JP2013042571A - Switching power supply device - Google Patents
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Abstract
【課題】有機半導体コンデンサを用いても出力電圧が目標電圧を超えて振幅するオーバーシュートの発生を防止することができると共に、出力電圧が目標電圧に至る前段での高周波ノイズの発生を防止することを可能にする。
【解決手段】スイッチング電源装置20は、入力電圧Vinを有機半導体コンデンサC2を介して出力電圧Voutとする際に、出力電圧Voutを分圧抵抗器R3,R2を介してスイッチング電源制御部13へフィードバックし、このフィードバック電圧のレベルに応じてコンデンサC2への入力電圧の周波数を上下するスイッチング制御を行う。コンデンサC2の入力側にパワーインダクタL2を、当該パワーインダクタL2とコンデンサC2とでLCフィルタが形成される状態に接続し、パワーインダクタL2の入力側に制御部13でのスイッチング制御後の電圧をフィードバックする抵抗器R4及びコンデンサC5によるRC回路を備えて構成した。
【選択図】図1Even if an organic semiconductor capacitor is used, it is possible to prevent the occurrence of an overshoot in which the output voltage exceeds the target voltage and to prevent the generation of high-frequency noise before the output voltage reaches the target voltage. Enable.
When a switching power supply device 20 uses an input voltage Vin as an output voltage Vout through an organic semiconductor capacitor C2, the output voltage Vout is fed back to the switching power supply controller 13 through voltage dividing resistors R3 and R2. Then, switching control is performed to increase or decrease the frequency of the input voltage to the capacitor C2 in accordance with the level of the feedback voltage. The power inductor L2 is connected to the input side of the capacitor C2 in a state where an LC filter is formed by the power inductor L2 and the capacitor C2, and the voltage after switching control by the control unit 13 is fed back to the input side of the power inductor L2. An RC circuit including a resistor R4 and a capacitor C5 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、出力電圧のノイズ除去のために有機半導体コンデンサを用いる、スイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply device that uses an organic semiconductor capacitor to remove noise from an output voltage.
従来のスイッチング電源装置として図4に示す回路構成のものがある。この図4に示すスイッチング電源装置10は、電源11と、スイッチング電源制御部13と、抵抗器R1及び電解コンデンサ(単にコンデンサともいう)C1を直列接続して成る位相補正部15と、電解コンデンサC3,C4と、インダクタL1と、ツェナーダイオード(単にダイオードともいう)D1と、出力電圧Voutのノイズ除去のための有機半導体コンデンサC2と、抵抗器R2,R3,R5とを備えて構成されている。 As a conventional switching power supply, there is a circuit configuration shown in FIG. The switching power supply device 10 shown in FIG. 4 includes a power supply 11, a switching power supply control unit 13, a phase correction unit 15 formed by connecting a resistor R1 and an electrolytic capacitor (also simply referred to as a capacitor) C1, and an electrolytic capacitor C3. , C4, an inductor L1, a Zener diode (also simply referred to as a diode) D1, an organic semiconductor capacitor C2 for removing noise from the output voltage Vout, and resistors R2, R3, and R5.
スイッチング電源制御部13は、制御部13aと、パワートランジスタを用いたパワー部13bとを備え、制御部13aは、電源11からの入力電圧Vinの位相を位相補正部15を用いて適正に補正する制御と、後述のフィードバック電圧Vfbのレベルに応じてスイッチング周波数を上下させる制御を行う。パワー部13bは、制御部13aによるスイッチング周波数の上下制御に応じて、電源11に接続されたインダクタL1の通過電圧出力側をGND(アース)とショート/オープンさせるスイッチング動作を所定間隔で繰り返すことにより、その通過電圧の周波数を可変する。 The switching power supply control unit 13 includes a control unit 13 a and a power unit 13 b using a power transistor, and the control unit 13 a appropriately corrects the phase of the input voltage Vin from the power supply 11 using the phase correction unit 15. Control and control to increase or decrease the switching frequency according to the level of a feedback voltage Vfb described later are performed. The power unit 13b repeats a switching operation for short-circuiting / opening the passing voltage output side of the inductor L1 connected to the power supply 11 with GND (ground) at predetermined intervals according to the vertical control of the switching frequency by the control unit 13a. The frequency of the passing voltage is varied.
