JP2010016973A - 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４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. 4 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６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５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い、その結果、スレーブ側の主スイッチや出力ダイオードの損失が増加し、更に入力電流波形が歪み力率も低下するデメリットがある。また、逆にマスター側のオン幅に対して、スレーブ側のオン幅が短い場合、マスター側を（Ｖｄｓ共振最下点）でＯＮするよう設定しても、スレーブ側は必ずしもＶｄｓ最下点でＯＮしないため、スレーブ側の主スイッチにマスター側以上のスパイク電流が流れ、損失が増加するという問題があった。 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 while the current is flowing in 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. In addition, the loss of the main switch and output diode on the slave side increases, and the input current waveform also decreases in distortion power factor. There is a lit. On the other hand, if the ON width on the slave side is shorter than the ON width on the master side, even if the master side is set to be ON at (Vds resonance lowest point), the slave side is not necessarily at the Vds lowest point. Since it is not turned ON, there is a problem in that a spike current higher than that of the master side flows in the main switch on the slave side, and the loss increases.
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のオン幅と、スレーブ側のオン幅とを同じにする必要があり、図７に示すような回路が提案されている。
しかしながら、図７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. 7 requires a special circuit for controlling the interleaving as shown by 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、簡易な方法で、マスター側の主ＳＷのオン幅とスレーブ側のオン幅とをそろえることができるスイッチング電源を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a switching power supply capable of aligning the ON width of the main SW on the master side and the ON width on the slave side with a simple method. Objective.
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、チョーク巻線と制御巻線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、前記出力電圧検出回路の電圧値により、前記マスター側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幅制御手段３に相当）と、を備え、前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により、前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、前記出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によって前記スイッチング素子のオン幅を制御し、前記スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成された前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、該スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記スイッチング素子のオフトリガを生成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 step-up chopping converter is connected to the output of the rectifier circuit and is provided between a transformer (for example, equivalent to T101 in FIG. 1) composed of a choke winding and a control winding, and the other end of the transformer and the ground. Switching elements (e.g., equivalent to MOS1 and MOS2 in FIG. 1) and on / off of the switching elements. Drive circuit (for example, equivalent to the Driver units 4 and 14 in FIG. 1) and on-width control means (for example, in FIG. 1) for controlling the on-width of the master side switching element by the voltage value of the output voltage detection circuit. The master-side critical step-up chopping converter generates an on-trigger for the switching element by the control winding of the master-side critical step-up chopping converter. In addition, based on the voltage value output from the output voltage detection circuit, the ON width of the switching element is controlled by the ON width control means provided with only the critical boost chopping converter on the master side, and the slave side Critical boost chopping converter is a critical boost chopping converter on the slave side An on-trigger for the switching element is generated by the control winding, and an off-trigger for the switching element of the critical boost chopping converter on the slave side is generated by the on-trigger of the critical boost chopping converter on the master side. The switching power supply characterized by doing is proposed.
この発明によれば、マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御巻線により、スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によってスイッチング素子のオン幅を制御し、スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御巻線によりスイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成されたマスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのスイッチング素子のオフトリガを生成することによって、マスター側のＯＮ幅とスレーブ側のＯＮ幅とを完全にそろえることができる。 According to the present invention, the master-side critical step-up chopping converter generates the on-trigger of the switching element by the control winding of the master-side critical step-up chopping converter, and outputs the voltage value output from the output voltage detection circuit. Originally, the on-width control means equipped with only the master-side critical boost chopping converter controls the on-width of the switching element, and the slave-side critical boost chopping converter controls the slave-side critical boost chopping converter. In addition to generating an on-trigger for the switching element by the winding, an off-trigger for the switching element of the critical boost chopping converter on the slave side is generated by the on-trigger of the critical boost chopping converter on the master side. You can align the ON width of the master ON width and the slave side completely.
（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、前記出力電圧検出回路の電圧値により、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幅制御手段３に相当）と、を備え、第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により、前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、前記出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、前記第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によって前記スイッチング素子のオン幅を制御し、第ｋ（２≦ｋ≦ｎ）の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成された第ｋ−１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、前記第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記スイッチング素子のオフトリガを生成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 (for example, equivalent to D101 in FIG. 2), and n (n: positive integer) critical boost chopping converters for boosting chopping the output of the rectifier circuit, respectively. And an output voltage detection circuit for detecting an output voltage of the critical boost chopping converter (e.g., corresponding to the output voltage detection unit 2 of FIG. 2). 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 (for example, 2 (corresponding to the driver units 4, 14, and 24 in FIG. 2) and the ON width control means for controlling the ON width of the switching element based on the voltage value of the output voltage detection circuit (for example, the master side ON width control means in FIG. And the first critical step-up chopping converter generates an on-trigger for the switching element by the control winding of the first critical step-up chopping converter, and the output voltage detection circuit Based on the output voltage value, the ON width of the switching element is controlled by the ON width control means provided only with the first critical step-up chopping converter, and the kth (2 ≦ k ≦ n) criticality is controlled. Type step-up chopping converter, wherein the control element of the kth critical type step-up chopping converter is connected to the switching element. A switching power supply characterized by generating an off-trigger of the switching element of the k-th critical step-up chopping converter by the on-trigger of the k-th critical step-up chopping converter generated in the same manner is suggesting.
