JP5964184B2 - Switching power supply - Google Patents
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Description
本発明は、力率改善を行う1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置に関するものである。 The present invention relates to an isolated switching power supply device of a single converter type that performs power factor improvement.
図2は、例えば、下記の特許文献1や特許文献2に記載された従来のスイッチング電源装置を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional switching power supply device described in, for example,
このスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、交流(以下「AC」という。)の電圧viを全波整流して直流(以下「DC」という。)の電圧Viを出力する全波整流回路1を有し、この全波整流回路1の出力側に、一対の第1入力端子2−1及び第2入力端子2−2が接続されている。なお、ここではDCという用語を、極性と瞬時値が常に一定である狭義のDCではなく、極性だけが一定で瞬時値が変動する広義のDCとして用いるものとする。第1入力端子2−1と第2入力端子2−2との間には、インダクタ3及び昇圧制御用の第1スイッチ素子4が直列に接続されている。インダクタ3の出力側と入力側との間には、電流切り替え用の第2スイッチ素子11−1と、巻数比がn:1の1次巻線12−1a及び2次巻線12−1bを有する第1トランス12−1における1次巻線12−1aと、順方向の第1整流素子13−1と、が直列に接続されている。
This switching power supply device is a 1-converter type insulated switching power supply device, and full-wave rectifies an alternating current (hereinafter referred to as “AC”) voltage vi to output a direct current (hereinafter referred to as “DC”) voltage Vi. The full-
更に、インダクタ3の出力側と入力側との間には、電流切り替え用の第4スイッチ素子11−2と、巻数比がn:1の1次巻線12−2a及び2次巻線12−2bを有する第2トランス12−2における1次巻線12−2aと、順方向の第2整流素子13−2と、が直列に接続されている。1次巻線12−1aと第1整流素子13−1との接続点は、降圧制御用の第3スイッチ素子14−1を介して、第2入力端子2−2に接続されている。同様に、1次巻線12−2aと第2整流素子13−2との接続点は、降圧制御用の第5スイッチ素子14−2を介して、第2入力端子2−2に接続されている。 Further, between the output side and the input side of the inductor 3, the fourth switching element 11-2 for switching current, the primary winding 12-2a and the secondary winding 12- having a turns ratio of n: 1. The primary winding 12-2a in the second transformer 12-2 having 2b and the second rectifying element 13-2 in the forward direction are connected in series. A connection point between the primary winding 12-1a and the first rectifying element 13-1 is connected to the second input terminal 2-2 via a third switching element 14-1 for step-down control. Similarly, the connection point between the primary winding 12-2a and the second rectifying element 13-2 is connected to the second input terminal 2-2 via the fifth switching element 14-2 for step-down control. Yes.
第1トランス12−1における2次巻線12−1bの一端には、順方向の第3整流素子15−1を介して、DCの出力電圧Voを出力する一対の第1出力端子17−1及び第2出力端子17−2の内の第1出力端子17−1が接続され、その2次巻線12−1bの他端に、第2出力端子17−2が接続されている。同様に、第2トランス12−2における2次巻線12−2bの一端には、順方向の第4整流素子15−2を介して、第1出力端子17−1が接続され、その2次巻線12−2bの他端に、第2出力端子17−2が接続されている。第1出力端子17−1と第2出力端子17−2との間には、平滑用のコンデンサ16が接続されている。
A pair of first output terminals 17-1 for outputting a DC output voltage Vo is connected to one end of the secondary winding 12-1b of the first transformer 12-1 via a forward third rectifier 15-1. The first output terminal 17-1 is connected to the second output terminal 17-2, and the second output terminal 17-2 is connected to the other end of the secondary winding 12-1b. Similarly, a first output terminal 17-1 is connected to one end of the secondary winding 12-2b in the second transformer 12-2 via a fourth rectifying element 15-2 in the forward direction. The second output terminal 17-2 is connected to the other end of the winding 12-2b. A
なお、各スイッチ素子4,11−1,11−2,14−1,14−2は、図示しないスイッチ制御手段から所定のタイミングで出力されるスイッチ信号により、オン/オフ動作する。
Each
この図2のスイッチング電源装置における昇圧モードの動作、降圧モードの動作、及び昇降圧モードの動作を説明する。 The operation of the boost mode, the operation of the step-down mode, and the operation of the step-up / step-down mode in the switching power supply device of FIG.
昇圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子4のオン/オフで制御を行う。電流切り替え用のスイッチ素子11−1,11−2は、常にデューティ50%で交互にオン/オフする。降圧制御用のスイッチ素子14−1,14−2は、スイッチ素子4がオフの時に交互にオンされ、その位相がスイッチ素子11−1,11−2と同期する。
In the boost mode operation, control is performed by turning on / off the
スイッチ素子4がオンすると、DCの電圧Vi(以下「入力電圧Vi」という。)が入力される第1入力端子2−1及び第2入力端子2−2間は、インダクタ3で短絡される。この時、インダクタ3にはDCの入力電圧Viが印加される。
When the
スイッチ素子4がオフすると、インダクタ3の電流は、スイッチ素子11−1→トランス12−1の1次巻線12−1a→スイッチ素子14−1のルートか、又は、スイッチ素子11−2→トランス12−2の1次巻線12−2a→スイッチ素子14−2のルートのいずれかを通って流れる。いずれの場合でも、トランス12−1,12−2の1次巻線12−1a,12−2aに電流が流れると、2次側の整流素子15−1又は15−2がオンする。この時、整流素子15−1,15−2の電圧降下を無視すれば、トランス12−1又は12−2の2次巻線電圧はVoとなる。そのため、トランス12−1又は12−2の1次巻線電圧は、nVoとなる。従って、スイッチ素子11−1,14−1,11−2,14−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ3の電圧はnVo−Viとなる。
When the
降圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子4は使用しないので、常にオフとなる。電流切り替え用のスイッチ素子11−1,11−2は、常にデューティ50%で交互にオン/オフする。降圧制御用のスイッチ素子14−1,14−2のオン/オフで、制御を行う。位相はスイッチ素子11−1,11−2と同期する。
In the case of the step-down mode operation, the
スイッチ素子14−1,14−2がオンする時は、対応するスイッチ素子11−1,11−2がオンしている。そのため、インダクタ3の電流は、スイッチ素子11−1→トランス12−1の1次巻線12−1a→スイッチ素子14−1のルートか、又は、スイッチ素子11−2→トランス12−2の1次巻線12−2a→スイッチ素子14−2のルートのいずれかを通って流れる。従って、インダクタ3の電圧は、nVo−Viとなる。 When the switch elements 14-1 and 14-2 are turned on, the corresponding switch elements 11-1 and 11-2 are turned on. Therefore, the current of the inductor 3 is the route of the switching element 11-1 → the primary winding 12-1a of the transformer 12-1 → the switching element 14-1, or the switching element 11-2 → the 1 of the transformer 12-2. It flows through one of the routes of the next winding 12-2a → the switch element 14-2. Therefore, the voltage of the inductor 3 is nVo−Vi.
スイッチ素子14−1,14−2がオフすると、インダクタ3の電流は、スイッチ素子11−1→トランス12−1の1次巻線12−1a→整流素子13−1のルートか、又は、スイッチ素子11−2→トランス12−2の1次巻線12−2a→整流素子13−2のルートのいずれかを通って流れる。この時、2次側の整流素子15−1又は15−2が導通するので、トランス12−1又は12−2の1次巻線電圧はnVoとなる。従って、整流素子13−1,13−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ3の電圧はnVoとなる。 When the switch elements 14-1 and 14-2 are turned off, the current of the inductor 3 is changed from the switch element 11-1 to the route of the primary winding 12-1a of the transformer 12-1 to the rectifier element 13-1, or the switch. It flows through one of the routes of the element 11-2 → the primary winding 12-2a of the transformer 12-2 → the rectifying element 13-2. At this time, since the secondary side rectifying element 15-1 or 15-2 is conductive, the primary winding voltage of the transformer 12-1 or 12-2 is nVo. Therefore, if the voltage drop of the rectifying elements 13-1 and 13-2 is ignored, the voltage of the inductor 3 is nVo.
昇降圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子4のオン/オフで制御を行う。電流切り替え用のスイッチ素子11−1,11−2は、常にデューティ50%で交互にオン/オフする。この昇降圧モードでは、スイッチ素子14−1,14−2を使用しないので、常にオフとなる。スイッチ素子4がオンすると、第1入力端子2−1及び第2入力端子2−2間は、インダクタ3で短絡される。この時、インダクタ3にはDCの入力電圧Viが印加される。
In the operation in the step-up / step-down mode, control is performed by turning on / off the
スイッチ素子4がオフすると、インダクタ3の電流は、スイッチ素子11−1→トランス12−1の1次巻線12−1a→整流素子13−1のルートか、又は、スイッチ素子11−2→トランス12−2の1次巻線12−2a→整流素子13−2のルートのいずれかを通って流れる。この時、2次側の整流素子15−1又は15−2が導通するので、トランス12−1又は12−2の1次巻線電圧はnVoとなる。従って、整流素子13−1,13−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ3の電圧はnVoとなる。
When the
このように、図2のスイッチング電源装置では、各スイッチ素子4,11−1,11−2,14−1,14−2のオン/オフパターンを変えるだけで、昇圧、降圧、昇降圧の動作を自由に選択することが可能となる。
As described above, in the switching power supply device of FIG. 2, the operation of step-up, step-down, and step-up / step-down is performed only by changing the ON / OFF pattern of each
しかしながら、従来のスイッチング電源装置では、出力電圧Voが低い電源には向いているものの、出力電圧Voが高い電源、例えば300V〜400Vといった高圧バッテリーを充電するバッテリーチャージャー等には向いていないという課題があった。 However, the conventional switching power supply device is suitable for a power supply having a low output voltage Vo, but is not suitable for a power supply having a high output voltage Vo, for example, a battery charger for charging a high voltage battery such as 300V to 400V. there were.