電源11と、スイッチング電源制御部13の入力電圧Vinが入力される入力端子inとの間の経路には電解コンデンサC3がGNDとの間に接続され、その入力端子in及びコンデンサC3の接続端にはインダクタL1の一端が接続され、インダクタL1の他端がパワー部13bのスイッチング周波数制御端SWに接続されると共に、ダイオードD1のアノードに接続されている。 An electrolytic capacitor C3 is connected between the power supply 11 and the input terminal in to which the input voltage Vin of the switching power supply control unit 13 is input. The electrolytic capacitor C3 is connected between the input terminal in and the capacitor C3. Is connected to one end of the inductor L1, and the other end of the inductor L1 is connected to the switching frequency control terminal SW of the power unit 13b and to the anode of the diode D1.
ダイオードD1のカソードにはスイッチング電源装置10の出力部となる抵抗器R5がGNDとの間に接続され、この抵抗器R5とダイオードD1のカソードとの間には、カソード側から順に電解コンデンサC4と有機半導体コンデンサC2とがGNDとの間に接続され、更に分圧抵抗器としての抵抗器R3とR4とがGNDとの間に接続され、これら抵抗器R3とR4との間にスイッチング電源制御部13のフィードバック端子FBが接続されている。つまり、抵抗器R5の両端から出力される出力電圧Voutが、その分圧抵抗器R3,R4で分圧されてフィードバック電圧Vfbとしてスイッチング電源制御部13へフィードバックされるようになっている。 A resistor R5 serving as an output unit of the switching power supply device 10 is connected between the cathode of the diode D1 and GND. Between the resistor R5 and the cathode of the diode D1, an electrolytic capacitor C4 and a capacitor are sequentially connected from the cathode side. An organic semiconductor capacitor C2 is connected between GND, and resistors R3 and R4 as voltage dividing resistors are connected between GND, and a switching power supply controller between these resistors R3 and R4. Thirteen feedback terminals FB are connected. That is, the output voltage Vout output from both ends of the resistor R5 is divided by the voltage dividing resistors R3 and R4 and fed back to the switching power supply controller 13 as the feedback voltage Vfb.
このような構成のスイッチング電源装置10においては、スイッチング電源制御部13に入力されるフィードバック電圧Vfbのレベルが高ければ、制御部13aによりスイッチング周波数が低くなるように制御され、この制御に応じてパワー部13bでインダクタL1の通過電圧の周波数が低くなるように制御され、これに応じて出力電圧Voutのレベルが下がる。一方、フィードバック電圧Vfbのレベルが低ければ、制御部13aによりスイッチング周波数が高くなるように制御され、この制御に応じてパワー部13bでインダクタL1の通過電圧の周波数が高くなるように制御され、これに応じて出力電圧Voutのレベルが上がる。これによって出力電圧Voutが所定の一定電圧値に制御される。 In the switching power supply 10 having such a configuration, if the level of the feedback voltage Vfb input to the switching power supply control unit 13 is high, the control unit 13a controls the switching frequency to be low, and power is controlled according to this control. The part 13b is controlled so that the frequency of the passing voltage of the inductor L1 is lowered, and the level of the output voltage Vout is lowered accordingly. On the other hand, if the level of the feedback voltage Vfb is low, the control unit 13a is controlled to increase the switching frequency, and in response to this control, the power unit 13b is controlled to increase the frequency of the passing voltage of the inductor L1. Accordingly, the level of the output voltage Vout increases. As a result, the output voltage Vout is controlled to a predetermined constant voltage value.
