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JP2012139003A - Switching power supply device - Google Patents

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JP2012139003A
JP2012139003A JP2010288519A JP2010288519A JP2012139003A JP 2012139003 A JP2012139003 A JP 2012139003A JP 2010288519 A JP2010288519 A JP 2010288519A JP 2010288519 A JP2010288519 A JP 2010288519A JP 2012139003 A JP2012139003 A JP 2012139003A
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Japan
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switching
control
circuit
signal
primary
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JP2010288519A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Shinozuka
典之 篠塚
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】スイッチング素子を制御する制御回路を2次側に設けつつも、電源オン時に安定した起動を実現できるスイッチング電源装置を提供すること。
【解決手段】絶縁型トランス10の1次巻線12に流れる電流を制御するスイッチング素子13を設け、2次側の出力電圧Voutに基づいて前記スイッチング素子13のスイッチングを制御するスイッチング電源装置1において、1次側に入力される入力電圧Vinで動作し、電源オンに伴って前記スイッチング素子13のスイッチングを制御するPWM信号Sp1を出力する1次側制御IC14と、2次側に設けられて前記出力電圧Voutで動作し、前記スイッチング素子13のスイッチングを制御するPWM信号Sp2を出力する2次側制御IC25と、を備え、電源オン時には前記1次側制御IC14のPWM信号Sp1に基づき前記1次巻線12の電流を制御し、前記2次側制御IC25がPWM信号Sp2の出力を開始したときには、当該PWM信号Sp2に基づいて前記1次巻線12の電流を制御する構成とした。
【選択図】図1
To provide a switching power supply device capable of realizing a stable start-up when a power source is turned on while providing a control circuit for controlling a switching element on the secondary side.
In a switching power supply device 1 provided with a switching element 13 for controlling a current flowing in a primary winding 12 of an insulating transformer 10, and for controlling switching of the switching element 13 based on an output voltage Vout on a secondary side. A primary-side control IC 14 that operates with an input voltage Vin input to the primary side and outputs a PWM signal Sp1 that controls switching of the switching element 13 when the power is turned on. A secondary-side control IC 25 that operates at the output voltage Vout and outputs a PWM signal Sp2 that controls the switching of the switching element 13, and the primary side based on the PWM signal Sp1 of the primary-side control IC 14 when the power is turned on. When the current of the winding 12 is controlled and the secondary side control IC 25 starts outputting the PWM signal Sp2 The was configured to control the current of the primary winding 12 based on the PWM signal Sp2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、絶縁型のスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to an insulating switching power supply device.

従来、電源装置としてスイッチング電源装置が知られている。スイッチング電源装置は、スイッチング素子と、このスイッチング素子の動作を制御する制御ICとを備え、制御ICが入力電圧に応じたデューティ比のPWM信号を生成してスイッチング素子をオン/オフする、いわゆるPWM制御(PWM:Pulse Width Modulation)を実行することで、所定の出力電圧を高効率に生成するものである。
またスイッチング電源装置には、電圧変換器に絶縁トランスを備え、1次側と2次側とを絶縁した絶縁型のスイッチング電源装置が知られている。絶縁型のスイッチング電源装置は、高効率であり、なおかつ絶縁性に優れ、また絶縁トランスに複数の2次巻線を設けることで多出力の電源装置を簡単に構成できることから、入力電圧を複数の出力電圧に変換する用途に広く用いられている。
Conventionally, a switching power supply device is known as a power supply device. The switching power supply apparatus includes a switching element and a control IC that controls the operation of the switching element, and the control IC generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to an input voltage to turn on / off the switching element. By executing control (PWM: Pulse Width Modulation), a predetermined output voltage is generated with high efficiency.
As the switching power supply device, an insulating switching power supply device in which an insulating transformer is provided in the voltage converter and the primary side and the secondary side are insulated is known. The insulation type switching power supply device is highly efficient and excellent in insulation, and a multi-output power supply device can be easily configured by providing a plurality of secondary windings in an insulation transformer. Widely used for conversion to output voltage.

ところで、絶縁型のスイッチング電源装置では、出力電圧をフィードバック制御するために、出力電圧検出用の3次巻線(フィードバック巻線)を1次側に設け、当該3次巻線に誘起した電圧に基づいてPWM信号のデューティ比を調整する構成が知られている。しかしながら、この構成では、1次側で検出された電圧でフィードバック制御が行われるため、2次側の負荷変動による出力電圧の変化が検出されず、これに対応できない。   By the way, in the insulated switching power supply device, in order to feedback control the output voltage, a tertiary winding (feedback winding) for detecting the output voltage is provided on the primary side, and the voltage induced in the tertiary winding is set to the voltage. A configuration for adjusting the duty ratio of the PWM signal based on this is known. However, in this configuration, since feedback control is performed with the voltage detected on the primary side, the change in the output voltage due to the load fluctuation on the secondary side is not detected, and this cannot be dealt with.

そこで、出力電圧を検出する電圧検出回路を2次側に設け、当該電圧検出回路の出力を1次側に帰還して上記制御ICに入力することでフィードバック制御する構成とし、2次側の出力電圧を直接的に検出することで、負荷変動に応じて変化する出力電圧を良好に制御できる。
特に、2次側で出力電圧を検出するスイッチング電源装置では、電圧検出回路を内蔵する制御ICを2次側に設け、当該制御ICで出力電圧を検出してPWM信号を生成し、このPWM信号を1次側に伝送する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この構成によれば、2次側に電圧検出回路を別途に設けなくとも制御ICが備える電圧検出回路で出力電圧を検出しフィードバック制御することができる。また、出力電圧を1次側に帰還する構成に比べ、帰還信号の位相遅延に起因して制御ループが帯域制限されることがなく、特に過渡応答に位相遅延の影響がでることがない、などのメリットがある。
Therefore, a voltage detection circuit for detecting the output voltage is provided on the secondary side, and feedback control is performed by feeding back the output of the voltage detection circuit to the primary side and inputting it to the control IC. By directly detecting the voltage, it is possible to satisfactorily control the output voltage that changes according to the load fluctuation.
In particular, in a switching power supply device that detects an output voltage on the secondary side, a control IC including a voltage detection circuit is provided on the secondary side, and the output voltage is detected by the control IC to generate a PWM signal. Is known to transmit to the primary side (see, for example, Patent Document 1).
According to this configuration, the output voltage can be detected and feedback controlled by the voltage detection circuit included in the control IC without separately providing a voltage detection circuit on the secondary side. In addition, compared to a configuration in which the output voltage is fed back to the primary side, the control loop is not band-limited due to the phase delay of the feedback signal, and in particular, the transient response is not affected by the phase delay. There are benefits.

特表2003−523711号公報JP-T-2003-523711

ところで、制御ICを2次側に設ける場合、1次側への入力電圧の入力開始(電源オン)のタイミングで2次側の制御ICが動作可能にすべく、電源オン時に制御ICに確実に電圧を供給する必要がある。
2次側の制御IC用に個別に予備電源を設ければ、電源オンのタイミングで制御ICを確実に動作させることができるが、予備電源の分だけコストが高くなる。特に、スイッチング電源装置を多出力型に構成し、出力ごとに制御ICを設ける構成とした場合には、それぞれに予備電源が必要となり、コストが増大してしまう。
By the way, when the control IC is provided on the secondary side, the control IC on the secondary side is surely connected when the power is turned on so that the control IC on the secondary side can operate at the timing of the input voltage input start (power on) to the primary side. It is necessary to supply voltage.
If a spare power supply is separately provided for the control IC on the secondary side, the control IC can be reliably operated at the power-on timing, but the cost is increased by the spare power supply. In particular, when the switching power supply device is configured as a multi-output type and a control IC is provided for each output, a spare power supply is required for each output, resulting in an increase in cost.

これに対し、上記の特許文献1の技術では、1次巻線にパルス変圧器を設けて2次側の制御ICの動作電力を生成することで、予備電源を不要としている。
しかしながら、電源オンのタイミングで入力電圧が十分でないと、制御ICに出力する電圧が不十分となり起動に失敗することがある。このため、特許文献1に示されるように、起動の失敗を防止するために、電源オンに伴って共振する共振回路を1次側に設け、当該共振回路の共振によって電源オン時にスイッチング素子を複数回にわたってオンすることで、確実に制御ICを起動するといった構成が別途に必要となる。しかしながら、スイッチング電源装置を、複数の出力ごとにスイッチング素子を設けて多出力型に構成した場合、共振回路の共振は主に出力ごとのスイッチング系に寄生するため、各出力に共通した共振回路を設けることができない。このため、出力ごとに共振回路を設ける必要があることから回路構成が複雑化し、また装置コストが増大する。
On the other hand, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, a standby power supply is not required by providing a pulse transformer in the primary winding to generate the operating power of the control IC on the secondary side.
However, if the input voltage is not sufficient at the power-on timing, the voltage output to the control IC may be insufficient and startup may fail. For this reason, as shown in Patent Document 1, a resonance circuit that resonates when the power is turned on is provided on the primary side in order to prevent startup failure, and a plurality of switching elements are provided when the power is turned on by resonance of the resonance circuit. A separate configuration is required for reliably starting the control IC by turning it on repeatedly. However, when the switching power supply device is configured as a multi-output type by providing a switching element for each of a plurality of outputs, the resonance of the resonance circuit is mainly parasitic in the switching system for each output. Can not be provided. For this reason, since it is necessary to provide a resonance circuit for each output, the circuit configuration becomes complicated and the apparatus cost increases.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子を制御する制御回路を2次側に設けつつも、電源オン時に安定した起動を実現できるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of realizing stable start-up when the power is turned on while providing a control circuit for controlling the switching element on the secondary side. And

上記目的を達成するために、本発明は、絶縁型トランスの1次巻線に流れる電流を制御するスイッチング素子を設け、2次側の出力電圧に基づいて前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング電源装置において、1次側に入力される入力電圧で動作し、電源オンに伴って前記スイッチング素子のスイッチングを制御する第1制御信号を出力する1次側制御回路と、2次側に設けられて前記出力電圧で動作し、前記スイッチング素子のスイッチングを制御する第2制御信号を出力する2次側制御回路と、を備え、電源オン時には前記1次側制御回路の第1制御信号に基づき前記1次巻線の電流を制御し、前記2次側制御回路が第2制御信号の出力を開始したときには、当該第2制御信号に基づいて前記1次巻線の電流を制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a switching element for controlling a current flowing in a primary winding of an insulated transformer, and controls switching of the switching element based on an output voltage on a secondary side. In the apparatus, a primary side control circuit that operates with an input voltage input to the primary side and outputs a first control signal that controls switching of the switching element when the power is turned on, and a secondary side circuit are provided. A secondary side control circuit that operates at the output voltage and outputs a second control signal for controlling switching of the switching element, and the power supply is turned on based on the first control signal of the primary side control circuit. When the secondary control circuit starts outputting the second control signal by controlling the current of the secondary winding, the current of the primary winding is controlled based on the second control signal. It is characterized in.

