, and the switching element MOS1 or MOS2 is OFF. In some cases, the accumulated electromagnetic energy is supplied to the load via the diode D103 or D104.
トランスT1の制御巻線Nc1の一端は、抵抗R107を介して、マスター側のONトリガ検出部1に接続され、チョークコイルNpを流れる電流に対応した信号をONトリガ検出部1供給する。同様に、トランスT1の制御巻線Nc2の一端は、抵抗R108を介して、スレーブ側のONトリガ検出部11に接続され、チョークコイルNp1を流れる電流に対応した信号をONトリガ検出部11供給する。この信号は、ONトリガ検出部1、11におけるスイッチング素子MOS1あるいはMOS2をONするためのトリガ信号となる。 One end of the control winding Nc1 of the transformer T1 is connected to the master-side ON trigger detection unit 1 via a resistor R107, and supplies a signal corresponding to the current flowing through the choke coil Np to the ON trigger detection unit 1. Similarly, one end of the control winding Nc2 of the transformer T1 is connected to the slave-side ON trigger detection unit 11 via the resistor R108, and supplies a signal corresponding to the current flowing through the choke coil Np1 to the ON trigger detection unit 11. . This signal becomes a trigger signal for turning on the switching element MOS1 or MOS2 in the ON trigger detection units 1 and 11.
ONトリガ検出部1、11は、制御巻線Nc1あるいはNc2からの信号に基づいて、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2をONするためのトリガ信号を検出する。具体的には、ONトリガ検出部1は、ダイオードD103の電流がゼロとなるときに、チョークコイルNp1と結合した制御巻線Nc1の振動を利用して、トリガ信号を検出し、ONトリガ検出部11は、スイッチング素子MOS1がOFFするタイミングで制御巻線Nc2の極性が反転するのを利用し、トリガ信号を検出する。 The ON trigger detection units 1 and 11 detect a trigger signal for turning on the switching element MOS1 or MOS2 based on a signal from the control winding Nc1 or Nc2. Specifically, the ON trigger detection unit 1 detects the trigger signal using the vibration of the control winding Nc1 coupled to the choke coil Np1 when the current of the diode D103 becomes zero, and the ON trigger detection unit 11 detects the trigger signal by utilizing the fact that the polarity of the control winding Nc2 is inverted at the timing when the switching element MOS1 is turned off.
出力電圧検出部2は、例えば、出力電圧を検出するための抵抗の分圧値を基準電圧と比較して、その比較結果に応じて、出力電圧を検出し、検出された電圧は、マスター側ON幅制御部3に入力される。 For example, the output voltage detection unit 2 compares the divided voltage value of the resistor for detecting the output voltage with the reference voltage, detects the output voltage according to the comparison result, and the detected voltage is the master side Input to the ON width controller 3.
マスター側ON幅制御部3は、出力電圧検出部において検出された電圧に基づいて、ON幅を制御するためのOFFトリガパルスを生成する。 The master-side ON width control unit 3 generates an OFF trigger pulse for controlling the ON width based on the voltage detected by the output voltage detection unit.
ドライバー部4、14は、ONトリガ検出部1、11から供給されるONトリガにより、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2に駆動パルスを供給し、マスター側ON幅制御部3またはスレーブ側ON幅制御部13から供給されるOFFトリガパルスにより、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2への駆動パルスをOFFする。 The driver units 4 and 14 supply driving pulses to the switching element MOS1 or MOS2 by the ON trigger supplied from the ON trigger detection units 1 and 11, and from the master side ON width control unit 3 or the slave side ON width control unit 13 The drive pulse to the switching element MOS1 or MOS2 is turned OFF by the supplied OFF trigger pulse.
過電流検出部5、15は、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2がON状態のときに、抵抗によりスイッチング素子MOS1あるいはMOS2を流れる電流を電圧に変換して検出し、この値と所定の閾値電圧とを比較して、過電流検出を行う。 When the switching element MOS1 or MOS2 is in the ON state, the overcurrent detection units 5 and 15 detect the current flowing through the switching element MOS1 or MOS2 by converting the voltage into a voltage, and compare this value with a predetermined threshold voltage. Then, overcurrent detection is performed.