その理由は、1次側のスイッチ素子4,11−1,11−2に掛かる電圧が高くなるためである。昇圧モードで動作させた時、スイッチ素子11−1,11−2の電圧が最も高くなるのは、スイッチ素子4がオフ、スイッチ素子14−1,11−2,14−2がオンの状態であるが、各トランス12−1,12−2の1次巻線12−1a,12−2aと2次巻線12−1b,12−2bとの巻数比をそれぞれn:1とし、トランス12−1の残留磁束を0にリセットするための図示しないリセット回路によって、トランス12−1のフライバック電圧(Fly-Back Voltage;インダクタに流れる電流を急激に変化させることで発生する高電圧)が1次側換算でnVoになったとすると、スイッチ素子11−1の電圧は2nVoとなる。このため、1次側のスイッチ素子4,11−1,11−2に、高耐圧の素子(例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET等)が必要になるという課題があった。
This is because the voltage applied to the primary
高耐圧の素子は一般に導通損失が大きいため、変換効率が低くなる。そして、高電圧を発生する高電圧部には、十分な沿面距離(Creepage distances;絶縁のための距離であって絶縁体の表面に沿った距離)が必要となるため、スイッチング電源装置を小型化できないという課題が生じる。 Since a high breakdown voltage element generally has a large conduction loss, the conversion efficiency is low. In addition, the high-voltage section that generates high voltage requires sufficient creepage distances (Creepage distances; the distance along the surface of the insulator, which is the distance for insulation), so the switching power supply is downsized. The problem of not being possible arises.
本発明は、以上のような従来の課題を解決したスイッチング電源装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a switching power supply device that solves the above-described conventional problems.
本発明の内の第1の発明のスイッチング電源装置は、第1スイッチ素子をオン/オフ動作させる第1スイッチ信号と、m個(但し、mは2以上の任意の数)の第2スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第2スイッチ信号と、m個の第3スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第3スイッチ信号と、を所定のタイミングで出力するスイッチ制御手段と、DCの電圧を入力する一対の第1入力端子と第2入力端子との間に接続され、インダクタ、第1接続点、及び前記第1スイッチ素子を有する第1直列回路と、前記第1接続点、前記第1入力端子及び前記第2入力端子と、DCの出力電圧を出力する一対の第1出力端子及び第2出力端子と、の間に接続されたm個の電圧変換部と、を備えている。 The switching power supply device according to the first aspect of the present invention includes a first switch signal for turning on / off the first switch element and m (where m is an arbitrary number of 2 or more) second switch elements. Switch control means for outputting m second switch signals for turning on / off each of m and m third switch signals for turning on / off each of the m third switch elements at a predetermined timing; A first series circuit connected between a pair of first and second input terminals for inputting a DC voltage and having an inductor, a first connection point, and the first switch element; and the first connection. A point, m voltage conversion units connected between the first input terminal and the second input terminal, and a pair of first output terminal and second output terminal for outputting an output voltage of DC, I have.
前記各電圧変換部は、前記第1接続点と第2接続点との間に接続され、トランスにおける1次巻線と前記第2スイッチ素子とを有する第2直列回路と、前記第2接続点と前記第2入力端子との間に接続された第3スイッチ素子と、前記第2接続点と前記第1入力端子との間に接続された第1整流素子と、第3接続点と第4接続点との間に接続され、前記トランスにおける2次巻線と第2整流素子とを有する第3直列回路と、をそれぞれ備えている。 Each of the voltage conversion units is connected between the first connection point and the second connection point, and includes a second series circuit having a primary winding and the second switch element in a transformer, and the second connection point. A third switch element connected between the second input terminal and the second input terminal; a first rectifier element connected between the second connection point and the first input terminal; a third connection point; A third series circuit having a secondary winding and a second rectifying element in the transformer, each being connected between the connection points.
そして、前記各電圧変換部における前記第3接続点と前記第4接続点との間には、コンデンサがそれぞれ接続されると共に、前記m個のコンデンサが前記第1出力端子と前記第2出力端子との間に直列に接続され、且つ、前記m個のコンデンサ間の電圧差を検出して検出結果を出力する電圧差検出手段と、補正手段と、が設けられている。前記補正手段は、前記検出結果に基づき、前記電圧差が許容値以下になるように、前記m個のコンデンサの内の第1コンデンサ及び第2コンデンサにおいて前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも高い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の減少補正を行い、前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも低い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の増加補正を行うものである。 A capacitor is connected between the third connection point and the fourth connection point in each voltage conversion unit, and the m capacitors are connected to the first output terminal and the second output terminal. And a voltage difference detection means for detecting a voltage difference between the m capacitors and outputting a detection result, and a correction means. Based on the detection result, the correcting means determines that the voltage of the first capacitor in the first capacitor and the second capacitor of the m capacitors is the second capacitor so that the voltage difference is less than an allowable value. When the voltage of the first capacitor is higher than the voltage of the second capacitor, the on-time decrease correction in the second switch signal on the voltage conversion unit side having the first capacitor is performed. If it is low, the ON time increase correction in the second switch signal on the side of the voltage converter having the first capacitor is performed.
第2の発明のスイッチング電源装置は、前記第1の発明のスイッチング電源装置において、ACの電圧を整流してDCの電圧を出力する整流回路を備え、この整流回路の出力側が、前記第1入力端子及び前記第2入力端子に接続されている。 A switching power supply device according to a second aspect of the present invention is the switching power supply device according to the first aspect, further comprising a rectifier circuit that rectifies the AC voltage and outputs a DC voltage, and the output side of the rectifier circuit is connected to the first input. A terminal and the second input terminal.
第3の発明のスイッチング電源装置は、第1スイッチ素子をオン/オフ動作させる第1スイッチ信号と、m個の第2スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第2スイッチ信号と、m個の第3スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第3スイッチ信号と、を所定のタイミングで出力するスイッチ制御手段と、DCの電圧を入力する一対の第1入力端子と第2入力端子との間に接続され、インダクタ、第1接続点、及び前記第1スイッチ素子を有する第1直列回路と、前記第1接続点、前記第1入力端子及び前記第2入力端子と、DCの出力電圧を出力する一対の第1出力端子及び第2出力端子と、の間に接続されたm個の電圧変換部と、を備えている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a switching power supply apparatus comprising: a first switch signal for turning on / off the first switch element; m second switch signals for turning on / off the m second switch elements; Switch control means for outputting m number of third switch signals for turning on / off each of the third switch elements at a predetermined timing, a pair of first input terminals for inputting DC voltage, and a second input A first series circuit having an inductor, a first connection point, and the first switch element, a first connection point, the first input terminal, the second input terminal, and a DC And m voltage converters connected between the pair of first output terminal and second output terminal that output the output voltage.
前記各電圧変換部は、前記第1接続点と第2接続点との間に接続された、トランスにおける1次巻線と、前記第2接続点と前記第1入力端子との間に接続され、第1整流素子と前記第2スイッチ素子とを有する第2直列回路と、前記第2接続点と前記第2入力端子との間に接続された第3スイッチ素子と、第3接続点と第4接続点との間に接続され、前記トランスにおける2次巻線と第2整流素子とを有する第3直列回路と、をそれぞれ備えている。 Each of the voltage conversion units is connected between a primary winding in a transformer, connected between the first connection point and the second connection point, and between the second connection point and the first input terminal. A second series circuit having a first rectifier element and the second switch element, a third switch element connected between the second connection point and the second input terminal, a third connection point and a second connection point And a third series circuit having a secondary winding and a second rectifying element connected to each other between the four connection points.
