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JP2008035656A - Power supply circuit - Google Patents

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JP2008035656A
JP2008035656A JP2006207734A JP2006207734A JP2008035656A JP 2008035656 A JP2008035656 A JP 2008035656A JP 2006207734 A JP2006207734 A JP 2006207734A JP 2006207734 A JP2006207734 A JP 2006207734A JP 2008035656 A JP2008035656 A JP 2008035656A
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Japan
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circuit
signal
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voltage
power supply
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JP2006207734A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Sato
秀夫 佐藤
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Oki Power Tech Co Ltd
Original Assignee
Oki Power Tech Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a power supply circuit and a device as a load of the power supply circuit from being damaged by detecting an abnormality in a digital control unit, before a switching element starts operation in the power supply device that executes step-up operation or step-down operation and generates an AC voltage by switching operation. <P>SOLUTION: The power supply circuit is provided with a power block which includes the switching element applied with a driving signal, so as to execute the switching operation and a drive circuit generating the driving signal on the basis of a control signal; at least one detection circuit which detects a voltage or a current at a prescribed part in the power block so as to output a detection signal; a control block which executes digital signal processing on the basis of the detection signal so as to generate the control signal; and a diagnosis circuit that determines whether the control block is excellently operated or not after a power supply is turned on, so as to allow the driving signal to be applied to the switching element after determining that the control block is well operated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般に、電子機器において用いられる電源回路に関し、特に、スイッチング動作によって昇圧又は降圧を行うスイッチング電源回路、又は、スイッチング動作によって交流電圧を生成するインバータに関する。   The present invention generally relates to a power supply circuit used in an electronic device, and more particularly to a switching power supply circuit that performs step-up or step-down by a switching operation, or an inverter that generates an AC voltage by a switching operation.

近年においては、電子機器の小型軽量化に伴い、小型軽量で効率良く電力を取り出すことのできる電源として、スイッチング動作によって昇圧又は降圧を行うスイッチング電源や、スイッチング動作によって交流電圧を生成するインバータが広く使用されている。このようなスイッチング動作を行う電源においては、スイッチング素子に対する高速かつ高精度な制御が求められており、従来のアナログ回路を用いた制御に替わって、ディジタル回路を用いた制御が検討されている。   In recent years, with the reduction in size and weight of electronic devices, switching power supplies that step up or step down by switching operations and inverters that generate AC voltage by switching operations are widely used as power sources that are small and light and can efficiently extract power. in use. In a power supply that performs such a switching operation, high-speed and high-precision control is required for the switching element, and control using a digital circuit is being considered instead of control using a conventional analog circuit.

ディジタル回路を用いることにより、制御信号の周波数帯域が制限されたり量子化誤差が発生したりするというデメリットがあるものの、回路を集積化することにより制御回路の小型化が容易である。また、制御アルゴリズムを一般化することにより制御回路に汎用性を持たせることができるので、電源回路に対する様々な要求に応じて、同一の制御回路を能力の異なる複数種類のスイッチング素子と組み合わせることが容易となる。さらに、ディジタル制御技術には、今後の発展が期待されている。   By using a digital circuit, there is a demerit that the frequency band of the control signal is limited or a quantization error is generated, but the control circuit can be easily downsized by integrating the circuit. Also, since the control circuit can be generalized by generalizing the control algorithm, the same control circuit can be combined with a plurality of types of switching elements having different capabilities according to various requirements for the power supply circuit. It becomes easy. Furthermore, future development is expected in the digital control technology.

関連する技術として、下記の特許文献1には、スイッチング電源装置において、ディジタル制御を行うためにディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いることが開示されている。このスイッチング電源装置によれば、過電流状態を生じた場合に、スイッチング周期ごとにスイッチング素子の駆動パルスを制限することができるため、例えば、誤って出力端子を短絡した場合のように装置に異常状態を生じても、迅速に適確な制御を行うことができる。しかしながら、DSPは、外部からのノイズ等によって予期しない動作を行うことがあり、そのようなDSPの暴走を早期に発見することによって、スイッチング電源装置やその負荷となる装置の損傷を防止する必要が生じる。   As a related technique, the following Patent Document 1 discloses using a digital signal processor (DSP) for performing digital control in a switching power supply device. According to this switching power supply device, when an overcurrent state occurs, the drive pulse of the switching element can be limited for each switching period. For example, the device is abnormal as when the output terminal is accidentally short-circuited. Even if a situation occurs, it is possible to quickly and accurately perform control. However, the DSP may perform an unexpected operation due to external noise or the like, and it is necessary to prevent damage to the switching power supply device or a device serving as a load by detecting such a DSP runaway at an early stage. Arise.

下記の特許文献2には、DSPの暴走による装置破壊を未然に防止することが可能なスイッチング電源が開示されている。このスイッチング電源は、トランスを駆動するスイッチング素子に流れる電流を検出するトランスの1次側に配置された電流値検出回路と、スイッチング素子を駆動するディジタル制御部と、電流値検出信号に基づいてディジタル制御部の異常を検出するディジタル制御部異常検出回路とを備え、ディジタル制御部異常検出信号に基づいてディジタル制御部がスイッチング素子をオフすることを特徴としている。しかしながら、スイッチング素子が動作を開始した後でディジタル制御部の異常を検出したのでは、異常が検出される前にスイッチング電源装置やその負荷となる装置に損傷を与えてしまうおそれがある。
特開2000−14144号公報(第2、7頁、図1) 特開2003−264980号公報(第2、4頁、図1)
Patent Document 2 below discloses a switching power supply capable of preventing device destruction due to DSP runaway. This switching power supply includes a current value detection circuit arranged on the primary side of a transformer that detects a current flowing through the switching element that drives the transformer, a digital control unit that drives the switching element, and a digital signal based on the current value detection signal. And a digital control unit abnormality detection circuit for detecting a control unit abnormality, wherein the digital control unit turns off the switching element based on the digital control unit abnormality detection signal. However, if an abnormality of the digital control unit is detected after the switching element has started to operate, there is a risk of damaging the switching power supply device or its load device before the abnormality is detected.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-14144 (pages 2, 7 and 1) JP 2003-264980 A (2nd, 4th page, FIG. 1)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、スイッチング素子のスイッチング動作によって昇圧又は降圧を行ったり交流電圧を生成したりする電源回路において、スイッチング素子が動作を開始する前にディジタル制御部の異常を検出することにより、電源回路やその負荷となる装置に損傷を与えることを防止することを目的とする。   Therefore, in view of the above points, in the power supply circuit that performs step-up or step-down by the switching operation of the switching element or generates an AC voltage, the present invention can detect an abnormality of the digital control unit before the switching element starts operating. By detecting, it aims at preventing damaging a power supply circuit and the apparatus used as the load.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る電源回路は、駆動信号が印加されてスイッチング動作を行う少なくとも1つのスイッチング素子、及び、制御信号に基づいて駆動信号を生成する少なくとも1つの駆動回路を含み、少なくとも1つのスイッチング素子のスイッチング動作によって昇圧又は降圧を行い又は交流電圧を生成するパワーブロックと、パワーブロックの所定の箇所における電圧又は電流を検出して検出信号を出力する少なくとも1つの検出回路と、該少なくとも1つの検出回路から出力される検出信号に基づいてディジタル信号処理を行うことにより、少なくとも1つの駆動回路に供給される制御信号を生成する制御ブロックと、電源投入後に、制御信号の電位の変化に基づいて、制御ブロックが良好に動作しているか否かを判定し、制御ブロックが良好に動作していると判定した後に、スイッチング素子に駆動信号が印加されるようにする診断回路とを具備する。   In order to solve the above-described problem, a power supply circuit according to one aspect of the present invention includes at least one switching element that performs a switching operation when a drive signal is applied, and at least one that generates a drive signal based on the control signal. A power block that includes a driving circuit and performs step-up or step-down operation or generates an alternating voltage by a switching operation of at least one switching element; and at least one that outputs a detection signal by detecting a voltage or current at a predetermined location of the power block Two detection circuits, a control block for generating a control signal to be supplied to at least one drive circuit by performing digital signal processing based on a detection signal output from the at least one detection circuit, and after power-on, Based on the change in the potential of the control signal, the control block works well Determines whether Luke, after determining that the control block is operating satisfactorily, comprising a diagnostic circuit to ensure that the drive signal is applied to the switching element.