ON幅減算部7は、出力電圧検出部2が検出した電圧に対して、マスター側ON幅制御部3とスレーブ側ON幅制御部13のON幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧をスレーブ側ON幅制御部13に供給する。スレーブ側ON幅制御部13は、ON幅減算部7から入力した電圧に基づいて、ON幅を制御するためのOFFトリガパルスを生成する。 The ON width subtraction unit 7 subtracts the voltage for correcting the ON width setting variation of the master side ON width control unit 3 and the slave side ON width control unit 13 from the voltage detected by the output voltage detection unit 2. The voltage is supplied to the slave-side ON width control unit 13. The slave-side ON width control unit 13 generates an OFF trigger pulse for controlling the ON width based on the voltage input from the ON width subtraction unit 7.
ここで、マスター側ON幅制御部3、スレーブ側ON幅制御部13は、一般に、ON幅を制御するために、内部にタイマ回路を有しているが、このタイマ回路を構成する素子のバラツキにより、ON幅が変動し、マスター側のON幅がスレーブ側のON幅よりも短くなる場合がある。このとき、上述したような、スレーブ側電流連続モードが発生する。本実施形態では、これを回避するために、ON幅減算部7が、出力電圧検出部2が検出した電圧に対して、マスター側ON幅制御部3とスレーブ側ON幅制御部13のON幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧をスレーブ側ON幅制御部13に供給して、常に、マスター側のON幅がスレーブ側のON幅よりも短くなるよう作用する。 Here, the master-side ON width control unit 3 and the slave-side ON width control unit 13 generally have a timer circuit in order to control the ON width, but there is a variation in the elements constituting the timer circuit. As a result, the ON width varies, and the ON width on the master side may be shorter than the ON width on the slave side. At this time, the slave-side current continuous mode as described above occurs. In the present embodiment, in order to avoid this, the ON width subtraction unit 7 detects the ON widths of the master side ON width control unit 3 and the slave side ON width control unit 13 with respect to the voltage detected by the output voltage detection unit 2. The voltage obtained by subtracting the voltage for correcting the setting variation is supplied to the slave-side ON width control unit 13 so that the master-side ON width is always shorter than the slave-side ON width.
<動作波形>
図3および図4は、本実施形態の動作波形を示している。図3は、上から順に、出力電圧波形、スレーブ側電流波形、マスター側電流波形をしめしており、図4は、スイッチング素子MOS1あるいはMOS2に供給されるゲート信号と、マスター側、スレーブ側それぞれの電流波形を示している。
<Operation waveform>
3 and 4 show operation waveforms of the present embodiment. FIG. 3 shows an output voltage waveform, a slave-side current waveform, and a master-side current waveform in order from the top. FIG. 4 shows the gate signal supplied to the switching element MOS1 or MOS2, and the master-side and slave-side waveforms. The current waveform is shown.
図4のポイント「C」に着目すると、スレーブ側のダイオードD104に流れる電流がゼロになってから、スレーブ側スイッチング素子がオンしており、スレーブ側電流連続モードの発生条件を回避できていることがわかる。このことは、図3の「スレーブ側電流波形」を見ても明らかである。 Focusing on the point “C” in FIG. 4, the slave-side switching element is turned on after the current flowing through the slave-side diode D104 becomes zero, and the generation condition of the slave-side current continuous mode can be avoided. I understand. This is apparent from the “slave-side current waveform” in FIG.
したがって、本実施形態によれば、ON幅減算部を設けて、マスター側のON幅をスレーブ側のON幅よりも長くすることにより、簡単な構成で、スレーブ側電流連続動作を確実に回避することができる。 Therefore, according to the present embodiment, by providing the ON width subtraction unit and making the ON width on the master side longer than the ON width on the slave side, the slave-side current continuous operation can be reliably avoided with a simple configuration. be able to.
<第2の実施形態>
次に、図2を用いて、本発明のスイッチング電源に係る第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment according to the switching power supply of the present invention will be described with reference to FIG.