本発明によれば、電源オンのタイミングでは1次側制御回路の第1制御信号に基づいて1次巻線の電流が制御されることで出力電圧を2次側に出力でき、当該出力電圧により2次側に設けた2次側制御回路を確実に動作開始させることができる。そして、2次側制御回路が第2制御信号の出力を開始したときには、2次側に設けた2次制御回路の第2制御信号に基づいて1次巻線の電流が制御されるため、帰還遅延を抑えた制御が可能になる。   According to the present invention, the output voltage can be output to the secondary side by controlling the current of the primary winding based on the first control signal of the primary side control circuit at the power-on timing. The secondary side control circuit provided on the secondary side can be reliably started to operate. When the secondary control circuit starts outputting the second control signal, the current of the primary winding is controlled based on the second control signal of the secondary control circuit provided on the secondary side. Control with reduced delay becomes possible.

また本発明は、上記スイッチング電源装置において、前記1次側制御回路の第1制御信号により動作する第1スイッチング素子と、前記2次側制御回路の第2制御信号により動作する第2スイッチング素子と、を備え、前記1次巻線の電流を制御するスイッチング素子を、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間で切り換えて、前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えることを特徴とする。   According to the present invention, in the above switching power supply device, a first switching element that operates according to a first control signal of the primary side control circuit, and a second switching element that operates according to a second control signal of the secondary side control circuit; The switching element for controlling the current of the primary winding is switched between the first switching element and the second switching element to control the current of the primary winding. The control based on the first control signal of the side control circuit is switched to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit.

本発明によれば、1次巻線の電流を制御するスイッチング素子を、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との間で切り換えて、1次側制御回路の制御から2次側制御回路の制御に切り換えるため、単一のスイッチング素子に入力する信号を第1制御信号、及び第2制御信号の間で切り換える構成に比べて動作の信頼性が高められる。   According to the present invention, the switching element for controlling the current of the primary winding is switched between the first switching element and the second switching element, so that the control of the primary side control circuit is controlled to the control of the secondary side control circuit. Therefore, the operation reliability is improved as compared with the configuration in which the signal input to the single switching element is switched between the first control signal and the second control signal.

また本発明は、上記スイッチング電源装置において、前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えるときに、前記第1制御信号に基づいて前記1次巻線に電流が流れる期間の後に、電流を流さない期間を挟んで切り換えることを特徴とする。   According to the present invention, in the switching power supply device, the control of the current of the primary winding is based on the second control signal of the secondary control circuit from the control based on the first control signal of the primary control circuit. When switching to control, switching is performed with a period in which no current flows after a period in which current flows in the primary winding based on the first control signal.

本発明によれば、切り換え時に、第1制御信号に基づいて1次巻線に電流が流れる期間と、第2制御信号に基づいて1次巻線に電流が流れる期間とが連続することが無いから、瞬間的に過電圧が発生するのを防止できる。   According to the present invention, at the time of switching, the period in which current flows in the primary winding based on the first control signal and the period in which current flows in the primary winding based on the second control signal do not continue. Therefore, instantaneous overvoltage can be prevented.

また本発明は、上記スイッチング電源装置において、前記1次巻線の電流の制御を、前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えたときに、前記1次側制御回路を停止することを特徴とする。   According to the present invention, in the switching power supply device, when the control of the current of the primary winding is switched to the control based on the second control signal of the secondary control circuit, the primary control circuit is stopped. It is characterized by doing.

本発明によれば、2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えたときに、1次側制御回路を停止するため、省電力化が図られる。   According to the present invention, when switching to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit, the primary side control circuit is stopped, so that power saving is achieved.

また本発明は、上記スイッチング電源装置において、1次側に複数の前記1次巻線を設け、それぞれの1次巻線に前記スイッチング素子を設け、2次側に前記1次巻線ごとに前記2次巻線を設けて多出力型に構成し、前記出力ごとに、対応する1次側のスイッチング素子を制御する前記2次側制御回路を設けたことを特徴とする。   Further, the present invention provides the above switching power supply apparatus, wherein a plurality of the primary windings are provided on the primary side, the switching elements are provided on the primary windings, and the primary windings are provided on the secondary side for each primary winding. A secondary winding is provided to form a multi-output type, and the secondary side control circuit for controlling the corresponding primary side switching element is provided for each output.

本発明によれば、出力ごとに、対応する1次側のスイッチング素子を制御する2次側制御回路を設けたため、出力ごとに出力電圧がフィードバック制御されることとなり、各出力の負荷が相互に無関係に変動したときのクロスレギュレーションの発生を抑えることができる。   According to the present invention, since the secondary side control circuit for controlling the corresponding primary side switching element is provided for each output, the output voltage is feedback controlled for each output, and the load of each output is mutually controlled. It is possible to suppress the occurrence of cross regulation when it fluctuates independently.

また本発明は、上記スイッチング電源装置において、前記スイッチング素子のそれぞれを共通の前記1次側制御回路で制御したことを特徴とする。   According to the present invention, in the switching power supply device, each of the switching elements is controlled by a common primary side control circuit.

本発明によれば、複数のスイッチング素子のそれぞれを共通の1次側制御回路で制御するため、装置コストを抑え、また回路規模に占める1次側制御回路の比率を小さくできる。   According to the present invention, since each of the plurality of switching elements is controlled by the common primary side control circuit, the apparatus cost can be suppressed and the ratio of the primary side control circuit in the circuit scale can be reduced.

本発明によれば、電源オンのタイミングでは1次側制御回路の第1制御信号に基づいて1次巻線の電流が制御されることで出力電圧を2次側に出力でき、当該出力電圧により2次側に設けた2次側制御回路を確実に動作開始させることができる。そして、2次側制御回路が第2制御信号の出力を開始したときには、2次側に設けた2次制御回路の第2制御信号に基づいて1次巻線の電流が制御されるため、帰還遅延を抑えた制御が可能になる。
また本発明において、前記1次側制御回路の第1制御信号により動作する第1スイッチング素子と、前記2次側制御回路の第2制御信号により動作する第2スイッチング素子と、を備え、前記1次巻線の電流を制御するスイッチング素子を、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間で切り換えて、前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換える構成とすれば、単一のスイッチング素子に入力する信号を第1制御信号、及び第2制御信号の間で切り換える構成に比べて動作の信頼性が高められる。
また本発明において、前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えるときに、前記第1制御信号に基づいて前記1次巻線に電流が流れる期間の後に、電流を流さない期間を挟んで切り換える構成とすれば、切り換え時に、第1制御信号に基づいて1次巻線に電流が流れる期間と、第2制御信号に基づいて1次巻線に電流が流れる期間とが連続することが無いから、瞬間的に過電圧が発生するのを防止できる。
また本発明において、前記1次巻線の電流の制御を、前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えたときに、前記1次側制御回路を停止する構成とすれば、2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えたときに、1次側制御回路を停止するため、省電力化が図られる。
また本発明において、1次側に複数の前記1次巻線を設け、それぞれの1次巻線に前記スイッチング素子を設け、2次側に前記1次巻線ごとに前記2次巻線を設けて多出力型に構成し、前記出力ごとに、対応する1次側のスイッチング素子を制御する前記2次側制御回路を設ける構成とすれば、出力ごとに、対応する1次側のスイッチング素子を制御する2次側制御回路を設けたため、出力ごとに出力電圧がフィードバック制御されることとなり、各出力の負荷が相互に無関係に変動したときのクロスレギュレーションの発生を抑えることができる。
また本発明において、前記スイッチング素子のそれぞれを共通の前記1次側制御回路で制御する構成とすれば、複数のスイッチング素子のそれぞれを共通の1次側制御回路で制御するため、装置コストを抑え、また回路規模に占める1次側制御回路の比率を小さくできる。
According to the present invention, the output voltage can be output to the secondary side by controlling the current of the primary winding based on the first control signal of the primary side control circuit at the power-on timing. The secondary side control circuit provided on the secondary side can be reliably started to operate. When the secondary control circuit starts outputting the second control signal, the current of the primary winding is controlled based on the second control signal of the secondary control circuit provided on the secondary side. Control with reduced delay becomes possible.
The present invention further includes a first switching element that operates according to a first control signal of the primary side control circuit, and a second switching element that operates according to a second control signal of the secondary side control circuit, The switching element for controlling the current of the secondary winding is switched between the first switching element and the second switching element so that the current of the primary winding is controlled by the first control circuit of the primary side control circuit. If the control based on the control signal is switched to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit, the signal input to the single switching element is transferred between the first control signal and the second control signal. Operation reliability is improved as compared with the switching configuration.
In the present invention, when switching the control of the current of the primary winding from the control based on the first control signal of the primary side control circuit to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit, If a configuration is adopted in which the current is not passed through the primary winding based on the first control signal and then the current is not passed, the primary winding is switched based on the first control signal at the time of switching. Since the period in which the current flows and the period in which the current flows in the primary winding based on the second control signal do not continue, it is possible to prevent an instantaneous overvoltage from occurring.
Further, in the present invention, when the control of the current of the primary winding is switched to the control based on the second control signal of the secondary control circuit, the primary control circuit is stopped. Since the primary side control circuit is stopped when switching to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit, power saving is achieved.
In the present invention, a plurality of primary windings are provided on the primary side, the switching elements are provided on the primary windings, and the secondary windings are provided on the secondary side for each primary winding. If the secondary side control circuit for controlling the corresponding primary side switching element is provided for each output, the corresponding primary side switching element is provided for each output. Since the secondary side control circuit to be controlled is provided, the output voltage is feedback controlled for each output, and the occurrence of cross regulation when the load of each output fluctuates independently of each other can be suppressed.
Further, in the present invention, if each of the switching elements is controlled by the common primary side control circuit, each of the plurality of switching elements is controlled by the common primary side control circuit. In addition, the ratio of the primary side control circuit to the circuit scale can be reduced.