このようなスイッチング電源装置10においては出力電圧Voutのノイズ除去のための有機半導体コンデンサC2が用いられているが、この種の有機半導体コンデンサを用いた装置として特許文献1に記載の技術がある。 In such a switching power supply device 10, an organic semiconductor capacitor C2 for removing noise of the output voltage Vout is used. As a device using this type of organic semiconductor capacitor, there is a technique described in Patent Document 1.
ところで、上述した従来のスイッチング電源装置10によれば、有機半導体コンデンサC2をノイズ除去のため電圧出力側に使用しているが、これは、有機半導体コンデンサC2が電解コンデンサに比べノイズ除去能力が桁違いに大きく、ESR(等価直列抵抗値)で比較すると電解コンデンサが100mΩであるのに対して有機半導体コンデンサ(例えば2.5V820μF製品)は5mΩと格段に小さいことによる。このノイズ除去能力の大きい理由により電源装置の出力側に採用されるようになった。 By the way, according to the conventional switching power supply device 10 described above, the organic semiconductor capacitor C2 is used on the voltage output side for noise removal. This is because the organic semiconductor capacitor C2 has a noise removal capability that is smaller than that of the electrolytic capacitor. The difference is large. Compared with ESR (equivalent series resistance value), the electrolytic capacitor is 100 mΩ, whereas the organic semiconductor capacitor (for example, 2.5V 820 μF product) is remarkably small at 5 mΩ. It has come to be adopted on the output side of the power supply device because of its large noise removal capability.
しかし、その有機半導体コンデンサC2のESRが小さくなって高周波成分が除去され、フィードバック電圧Vfbによる安定的なフィードバック制御が掛けられなくなる。この解決策として、位相補正部15の遅れ補償量を多くして高い周波数でのループゲインを小さくすることで安定性を確保していたが、このため、電圧出力側において高い周波数での変動が多くなっていた。つまり、図5に示すように、出力電圧Voutが目標電圧V0(=12V)を超えるオーバーシュートが発生し、目標電圧V0よりも高い電圧V1と低い電圧V2との間を出力電圧Voutが振幅(最悪の場合は発振状態となる)し、一定の目標電圧V0の出力電圧Voutが出力できなくなるという問題が生じていた。 However, the ESR of the organic semiconductor capacitor C2 is reduced, high frequency components are removed, and stable feedback control by the feedback voltage Vfb cannot be performed. As a solution to this, stability has been ensured by increasing the amount of delay compensation of the phase correction unit 15 and reducing the loop gain at a high frequency, but for this reason, fluctuations at a high frequency on the voltage output side. It was a lot. That is, as shown in FIG. 5, an overshoot occurs in which the output voltage Vout exceeds the target voltage V0 (= 12V), and the output voltage Vout has an amplitude (between the voltage V1 higher than the target voltage V0 and the voltage V2 lower than the target voltage V0). In the worst case, the oscillation state occurs), and there is a problem that the output voltage Vout of the constant target voltage V0 cannot be output.
更に、図5に出力電圧Voutを約6V〜約13V間の立ち上がり曲線を太線で表すように、出力電圧Voutがオーバーシュートに至る前段で高調波ノイズが大きくなるという問題が発生する。 Further, as shown in FIG. 5, the rising curve between about 6V and about 13V of the output voltage Vout is represented by a thick line, which causes a problem that the harmonic noise increases before the output voltage Vout reaches the overshoot.
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、有機半導体コンデンサを用いても出力電圧が目標電圧を超えて振幅するオーバーシュートの発生を防止することができると共に、出力電圧が目標電圧に至る前段での高周波ノイズの発生を防止することができる、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 to solve the above-described problems. Even when an organic semiconductor capacitor is used, it is possible to prevent the occurrence of an overshoot in which the output voltage exceeds the target voltage and the output voltage reaches the target. An object of the present invention is to provide a switching power supply device that can prevent the generation of high-frequency noise in the previous stage leading to a voltage.