本発明によれば、電源投入後に制御ブロックが良好に動作していると判定してからスイッチング素子に駆動信号が印加されるようにする診断回路を設けたことにより、電源回路やその負荷となる装置に損傷を与えることを防止することができる。   According to the present invention, a power supply circuit and its load are provided by providing a diagnostic circuit that applies a drive signal to the switching element after determining that the control block is operating well after power-on. It is possible to prevent the apparatus from being damaged.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。第1の実施形態においては、トランスを用いたスイッチング電源回路を例にとって説明する。このスイッチング電源回路は、入力端子1及び2に供給される交流電源電圧を整流及び平滑することにより直流電圧を生成する整流平滑回路10と、1次側巻線21に印加される交流電圧を昇圧又は降圧して2次側巻線22から出力するトランス20と、トランスの1次側巻線21に直列に接続され、パルス状の駆動信号に従って1次側巻線21に電流を流すスイッチング素子30と、スイッチング素子30を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路40と、トランスの1次側巻線21に流れる電流を検出する1次側電流検出回路50とを有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a switching power supply circuit using a transformer will be described as an example. This switching power supply circuit boosts the AC voltage applied to the primary winding 21 and the rectifying and smoothing circuit 10 that generates a DC voltage by rectifying and smoothing the AC power supply voltage supplied to the input terminals 1 and 2. Alternatively, the switching element 30 is connected in series to the transformer 20 that steps down and outputs from the secondary winding 22 and the primary winding 21 of the transformer, and flows current to the primary winding 21 in accordance with a pulsed drive signal. And a drive circuit 40 that generates a drive signal for driving the switching element 30 and a primary-side current detection circuit 50 that detects a current flowing in the primary winding 21 of the transformer.

さらに、このスイッチング電源回路は、トランスの2次側巻線22に発生する電圧を半波整流するダイオード61及び整流電圧を平滑するコンデンサ62を含む整流平滑回路60と、コンデンサ62の両端における平滑電圧を検出する2次側電圧検出回路70と、整流平滑回路60から出力端子3及び4を介して出力される電流を検出する2次側電流検出回路80と、各種検出回路の検出結果に基づいてスイッチング素子30の制御を行うための制御信号を生成する制御ブロック90と、制御ブロック90の起動時の動作を診断するための診断回路100と、アイソレータ111及び112とを有している。   Further, this switching power supply circuit includes a rectifying / smoothing circuit 60 including a diode 61 for half-wave rectifying the voltage generated in the secondary winding 22 of the transformer and a capacitor 62 for smoothing the rectified voltage, and a smoothing voltage at both ends of the capacitor 62. Based on the detection results of the various detection circuits, the secondary voltage detection circuit 70 for detecting current, the secondary current detection circuit 80 for detecting the current output from the rectifying and smoothing circuit 60 via the output terminals 3 and 4 A control block 90 that generates a control signal for controlling the switching element 30, a diagnostic circuit 100 for diagnosing an operation at the time of activation of the control block 90, and isolators 111 and 112 are included.

整流平滑回路10は、例えば、ダイオードブリッジとコンデンサとを含んでおり、入力端子1と入力端子2との間に印加される交流電圧をダイオードブリッジによって全波整流し、コンデンサによって平滑する。   The rectifying / smoothing circuit 10 includes, for example, a diode bridge and a capacitor. The AC voltage applied between the input terminal 1 and the input terminal 2 is full-wave rectified by the diode bridge and smoothed by the capacitor.

トランス20は、磁性体のコア23と、コア23に回巻された1次側巻線21、2次側巻線22、及び、2つの補助巻線(図示せず)とを有している。1次側巻線21の巻数をN1とし、2次側巻線22の巻数をN2とすると、損失がないとした場合に、1次側と2次側との間の昇圧比は、N2/N1となる。なお、トランス20に付されたドットの記号は、巻線の極性を示している。また、2つの補助巻線は、1次側の回路及び2次側の回路に電源電圧を供給するために使用される。   The transformer 20 includes a magnetic core 23, a primary side winding 21 wound around the core 23, a secondary side winding 22, and two auxiliary windings (not shown). . Assuming that the number of turns of the primary winding 21 is N1 and the number of turns of the secondary winding 22 is N2, when there is no loss, the step-up ratio between the primary side and the secondary side is N2 / N1. A dot symbol attached to the transformer 20 indicates the polarity of the winding. The two auxiliary windings are used to supply a power supply voltage to the primary side circuit and the secondary side circuit.

一般に、スイッチング電源において、トランスの1次側から2次側への電力伝達方式としては、スイッチング素子がオンした時に1次側から2次側に電力を伝達するフォワード方式と、スイッチング素子がオフした時に1次側から2次側に電力を伝達するフライバック方式とがある。本実施形態においては、2次側において高電圧の出力を多数取り出すことのできるフライバック方式を採用している。   Generally, in a switching power supply, as a power transmission method from the primary side to the secondary side of the transformer, a forward method in which power is transmitted from the primary side to the secondary side when the switching element is turned on, and the switching element is turned off. Sometimes there is a flyback system that transmits power from the primary side to the secondary side. In the present embodiment, a flyback system that can extract a large number of high-voltage outputs on the secondary side is employed.

図1に示すようなフライバック型のスイッチング電源においては、トランスの1次側巻線21と2次側巻線22とが逆極性の関係となっており、スイッチング素子30がオンしている間は、トランス20の1次側電流は増加するが、トランス20の2次側においてはダイオードで逆バイアスされているので2次側電流は流れない。トランス20は、スイッチング素子30がオンしている時に、コア23にエネルギーを蓄える。   In the flyback type switching power supply as shown in FIG. 1, the primary side winding 21 and the secondary side winding 22 of the transformer have a reverse polarity relationship, and the switching element 30 is on. Although the primary side current of the transformer 20 increases, the secondary side current does not flow because the secondary side of the transformer 20 is reverse-biased by a diode. The transformer 20 stores energy in the core 23 when the switching element 30 is on.

次に、スイッチング素子30がオフすると、磁場が電流を維持しようとするので、トランス20の電圧極性が反転して、トランス20の2次側において電流が流れる。トランス20の2次側電流は、トランスの2次側巻線22に直列接続されたダイオード61を介してコンデンサ62に充電されることにより、出力端子3と出力端子4との間に直流出力電圧を発生させる。スイッチング素子30としては、例えば、MOSFET(金属酸化物半導体−電界効果トランジスタ)が用いられる。   Next, when the switching element 30 is turned off, the magnetic field tries to maintain current, so that the voltage polarity of the transformer 20 is reversed, and current flows on the secondary side of the transformer 20. The secondary current of the transformer 20 is charged to the capacitor 62 via the diode 61 connected in series to the secondary winding 22 of the transformer, so that a DC output voltage is generated between the output terminal 3 and the output terminal 4. Is generated. As the switching element 30, for example, a MOSFET (metal oxide semiconductor-field effect transistor) is used.

トランス20の1次側回路及び2次側回路には、トランス20の2つの補助巻線によって生成された交流電圧を整流及び平滑して得られた内部電源電圧がそれぞれ供給される。出力端子4がアース電位(接地電位)に接続されているので、2次側回路の基準電位はアース電位となるが、1次側回路の基準電位はアース電位からアイソレートされている。図1において、1次側回路としては、駆動回路40、1次側電流検出回路50、制御ブロック90、及び、診断回路100が該当し、2次側回路としては、2次側電圧検出回路70、及び、2次側電流検出回路80が該当する。   An internal power supply voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage generated by the two auxiliary windings of the transformer 20 is supplied to the primary side circuit and the secondary side circuit of the transformer 20, respectively. Since the output terminal 4 is connected to the ground potential (ground potential), the reference potential of the secondary side circuit is the ground potential, but the reference potential of the primary side circuit is isolated from the ground potential. In FIG. 1, a drive circuit 40, a primary current detection circuit 50, a control block 90, and a diagnostic circuit 100 correspond to the primary side circuit, and a secondary side voltage detection circuit 70 corresponds to the secondary side circuit. And the secondary side current detection circuit 80 corresponds.