本発明の第1実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching power supply device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 2次側制御ICの回路図である。It is a circuit diagram of a secondary side control IC. 切換回路の回路図である。It is a circuit diagram of a switching circuit. 第1実施形態の変形例に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching power supply device which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の電源系統スレイブの変形例に係る回路図である。It is a circuit diagram concerning the modification of the power system slave of a 1st embodiment. 同変形例における切換回路の回路図である。It is a circuit diagram of the switching circuit in the modification. 本発明の第2実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching power supply device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 起動検出回路及び切換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a starting detection circuit and a switching circuit. PWM信号の切換動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching operation of a PWM signal. 第2実施形態の切換回路の変形例に係る回路図である。It is a circuit diagram concerning the modification of the switching circuit of a 2nd embodiment. 同変形例におけるPWM信号の切換動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching operation | movement of the PWM signal in the modification. 第2実施形態の切換回路の他の変形例に係る回路図である。It is a circuit diagram concerning other modifications of a change circuit of a 2nd embodiment. 同変形例におけるPWM信号の切換動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching operation | movement of the PWM signal in the modification.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本実施形態に係る絶縁型のスイッチング電源装置1の回路図である。
スイッチング電源装置1は、車両駆動用の3相の駆動モータを駆動するインバータ回路が負荷として接続されるものであり、図1に示すように、他励式及びフライバック式のDC−DCコンバータとして構成され、絶縁型トランス10を有する。絶縁型トランス10の1次側には、直流電源たる車両のイグニッション電源IGが接続されており、車両のイグニッションスイッチがオンされると当該イグニッション電源IGから入力電圧Vinが1次側に入力される。スイッチング電源装置1は、1次側に入力された入力電圧Vinを変換し、2次側に所定電圧レベルの複数の出力電圧Voutを出力する。具体的には、スイッチング電源装置1は、インバータ回路が備える6つのIGBTのゲート端子ごとに設けられた6つのゲートドライブ回路UH、UL、VH、VL、WH、WLのそれぞれに出力電圧Voutを出力する、いわゆる多出力型に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram of an insulating switching power supply device 1 according to the present embodiment.
The switching power supply apparatus 1 is connected to an inverter circuit that drives a three-phase drive motor for driving a vehicle as a load, and is configured as a separately excited type and flyback type DC-DC converter as shown in FIG. Insulated transformer 10 is provided. The primary side of the insulated transformer 10 is connected to an ignition power source IG of a vehicle that is a DC power source. When the ignition switch of the vehicle is turned on, an input voltage Vin is input from the ignition power source IG to the primary side. . The switching power supply device 1 converts the input voltage Vin input to the primary side, and outputs a plurality of output voltages Vout having a predetermined voltage level to the secondary side. Specifically, the switching power supply device 1 outputs the output voltage Vout to each of the six gate drive circuits UH, UL, VH, VL, WH, WL provided for each gate terminal of the six IGBTs included in the inverter circuit. The so-called multi-output type is configured.

かかるスイッチング電源装置1の構成について詳述すると、絶縁型トランス10の1次側には、互いに並列に接続された複数(本実施形態では7個)の1次巻線12と、1次巻線ごとに直列に接続されて当該1次巻線に流れる電流を制御するスイッチング素子13とが設けられている。さらに1次側には、各スイッチング素子13にPWM信号Sp1を出力してスイッチングを制御する1次側制御IC14が設けられている。この1次側制御IC14は、スイッチング素子13ごとに設けることもできるが、本実施形態では、各スイッチング素子13に共通に1次側制御14を設けており、これにより回路規模に占める1次側制御IC14の比率を小さくしている。
この1次側制御IC14は、入力電圧Vinで動作する回路であって、入力電圧Vinの入力開始(電源オン)に伴ってPWM信号Sp1の出力を開始する。
The configuration of the switching power supply device 1 will be described in detail. The primary side of the insulating transformer 10 includes a plurality of (seven in this embodiment) primary windings 12 connected in parallel to each other and the primary winding. And a switching element 13 that is connected in series and controls the current flowing through the primary winding. Further, on the primary side, a primary-side control IC 14 that controls the switching by outputting the PWM signal Sp1 to each switching element 13 is provided. Although this primary side control IC 14 can be provided for each switching element 13, in the present embodiment, the primary side control 14 is provided in common to each switching element 13, and thereby the primary side occupying the circuit scale. The ratio of the control IC 14 is reduced.
The primary side control IC 14 is a circuit that operates with the input voltage Vin, and starts outputting the PWM signal Sp1 when the input voltage Vin starts to be input (power-on).

一方、絶縁型トランス10の2次側に、1次巻線12ごとに対応して設けられた2次巻線15と、2次巻線15ごとに設けられた出力回路18とが備えられて、多出力型に構成されており、これら出力回路18のうち、1つには電圧検出回路22が設けられ、残余の出力回路18には2次側制御IC25が設けられている。
出力回路18は、ダイオード16、及び平滑用コンデンサ17を有し、スイッチング素子13のスイッチングに伴って各1次巻線12に生じる電流変化に伴って2次巻線15のそれぞれに誘起される起電力をダイオード16、及び平滑用コンデンサ17によって整流、平滑化し出力電圧Voutを出力する。
本実施形態では、ゲートドライブ回路UH、UL、VH、VL、WH、WLに接続される出力回路18の出力電圧の定格は共に同一である。7つの出力回路18のうちの1つには、図1中の出力HVccに高圧側マイコン21が負荷として接続され、残余の6つの出力回路18には、それぞれゲートドライブ回路UH、UL、VH、VL、WH、WLが負荷として接続される。
On the other hand, a secondary winding 15 provided corresponding to each primary winding 12 and an output circuit 18 provided for each secondary winding 15 are provided on the secondary side of the insulating transformer 10. The output circuit 18 is provided with a voltage detection circuit 22, and the remaining output circuit 18 is provided with a secondary control IC 25.
The output circuit 18 includes a diode 16 and a smoothing capacitor 17. The output circuit 18 is induced in each of the secondary windings 15 according to a current change generated in each primary winding 12 as the switching element 13 is switched. The power is rectified and smoothed by the diode 16 and the smoothing capacitor 17 to output the output voltage Vout.
In this embodiment, the output voltage ratings of the output circuit 18 connected to the gate drive circuits UH, UL, VH, VL, WH, WL are all the same. 1 is connected to the output HVcc in FIG. 1 as a load, and the remaining six output circuits 18 are connected to gate drive circuits UH, UL, VH, VL, WH, and WL are connected as loads.

高圧側マイコン21は、上位の車載コンピュータであるECU(エンジンコントロールユニット)の制御の下、ゲートドライブ回路UH、UL、VH、VL、WH、WLの温度や電圧等を検出してECUに出力するものであり、定常的に略一定の電力を消費する電子回路である。すなわち、この高圧側マイコン21が接続された出力回路18では高圧側マイコン21による負荷変動が殆どない事から出力電圧Voutが安定しており、この出力回路18に上記電圧検出回路22を設けて出力電圧Voutを検出することで安定して2次側の出力電圧Voutが検出される。
電圧検出回路22には、出力電圧Voutを抵抗R1、R2で分割した分割電圧Vdetが入力され、この分割電圧Vdetと、参照定電圧Vref(図2)との比較結果を示すフィードバック信号Saを出力する。参照定電圧Vrefは、出力電圧Voutの定格電圧に応じて規定された電圧値である。すなわち、分割電圧Vdetが参照定電圧Vrefを超えている場合には、出力電圧Voutが定格電圧を超過し、これとは逆に、分割電圧Vdetが参照電圧を下回っている場合には、出力電圧Voutが定格電圧を下回っている事が示される。
電圧検出回路22は、出力電圧Voutが定格電圧を超えている場合には、フィードバック信号SaをHighレベルとし、出力電圧Voutが定格電圧を下回っている場合には、フィードバック信号SaをLowレベルとする。なお、出力電圧Voutが定格電圧と等しい場合にフィードバック信号SaをHighレベル/Lowレベルのどちらにするかは任意である。
The high voltage side microcomputer 21 detects the temperature and voltage of the gate drive circuits UH, UL, VH, VL, WH, WL, etc. under the control of an ECU (engine control unit) which is a host vehicle computer, and outputs it to the ECU. It is an electronic circuit that constantly consumes substantially constant power. That is, in the output circuit 18 to which the high-voltage side microcomputer 21 is connected, the output voltage Vout is stable because there is almost no load fluctuation caused by the high-voltage side microcomputer 21, and the voltage detection circuit 22 is provided in the output circuit 18 for output. By detecting the voltage Vout, the secondary output voltage Vout is stably detected.
The voltage detection circuit 22 receives a divided voltage Vdet obtained by dividing the output voltage Vout by the resistors R1 and R2, and outputs a feedback signal Sa indicating a comparison result between the divided voltage Vdet and the reference constant voltage Vref (FIG. 2). To do. The reference constant voltage Vref is a voltage value defined according to the rated voltage of the output voltage Vout. That is, when the divided voltage Vdet exceeds the reference constant voltage Vref, the output voltage Vout exceeds the rated voltage. Conversely, when the divided voltage Vdet is lower than the reference voltage, It is shown that Vout is below the rated voltage.
The voltage detection circuit 22 sets the feedback signal Sa to the high level when the output voltage Vout exceeds the rated voltage, and sets the feedback signal Sa to the low level when the output voltage Vout is lower than the rated voltage. . Note that, when the output voltage Vout is equal to the rated voltage, it is arbitrary whether the feedback signal Sa is set to the high level or the low level.