<スイッチング電源の構成>
本実施形態に係るスイッチング電源は、図2に示すように、整流回路を構成するD101と、出力コンデンサC122と、n個の臨界型昇圧チョッピングコンバータが並列に接続されて構成されている。なお、各構成要素の機能は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。以下では、説明をわかりやすくするために、3個の臨界型昇圧チョッピングコンバータ(以下、図2の上側から順に、「第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータ」、「第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータ」、「第3の臨界型昇圧チョッピングコンバータ」という)が並列に接続されている場合を第1の実施形態と対比して説明する。
<Configuration of switching power supply>
As shown in FIG. 2, the switching power supply according to the present embodiment is configured by connecting D101 that constitutes a rectifier circuit, an output capacitor C122, and n critical step-up chopping converters in parallel. Note that the function of each component is the same as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. In the following, in order to make the explanation easy to understand, three critical boost chopping converters (hereinafter referred to as “first critical boost chopping converter” and “second critical boost chopping converter” in order from the upper side of FIG. 2). , “Third critical step-up chopping converter”) will be described in comparison with the first embodiment.
まず、第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータでは、チョークコイルNp2に対向して制御巻線Nc3が設けられており、その一端が、抵抗R109を介して、第3の臨界型昇圧チョッピングコンバータのONトリガ検出部21に接続されている。 First, in the second critical step-up chopping converter, a control winding Nc3 is provided facing the choke coil Np2, and one end of the control winding Nc3 is connected to the ON trigger of the third critical step-up chopping converter via a resistor R109. It is connected to the detection unit 21.
また、第3の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスレーブ側ON幅制御部23には、出力電圧検出部2の出力電圧に対して、ON幅減算部7およびON幅減算部17を介した電圧が入力されている。 In addition, the voltage on the slave side ON width control unit 23 of the third critical step-up chopping converter is input with respect to the output voltage of the output voltage detection unit 2 via the ON width subtraction unit 7 and the ON width subtraction unit 17. Has been.
ここで、ON幅減算部17は、ON幅減算部7の出力電圧に対して、第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスレーブ側ON幅制御部13と第3の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスレーブ側ON幅制御部23のON幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧をスレーブ側ON幅制御部23に供給している。 Here, the ON width subtracting unit 17 is connected to the slave side ON width control unit 13 of the second critical boost chopping converter and the slave side of the third critical boost chopping converter with respect to the output voltage of the ON width subtracting unit 7. The voltage obtained by subtracting the voltage for correcting the ON width setting variation of the ON width control unit 23 is supplied to the slave side ON width control unit 23.
したがって、第1の臨界型昇圧チョッピングコンバータにおけるMOS1のON幅と第2の臨界型昇圧チョッピングコンバータにおけるMOS2のON幅と第3の臨界型昇圧チョッピングコンバータにおけるMOS3のON幅との関係は、
MOS1のON幅>MOS2のON幅>MOS3のON幅
となる。この関係は、臨界型昇圧チョッピングコンバータが3個以上、並列に接続された場合も同様である。
Therefore, the relationship between the ON width of MOS1 in the first critical boost chopping converter, the ON width of MOS2 in the second critical boost chopping converter, and the ON width of MOS3 in the third critical boost chopping converter is:
The ON width of MOS1> the ON width of MOS2> the ON width of MOS3. This relationship is the same when three or more critical boost chopping converters are connected in parallel.
以上、説明したように、本実施形態によれば、n個の臨界型昇圧チョッピングコンバータが並列に接続されて構成されたインターリーブ型スイッチング電源においても、ON幅減算部を設けて、それぞれのON幅について、上記のような関係を満足させることにより、簡単な構成で、スレーブ側電流連続動作を確実に回避することができる。 As described above, according to the present embodiment, an ON width subtraction unit is also provided in an interleave type switching power supply configured by connecting n critical step-up chopping converters in parallel, and each ON width is provided. By satisfying the above relationship, the slave-side current continuous operation can be reliably avoided with a simple configuration.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention.