そして、前記各電圧変換部における前記第3接続点と前記第4接続点との間には、コンデンサがそれぞれ接続されると共に、前記m個のコンデンサが前記第1出力端子と前記第2出力端子との間に直列に接続され、且つ、前記m個のコンデンサ間の電圧差を検出して検出結果を出力する電圧差検出手段と、補正手段と、が設けられている。前記補正手段は、前記検出結果に基づき、前記電圧差が許容値以下になるように、前記m個のコンデンサの内の第1コンデンサ及び第2コンデンサにおいて前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも高い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の減少補正を行い、前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも低い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の増加補正を行うものである。 A capacitor is connected between the third connection point and the fourth connection point in each voltage conversion unit, and the m capacitors are connected to the first output terminal and the second output terminal. And a voltage difference detection means for detecting a voltage difference between the m capacitors and outputting a detection result, and a correction means. Based on the detection result, the correcting means determines that the voltage of the first capacitor in the first capacitor and the second capacitor of the m capacitors is the second capacitor so that the voltage difference is less than an allowable value. When the voltage of the first capacitor is higher than the voltage of the second capacitor, the on-time decrease correction in the second switch signal on the voltage conversion unit side having the first capacitor is performed. If it is low, the ON time increase correction in the second switch signal on the side of the voltage converter having the first capacitor is performed.
第4の発明のスイッチング電源装置は、前記第3の発明のスイッチング電源装置において、ACの電圧を整流してDCの電圧を出力する整流回路を備え、この整流回路の出力側が、前記第1入力端子及び前記第2入力端子に接続されている。 A switching power supply device according to a fourth aspect of the present invention is the switching power supply device according to the third aspect of the invention, further comprising a rectifier circuit that rectifies the AC voltage and outputs a DC voltage, and the output side of the rectifier circuit has the first input A terminal and the second input terminal.
第5の発明のスイッチング電源装置は、第1スイッチ素子をオン/オフ動作させる第1スイッチ信号と、m個の第2スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第2スイッチ信号と、m個の第3スイッチ素子をそれぞれオン/オフ動作させるm個の第3スイッチ信号と、を所定のタイミングで出力するスイッチ制御手段と、DCの電圧を入力する一対の第1入力端子と第2入力端子との間に接続され、インダクタ、第1接続点、及び前記第1スイッチ素子を有する第1直列回路と、前記第1接続点、前記第1入力端子及び前記第2入力端子と、DCの出力電圧を出力する一対の第1出力端子及び第2出力端子と、の間に接続されたm個の電圧変換部と、を備えている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a switching power supply apparatus comprising: a first switch signal for turning on / off the first switch element; m second switch signals for turning on / off the m second switch elements; Switch control means for outputting m number of third switch signals for turning on / off each of the third switch elements at a predetermined timing, a pair of first input terminals for inputting DC voltage, and a second input A first series circuit having an inductor, a first connection point, and the first switch element, a first connection point, the first input terminal, the second input terminal, and a DC And m voltage converters connected between the pair of first output terminal and second output terminal that output the output voltage.
前記各電圧変換部は、前記第1接続点と第2接続点との間に接続された、トランスにおける1次巻線と、前記第2接続点と前記第1入力端子との間に接続された前記第2スイッチ素子と、前記第2接続点と前記第2入力端子との間に接続された第3スイッチ素子と、第3接続点と第4接続点との間に接続され、前記トランスにおける2次巻線と整流素子とを有する第2直列回路と、をそれぞれ備えている。 Each of the voltage conversion units is connected between a primary winding in a transformer, connected between the first connection point and the second connection point, and between the second connection point and the first input terminal. A second switch element; a third switch element connected between the second connection point and the second input terminal; a third connection point connected between the third connection point and a fourth connection point; And a second series circuit having a secondary winding and a rectifying element.
そして、前記各電圧変換部における前記第3接続点と前記第4接続点との間には、コンデンサがそれぞれ接続されると共に、前記m個のコンデンサが前記第1出力端子と前記第2出力端子との間に直列に接続され、且つ、前記m個のコンデンサ間の電圧差を検出して検出結果を出力する電圧差検出手段と、補正手段と、が設けられている。前記補正手段は、前記検出結果に基づき、前記電圧差が許容値以下になるように、前記m個のコンデンサの内の第1コンデンサ及び第2コンデンサにおいて前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも高い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の減少補正を行い、前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも低い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の増加補正を行うものである。 A capacitor is connected between the third connection point and the fourth connection point in each voltage conversion unit, and the m capacitors are connected to the first output terminal and the second output terminal. And a voltage difference detection means for detecting a voltage difference between the m capacitors and outputting a detection result, and a correction means. Based on the detection result, the correcting means determines that the voltage of the first capacitor in the first capacitor and the second capacitor of the m capacitors is the second capacitor so that the voltage difference is less than an allowable value. When the voltage of the first capacitor is higher than the voltage of the second capacitor, the on-time decrease correction in the second switch signal on the voltage conversion unit side having the first capacitor is performed, and the voltage of the first capacitor is higher than the voltage of the second capacitor. If it is low, the ON time increase correction in the second switch signal on the side of the voltage converter having the first capacitor is performed.
第6の発明のスイッチング電源装置は、前記第5の発明のスイッチング電源装置において、ACの電圧を整流してDCの電圧を出力する整流回路を備え、この整流回路の出力側が、前記第1入力端子及び前記第2入力端子に接続されている。 A switching power supply device according to a sixth aspect of the present invention is the switching power supply device according to the fifth aspect, further comprising a rectifier circuit that rectifies the AC voltage and outputs a DC voltage, and the output side of the rectifier circuit is connected to the first input. A terminal and the second input terminal.
本発明のスイッチング電源装置によれば、次の(i)、(ii)のような効果がある。 The switching power supply device of the present invention has the following effects (i) and (ii).
(i) 各電圧変換部における出力側に、コンデンサをそれぞれ設け、このm個のコンデンサを、第1出力端子と第2出力端子との間に、直列に接続している。そのため、従来に比べて、1次側の第1、第2、第3スイッチ素子に掛かる電圧が低くなり、より低耐圧のスイッチ素子を使用することができる。これにより、内部損失の低下を抑制して電力変換効率を向上できると共に、電源装置の小型化が可能になる。 (I) Capacitors are provided on the output side of each voltage converter, and the m capacitors are connected in series between the first output terminal and the second output terminal. Therefore, compared to the prior art, the voltage applied to the first, second, and third switch elements on the primary side is reduced, and a switch element having a lower withstand voltage can be used. As a result, it is possible to improve the power conversion efficiency by suppressing the reduction of the internal loss, and to reduce the size of the power supply device.
(ii) 電圧差検出手段及び補正手段を設けたので、m個の第2、第3スイッチ素子、m個の第2整流素子、及びm個のコンデンサの特性にばらつきがあっても、各コンデンサの電圧を等しくすることができ、これにより、前記(i)の効果を奏することが可能になる。 (Ii) Since the voltage difference detection means and the correction means are provided, each capacitor can be used even if the characteristics of the m second and third switch elements, the m second rectifier elements, and the m capacitors vary. Can be made equal to each other, and the effect (i) can be obtained.
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.
(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1のスイッチング電源装置を示す回路図である。
(Configuration of Example 1)
1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention.
このスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、ACの電圧viを整流してDCの電圧Viを出力する整流回路(例えば、全波整流回路)20を有している。全波整流回路20は、例えば、ブリッジ接続された4個のダイオード等の整流素子により構成され、あるいは、その4個の整流素子の出力側に、平滑回路が接続されて構成されている。この全波整流回路20の出力側には、一対の第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2が接続されている。DCの電圧Vi(以下「入力電圧Vi」という。)を入力する第1入力端子21−1と第2入力端21−2との間には、インダクタ22と、第1接続点N1と、第1スイッチ信号S23によりオン/オフ動作する昇圧制御用のトランジスタ等の第1スイッチ素子23と、を有する第1直列回路が、接続されている。第1接続点N1、第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2と、DCの出力電圧Voを出力する一対の第1出力端子40−1及び第2出力端子40−2との間には、m個(但し、mは2以上の任意の数であって、例えば、2個)の電圧変換部30−1,30−2が接続されている。
This switching power supply device is an isolated switching power supply device of a single converter type, and includes a rectifier circuit (for example, a full-wave rectifier circuit) 20 that rectifies an AC voltage vi and outputs a DC voltage Vi. The full-
2個の電圧変換部30−1,30−2は、同一の回路構成であって、第1接続点N1及び第1入力端子21−1と第2入力端子21−2とに、並列に接続されている。 The two voltage conversion units 30-1 and 30-2 have the same circuit configuration and are connected in parallel to the first connection point N1, the first input terminal 21-1, and the second input terminal 21-2. Has been.
一方の電圧変換部30−1は、第2スイッチ信号S31−1によりオン/オフ動作する電流切り替え用のトランジスタ等の第2スイッチ素子31−1と、巻数比が例えばn:1(但し、nは任意の数)の1次巻線32−1a及び2次巻線32−1bを有するトランス32−1と、1次側のダイオード等の第1整流素子33−1と、第3スイッチ信号S34−1によりオン/オフ動作する降圧制御用のトランジスタ等の第3スイッチ素子34−1と、2次側のダイオード等の第2整流素子35−1と、平滑用の第1コンデンサ36−1と、を有している。 One voltage conversion unit 30-1 has a turn ratio of, for example, n: 1 (however, n: 1), for example, a second switching element 31-1 such as a current switching transistor that is turned on / off by the second switch signal S31-1. Is an arbitrary number) of a transformer 32-1 having a primary winding 32-1a and a secondary winding 32-1b, a first rectifying element 33-1 such as a primary side diode, and a third switch signal S34. -3, a third switch element 34-1 such as a step-down control transistor that is turned on / off by a -1, a second rectifier element 35-1 such as a secondary-side diode, and a smoothing first capacitor 36-1. ,have.
