JP2014068424A

JP2014068424A - Switching power supply device

Info

Publication number: JP2014068424A
Application number: JP2012210219A
Authority: JP
Inventors: Koji Higuchi; 幸治樋口; Yuuki Satake; 右幾佐竹; Yuji Fukaishi; 雄士深石; Hiroyuki Furuya; 裕之古屋
Original assignee: University of Electro Communications NUC; SHINTO HOLDINGS Co Ltd
Current assignee: University of Electro Communications NUC; SHINTO HOLDINGS Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply device that cost-effectively reduces the number of components and implements reliable control even if an interleaving power factor improvement circuit is mounted.SOLUTION: The switching power supply device includes: an input side rectification circuit for rectifying a commercial AC power supply; a DC/DC converter circuit for converting an output voltage of the input side rectification circuit to a predetermined DC voltage; the power factor improvement circuit connected between the input side rectification circuit and the DC/DC converter circuit; and a digital control section connected to the primary side of the DC/DC converter circuit to control both the power factor improvement circuit and the DC/DC converter circuit on the primary side.

Description

本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、力率改善回路（ＰＦＣ回路）を搭載したスイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device equipped with a power factor correction circuit (PFC circuit).

従来から、力率改善回路を搭載したスイッチング電源装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、交流電源電圧を入力するＡＣ入力部と、力率改善回路と、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータとを備えるスイッチング電源装置が記載されている。特許文献１に記載されたスイッチング電源装置において、力率改善回路は、ＡＣ入力部の後段に設けられた昇圧チョッパ回路と、ドライブ回路とを備えている。このドライブ回路は、力率改善回路のスイッチング素子を制御するものである。また、特許文献１の絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータは、力率改善回路の後段に設けられ、トランスの一次側回路にスイッチング素子を有するとともにトランスの二次側回路に出力電圧が可変である回路を有する。この絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータは、力率改善回路を制御する上記ドライブ回路とは別に設けられた絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ用ドライブ回路によって制御されている。 Conventionally, a switching power supply device equipped with a power factor correction circuit is known (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a switching power supply device including an AC input unit that inputs an AC power supply voltage, a power factor correction circuit, and an insulating DC-DC converter. In the switching power supply device described in Patent Document 1, the power factor correction circuit includes a step-up chopper circuit and a drive circuit provided at the subsequent stage of the AC input unit. This drive circuit controls the switching element of the power factor correction circuit. In addition, the insulated DC-DC converter disclosed in Patent Document 1 is provided with a switching element in the primary side circuit of the transformer and a variable output voltage in the secondary side circuit of the transformer. Have. The insulated DC-DC converter is controlled by an insulated DC-DC converter drive circuit provided separately from the drive circuit for controlling the power factor correction circuit.

特開２００９−２１３２０２号公報JP 2009-213202 A

しかしながら、特許文献１に記載されたスイッチング電源装置では、力率改善回路とＤＣ−ＤＣコンバータを制御するために、それぞれ別個のドライブ回路を設けている。したがって、部品点数が多くなってコストが増加するという問題がある。また、特許文献１に記載されたスイッチング電源装置のような従来のアナログ電源では、力率改善回路とＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上がりシーケンス（立ち上がり順序）を外部追加回路によって解決する必要がある。このため、さらに部品点数が増加することになる。加えて、大容量電源ユニット（１００Ｗ以上の電源ユニット）に適したインターリーブ方式の力率改善回路を搭載した場合、電源ユニットの容量や負荷に最適な制御ＩＣを選定することは容易ではない。この制御ＩＣの選定が不適切であった場合には、力率改善回路の制御に対する信頼性が低下してしまう。 However, in the switching power supply device described in Patent Document 1, separate drive circuits are provided to control the power factor correction circuit and the DC-DC converter. Therefore, there is a problem that the number of parts increases and the cost increases. Further, in the conventional analog power supply such as the switching power supply device described in Patent Document 1, it is necessary to solve the rising sequence (rise sequence) of the power factor correction circuit and the DC-DC converter by an external additional circuit. For this reason, the number of parts further increases. In addition, when an interleaved power factor correction circuit suitable for a large-capacity power supply unit (power supply unit of 100 W or more) is mounted, it is not easy to select a control IC optimal for the capacity and load of the power supply unit. When the selection of the control IC is inappropriate, the reliability of the control of the power factor correction circuit is lowered.

そこで、本発明の目的は、スイッチング電源装置の部品点数を減らしてコストパフォーマンスを高めると共に、インターリーブ方式の力率改善回路を搭載した場合であっても、信頼性の高い制御を実現することである。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the cost performance by reducing the number of parts of the switching power supply device, and to realize highly reliable control even when an interleaved power factor correction circuit is mounted. .

上記目的を達成するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、商用交流電源を整流する入力側整流回路と、入力側整流回路の出力電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、入力側整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路との間に接続された力率改善回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に接続して設けられ、力率改善回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路とを共に、１次側において制御するデジタル制御部とを備える。 In order to achieve the above object, a switching power supply according to the present invention includes an input-side rectifier circuit that rectifies a commercial AC power supply, and a DC / DC converter circuit that converts an output voltage of the input-side rectifier circuit into a predetermined DC voltage. A power factor correction circuit connected between the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit, and a power factor correction circuit and a DC / DC converter circuit provided on the primary side of the DC / DC converter circuit. And a digital control unit that controls the primary side.

例えば、力率改善回路は、インターリーブ方式の力率改善回路である。一例として、デジタル制御部は、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の少なくとも一方に流れる電流を検知して、該電流の値が予め設定された閾値を超える場合には、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものである。 For example, the power factor correction circuit is an interleaved power factor correction circuit. As an example, the digital control unit detects a current flowing in at least one of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit, and when the value of the current exceeds a preset threshold value, The operation of the DC / DC converter circuit is stopped.

他の例として、デジタル制御部は、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の少なくとも一方の電圧を検知して、該電圧の値が予め設定された閾値を超える場合には、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものである。 As another example, the digital control unit detects the voltage of at least one of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit, and when the voltage value exceeds a preset threshold value, the power factor correction circuit And the operation of the DC / DC converter circuit is stopped.