電圧検出回路22のフィードバック信号Saは、フォトカプラ等の絶縁素子23を介して1次側の1次側制御IC14に帰還される。1次側制御IC14は、電圧検出回路22のフィードバック信号Saに基づいて、出力電圧Voutを定格電圧に近づけるようにデューティ比を調整したPWM信号Sp1を生成しバッファ回路24を介してスイッチング素子13に入力する。
具体的には、1次側制御IC14は、フィードバック信号SaがHighレベルである場合(出力電圧Voutの超過状態)、PWM信号Sp1のデューティ比を最小デューティ比にし、これとは逆に、フィードバック信号SaがLowレベルである場合(出力電圧Voutの不足状態)、PWM信号Sp1のデューティ比を最大デューティ比とする。これにより、出力電圧Voutがフィードバック制御される。上述の通り、この1次側制御IC14によって1次側の各スイッチング素子13が制御され、対応する各出力回路18に出力電圧Voutが出力される。
The feedback signal Sa of the voltage detection circuit 22 is fed back to the primary side control IC 14 via the insulating element 23 such as a photocoupler. Based on the feedback signal Sa of the voltage detection circuit 22, the primary side control IC 14 generates a PWM signal Sp 1 whose duty ratio is adjusted so that the output voltage Vout is close to the rated voltage, and is supplied to the switching element 13 via the buffer circuit 24. input.
Specifically, when the feedback signal Sa is at a high level (excess state of the output voltage Vout), the primary side control IC 14 sets the duty ratio of the PWM signal Sp1 to the minimum duty ratio, and conversely, the feedback signal When Sa is at the low level (insufficient state of the output voltage Vout), the duty ratio of the PWM signal Sp1 is set to the maximum duty ratio. Thereby, the output voltage Vout is feedback-controlled. As described above, each primary-side switching element 13 is controlled by the primary-side control IC 14, and the output voltage Vout is output to each corresponding output circuit 18.

一方、ゲートドライブ回路UH、UL、VH、VL、WH、WLが負荷として接続されている出力回路18のそれぞれには、電圧検出回路22に代えて、上記2次側制御IC25が接続されている。
2次側制御IC25は、対応する出力回路18の出力電圧Voutで動作し、当該出力回路18と対を成す1次側のスイッチング素子13に対し、スイッチングを制御するPWM信号Sp2を絶縁素子23及び切換回路26を介して出力する。
切換回路26は、スイッチング素子13の前段に設けられ、スイッチング素子13に入力する信号をPWM信号Sp1、Sp2の間で切り換える回路である。
具体的には、切換回路26は、電源オンに伴い出力電圧Voutが2次側制御IC25の動作開始電圧を超えて当該2次側制御IC25からPWM信号Sp2が出力開始されるまでの間、1次側制御IC14のPWM信号Sp1をスイッチング素子13に出力し、PWM信号Sp2の出力開始後は、当該PWM信号Sp2をスイッチング素子13に出力する。
これにより、スイッチング電源装置1にあっては、電源オンの当初は、1次側制御IC14の制御で動作し、2次側制御IC25が動作を開始した後は当該2次側制御IC25の制御に切り換えて動作することとなる。
On the other hand, each of the output circuits 18 to which the gate drive circuits UH, UL, VH, VL, WH, WL are connected as loads is connected to the secondary control IC 25 in place of the voltage detection circuit 22. .
The secondary side control IC 25 operates at the output voltage Vout of the corresponding output circuit 18, and outputs the PWM signal Sp <b> 2 that controls switching to the primary side switching element 13 that forms a pair with the output circuit 18. The signal is output via the switching circuit 26.
The switching circuit 26 is a circuit that is provided before the switching element 13 and switches a signal input to the switching element 13 between the PWM signals Sp1 and Sp2.
Specifically, the switching circuit 26 is configured to output 1 until the output voltage Vout exceeds the operation start voltage of the secondary side control IC 25 when the power is turned on and the PWM signal Sp2 starts to be output from the secondary side control IC 25. The PWM signal Sp1 of the next-side control IC 14 is output to the switching element 13, and the PWM signal Sp2 is output to the switching element 13 after the output of the PWM signal Sp2 is started.
Thereby, in the switching power supply device 1, when the power is turned on, it operates under the control of the primary side control IC 14, and after the secondary side control IC 25 starts the operation, the secondary side control IC 25 is controlled. It will switch and operate.

なお、以下の説明では、2次側の出力回路18に電圧検出回路22を備え、当該電圧検出回路22のフィードバック信号Saに基づいて出力電圧Voutがフィードバック制御される電源系統を電源系統マスタBmと称し、2次側の出力回路18に2次側制御IC25を備え当該2次側制御IC25によってフィードバック制御される電源系統を電源系統スレイブBsと称して、それぞれを必要に応じて区別することとする。   In the following description, the power supply system in which the secondary output circuit 18 includes the voltage detection circuit 22 and the output voltage Vout is feedback-controlled based on the feedback signal Sa of the voltage detection circuit 22 is referred to as the power supply system master Bm. A power supply system provided with a secondary-side control IC 25 in the secondary-side output circuit 18 and feedback-controlled by the secondary-side control IC 25 is referred to as a power-system slave Bs, and each is distinguished as necessary. .

さて、上記2次側制御IC25、及び1次側制御IC14は互いに同一回路構成を成しており、その構成について2次側制御IC25を代表して説明する。
図2は、2次側制御IC25の回路図である。
2次側制御IC25は、内蔵電圧検出回路30と、発振回路31と、PWMコンパレータ32と、バッファ回路33とを備えている。
内蔵電圧検出回路30は、電源系統マスタBmが備える電圧検出回路22と同様に、出力電圧Voutの超過の有無を示すフィードバック信号Saを出力する。すなわち、内蔵電圧検出回路30は、上記参照定電圧Vrefを出力する定電圧源35と、出力電圧Voutの分割電圧Vdetと参照定電圧Vrefとを比較してフィードバック信号Saを出力するコンパレータ36とを備え、分割電圧Vdetが参照定電圧Vrefを超えている場合(出力電圧Voutの超過状態)、Highレベルのフィードバック信号Saを出力し、分割電圧Vdetが参照定電圧Vrefを下回っている場合(出力電圧Voutの不足状態)、Lowレベルのフィードバック信号Saを出力し、このフィードバック信号SaがPWMコンパレータ32に入力される。
2次側制御IC25が内蔵電圧検出回路30を内蔵するため、電源系統スレイブBsの2次側においては、別途に電圧検出回路22を設けずとも、出力電圧Voutの超過の有無(過不足)を検出し、フィードバック制御が可能になる。
なお、同図に示す2次側制御IC25が1次側制御IC14として用いられる場合には、出力電圧Voutの高低を示すフィードバック信号Saに接続される。
The secondary side control IC 25 and the primary side control IC 14 have the same circuit configuration. The configuration of the secondary side control IC 25 will be described as a representative.
FIG. 2 is a circuit diagram of the secondary side control IC 25.
The secondary side control IC 25 includes a built-in voltage detection circuit 30, an oscillation circuit 31, a PWM comparator 32, and a buffer circuit 33.
The built-in voltage detection circuit 30 outputs a feedback signal Sa indicating whether or not the output voltage Vout is exceeded, similarly to the voltage detection circuit 22 provided in the power supply system master Bm. That is, the built-in voltage detection circuit 30 includes a constant voltage source 35 that outputs the reference constant voltage Vref, and a comparator 36 that compares the divided voltage Vdet of the output voltage Vout with the reference constant voltage Vref and outputs a feedback signal Sa. When the divided voltage Vdet exceeds the reference constant voltage Vref (excess state of the output voltage Vout), a high level feedback signal Sa is output, and when the divided voltage Vdet is lower than the reference constant voltage Vref (output voltage) When Vout is insufficient, a low-level feedback signal Sa is output, and this feedback signal Sa is input to the PWM comparator 32.
Since the secondary control IC 25 incorporates the built-in voltage detection circuit 30, whether or not the output voltage Vout is exceeded (excess or deficiency) can be provided on the secondary side of the power supply system slave Bs without providing the voltage detection circuit 22 separately. Detection and feedback control becomes possible.
When the secondary side control IC 25 shown in the figure is used as the primary side control IC 14, it is connected to a feedback signal Sa indicating the level of the output voltage Vout.

発振回路31は、PWM信号Sp2のベース信号となる一定周期の三角波を生成し、PWMコンパレータ32に出力する。
PWMコンパレータ32は、デューティ比がフィードバック信号Saの信号レベルに応じた可変されたPWM信号Sp2を生成し、バッファ回路33を介してスイッチング素子13のゲート端子に供給する。
具体的には、PWMコンパレータ32には、発振回路31が生成する三角波信号Stと、内蔵電圧検出回路30からのフィードバック信号Saとが入力されており、PWMコンパレータ32は、フィードバック信号Saの信号レベルに応じて三角波信号Stのデューティ比を最大デューティ比、及び最小デューティ比の間で、上記出力電圧Voutと参照定電圧Vrefの差分に応じて調整してPWM信号Sp2を生成する。
かかるPWM信号Sp2は、バッファ回路33を介して絶縁素子23に入力され1次側に伝送され、対応するスイッチング素子13の切換回路26に入力される。
The oscillating circuit 31 generates a triangular wave having a fixed period that becomes a base signal of the PWM signal Sp <b> 2 and outputs the triangular wave to the PWM comparator 32.
The PWM comparator 32 generates a PWM signal Sp2 whose duty ratio is varied according to the signal level of the feedback signal Sa, and supplies the PWM signal Sp2 to the gate terminal of the switching element 13 via the buffer circuit 33.
Specifically, the triangular wave signal St generated by the oscillation circuit 31 and the feedback signal Sa from the built-in voltage detection circuit 30 are input to the PWM comparator 32, and the PWM comparator 32 receives the signal level of the feedback signal Sa. The PWM signal Sp2 is generated by adjusting the duty ratio of the triangular wave signal St between the maximum duty ratio and the minimum duty ratio according to the difference between the output voltage Vout and the reference constant voltage Vref.
The PWM signal Sp2 is input to the insulating element 23 via the buffer circuit 33, transmitted to the primary side, and input to the switching circuit 26 of the corresponding switching element 13.