この発明によれば、第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御巻線により、スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によってスイッチング素子のオン幅を制御し、第ｋ（２≦ｋ≦ｎ）の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータの制御巻線によりスイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成された第ｋ−１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータのスイッチング素子のオフトリガを生成することから、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 the present invention, the first critical boost chopping converter generates the on-trigger of the switching element by the control winding of the first critical boost chopping converter, and outputs the voltage value output from the output voltage detection circuit. Originally, the on width of the switching element is controlled by the on width control means provided only with the first critical boost chopping converter, and the kth (2 ≦ k ≦ n) critical boost chopping converter has the k th The on-trigger of the switching element is generated by the control winding of the critical boost chopping converter, and the switching element of the k-th critical boost chopping converter is generated by the on-trigger of the k-1th critical boost chopping converter similarly generated. N critical boost choppies from generating off-trigger Also in the interleaved switching power supply connected to grayed converter in parallel, it is possible to configure the power supply of the ideal current threshold type.
本発明によれば、マスター側のＯＮ幅とスレーブ側のＯＮ幅とを完全にそろえることができることから、従来問題であったスレーブ側の主スイッチや出力ダイオードの損失の増加や入力電流波形が歪むことによる力率も低下、スレーブ側の主スイッチにマスター側以上のスパイク電流が流れることによる損失が増加等の症状を防止することができる。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, since the ON width on the master side and the ON width on the slave side can be completely aligned, the loss of the main switch and output diode on the slave side and the input current waveform, which were problems in the past, are distorted. As a result, it is possible to prevent symptoms such as a decrease in power factor and an increase in loss due to a spike current higher than that on the master side flowing through the main switch on the slave side. 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 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 including a choke coil Np1 and a control winding Nc1, a diode D103, an ON trigger detection unit 1, an output voltage detection unit 2, and a master side ON width control unit 3. And a driver unit 4, an overcurrent detection unit 5, and a MOS 1 that 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、制御巻線Ｎｃ２と、ダイオードＤ１０４と、ＯＮトリガ検出部１１と、ＯＦＦトリガ検出部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。 On the other hand, the critical boost chopping converter on the slave side includes a choke coil Np2, a control winding Nc2, a diode D104, an ON trigger detection unit 11, an OFF trigger detection unit 13, a driver unit 14, and an overcurrent detection unit 15. And a MOS2 which is a switching element.
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Ｔ１０１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、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Ｎｐ２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 T101 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 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 Np2 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し、ｄｒｉｖｅｒ部４、１４へＯＮ信号を入力する。具体的には、ダイオードＤ１０３あるいはＤ１０４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あるいはチョークコイルＮｐ２と結合した制御巻線Ｎｃ２の振動を利用して、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, and input the ON signal to the driver units 4 and 14. Specifically, when the current of the diode D103 or D104 becomes zero, the trigger signal is detected using the vibration of the control winding Nc1 coupled to the choke coil Np1 or the control winding Nc2 coupled to the choke coil Np2. To do.
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２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。一方、スレーブ側のＯＦＦトリガ検出部１３は、マスター側のＯＮトリガ検出部１の入力端に接続され、マスター側がＯＮすると、これをトリガにスレーブ側のＯＦＦトリガ検出部１３は、ｄｒｉｖｅｒ部１４にＯＦＦパルスを出力する。 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 2. On the other hand, the slave-side OFF trigger detection unit 13 is connected to the input end of the master-side ON trigger detection unit 1, and when the master side is turned ON, the slave-side OFF trigger detection unit 13 is triggered by this to the driver unit 14. Outputs an OFF pulse.
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またはスレーブ側のＯＦＦトリガ検出部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 the master side ON width control unit 3 or the slave side OFF trigger detection unit 13 The drive pulse to the switching element MOS1 or MOS2 is turned OFF by the OFF trigger pulse supplied from
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.
したがって、本実施形態によれば、マスター側、スレーブ側ともに固有の制御巻線を設けて、ＯＮトリガを検出するとともに、スレーブ側のＯＦＦトリガ検出部をマスター側のＯＮトリガ検出部１の入力端に接続し、マスター側がＯＮすると、これをトリガにスレーブ側のＯＦＦトリガ検出部が、ｄｒｉｖｅｒ部にＯＦＦパルスを出力する構成としたことから、マスター側、スレーブ側のＯＮ幅を完全にそろえることができる。 Therefore, according to the present embodiment, a unique control winding is provided on both the master side and the slave side to detect the ON trigger, and the slave side OFF trigger detection unit is used as the input end of the master side ON trigger detection unit 1. When the master side is turned on and the slave side OFF trigger detection unit outputs an OFF pulse to the driver unit when this is triggered, the master side and slave side ON widths can be completely aligned. it can.
