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JP2019004576A - Power supply device - Google Patents

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JP2019004576A JP2017116455A JP2017116455A JP2019004576A JP 2019004576 A JP2019004576 A JP 2019004576A JP 2017116455 A JP2017116455 A JP 2017116455A JP 2017116455 A JP2017116455 A JP 2017116455A JP 2019004576 A JP2019004576 A JP 2019004576A
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啓造 伊藤
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Abstract

To provide a technique for preventing excess starting current when power is turned on again.SOLUTION: A power supply device 100 includes: a rectification section 104 generating input voltage by rectifying AC voltage of an AC power source 102; a PFC control section 110 for generating output voltage by power-factor-improvement controlling the input voltage; a DC/DC converter 118 for outputting DC voltage by converting the output voltage of the PFC control section 110; a starting circuit 120 for applying starting power to the PFC control section 110; and a starting voltage control section (path from a point P1 to a starting resistor R4) enabling the application of starting voltage to the PFC control section 110 by the starting circuit 120 when the input voltage is applied, and on the other hand, restraining the application of the starting voltage by the starting circuit 120 when the input voltage is not applied.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、交流電圧から変換した直流電圧を出力する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply apparatus that outputs a DC voltage converted from an AC voltage.

この種の電源装置に関して、交流電圧から変換した直流電圧を負荷のLEDに出力するDC/DCコンバータを備えたLED電源装置の先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   With respect to this type of power supply device, a prior art of an LED power supply device including a DC / DC converter that outputs a DC voltage converted from an AC voltage to an LED of a load is known (for example, see Patent Document 1).

この先行技術は、交流電圧を整流回路で全波整流し、PFC回路のスイッチング素子をPWM制御することで昇圧された直流電圧をバックコンバータ回路(DC/DCコンバータ)に出力する。出力電圧はバックコンバータ回路の前段でコンデンサに充電され、バックコンバータ回路は、スイッチング素子のPWM制御によってコンデンサの電圧を変圧し、直流電圧を負荷に出力する。PFC回路及びバックコンバータ回路の各スイッチング素子の駆動状態は各々の制御ICによって制御されており、PFC回路及びバックコンバータ回路は、制御ICからのPWM制御信号に応じてスイッチング素子を駆動して出力電圧または、出力電流を制御する。制御ICには制御電源回路が接続されており、制御電源回路のキャパシタからは15V程度の制御電源電圧を取り出すことが可能である。   In this prior art, the AC voltage is full-wave rectified by a rectifier circuit, and the DC voltage boosted by PWM control of the switching element of the PFC circuit is output to a buck converter circuit (DC / DC converter). The output voltage is charged in the capacitor before the buck converter circuit, and the buck converter circuit transforms the voltage of the capacitor by PWM control of the switching element, and outputs a DC voltage to the load. The driving state of each switching element of the PFC circuit and the buck converter circuit is controlled by each control IC, and the PFC circuit and the buck converter circuit drive the switching element according to the PWM control signal from the control IC to output voltage. Alternatively, the output current is controlled. A control power supply circuit is connected to the control IC, and a control power supply voltage of about 15 V can be extracted from the capacitor of the control power supply circuit.

特開2017−46535号公報JP 2017-46535 A

上記の先行技術では、停電時に入力電圧の印加が瞬間的に停止(又は電圧が低下)しても、PFC回路の制御ICはキャパシタに充電された制御電源電圧によって駆動されるため、停電中もPFC回路やバックコンバータ回路は定常時と同様に動作し続けることになる。しかしながら、入力電圧の瞬時停止時にPFC_V端子にフィードバックされる電圧はキャパシタC3の電圧であり、定常時にPFC回路が制御させようとしている出力電圧より低くなっているため、PFC_ドライブ(DR)端子のゲート信号は出力電圧を上げる方向にON幅を広げて動作しようとする。この状態で電源の再投入(電断復帰)が起きると、入力電圧の印加時に過大な起動電流が発生してしまうという問題がある。   In the above prior art, even if the application of the input voltage is momentarily stopped (or the voltage is lowered) at the time of a power failure, the control IC of the PFC circuit is driven by the control power supply voltage charged in the capacitor. The PFC circuit and the buck converter circuit continue to operate in the same manner as in the steady state. However, the voltage fed back to the PFC_V terminal when the input voltage is momentarily stopped is the voltage of the capacitor C3 and is lower than the output voltage to be controlled by the PFC circuit in the steady state, so that the gate of the PFC_drive (DR) terminal The signal tries to operate with the ON width widened in the direction of increasing the output voltage. If the power is turned on again (return of power interruption) in this state, there is a problem that an excessive start-up current is generated when the input voltage is applied.

そこで本発明は、電源の再投入時に起動電流が過大になることを防止する技術を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a technique for preventing the starting current from becoming excessive when the power is turned on again.

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following solutions.