上記した課題を解決するために本発明は、有機半導体コンデンサを利用したスイッチング電源装置において、前記有機半導体コンデンサに入力される電圧の周波数を上下するスイッチング制御を行うスイッチング電源制御部と、前記有機半導体コンデンサの入力側にパワーインダクタと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a switching power supply unit that uses an organic semiconductor capacitor to perform switching control for increasing and decreasing the frequency of a voltage input to the organic semiconductor capacitor, and the organic semiconductor A power inductor is provided on the input side of the capacitor.
本発明において、前記スイッチング電源制御部は、前記有機半導体コンデンサの出力側電圧に基づいて前記スイッチング制御を行うことを特徴とする。 In the present invention, the switching power supply control unit performs the switching control based on an output side voltage of the organic semiconductor capacitor.
本発明において、前記スイッチング電源制御部は、前記パワーインダクタの入力側電圧に基づいて前記スイッチング制御を行うことを特徴とする。 In the present invention, the switching power supply control unit performs the switching control based on an input side voltage of the power inductor.
本発明によれば、有機半導体コンデンサを用いても出力電圧が目標電圧を超えて振幅するオーバーシュートの発生を防止することができると共に、出力電圧が目標電圧に至る前段での高周波ノイズの発生を防止することができるスイッチング電源装置を提供することができる。 According to the present invention, even when an organic semiconductor capacitor is used, it is possible to prevent the occurrence of overshoot in which the output voltage exceeds the target voltage and the generation of high frequency noise in the previous stage where the output voltage reaches the target voltage. A switching power supply device that can be prevented can be provided.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態(以下、単に本実施形態という)について詳細に説明する。但し、全図において同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。
(実施形態の構成)
図1は、本実施形態に係るスイッチング電源装置20の回路構成を示す図である。本実施形態に係るスイッチング電源装置20の特徴は、前述で説明済みの図4に示したスイッチング電源装置10において有機半導体コンデンサC2の電源11側(以降、前段側又は入力側ともいう)にパワーインダクタL2を、L2とC2とが直列状態となってLCフィルタ(LC回路)となるように接続し、そのパワーインダクタL2の前段側とスイッチング電源制御部13のフィードバック端子FBとの間に、抵抗器R4と電解コンデンサC5とを直列接続して構成した点にある。
Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as the present embodiment) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the same parts are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and the description thereof is omitted as appropriate.
(Configuration of the embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a switching power supply device 20 according to the present embodiment. The switching power supply 20 according to the present embodiment is characterized by a power inductor on the power supply 11 side (hereinafter also referred to as the front stage side or input side) of the organic semiconductor capacitor C2 in the switching power supply 10 shown in FIG. 4 described above. L2 is connected such that L2 and C2 are in series to form an LC filter (LC circuit), and a resistor is provided between the front stage side of the power inductor L2 and the feedback terminal FB of the switching power supply control unit 13. R4 and electrolytic capacitor C5 are connected in series.
パワーインダクタL2は、当該パワーインダクタL2に入力される電圧信号の周波数が上がれば上がるほど抵抗値が大きくなって高周波を遮断するものであり、この作用によって有機半導体コンデンサC2のESRが小さくならないようにする。更に、パワーインダクタL2は、有機半導体コンデンサC2とでLCフィルタを構成しているので、高周波ノイズを除去する作用がある。 The power inductor L2 has a resistance value that increases as the frequency of the voltage signal input to the power inductor L2 increases, and cuts off the high frequency. This action prevents the ESR of the organic semiconductor capacitor C2 from decreasing. To do. Furthermore, since the power inductor L2 forms an LC filter with the organic semiconductor capacitor C2, it has an action of removing high frequency noise.
直列接続された抵抗器R4及びコンデンサC5は、パワーインダクタL2の前段側とフィードバック端子FBとの間に接続されているので、パワーインダクタL2の前段から抵抗器R4及びコンデンサC5を介してスイッチング電源制御部13にフィードバックが掛かるようになっている。 Since the resistor R4 and the capacitor C5 connected in series are connected between the front stage side of the power inductor L2 and the feedback terminal FB, the switching power supply control is performed from the front stage of the power inductor L2 via the resistor R4 and the capacitor C5. Feedback is applied to the section 13.