1次側の第1接続点N1と第2入力端子21−2との間には、前記の第2スイッチ素子31−1、トランス32−1の1次巻線32−1a、第2接続点N2−1、及び第3スイッチ素子34−1を有する第2直列回路が、接続されている。この第2直列回路において、第2スイッチ素子31−1と1次巻線32−1aとの接続位置を入れ替えても良い。第2接続点N2−1は、順方向の第1整流素子33−1を介して、第1入力端子21−1に接続されている。2次側の第4接続点N4−1と第3接続点N3−1との間には、トランス32−1における2次巻線32−1bと、順方向の第2整流素子35−1と、を有する第3直列回路が、接続されている。この第3直列回路において、第2整流素子35−1は、第4接続点N4−1と2次巻線32−1bとの間に順方向に接続しても良い。第3接続点N3−1と第4接続点N4−1との間には、コンデンサ36−1が接続されている。 Between the first connection point N1 on the primary side and the second input terminal 21-2, the second switch element 31-1, the primary winding 32-1a of the transformer 32-1, and the second connection point. A second series circuit having N2-1 and a third switch element 34-1 is connected. In the second series circuit, the connection positions of the second switch element 31-1 and the primary winding 32-1a may be switched. The second connection point N2-1 is connected to the first input terminal 21-1 via the first rectifying element 33-1 in the forward direction. Between the fourth connection point N4-1 and the third connection point N3-1 on the secondary side, the secondary winding 32-1b in the transformer 32-1 and the second rectifying element 35-1 in the forward direction , Are connected. In the third series circuit, the second rectifying element 35-1 may be connected in the forward direction between the fourth connection point N4-1 and the secondary winding 32-1b. A capacitor 36-1 is connected between the third connection point N3-1 and the fourth connection point N4-1.
同様に、他方の電圧変換部30−2は、第2スイッチ信号S31−2によりオン/オフ動作する電流切り替え用のトランジスタ等の第2スイッチ素子31−2と、巻数比が例えばn:1の1次巻線32−2a及び2次巻線32−2bを有するトランス32−2と、1次側のダイオード等の第1整流素子33−2と、第3スイッチ信号S34−2によりオン/オフ動作する降圧制御用のトランジスタ等の第3スイッチ素子34−2と、2次側のダイオード等の第2整流素子35−2と、平滑用の第2コンデンサ36−2と、を有している。 Similarly, the other voltage conversion unit 30-2 has a turn ratio of, for example, n: 1 with the second switch element 31-2 such as a current switching transistor that is turned on / off by the second switch signal S31-2. ON / OFF by a transformer 32-2 having a primary winding 32-2a and a secondary winding 32-2b, a first rectifying element 33-2 such as a primary side diode, and a third switch signal S34-2 It has a third switching element 34-2 such as a step-down control transistor that operates, a second rectifying element 35-2 such as a secondary-side diode, and a second capacitor 36-2 for smoothing. .
1次側の第1接続点N1と第2入力端子21−2との間には、前記の第2スイッチ素子31−2、トランス32−2の1次巻線32−2a、第2接続点N2−2、及び第3スイッチ素子34−2を有する第2直列回路が、接続されている。この第2直列回路において、前記と同様に、第2スイッチ素子31−2と1次巻線32−2aとの接続位置を入れ替えても良い。第2接続点N2−2は、順方向の第1整流素子33−2を介して、第1入力端子21−1に接続されている。2次側の第4接続点N4−2と第3接続点N3−2との間には、トランス32−2における2次巻線32−2bと、順方向の第2整流素子35−2と、を有する第3直列回路が、接続されている。この第3直列回路において、第2整流素子35−2は、前記と同様に、第4接続点N4−2と2次巻線32−2bとの間に順方向に接続しても良い。第3接続点N3−2と第4接続点N4−2との間には、コンデンサ36−2が接続されている。一方の電圧変換部30−1側の第4接続点N4−1と、他方の電圧変換部30−2側の第3接続点N3−2とは、接続されている。 Between the first connection point N1 on the primary side and the second input terminal 21-2, the second switch element 31-2, the primary winding 32-2a of the transformer 32-2, and the second connection point. A second series circuit having N2-2 and a third switch element 34-2 is connected. In the second series circuit, the connection positions of the second switch element 31-2 and the primary winding 32-2a may be interchanged as described above. The second connection point N2-2 is connected to the first input terminal 21-1 via the first rectifying element 33-2 in the forward direction. Between the fourth connection point N4-2 and the third connection point N3-2 on the secondary side, the secondary winding 32-2b in the transformer 32-2 and the second rectifying element 35-2 in the forward direction , Are connected. In the third series circuit, the second rectifying element 35-2 may be connected in the forward direction between the fourth connection point N4-2 and the secondary winding 32-2b in the same manner as described above. A capacitor 36-2 is connected between the third connection point N3-2 and the fourth connection point N4-2. The fourth connection point N4-1 on the one voltage conversion unit 30-1 side is connected to the third connection point N3-2 on the other voltage conversion unit 30-2 side.
第1出力端子40−1には、スイッチ制御手段41が接続されている。スイッチ制御手段41は、DCの出力電圧Vo等を入力して、ACの入力電力の力率を改善すると共に出力電圧Voが一定になるように、スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2をオン/オフ動作させるためのスイッチ信号S23,S31−1,S31−2,S34−1,S34−2を所定のタイミングで出力する回路である。このスイッチ制御手段41の構成としては、力率の改善を図るために、電流連続モード制御方式、電流不連続モード制御方式等の構成が採用可能である。
Switch control means 41 is connected to the first output terminal 40-1. The switch control means 41 receives the DC output voltage Vo or the like, improves the power factor of the AC input power, and keeps the output voltage Vo constant, so that the
例えば、電流連続モード制御方式のスイッチ制御手段41では、出力電圧Vo及び入力電圧Viを図示しない抵抗により降圧して入力すると共に、第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2間を流れるDCの入力電流Iiを入力する。そして、このスイッチ制御手段41は、基準電圧と降圧されて入力された出力電圧Voとの誤差を求める誤差増幅手段と、降圧されて入力された入力電圧Viと前記誤差増幅手段の出力電圧とを乗算した後に入力電流Iiとの誤差を増幅する乗算・誤差増幅手段と、前記増幅された値と三角波とを比較してパルス幅変調(以下「PWM」という。)信号を生成する比較手段と、前記PWM信号を使って所定のタイミングでスイッチ信号S23,S31−1,S31−2,S34−1,S34−2を出力する出力手段と、により構成される。 For example, in the current continuous mode control type switch control means 41, the output voltage Vo and the input voltage Vi are stepped down by a resistor (not shown) and input, and the first input terminal 21-1 and the second input terminal 21-2 are connected. A DC input current Ii flowing is input. Then, the switch control means 41 obtains an error amplifying means for obtaining an error between the reference voltage and the output voltage Vo inputted by being stepped down, and an input voltage Vi inputted by being stepped down and the output voltage of the error amplifying means. Multiplication / error amplification means for amplifying an error from the input current Ii after multiplication, comparison means for comparing the amplified value with a triangular wave to generate a pulse width modulation (hereinafter referred to as “PWM”) signal; Output means for outputting switch signals S23, S31-1, S31-2, S34-1, and S34-2 at a predetermined timing using the PWM signal.
又、電流不連続モード制御方式のスイッチ制御手段41では、出力電圧Voを図示しない抵抗により降圧して入力する。そして、このスイッチ制御手段41は、基準電圧と降圧されて入力された出力電圧Voとの誤差を求める誤差増幅手段と、この誤差増幅手段の出力電圧と三角波とを比較してPWM信号を生成する比較手段と、前記PWM信号を使って所定のタイミングでスイッチ信号S23,S31−1,S31−2,S34−1,S34−2を出力する出力手段と、により構成される。 Further, in the switch control means 41 of the current discontinuous mode control system, the output voltage Vo is stepped down by a resistor (not shown) and inputted. The switch control means 41 generates an PWM signal by comparing an error amplifying means for obtaining an error between the reference voltage and the output voltage Vo that has been stepped down and the output voltage of the error amplifying means and a triangular wave. Comparing means and output means for outputting switch signals S23, S31-1, S31-2, S34-1, and S34-2 at a predetermined timing using the PWM signal.
スイッチ制御手段41の構成としては、その他に、電流臨界モード制御方式等の他の構成を採用することも可能である。 As the configuration of the switch control means 41, other configurations such as a current critical mode control method can be adopted.