従って、2次側電圧検出回路70とA/D変換器92との間には、アイソレータ111が接続され、2次側電流検出回路80とA/D変換器93との間には、アイソレータ112が接続されている。アイソレータ111及び112としては、例えば、電気信号を光信号に変換して送信する送信部と、該送信部によって送信される光信号を受信して電気信号に変換する受信部とを有するフォトカプラ等の光信号伝送素子が用いられる。なお、2次側電流検出回路80が、電流プローブのように、出力電流を電流経路に非接触で検出するタイプの検出回路である場合には、アース電位からアイソレートされた検出信号を生成することができるので、アイソレータ112を省略することができる。   Therefore, the isolator 111 is connected between the secondary side voltage detection circuit 70 and the A / D converter 92, and the isolator 112 is connected between the secondary side current detection circuit 80 and the A / D converter 93. Is connected. As the isolators 111 and 112, for example, a photocoupler or the like having a transmission unit that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it, and a reception unit that receives the optical signal transmitted by the transmission unit and converts it into an electrical signal The optical signal transmission element is used. When the secondary current detection circuit 80 is a detection circuit of a type that detects the output current in a non-contact manner in the current path, such as a current probe, a detection signal isolated from the ground potential is generated. Therefore, the isolator 112 can be omitted.

制御ブロック90は、A/D変換器91〜93と、スイッチング電源回路の制御機能を一体化して収めたDSP(digital signal processor:ディジタル信号プロセッサ)94とを含んでいる。A/D変換器91は、1次側電流検出回路50から出力されるアナログの検出信号をディジタルの検出信号(検出データ)に変換してDSP94に出力する。また、A/D変換器92は、アイソレータ111から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力し、A/D変換器93は、アイソレータ112又は2次側電流検出回路80から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力する。   The control block 90 includes A / D converters 91 to 93 and a DSP (digital signal processor) 94 in which the control functions of the switching power supply circuit are integrated. The A / D converter 91 converts the analog detection signal output from the primary-side current detection circuit 50 into a digital detection signal (detection data) and outputs it to the DSP 94. The A / D converter 92 converts the analog detection signal output from the isolator 111 into detection data and outputs the detection data to the DSP 94. The A / D converter 93 includes the isolator 112 or the secondary current detection circuit 80. The analog detection signal output from is converted to detection data and output to the DSP 94.

DSP94には、CPUに動作を行わせるためのソフトウェア(制御プログラム)が格納されているEEPROM等の不揮発性メモリと、各種のデータを一時的に記憶するためのDRAMやSRAM等のメモリが内蔵されている。DSP94は、A/D変換器91〜93の内の少なくとも1つから出力される検出データに基づいてディジタル信号処理を行うことにより、パルス変調(PWM)によって、スイッチング素子30を制御するための制御信号(PWM信号)を生成する。なお、検出回路及びA/D変換器の種類や数は、必要に応じて適宜変更することができる。   The DSP 94 includes a nonvolatile memory such as an EEPROM in which software (control program) for causing the CPU to operate is stored, and a memory such as a DRAM and SRAM for temporarily storing various data. ing. The DSP 94 performs control of the switching element 30 by pulse modulation (PWM) by performing digital signal processing based on detection data output from at least one of the A / D converters 91 to 93. A signal (PWM signal) is generated. Note that the types and number of detection circuits and A / D converters can be changed as appropriate.

例えば、DSP94は、2次側電圧検出回路70の検出結果のみに基づいて制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、2次側電圧検出回路70の検出結果、及び、2次側電流検出回路80の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。一般に、従来のアナログ電源回路における出力制御は、出力電圧に基づいて行われるか出力電流に基づいて行われるかのいずれかであったが、ディジタル信号処理を用いることにより、出力電力に基づいて出力制御を行うこともできるようになる。   For example, the DSP 94 may generate the control signal based only on the detection result of the secondary side voltage detection circuit 70. The DSP 94 may generate a control signal based on the detection result of the secondary side voltage detection circuit 70 and the detection result of the secondary side current detection circuit 80. In general, the output control in the conventional analog power supply circuit is performed based on the output voltage or the output current. However, by using digital signal processing, the output control is performed based on the output power. Control can also be performed.

あるいは、DSP94は、1次側電流検出回路50の検出結果、及び、2次側電圧検出回路70の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、1次側電流検出回路50の検出結果、2次側電圧検出回路70の検出結果、及び、2次側電流検出回路80の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。   Alternatively, the DSP 94 may generate a control signal based on the detection result of the primary side current detection circuit 50 and the detection result of the secondary side voltage detection circuit 70. The DSP 94 generates a control signal based on the detection result of the primary side current detection circuit 50, the detection result of the secondary side voltage detection circuit 70, and the detection result of the secondary side current detection circuit 80. May be.

A/D変換された検出データを取り込んでからパルス変調のための演算を行って駆動信号を生成するまでに要する時間は、スイッチング素子30のスイッチング周期内に収める必要があるが、制御ブロック90において、汎用マイコンに比べて演算処理速度が速いDSPを用いることにより、スイッチング素子を10kHz〜120kHz程度の高い周波数でスイッチングさせることができる。そのために、DSP94は、40MHz〜150MHz程度の周波数を有するクロック信号が供給されて動作する。   Although it is necessary to keep the time required to generate the drive signal by performing the calculation for pulse modulation after taking the A / D converted detection data, in the control block 90 The switching element can be switched at a high frequency of about 10 kHz to 120 kHz by using a DSP whose operation processing speed is faster than that of a general-purpose microcomputer. For this purpose, the DSP 94 operates by receiving a clock signal having a frequency of about 40 MHz to 150 MHz.

診断回路100は、電源投入後に、制御信号の電位の変化に基づいて、制御ブロック90のDSP94が良好に動作しているか否かを判定し、DSP94が良好に動作していると判定した後に、スイッチング素子30に駆動信号が印加されるようにする。   The diagnostic circuit 100 determines whether or not the DSP 94 of the control block 90 is operating satisfactorily after turning on the power, based on a change in the potential of the control signal, and after determining that the DSP 94 is operating properly. A drive signal is applied to the switching element 30.

図2は、図1のスイッチング電源回路における診断回路の第1の具体例を示す図である。この例においては、診断回路100が、DSP94によって生成される制御信号に含まれているパルスの数をカウントするカウンタ101と、電源投入時に一定期間だけ活性化されるシステムリセット信号を所定の期間遅延させる遅延回路102と、電源投入後の所定の期間においてカウンタ101によってカウントされるパルスの数が所定の範囲内にあるか否かを判定し、パルスの数が所定の範囲内にあると判定したときに、スイッチング素子30に駆動信号が印加されるようにするためのイネーブル信号を活性化する判定回路103と、制御信号と判定回路103の出力信号との論理積を求めるAND回路104とを含んでいる。   FIG. 2 is a diagram showing a first specific example of a diagnostic circuit in the switching power supply circuit of FIG. In this example, the diagnostic circuit 100 delays a counter 101 that counts the number of pulses included in a control signal generated by the DSP 94 and a system reset signal that is activated for a certain period when the power is turned on for a predetermined period. And determining whether the number of pulses counted by the counter 101 in a predetermined period after power-on is within a predetermined range, and determining that the number of pulses is within the predetermined range Sometimes, a determination circuit 103 that activates an enable signal for applying a drive signal to the switching element 30 and an AND circuit 104 that calculates a logical product of the control signal and the output signal of the determination circuit 103 are included. It is out.