この際、抵抗器R4とコンデンサC5によるRC回路で定まる時定数に応じて、電圧信号の一部を抵抗器R4で抽出し、この抽出された中から更にコンデンサC5で高周波成分を抽出し、これをフィードバック電圧Vfb1としてフィードバック端子FBへフィードバックする。これによって高周波成分がフィードバックするようになっている。但し、出力側の抵抗器R5における出力電圧Vout1は、分圧抵抗器R3,R2で分圧信号(フィードバック電圧)Vfbとしてフィードバック端子FBへフィードバックされる。
(実施形態の動作)
以下、図1に示す本実施形態に係るスイッチング電源装置20の動作を説明する。電源11からの入力電圧Vinが、スイッチング電源制御部13の制御部13aに入力されると共に、インダクタL1及びダイオードD1を介してパワーインダクタL2へ入力され、更に抵抗器R5から出力電圧Vout1として出力される。この際、出力電圧Vout1は、抵抗器R5の前段の分圧抵抗器R3,R4で分圧され、フィードバック電圧Vfbとしてスイッチング電源制御部13のフィードバック端子FBへフィードバックされる。
At this time, a part of the voltage signal is extracted by the resistor R4 according to the time constant determined by the RC circuit including the resistor R4 and the capacitor C5, and a high frequency component is further extracted by the capacitor C5 from the extracted signal. Is fed back to the feedback terminal FB as a feedback voltage Vfb1. As a result, high frequency components are fed back. However, the output voltage Vout1 in the output-side resistor R5 is fed back to the feedback terminal FB as a divided signal (feedback voltage) Vfb by the voltage dividing resistors R3 and R2.
(Operation of the embodiment)
Hereinafter, the operation of the switching power supply device 20 according to the present embodiment shown in FIG. 1 will be described. The input voltage Vin from the power supply 11 is input to the control unit 13a of the switching power supply control unit 13, and is also input to the power inductor L2 through the inductor L1 and the diode D1, and is further output from the resistor R5 as the output voltage Vout1. The At this time, the output voltage Vout1 is divided by the voltage dividing resistors R3 and R4 before the resistor R5 and fed back to the feedback terminal FB of the switching power supply controller 13 as the feedback voltage Vfb.
スイッチング電源制御部13では、制御部13aにおいて、入力電圧Vinの位相が位相補正部15により適正に補正される制御が行われると共に、フィードバック電圧Vfbのレベルに応じてスイッチング周波数が上下される制御が行われる。この制御に応じて、パワー部13bでインダクタL1の通過電圧がGNDとの間でショート又はオープンとなるスイッチング動作が所定間隔で繰り返され、その通過電圧の周波数が可変される。 In the switching power supply control unit 13, the control unit 13 a performs control for appropriately correcting the phase of the input voltage Vin by the phase correction unit 15, and performs control for increasing or decreasing the switching frequency in accordance with the level of the feedback voltage Vfb. Done. In accordance with this control, the switching operation in which the passing voltage of the inductor L1 is shorted or opened with the GND in the power unit 13b is repeated at predetermined intervals, and the frequency of the passing voltage is varied.