本実施例1のスイッチング電源装置には、電圧差検出手段42と、この出力側に接続された補正手段43とが設けられている。
The switching power supply device according to the first embodiment is provided with a voltage
電圧差検出手段42は、第3接続点N3−1と第4接続点N4−2との間(即ち、第1出力端子40−1と第2出力端子40−2との間)に直列に接続された2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差ΔVを検出する回路である。
The voltage
この電圧差検出手段42としては、例えば、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2との中点電圧と、出力電圧Voを抵抗で1/2に分圧した電圧と、の電位差を差動増幅器等で検出する回路構成や、あるいは、コンデンサ36−2の電圧と出力電圧Voとを計測して、出力電圧Voの1/2の電圧とコンデンサ36−2の電圧との差を演算で求める回路構成等、種々の回路構成を採用できる。
As this voltage
補正手段43は、検出された電圧差ΔVに基づき、この電圧差ΔVが許容値以下になるように、スイッチ制御手段41にて生成される第2スイッチ信号S31−1,S31−2及び第3スイッチ信号S34−1,S34−2のオン時間をそれぞれ補正する回路であり、この出力側に、スイッチ制御手段41が接続されている。
Based on the detected voltage difference ΔV, the correcting
なお、図1において、I22はインダクタ22に流れる電流、V22はインダクタ22の電圧である。
In FIG. 1, I22 is a current flowing through the
(実施例1の動作)
図1のスイッチング電源装置における昇圧モードの動作(1)、降圧モードの動作(2)、昇降圧モードの動作(3)、及び、全体の動作(4)を説明する。
(Operation of Example 1)
The boost mode operation (1), the step-down mode operation (2), the step-up / step-down mode operation (3), and the overall operation (4) in the switching power supply apparatus of FIG.
(1) 昇圧モードの動作
図3は、図1のスイッチング電源装置の昇圧モードにおける各スイッチ素子のオン/オフパターンを示す図である。図3の横軸は時間、縦軸は各スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2のオン/オフ状態、インダクタ22の電圧V22波形及びインダクタ22の電流I22波形である。
(1) Operation in Boost Mode FIG. 3 is a diagram showing an on / off pattern of each switch element in the boost mode of the switching power supply device of FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the on / off state of each of the
昇圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子23のオン/オフで制御を行う。電流切り替え用のスイッチ素子31−1,31−2は、常にデューティ50%で交互にオン/オフする。降圧制御用のスイッチ素子34−1,34−2は、スイッチ素子23がオフの時に交互にオンされ、その位相がスイッチ素子31−1,31−2と同期する。
In the case of the boost mode operation, control is performed by turning on / off the
スイッチ素子23がオンすると、第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2間は、インダクタ22で短絡される。この時、インダクタ22にはDCの入力電圧Viが印加される。
When the
スイッチ素子23がオフすると、インダクタ22の電流I22は、スイッチ素子31−1→トランス32−1の1次巻線32−1a→スイッチ素子34−1のルートか、又は、スイッチ素子31−2→トランス32−2の1次巻線32−2a→スイッチ素子34−2のルートのいずれかを通って流れる。いずれの場合でも、トランス32−1,32−2の1次巻線32−1a,32−2aに電流が流れると、2次側の整流素子35−1又は35−2が導通する。この時、整流素子35−1,35−2の電圧降下を無視すれば、DCの出力電圧Voが2個のコンデンサ36−1,36−2により分圧されてそれぞれ電圧Vo/2となっているので、トランス32−1又は32−2の2次巻線電圧はVo/2となる。そのため、トランス32−1又は32−2の1次巻線電圧は、nVo/2となる。従って、スイッチ素子31−1,34−1,31−2,34−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ22の電圧V22はVi−nVo/2となる。
When the
(2) 降圧モードの動作
図4は、図1のスイッチング電源装置の降圧モードにおける各スイッチ素子のオン/オフパターンを示す図である。図4の横軸は時間、縦軸は各スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2のオン/オフ状態、インダクタ22の電圧V22波形及びインダクタ22の電流I22波形である。
(2) Operation in Step-Down Mode FIG. 4 is a diagram showing an on / off pattern of each switch element in the step-down mode of the switching power supply device of FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the on / off state of each
降圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子23は使用しないので、常にオフとなる。電流切り替え用のスイッチ素子31−1,31−2は常にデューティ50%で交互にオン/オフする。降圧制御用のスイッチ素子34−1,34−2のオン/オフで制御を行い、その位相がスイッチ素子31−1,31−2と同期する。
In the case of the step-down mode operation, the
スイッチ素子34−1,34−2がオンする時は、前述したように、対応するスイッチ素子31−1,31−2がオンしている。そのため、インダクタ22の電流I22は、スイッチ素子31−1→トランス32−1の1次巻線32−1a→スイッチ素子34−1のルートか、又は、スイッチ素子31−2→トランス32−2の1次巻線32−2a→スイッチ素子34−2のルートのいずれかを通って流れる。従って、昇圧モードで説明したように、インダクタ22の電圧V22は、Vi−nVo/2となる。
When the switch elements 34-1 and 34-2 are turned on, the corresponding switch elements 31-1 and 31-2 are turned on as described above. Therefore, the current I22 of the
スイッチ素子34−1,34−2がオフすると、インダクタ22の電流I22は、スイッチ素子31−1→トランス32−1の1次巻線32−1a→整流素子33−1のルートか、又は、スイッチ素子31−2→トランス32−2の1次巻線32−2a→整流素子33−2のルートのいずれかを通って流れる。この時、2次側の整流素子35−1又は35−2が導通するので、昇圧モードで説明したように、トランス32−1又は32−2の1次巻線電圧はnVo/2となる。従って、整流素子33−1,33−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ22の電圧V22は−nVo/2となる。
When the switch elements 34-1 and 34-2 are turned off, the current I22 of the
(3) 昇降圧モードの動作
図5は、図1のスイッチング電源装置の昇降圧モードにおける各スイッチ素子のオン/オフパターンを示す図である。図5の横軸は時間、縦軸は各スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2のオン/オフ状態、インダクタ22の電圧V22波形及びインダクタ22の電流I22波形である。
(3) Operation in Buck-Boost Mode FIG. 5 is a diagram showing an on / off pattern of each switch element in the buck-boost mode of the switching power supply device of FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the on / off state of each of the
昇降圧モードの動作の場合、昇圧制御用のスイッチ素子23のオン/オフで制御を行う。電流切り替え用のスイッチ素子31−1,31−2は、常にデューティ50%で交互にオン/オフする。この昇降圧モードでは、スイッチ素子34−1,34−2を使用しないので、常にオフとなる。
In the operation in the step-up / step-down mode, the control is performed by turning on / off the
スイッチ素子23がオンすると、第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2間は、インダクタ22で短絡される。この時、インダクタ22にはDCの入力電圧Viが印加される。
When the
スイッチ素子23がオフすると、インダクタ22の電流I22は、スイッチ素子31−1→トランス32−1の1次巻線32−1a→整流素子33−1のルートか、又は、スイッチ素子31−2→トランス32−2の1次巻線32−2a→整流素子33−2のルートのいずれかを通って流れる。この時、2次側の整流素子35−1又は35−2が導通するので、トランス32−1又は32−2の1次巻線電圧はnVo/2となる。従って、整流素子33−1,33−2の電圧降下を無視すれば、インダクタ22の電圧は−nVo/2となる。
When the
(4)全体の動作
前記(1)〜(3)で説明したように、本実施例1の図1のスイッチング電源装置では、従来の図2のスイッチング電源装置と同様に、各スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2のオン/オフパターンを変えるだけで、昇圧、降圧、昇降圧の動作を自由に選択することが可能となる。
(4) Overall Operation As described in the above (1) to (3), in the switching power supply device of FIG. 1 of the first embodiment, each
特に、本実施例1では、従来の1個のコンデンサ16に代えて、2個のコンデンサ36−1,36−2の直列回路にしている。そして、トランス32−1の2次巻線32−1bと整流素子35−1とを有する第3直列回路は、コンデンサ36−1に接続し、トランス32−2の2次巻線32−2bと整流素子35−2とを有する第3直列回路は、コンデンサ36−2に接続している。このような構成にしたので、従来、昇圧モード動作において最大2nVoであったスイッチ素子11−1,11−2の電圧は、本実施例1のスイッチ素子31−1,31−2では、nVoの電圧となるため、その電圧を半分にすることができる。これにより、高耐圧の素子を使用する必要が無く、その結果、電力変換効率の向上と、電源装置の小型化が可能になる。
In particular, in the first embodiment, a series circuit of two capacitors 36-1 and 36-2 is used instead of the conventional
但し、これはコンデンサ36−1とコンデンサ36−2の電圧が等しいことを前提としている。例えば、昇圧モード動作において、スイッチ素子31−1とスイッチ素子31−2のオン時間及びオフ時間が完全に等しく、且つ、スイッチ素子34−1とスイッチ素子34−2のオン時間及びオフ時間が完全に等しく、且つ、トランス32−1とトランス32−2の特性、整流素子35−1と整流素子35−2の特性、及び、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2の特性が、完全に等しければ、動作の対称性から、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2の電圧が等しくなるが、現実には素子特性のばらつきがあるため、そうはならない。 However, this is based on the premise that the voltages of the capacitor 36-1 and the capacitor 36-2 are equal. For example, in the step-up mode operation, the on time and the off time of the switch element 31-1 and the switch element 31-2 are completely equal, and the on time and the off time of the switch element 34-1 and the switch element 34-2 are perfect. And the characteristics of the transformer 32-1 and the transformer 32-2, the characteristics of the rectifying element 35-1 and the rectifying element 35-2, and the characteristics of the capacitor 36-1 and the capacitor 36-2 are completely equal to each other. From the symmetry of the operation, the voltages of the capacitor 36-1 and the capacitor 36-2 become equal, but in reality, there is a variation in element characteristics, and this is not the case.