例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に設けられたデジタル制御部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側の定電圧制御又は定電流制御を実行するものである。 For example, a digital control unit provided on the primary side of the DC / DC converter circuit performs constant voltage control or constant current control on the secondary side of the DC / DC converter circuit.

一例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、その２次側がＬＥＤに接続されるものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側に設けられて、ＬＥＤを調光するための外部からの入力信号を受信する２次側調光用信号受信部をさらに備え、デジタル制御部は、２次側調光用信号受信部が受信した入力信号に応じて、ＬＥＤの光の明るさを変化させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を制御するものである。 As an example, the DC / DC converter circuit has a secondary side connected to the LED, and is provided on the secondary side of the DC / DC converter circuit to receive an external input signal for dimming the LED. The digital control unit further includes a secondary side dimming signal receiving unit for receiving, and the digital control unit is configured to change the brightness of the LED light according to the input signal received by the secondary side dimming signal receiving unit. / Controls the operation of the DC converter circuit.

入力側整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側が絶縁されていてもよく、入力側整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側が絶縁されていなくてもよい。入力側整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側が絶縁されていてもよい。 The secondary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit may be insulated, and the secondary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit may not be insulated. The primary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit may be insulated.

本発明に係るスイッチング電源装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に接続して設けられ、力率改善回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路とを共に、上記１次側において制御するデジタル制御部を備えている。デジタル制御部は、力率改善回路とＤＣ／ＤＣコンバータ回路とを共に制御するものであるため、例えば、マイクロコンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサ（DSP:Digital Signal Processor）等によって１個のデジタル制御部を設ければ足り、スイッチング電源装置の部品点数を減らすことができる。また、従来の制御ＩＣではなく、デジタル制御部によって力率改善回路を制御するため、インターリーブ方式の力率改善回路についても、信頼性の高い制御を実現することができる。 A switching power supply according to the present invention is provided by connecting to a primary side of a DC / DC converter circuit, and includes a digital control unit that controls both the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit on the primary side. I have. Since the digital control unit controls both the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit, for example, one digital control unit is provided by a microcomputer or a digital signal processor (DSP). As a result, the number of parts of the switching power supply device can be reduced. Further, since the power factor correction circuit is controlled by the digital control unit instead of the conventional control IC, highly reliable control can be realized even for the interleaved power factor correction circuit.

このように、本発明に係るスイッチング電源装置によれば、スイッチング電源装置の部品点数を減らしてコストパフォーマンスを高めると共に、インターリーブ方式の力率改善回路を搭載した場合であっても、信頼性の高い制御を実現することができる。 As described above, according to the switching power supply device according to the present invention, the number of parts of the switching power supply device is reduced to increase the cost performance, and even when the interleaved power factor correction circuit is mounted, the reliability is high. Control can be realized.

デジタル制御部が、予め設定された閾値を超える電流値を検知した場合に、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものである場合には、過電流から力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路を保護することができる。また、スイッチング電源装置に接続された負荷に、負荷の耐性以上の電流が流れることを防ぐことができる。したがって、さらに安全で信頼性の高いスイッチング電源装置を実現することができる。 When the digital control unit detects a current value exceeding a preset threshold value, the operation of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit is stopped. The DC / DC converter circuit can be protected. Further, it is possible to prevent a current exceeding the load resistance from flowing through the load connected to the switching power supply device. Therefore, it is possible to realize a safer and more reliable switching power supply device.

同様に、デジタル制御部が、予め設定された閾値を超える電圧値を検知した場合に、力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものである場合には、過電圧から力率改善回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路を保護することができる。また、スイッチング電源装置に接続された負荷に、負荷の耐性以上の電圧が印加されることを防ぐことができる。したがってスイッチング電源装置の安全性及び信頼性を高めることができる。 Similarly, if the digital control unit detects a voltage value exceeding a preset threshold value, it stops the operation of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit. Circuits and DC / DC converter circuits can be protected. In addition, it is possible to prevent a voltage higher than the load resistance from being applied to the load connected to the switching power supply device. Therefore, the safety and reliability of the switching power supply device can be improved.

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に設けられたデジタル制御部が、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側の定電圧制御又は定電流制御を実行するものである場合には、定電圧制御又は定電流制御用のマイコン等をＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側に設けるという従来の方式と比較して、スイッチング電源装置を構成する部品点数を減少させることができる。 When the digital control unit provided on the primary side of the DC / DC converter circuit performs constant voltage control or constant current control on the secondary side of the DC / DC converter circuit, constant voltage control or constant current control is performed. Compared to the conventional method in which a microcomputer for current control is provided on the secondary side of the DC / DC converter circuit, the number of parts constituting the switching power supply device can be reduced.

デジタル制御部が、２次側調光用信号受信部が受信した入力信号に応じて、ＬＥＤの光の明るさを変化させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を制御するものである場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に設けられたデジタル制御部によって、ＬＥＤの調光制御を実行することができるため、ＬＥＤの調光制御のために、別途制御回路を設ける必要がない。したがって、ＬＥＤの調光を実行する場合であっても、スイッチング電源装置を構成する部品点数を減少させることができる。 When the digital control unit controls the operation of the DC / DC converter circuit so as to change the brightness of the LED light according to the input signal received by the secondary-side dimming signal receiving unit. Since the dimming control of the LED can be executed by the digital control unit provided on the primary side of the DC / DC converter circuit, it is not necessary to provide a separate control circuit for the dimming control of the LED. Therefore, even when the dimming of the LED is performed, the number of parts constituting the switching power supply device can be reduced.

第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to a first embodiment. 第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the switching power supply device concerning a 2nd embodiment.

［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。図１に第１の実施形態に係るスイッチング電源装置１の回路図を示す。第１の実施形態に係るスイッチング電源装置１は、１石式力率改善回路（ＰＦＣ回路）を搭載している。 [First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a circuit diagram of a switching power supply device 1 according to the first embodiment. The switching power supply device 1 according to the first embodiment is equipped with a one-stone power factor correction circuit (PFC circuit).