本発明の電源装置は、PFC制御部及びDC/DCコンバータを有する構成において、入力電圧が印加されない時にPFC制御部の動作を停止させるものである。具体的には、整流部からDC/DCコンバータまでの間で発生する内部の電圧を用いてPFC制御部に起動電圧を印加する起動回路について、起動電圧制御は、入力電圧の印加時は起動回路によるPFC制御部への起動電圧の印加を可能とする一方で、入力電圧の非印加時はPFC制御部への起動電圧の印加を抑制する。   The power supply device of the present invention is configured to stop the operation of the PFC control unit when the input voltage is not applied in the configuration having the PFC control unit and the DC / DC converter. Specifically, for a startup circuit that applies a startup voltage to the PFC control unit using an internal voltage generated between the rectification unit and the DC / DC converter, the startup voltage control is performed when the input voltage is applied. While enabling the application of the starting voltage to the PFC control unit by, the application of the starting voltage to the PFC control unit is suppressed when the input voltage is not applied.

〔1次起動電流対策〕
これにより、例えば瞬時停止で入力電圧の印加が停止している間、PFC制御部に供給する電圧(起動電流)をなくし、PFC制御部の動作を確実に停止させることができる。そして、 電源再投入後、PFC制御部はPWM制御によるゲートドライブのON幅を含めて起動(停止状態)から動作を開始することになるため、入力電流(1次起動電流)のピークが過大になることを抑えることができる。
[Measures for primary starting current]
Thereby, for example, while the application of the input voltage is stopped by an instantaneous stop, the voltage (starting current) supplied to the PFC control unit can be eliminated, and the operation of the PFC control unit can be stopped reliably. After the power is turned on again, the PFC control unit starts operation from the start (stopped state) including the ON width of the gate drive by PWM control, so the peak of the input current (primary start-up current) is excessive. Can be suppressed.

〔2次起動電流対策〕
さらに本発明は、独自の知見に基づいた解決手段をも有するものである。
すなわち、上記のような再投入時の起動電流のピークは、入力電圧の再投入時に1次起動電流として発生するだけでなく、これに遅れて2次起動電流として発生することがある。これは、再投入時にPFC制御部では出力電圧が一時的にオーバシュートし、OVP(過電圧保護)機能が作動してゲートドライブが一時停止状態となるが、その間もDC/DCコンバータは動作し続けているため、OVP機能の解除電圧まで出力電圧が低下した際にDC/DCコンバータ自体が過大な負荷となって出力電圧(DC/DCコンバータ前段の電解コンデンサに充電された電圧)を大きく降下させ、それによって再起動時のゲートドライブのON幅が過度に広がってしまうことに起因する。
[Secondary starting current countermeasures]
Furthermore, the present invention also has a solution based on unique knowledge.
That is, the start-up current peak at the time of re-input as described above may not only occur as the primary start-up current when the input voltage is re-applied, but may also occur as a secondary start-up current later. This is because the output voltage temporarily overshoots in the PFC controller when the power is turned on again, and the OVP (overvoltage protection) function is activated and the gate drive is temporarily stopped. However, the DC / DC converter continues to operate during this time. Therefore, when the output voltage drops to the release voltage of the OVP function, the DC / DC converter itself becomes an excessive load, greatly reducing the output voltage (the voltage charged in the electrolytic capacitor before the DC / DC converter). As a result, the ON width of the gate drive at the time of restarting is excessively widened.

このため本発明は、2次起動電流の対策として出力電流制御部の構成を有する。出力電流制御部は、PFC制御部による出力電圧の発生開始時にDC/DCコンバータから負荷への出力電流を定常値より低くし、時間の経過に伴い出力電流を定常値に向けて次第に増加させる制御を行う。これにより、PFC制御部の出力電圧を軽負荷状態で起動させることができる。   For this reason, this invention has the structure of an output current control part as a countermeasure against a secondary starting current. The output current control unit controls the output current from the DC / DC converter to the load to be lower than the steady value at the start of generation of the output voltage by the PFC control unit, and gradually increases the output current toward the steady value as time elapses. I do. Thereby, the output voltage of a PFC control part can be started in a light load state.

すなわち、PFC制御部の出力電圧を軽負荷状態で起動させることにより、PFC制御部がOVP機能により一時的に停止している間の出力電圧は、DC/DCコンバータが定格電力で起動した場合に比較して降下が緩やかとなり、大幅な出力電圧の降下を抑制することができる。また、OVP解除後のPFC制御部の再起動においても、出力電力は軽負荷状態を維持することでゲートドライブのON幅を抑えた状態で起動することができる。これにより、PFC制御部の再動作時の2次起動電流が過大となることを抑えることができる。   In other words, by starting the output voltage of the PFC control unit in a light load state, the output voltage while the PFC control unit is temporarily stopped by the OVP function is obtained when the DC / DC converter is started at the rated power. In comparison, the drop is gentle, and a significant drop in output voltage can be suppressed. Further, even when the PFC control unit is restarted after the OVP is released, the output power can be started with the gate drive ON width suppressed by maintaining the light load state. Thereby, it can suppress that the secondary starting current at the time of the re-operation of a PFC control part becomes excessive.