そこで、本実施例1では、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2の電圧差ΔVを検出する電圧差検出手段42と、その電圧差ΔVに基づいてスイッチ素子31−1,31−2及びスイッチ素子34−1,34−2のオン時間(即ち、スイッチ信号S31−1,S31−2及びスイッチ信号S34−1,S34−2のオン時間)を補正する補正手段43を設けている。これにより、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2の電圧を等しくすることができる。 Therefore, in the first embodiment, the voltage difference detecting means 42 for detecting the voltage difference ΔV between the capacitor 36-1 and the capacitor 36-2, the switch elements 31-1, 31-2 and the switch element based on the voltage difference ΔV. Correcting means 43 is provided for correcting the ON times of the 34-1 and 34-2 (that is, the ON times of the switch signals S31-1, S31-2 and the switch signals S34-1, S34-2). Thereby, the voltage of the capacitor | condenser 36-1 and the capacitor | condenser 36-2 can be made equal.
即ち、コンデンサ36−1の電圧がコンデンサ36−2の電圧よりも高い場合、補正手段43により、図3〜図5の破線で示すように、スイッチ素子31−1のオン時間を減らし、スイッチ素子31−2のオン時間を増やすことにより、電圧差ΔVを小さくすることが可能である。逆にコンデンサ36−1の電圧がコンデンサ36−2の電圧よりも低い場合、補正手段43により、図3〜図5の一点鎖線で示すように、スイッチ素子31−1のオン時間を増やし、スイッチ素子31−2のオン時間を減らすことによって電圧差ΔVを小さくすることが可能である。 That is, when the voltage of the capacitor 36-1 is higher than the voltage of the capacitor 36-2, the correction means 43 reduces the ON time of the switch element 31-1, as indicated by the broken line in FIGS. By increasing the ON time of 31-2, the voltage difference ΔV can be reduced. On the other hand, when the voltage of the capacitor 36-1 is lower than the voltage of the capacitor 36-2, the correction means 43 increases the ON time of the switch element 31-1 as shown by the one-dot chain line in FIGS. The voltage difference ΔV can be reduced by reducing the ON time of the element 31-2.
(実施例1の効果)
本実施例1のスイッチング電源装置によれば、次の(a)、(b)のような効果がある。
(Effect of Example 1)
The switching power supply device according to the first embodiment has the following effects (a) and (b).
(a) 2個の電圧変換部30−1,30−2における出力側に、コンデンサ36−1,36−2をそれぞれ設け、これらの2個のコンデンサ36−1,36−2を、第3接続点N3−1と第4接続点N4−2との間(即ち、第1出力端子40−1と第2出力端子40−2との間)に、直列に接続している。そのため、従来に比べて、1次側のスイッチ素子23,31−1,31−2に掛かる電圧が低くなり、より低耐圧のスイッチ素子を使用することができる。これにより、内部損失の低下を抑制して電力変換効率を向上できると共に、電源装置の小型化が可能になる。
(A) Capacitors 36-1 and 36-2 are respectively provided on the output sides of the two voltage conversion units 30-1 and 30-2, and these two capacitors 36-1 and 36-2 are connected to the third The connection point N3-1 and the fourth connection point N4-2 are connected in series (that is, between the first output terminal 40-1 and the second output terminal 40-2). Therefore, compared to the conventional case, the voltage applied to the primary
(b) 電圧差検出手段42及び補正手段43を設けたので、スイッチ素子31−1,31−2、整流素子35−1,35−2、及びコンデンサ36−1,36−2等の特性にばらつきがあっても、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2の電圧を等しくすることができ、これにより、前記(a)の効果を奏することが可能になる。
(B) Since the voltage
図6は、本発明の実施例2のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例1のスイッチング電源装置を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to
本実施例2のスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、実施例1の2個の電圧変換部30−1,30−2に代えて、これらとは構成の異なる2個の電圧変換部30−1A、30−2Aが設けられている。本実施例2の各電圧変換部30−1A、30−2Aでは、実施例1の各電圧変換部30−1,30−2における各電流切り替え用の第2スイッチ素子31−1,31−2の接続位置が変更されている。 The switching power supply according to the second embodiment is a single-converter-type insulated switching power supply, and instead of the two voltage converters 30-1 and 30-2 according to the first embodiment, they have different configurations. The voltage converters 30-1A and 30-2A are provided. In the voltage conversion units 30-1A and 30-2A according to the second embodiment, the second switching elements 31-1 and 31-2 for switching currents in the voltage conversion units 30-1 and 30-2 according to the first embodiment. The connection position of has been changed.
即ち、本実施例2の第2スイッチ素子31−1は、第1整流素子33−1と第1入力端子21−1との間に接続され、更に、トランス32−1における1次巻線32−1aの一端が、第1接続点N1に接続されている。第1整流素子33−1及び第2スイッチ素子31−1により第2直列回路が構成され、この第2直列回路において、第1整流素子33−1と第2スイッチ素子31−1との接続位置を入れ替えても良い。本実施例2の第2スイッチ素子31−2も同様に、第1整流素子33−2と第1入力端子21−1との間に接続され、更に、トランス32−2における1次巻線32−2aの一端が、第1接続点N1に接続されている。前記と同様に、第2直列回路を構成している第1整流素子33−2と第2スイッチ素子31−2との接続位置を入れ替えても良い。その他の構成は、実施例1と同様である。 That is, the second switch element 31-1 of the second embodiment is connected between the first rectifier element 33-1 and the first input terminal 21-1, and further, the primary winding 32 in the transformer 32-1. One end of -1a is connected to the first connection point N1. The first rectifier element 33-1 and the second switch element 31-1 constitute a second series circuit, and the connection position of the first rectifier element 33-1 and the second switch element 31-1 in the second series circuit. May be replaced. Similarly, the second switch element 31-2 of the second embodiment is connected between the first rectifier element 33-2 and the first input terminal 21-1, and further, the primary winding 32 in the transformer 32-2. -2a has one end connected to the first connection point N1. Similarly to the above, the connection positions of the first rectifying element 33-2 and the second switch element 31-2 constituting the second series circuit may be switched. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
本実施例2のスイッチング電源装置によれば、実施例1のスイッチング電源装置と同様の作用効果を奏することができる。 According to the switching power supply device of the second embodiment, the same effects as the switching power supply device of the first embodiment can be achieved.
図7は、本発明の実施例3のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例2のスイッチング電源装置を示す図6中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to Embodiment 3 of the present invention. Elements common to those in FIG. 6 showing the switching power supply device according to
本実施例3のスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、実施例2の2個の電圧変換部30−1A,30−2Aに代えて、これらとは構成の異なる2個の電圧変換部30−1B,30−2Bが設けられている。本実施例3の各電圧変換部30−1B,30−2Bでは、実施例2の各電圧変換部30−1A,30−2Aにおける各第1整流素子33−1,33−2が短絡されて削除されている。 The switching power supply according to the third embodiment is a single-converter-type insulated switching power supply, and instead of the two voltage converters 30-1A and 30-2A according to the second embodiment, they have different configurations. Voltage converters 30-1B and 30-2B are provided. In the voltage converters 30-1B and 30-2B of the third embodiment, the first rectifier elements 33-1 and 33-2 in the voltage converters 30-1A and 30-2A of the second embodiment are short-circuited. It has been deleted.
即ち、実施例2では、電流切り替え用の第2スイッチ素子31−1と第1整流素子33−1とが、直列に接続されているので、その第2スイッチ素子31−1を、双方向に電流を遮断する能力を持つスイッチ素子で構成すれば、第1整流素子33−1を短絡して削除することが可能である。同様に、実施例2では、電流切り替え用の第2スイッチ素子31−2と第1整流素子33−2とが、直列に接続されているので、その第2スイッチ素子31−2を、双方向に電流を遮断する能力を持つスイッチ素子で構成すれば、第1整流素子33−2を短絡して削除することが可能である。なお、2次巻線32−1bと整流素子35−1により、第2直列回路が構成されている。同様に、2次巻線32−2bと整流素子35−2により、第2直列回路が構成されている。その他の構成は、実施例2と同様である。 That is, in Example 2, since the second switch element 31-1 for switching current and the first rectifier element 33-1 are connected in series, the second switch element 31-1 is bidirectionally connected. If the switch element is configured to have a capability of interrupting current, the first rectifier element 33-1 can be short-circuited and deleted. Similarly, in the second embodiment, since the second switching element 31-2 for switching current and the first rectifying element 33-2 are connected in series, the second switching element 31-2 is bidirectionally connected. If the first rectifying element 33-2 is short-circuited, the first rectifying element 33-2 can be deleted. The secondary winding 32-1b and the rectifying element 35-1 constitute a second series circuit. Similarly, a second series circuit is configured by the secondary winding 32-2b and the rectifying element 35-2. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
本実施例3のスイッチング電源装置によれば、実施例1、2のスイッチング電源装置と同様の作用効果を奏することができる。 According to the switching power supply device of the third embodiment, the same effects as the switching power supply devices of the first and second embodiments can be achieved.