ここで、スイッチング電源制御部13に入力されるフィードバック電圧Vfbのレベルが高ければ、制御部13aによりスイッチング周波数が低くなるように制御され、この制御に応じてパワー部13bでインダクタL1の通過電圧の周波数が低くなるように制御され、これに応じて出力電圧Vout1のレベルが下がる。一方、フィードバック電圧Vfbのレベルが低ければ、制御部13aによりスイッチング周波数が高くなるように制御され、この制御に応じてパワー部13bでインダクタL1の通過電圧の周波数が高くなるように制御され、これに応じて出力電圧Vout1のレベルが上がる。これによって出力電圧Vout1が所定の一定電圧値に制御される。 Here, if the level of the feedback voltage Vfb input to the switching power supply control unit 13 is high, the control unit 13a controls the switching frequency to be low, and according to this control, the power unit 13b controls the passing voltage of the inductor L1. The frequency is controlled to be lowered, and the level of the output voltage Vout1 is lowered accordingly. On the other hand, if the level of the feedback voltage Vfb is low, the control unit 13a is controlled to increase the switching frequency, and in response to this control, the power unit 13b is controlled to increase the frequency of the passing voltage of the inductor L1. Accordingly, the level of the output voltage Vout1 increases. As a result, the output voltage Vout1 is controlled to a predetermined constant voltage value.
更に、インダクタL1の通過電圧は、ダイオードD1を介してパワーインダクタL2に入力されるが、パワーインダクタL2に入力される電圧信号の周波数が高ければ高いほど抵抗値が大きくなって高周波が遮断され、この作用によって有機半導体コンデンサC2のESRが減少しない状態となる。この際、パワーインダクタL2の前段では、抵抗器R4とコンデンサC5のR×Cで定まる時定数に応じて、電圧信号の一部が抵抗器R4で抽出され、この抽出された中から更にコンデンサC5で高周波成分が抽出され、これがフィードバック電圧Vfb1としてフィードバック端子FBへフィードバックされる。つまり、高周波成分がフィードバックされる。 Further, the passing voltage of the inductor L1 is input to the power inductor L2 via the diode D1, but the higher the frequency of the voltage signal input to the power inductor L2, the higher the resistance value and the higher frequency is cut off. By this action, the ESR of the organic semiconductor capacitor C2 is not reduced. At this time, in the preceding stage of the power inductor L2, a part of the voltage signal is extracted by the resistor R4 according to the time constant determined by R × C of the resistor R4 and the capacitor C5, and the capacitor C5 is further extracted from the extracted portion. Thus, a high frequency component is extracted and fed back to the feedback terminal FB as a feedback voltage Vfb1. That is, high frequency components are fed back.
このように高周波成分がフィードバックされると、制御部13aによりスイッチング周波数が低くなるように制御され、この制御に応じてパワー部13bでインダクタL1の通過電圧の周波数が低くなるように制御されるので、出力電圧Vout1のレベルが下がる。この制御によって、図2に示すように、出力電圧Vout1が目標電圧V0(=12V)を超えないようになる。つまり、オーバーシュートは発生ぜず、出力電圧Vout1は、一定の目標電圧V0に収束する。 When the high-frequency component is fed back in this way, the control unit 13a controls the switching frequency to be lowered, and according to this control, the power unit 13b is controlled to lower the frequency of the passing voltage of the inductor L1. The level of the output voltage Vout1 decreases. By this control, as shown in FIG. 2, the output voltage Vout1 does not exceed the target voltage V0 (= 12V). That is, no overshoot occurs, and the output voltage Vout1 converges to a constant target voltage V0.
また、上記のようにパワーインダクタL2の前段で抵抗器R4とコンデンサC5を介して高周波成分をフィードバックするので、図2に示す約5.6V〜約11.5V間の立ち上がり曲線を細線で表すように、目標電圧V0の前段で出力電圧Vout1に高調波ノイズが略発生しない。
(実施形態の効果)
以上説明のように本実施形態に係るスイッチング電源装置20は、入力電圧Vinを有機半導体コンデンサC2を介して出力電圧Voutとして出力する際に、この出力電圧Voutを分圧抵抗回路としての分圧抵抗器R3,R2を介してスイッチング電源制御部13へフィードバックし、このフィードバック電圧のレベルに応じて有機半導体コンデンサC2に入力される電圧の周波数を上下するスイッチング制御を行うものである。
Further, since the high frequency component is fed back via the resistor R4 and the capacitor C5 in the previous stage of the power inductor L2 as described above, the rising curve between about 5.6 V and about 11.5 V shown in FIG. 2 is represented by a thin line. In addition, almost no harmonic noise is generated in the output voltage Vout1 before the target voltage V0.