図3は、切換回路26の回路図である。
切換回路26は、上述の通り、2次側制御IC25からPWM信号Sp2が出力開始されるまで1次側制御IC14のPWM信号Sp1を出力し、PWM信号Sp2の出力開始後は、当該PWM信号Sp2を出力する回路である。
具体的には、切換回路26は、大別すると、波形成形回路40と、NOR回路41と、信号遮断回路42と、NOT回路43と、ディレイ回路44とを備えている。
波形成形回路40は、絶縁素子23を介して1次側に伝送されたPWM信号Sp2の波形を成形するものであり、プルアップ抵抗45と、このオープンコレクタのトランジスタ46とを備え、NOR回路41にPWM信号Sp2を出力する。
FIG. 3 is a circuit diagram of the switching circuit 26.
As described above, the switching circuit 26 outputs the PWM signal Sp1 of the primary side control IC 14 until the output of the PWM signal Sp2 from the secondary side control IC 25 is started, and after the output of the PWM signal Sp2 is started, the PWM signal Sp2 Is a circuit that outputs.
Specifically, the switching circuit 26 roughly includes a waveform shaping circuit 40, a NOR circuit 41, a signal cutoff circuit 42, a NOT circuit 43, and a delay circuit 44.
The waveform shaping circuit 40 is for shaping the waveform of the PWM signal Sp2 transmitted to the primary side via the insulating element 23. The waveform shaping circuit 40 includes a pull-up resistor 45 and an open collector transistor 46, and includes a NOR circuit 41. Output a PWM signal Sp2.

信号遮断回路42は、波形成形回路40からPWM信号Sp2が出力されたときにNOR回路41へのPWM信号Sp1の入力を遮断する。すなわち、信号遮断回路42は、PWM信号Sp2のHighレベルの信号入力に応じてオンし、NOR回路41のPWM信号Sp1の入力端をアース電位に接続するトランジスタ47と、PWM信号Sp2のHighレベルの信号入力によりチャージされてトランジスタ47のオン電圧を保持するコンデンサ48と、逆流防止用のダイオード49とを備えて構成されている。
PWM信号Sp2にはHighレベルの信号が短い周期で含まれることから、PWM信号Sp2が出力されている間はコンデンサ48が充電状態に保持されトランジスタ47が継続的にオンになり、これにより、NOR回路41へのPWM信号Sp1の入力が継続的に遮断される。
The signal blocking circuit 42 blocks the input of the PWM signal Sp1 to the NOR circuit 41 when the PWM signal Sp2 is output from the waveform shaping circuit 40. That is, the signal cut-off circuit 42 is turned on in response to the high level signal input of the PWM signal Sp2, the transistor 47 that connects the input terminal of the PWM signal Sp1 of the NOR circuit 41 to the ground potential, and the high level of the PWM signal Sp2. The capacitor 48 is charged by a signal input and holds the ON voltage of the transistor 47, and a backflow preventing diode 49 is provided.
Since the High level signal is included in the PWM signal Sp2 in a short cycle, the capacitor 48 is kept charged while the PWM signal Sp2 is being output, and the transistor 47 is continuously turned on. The input of the PWM signal Sp1 to the circuit 41 is continuously cut off.

かかる構成の下、信号遮断回路42によってPWM信号Sp1が遮断されていない間、すなわち、PWM信号Sp2が出力されていない間は、NOR回路41に入力されるPWM信号Sp2の信号レベルはLowレベルであるから、当該NOR回路41からはPWM信号Sp1の反転信号が出力される。
一方、信号遮断回路42がPWM信号Sp1を遮断している場合、すなわち、PWM信号Sp1が出力されている場合は、NOR回路41に入力されるPWM信号Sp1の信号レベルがLowレベルとなるから、当該NOR回路41からはPWM信号Sp2の反転信号が出力される。
Under such a configuration, while the PWM signal Sp1 is not blocked by the signal blocking circuit 42, that is, while the PWM signal Sp2 is not output, the signal level of the PWM signal Sp2 input to the NOR circuit 41 is Low level. Therefore, the NOR circuit 41 outputs an inverted signal of the PWM signal Sp1.
On the other hand, when the signal blocking circuit 42 blocks the PWM signal Sp1, that is, when the PWM signal Sp1 is output, the signal level of the PWM signal Sp1 input to the NOR circuit 41 becomes the low level. The NOR circuit 41 outputs an inverted signal of the PWM signal Sp2.

NOT回路43は、NOR回路41の出力を反転して出力する回路であり、これにより、切換回路26からは、PWM信号Sp2が入力されていない間、PWM信号Sp1が出力され、またPWM信号Sp2が入力されている間は、当該PWM信号Sp2が出力される。
電源系統スレイブBsにあっては、切換回路26からPWM信号Sp2が出力されることで、スイッチング素子13がPWM信号Sp2に基づいてスイッチングし、これにより、出力電圧Voutのフィードバック制御が1次側制御IC14から2次側制御IC25に切り換えられることとなる。
The NOT circuit 43 is a circuit that inverts and outputs the output of the NOR circuit 41. Thus, the PWM signal Sp1 is output from the switching circuit 26 while the PWM signal Sp2 is not input, and the PWM signal Sp2 is output. While the signal is input, the PWM signal Sp2 is output.
In the power supply system slave Bs, when the PWM signal Sp2 is output from the switching circuit 26, the switching element 13 is switched based on the PWM signal Sp2, whereby the feedback control of the output voltage Vout is performed on the primary side control. The IC 14 is switched to the secondary control IC 25.

ただし、切換回路26にてPWM信号Sp1からPWM信号Sp2に出力する信号を急に切り換えると、切り換え時に、PWM信号Sp1のHighレベル(オン期間)とPWM信号Sp2のHighレベル(オン期間)とが繋がって、デューティ比の大きなパルス信号がスイッチング素子13に入力される場合があり、瞬間的な過電圧が生じる原因となる。
そこで、本実施形態では、切換回路26に、上記ディレイ回路44を設けている。すなわち、ディレイ回路44は、PWM信号Sp1の出力停止とPWM信号Sp2の出力開始との間に時間差を設けて、1次巻線12に電流を流さないオフ期間を作ることで、PWM信号Sp1のオン期間とPWM信号Sp2のオン期間とが連続するのを防止する回路である。
具体的には、ディレイ回路44は、NOR回路41へのPWM信号Sp1の入力が信号遮断回路42によって遮断されたときから時間をあけてNOR回路41へのPWM信号Sp2の入力を開始する。すなわち、ディレイ回路44は、NOR回路41のPWM信号Sp2の入力端をアースに接続するトランジスタ50と、このトランジスタ50のオン電圧を保持してトランジスタ50を継続的にオンするコンデンサ51と、このコンデンサ51をPWM信号Sp2の入力に伴って放電してトランジスタ50をオフし、NOR回路41にPWM信号Sp2を入力するトランジスタ52とを備えている。
However, if the signal output from the PWM signal Sp1 to the PWM signal Sp2 is suddenly switched by the switching circuit 26, the High level (ON period) of the PWM signal Sp1 and the High level (ON period) of the PWM signal Sp2 are changed at the time of switching. As a result, a pulse signal having a large duty ratio may be input to the switching element 13, which causes an instantaneous overvoltage.
Therefore, in the present embodiment, the delay circuit 44 is provided in the switching circuit 26. In other words, the delay circuit 44 provides a time difference between the output stop of the PWM signal Sp1 and the output start of the PWM signal Sp2, and creates an off period in which no current flows through the primary winding 12, so that the PWM signal Sp1 is output. This circuit prevents the on period and the on period of the PWM signal Sp2 from continuing.
Specifically, the delay circuit 44 starts inputting the PWM signal Sp <b> 2 to the NOR circuit 41 after a time has elapsed since the input of the PWM signal Sp <b> 1 to the NOR circuit 41 is blocked by the signal blocking circuit 42. That is, the delay circuit 44 includes a transistor 50 that connects the input terminal of the PWM signal Sp2 of the NOR circuit 41 to the ground, a capacitor 51 that keeps the ON voltage of the transistor 50 and continuously turns on the transistor 50, and this capacitor 51 is discharged with the input of the PWM signal Sp2 to turn off the transistor 50, and the transistor 52 for inputting the PWM signal Sp2 to the NOR circuit 41 is provided.

これにより、切換回路26にPWM信号Sp2が入力されたときには、信号遮断回路42によってNOR回路41へのPWM信号Sp1の入力が遮断されるとともに、ディレイ回路44のコンデンサ51が放電開始される。そして、当該放電によりトランジスタ50がオフしたタイミングでPWM信号Sp2のNOR回路41への入力が開始される。
これにより、PWM信号Sp1の出力が停止したタイミングからコンデンサ51の放電によるディレイ分が経過するまで、スイッチング素子13への信号入力が停止して1次巻線12に電流が流れないオフ期間となり、その後にPWM信号Sp2の出力が開始される。したがって、デューティ比の大きなパルス信号がスイッチング素子13に入力されることがなく、切り換え時に瞬間的な過電圧が生じる事がない。
As a result, when the PWM signal Sp2 is input to the switching circuit 26, the input of the PWM signal Sp1 to the NOR circuit 41 is blocked by the signal blocking circuit 42, and the capacitor 51 of the delay circuit 44 starts to discharge. Then, the input of the PWM signal Sp2 to the NOR circuit 41 is started at the timing when the transistor 50 is turned off by the discharge.
As a result, the signal input to the switching element 13 is stopped until the delay due to the discharge of the capacitor 51 elapses from the timing when the output of the PWM signal Sp1 is stopped, and the off period during which no current flows through the primary winding 12, Thereafter, the output of the PWM signal Sp2 is started. Therefore, a pulse signal having a large duty ratio is not input to the switching element 13, and an instantaneous overvoltage does not occur at the time of switching.

以上説明したように、本実施形態によれば、電源オン時の1次側制御IC14の制御による出力電圧Voutの上昇に伴って2次側制御IC25が動作開始したときに、スイッチング素子13の制御を1次側制御IC14から2次側制御IC25に切り換える構成とした。
この構成により、電源オンのタイミングでは1次側制御IC14が動作することで、2次側に出力電圧Voutを確実に出力し、この出力電圧Voutにより2次側制御IC25を起動させることができる。そして、2次側制御IC25の起動後は、スイッチング素子13の制御信号が2次側で生成されることから、帰還遅延のない出力電圧のフィードバック制御が実現される。
As described above, according to the present embodiment, the control of the switching element 13 is performed when the operation of the secondary control IC 25 starts with the increase of the output voltage Vout by the control of the primary control IC 14 when the power is turned on. Is switched from the primary side control IC 14 to the secondary side control IC 25.
With this configuration, the primary-side control IC 14 operates at the power-on timing, so that the output voltage Vout can be reliably output to the secondary side, and the secondary-side control IC 25 can be activated by this output voltage Vout. After the secondary side control IC 25 is activated, the control signal for the switching element 13 is generated on the secondary side, so that feedback control of the output voltage without feedback delay is realized.