スイッチング電源装置１は、商用交流電源に接続される電源入力部２と、ＬＥＤ等の外部負荷に接続される出力端子部３とを有し、電源入力部２に接続して設けられた入力フィルター回路部１２と、入力フィルター回路部１２の出力側に接続する全波整流平滑回路部１６と、全波整流平滑回路部１６の出力側に接続する力率改善回路部２０と、力率改善回路部２０の出力側に接続するＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の１次側に設けられて、力率改善回路部２０とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０を共に制御するデジタル制御部３８とを備えている。 The switching power supply device 1 includes a power input unit 2 connected to a commercial AC power source and an output terminal unit 3 connected to an external load such as an LED, and an input filter provided in connection with the power input unit 2 A circuit unit 12, a full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 connected to the output side of the input filter circuit unit 12, a power factor improving circuit unit 20 connected to the output side of the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16, and a power factor improving circuit. The DC / DC converter circuit unit 30 connected to the output side of the unit 20 and the primary side of the DC / DC converter circuit unit 30 are configured to control both the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30. And a digital control unit 38.

入力フィルター回路部１２は、Ｘキャパシタンス１３とラインフィルター１４と、Ｘキャパシタンス１５とを備える。入力フィルター回路部１２は、商用交流電源からの入力ライン上に生じるノイズを低減させるために設けられている。
全波整流平滑回路部１６は、入力フィルター回路部１２の出力側に接続したブリッジダイオード１７と、突入電流防止抵抗１８と、平滑コンデンサ１９を備えている。 The input filter circuit unit 12 includes an X capacitance 13, a line filter 14, and an X capacitance 15. The input filter circuit unit 12 is provided to reduce noise generated on the input line from the commercial AC power supply.
The full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 includes a bridge diode 17 connected to the output side of the input filter circuit unit 12, an inrush current preventing resistor 18, and a smoothing capacitor 19.

ブリッジダイオード１７の一対の入力端子は、入力フィルター回路部１２を介して、電源入力部２と接続している。ブリッジダイオード１７の一方の出力端子は突入電流防止抵抗１８を介して力率改善回路部２０に接続している。平滑コンデンサ１９はブリッジダイオード１７の一方の出力端子に突入電流防止抵抗１８を介して接続すると共に、ブリッジダイオード１７の他方の出力端子に接続している。ブリッジダイオード１７によって全波整流された電圧は、平滑コンデンサ１９によって平滑化される。また、突入電流防止抵抗１８を設けることによって、突入電流が力率改善回路部２０に流れ込むことを防止している。全波整流平滑回路部１６は、入力側整流回路としての機能を備えている。 A pair of input terminals of the bridge diode 17 is connected to the power input unit 2 through the input filter circuit unit 12. One output terminal of the bridge diode 17 is connected to the power factor correction circuit unit 20 via the inrush current prevention resistor 18. The smoothing capacitor 19 is connected to one output terminal of the bridge diode 17 via the inrush current preventing resistor 18 and is connected to the other output terminal of the bridge diode 17. The voltage that is full-wave rectified by the bridge diode 17 is smoothed by the smoothing capacitor 19. Further, by providing the inrush current prevention resistor 18, the inrush current is prevented from flowing into the power factor correction circuit unit 20. The full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 has a function as an input-side rectifying circuit.

力率改善回路部２０は、全波整流平滑回路部１６の出力側に接続するＰＦＣチョークコイル２２と、ＰＦＣチョークコイル２２の出力側に接続するＰＦＣダイオード２３と、ＰＦＣダイオード２３の出力側に接続する第１の分圧抵抗２４及び第２の分圧抵抗２５と、平滑コンデンサ２８と、ＰＦＣチョークコイル２２の出力側に接続するＰＦＣ回路スイッチング素子２６と、ＰＦＣ回路スイッチング素子２６と接地間に設けられたＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７とを備えている。 The power factor correction circuit unit 20 is connected to the PFC choke coil 22 connected to the output side of the full-wave rectifying and smoothing circuit unit 16, the PFC diode 23 connected to the output side of the PFC choke coil 22, and the output side of the PFC diode 23. The first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25, the smoothing capacitor 28, the PFC circuit switching element 26 connected to the output side of the PFC choke coil 22, and the PFC circuit switching element 26 and the ground are provided. The PFC circuit overcurrent detection resistor 27 is provided.

全波整流平滑回路部１６によって全波整流及び平滑化された電圧は、ＰＦＣチョークコイル２２とＰＦＣ回路スイッチング素子２６とＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７からなる直列回路に入力される。ＰＦＣ回路スイッチング素子２６は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。ＰＦＣ回路スイッチング素子２６のオン・オフを後に詳述するデジタル制御部３８によって制御することにより、電源入力部２に接続される商用交流電源の力率を改善することができる。 The voltage that has been full-wave rectified and smoothed by the full-wave rectifying and smoothing circuit unit 16 is input to a series circuit including the PFC choke coil 22, the PFC circuit switching element 26, and the PFC circuit overcurrent detection resistor 27. The PFC circuit switching element 26 is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). By controlling on / off of the PFC circuit switching element 26 by the digital control unit 38 described in detail later, the power factor of the commercial AC power source connected to the power source input unit 2 can be improved.

また、全波整流平滑回路部１６によって全波整流及び平滑化された電圧は、ＰＦＣダイオード２３と平滑コンデンサ２８を介して直流電圧としてＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０に出力される。 Further, the voltage that has been full-wave rectified and smoothed by the full-wave rectifying and smoothing circuit unit 16 is output to the DC / DC converter circuit unit 30 as a DC voltage via the PFC diode 23 and the smoothing capacitor 28.

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の１次側に、ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２と、ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２と接地間に設けられたＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２は、ＭＯＳＦＥＴである。ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の２次側には、２次側出力半波整流ダイオード３４と、２次側出力平滑コンデンサ３５と、２次側出力半波整流ダイオード３４の出力側に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の２次側に設けられた定電圧制御回路部３６とを備えている。 The DC / DC converter circuit unit 30 includes a DC / DC converter switching transformer 31. A DC / DC converter switching element 32 and a DC / DC converter switching element 32 are provided on the primary side of the DC / DC converter switching transformer 31. And a DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33 provided between the ground and the ground. The DC / DC converter switching element 32 is a MOSFET. The secondary side of the DC / DC converter switching transformer 31 is connected to the output side of the secondary side output half-wave rectifier diode 34, the secondary side output smoothing capacitor 35, and the secondary side output half-wave rectifier diode 34. And a constant voltage control circuit unit 36 provided on the secondary side of the DC / DC converter switching transformer 31.

