JP6125778B2 - スイッチング電源 - Google Patents
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Description
図9は、従来例に係るスイッチング電源100の回路図である。スイッチング電源100は、トランスTと、トランスTの1次巻線W1に接続された1次側回路と、トランスTの2次巻線W2、W3に接続された2次側回路と、を備える。
以上の構成を備えるスイッチング電源100は、端子P1の電圧に応じて制御回路10によりスイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御して、入力端子IN、GNDから入力された入力電圧を所定の電圧に変換して、出力電圧として出力端子OUT1、OUT2から出力する。
(1) 本発明は、共振回路(例えば、図1のキャパシタC1とインダクタLと1次巻線W1とで形成されるLLC共振回路に相当)およびスイッチ素子(例えば、図1のスイッチ素子Q1、Q2に相当)を有するスイッチング電源(例えば、図1のスイッチング電源1や、図3のスイッチング電源1Aに相当)であって、入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段(例えば、図1の入力電圧検出部20に相当)と、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する補正手段(例えば、図1の電流源Sや、図3の制御回路10Aに相当)と、を備えることを特徴とするスイッチング電源を提案している。
[スイッチング電源1の構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1の回路図である。スイッチング電源1は、図9に示した従来例に係るスイッチング電源100とは、入力電圧検出部20および電流源Sを備える点が異なる。なお、スイッチング電源1において、スイッチング電源100と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
スイッチング電源1において、入力電圧検出部20は、入力電圧、または、入力電圧に応じた電圧を検出し、検出結果に応じた信号を電流源Sに送る。
[スイッチング電源1Aの構成]
図3は、本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aの回路図である。スイッチング電源1Aは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、制御回路10の代わりに制御回路10Aを備える点と、電流源Sを備えない点と、が異なる。なお、スイッチング電源1Aにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
スイッチング電源1Aにおいて、制御回路10Aは、入力電圧検出部20から送られた信号に基づいて、入力電圧検出部20により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する。具体的には、制御回路10Aは、入力電圧検出部20により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す計算式を予め記憶している。そして、この計算式に、入力電圧検出部20で検出された電圧を代入して、入力電圧検出部20で検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御する。
[スイッチング電源1Bの構成]
図4は、本発明の第3実施形態に係るスイッチング電源1Bの回路図である。スイッチング電源1Bは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、電流源SおよびフォトトランジスタPC2の接続が異なる。なお、スイッチング電源1Bにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[スイッチング電源1Cの構成]
図5は、本発明の第4実施形態に係るスイッチング電源1Cの回路図である。スイッチング電源1Cは、図3に示した本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aとは、フォトトランジスタPC2の接続が異なる。なお、スイッチング電源1Cにおいて、スイッチング電源1Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[スイッチング電源1Dの構成]
図6は、本発明の第5実施形態に係るスイッチング電源1Dの回路図である。スイッチング電源1Dは、図1に示した本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源1とは、入力部に力率改善回路30を設けられている点が異なる。なお、スイッチング電源1Dにおいて、スイッチング電源1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[スイッチング電源1Eの構成]
図7は、本発明の第6実施形態に係るスイッチング電源1Eの回路図である。スイッチング電源1Eは、図3に示した本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源1Aとは、制御回路10A、フォトトランジスタPC2、フォトダイオードPC1、および抵抗R1の代わりに、制御回路10Bおよび絶縁回路41、42を備える点が異なる。なお、スイッチング電源1Eにおいて、スイッチング電源1Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
スイッチング電源1Eにおいて、制御回路10Bは、入力電圧検出部20により検出された電圧を絶縁回路42を介して受信し、この電圧に応じて比例ゲインを制御する。そして、制御した比例ゲインと、端子P1の電圧と、に応じた制御信号を、絶縁回路41を介してスイッチ素子Q1、Q2に送信して、スイッチ素子Q1、Q2のオン・オフの周波数を制御する。
[スイッチング電源1Fの構成]
図8は、本発明の第7実施形態に係るスイッチング電源1Fの回路図である。スイッチング電源1Fは、図7に示した本発明の第6実施形態に係るスイッチング電源1Eとは、制御回路10B、入力電圧検出部20、および絶縁回路42の代わりに、制御回路10Cを備える点が異なる。また、スイッチング電源1Fは、抵抗R2〜R4、誤差増幅器AMP、キャパシタC3、および基準電圧源Vrefで構成される出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御する点が、スイッチング電源1Eとは異なる。なお、スイッチング電源1Fにおいて、スイッチング電源1Eと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
スイッチング電源1Fにおいて、制御回路10Cは、出力電圧検出手段で検出した出力電圧の検出結果に応じて比例ゲインを制御する。具体的には、制御回路10Cは、出力電圧と、比例ゲインと、の関係を示す計算式を予め記憶している。そして、この計算式に、検出した出力電圧を代入して、この出力電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御する。
10、10A、10B、10C;制御回路
20;入力電圧検出部
30;力率改善回路
41、42;絶縁回路
AMP;誤差増幅器
PC1;フォトダイオード
PC2;フォトトランジスタ
Q1、Q2;スイッチ素子
S;電流源
T;トランス
Claims (11)
- 共振回路およびスイッチ素子を有するスイッチング電源であって、
入力電圧、入力電圧に応じた電圧、出力電圧、または出力電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて比例ゲインを制御する補正手段と、を備えることを特徴とするスイッチング電源。 - 出力電圧または出力電圧に応じた電圧を検出して、検出結果に応じた電流を流す出力電圧検出手段と、
前記出力電圧検出手段が流す電流に応じて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段と、を備え、
前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を制御して、比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源。 - 前記補正手段は、前記出力電圧検出手段が流す電流を、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて線形または非線形に変化させることを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源。
- 前記補正手段は、
前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係を示す情報を予め保持しており、
前記情報を用いて、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じた比例ゲインの値を求め、求めた値に比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源。 - 前記補正手段が予め情報を保持する前記電圧検出手段により検出される電圧と、比例ゲインと、の関係は、線形または非線形であることを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源。
- 前記補正手段により制御された比例ゲインと、前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧と、に基づいて前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載のスイッチング電源。
- 前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧は、出力電圧の電圧値と、当該出力電圧の目標値と、の誤差電圧であることを特徴とする請求項2、3または6のいずれかに記載のスイッチング電源。
- 前記制御手段は、前記スイッチング電源の1次側に設けられ、
前記出力電圧または出力電圧に応じた電圧を、前記スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を備えることを特徴とする請求項2、3、6、または7のいずれかに記載のスイッチング電源。 - 前記制御手段は、前記スイッチング電源の2次側に設けられ、前記スイッチ素子のオン・オフの周波数を制御する制御信号を、当該スイッチング電源の2次側から1次側に信号伝達する伝達手段を介して、前記スイッチ素子に伝達することを特徴とする請求項2、3、6、または7のいずれかに記載のスイッチング電源。
- 前記補正手段は、前記入力電圧が予め定められた閾値以下である場合に、前記比例ゲインを制御することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のスイッチング電源。
- 請求項1から10のいずれかに記載のスイッチング電源において、
前記スイッチング電源の入力部に力率改善回路を備えることを特徴とするスイッチング電源。
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