また本実施形態によれば、スイッチング素子13の制御を1次側制御IC14から2次側制御IC25に切り換えるときに、1次側制御IC14からスイッチング素子13へのPWM信号Sp1の出力を停止したときから時間をあけて2次側制御IC25のPWM信号Sp2をスイッチング素子13に出力する構成としたため、切り換え時には、1次巻線12に電流が流れない期間が必ず設けられる。これにより、デューティ比の大きなパルス信号がスイッチング素子13に入力されることが確実に防止され、切り換え時に瞬間的な過電圧が生じる事がない。   According to the present embodiment, when the control of the switching element 13 is switched from the primary side control IC 14 to the secondary side control IC 25, when the output of the PWM signal Sp1 from the primary side control IC 14 to the switching element 13 is stopped. Since the PWM signal Sp2 of the secondary side control IC 25 is output to the switching element 13 after a certain period of time, a period during which no current flows through the primary winding 12 is always provided at the time of switching. This reliably prevents a pulse signal having a large duty ratio from being input to the switching element 13, and an instantaneous overvoltage does not occur at the time of switching.

また本実施形態によれば、2次側の複数の出力回路18ごとに、対応する1次側のスイッチング素子13を制御する2次側制御IC25を設けたため、出力回路18ごとに出力電圧Voutがフィードバック制御されることとなり、各出力回路18の負荷が相互に無関係に変動したときのクロスレギュレーションを抑えることができる。   Further, according to the present embodiment, since the secondary side control IC 25 for controlling the corresponding primary side switching element 13 is provided for each of the plurality of secondary side output circuits 18, the output voltage Vout is Feedback control is performed, and cross regulation when the load of each output circuit 18 fluctuates independently of each other can be suppressed.

また本実施形態によれば、複数のスイッチング素子13のそれぞれを共通の1次側制御IC14で制御する構成としたため、装置コストを抑え、また回路規模に占める1次側制御IC14の比率を小さくできる。   In addition, according to the present embodiment, since each of the plurality of switching elements 13 is controlled by the common primary side control IC 14, the device cost can be reduced and the ratio of the primary side control IC 14 to the circuit scale can be reduced. .

なお、第1実施形態において、次のような変形が可能である。
<変形例1−1>
上述した実施形態では、図1に示すように、電源系統マスタBmにおいて、2次側に電圧検出回路22を設けて出力電圧Voutをフィードバック制御する構成とした。しかしながら、これに限らない。すなわち、図4に示すように、スイッチング電源装置100の1次側に出力電圧検出用の3次巻線(フィードバック巻線)122Aを設け、当該3次巻線122Aに誘起した電圧を1次側制御IC14に入力し、この電圧に基づいて1次側制御IC14がPWM信号Sp1のデューティ比を調整する構成としても良い。
In the first embodiment, the following modifications are possible.
<Modification 1-1>
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the power supply system master Bm is configured to provide the voltage detection circuit 22 on the secondary side and perform feedback control of the output voltage Vout. However, the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 4, a tertiary winding (feedback winding) 122A for detecting an output voltage is provided on the primary side of the switching power supply apparatus 100, and the voltage induced in the tertiary winding 122A is supplied to the primary side. A configuration may be adopted in which the primary side control IC 14 adjusts the duty ratio of the PWM signal Sp1 based on the voltage input to the control IC 14.

<変形例1−2>
上述した実施形態では、電源系統スレイブBsにおいて、PWM信号Sp1、Sp2のいずれかを同一のスイッチング素子13に排他的に供給する構成として、1次側制御IC14による制御と、2次側制御IC25による制御とを切り換える構成としたが、これに限らない。
すなわち、図5に示すように、PWM信号Sp1によりスイッチングが制御されるスイッチング素子213Aと、PWM信号Sp2によりスイッチングが制御されるスイッチング素子213Bとを互いに並列に1次巻線12に接続し、PWM信号Sp2の出力の有無に応じて、スイッチング素子213A及び213Bのそれぞれを排他的に有効にする切換回路226を設けることで、1次巻線12に流れる電流を制御するスイッチング素子をスイッチング素子213A、213Bの間で切り換えて、1次側制御IC14による制御と、2次側制御IC25による制御とを切り換える構成としても良い。
<Modification 1-2>
In the above-described embodiment, in the power supply system slave Bs, the control by the primary side control IC 14 and the secondary side control IC 25 are configured so as to exclusively supply any one of the PWM signals Sp1 and Sp2 to the same switching element 13. Although it is configured to switch between control, the present invention is not limited to this.
That is, as shown in FIG. 5, a switching element 213A whose switching is controlled by a PWM signal Sp1 and a switching element 213B whose switching is controlled by a PWM signal Sp2 are connected in parallel to the primary winding 12, and PWM By providing a switching circuit 226 that exclusively enables each of the switching elements 213A and 213B depending on whether or not the signal Sp2 is output, the switching element 213A, which controls the current flowing through the primary winding 12, is provided. It may be configured to switch between control by the primary side control IC 14 and control by the secondary side control IC 25 by switching between 213B.

図6は、本変形例における切換回路226の回路図である。
この切換回路226は、バッファ回路261と、信号遮断回路242と、ディレイ回路244とを備えている。バッファ回路261は、絶縁素子23を介して入力されるPWM信号Sp2の波形成形器として機能する。また信号遮断回路242は、PWM信号Sp2(のHighレベル)が出力されたときにスイッチング素子213AへのPWM信号Sp1の入力を遮断するものである。すなわち、信号遮断回路242は、第1実施形態の信号遮断回路42と略同様の構成を有し、PWM信号Sp2のHighレベルの信号入力に応じてオンしてスイッチング素子213AのPWM信号Sp1の入力端をアース電位に接続するトランジスタ47と、PWM信号Sp2のHighレベルの信号入力によりチャージされてトランジスタ47のオン電圧を保持するコンデンサ48と、逆流防止用のダイオード49とを備えて構成されている。
FIG. 6 is a circuit diagram of the switching circuit 226 in this modification.
The switching circuit 226 includes a buffer circuit 261, a signal cutoff circuit 242, and a delay circuit 244. The buffer circuit 261 functions as a waveform shaper for the PWM signal Sp <b> 2 input via the insulating element 23. The signal cut-off circuit 242 cuts off the input of the PWM signal Sp1 to the switching element 213A when the PWM signal Sp2 (its high level) is output. That is, the signal cutoff circuit 242 has substantially the same configuration as the signal cutoff circuit 42 of the first embodiment, and is turned on in response to the high level signal input of the PWM signal Sp2 and the input of the PWM signal Sp1 of the switching element 213A. The transistor 47 is connected to the ground potential, a capacitor 48 that is charged by a high level signal input of the PWM signal Sp2 and holds the on-voltage of the transistor 47, and a backflow prevention diode 49. .

ディレイ回路244は、PWM信号Sp1を遮断したときから時間をおいてPWM信号Sp2をスイッチング素子213Bに入力することで、PWM信号Sp1からPWM信号Sp2への切り換え時に、スイッチング素子213A、213Bの両方がオンになる期間が重複し、瞬間的な過電圧が生じる事を防止する。すなわち、ディレイ回路244は、スイッチング素子213BのPWM信号Sp2の入力端をアースに接続するトランジスタ250と、このトランジスタ250のオン電圧を保持してトランジスタ250を継続的にオンするコンデンサ251と、このコンデンサ251からの逆流を防止するダイオード252とを備えている。このコンデンサ251の高電位側は、上記スイッチング素子213Aの入力端に接続されており、PWM信号Sp2の入力に伴ってトランジスタ47がオフすることでグラウンドに接続され、放電を開始する。   The delay circuit 244 inputs the PWM signal Sp2 to the switching element 213B with a time from when the PWM signal Sp1 is cut off, so that both the switching elements 213A and 213B are switched when switching from the PWM signal Sp1 to the PWM signal Sp2. Prevents momentary overvoltages from occurring due to overlapping of ON periods. That is, the delay circuit 244 includes a transistor 250 that connects the input terminal of the PWM signal Sp2 of the switching element 213B to the ground, a capacitor 251 that maintains the ON voltage of the transistor 250 and continuously turns on the transistor 250, and this capacitor And a diode 252 for preventing a backflow from 251. The high potential side of the capacitor 251 is connected to the input terminal of the switching element 213A. When the transistor 47 is turned off with the input of the PWM signal Sp2, the capacitor 251 is connected to the ground and starts discharging.

したがって、切換回路226にPWM信号Sp2が入力されたときには、信号遮断回路242によってスイッチング素子213AへのPWM信号Sp1の入力が遮断され、当該スイッチング素子213Aのスイッチングが停止する。これと同時に、ディレイ回路244ではコンデンサ251が放電を開始し、当該放電によりトランジスタ250がオフしたタイミングでPWM信号Sp2のスイッチング素子213Bへの入力が開始され、当該スイッチング素子213Bがスイッチングを開始する。
これにより、PWM信号Sp1で動作するスイッチング素子213Aが停止したタイミングから、コンデンサ251の放電によるディレイ分が経過したときにPWM信号Sp2で動作するスイッチング素子213Bが動作を開始するため、スイッチング素子213A、213Bの両方がオンになる期間が重複することがなく、切り換え時に瞬間的な過電圧が生じる事がない。
Therefore, when the PWM signal Sp2 is input to the switching circuit 226, the signal blocking circuit 242 blocks the input of the PWM signal Sp1 to the switching element 213A, and the switching of the switching element 213A stops. At the same time, in the delay circuit 244, the capacitor 251 starts discharging, the input of the PWM signal Sp2 to the switching element 213B is started at the timing when the transistor 250 is turned off by the discharging, and the switching element 213B starts switching.
As a result, the switching element 213B operating on the PWM signal Sp2 starts its operation when the delay due to the discharge of the capacitor 251 has elapsed from the timing when the switching element 213A operating on the PWM signal Sp1 is stopped. The periods during which both 213B are turned on do not overlap, and an instantaneous overvoltage does not occur at the time of switching.