また本発明は、1次起動電流対策として以下の各態様を開示する。   In addition, the present invention discloses the following aspects as countermeasures for the primary starting current.

〔第1態様〕
電源装置の回路構成として、DC/DCコンバータの前段に電解コンデンサを含むものである場合、起動電圧制御は、入力電圧の非印加時に電解コンデンサからの電圧が印加されない経路に接続されている。
[First embodiment]
When the circuit configuration of the power supply apparatus includes an electrolytic capacitor in the previous stage of the DC / DC converter, the start-up voltage control is connected to a path where the voltage from the electrolytic capacitor is not applied when the input voltage is not applied.

上記の態様によれば、瞬時停止で入力電圧の印加が停止している間、起動回路には電解コンデンサからの電圧が印加されないので、PFC制御部の起動に必要な起動電圧が印加されず、PFC制御部を確実に停止させることができる。   According to the above aspect, since the voltage from the electrolytic capacitor is not applied to the starting circuit while the application of the input voltage is stopped due to the instantaneous stop, the starting voltage necessary for starting the PFC control unit is not applied, The PFC control unit can be stopped reliably.

〔第2態様〕
起動電圧制御部は、入力電圧検出部で入力電圧を検出し、その印加が検出されない場合、ON/OFF回路により起動回路を停止させることとする。
[Second embodiment]
The starting voltage control unit detects the input voltage by the input voltage detecting unit, and when the application is not detected, the starting circuit is stopped by the ON / OFF circuit.

上記の態様によれば、瞬時停止で入力電圧が印加されていない間、起動回路は停止状態となるため、同じくPFC制御部の起動に必要な起動電圧が印加されず、PFC制御部を確実に停止させることができる。   According to the above aspect, since the start circuit is stopped while the input voltage is not applied due to the instantaneous stop, the start voltage necessary for starting the PFC control unit is not applied, and the PFC control unit is reliably Can be stopped.

本発明によれば、電源の再投入時に起動電流が過大になることを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the starting current from becoming excessive when the power is turned on again.

第1実施形態の電源装置の構成を概略的に示す回路図である。It is a circuit diagram showing roughly the composition of the power unit of a 1st embodiment. 第1実施形態の電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram showing roughly the composition of the power unit of a 1st embodiment. 比較例となる電源装置の構成を概略的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows roughly the structure of the power supply device used as a comparative example. 比較例となる電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the power supply device used as a comparative example. 比較例の電源装置で電源の瞬断及び再投入が発生した場合の各種変化を示す図である。It is a figure which shows the various changes at the time of the power interruption of a power supply device of a comparative example, and re-inputting. 図5と同じ時間軸上で入力電圧及び入力電流の時間的な変化を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in input voltage and input current on the same time axis as in FIG. 5. 比較例で観測されるPFC制御回路のゲートドライブ波形を示す図である。It is a figure which shows the gate drive waveform of the PFC control circuit observed in a comparative example. 第1実施形態の電源装置で電源の瞬断及び再投入が発生した場合の各種変化を示す図である。It is a figure which shows the various changes at the time of the power interruption of the power supply device of 1st Embodiment having occurred, and restarting. 図8と同じ時間軸上で入力電圧及び入力電流の時間的な変化を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating temporal changes in input voltage and input current on the same time axis as in FIG. 8. 第1実施形態で観測されるPFC制御回路のゲートドライブ波形を示す図である。It is a figure which shows the gate drive waveform of the PFC control circuit observed in 1st Embodiment. 第2実施形態の電源装置の構成を概略的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows roughly the structure of the power supply device of 2nd Embodiment. 第2実施形態の電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the power supply device of 2nd Embodiment. DC/DCコンバータの出力電流制御部が実行するメイン制御処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the main control process which the output current control part of a DC / DC converter performs.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、電源装置を定電流型LED照明用電源として構成した実施形態を例に挙げて説明するが、本発明はこのような形態に限るものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, an embodiment in which the power supply device is configured as a constant current type LED lighting power source will be described as an example. However, the present invention is not limited to such an embodiment.

〔第1実施形態〕
図1は、電源装置100の構成を概略的に示す回路図である。なお、図1の回路図においては、いくつかの電気的構成はブロック要素として簡略化して示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the power supply apparatus 100. In the circuit diagram of FIG. 1, some electrical configurations are simplified as block elements.