システムリセット信号がカウンタ101のリセット端子に供給されるので、電源投入時にカウンタ101がリセットされる。その後、カウンタ101は、DSP94によって生成される制御信号に含まれているパルスの立上がりエッジに同期してカウント値をインクリメントする。カウンタ101から出力されるカウント値は、判定回路103に入力される。   Since the system reset signal is supplied to the reset terminal of the counter 101, the counter 101 is reset when the power is turned on. Thereafter, the counter 101 increments the count value in synchronization with the rising edge of the pulse included in the control signal generated by the DSP 94. The count value output from the counter 101 is input to the determination circuit 103.

判定回路103は、遅延回路102によって遅延されたシステムリセット信号の立上がりエッジに同期して、カウンタ101から出力されるカウント値をラッチする。さらに、判定回路103は、ラッチされたカウント値が所定の範囲内にあるか否かを判定し、ラッチされたカウント値が所定の範囲内にあると判定したときに、イネーブル信号を活性化する。ここで、所定の範囲は、下限値のみを有していても良いし、下限値及び上限値を有していても良い。   The determination circuit 103 latches the count value output from the counter 101 in synchronization with the rising edge of the system reset signal delayed by the delay circuit 102. Further, the determination circuit 103 determines whether or not the latched count value is within a predetermined range, and activates the enable signal when it is determined that the latched count value is within the predetermined range. . Here, the predetermined range may have only a lower limit value, or may have a lower limit value and an upper limit value.

AND回路104は、DSP94によって生成される制御信号と判定回路103から出力されるイネーブル信号との論理積を求めることにより制御信号をゲートし、ゲートされた制御信号を駆動回路40(図1)に供給する。このようにすれば、DSP94によって生成される制御信号がハイレベルに固定されているような場合には、ラッチされたカウント値が所定の範囲外にあると判定され、制御信号がローレベルとなって駆動信号もローレベルとなり、スイッチング素子30がオンすることはない。   The AND circuit 104 gates the control signal by obtaining a logical product of the control signal generated by the DSP 94 and the enable signal output from the determination circuit 103, and sends the gated control signal to the drive circuit 40 (FIG. 1). Supply. In this way, when the control signal generated by the DSP 94 is fixed at the high level, it is determined that the latched count value is outside the predetermined range, and the control signal becomes the low level. Thus, the drive signal is also at a low level, and the switching element 30 is not turned on.

図3は、図1のスイッチング電源回路における診断回路の第2の具体例を示す図である。この例においては、診断回路100が、制御信号の低周波成分を抽出するローパスフィルタ(LPF)105と、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位を第1の基準電位VREF1と比較するコンパレータ106と、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位を第2の基準電位VREF2と比較するコンパレータ107と、コンパレータ106の出力信号とコンパレータ107の出力信号との論理積を求めるAND回路108と、電源投入時に一定期間だけ活性化されるシステムリセット信号を所定の期間遅延させる遅延回路102と、電源投入後の所定のタイミングにおいてAND回路108の出力信号をラッチするDフリップフロップ109と、制御信号とDフリップフロップ109の出力信号との論理積を求めるAND回路104とを含んでいる。 FIG. 3 is a diagram showing a second specific example of the diagnostic circuit in the switching power supply circuit of FIG. In this example, the diagnostic circuit 100 has a low-pass filter (LPF) 105 that extracts a low-frequency component of the control signal, and a comparator that compares the potential of the signal output from the low-pass filter 105 with the first reference potential V REF 1. 106, a comparator 107 that compares the potential of the signal output from the low-pass filter 105 with the second reference potential V REF 2, and an AND circuit 108 that calculates a logical product of the output signal of the comparator 106 and the output signal of the comparator 107 A delay circuit 102 that delays a system reset signal that is activated for a predetermined period when the power is turned on for a predetermined period, a D flip-flop 109 that latches an output signal of the AND circuit 108 at a predetermined timing after the power is turned on, and a control signal And the output signal of D flip-flop 109 And an AND circuit 104.

コンパレータ106は、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位が第1の基準電位VREF1よりも小さいときに出力信号をハイレベルに活性化し、コンパレータ107は、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位が第2の基準電位VREF2よりも大きいときに出力信号をハイレベルに活性化する。従って、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位VLPFが所定の範囲(VREF2<VLPF<VREF1)内にあれば、AND回路108からハイレベルの信号が出力される。 The comparator 106 activates the output signal to a high level when the potential of the signal output from the low-pass filter 105 is smaller than the first reference potential V REF 1, and the comparator 107 outputs the signal output from the low-pass filter 105. When the potential is higher than the second reference potential V REF 2, the output signal is activated to a high level. Therefore, if the potential V LPF of the signal output from the low-pass filter 105 is within a predetermined range (V REF 2 <V LPF <V REF 1), the AND circuit 108 outputs a high level signal.

フリップフロップ109のデータ入力端子Dには、AND回路108の出力信号が入力され、クロック信号入力端子Cには、遅延回路102によって遅延されたシステムリセット信号が入力され、リセット端子Rには、システムリセット信号が供給される。Dフリップフロップ109は、電源投入時にリセットされ、その後、遅延回路102によって遅延されたシステムリセット信号の立上がりエッジに同期して、AND回路108の出力信号をラッチし、イネーブル信号として出力する。   The output signal of the AND circuit 108 is input to the data input terminal D of the flip-flop 109, the system reset signal delayed by the delay circuit 102 is input to the clock signal input terminal C, and the system signal is input to the reset terminal R. A reset signal is supplied. The D flip-flop 109 is reset when the power is turned on, and then latches the output signal of the AND circuit 108 in synchronization with the rising edge of the system reset signal delayed by the delay circuit 102 and outputs it as an enable signal.

従って、コンパレータ106〜Dフリップフロップ109によって構成される判定回路は、電源投入後の所定のタイミングにおいて、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位が所定の範囲内にあるか否かを判定し、該信号の電位が所定の範囲内にあると判定したときに、スイッチング素子30に駆動信号が印加されるようにするためのイネーブル信号を活性化する。   Therefore, the determination circuit configured by the comparator 106 to the D flip-flop 109 determines whether or not the potential of the signal output from the low-pass filter 105 is within a predetermined range at a predetermined timing after power-on. When it is determined that the potential of the signal is within a predetermined range, an enable signal for activating the drive signal to the switching element 30 is activated.

AND回路104は、DSP94によって生成される制御信号とDフリップフロップ109から出力されるイネーブル信号との論理積を求めることにより制御信号をゲートし、ゲートされた制御信号を駆動回路40(図1)に供給する。このようにすれば、DSP94によって生成される制御信号がハイレベルに固定されているような場合には、ローパスフィルタ105から出力される信号の電位が所定の範囲外にあると判定され、制御信号がローレベルとなって駆動信号もローレベルとなり、スイッチング素子30がオンすることはない。   The AND circuit 104 gates the control signal by obtaining a logical product of the control signal generated by the DSP 94 and the enable signal output from the D flip-flop 109, and the gated control signal is driven to the drive circuit 40 (FIG. 1). To supply. In this way, when the control signal generated by the DSP 94 is fixed at a high level, it is determined that the potential of the signal output from the low-pass filter 105 is outside the predetermined range, and the control signal Becomes low level and the drive signal also becomes low level, and the switching element 30 is not turned on.

あるいは、図2及び図3において、診断回路100が、入力される制御信号をそのまま出力し、イネーブル信号を駆動回路40(図1)に供給するようにしても良い。その場合には、駆動回路40が、イネーブル信号が活性化されたときに駆動信号をスイッチング素子30に供給し、イネーブル信号が非活性化されたときに駆動信号をローレベルに固定する。そのような駆動回路40の例を、図4に示す。   Alternatively, in FIG. 2 and FIG. 3, the diagnostic circuit 100 may output the input control signal as it is and supply the enable signal to the drive circuit 40 (FIG. 1). In that case, the drive circuit 40 supplies the drive signal to the switching element 30 when the enable signal is activated, and fixes the drive signal at a low level when the enable signal is deactivated. An example of such a drive circuit 40 is shown in FIG.