このように、本変形例によれば、1次巻線12の電流を制御するスイッチング素子を、スイッチング素子213A、213Bの間で切り換えて、1次側制御IC14の制御から2次側制御IC25の制御に切り換えるため、単一のスイッチング素子に入力する信号をPWM信号Sp1、Sp2の間で切り換える構成に比べて動作の信頼性が高められる。   Thus, according to this modification, the switching element that controls the current of the primary winding 12 is switched between the switching elements 213A and 213B, and the control of the primary control IC 14 is changed to the control of the secondary control IC 25. Since the control is switched, the operation reliability is improved as compared with the configuration in which the signal input to the single switching element is switched between the PWM signals Sp1 and Sp2.

<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、多出力型のスイッチング電源装置1を例示したが、本実施形態では、出力が1つの形態を説明する。
図7は、本実施形態に係るスイッチング電源装置300の構成を示す回路図である。
この図に示すように、スイッチング電源装置300では、1次側に出力電圧検出用の3次巻線(フィードバック巻線)322Aを設けて、3次巻線322Aの電圧Vaを1次側制御IC14に入力し、この電圧Vaに基づいて1次側制御IC14がPWM信号Sp1のデューティ比を調整して出力電圧Voutのフィードバック制御を行うように構成され、さらに、起動検出回路370と、この起動検出回路370の出力に基づいて動作する切換回路326と、を備える点で第1実施形態と構成を異にしている。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the multi-output type switching power supply device 1 has been exemplified. However, in the present embodiment, a mode of one output will be described.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the switching power supply apparatus 300 according to the present embodiment.
As shown in this figure, in the switching power supply device 300, a tertiary winding (feedback winding) 322A for detecting an output voltage is provided on the primary side, and the voltage Va of the tertiary winding 322A is supplied to the primary side control IC 14. And the primary side control IC 14 adjusts the duty ratio of the PWM signal Sp1 based on the voltage Va to perform feedback control of the output voltage Vout. Further, the start detection circuit 370 and the start detection The configuration is different from that of the first embodiment in that it includes a switching circuit 326 that operates based on the output of the circuit 370.

図8は、起動検出回路370及び切換回路326の構成を示す図である。
起動検出回路370は、2次側制御IC25の起動(すなわち、PWM信号Sp2の出力開始)に応じて出力する信号を切り換える回路である。すなわち、起動検出回路370は、コンデンサ375を有する検出回路373と、このコンデンサ375からの逆流を防止するダイオード372と、バッファ回路371、374を有し、コンデンサ375の充電電圧に応じたHigh又はLowレベルの信号を切換指示信号Sc及び停止信号Sbとして出力する。停止信号Sbは、1次側制御IC14に動作停止を指示する信号である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the activation detection circuit 370 and the switching circuit 326.
The activation detection circuit 370 is a circuit that switches a signal to be output in response to activation of the secondary side control IC 25 (that is, output start of the PWM signal Sp2). That is, the activation detection circuit 370 includes a detection circuit 373 having a capacitor 375, a diode 372 for preventing backflow from the capacitor 375, and buffer circuits 371 and 374, and High or Low depending on the charging voltage of the capacitor 375. The level signal is output as the switching instruction signal Sc and the stop signal Sb. The stop signal Sb is a signal that instructs the primary control IC 14 to stop the operation.

コンデンサ375は、PWM信号Sp2のHighレベルの信号入力で充電されるものであり、PWM信号Sp2にはHighレベルの信号が短い周期で含まれることから、PWM信号Sp2が出力されている間はコンデンサ375が充電状態に維持される。したがって、起動検出回路370からは、PWM信号Sp2が出力されている間は、コンデンサ375の充電によってHighレベルの信号が出力され、これとは逆に、PWM信号Sp2が出力されていない間は、コンデンサ375が放電状態となることでLowレベルの信号が出力される。   The capacitor 375 is charged by a high level signal input of the PWM signal Sp2, and since the high level signal is included in the PWM signal Sp2 in a short cycle, the capacitor 375 is output while the PWM signal Sp2 is being output. 375 is maintained in a charged state. Therefore, the startup detection circuit 370 outputs a high level signal by charging the capacitor 375 while the PWM signal Sp2 is being output. Conversely, while the PWM signal Sp2 is not being output, When the capacitor 375 is discharged, a low level signal is output.

切換回路326は、起動検出回路370の切換指示信号Scの信号レベルに応じてPWM信号Sp1、PWM信号Sp2のいずれかを排他的に出力する。すなわち、切換指示信号Scの信号レベルがLowレベルの間、PWM信号Sp1を出力し、Highレベルの間はLowレベルを出力するAND回路380と、切換指示信号Scの信号レベルがHighレベルの間、PWM信号Sp1を出力しLowレベルの間は当該Lowレベルを出力するAND回路381と、これらAND回路380、381の論理和を出力するOR回路382と、バッファ回路383とを備えている。   The switching circuit 326 exclusively outputs either the PWM signal Sp1 or the PWM signal Sp2 in accordance with the signal level of the switching instruction signal Sc of the activation detection circuit 370. That is, while the signal level of the switching instruction signal Sc is Low level, the PWM signal Sp1 is output, and during the High level, the AND circuit 380 that outputs Low level, and while the signal level of the switching instruction signal Sc is High level, An AND circuit 381 that outputs the PWM signal Sp1 and outputs the Low level during the Low level, an OR circuit 382 that outputs a logical sum of the AND circuits 380 and 381, and a buffer circuit 383 are provided.

かかる構成の下、図9に示すように、2次側制御IC25のPWM信号Sp2が起動検出回路370に入力されたタイミングtaで停止信号Sb及び切換指示信号ScがHighレベルに遷移する。これらのうち停止信号Sbは1次側制御IC14に入力され、当該1次側制御IC14がPWM信号Sp1の出力を停止する。また、切換指示信号ScがHighレベルになることで、切換回路326は、出信号をPWM信号Sp1からPWM信号Sp2にタイミングtaで切り換え、スイッチング素子13に出力する。
これにより、スイッチング素子13の制御が1次側制御IC14から2次側制御IC25に切り換えられる。また切り換え後には、1次側制御IC14が停止することから省電力化が図られる。
Under this configuration, as shown in FIG. 9, the stop signal Sb and the switching instruction signal Sc transition to the high level at the timing ta when the PWM signal Sp2 of the secondary side control IC 25 is input to the start detection circuit 370. Among these, the stop signal Sb is input to the primary side control IC 14, and the primary side control IC 14 stops the output of the PWM signal Sp1. Further, when the switching instruction signal Sc becomes High level, the switching circuit 326 switches the output signal from the PWM signal Sp1 to the PWM signal Sp2 at the timing ta and outputs it to the switching element 13.
Thereby, the control of the switching element 13 is switched from the primary side control IC 14 to the secondary side control IC 25. Further, after the switching, the primary side control IC 14 stops, so that power saving can be achieved.

このように本実施形態によれば、第1実施形態で述べた効果の他に、次のような効果を奏する。
すなわち、本実施形態によれば、2次側制御IC25のPWM信号Sp2に基づく制御に切り換わったときに、1次側制御IC14を停止する構成としたため、電力消費を抑えることができる。
Thus, according to this embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
That is, according to this embodiment, since the primary side control IC 14 is stopped when the control is switched to the control based on the PWM signal Sp2 of the secondary side control IC 25, power consumption can be suppressed.

なお、本実施形態のスイッチング電源装置300に対しては、次のような変形が可能である。   The switching power supply device 300 according to the present embodiment can be modified as follows.

<変形例2−1>
第2実施形態では、2次側制御IC25のPWM信号Sp2が起動検出回路370に入力されたタイミングtaで、切換回路326が出信号をPWM信号Sp1からPWM信号Sp2にタイミングtaで切り換える構成とした。
この構成においては、前掲図9に示すように、PWM信号Sp1のパルスPu1がHighレベルのときに、切り換えが行われると、このパルスPu1に、PWM信号Sp2のパルスPu2が連続し、オン期間Wtが長いパルス信号がスイッチング素子13に出力されてしまい、瞬間的に過電圧が生じる。
そこで、本変形例では、図10に示すように、切り換え時に、PWM信号Sp1とPWM信号Sp2とのオン期間が連続するのを防止するためのラッチ部444を切換回路426に設ける構成としている。なお、図10において、図8と同一の部材については同じ符号を付して、説明を省略する。
<Modification 2-1>
In the second embodiment, the switching circuit 326 switches the output signal from the PWM signal Sp1 to the PWM signal Sp2 at the timing ta when the PWM signal Sp2 of the secondary side control IC 25 is input to the activation detection circuit 370. .
In this configuration, as shown in FIG. 9, when switching is performed when the pulse Pu1 of the PWM signal Sp1 is at a high level, the pulse Pu2 of the PWM signal Sp2 is continued to the pulse Pu1, and the ON period Wt. Is output to the switching element 13, and an overvoltage is instantaneously generated.
Therefore, in the present modification, as shown in FIG. 10, the switching circuit 426 is provided with a latch unit 444 for preventing the ON period of the PWM signal Sp1 and the PWM signal Sp2 from continuing at the time of switching. In FIG. 10, the same members as those in FIG.

このラッチ部444は、切換回路426の出力端に設けられたAND回路483に入力する信号の信号レベルを切り換えることで、当該切換回路426の出力の許可/停止を切り換え可能に構成されている。具体的には、ラッチ部444は、ラッチ回路491と、ラッチ回路491にセット信号を入力するAND回路490とを備えている。AND回路490は、切換回路426が出力するPWM信号Sp1とPWM信号Sp2とが共にHighレベルになるとき、すなわちOR回路382への入力が共にHighレベルのときに、ラッチ回路491にセット信号を出力する。ラッチ回路491は、セット信号の入力によりAND回路483への出力状態をLowレベル状態に保持し、またPWM信号Sp2がLowレベルになったときにラッチ解除される。   The latch unit 444 is configured to be able to switch permission / stop of the output of the switching circuit 426 by switching the signal level of the signal input to the AND circuit 483 provided at the output terminal of the switching circuit 426. Specifically, the latch unit 444 includes a latch circuit 491 and an AND circuit 490 that inputs a set signal to the latch circuit 491. The AND circuit 490 outputs a set signal to the latch circuit 491 when both the PWM signal Sp1 and the PWM signal Sp2 output from the switching circuit 426 are at a high level, that is, when both inputs to the OR circuit 382 are at a high level. To do. The latch circuit 491 holds the output state to the AND circuit 483 in the low level state by the input of the set signal, and is unlatched when the PWM signal Sp2 becomes the low level.