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０は、全波整流平滑回路部１６から力率改善回路部２０を介して出力された直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１に供給することによって、全波整流平滑回路部１６から力率改善回路部２０を介して出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換し、変換された直流電圧を外部負荷に供給するものである。 The DC / DC converter circuit unit 30 converts the DC voltage output from the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 through the power factor correction circuit unit 20 through the DC / DC converter switching element 32 to a DC / DC converter switching transformer 31. To convert the DC voltage output from the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 through the power factor correction circuit unit 20 into a predetermined DC voltage, and supplying the converted DC voltage to an external load. is there.

ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２のオン・オフは、後に詳述するデジタル制御部３８によって制御される。デジタル制御部３８から出力された制御信号によってＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２がオンしている期間においては、直流電流が全波整流平滑回路部１６のブリッジダイオード１７から力率改善回路部２０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の一次巻線及びＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２に流れる。ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２がオフしている期間においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の二次巻線の両端に巻線電圧が生じる。 On / off of the DC / DC converter switching element 32 is controlled by a digital control unit 38 to be described in detail later. During the period when the DC / DC converter switching element 32 is turned on by the control signal output from the digital control unit 38, the direct current is passed from the bridge diode 17 of the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 through the power factor correction circuit unit 20. Current flows through the primary winding of the DC / DC converter switching transformer 31 and the DC / DC converter switching element 32. During the period when the DC / DC converter switching element 32 is off, a winding voltage is generated at both ends of the secondary winding of the DC / DC converter switching transformer 31.

ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２はデジタル制御部３８によってオン・オフされるため、二次巻線の両端には交流電圧が生じることになる。この交流電圧は、２次側出力半波整流ダイオード３４と２次側出力平滑コンデンサ３５により、半波整流されると共に平滑化されて、所定の直流電圧に変換される。所定の直流電圧は、スイッチング電源装置１に接続される外部負荷に印加される。 Since the DC / DC converter switching element 32 is turned on / off by the digital control unit 38, an AC voltage is generated at both ends of the secondary winding. This AC voltage is half-wave rectified and smoothed by the secondary-side output half-wave rectifier diode 34 and the secondary-side output smoothing capacitor 35, and is converted into a predetermined DC voltage. The predetermined DC voltage is applied to an external load connected to the switching power supply device 1.

定電圧制御回路部３６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０から出力される直流電圧の変動を監視して、デジタル制御部３８にフィードバックするものである。このフィードバックは、フォトカプラなどを使用して絶縁が施された帰還３７である。 The constant voltage control circuit unit 36 monitors fluctuations in the DC voltage output from the DC / DC converter circuit unit 30 and feeds it back to the digital control unit 38. This feedback is feedback 37 that is insulated using a photocoupler or the like.

デジタル制御部３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の１次側に接続して設けられ、力率改善回路部２０とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０とを共に制御し、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側に設けられた定電圧制御回路部３６からのフィードバック信号に応じて２次側の定電圧制御を実行するものである。また、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７とＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３に流れる電流を検知して、検知した電流の値が予め設定された閾値を超える場合には、力率改善回路部２０とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作を停止させて、スイッチング電源装置１を構成する回路素子及びスイッチング電源装置１に接続される外部負荷を保護するものである。 The digital control unit 38 is provided connected to the primary side of the DC / DC converter circuit unit 30 and controls both the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30, and further, the DC / DC converter The secondary side constant voltage control is executed according to the feedback signal from the constant voltage control circuit unit 36 provided on the secondary side of the circuit unit 30. Further, when the current flowing through the PFC circuit overcurrent detection resistor 27 and the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33 is detected and the value of the detected current exceeds a preset threshold, the power factor correction circuit unit 20 The operation of the DC / DC converter circuit unit 30 is stopped and the circuit elements constituting the switching power supply device 1 and the external load connected to the switching power supply device 1 are protected.

デジタル制御部３８は、マイクロコンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサを使用した制御用マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）によって実現することができる。デジタル制御部３８は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、演算手段、メモリ等を備えている。 The digital control unit 38 can be realized by a control microprocessor (MPU) using a microcomputer or a digital signal processor. The digital control unit 38 includes an A / D converter that converts an input analog signal into a digital signal, an arithmetic unit, a memory, and the like.

デジタル制御部３８は、一例として、ＰＩ補償器として機能する。この場合、デジタル制御部３８は、一定周期（例えば１０μｓｅｃ毎）に電圧又は電流を検知して、操作量ｕを計算し、それに対応した大きさのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力する。 The digital control unit 38 functions as a PI compensator as an example. In this case, the digital control unit 38 detects a voltage or current at a constant period (for example, every 10 μsec), calculates an operation amount u, and outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a size corresponding to the operation amount u.

デジタル制御部３８には、定電圧制御回路部３６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側から１次側にフィードバックされるＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の出力電圧Ｖ_ＤＣＤＣが入力される。入力されたアナログ値は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル値に変換される。デジタル制御部３８のメモリには、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の出力電圧目標値ｒが格納されている。出力電圧目標値ｒは、例えば、２６Ｖである。デジタル制御部３８は、この出力電圧目標値ｒと上記出力電圧Ｖ_ＤＣＤＣのデジタル値との差分に応じて、操作量ｕを算出し、操作量ｕに対応したＰＷＭ信号をＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２に出力して、スイッチング素子３２のオン・オフをＰＷＭ制御する。 The digital control unit 38 receives the output voltage V _{DCDC of the} DC / DC converter circuit unit 30 fed back from the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30 to the primary side via the constant voltage control circuit unit 36. Is done. The input analog value is converted into a digital value by an A / D converter. The memory of the digital control unit 38 stores the output voltage target value r of the DC / DC converter circuit unit 30. The output voltage target value r is, for example, 26V. The digital control unit 38 calculates an operation amount u according to the difference between the output voltage target value r and the digital value of the output voltage V _DCDC , and outputs a PWM signal corresponding to the operation amount u to the DC / DC converter switching element. The switching element 32 is turned on / off by PWM control.