図4に示す駆動回路40は、供給される制御信号のレベルをシフトするレベルシフタ41と、レベルシフタ41の出力信号をバッファする2つの反転回路(インバータ)42及び43と、これらの反転回路42及び43の電源ラインに接続されたスイッチ回路44とを含んでいる。   The drive circuit 40 shown in FIG. 4 includes a level shifter 41 that shifts the level of a supplied control signal, two inversion circuits (inverters) 42 and 43 that buffer the output signal of the level shifter 41, and these inversion circuits 42 and 43. And a switch circuit 44 connected to the power supply line.

レベルシフタ41には、電源電位VDD及びVSSと、スイッチング素子30の駆動のために用いられる高電位の電源電位Vが供給される。レベルシフタ41は、制御信号の電圧範囲を、電源電圧(VDD−VSS)の範囲から、電源電圧(V−VSS)の範囲に変換する。ここで、例えば、電源電圧(VDD−VSS)は5Vであり、電源電圧(V−VSS)は15Vである。 The level shifter 41 is supplied with power supply potentials V DD and V SS and a high power supply potential V H used for driving the switching element 30. The level shifter 41 converts the voltage range of the control signal from the range of the power supply voltage (V DD −V SS ) to the range of the power supply voltage (V H −V SS ). Here, for example, the power supply voltage (V DD −V SS ) is 5V, and the power supply voltage (V H −V SS ) is 15V.

反転回路42及び43は、電源電位V及びVSSが供給されて動作する。ここで、スイッチ回路44が、イネーブル信号に従って電源電位Vの供給をオン/オフする。例えば、スイッチ回路44は、電源電位Vと反転回路42及び43の電源ラインとの間に接続されたPチャネルトランジスタと、このPチャネルトランジスタのゲート電位を制御するNチャネルトランジスタとによって構成される。NチャネルトランジスタのドレインはPチャネルランジスタのゲートに接続され、ソースは電源電位VSSに接続され、ゲートにはイネーブル信号が供給される。 The inverting circuits 42 and 43 operate by being supplied with the power supply potentials V H and V SS . Here, the switch circuit 44 turns on / off the supply of power supply potential V H accordance with the enable signal. For example, the switch circuit 44 includes a P-channel transistor connected between the power supply potential VH and the power supply lines of the inverting circuits 42 and 43, and an N-channel transistor that controls the gate potential of the P-channel transistor. . The drain of the N-channel transistor is connected to the gate of the P-channel transistor, the source is connected to the power supply potential VSS , and an enable signal is supplied to the gate.

イネーブル信号がローレベルに非活性化されているときには、スイッチ回路44がオフして反転回路42及び43に電源電位Vが供給されないので、反転回路43から出力される駆動信号はローレベルとなる。従って、スイッチング素子30はオフ状態を維持する。イネーブル信号がハイレベルに活性化されると、スイッチ回路44がオンして反転回路42及び43に電源電位Vが供給されるので、制御信号に基づいて反転回路43からパルス状の駆動信号が出力される。図1に示すスイッチング素子30は、駆動回路40から駆動信号が印加されてスイッチング動作を行う。 When the enable signal is inactivated to the low level, the switch circuit 44 is turned off and the power supply potential VH is not supplied to the inverting circuits 42 and 43, so that the drive signal output from the inverting circuit 43 is at the low level. . Therefore, the switching element 30 maintains the off state. When the enable signal is activated to a high level, the switch circuit 44 is turned on and the power supply potential VH is supplied to the inverting circuits 42 and 43, so that a pulsed drive signal is generated from the inverting circuit 43 based on the control signal. Is output. The switching element 30 shown in FIG. 1 performs a switching operation when a drive signal is applied from the drive circuit 40.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。第2の実施形態においては、チョークコイルを用いたチョッパ方式昇圧型のスイッチング電源回路を例にとって説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a chopper boost type switching power supply circuit using a choke coil will be described as an example.

このスイッチング電源回路は、交流電圧の入力端子1及び2に接続された整流平滑回路10と、一端が整流平滑回路10に接続され、巻線に流れる電流によって発生する磁気エネルギーをコアに蓄えるチョークコイル120と、チョークコイル120の他端に接続され、パルス状の駆動信号に従ってチョークコイル120に電流を流すスイッチング素子30と、スイッチング素子30に流れる電流を検出するスイッチング電流検出回路130とを有している。ここで、チョークコイル120としてトランスの1次側巻線を用いる場合には、トランスの2次側巻線を内部電源の生成用に利用することができる。   This switching power supply circuit includes a rectifying / smoothing circuit 10 connected to AC voltage input terminals 1 and 2, and a choke coil having one end connected to the rectifying / smoothing circuit 10 and storing magnetic energy generated by a current flowing in the winding in a core. 120, a switching element 30 that is connected to the other end of the choke coil 120 and passes a current through the choke coil 120 according to a pulsed drive signal, and a switching current detection circuit 130 that detects a current flowing through the switching element 30 Yes. Here, when the primary winding of the transformer is used as the choke coil 120, the secondary winding of the transformer can be used for generating an internal power source.

さらに、このスイッチング電源回路は、チョークコイル120の他端に発生する電圧を半波整流するダイオード61及び整流電圧を平滑するコンデンサ62を含む整流平滑回路60と、コンデンサ62の両端における平滑電圧を検出する出力電圧検出回路140と、整流平滑回路60から出力端子3及び4を介して出力される電流を検出する出力電流検出回路150と、各種検出回路の検出結果に基づいてスイッチング素子30の制御を行うための制御信号を生成する制御ブロック90と、制御ブロック90の起動時の動作を診断するための診断回路100とを有している。   Further, this switching power supply circuit detects a smoothing voltage at both ends of the capacitor 62 and a rectifying / smoothing circuit 60 including a diode 61 for half-wave rectifying the voltage generated at the other end of the choke coil 120 and a capacitor 62 for smoothing the rectified voltage. The output voltage detection circuit 140 for detecting the current output from the rectifying / smoothing circuit 60 via the output terminals 3 and 4, and the switching element 30 based on the detection results of the various detection circuits. A control block 90 that generates a control signal to perform, and a diagnostic circuit 100 for diagnosing the operation of the control block 90 when it is started up are included.

チョークコイル120は、スイッチング素子30がオンしている時に、コアにエネルギーを蓄える。次に、スイッチング素子30がオフすると、磁場が電流を維持しようとするので、チョークコイル120の電流がダイオード61を介してコンデンサ62に流れ、コンデンサ62が充電されることにより、出力端子3と出力端子4との間に直流出力電圧を発生させる。   The choke coil 120 stores energy in the core when the switching element 30 is on. Next, when the switching element 30 is turned off, the magnetic field tries to maintain the current, so that the current of the choke coil 120 flows to the capacitor 62 via the diode 61, and the capacitor 62 is charged. A DC output voltage is generated between the terminals 4.

A/D変換器91は、スイッチング電流検出回路130から出力されるアナログの検出信号をディジタルの検出信号(検出データ)に変換してDSP94に出力する。また、A/D変換器92は、出力電圧検出回路140から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力し、A/D変換器93は、出力電流検出回路150から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力する。   The A / D converter 91 converts the analog detection signal output from the switching current detection circuit 130 into a digital detection signal (detection data) and outputs the digital detection signal to the DSP 94. The A / D converter 92 converts the analog detection signal output from the output voltage detection circuit 140 into detection data and outputs it to the DSP 94, and the A / D converter 93 outputs from the output current detection circuit 150. The analog detection signal is converted into detection data and output to the DSP 94.

DSP94は、A/D変換器91〜93の内の少なくとも1つから出力される検出データに基づいてディジタル信号処理を行うことにより、パルス変調(PWM)によって、スイッチング素子30を制御するための制御信号(PWM信号)を生成する。なお、検出回路及びA/D変換器の種類や数は、必要に応じて適宜変更することができる。   The DSP 94 performs control of the switching element 30 by pulse modulation (PWM) by performing digital signal processing based on detection data output from at least one of the A / D converters 91 to 93. A signal (PWM signal) is generated. Note that the types and number of detection circuits and A / D converters can be changed as appropriate.