(Effect of embodiment)
As described above, when the switching power supply device 20 according to the present embodiment outputs the input voltage Vin as the output voltage Vout through the organic semiconductor capacitor C2, the voltage dividing resistor as the voltage dividing resistor circuit is used as the output voltage Vout. This is fed back to the switching power supply control unit 13 via the devices R3 and R2, and performs switching control to increase or decrease the frequency of the voltage input to the organic semiconductor capacitor C2 according to the level of the feedback voltage.
有機半導体コンデンサC2に入力される電圧の周波数を上下するスイッチング制御を行うスイッチング電源制御部13と、有機半導体コンデンサC2の入力側にパワーインダクタL2とでLCフィルタが形成される。 An LC filter is formed by the switching power supply control unit 13 that performs switching control to increase and decrease the frequency of the voltage input to the organic semiconductor capacitor C2, and the power inductor L2 on the input side of the organic semiconductor capacitor C2.
この構成によれば、スイッチング制御後の電圧は、パワーインダクタL2に入力されるが、この際、その電圧の周波数が高ければ高いほどパワーインダクタL2の抵抗値が大きくなって高周波がLCフィルタで遮断され、この作用によって有機半導体コンデンサC2のESRが減少しない状態となる。この際、パワーインダクタL2の入力側では、パワーインダクタL2で遮断された高周波成分がフィードバックされるので、スイッチング制御では電圧の周波数が低くなるように制御される。この制御時に出力電圧Vout1が目標電圧V0を超えないように制御されるので、オーバーシュートは発生ぜず、出力電圧Vout1が一定の目標電圧V0に収束する。従って、スイッチング電源装置20から一定の目標電圧V0を出力することができる。 According to this configuration, the voltage after the switching control is input to the power inductor L2. At this time, the higher the frequency of the voltage, the larger the resistance value of the power inductor L2, and the high frequency is cut off by the LC filter. As a result, the ESR of the organic semiconductor capacitor C2 does not decrease. At this time, since the high frequency component cut off by the power inductor L2 is fed back on the input side of the power inductor L2, in switching control, the voltage frequency is controlled to be low. Since control is performed so that the output voltage Vout1 does not exceed the target voltage V0 during this control, no overshoot occurs, and the output voltage Vout1 converges to a constant target voltage V0. Accordingly, a constant target voltage V0 can be output from the switching power supply device 20.
また、フィードバックは、スイッチング制御後の電圧の一部を抽出し、この抽出された中から更に高周波成分を抽出する抵抗器R4及びコンデンサC5によるRC回路を介するのが好ましい。 In addition, the feedback is preferably performed via an RC circuit including a resistor R4 and a capacitor C5 that extract a part of the voltage after switching control and extract a high-frequency component from the extracted voltage.
この構成によれば、適正に高周波成分をフィードバックすることができるので、出力電圧Vout1が目標電圧V0を超えないようにスイッチング制御することができ、これによって、出力電圧Vout1を一定の目標電圧V0に収束させることが出来る。更に、抵抗器R4とコンデンサC5を介して高周波成分をフィードバックするので、出力電圧Voutが目標電圧V0に収束する前段で、出力電圧Vout1に高調波ノイズが略発生しないようにすることができる。
(実施形態の変形例)
図3は、本実施形態の変形例に係るスイッチング電源装置30の回路構成を示す図である。このスイッチング電源装置30の特徴は、図4に示したスイッチング電源装置10において有機半導体コンデンサC2の前段側にパワーインダクタL2を、L2とC2でLCフィルタとなるように接続し、そのパワーインダクタL2の前段側とスイッチング電源制御部13のフィードバック端子FBとの間に、出力側の分圧抵抗器R3,R2を移動させて接続し、パワーインダクタL2への入力電圧が、その分圧抵抗器R3,R4で分圧されてフィードバック電圧Vfb2としてフィードバックされるように構成した点にある。
According to this configuration, high-frequency components can be properly fed back, so that switching control can be performed so that the output voltage Vout1 does not exceed the target voltage V0, and thereby the output voltage Vout1 is set to a constant target voltage V0. It can be converged. Furthermore, since high frequency components are fed back via the resistor R4 and the capacitor C5, it is possible to prevent harmonic noise from being substantially generated in the output voltage Vout1 before the output voltage Vout converges to the target voltage V0.