また、デジタル制御部３８には、分圧抵抗２４及び分圧抵抗２５を介して検出される力率改善回路部２０の出力電圧Ｖ_ＰＦＣが入力される。出力電圧Ｖ_ＰＦＣはＰＦＣダイオード２３の出力側の電圧である。デジタル制御部３８のメモリには、力率改善回路部２０の出力電圧目標値ｒ_ｖが格納されている。出力電圧目標値ｒ_ｖは、例えば、３８０Ｖである。デジタル制御部３８はデジタル値に変換された出力電圧Ｖ_ＰＦＣと出力電圧目標値ｒ_ｖとの差分に応じて電圧操作量ｕ_ｖを算出する。次いで、デジタル制御部３８は、デジタル制御部３８に入力された入力側商用電圧の全波整流波形ｖ_ａｃを電圧操作量ｕ_ｖに乗じることにより、電流目標値ｒ_ｉを算出する。デジタル制御部３８には、さらに、力率改善回路部２０の１次側に流れるインダクタ電流Ｉ_Ｌが入力される。デジタル制御部３８は、デジタル値に変換されたインダクタ電流Ｉ_Ｌと電流目標値ｒ_ｉの差分に応じて電流操作量ｕ_ｉを算出し、操作量ｕ_ｉに対応したＰＷＭ信号をＰＦＣ回路スイッチング素子２６に出力して、スイッチング素子２６のオン・オフをＰＷＭ制御する。 Further, the output voltage V _{PFC of the} power factor correction circuit unit 20 detected via the voltage _dividing resistor 24 and the voltage _dividing resistor 25 is input to the digital control unit 38. The output voltage V _PFC is a voltage on the output side of the PFC diode 23. The memory of the digital controller 38, the output voltage target value r _v of the power factor improvement circuit 20 is stored. Output voltage target value _{r v} is, for example, 380V. Digital control unit 38 calculates the voltage manipulated variable u _v in accordance with the difference between the output voltage V _PFC converted into the digital value and the output voltage target value r _v. Then, the digital control unit 38, by multiplying the full-wave rectified waveform v _ac input side commercial voltage input to the digital control unit 38 to the voltage manipulated variable u _v, calculates a current target value r _i. The digital control unit 38, furthermore, the inductor current I _L flowing through the primary side of the power factor improvement circuit 20 is input. Digital control unit 38 calculates the current operation amount u _i in accordance with the difference of the inductor current is converted into a digital value I _L and the current target value r _i, the operation amount u _i of the PWM signal corresponding to the PFC circuit switching element The switching element 26 is turned on / off by PWM control.

加えて、デジタル制御部３８は、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７の両端間電圧からＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７に流れる電流値Ｉ_ＰＦＣを取得する。デジタル制御部３８のメモリには、過電流保護用電流閾値Ｔ_ＰＦＣが格納されている。デジタル制御部３８は、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７に流れる電流値Ｉ_ＰＦＣと、過電流保護用電流閾値Ｔ_ＰＦＣとを比較して、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７に流れる電流値Ｉ_ＰＦＣが力率改善回路部２０の過電流保護用電流閾値Ｔ_ＰＦＣを超える場合には、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０へのＰＷＭ信号の出力を停止する。これによって、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作が停止する。 In addition, the digital control unit 38 obtains the current value I _PFC flowing through the PFC circuit overcurrent detection resistor 27 from the voltage across the PFC circuit overcurrent detection resistor 27. The memory of the digital control unit 38 stores an overcurrent protection current threshold value _TPFC . The digital control unit 38 compares the current value I _PFC flowing through the PFC circuit overcurrent detection resistor 27 with the overcurrent protection current threshold value T _PFC, and the current value I _PFC flowing through the PFC circuit overcurrent detection resistor 27 is When the overcurrent protection current threshold value _TPFC of the rate improvement circuit unit 20 is exceeded, the output of the PWM signal to the power factor improvement circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30 is stopped. As a result, the operations of the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30 are stopped.

さらに、デジタル制御部３８は、ＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３の両端間電圧からＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０に流れる電流値Ｉ_ＤＣＤＣを取得する。デジタル制御部３８のメモリには、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の過電流保護用電流閾値Ｔ_ＤＣＤＣが格納されている。デジタル制御部３８は、ＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３に流れる電流値Ｉ_ＤＣＤＣと、過電流保護用電流閾値Ｔ_ＤＣＤＣとを比較して、ＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３に流れる電流値Ｉ_ＤＣＤＣが過電流保護用電流閾値Ｔ_ＤＣＤＣを超える場合には、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０へのＰＷＭ信号の出力を停止する。これによって、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作が停止する。 Further, the digital control unit 38 obtains a current value I _DCDC that flows through the DC / DC converter circuit unit 30 from the voltage across the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33. The memory of the digital control unit 38 stores the overcurrent protection current threshold value T _DCDC of the DC / DC converter circuit unit 30. The digital control unit 38 compares the current value I _DCDC flowing through the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33 with the overcurrent protection current threshold value T _DCDC, and the current value flowing through the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33. When I _DCDC exceeds the overcurrent protection current threshold T _DCDC , the output of the PWM signal to the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30 is stopped. As a result, the operations of the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30 are stopped.

次に、第１の実施形態に係るスイッチング電源装置１の作用について説明する。商用交流電源から電源入力部２に印加された交流電圧は、入力フィルター回路部１２を介して全波整流平滑回路部１６に入力され、全波整流平滑回路部１６によって直流電圧に変換される。全波整流平滑回路部１６から出力された直流電圧は、力率改善回路部２０に入力され、力率改善回路部２０は上記商用交流電源の力率を改善する。ＰＦＣ回路スイッチング素子２６のオン・オフはデジタル制御部３８によってＰＷＭ制御されている。 Next, the operation of the switching power supply device 1 according to the first embodiment will be described. The AC voltage applied from the commercial AC power source to the power input unit 2 is input to the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 via the input filter circuit unit 12 and converted into a DC voltage by the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16. The DC voltage output from the full-wave rectifying and smoothing circuit unit 16 is input to the power factor correction circuit unit 20, and the power factor improvement circuit unit 20 improves the power factor of the commercial AC power source. On / off of the PFC circuit switching element 26 is PWM-controlled by the digital control unit 38.