例えば、DSP94は、出力電圧検出回路140の検出結果のみに基づいて制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、出力電圧検出回路140の検出結果、及び、出力電流検出回路150の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。   For example, the DSP 94 may generate the control signal based only on the detection result of the output voltage detection circuit 140. The DSP 94 may generate a control signal based on the detection result of the output voltage detection circuit 140 and the detection result of the output current detection circuit 150.

あるいは、DSP94は、スイッチング電流検出回路130の検出結果、及び、出力電圧検出回路140の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、スイッチング電流検出回路130の検出結果、出力電圧検出回路140の検出結果、及び、出力電流検出回路150の検出結果に基づいて、制御信号を生成するようにしても良い。   Alternatively, the DSP 94 may generate a control signal based on the detection result of the switching current detection circuit 130 and the detection result of the output voltage detection circuit 140. The DSP 94 may generate a control signal based on the detection result of the switching current detection circuit 130, the detection result of the output voltage detection circuit 140, and the detection result of the output current detection circuit 150.

診断回路100は、電源投入後に、制御信号の電位の変化に基づいて、制御ブロック90のDSP94が良好に動作しているか否かを判定し、DSP94が良好に動作していると判定した後に、スイッチング素子30に駆動信号が印加されるようにする。   The diagnostic circuit 100 determines whether or not the DSP 94 of the control block 90 is operating satisfactorily after turning on the power, based on a change in the potential of the control signal, and after determining that the DSP 94 is operating properly. A drive signal is applied to the switching element 30.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第3の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。第3の実施形態においては、交流電圧を整流及び平滑して得られた直流電圧を用いて、モータを駆動するための3相交流電圧を発生するモータ・インバータを例にとって説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a motor / inverter that generates a three-phase AC voltage for driving a motor using a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage will be described as an example.

このモータ・インバータは、入力される交流電圧(AV100V)に含まれているノイズ成分をカットするための入力フィルタ11と、交流電圧を整流する整流回路12と、一端が整流回路12に接続され、巻線に流れる電流によって発生する磁気エネルギーをコアに蓄えるチョークコイル120と、パルス状の駆動信号に従ってチョークコイル120に電流を流すスイッチング素子30と、チョークコイル120の他端に発生する電圧を半波整流するダイオード61及び整流電圧を平滑するコンデンサ62を含む整流平滑回路60とを有している。これらは、入力される電圧を直流電圧に変換する際に電圧及び電流における波形及び位相を合わせて力率を改善するPFC(power factor controller:力率改善コントロール)回路を構成している。   This motor / inverter is connected to an input filter 11 for cutting a noise component contained in an input AC voltage (AV100V), a rectifier circuit 12 for rectifying the AC voltage, and one end connected to the rectifier circuit 12. A choke coil 120 that stores magnetic energy generated by the current flowing through the windings in the core, a switching element 30 that allows current to flow through the choke coil 120 in accordance with a pulsed drive signal, and a voltage that is generated at the other end of the choke coil 120 is a half-wave. A rectifying / smoothing circuit 60 including a diode 61 for rectification and a capacitor 62 for smoothing the rectified voltage is provided. These constitute a PFC (power factor controller) circuit that improves the power factor by matching the waveform and phase of the voltage and current when the input voltage is converted to a DC voltage.

さらに、このモータ・インバータは、スイッチング素子30に流れる電流を検出するスイッチング電流検出回路130と、PFC回路から出力される直流電圧を検出する直流電圧検出回路160と、整流平滑回路60から出力端子3及び4を介して出力される直流電流を検出する直流電流検出回路170と、PFC回路から出力される直流電圧に基づいてスイッチング動作を行うことにより3相交流電圧を出力するインバータ180と、各種検出回路の検出結果に基づいてスイッチング素子30及びインバータ180の制御を行うための複数の制御信号を生成する制御ブロック90と、制御ブロック90の起動時の動作を診断するための診断回路100及び100a〜100fとを有している。診断回路100a〜100fの構成は、診断回路100の構成と同様である。   Further, the motor / inverter includes a switching current detection circuit 130 that detects a current flowing through the switching element 30, a DC voltage detection circuit 160 that detects a DC voltage output from the PFC circuit, and an output terminal 3 from the rectifying / smoothing circuit 60. 4 and 4, a DC current detection circuit 170 that detects a DC current output via 4, an inverter 180 that outputs a three-phase AC voltage by performing a switching operation based on the DC voltage output from the PFC circuit, and various detections A control block 90 that generates a plurality of control signals for controlling the switching element 30 and the inverter 180 based on the detection result of the circuit, and diagnosis circuits 100 and 100a for diagnosing the operation of the control block 90 when starting up. 100f. The configurations of the diagnostic circuits 100a to 100f are the same as the configuration of the diagnostic circuit 100.

図7は、図6におけるインバータの原理的な構成例を示す図である。図7に示すように、インバータ180は、U相の出力端子に接続されるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のスイッチング素子Q21及びQ22と、V相の出力端子に接続されるスイッチング素子Q23及びQ24と、W相の出力端子に接続されるスイッチング素子Q25及びQ26と、これらのスイッチング素子Q21〜Q26にそれぞれ並列に接続されたダイオードD21〜D26と、複数の制御信号に基づいてスイッチング素子Q21〜Q26をそれぞれ駆動するための駆動回路40a〜40fとを含んでいる。駆動回路40a〜40fの構成は、駆動回路40の構成と同様である。スイッチング素子Q21〜Q26は、駆動回路40a〜40fから出力される駆動信号に従って、PFC回路から出力される直流電圧とU相〜W相の出力端子との間でスイッチング動作を行うことにより、3相交流電圧を出力する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a principle configuration example of the inverter in FIG. 6. As shown in FIG. 7, the inverter 180 includes switching elements Q21 and Q22 such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) connected to the U-phase output terminal, and switching elements Q23 and Q24 connected to the V-phase output terminal. Switching elements Q25 and Q26 connected to the W-phase output terminal, diodes D21 to D26 connected in parallel to the switching elements Q21 to Q26, respectively, and switching elements Q21 to Q26 based on a plurality of control signals Drive circuits 40a to 40f for driving each of these. The configuration of the drive circuits 40 a to 40 f is the same as the configuration of the drive circuit 40. The switching elements Q21 to Q26 perform a switching operation between the DC voltage output from the PFC circuit and the U-phase to W-phase output terminals according to the drive signals output from the drive circuits 40a to 40f. Outputs AC voltage.

再び図6を参照すると、A/D変換器91は、スイッチング電流検出回路130から出力されるアナログの検出信号をディジタルの検出信号(検出データ)に変換してDSP94に出力する。また、A/D変換器92は、直流電圧検出回路160から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力し、A/D変換器93は、直流電流検出回路170から出力されるアナログの検出信号を検出データに変換してDSP94に出力する。   Referring to FIG. 6 again, the A / D converter 91 converts the analog detection signal output from the switching current detection circuit 130 into a digital detection signal (detection data) and outputs the digital detection signal to the DSP 94. The A / D converter 92 converts the analog detection signal output from the DC voltage detection circuit 160 into detection data and outputs it to the DSP 94, and the A / D converter 93 outputs from the DC current detection circuit 170. The analog detection signal is converted into detection data and output to the DSP 94.

DSP94は、A/D変換器91〜93の内の少なくとも1つから出力される検出データに基づいてディジタル信号処理を行うことにより、パルス変調(PWM)によって、スイッチング素子30を制御するための制御信号(PWM信号)を生成すると共に、A/D変換器93から出力される検出データに基づいてディジタル信号処理を行うことにより、インバータ180を制御するための複数の制御信号を生成する。なお、検出回路及びA/D変換器の種類や数は、必要に応じて適宜変更することができる。   The DSP 94 performs control of the switching element 30 by pulse modulation (PWM) by performing digital signal processing based on detection data output from at least one of the A / D converters 91 to 93. A plurality of control signals for controlling the inverter 180 are generated by generating a signal (PWM signal) and performing digital signal processing based on detection data output from the A / D converter 93. Note that the types and number of detection circuits and A / D converters can be changed as appropriate.