図8は、本発明の実施例4のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例1のスイッチング電源装置を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a switching power supply apparatus according to
本実施例4のスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、実施例1のスイッチング電源装置において、トランス32−1,32−2の2次側に配置された電圧差検出手段42の構成例が開示され、更に、この電圧差検出手段42の出力側が、新たに追加された絶縁手段44を介して、補正手段43に接続されている。
The switching power supply according to the fourth embodiment is a single-converter-type insulated switching power supply, and in the switching power supply according to the first embodiment, voltage difference detection arranged on the secondary side of the transformers 32-1 and 32-2. A configuration example of the
5個のスイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2は、全てトランス32−1,32−2の1次側に配置されているので、これらを制御するスイッチ制御手段41及び補正手段43も、1次側に配置することが、結線や製造の容易化等を考えると自然である。スイッチ制御手段41及び補正手段43を1次側に配置した場合、2個のコンデンサ36−1,36−2の電圧差ΔVを検出する電圧差検出手段42で得られた検出結果の情報を、補正手段43に伝えるために、新たに絶縁手段44が設けられている。
Since the five
電圧差検出手段42は、電圧差検出部42aと、第1出力端子40−1と第2出力端子40−2との間に直列に接続された2個の分圧抵抗42b,42cと、により構成されている。電圧差検出部42aは、2個のコンデンサ36−1,36−2間の中点電圧と、出力電圧Voが分圧抵抗42b,42cで1/m(例えば、1/2)に分圧された分圧電圧と、の電圧差を求めて2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差ΔVを検出し、この検出結果を絶縁手段44へ出力する回路であり、例えば、差動増幅器等で構成されている。
The voltage
絶縁手段44は、電圧差検出部42aの検出結果を補正手段43へ伝達する回路であり、例えば、入出力間が絶縁された絶縁増幅器や、入出力間が絶縁されてシリアル通信信号等を伝送するホトカプラ等により、構成されている。その他の構成は、実施例1と同様である。
The insulation means 44 is a circuit that transmits the detection result of the voltage
本実施例4のスイッチング電源装置によれば、電圧差検出部42aにより、2個のコンデンサ36−1,36−2間の中点電圧と、出力電圧Voが分圧抵抗42b,42cで1/2に分圧された分圧電圧と、の電圧差が求められて2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差ΔVが検出される。この検出結果は、絶縁手段44を介して、補正手段43へ伝送され、スイッチ素子31−1,31−2,34−1,34−2のオン時間(即ち、スイッチ信号S31−1,S31−2,S34−1,S34−2のオン時間)が補正される。これにより、コンデンサ36−1とコンデンサ36−2との電圧を等しくすることができ、実施例1と同様の作用効果が得られる。
According to the switching power supply device of the fourth embodiment, the voltage
なお、本実施例4の電圧差検出手段42及び絶縁手段44は、実施例2の図6のスイッチング電源装置や、実施例3の図7のスイッチング電源装置に設ければ、上記と同様の作用効果を奏することができる。
If the voltage
図9は、本発明の実施例5のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例1のスイッチング電源装置を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a switching power supply device according to a fifth embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 illustrating the switching power supply device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
本実施例5のスイッチング電源装置は、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であり、実施例1のスイッチング電源装置において、トランス32−1,32−2の1次側に配置された電圧差検出手段42の構成例が開示されている。
The switching power supply according to the fifth embodiment is a single converter type isolated switching power supply, and in the switching power supply according to the first embodiment, voltage difference detection arranged on the primary side of the transformers 32-1 and 32-2. A configuration example of the
実施例4を示す図8では、スイッチ素子23,31−1,31−2,34−1,34−2を制御するスイッチ制御手段41及び補正手段43をトランス32−1,32−2の1次側に配置し、電圧差検出手段42をトランス32−1,32−2の2次側に配置しているので、電圧差検出手段42の検出結果を補正手段43へ伝送するための絶縁手段44を設けている。しかし、絶縁手段44を、例えば、絶縁増幅器で構成すると、コスト増となり、シリアル通信信号をホトカプラで絶縁する構成にすると、通信の遅れが制御性を悪くする、といった不都合がある。
In FIG. 8 showing the fourth embodiment, the switch control means 41 and the correction means 43 for controlling the
そこで、このような不都合を無くすために、本実施例5のスイッチング電源装置では、実施例1の電圧差検出手段42を、電圧検出部42dにより構成し、この電圧検出部42dを、トランス32−1,32−2の1次側に配置して、第1スイッチ素子23の電圧を計測する構成にしている。電圧検出部42dは、第1スイッチ素子23の両端電圧を計測して、2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差を間接的に検出し、この検出結果を補正手段43へ与える回路であり、例えば、第1スイッチ素子23の両端電圧を降圧して検出する分圧抵抗、その検出電圧をデジタル値に変換するアナログ/デジタル変換器、及び、そのデジタル値をカウントするカウンタ等により構成されている。その他の構成は、実施例1と同様である。
Therefore, in order to eliminate such inconvenience, in the switching power supply device according to the fifth embodiment, the voltage difference detecting means 42 according to the first embodiment is configured by the
本実施例5のスイッチング電源装置では、第1スイッチ素子23の電圧を計測するための電圧検出部42dを設けている。そのため、第1スイッチ素子23がオフで、第2スイッチ素子31−1と第3スイッチ素子34−1がオンの期間は、第1スイッチ素子23の電圧が、コンデンサ36−1の電圧のn倍電圧となることと、第1スイッチ素子23がオフで、第2スイッチ素子31−2と第3スイッチ素子34−2がオンの期間は、第1スイッチ素子23の電圧が、コンデンサ36−2の電圧のn倍電圧となることから、1つの電圧検出部42dで、コンデンサ36−1の電圧のn倍電圧と、コンデンサ36−2の電圧のn倍電圧と、の両方を測定することが可能である。そのため、電圧検出部42dにより、その両方の計測値の差分を取ることで、2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差を間接的に検出することができる。
In the switching power supply device according to the fifth embodiment, a
本実施例5のスイッチング電源装置によれば、トランス32−1,32−2の1次側に配置した電圧検出部42dにより、第1スイッチ素子23の電圧を計測し、2個のコンデンサ36−1,36−2間の電圧差を間接的に検出する構成にしたので、実施例4のような絶縁手段44が不要になって、回路構成を簡単化できる。しかも、本実施例5の電圧検出部42dは、コンデンサ36−1,36−2の直列数が増えても、そのまま使える利点もある。
According to the switching power supply device of the fifth embodiment, the voltage of the
なお、本実施例5の電圧検出部42dは、実施例2の図6のスイッチング電源装置や、実施例3の図7のスイッチング電源装置に設ければ、上記と同様の作用効果を奏することができる。
If the
図10は、本発明の実施例6のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例5のスイッチング電源装置を示す図9中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 10 is a circuit diagram showing a switching power supply apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. Elements common to those in FIG. 9 showing the switching power supply apparatus according to Embodiment 5 are denoted by common reference numerals.
本実施例6のスイッチング電源装置は、実施例1〜5と同様に、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置である。実施例1〜5のスイッチング電源装置を示す図1、図6〜図9では、2個のトランス32−1,32−2を使用しているが、トランス32−1,32−2の個数は、2個に限定されるものではなく、任意の個数のトランス32−1〜32−mを使用できるように拡張しても良い。 The switching power supply apparatus according to the sixth embodiment is a single converter type insulating switching power supply apparatus as in the first to fifth embodiments. 1 and 6 to 9 showing the switching power supply devices according to the first to fifth embodiments, two transformers 32-1 and 32-2 are used, but the number of transformers 32-1 and 32-2 is as follows. The number of transformers 32-1 to 32-m is not limited to two, and may be extended so that any number of transformers can be used.
本実施例6では、電圧変換部30−1と同一構成の複数の電圧変換部30−mが、第1接続点N1及び第1入力端子21−1と第2入力端21−2との間に、並列に接続されている。各電圧変換部30−mは、電圧変換部30−1と同様に、第2スイッチ信号S31−mによりオン/オフ動作する第2スイッチ素子31−mと、第3スイッチ信号S34−mによりオン/オフ動作する第3スイッチ素子34−mと、第1整流素子33−mと、1次巻線32−ma及び2次巻線32−mbを有するトランス32−mと、第2整流素子35−mと、コンデンサ36−mと、により構成されている。 In the sixth embodiment, a plurality of voltage conversion units 30-m having the same configuration as the voltage conversion unit 30-1 are provided between the first connection point N1, the first input terminal 21-1, and the second input end 21-2. Are connected in parallel. Each voltage converter 30-m is turned on by the second switch element 31-m that is turned on / off by the second switch signal S31-m and the third switch signal S34-m, similarly to the voltage converter 30-1. The third switch element 34-m that operates / off, the first rectifier element 33-m, the transformer 32-m having the primary winding 32-ma and the secondary winding 32-mb, and the second rectifier element 35 -M and capacitor 36-m.