電源装置100は、外部電源としての交流電源102(例えばAC200V等)に接続されており、内部構成としては整流部104、突入電流防止回路106、リップルフィルタ108、PFC制御部110、出力電圧検出部116、DC/DCコンバータ118等を備えている。また電源装置100は、PFC制御部110の内部要素としてPFC制御回路114を有する他、付随要素として起動回路120、入力電圧検出回路122等をも有する。電源装置100は交流電源102を変換し、定電流制御された直流電圧を負荷121に供給する。負荷121は例えばLED照明装置であり、交流電源102には商用電源及びバッテリ駆動のインバータ電源を用いることができる。この場合、電源装置100はインバータ休止待機方式(瞬断時間250ms以下)の無停電電源設備として好適に実施することができる。   The power supply device 100 is connected to an AC power source 102 (for example, AC 200V) as an external power source, and has an internal configuration such as a rectifying unit 104, an inrush current prevention circuit 106, a ripple filter 108, a PFC control unit 110, and an output voltage detection unit. 116, a DC / DC converter 118, and the like. The power supply apparatus 100 includes a PFC control circuit 114 as an internal element of the PFC control unit 110, and also includes an activation circuit 120, an input voltage detection circuit 122, and the like as accompanying elements. The power supply apparatus 100 converts the AC power supply 102 and supplies a DC voltage subjected to constant current control to the load 121. The load 121 is, for example, an LED lighting device, and a commercial power source and a battery-driven inverter power source can be used as the AC power source 102. In this case, the power supply apparatus 100 can be suitably implemented as an uninterruptible power supply facility of an inverter suspension standby system (instantaneous interruption time of 250 ms or less).

電源装置100の機能を概略的に説明すると、先ず、交流電源102の入力交流電圧は整流部104で全波整流され、突入電流防止回路106を経て入力電圧(直流電圧)となる。入力電圧はリップルフィルタ108を通過した後、PFC制御部110で力率改善制御されて出力電圧となる。出力電圧は出力電圧検出部116で検出され、PFC制御回路114にフィードバック信号として入力される。これを受けてPFC制御回路114がゲートドライブ信号を出力し、スイッチング素子Q1をスイッチング(PWM制御)することで出力電圧を適切に制御する。そして、出力電圧は電解コンデンサC3で充電及び平滑化され、DC/DCコンバータ118で降圧及び定電流制御された直流電圧として負荷121に出力される。   The function of the power supply apparatus 100 will be schematically described. First, the input AC voltage of the AC power supply 102 is full-wave rectified by the rectification unit 104 and becomes an input voltage (DC voltage) through the inrush current prevention circuit 106. After the input voltage passes through the ripple filter 108, the power factor correction is controlled by the PFC control unit 110 to become an output voltage. The output voltage is detected by the output voltage detector 116 and input to the PFC control circuit 114 as a feedback signal. In response to this, the PFC control circuit 114 outputs a gate drive signal, and appropriately controls the output voltage by switching the switching element Q1 (PWM control). The output voltage is charged and smoothed by the electrolytic capacitor C3, and is output to the load 121 as a DC voltage that is step-down and constant current controlled by the DC / DC converter 118.

起動回路120は起動抵抗R4に入力電圧が印加されている間、起動電圧をPFC制御回路114のVcc端子に印加する。また、入力電圧検出回路122は検出抵抗R6,R7に入力電圧が印加されている間、DC/DCコンバータ118にON信号を入力する。第1実施形態においては、起動回路120及びスイッチング回路122がリップルフィルタ108の前段(P1点)で入力電圧に接続されている。   The startup circuit 120 applies the startup voltage to the Vcc terminal of the PFC control circuit 114 while the input voltage is applied to the startup resistor R4. The input voltage detection circuit 122 inputs an ON signal to the DC / DC converter 118 while the input voltage is applied to the detection resistors R6 and R7. In the first embodiment, the start-up circuit 120 and the switching circuit 122 are connected to the input voltage before the ripple filter 108 (P1 point).

図2は、第1実施形態の電源装置100の構成を概略的に示すブロック図である。図2中、図1に示した構成と同じ構成には同じ符号を付している。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the power supply device 100 of the first embodiment. 2, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

上記のように、電源装置100内部での処理の流れは、整流部104から突入電流防止回路106、リップルフィルタ108、PFC制御部110、DC/DCコンバータ118へと続いている。そして、これに付随して出力電圧検出部116、起動回路120、入力電圧検出回路122等がそれぞれ機能する。また、PFC制御部110は内部のPFC制御回路114によりスイッチング(PWM制御)を行って出力電圧を制御し、DC/DCコンバータ118は内部の出力電流制御部126によりスイッチング(PWM制御)を行って出力電圧を制御(定電流制御)する。   As described above, the processing flow inside the power supply device 100 continues from the rectifying unit 104 to the inrush current prevention circuit 106, the ripple filter 108, the PFC control unit 110, and the DC / DC converter 118. Along with this, the output voltage detection unit 116, the activation circuit 120, the input voltage detection circuit 122, and the like function. The PFC control unit 110 performs switching (PWM control) by the internal PFC control circuit 114 to control the output voltage, and the DC / DC converter 118 performs switching (PWM control) by the internal output current control unit 126. Control the output voltage (constant current control).