例えば、DSP94は、直流電圧検出回路160の検出結果のみに基づいて、スイッチング素子30を制御するための制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、直流電圧検出回路160の検出結果、及び、直流電流検出回路170の検出結果に基づいて、スイッチング素子30を制御するための制御信号を生成するようにしても良い。   For example, the DSP 94 may generate a control signal for controlling the switching element 30 based only on the detection result of the DC voltage detection circuit 160. The DSP 94 may generate a control signal for controlling the switching element 30 based on the detection result of the DC voltage detection circuit 160 and the detection result of the DC current detection circuit 170.

あるいは、DSP94は、スイッチング電流検出回路130の検出結果、及び、直流電圧検出回路160の検出結果に基づいて、スイッチング素子30を制御するための制御信号を生成するようにしても良い。また、DSP94は、スイッチング電流検出回路130の検出結果、直流電圧検出回路160の検出結果、及び、直流電流検出回路170の検出結果に基づいて、スイッチング素子30を制御するための制御信号を生成するようにしても良い。   Alternatively, the DSP 94 may generate a control signal for controlling the switching element 30 based on the detection result of the switching current detection circuit 130 and the detection result of the DC voltage detection circuit 160. The DSP 94 generates a control signal for controlling the switching element 30 based on the detection result of the switching current detection circuit 130, the detection result of the DC voltage detection circuit 160, and the detection result of the DC current detection circuit 170. You may do it.

同時に、DSP94は、直流電流検出回路170から出力される検出信号によって表されるインバータ180の入力電流に基づいて、インバータ180における複数のスイッチング素子を制御するための複数の制御信号を生成する。   At the same time, the DSP 94 generates a plurality of control signals for controlling the plurality of switching elements in the inverter 180 based on the input current of the inverter 180 represented by the detection signal output from the DC current detection circuit 170.

診断回路100及び100a〜100fは、電源投入後に、それぞれの制御信号の電位の変化に基づいて、制御ブロック90のDSP94が良好に動作しているか否かを判定し、DSP94が良好に動作していると判定した後に、スイッチング素子30及びインバータ180における複数のスイッチング素子に、それぞれの駆動信号が印加されるようにする。   The diagnostic circuits 100 and 100a to 100f determine whether or not the DSP 94 of the control block 90 is operating properly based on the change in potential of each control signal after the power is turned on. After determining that the drive signals are present, the drive signals are applied to the switching elements 30 and the plurality of switching elements in the inverter 180.

本発明は、電子機器において用いられる電源回路において利用することが可能である。   The present invention can be used in a power supply circuit used in an electronic device.

本発明の第1の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のスイッチング電源回路における診断回路の第1の具体例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first specific example of a diagnostic circuit in the switching power supply circuit of FIG. 1. 図1のスイッチング電源回路における診断回路の第2の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a second specific example of a diagnostic circuit in the switching power supply circuit of FIG. 1. 図1のスイッチング電源回路における駆動回路の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the drive circuit in the switching power supply circuit of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図6におけるインバータの原理的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a fundamental structure of the inverter in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 入力端子
3、4 出力端子
10 整流平滑回路
11 入力フィルタ
12 整流回路
20 トランス
21 1次側巻線
22 2次側巻線
23 コア
30 スイッチング素子
40、40a〜40f 駆動回路
41 レベルシフタ
42、43 反転回路
44 スイッチ回路
50 1次側電流検出回路
60 整流平滑回路
61 ダイオード
62 コンデンサ
70 2次側電圧検出回路
80 2次側電流検出回路
90 制御ブロック
91〜93 A/D変換器
94 DSP
100、100a〜100f 診断回路
101 カウンタ
102 遅延回路
103 判定回路
104 AND回路
105 LPF
106、107 コンパレータ
108 AND回路
109 Dフリップフロップ
111、112 アイソレータ
120 チョークコイル
130 スイッチング電流検出回路
140 出力電圧検出回路
150 出力電流検出回路
160 直流電圧検出回路
170 直流電流検出回路
180 インバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Input terminal 3, 4 Output terminal 10 Rectifier smoothing circuit 11 Input filter 12 Rectifier circuit 20 Transformer 21 Primary side winding 22 Secondary side winding 23 Core 30 Switching element 40, 40a-40f Drive circuit 41 Level shifter 42, DESCRIPTION OF SYMBOLS 43 Inversion circuit 44 Switch circuit 50 Primary side current detection circuit 60 Rectification smoothing circuit 61 Diode 62 Capacitor 70 Secondary side voltage detection circuit 80 Secondary side current detection circuit 90 Control block 91-93 A / D converter 94 DSP
100, 100a to 100f Diagnostic circuit 101 Counter 102 Delay circuit 103 Judgment circuit 104 AND circuit 105 LPF
106, 107 Comparator 108 AND circuit 109 D flip-flop 111, 112 Isolator 120 Choke coil 130 Switching current detection circuit 140 Output voltage detection circuit 150 Output current detection circuit 160 DC voltage detection circuit 170 DC current detection circuit 180 Inverter

Claims (11)