これにより、図11に示すように、2次側制御IC25のPWM信号Sp2のパルスPu2が起動検出回路370に入力されたタイミングtaにおいて、1次側制御IC14のPWM信号Sp1のパルスPu1がHighレベルのときには、ラッチ部444が作動することで、切換回路426の出力が停止し、その後、PWM信号Sp2がLowレベルに遷移したタイミングtbでラッチ解除される。
これにより、切換時のタイミングtaにおいて、PWM信号Sp1のパルスPu1がHighレベルのときには、オフ期間(すなわち、1次巻線12に電流が流れない期間)が必ず設けられることから、オン期間Wtが長いパルス信号がスイッチング素子13に出力されてしまうことがなく、瞬間的な過電圧の発生を防止できる。
As a result, as shown in FIG. 11, at the timing ta when the pulse Pu2 of the PWM signal Sp2 of the secondary control IC 25 is input to the activation detection circuit 370, the pulse Pu1 of the PWM signal Sp1 of the primary control IC 14 is at a high level. In this case, the latch unit 444 operates to stop the output of the switching circuit 426, and then the latch is released at the timing tb when the PWM signal Sp2 transitions to the low level.
As a result, when the pulse Pu1 of the PWM signal Sp1 is at a high level at the switching timing ta, an off period (that is, a period in which no current flows through the primary winding 12) is always provided. A long pulse signal is not output to the switching element 13, and the occurrence of an instantaneous overvoltage can be prevented.

<変形例2−2>
上述の変形例2−1では、PWM信号Sp1とPWM信号Sp2とのオン期間が連続するのを防止するためにラッチ回路491を用いた構成を例示したが、これに限らない。
すなわち、図12に示すように、PWM信号Sp1の出力を停止させるための切換指示信号Sc1に対して、PWM信号Sp2の出力を許可させるための切換指示信号Sc2をディレイ回路595により遅延させ切換回路326に入力する構成としても良い。
これにより、図13に示すように、切換時のタイミングtaにおいて、切換指示信号Sc1によりPWM信号Sp1の出力が停止された後、ディレイ回路595による遅延時間が経過したタイミングtcで切換指示信号Sc2によりPWM信号Sp2の出力が開始されるから、PWM信号Sp1とPWM信号Sp2の間に、必ずオフ期間(すなわち、1次巻線12に電流が流れない期間)が設けられる。これより、オン期間Wtが長いパルス信号がスイッチング素子13に出力されてしまうことがなく、瞬間的な過電圧の発生を防止できる。
<Modification 2-2>
In the above-described modified example 2-1, the configuration using the latch circuit 491 is illustrated to prevent the on periods of the PWM signal Sp1 and the PWM signal Sp2 from continuing, but the present invention is not limited to this.
That is, as shown in FIG. 12, the switching instruction signal Sc2 for allowing the output of the PWM signal Sp2 is delayed by the delay circuit 595 with respect to the switching instruction signal Sc1 for stopping the output of the PWM signal Sp1. It is good also as a structure which inputs into H.326.
As a result, as shown in FIG. 13, after the output of the PWM signal Sp1 is stopped by the switching instruction signal Sc1 at the switching timing ta, the switching instruction signal Sc2 at the timing tc when the delay time by the delay circuit 595 has elapsed. Since the output of the PWM signal Sp2 is started, an off period (that is, a period in which no current flows through the primary winding 12) is always provided between the PWM signal Sp1 and the PWM signal Sp2. As a result, a pulse signal having a long ON period Wt is not output to the switching element 13, and an instantaneous overvoltage can be prevented from occurring.

なお、上述した第1及び第2実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。   The first and second embodiments described above merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上述した各実施形態において、2次側制御IC25が内蔵電圧検出回路30を内蔵する構成に限らず、2次側制御IC25の外部に備える構成としても良い。
また例えば、第2実施形態及び第2実施形態の変形例にて説明した各切換回路326、426を第1実施形態の切換回路26に用いても良い。
For example, in each of the embodiments described above, the secondary control IC 25 is not limited to the configuration in which the built-in voltage detection circuit 30 is built, and may be configured to be provided outside the secondary control IC 25.
Further, for example, the switching circuits 326 and 426 described in the second embodiment and the modified example of the second embodiment may be used for the switching circuit 26 of the first embodiment.

1、100、300 スイッチング電源装置
18 出力回路
10 絶縁型トランス
12 1次巻線
13 スイッチング素子
14 1次側制御IC(1次側制御回路)
15 2次巻線
18 出力回路
22 電圧検出回路
25 2次側制御IC(2次側制御回路)
26、226、326 切換回路
30 内蔵電圧検出回路
44、244 ディレイ回路
122A、322A 3次巻線
213A スイッチング素子(第1スイッチング素子)
213B スイッチング素子(第2スイッチング素子)
370 起動検出回路
444 ラッチ部
595 ディレイ回路
Bm 電源系統マスタ
Bs 電源系統スレイブ
Sp1 PWM信号(第1制御信号)
Sp2 PWM信号(第2制御信号)
Vin 入力電圧
Vout 出力電圧
1, 100, 300 Switching power supply device 18 Output circuit 10 Insulated transformer 12 Primary winding 13 Switching element 14 Primary side control IC (primary side control circuit)
15 Secondary winding 18 Output circuit 22 Voltage detection circuit 25 Secondary side control IC (secondary side control circuit)
26, 226, 326 switching circuit 30 built-in voltage detection circuit 44, 244 delay circuit 122A, 322A tertiary winding 213A switching element (first switching element)
213B switching element (second switching element)
370 Start detection circuit 444 Latch unit 595 Delay circuit Bm Power supply system master Bs Power supply system slave Sp1 PWM signal (first control signal)
Sp2 PWM signal (second control signal)
Vin input voltage Vout output voltage

Claims (6)

絶縁型トランスの1次巻線に流れる電流を制御するスイッチング素子を設け、2次側の出力電圧に基づいて前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング電源装置において、
1次側に入力される入力電圧で動作し、電源オンに伴って前記スイッチング素子のスイッチングを制御する第1制御信号を出力する1次側制御回路と、
2次側に設けられて前記出力電圧で動作し、前記スイッチング素子のスイッチングを制御する第2制御信号を出力する2次側制御回路と、を備え、
電源オン時には前記1次側制御回路の第1制御信号に基づき前記1次巻線の電流を制御し、前記2次側制御回路が第2制御信号の出力を開始したときには、当該第2制御信号に基づいて前記1次巻線の電流を制御する
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
In the switching power supply apparatus which provides a switching element for controlling the current flowing in the primary winding of the insulation transformer and controls the switching of the switching element based on the output voltage on the secondary side.
A primary control circuit that operates with an input voltage input to the primary side and outputs a first control signal that controls switching of the switching element when the power is turned on;
A secondary side control circuit that is provided on the secondary side, operates at the output voltage, and outputs a second control signal for controlling switching of the switching element,
When the power is turned on, the current of the primary winding is controlled based on the first control signal of the primary side control circuit, and when the secondary side control circuit starts outputting the second control signal, the second control signal A switching power supply device that controls the current of the primary winding based on
前記1次側制御回路の第1制御信号により動作する第1スイッチング素子と、
前記2次側制御回路の第2制御信号により動作する第2スイッチング素子と、を備え、
前記1次巻線の電流を制御するスイッチング素子を、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間で切り換えて、前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換え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装置。
A first switching element operated by a first control signal of the primary side control circuit;
A second switching element that operates according to a second control signal of the secondary side control circuit,
The switching element for controlling the current of the primary winding is switched between the first switching element and the second switching element to control the current of the primary winding of the primary side control circuit. 2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the control is switched from control based on a first control signal to control based on a second control signal of the secondary side control circuit.
前記1次巻線の電流の制御を、前記1次側制御回路の第1制御信号に基づく制御から前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えるときに、前記第1制御信号に基づいて前記1次巻線に電流が流れる期間の後に、電流を流さない期間を挟んで切り換える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチング電源装置。
When switching the control of the current of the primary winding from the control based on the first control signal of the primary side control circuit to the control based on the second control signal of the secondary side control circuit, the first control signal The switching power supply according to claim 1, wherein the switching is performed with a period in which no current is passed after a period in which the current flows in the primary winding based on the above.
前記1次巻線の電流の制御を、前記2次側制御回路の第2制御信号に基づく制御に切り換えたときに、前記1次側制御回路を停止することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のスイッチング電源装置。   4. The primary side control circuit is stopped when the current control of the primary winding is switched to control based on a second control signal of the secondary side control circuit. The switching power supply device according to any one of the above. 1次側に複数の前記1次巻線を設け、それぞれの1次巻線に前記スイッチング素子を設け、2次側に前記1次巻線ごとに前記2次巻線を設けて多出力型に構成し、
前記出力ごとに、対応する1次側のスイッチング素子を制御する前記2次側制御回路を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
A plurality of primary windings are provided on the primary side, the switching elements are provided on the respective primary windings, and the secondary windings are provided on the secondary side for each primary winding, thereby providing a multi-output type. Configure
5. The switching power supply device according to claim 1, wherein the secondary-side control circuit that controls a corresponding primary-side switching element is provided for each output. 6.
前記スイッチング素子のそれぞれを共通の前記1次側制御回路で制御した
ことを特徴とする請求項5に記載のスイッチング電源装置。
The switching power supply according to claim 5, wherein each of the switching elements is controlled by the common primary side control circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014087255A (en) * 2012-10-24 2014-05-12 Baumueller Nuernberg Gmbh Safety function control for electric machine
JP2014166024A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Rohm Co Ltd Power supply device and startup method for the same, ac adapter, electronic apparatus, and power supply system
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