(Modification of the embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a switching power supply device 30 according to a modification of the present embodiment. The switching power supply 30 is characterized in that, in the switching power supply 10 shown in FIG. 4, a power inductor L2 is connected to the front side of the organic semiconductor capacitor C2 so as to form an LC filter at L2 and C2, and the power inductor L2 The voltage dividing resistors R3 and R2 on the output side are moved and connected between the previous stage side and the feedback terminal FB of the switching power supply control unit 13, and the input voltage to the power inductor L2 is changed to the voltage dividing resistor R3 and R3. This is because the voltage is divided by R4 and fed back as a feedback voltage Vfb2.
この構成によれば、スイッチング電源制御部13でのスイッチング制御後の電圧は、パワーインダクタL2に入力されるが、この際、その電圧の周波数が高いほどにパワーインダクタL2で高周波が遮断され、この高周波成分が分圧抵抗器R3,R2で分圧されてフィードバックされる。従って、スイッチング制御においては、出力電圧Vout2が目標電圧V0を超えないように制御することができ、出力電圧Voutの安定度を保持することが出来る。 According to this configuration, the voltage after switching control in the switching power supply control unit 13 is input to the power inductor L2, and at this time, the higher the frequency of the voltage, the higher the frequency is blocked by the power inductor L2, and this The high frequency component is divided by the voltage dividing resistors R3 and R2 and fed back. Therefore, in the switching control, the output voltage Vout2 can be controlled so as not to exceed the target voltage V0, and the stability of the output voltage Vout can be maintained.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲予測は上記実施形態に記載の範囲予測には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲予測に含まれ得ることが、特許請求の範囲予測の記載から明らかである。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was explained in full detail, it cannot be overemphasized that the technical range prediction of this invention is not limited to the range prediction as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiments. In addition, it is apparent from the description of the scope of claims that embodiments to which such changes or improvements are added can also be included in the scope of prediction of the present invention.
11・・電源、13・・スイッチング電源制御部、13a・・制御部、13b・・パワー部、15・・位相補正部、20,30・・スイッチング電源装置、R1,R2,R3,R4,R5・・抵抗器、C1,C3,C4,C5・・電解コンデンサ、C2・・有機半導体コンデンサ、L1・・インダクタ、L2・・パワーインダクタ、D1・・ツェナーダイオード、Vin・・入力電圧、Vout1,Vout2・・出力電圧、Vfb,Vfb1,Vfb2・・フィードバック電圧。 11..Power supply, 13..Switching power supply control unit, 13a..Control unit, 13b..Power unit, 15..Phase correction unit, 20,30..Switching power supply device, R1, R2, R3, R4, R5 ..Resistors, C1, C3, C4, C5 ..Electrolytic capacitors, C2 ..Organic semiconductor capacitors, L1 ..Inductors, L2 ..Power inductors, D1 ..Zener diodes, Vin ..Input voltage, Vout1, Vout2 -Output voltage, Vfb, Vfb1, Vfb2-Feedback voltage.
Claims (3)
前記有機半導体コンデンサに入力される電圧の周波数を上下するスイッチング制御を行うスイッチング電源制御部と、
前記有機半導体コンデンサの入力側にパワーインダクタと、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。 In a switching power supply using an organic semiconductor capacitor,
A switching power supply controller that performs switching control to increase and decrease the frequency of the voltage input to the organic semiconductor capacitor;
A power inductor on the input side of the organic semiconductor capacitor;
A switching power supply device comprising:
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