なお、図３は、本実施形態の効果を示す図であるが、この図の電流波形ＩＬ１およびＩＬ２が示すように、本実施形態の構成を採用することにより、マスター側のＯＮ期間とスレーブ側のＯＮ期間とを完全にそろえることができる。また、電流波形から完全な臨界型電流モードで、スイッチング電源が動作していることがわかる。 FIG. 3 is a diagram showing the effect of the present embodiment. As shown by the current waveforms IL1 and IL2 in this diagram, by adopting the configuration of the present embodiment, the ON period on the master side and the slave side Can be completely aligned with the ON period. In addition, it can be seen from the current waveform that the switching power supply operates in a complete critical current mode.
＜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.
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には、チョークコイルＮｐ２、Ｎｐ３に対向してそれぞれ制御巻線Ｎｃ２、Ｎｃ３が設けられており、その一端が、抵抗Ｒ１０８、１０９を介して、それぞれのＯＮトリガ検出部１１、２１に接続されている。 The second critical step-up chopping converter and the third critical step-up chopping converter are provided with control windings Nc2, Nc3 facing the choke coils Np2, Np3, respectively, and one ends thereof are resistors R108, 109. Are connected to the respective ON trigger detection units 11 and 21.
また、第２の臨界型昇圧チョッピングコンバータのＯＦＦトリガ検出部１３が、第１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１の入力端に接続され、第３の臨界型昇圧チョッピングコンバータのＯＦＦトリガ検出部２３が、第２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１３の入力端に接続される構成になっている。 An OFF trigger detection unit 13 of the second critical boost chopping converter is connected to an input terminal of the ON trigger detection unit 1 of the first critical boost chopping converter, and an OFF trigger of the third critical boost chopping converter. The detection unit 23 is connected to the input terminal of the ON trigger detection unit 13 of the second critical step-up chopping converter.
したがって、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、それぞれのＯＮ幅を完全にそろえることができる。 Therefore, according to the present embodiment, even in an interleave type switching power supply configured by connecting n critical type step-up chopping converters in parallel, the respective ON widths can be made uniform.
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・・・ＯＦＦトリガ検出部
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・・・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 ... OFF trigger detection unit C108 ... Input capacitor C122 ... Output capacitor D101 ... Rectifier circuit D103, D104, D105 ... Diode MOS1, MOS2, MOS3 ... Switching element Np1 , Np2, Np3 ... choke coils Nc1, Nc2, Nc3 ... 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、
前記出力電圧検出回路の電圧値により、前記マスター側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、
前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により、前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、前記出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によって前記スイッチング素子のオン幅を制御し、
前記スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成された前記マスター側の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、該スレーブ側の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記スイッチング素子のオフトリガを生成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 master-side switching element according to the voltage value of the output voltage detection circuit;
With
The master-side critical step-up chopping converter generates an on-trigger for the switching element by the control winding of the master-side critical step-up chopping converter, and has a voltage value output from the output voltage detection circuit. In addition, the on width of the switching element is controlled by the on width control means provided with only the critical boost chopping converter on the master side,
The slave-side critical step-up chopping converter generates an on-trigger of the switching element by the control winding of the slave-side critical step-up chopping converter, and the master-side critical step-up chopping converter generated in the same manner A switching power supply that generates an off-trigger of the switching element of the critical boost chopping converter on the slave side by an on-trigger.
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、
前記出力電圧検出回路の電圧値により、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の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により、前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、前記出力電圧検出回路より出力される電圧値をもとに、前記第１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのみ備えられたオン幅制御手段によって前記スイッチング素子のオン幅を制御し、
第ｋ（２≦ｋ≦ｎ）の臨界型昇圧チョッピングコンバータが、該第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記制御巻線により前記スイッチング素子のオントリガを生成するとともに、同様に生成された第ｋ−１の臨界型昇圧チョッピングコンバータのオントリガにより、前記第ｋの臨界型昇圧チョッピングコンバータの前記スイッチング素子のオフトリガを生成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 output voltage detection for detecting an output voltage of the critical boost chopping converter In an interleaved switching power supply with a 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 an on width of the switching element according to a voltage value of the output voltage detection circuit;
With
The first critical step-up chopping converter generates an on-trigger of the switching element by the control winding of the first critical step-up chopping converter, and based on the voltage value output from the output voltage detection circuit In addition, the on width of the switching element is controlled by the on width control means provided only with the first critical step-up chopping converter,
The k-th (2 ≦ k ≦ n) critical step-up chopping converter generates an on-trigger of the switching element by the control winding of the k-th critical step-up chopping converter, and the k-th generated similarly A switching power supply, wherein an off trigger of the switching element of the kth critical boost chopping converter is generated by an on trigger of one critical boost chopping converter.
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|---|---|---|---|---|
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