〔起動電圧制御部〕
ここで、上記のように第1実施形態では、起動回路120がリップルフィルタ108の前段(P1点)で入力電圧に接続されている。このため、交流電源102からの電力供給が瞬間的に遮断(瞬断)された場合、入力電圧が印加されない(図1では起動抵抗R4に入力電圧が印加されない)ために起動回路120はPFC制御部110に対する起動電圧の印加を抑制(停止)する。したがって、瞬時停止で入力電圧が停止している間、PFC制御部110に供給する電圧(起動電流)をなくし、PFC制御部110を停止させることができる。
[Starting voltage controller]
Here, as described above, in the first embodiment, the starting circuit 120 is connected to the input voltage at the previous stage (P1 point) of the ripple filter 108. For this reason, when the power supply from the AC power supply 102 is momentarily interrupted (instantaneous interruption), the input voltage is not applied (in FIG. 1, the input voltage is not applied to the activation resistor R4). The application of the starting voltage to the unit 110 is suppressed (stopped). Therefore, while the input voltage is stopped due to an instantaneous stop, the voltage (starting current) supplied to the PFC control unit 110 can be eliminated and the PFC control unit 110 can be stopped.

上記と同様の考え方からすれば、図1の回路構成中で起動抵抗R4をPFC制御部110のインダクタL2よりもブリッジダイオード(整流部104)側に接続する構成であればよい。したがって、起動回路120はリップルフィルタ108の後段(P2点)で入力電圧に接続されていてもよい。この場合でも、入力電圧が印加されていない間はPFC制御部110に起動電圧を印加しない構成とすることができる。   In view of the same concept as described above, the starting resistor R4 may be connected to the bridge diode (rectifier 104) side of the inductor L2 of the PFC controller 110 in the circuit configuration of FIG. Therefore, the starting circuit 120 may be connected to the input voltage at the subsequent stage (point P2) of the ripple filter 108. Even in this case, it is possible to adopt a configuration in which the starting voltage is not applied to the PFC control unit 110 while the input voltage is not applied.

〔比較例との対比〕
図1及び図2に示される第1実施形態の有用性については、以下の比較例との対比により明らかとなる。
[Contrast with comparative example]
The usefulness of the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 will become clear by comparison with the following comparative example.

図3は、比較例となる電源装置300の構成を概略的に示す回路図である。同様に図4は、比較例となる電源装置300の構成を概略的に示すブロック図である。これら図3及び図4中、第1実施形態と同じ構成には共通の符号を付し、重複した説明を省略する。   FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a power supply device 300 as a comparative example. Similarly, FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration of a power supply device 300 as a comparative example. In FIG. 3 and FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

〔比較例の構成〕
比較例の電源装置300においては、起動回路120がPFC制御部110の後段(P3点)で出力電圧に接続されている点が第1実施形態の電源装置100と異なっている。この場合、入力電圧が印加されている間は、出力電圧が起動回路120の起動抵抗R4に印加されるため、それによってPFC制御部110は定常動作することができる。
[Configuration of Comparative Example]
The power supply device 300 according to the comparative example is different from the power supply device 100 according to the first embodiment in that the activation circuit 120 is connected to the output voltage at the subsequent stage (point P3) of the PFC control unit 110. In this case, while the input voltage is being applied, the output voltage is applied to the starting resistor R4 of the starting circuit 120, so that the PFC control unit 110 can operate normally.

〔瞬断発生時〕
一方、比較例においては、交流電源102に例えば250msの瞬時停止が発生すると、その停止中は入力電圧が印加されないため、電解コンデンサC3に充電された電荷(電圧)が放電し始めることになる。このとき、起動回路120の起動抵抗R4はダイオードD1のカソード側(P3点)に接続されているため、起動抵抗R4によってもコンデンサC3の電荷が放電される。そうすると、起動抵抗R4を通してPFC制御回路114(制御IC)のオフスレッシュ電圧(動作OFFとなる電圧閾値)以下になるまで、PFC制御部110は動作し続けることになる。
[When instantaneous interruption occurs]
On the other hand, in the comparative example, when an instantaneous stop of, for example, 250 ms occurs in the AC power supply 102, the input voltage is not applied during the stop, so that the charge (voltage) charged in the electrolytic capacitor C3 starts to be discharged. At this time, since the starting resistor R4 of the starting circuit 120 is connected to the cathode side (point P3) of the diode D1, the charge of the capacitor C3 is also discharged by the starting resistor R4. Then, the PFC control unit 110 continues to operate until it becomes equal to or less than the off threshold voltage (voltage threshold at which the operation is turned off) of the PFC control circuit 114 (control IC) through the starting resistor R4.

250ms程度の瞬時停止では、容量との関係から電解コンデンサC3の放電は収まらず、起動回路120から印加される起動電圧はPFC制御回路114のオフスレッシュ電圧以下まで下がらないため、瞬時停止中もPFC制御部110は動作し続ける。一方で瞬時停止時において、PFC制御部110の出力電圧として出力電圧検出部116で検出される電圧は電解コンデンサC3の電圧となるため、この程度の電圧ではPFC制御部110が制御しようとしている出力電圧に比較すると圧倒的に低くなっている。
〔1次起動電流の発生〕
In an instantaneous stop of about 250 ms, the discharge of the electrolytic capacitor C3 does not stop due to the relationship with the capacity, and the start-up voltage applied from the start-up circuit 120 does not drop below the off-threshold voltage of the PFC control circuit 114. The control unit 110 continues to operate. On the other hand, since the voltage detected by the output voltage detection unit 116 as the output voltage of the PFC control unit 110 during the instantaneous stop is the voltage of the electrolytic capacitor C3, the output that the PFC control unit 110 is trying to control at this level of voltage. Compared to voltage, it is overwhelmingly lower.
[Generation of primary starting current]