駆動信号が印加されてスイッチング動作を行う少なくとも1つのスイッチング素子、及び、制御信号に基づいて駆動信号を生成する少なくとも1つの駆動回路を含み、前記少なくとも1つのスイッチング素子のスイッチング動作によって昇圧又は降圧を行い又は交流電圧を生成するパワーブロックと、
前記パワーブロックの所定の箇所における電圧又は電流を検出して検出信号を出力する少なくとも1つの検出回路と、
前記少なくとも1つの検出回路から出力される検出信号に基づいてディジタル信号処理を行うことにより、前記少なくとも1つの駆動回路に供給される制御信号を生成する制御ブロックと、
電源投入後に、制御信号の電位の変化に基づいて、前記制御ブロックが良好に動作しているか否かを判定し、前記制御ブロックが良好に動作していると判定した後に、前記スイッチング素子に駆動信号が印加されるようにする診断回路と、
を具備する電源回路。
Including at least one switching element that performs a switching operation when a driving signal is applied, and at least one driving circuit that generates a driving signal based on a control signal, and performs step-up or step-down by the switching operation of the at least one switching element. A power block that performs or generates an alternating voltage; and
At least one detection circuit for detecting a voltage or current at a predetermined location of the power block and outputting a detection signal;
A control block for generating a control signal to be supplied to the at least one drive circuit by performing digital signal processing based on a detection signal output from the at least one detection circuit;
After the power is turned on, based on the change in the potential of the control signal, it is determined whether or not the control block is operating properly. After determining that the control block is operating well, the switching element is driven. A diagnostic circuit that allows a signal to be applied;
A power supply circuit comprising:
前記診断回路が、
前記制御ブロックによって生成される制御信号に含まれているパルスの数をカウントするカウンタと、
電源投入後の所定の期間において前記カウンタによってカウントされるパルスの数が所定の範囲内にあるか否かを判定し、該パルスの数が所定の範囲内にあると判定したときに、前記スイッチング素子に駆動信号が印加されるようにするためのイネーブル信号を活性化する判定回路と、
を含む、請求項1記載の電源回路。
The diagnostic circuit comprises:
A counter that counts the number of pulses included in the control signal generated by the control block;
It is determined whether or not the number of pulses counted by the counter in a predetermined period after power-on is within a predetermined range, and when it is determined that the number of pulses is within the predetermined range, the switching A determination circuit for activating an enable signal for applying a drive signal to the element;
The power supply circuit according to claim 1, comprising:
前記診断回路が、
前記制御ブロックによって生成される制御信号の低周波成分を抽出するローパスフィルタと、
電源投入後の所定のタイミングにおいて前記ローパスフィルタから出力される信号の電位が所定の範囲内にあるか否かを判定し、該信号の電位が所定の範囲内にあると判定したときに、前記スイッチング素子に駆動信号が印加されるようにするためのイネーブル信号を活性化する判定回路と、
を含む、請求項1記載の電源回路。
The diagnostic circuit comprises:
A low pass filter for extracting a low frequency component of a control signal generated by the control block;
It is determined whether or not the potential of the signal output from the low-pass filter is within a predetermined range at a predetermined timing after turning on the power, and when it is determined that the potential of the signal is within the predetermined range, A determination circuit that activates an enable signal for applying a drive signal to the switching element;
The power supply circuit according to claim 1, comprising:
前記診断回路が、前記制御ブロックによって生成される制御信号と前記判定回路から出力されるイネーブル信号との論理積を求めることにより制御信号をゲートし、ゲートされた制御信号を前記駆動回路に供給する論理回路をさらに含む、請求項2又は3記載の電源回路。   The diagnostic circuit gates a control signal by obtaining a logical product of a control signal generated by the control block and an enable signal output from the determination circuit, and supplies the gated control signal to the drive circuit. The power supply circuit according to claim 2, further comprising a logic circuit. 前記駆動回路が、
前記制御ブロックから供給される制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記判定回路から出力されるイネーブル信号に従って、前記駆動信号生成回路の少なくとも一部に電源電圧を供給するか否かを切り換えるスイッチ回路と、
を含む、請求項2又は3記載の電源回路。
The drive circuit is
A drive signal generation circuit for generating a drive signal based on a control signal supplied from the control block;
A switch circuit for switching whether to supply a power supply voltage to at least a part of the drive signal generation circuit according to an enable signal output from the determination circuit;
The power supply circuit according to claim 2, comprising:
前記パワーブロックが、
コア及び該コアに回巻された1次側巻線及び2次側巻線を有するトランスと、
前記トランスの1次側巻線に直列に接続され、駆動信号に従って前記トランスの1次側巻線に電流を流すスイッチング素子と、
前記トランスの1次側巻線に流れる電流を検出する1次側電流検出回路と、
前記トランスの2次側巻線に発生する電圧を整流及び平滑することにより出力電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路によって生成される出力電圧を検出する2次側電圧検出回路と、
を含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の電源回路。
The power block is
A transformer having a core and a primary winding and a secondary winding wound around the core;
A switching element connected in series to the primary winding of the transformer, and for passing a current through the primary winding of the transformer according to a drive signal;
A primary current detection circuit for detecting a current flowing in the primary winding of the transformer;
A rectifying / smoothing circuit that generates an output voltage by rectifying and smoothing a voltage generated in the secondary winding of the transformer;
A secondary side voltage detection circuit for detecting an output voltage generated by the rectifying and smoothing circuit;
The power supply circuit according to claim 1, comprising:
前記制御ブロックが、
前記1次側電流検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第1のA/D変換器と、
前記2次側電圧検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第2のA/D変換器と、
少なくとも前記第1及び第2のA/D変換器から出力される検出データに基づいてパルス変調を行うことにより制御信号を生成するディジタルシグナルプロセッサと、
を含む、請求項6記載の電源回路。
The control block is
A first A / D converter for A / D converting a detection signal output from the primary side current detection circuit and outputting detection data;
A second A / D converter for A / D converting a detection signal output from the secondary side voltage detection circuit and outputting detection data;
A digital signal processor that generates a control signal by performing pulse modulation based on at least detection data output from the first and second A / D converters;
The power supply circuit according to claim 6, comprising:
前記パワーブロックが、
一端に直流電圧が印加される巻線を有するチョークコイルと、
前記チョークコイルの巻線の他端に接続され、駆動信号に従って前記チョークコイルの巻線に電流を流すスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出するスイッチング電流検出回路と、
前記チョークコイルの巻線の他端に発生する電圧を整流及び平滑することにより出力電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路によって生成される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
を含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の電源回路。
The power block is
A choke coil having a winding to which a DC voltage is applied at one end;
A switching element connected to the other end of the choke coil winding and for passing a current through the choke coil according to a drive signal;
A switching current detection circuit for detecting a current flowing through the switching element;
A rectifying and smoothing circuit that generates an output voltage by rectifying and smoothing a voltage generated at the other end of the choke coil;
An output voltage detection circuit for detecting an output voltage generated by the rectifying and smoothing circuit;
The power supply circuit according to claim 1, comprising:
前記制御ブロックが、
前記スイッチング電流検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第1のA/D変換器と、
前記出力電圧検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第2のA/D変換器と、
少なくとも前記第1及び第2のA/D変換器から出力される検出データに基づいてパルス変調を行うことにより制御信号を生成するディジタルシグナルプロセッサと、
を含む、請求項8記載の電源回路。
The control block is
A first A / D converter for A / D converting a detection signal output from the switching current detection circuit and outputting detection data;
A second A / D converter for A / D converting a detection signal output from the output voltage detection circuit and outputting detection data;
A digital signal processor that generates a control signal by performing pulse modulation based on at least detection data output from the first and second A / D converters;
The power supply circuit according to claim 8, comprising:
前記パワーブロックが、
一端に整流電圧が印加される巻線を有するチョークコイルと、
前記チョークコイルの巻線の他端に接続され、駆動信号に従って前記チョークコイルの巻線に電流を流すスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出するスイッチング電流検出回路と、
前記チョークコイルの巻線の他端に発生する電圧を整流及び平滑することにより直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路によって生成される直流電圧を検出する直流電圧検出回路と、
前記整流平滑回路によって生成される直流電圧が供給され、複数の駆動信号に従って交流電圧を生成する複数のスイッチング素子を含むインバータと、
前記整流平滑回路から前記インバータに供給される直流電流を検出する直流電流検出回路と、
を含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の電源回路。
The power block is
A choke coil having a winding to which a rectified voltage is applied at one end;
A switching element connected to the other end of the choke coil winding and for passing a current through the choke coil according to a drive signal;
A switching current detection circuit for detecting a current flowing through the switching element;
A rectifying and smoothing circuit that generates a DC voltage by rectifying and smoothing a voltage generated at the other end of the choke coil;
A DC voltage detection circuit for detecting a DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit;
An inverter including a plurality of switching elements that are supplied with a DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit and generate an AC voltage according to a plurality of drive signals;
A direct current detection circuit for detecting a direct current supplied from the rectifying and smoothing circuit to the inverter;
The power supply circuit according to claim 1, comprising:
前記制御ブロックが、
前記スイッチング電流検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第1のA/D変換器と、
前記直流電圧検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第2のA/D変換器と、
前記直流電流検出回路から出力される検出信号をA/D変換して検出データを出力する第3のA/D変換器と、
前記第1〜第3のA/D変換器から出力される検出データに基づいて複数の制御信号を生成するディジタルシグナルプロセッサと、
を含む、請求項10記載の電源回路。
The control block is
A first A / D converter for A / D converting a detection signal output from the switching current detection circuit and outputting detection data;
A second A / D converter for A / D converting a detection signal output from the DC voltage detection circuit and outputting detection data;
A third A / D converter for A / D converting a detection signal output from the DC current detection circuit and outputting detection data;
A digital signal processor that generates a plurality of control signals based on detection data output from the first to third A / D converters;
The power supply circuit according to claim 10, comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011167033A (en) * 2010-02-15 2011-08-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Resonant type converter
JP2011167034A (en) * 2010-02-15 2011-08-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Resonant type converter
US20110223423A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Alph alumina for the production of sapphire single crystal and method for producing the same
CN113890329A (en) * 2021-08-25 2022-01-04 杭州中恒电气股份有限公司 Switching power supply and protection method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167033A (en) * 2010-02-15 2011-08-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Resonant type converter
JP2011167034A (en) * 2010-02-15 2011-08-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Resonant type converter
US20110223423A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Alph alumina for the production of sapphire single crystal and method for producing the same
CN113890329A (en) * 2021-08-25 2022-01-04 杭州中恒电气股份有限公司 Switching power supply and protection method thereof

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