1、11、21・・・ONトリガ検出部
2・・・出力電圧検出部
3・・・マスター側ON幅制御部
4、14、24・・・driver部
5、15、25・・・過電流検出部
13、23・・・スレーブ側ON幅制御部
7、17・・・ON幅減算部
C108・・・入力コンデンサ
C122・・・出力コンデンサ
D101・・・整流回路
D103、D104、D105・・・ダイオード
MOS1、MOS2、MOS3・・・スイッチング素子
Np1、Np2、Np3・・・チョークコイル
Nc1、Nc2、Nc3、Nc4・・・制御巻線
T101・・・トランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 21 ... ON trigger detection part 2 ... Output voltage detection part 3 ... Master side ON width control part 4, 14, 24 ... Driver part 5, 15, 25 ... Overcurrent Detection unit 13, 23 ... Slave ON width control unit 7, 17 ... ON width subtraction unit C108 ... Input capacitor C122 ... Output capacitor D101 ... Rectifier circuit D103, D104, D105 ... Diode MOS1, MOS2, MOS3 ... Switching element Np1, Np2, Np3 ... Choke coil Nc1, Nc2, Nc3, Nc4 ... Control winding T101 ... Transformer
Claims (2)
前記それぞれの臨界型昇圧チョッピングコンバータが、
前記整流回路の出力に接続され、チョーク巻線と制御巻線とからなるトランスと、
該トランスの他端と接地間に設けられたスイッチング素子と、
該スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動回路と、
前記スイッチング素子のオン幅を制御するオン幅制御手段と、
を備え、
前記マスター側のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値によって、前記スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、前記スレーブ側のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値から、前記マスター側のオン幅制御手段と前記スレーブ側のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、前記スイッチング素子のオン幅を制御することを特徴とするスイッチング電源。 A master side power supply and a slave side power supply, each of which rectifies a commercial power supply, a critical boost chopping converter that boosts and chops the output of the rectifier circuit, and an output voltage of the critical boost chopping converter In an interleaved switching power supply with an output voltage detection circuit to detect,
Each of the critical boost chopping converters is
A transformer connected to the output of the rectifier circuit and comprising a choke winding and a control winding;
A switching element provided between the other end of the transformer and ground,
A drive circuit for controlling on / off of the switching element;
An on-width control means for controlling the on-width of the switching element;
With
The master-side on-width control means controls the on-width of the switching element according to the voltage value by the output voltage detection circuit, and the slave-side on-width control means determines from the voltage value by the output voltage detection circuit. The on-width of the switching element is controlled by a voltage value obtained by subtracting the voltage for correcting the on-width setting variation of the master-side on-width control means and the slave-side on-width control means. Switching power supply.
前記それぞれの臨界型昇圧チョッピングコンバータが、
前記整流回路の出力に接続され、チョーク巻線と制御巻線とからなるトランスと、
該トランスの他端と接地間に設けられたスイッチング素子と、
該スイッチング素子のオン/オフを制御する駆動回路と、
前記スイッチング素子のオン幅を制御するオン幅制御手段と、
を備え、
第1のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値によって、前記スイッチング素子のオン幅を制御するとともに、第k(1≦k≦n)のオン幅制御手段が、前記出力電圧検出回路による電圧値から、前記第kのオン幅制御手段と前記第k−1のオン幅制御手段のオン幅の設定バラツキを補正するための電圧を減じた電圧値で、前記スイッチング素子のオン幅を制御することを特徴とするスイッチング電源。 A rectifying circuit for rectifying a commercial power supply, n (n: positive integer) critical boost chopping converters for boosting chopping the output of the rectifier circuit, and an output voltage for detecting an output voltage of the critical boost chopping converter In an interleaved switching power supply with a detection circuit,
Each of the critical boost chopping converters is
A transformer connected to the output of the rectifier circuit and comprising a choke winding and a control winding;
A switching element provided between the other end of the transformer and ground,
A drive circuit for controlling on / off of the switching element;
An on-width control means for controlling the on-width of the switching element;
With
The first on-width control means controls the on-width of the switching element according to the voltage value of the output voltage detection circuit, and the kth (1 ≦ k ≦ n) on-width control means controls the output voltage detection. The on-width of the switching element is a voltage value obtained by subtracting the voltage for correcting the setting variation of the on-width of the k-th on-width controller and the k−1-th on-width controller from the voltage value by the circuit. A switching power supply characterized by controlling.
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