そうすると、瞬時停止中にPFC制御回路114から出力されるゲートドライブ信号は、出力電圧を上げるために通常よりもON幅が広がる。この状態でPFC制御部110の動作が停止する前に交流電源102の再投入(インバータ電源投入)が起きると、入力電圧再印加時に過大な1次起動電流が発生することになる。   Then, the ON drive width of the gate drive signal output from the PFC control circuit 114 during the instantaneous stop is wider than usual in order to increase the output voltage. If the AC power supply 102 is turned on again (inverter power supply) before the operation of the PFC control unit 110 stops in this state, an excessive primary starting current is generated when the input voltage is reapplied.

図5は、比較例の電源装置300で電源の瞬断及び再投入が発生した場合の各種変化を示す図である。このうち、図5中(A)はその時の状態を示し、図5中(B)はDC/DCコンバータ118の入力電流を示している。また、図5中(C)の「PFC電圧」は電解コンデンサC3の電荷(電圧)を示しており、図5中(D)はDC/DCコンバータ118の出力電流を示している。   FIG. 5 is a diagram illustrating various changes in the case where an instantaneous power interruption and reactivation occurs in the power supply apparatus 300 of the comparative example. Among these, (A) in FIG. 5 shows the state at that time, and (B) in FIG. 5 shows the input current of the DC / DC converter 118. Further, “PFC voltage” in FIG. 5C indicates the charge (voltage) of the electrolytic capacitor C3, and FIG. 5D indicates the output current of the DC / DC converter 118.

〔時刻t1以前〕
時刻t1より以前において、図5中(A)に示す状態は「定常」であり、図5中(B)に示す入力電流及び図5中(C)に示すPFC電圧はいずれも定格値(Peak−Peak)である。したがって、図5中(D)に示す出力電流は定格値に定電流制御されている。
[Before time t1]
Prior to time t1, the state shown in FIG. 5A is “steady”, and the input current shown in FIG. 5B and the PFC voltage shown in FIG. 5C are both rated values (Peak). -Peak). Therefore, the output current shown in (D) of FIG. 5 is constant current controlled to the rated value.

〔時刻t1〜時刻t2〕
時刻t1で交流電源102の電断が発生すると、図5中(A)に示す状態は「停電」となり、図5中(B)に示す入力電流は停止する。図5中(C)に示すPFC電圧は、電解コンデンサC3の放電によって低下するが、時刻t1から時刻t2までの瞬時停止(250ms以下)では放電が終わらず、PFC制御部110は停電状態でも動作し続ける。一方、図5中(D)の出力電流は0となる。
[Time t1 to Time t2]
When the AC power supply 102 is interrupted at time t1, the state shown in FIG. 5A is “power failure” and the input current shown in FIG. 5B is stopped. The PFC voltage shown in FIG. 5 (C) decreases due to the discharge of the electrolytic capacitor C3, but the discharge does not end in the instantaneous stop (250 ms or less) from time t1 to time t2, and the PFC control unit 110 operates even in a power failure state. Keep doing. On the other hand, the output current of (D) in FIG.

〔時刻t2〕
時刻t2で交流電源102がインバータ電源に切り替わると、図5中(A)に示す状態は「インバータ駆動」となる。既に説明したように、比較例では瞬時停止中もPFC制御部110が動作し続けているが、出力電圧として検出される値は図5中(C)に示すPFC電圧であり、これはPFC制御部110が定常状態で制御しようとする目標の出力電圧よりも低いことから、時刻t2までにゲートドライブ信号のON幅は定常状態よりも広がっている。この状態で入力電圧が印加されると、図5中(B)に示されるように入力電流(1次起動電流)が過大となる。比較例の電源装置300では、この1次起動電流は定格値の2倍を超える値となっている。
[Time t2]
When the AC power supply 102 is switched to the inverter power supply at time t2, the state shown in FIG. 5A is “inverter drive”. As already described, in the comparative example, the PFC control unit 110 continues to operate even during the instantaneous stop, but the value detected as the output voltage is the PFC voltage shown in FIG. 5C, which is the PFC control. Since the unit 110 is lower than the target output voltage to be controlled in the steady state, the ON width of the gate drive signal is wider than that in the steady state by time t2. When the input voltage is applied in this state, the input current (primary starting current) becomes excessive as shown in FIG. In the power supply device 300 of the comparative example, the primary starting current is a value exceeding twice the rated value.