更に、実施例5とほぼ同様に、電圧検出部42d及び補正手段43と、複数のスイッチ信号S23,S31−1〜S31−m,S34−1〜S34−mを出力するスイッチ制御手段41と、が設けられている。その他の構成は、実施例5と同様である。
Further, in substantially the same manner as in the fifth embodiment, the
本実施例6のスイッチング電源装置によれば、実施例5のスイッチング電源装置と同様の作用効果を奏することができる。特に、本実施例6では、電圧変換部30−1〜30−mの個数を増やすことにより、トランス32−1〜32−mの個数も増加することができる。トランスを増やすと、出力リップルが減少する利点がある。その理由は、トランスの数が2個(32−1,32−2)の場合、1周期でインダクタ22の電圧は2回プラスマイナスが反転するが、例えば、トランスの数を3個(32−1,32−2,32−3)にすれば、3回反転するようになる。その分、インダクタ22のリップル電流が減るので、そのリップル電流がコンデンサ36−1〜36−3に流れ込んだときに発生するリップル電圧が減少する。
According to the switching power supply device of the sixth embodiment, the same effects as the switching power supply device of the fifth embodiment can be obtained. In particular, in the sixth embodiment, the number of transformers 32-1 to 32-m can be increased by increasing the number of voltage conversion units 30-1 to 30-m. Increasing the transformer has the advantage of reducing output ripple. The reason is that when the number of transformers is two (32-1, 32-2), the voltage of the
なお、実施例2の図6のスイッチング電源装置や、実施例3の図7のスイッチング電源装置において、本実施例6のように、電圧変換部30−1A,30−2A,30−1B,30−2Bの個数を増やすことにより、本実施例6と同様の作用効果を奏することができる。 In the switching power supply device of FIG. 6 of the second embodiment and the switching power supply device of FIG. 7 of the third embodiment, as in the sixth embodiment, the voltage conversion units 30-1A, 30-2A, 30-1B, 30 By increasing the number of −2B, it is possible to achieve the same effect as the sixth embodiment.
図11は、本発明の実施例7のスイッチング電源装置を示す回路図であり、実施例1のスイッチング電源装置を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 11 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a seventh embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 showing the switching power supply device according to the first embodiment are denoted by common reference numerals.
本実施例7のスイッチング電源装置は、実施例1と同様に、1コンバータ方式の絶縁型スイッチング電源装置であるが、実施例1の全波整流回路20が省略されている。第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2には、DCの入力電圧Viが入力される。この入力電圧Viは、AC電圧が整流された脈流の電圧、あるいは、その脈流の電圧が平滑された電圧、あるいは極性と瞬時値が一定である狭義のDC電圧である。その他の構成は、実施例1と同様である。
The switching power supply device according to the seventh embodiment is a single-converter-type insulated switching power supply device as in the first embodiment, but the full-
本実施例7のスイッチング電源装置では、入力電圧Viが第1入力端子21−1及び第2入力端子21−2に入力されると、実施例1とほぼ同様の作用効果を奏することができる。 In the switching power supply device according to the seventh embodiment, when the input voltage Vi is input to the first input terminal 21-1 and the second input terminal 21-2, substantially the same effects as those of the first embodiment can be achieved.
なお、実施例2の図6、実施例3の図7、実施例4の図8、実施例5の図9、及び実施例6の図10にそれぞれ示すスイッチング電源装置において、本実施例7のように、全波整流回路20を省略した場合、それらの実施例2〜6とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
In the switching power supply shown in FIG. 6 of the second embodiment, FIG. 7 of the third embodiment, FIG. 8 of the fourth embodiment, FIG. 9 of the fifth embodiment, and FIG. As described above, when the full-
(実施例の他の変形例)
本発明は、上記実施例1〜7及びその変形例に限定されず、その他の種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(Other variations of the embodiment)
This invention is not limited to the said Examples 1-7 and its modification, Other various utilization forms and deformation | transformation are possible. For example, the following usage forms and modifications are as follows.
実施例1〜7において、各電圧変換部30−1,30−2,30−1A,30−2A,30−1B,30−2B,30−mは、図示以外の構成に変更しても良い。例えば、実施例1〜7の各電圧変換部30−1,30−2,30−1A,30−2A,30−1B,30−2B,30−mにおいて、各スイッチ素子34−1,34−2,34−mに対して並列にスナバコンデンサを接続し、各スイッチ素子34−1,34−2,34−mのオフ時等に生じる過渡的な高電圧を吸収する構成にしても良い。 In the first to seventh embodiments, the voltage conversion units 30-1, 30-2, 30-1A, 30-2A, 30-1B, 30-2B, and 30-m may be changed to configurations other than those illustrated. . For example, in each of the voltage conversion units 30-1, 30-2, 30-1A, 30-2A, 30-1B, 30-2B, and 30-m according to the first to seventh embodiments, the switch elements 34-1 and 34- 2, 34-m may be connected in parallel to absorb a transient high voltage generated when the switching elements 34-1, 34-2, 34-m are turned off.
20 全波整流回路
21−1,21−2 第1、第2入力端子
22 インダクタ
23 第1スイッチ素子
30−1,30−1A,30−1B,30−2,30−2A,30−2B,30−m 電圧変換部
31−1,31−2,31−m 第2スイッチ素子
32−1,32−2,32−m トランス
33−1,33−2,33−m 第1整流素子
34−1,34−2,34−m 第3スイッチ素子
35−1,35−2,35−m 第2整流素子
36−1,36−2,36−m コンデンサ
40−1,40−2 第1、第2出力端子
41 スイッチ制御手段
42 電圧差検出手段
42a 電圧差検出部
42b,42c 分圧抵抗
42d 電圧検出部
43 補正手段
N1 第1接続点
N2−1,N2−2,N2−m 第2接続点
N3−1,N3−2,N3−m 第3接続点
N4−1,N4−2,N4−m 第4接続点
20 Full-wave rectifier circuit 21-1, 21-2 First and
Claims (9)
第2入力端子との間に接続された第3スイッチ素子と、 第3接続点と第4接続点との間に接続され、前記トランスにおける2次巻線と整流素子とを有する第2直列回路と、 をそれぞれ備えたスイッチング電源装置において、 前記各電圧変換部における前記第3接続点と前記第4接続点との間には、コンデンサがそれぞれ接続されると共に、前記m個のコンデンサが前記第1出力端子と前記第2出力端子との間に直列に接続され、且つ、 前記m個のコンデンサ間の電圧差を検出して検出結果を出力する電圧差検出手段と、 前記検出結果に基づき、前記電圧差が許容値以下になるように、前記m個のコンデンサの内の第1コンデンサ及び第2コンデンサにおいて前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも高い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の減少補正を行い、前記第1コンデンサの電圧が前記第2コンデンサの電圧よりも低い場合には、前記第1コンデンサを有する前記電圧変換部側の前記第2スイッチ信号におけるオン時間の増加補正を行う補正手段と、 が設けられたことを特徴とするスイッチング電源装置。 A first switch signal for turning on / off the first switch element, and m second switch signals for turning on / off each of m (where m is an arbitrary number equal to or greater than 2) second switch elements; Switch control means for outputting m number of third switch signals for turning on / off each of the m number of third switch elements at a predetermined timing, and rectification for rectifying an AC voltage to output a DC voltage A first series circuit connected between a pair of first and second input terminals for inputting a DC voltage, and having an inductor, a first connection point, and the first switch element; M voltage converters connected between a first connection point, the first input terminal and the second input terminal, and a pair of first output terminal and second output terminal for outputting a DC output voltage. And each voltage change The exchange unit is connected between the first connection point and the second connection point, the primary winding in the transformer, and the second connection point and the first input terminal. A second switch element; a third switch element connected between the second connection point and the second input terminal; a second switch element connected between the third connection point and the fourth connection point; And a second series circuit having a winding and a rectifying element, respectively, wherein a capacitor is connected between the third connection point and the fourth connection point in each voltage converter. And the m capacitors are connected in series between the first output terminal and the second output terminal, and a voltage difference between the m capacitors is detected and a detection result is output. Voltage difference detection means, based on the detection result As the voltage difference becomes equal to or less than the allowable value, when the voltage of the first capacitor in the first capacitor and the second capacitor of said m-number of capacitors is higher than the voltage of the second capacitor, wherein When the second switch signal on the side of the voltage converter having the first capacitor is corrected to reduce the ON time, and when the voltage of the first capacitor is lower than the voltage of the second capacitor, the first capacitor is A switching power supply comprising: correction means for performing increase correction of on-time in the second switch signal on the voltage conversion unit side .
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