力率改善回路部２０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０に入力された直流電圧は、オン・オフ制御されるＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータスイッチング素子３２のオン・オフは、２次側に設けられた定電圧制御回路部３６から１次側へのフィードバック信号に応じて、デジタル制御部３８によってＰＷＭ制御されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ用スイッチングトランス３１の二次巻線に生じた巻線電圧は、２次側出力半波整流ダイオード３４と２次側出力平滑コンデンサ３５によって直流電圧に変換されて、出力端子部３に接続される外部負荷に供給される。 The DC voltage input to the DC / DC converter circuit unit 30 via the power factor correction circuit unit 20 is supplied to the DC / DC converter switching transformer 31 via the DC / DC converter switching element 32 that is controlled to be turned on and off. Is done. On / off of the DC / DC converter switching element 32 is PWM-controlled by the digital control unit 38 in accordance with a feedback signal from the constant voltage control circuit unit 36 provided on the secondary side to the primary side. The winding voltage generated in the secondary winding of the DC / DC converter switching transformer 31 is converted into a DC voltage by the secondary output half-wave rectifier diode 34 and the secondary output smoothing capacitor 35, and the output terminal 3 To an external load connected to

第１の実施形態に係るスイッチング電源装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の１次側に接続して設けられたデジタル制御部３８を備え、デジタル制御部３８は、力率改善回路部２０とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０とを共に、上記１次側において制御している。デジタル制御部３８は１個のマイクロコンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサ等によって実現することができる。したがって、スイッチング電源装置１の部品点数を減らすことができる。 The switching power supply device 1 according to the first embodiment includes a digital control unit 38 connected to the primary side of the DC / DC converter circuit unit 30, and the digital control unit 38 includes the power factor correction circuit unit 20. And the DC / DC converter circuit unit 30 are controlled on the primary side. The digital control unit 38 can be realized by a single microcomputer or a digital signal processor. Therefore, the number of parts of the switching power supply device 1 can be reduced.

また、デジタル制御部３８は、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０を流れる電流値を監視して、該電流値が閾値を超える場合には、力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作を停止させるように構成されている。したがって、過電流から力率改善回路部２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０を保護することができる。また、スイッチング電源装置１に接続された負荷に、負荷の耐性以上の電流が流れることを防ぐことができる。よって、安全で信頼性の高いスイッチング電源装置１を実現することができる。 Further, the digital control unit 38 monitors the current value flowing through the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30, and if the current value exceeds a threshold value, the digital power control unit 38 and the DC factor control circuit unit 20 / DC converter circuit unit 30 is configured to stop the operation. Therefore, the power factor correction circuit unit 20 and the DC / DC converter circuit unit 30 can be protected from overcurrent. Moreover, it is possible to prevent a current exceeding the load resistance from flowing through the load connected to the switching power supply device 1. Therefore, a safe and highly reliable switching power supply device 1 can be realized.

第１の実施形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に設けられたデジタル制御部３８が、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側の定電圧制御を実行している。したがって、定電圧制御用のマイコン等をＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側に設けるという従来の方式と比較して、スイッチング電源装置１を構成する部品点数を減少させることができる。 In the first embodiment, the digital control unit 38 provided on the primary side of the DC / DC converter circuit executes the constant voltage control on the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30. Therefore, compared to the conventional method in which a constant voltage control microcomputer or the like is provided on the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30, the number of parts constituting the switching power supply device 1 can be reduced.

［第２の実施形態］
図２に第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１００の回路図を示す。第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１００は、インターリーブ方式の力率改善回路部１２０を搭載している。力率改善回路部１２０及びデジタル制御部１３８以外の回路構成は第１の実施形態におけるものと同様であるため、説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 2 shows a circuit diagram of the switching power supply apparatus 100 according to the second embodiment. The switching power supply device 100 according to the second embodiment includes an interleaved power factor correction circuit unit 120. Since the circuit configurations other than the power factor correction circuit unit 120 and the digital control unit 138 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

力率改善回路部１２０は、全波整流平滑回路部１６の出力側に接続する第１のＰＦＣチョークコイル１２２ａ及び第２のＰＦＣチョークコイル１２２ｂと、第１のＰＦＣチョークコイル１２２ａの出力側に接続する第１のＰＦＣダイオード１２３ａと、第２のＰＦＣチョークコイル１２２ｂの出力側に接続する第２のＰＦＣダイオード１２３ｂと、第１のＰＦＣダイオード１２３ａの出力側に接続する第１の分圧抵抗１２４及び第２の分圧抵抗１２５と、平滑コンデンサと、第１のＰＦＣチョークコイル１２２ａの出力側に接続する第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａと、第２のＰＦＣチョークコイル１２２ｂの出力側に接続する第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂと、第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂと接地間に設けられたＰＦＣ回路過電流検出抵抗１２７とを備えている。 The power factor correction circuit unit 120 is connected to the output side of the first PFC choke coil 122a and the first PFC choke coil 122a and the second PFC choke coil 122b connected to the output side of the full-wave rectifying and smoothing circuit unit 16. The first PFC diode 123a, the second PFC diode 123b connected to the output side of the second PFC choke coil 122b, the first voltage dividing resistor 124 connected to the output side of the first PFC diode 123a, and A second voltage dividing resistor 125, a smoothing capacitor, a first PFC circuit switching element 126a connected to the output side of the first PFC choke coil 122a, and a second PFC circuit connected to the output side of the second PFC choke coil 122b. Between the second PFC circuit switching element 126b and the second PFC circuit switching element 126b and the ground And a PFC circuit overcurrent detection resistor 127 provided.

全波整流平滑回路部１６によって全波整流及び平滑化された電圧は、第１のＰＦＣチョークコイル１２２ａと第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａからなる直列回路と、第２のＰＦＣチョークコイル１２２ｂと第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂとＰＦＣ回路過電流検出抵抗１２７からなる直列回路に入力される。第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａ及び第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂは、ＭＯＳＦＥＴである。第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａ及び第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂのオン・オフをデジタル制御部１３８によって制御することにより、電源入力部２に接続される商用交流電源の力率を改善することができる。 The voltage that has been full-wave rectified and smoothed by the full-wave rectifying / smoothing circuit unit 16 is a series circuit including the first PFC choke coil 122a and the first PFC circuit switching element 126a, the second PFC choke coil 122b, 2 is input to a series circuit including a PFC circuit switching element 126b and a PFC circuit overcurrent detection resistor 127. The first PFC circuit switching element 126a and the second PFC circuit switching element 126b are MOSFETs. By controlling on / off of the first PFC circuit switching element 126a and the second PFC circuit switching element 126b by the digital control unit 138, the power factor of the commercial AC power source connected to the power input unit 2 is improved. Can do.