〔時刻t2〜時刻t3〕
ただし、電源再投入(時刻t2)によりPFC制御部110では出力電圧がオーバシュートするため、PFC制御回路114ではOVP(過電圧保護)機能が動作してゲートドライブを一時停止する。したがって、時刻t2から時刻t3までの間で入力電流は一時的に0となっている(図5中(B))。この間、DC/DCコンバータ118は動作開始しているが、出力電流は起動していない状態である。なお、図5中(C)に示すPFC電圧は1次起動電流の発生に伴い最大となる。
[Time t2 to Time t3]
However, since the output voltage of the PFC control unit 110 overshoots when the power is turned on again (time t2), the OFC (overvoltage protection) function operates in the PFC control circuit 114 to temporarily stop the gate drive. Therefore, the input current is temporarily 0 between time t2 and time t3 ((B) in FIG. 5). During this time, the DC / DC converter 118 starts operating, but the output current is not activated. Note that the PFC voltage shown in FIG. 5C becomes maximum with the generation of the primary starting current.

〔時刻t3〕
時刻t3で、DC/DCコンバータの出力電流が立上りはじめると、PFC制御部110の出力電圧がOVP機能の解除電圧まで低下すると、PFC制御回路114では再びゲートドライブが動作し、出力電圧は上昇する。ただし、OVP機能によってPFC制御部110が一時停止していた間もDC/DCコンバータ118は動作し続けているため、時刻t3でOVP機能が解除された途端にDC/DCコンバータ118は出力電圧に対して定常負荷(図5中(A))となる。その結果、時刻t3以降で出力電圧は急激に降下し、それによってPFC制御回路114ではゲートドライブのON幅を大きく広げて一時停止後に再起動するため、このときも図5中(B)に示す入力電流(2次起動電流)が過大となってしまう。比較例の電源装置300では、この2次起動電流も定格値の2倍を超える値となっている。
[Time t3]
When the output current of the DC / DC converter starts to rise at time t3, when the output voltage of the PFC control unit 110 drops to the release voltage of the OVP function, the gate drive operates again in the PFC control circuit 114, and the output voltage increases. . However, since the DC / DC converter 118 continues to operate while the PFC control unit 110 is temporarily stopped by the OVP function, the DC / DC converter 118 outputs the output voltage as soon as the OVP function is canceled at time t3. Is a steady load ((A) in FIG. 5). As a result, the output voltage suddenly drops after time t3, whereby the PFC control circuit 114 widens the ON width of the gate drive and restarts after a temporary stop. This time is also shown in FIG. The input current (secondary starting current) becomes excessive. In the power supply device 300 of the comparative example, the secondary starting current is also a value exceeding twice the rated value.

図6は、図5と同じ時間軸上で入力電圧及び入力電流の時間的な変化を示した図である。このうち図6中(O)が入力電圧の変化を示し、図6中(B)が入力電流の変化を示している。なお、図6中(B)は図5中(B)と同じ入力電流である。   FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in the input voltage and input current on the same time axis as FIG. Among these, (O) in FIG. 6 shows the change of the input voltage, and (B) in FIG. 6 shows the change of the input current. 6B is the same input current as FIG. 5B.

〔入力電圧〕
図6中(O):上記のように、時刻t1で入力電圧が停止し、瞬時停止後の時刻t2で再投入されている。再投入後の入力電圧は、瞬時停止前と同様に定格値である。
[Input voltage]
In FIG. 6, (O): As described above, the input voltage is stopped at time t1, and is turned on again at time t2 after the instantaneous stop. The input voltage after re-input is the rated value as before the instantaneous stop.

〔入力電流〕
図6中(B):これに対し、入力電流は再投入時の時刻t2で定格値の2倍以上まで過大(1次起動電流)となり、さらに時刻t3以降でも定格値の2倍以上まで過大(2次起動電流)となっていることがわかる。
[Input current]
In FIG. 6, (B): On the other hand, the input current is excessive (primary starting current) to twice or more than the rated value at time t2 when the power is turned on again, and further exceeds twice or more than the rated value after time t3. It can be seen that (secondary starting current).

〔ゲートドライブ波形〕
図7は、比較例で観測されるPFC制御回路114のゲートドライブ波形を示す図である。
比較例においては、交流電源102の瞬時停止中及び再投入後の各タイミングにおいて、PFC制御回路114のゲートドライブ信号のON幅Wo1が定常より拡大されている。これは、上記のように瞬時停止中は出力電圧が定常より低いためであり、再投入後はOVP機能解除後にDC/DCコンバータ118がいきなり定常負荷となって出力電圧が大幅に降下するためである。
[Gate drive waveform]
FIG. 7 is a diagram showing a gate drive waveform of the PFC control circuit 114 observed in the comparative example.
In the comparative example, the ON width Wo1 of the gate drive signal of the PFC control circuit 114 is expanded from the steady state at the timing when the AC power supply 102 is instantaneously stopped and after being turned on again. This is because, as described above, the output voltage is lower than the steady state during the instantaneous stop, and after the OVP function is released after the reactivation, the DC / DC converter 118 suddenly becomes a steady load and the output voltage drops significantly. is there.

本発明の発明者は、比較例における上記の現象を改善することが1次起動電流及び2次起動電流の対策に有効であることに着目し、第1実施形態の電源装置100の構成を創案するに至ったものである。以下、第1実施形態の優位性について説明する。   The inventor of the present invention has created the configuration of the power supply apparatus 100 according to the first embodiment, paying attention to the fact that improving the above-described phenomenon in the comparative example is effective for measures against the primary startup current and the secondary startup current. It has come to be. Hereinafter, the superiority of the first embodiment will be described.