デジタル制御部１３８は、力率改善回路部１２０の第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａ及び第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂをＰＷＭ制御するために、第１の実施形態に係るデジタル制御部３８と同様の演算を実行することによって電流操作量ｕ_ｉを算出する。異なる点は、電流操作量ｕ_ｉに応じた第１のＰＷＭ信号に加えて、この第１のＰＷＭ信号の位相を１８０度ずらした第２のＰＷＭ信号を出力するところである。デジタル制御部１３８は、第１のＰＷＭ信号によって、第１のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ａのオン・オフを制御し、第２のＰＷＭ信号によって、第２のＰＦＣ回路スイッチング素子１２６ｂのオン・オフを制御するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の制御及び過電流保護制御に関しては、デジタル制御部１３８によって、第１の実施形態に係るデジタル制御部３８と同様の制御が実行される。 The digital control unit 138 is similar to the digital control unit 38 according to the first embodiment in order to perform PWM control of the first PFC circuit switching element 126a and the second PFC circuit switching element 126b of the power factor correction circuit unit 120. The current manipulated variable u _i is calculated by performing the above calculation. It differs, in addition to the first PWM signal corresponding to the current operation amount u _i, is where to output a second PWM signal shifted 180 degrees the phase of the first PWM signal. The digital control unit 138 controls on / off of the first PFC circuit switching element 126a by the first PWM signal, and controls on / off of the second PFC circuit switching element 126b by the second PWM signal. To do. Regarding the control of the DC / DC converter circuit unit 30 and the overcurrent protection control, the digital control unit 138 performs the same control as the digital control unit 38 according to the first embodiment.

本発明によれば、従来の制御ＩＣではなく、デジタル制御部によって力率改善回路部を制御するため、第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１００のように、インターリーブ方式の力率改善回路部１２０についても、信頼性の高い制御を実現することができる。 According to the present invention, since the power factor correction circuit unit is controlled not by the conventional control IC but by the digital control unit, the interleaved power factor correction circuit unit as in the switching power supply device 100 according to the second embodiment is used. As for 120, highly reliable control can be realized.

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、上記第１及び第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１，１００では、２次側に定電圧制御回路部３６を設けて、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の定電圧制御を実行しているが、これに限定されない。例えば、定電圧制御回路部３６に代えて、２次側に定電流制御回路部を設け、デジタル制御部３８，１３８によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の定電流制御を実行してもよい。 [Other Embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the switching power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments, the constant voltage control circuit unit 36 is provided on the secondary side, and the constant voltage control of the DC / DC converter circuit unit 30 is executed. However, it is not limited to this. For example, instead of the constant voltage control circuit unit 36, a constant current control circuit unit may be provided on the secondary side, and the constant current control of the DC / DC converter circuit unit 30 may be executed by the digital control units 38 and 138.

また、上記第１及び第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１，１００では、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７，１２７及びＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３を共に設けて、力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の電流値を共に監視しているが、これに限定されない。ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７，１２７又はＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３のいずれか一方を設け、デジタル制御部３８，１３８が力率改善回路部２０，１２０又はＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０のいずれか一方に流れる電流を検知して、検知した電流の値が所定の閾値を超える場合には、力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作を停止させるように構成してもよい。 Further, in the switching power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments, the PFC circuit overcurrent detection resistors 27 and 127 and the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33 are provided together, and the power factor correction circuit unit Although the current values of 20, 120 and the DC / DC converter circuit unit 30 are monitored together, the present invention is not limited to this. Either one of the PFC circuit overcurrent detection resistors 27 and 127 or the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33 is provided, and the digital control units 38 and 138 are connected to the power factor correction circuit units 20 and 120 or the DC / DC converter circuit unit 30. The current flowing in either one of them is detected, and when the detected current value exceeds a predetermined threshold, the operations of the power factor correction circuit units 20 and 120 and the DC / DC converter circuit unit 30 are stopped. May be.

また、ＰＦＣ回路過電流検出抵抗２７，１２７又はＤＣ／ＤＣ回路過電流検出抵抗３３に代えてＰＦＣ回路過電圧検出抵抗又はＤＣ／ＤＣ回路過電圧検出抵抗を設け、デジタル制御部３８，１３８が、力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の少なくとも一方の電圧を検知して、該電圧の値が予め設定された閾値を超える場合には、力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の動作を停止させるように構成してもよい。 Further, instead of the PFC circuit overcurrent detection resistors 27 and 127 or the DC / DC circuit overcurrent detection resistor 33, a PFC circuit overvoltage detection resistor or a DC / DC circuit overvoltage detection resistor is provided, and the digital control units 38 and 138 are operated by a power factor. When the voltage of at least one of the improvement circuit units 20 and 120 and the DC / DC converter circuit unit 30 is detected and the value of the voltage exceeds a preset threshold value, the power factor correction circuit units 20 and 120 and the DC The operation of the DC converter circuit unit 30 may be stopped.

上記第１及び第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１，１００において、デジタル制御部３８，１３８は、ＰＩ補償を実行することによって力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０を制御しているが、これに限定されない。デジタル制御部３８，１３８のプログラムを変更することによって、他の制御法で力率改善回路部２０，１２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０を制御してもよい。 In the switching power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments, the digital control units 38 and 138 execute the PI compensation, thereby performing the power factor correction circuit units 20 and 120 and the DC / DC converter circuit unit 30. However, the present invention is not limited to this. By changing the programs of the digital control units 38 and 138, the power factor correction circuit units 20 and 120 and the DC / DC converter circuit unit 30 may be controlled by other control methods.

上記第１及び第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１，１００をＬＥＤ照明用電源として用いてもよい。この場合、スイッチング電源装置１，１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側に設けられた２次側調光用信号受信部をさらに備えてもよい。この２次側調光用信号受信部は、一例として、ＬＥＤを調光するための外部からの入力信号を受信する入力端子である。この外部からの入力信号は、一例として、ＬＥＤの明るさを指示するＰＷＭ信号である。２次側調光用信号受信部は、受信した上記外部からの入力信号をフォトカプラ等を介して、１次側に設けられたデジタル制御部３８，１３８に出力する。例えば、デジタル制御部３８，１３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０からの出力を定電流制御して、上記外部からの入力信号に応じてＬＥＤの光の明るさを変化させるために、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０からの出力電流を可変する。 The switching power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments may be used as a power source for LED illumination. In this case, the switching power supply devices 1 and 100 may further include a secondary side dimming signal receiving unit provided on the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30. As an example, the secondary side dimming signal receiving unit is an input terminal that receives an external input signal for dimming the LED. As an example, the external input signal is a PWM signal that indicates the brightness of the LED. The secondary-side dimming signal receiving unit outputs the received input signal from the outside to the digital control units 38 and 138 provided on the primary side via a photocoupler or the like. For example, the digital control units 38 and 138 perform constant current control on the output from the DC / DC converter circuit unit 30 and change the brightness of the LED light in accordance with the external input signal. The output current from the DC converter circuit unit 30 is varied.

他の調光制御例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側電流値をフォトカプラ等を用いて１次側のデジタル制御部３８，１３８へフィードバックさせ、デジタル制御部３８，１３８が実行するＰＩ補償によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側電流を制御してもよい。 As another dimming control example, the secondary side current value of the DC / DC converter circuit unit 30 is fed back to the primary side digital control units 38 and 138 using a photocoupler or the like, and is executed by the digital control units 38 and 138. The secondary current of the DC / DC converter circuit unit 30 may be controlled by PI compensation.

上記第１の実施形態に係る力率改善回路部２０は、臨界動作型であってもよく、電流連続型であってもよい。上記第１及び第２の実施形態に係るスイッチング電源装置１，１００は、該スイッチング電源装置１，１００の１次側とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側が絶縁されているが、これに限定されない。スイッチング電源装置１，１００の１次側とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の２次側が絶縁されていない非絶縁型のスイッチング電源装置であってもよい。また、入力側整流回路としての機能を備える全波整流平滑回路部１６とＤＣ／ＤＣコンバータ回路部３０の１次側を絶縁するように構成した絶縁型のスイッチング電源装置であってもよい。 The power factor correction circuit unit 20 according to the first embodiment may be a critical operation type or a continuous current type. In the switching power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments, the primary side of the switching power supply devices 1 and 100 and the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30 are insulated. It is not limited. A non-insulated switching power supply unit in which the primary side of the switching power supply units 1 and 100 and the secondary side of the DC / DC converter circuit unit 30 are not insulated may be used. Moreover, the insulation type switching power supply device comprised so that the primary side of the full wave rectification smoothing circuit part 16 provided with the function as an input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit part 30 may be insulated may be sufficient.

１，１００スイッチング電源装置
２０，１２０力率改善回路部
３０ＤＣ／ＤＣコンバータ回路部
３６定電圧制御回路部
３８，１３８デジタル制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Switching power supply device 20,120 Power factor improvement circuit part 30 DC / DC converter circuit part 36 Constant voltage control circuit part 38,138 Digital control part

Claims

商用交流電源を整流する入力側整流回路と、
前記入力側整流回路の出力電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記入力側整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路との間に接続された力率改善回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に接続して設けられ、前記力率改善回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路とを共に、前記１次側において制御するデジタル制御部とを備えるスイッチング電源装置。 An input side rectifier circuit for rectifying a commercial AC power supply;
A DC / DC converter circuit for converting an output voltage of the input side rectifier circuit into a predetermined DC voltage;
A power factor correction circuit connected between the input-side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit;
A switching power supply device provided with a digital control unit that is connected to the primary side of the DC / DC converter circuit and controls both the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit on the primary side.

前記力率改善回路は、インターリーブ方式の力率改善回路であることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the power factor correction circuit is an interleaved power factor correction circuit.

前記デジタル制御部は、前記力率改善回路及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の少なくとも一方に流れる電流を検知して、該電流の値が予め設定された閾値を超える場合には、前記力率改善回路及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。 The digital control unit detects a current flowing in at least one of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit, and if the current value exceeds a preset threshold value, the power factor improvement circuit 3. The switching power supply device according to claim 1, wherein the operation of the DC / DC converter circuit is stopped.

前記デジタル制御部は、前記力率改善回路及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の少なくとも一方の電圧を検知して、該電圧の値が予め設定された閾値を超える場合には、前記力率改善回路及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を停止させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The digital control unit detects the voltage of at least one of the power factor correction circuit and the DC / DC converter circuit, and if the value of the voltage exceeds a preset threshold, the power factor improvement circuit and 4. The switching power supply device according to claim 1, wherein the operation of the DC / DC converter circuit is stopped.

前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側に設けられた前記デジタル制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側の定電圧制御又は定電流制御を実行するものであることを特徴とする１〜４のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The digital control unit provided on the primary side of the DC / DC converter circuit performs constant voltage control or constant current control on the secondary side of the DC / DC converter circuit. The switching power supply device of any one of -4.

前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、その２次側がＬＥＤに接続されるものであり、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側に設けられて、前記ＬＥＤを調光するための外部からの入力信号を受信する２次側調光用信号受信部をさらに備え、
前記デジタル制御部は、前記２次側調光用信号受信部が受信した前記入力信号に応じて、前記ＬＥＤの光の明るさを変化させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の動作を制御するものであることを特徴とする１〜５のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The secondary side of the DC / DC converter circuit is connected to the LED,
A secondary side dimming signal receiving unit that is provided on the secondary side of the DC / DC converter circuit and receives an external input signal for dimming the LED;
The digital control unit controls the operation of the DC / DC converter circuit so as to change the brightness of the LED light according to the input signal received by the secondary-side dimming signal receiving unit. The switching power supply device according to any one of 1 to 5, characterized in that:

前記入力側整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側が絶縁されていることを特徴とする１〜６のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein a secondary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit is insulated.

前記入力側整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の２次側が絶縁されていないことを特徴とする１〜６のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein a secondary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit is not insulated.

前記入力側整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側が絶縁されていることを特徴とする１〜６のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。 The switching power supply according to any one of claims 1 to 6, wherein a primary side of the input side rectifier circuit and the DC / DC converter circuit is insulated.