図8は、第1実施形態の電源装置100で電源の瞬断及び再投入が発生した場合の各種変化を示す図である。このうち、図8中(A)はその時の状態を示し、図8中(B)は入力電流を示している。また、図8中(C)の「PFC電圧」は電解コンデンサC3の電荷(電圧)を示しており、図8中(D)はDC/DCコンバータ118の出力電流を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating various changes when the power supply apparatus 100 according to the first embodiment undergoes an instantaneous power interruption and reactivation. Among these, (A) in FIG. 8 shows the state at that time, and (B) in FIG. 8 shows the input current. Further, “PFC voltage” in (C) in FIG. 8 indicates the charge (voltage) of the electrolytic capacitor C3, and (D) in FIG. 8 indicates the output current of the DC / DC converter 118.

〔時刻t1以前〕
時刻t1より以前において、図8中(A)に示す状態は「定常」であり、図8中(B)に示す入力電流及び図8中(C)に示すPFC電圧はいずれも定格値(Peak−Peak)である。したがって、図8中(D)に示す出力電流は定格値に定電流制御されている。
[Before time t1]
Prior to time t1, the state shown in FIG. 8A is “steady”, and the input current shown in FIG. 8B and the PFC voltage shown in FIG. 8C are both rated values (Peak). -Peak). Therefore, the output current shown in (D) in FIG. 8 is constant current controlled to the rated value.

〔時刻t1〜時刻t2〕
時刻t1で交流電源102の電断が発生すると、図8中(A)に示す状態は「停電」となり、図8中(B)に示す入力電流は停止する。図8中(C)に示すPFC電圧は、電解コンデンサC3の放電によって低下するが、ここでも時刻t1から時刻t2までの瞬時停止(250ms以下)では放電が収まらない。
[Time t1 to Time t2]
When the AC power supply 102 is interrupted at time t1, the state shown in FIG. 8A becomes “power failure”, and the input current shown in FIG. 8B stops. The PFC voltage shown in (C) of FIG. 8 decreases due to the discharge of the electrolytic capacitor C3. However, the discharge does not stop at the momentary stop (250 ms or less) from time t1 to time t2.

〔時刻t2〕
ただし、第1実施形態の場合、瞬時停止中の時刻t1から時刻t2まで入力電圧は印加されないため、起動回路120からPFC制御回路114に起動電圧は印加されず、停電状態でPFC制御部110は動作を停止している。
したがって、時刻t2で交流電源102がインバータ電源に切り替わり、図8中(A)に示す状態が「インバータ駆動」となっても、ここからPFC制御部110が改めて起動するため、比較例で見られた定格値の2倍を超えるような過大な入力電流が発生することはない(1次起動電流の対策)。
[Time t2]
However, in the case of the first embodiment, since the input voltage is not applied from the time t1 to the time t2 during the instantaneous stop, the activation voltage is not applied from the activation circuit 120 to the PFC control circuit 114, and the PFC control unit 110 is in a power failure state. The operation has stopped.
Therefore, even when the AC power source 102 is switched to the inverter power source at time t2 and the state shown in FIG. 8A becomes “inverter drive”, the PFC control unit 110 is started again from this point, so that is seen in the comparative example. An excessive input current that exceeds twice the rated value will not occur (measures for primary starting current).

〔時刻t2以降〕
第1実施形態においても、電源再投入(時刻t2)によりPFC制御部110では出力電圧が若干オーバシュートするため、PFC制御回路114ではOVP(過電圧保護)機能が動作してゲートドライブを一時停止する。したがって、時刻t2以降で入力電流は一時的に0となる(図8中(B))。この間、DC/DCコンバータ118は起動を始めているが、出力電流は起動していない状態であるため出力電流は0となる(図8中(D))。なお、図8中(C)に示すPFC電圧は電源再投入に伴って最大となる。
[After time t2]
Also in the first embodiment, since the output voltage slightly overshoots in the PFC control unit 110 when the power is turned on again (time t2), the PFC control circuit 114 operates the OVP (overvoltage protection) function to temporarily stop the gate drive. . Therefore, the input current temporarily becomes 0 after time t2 ((B) in FIG. 8). During this time, the DC / DC converter 118 starts to start, but the output current is 0 because it is not started ((D) in FIG. 8). Note that the PFC voltage shown in FIG. 8C becomes maximum as the power is turned on again.

〔時刻tg〕
ここで、第1実施形態では、時刻t2から時刻t3までの間の時刻tgからDC/DCコンバータ118を軽負荷の状態で起動させている。「軽負荷の状態」とは、図8中(D)に示す出力電流をいきなり定格値として定電流制御(PWM制御)するのではなく、定格値よりも低電流を目標値として起動させることを意味している。
[Time tg]
Here, in the first embodiment, the DC / DC converter 118 is activated in a light load state from time tg between time t2 and time t3. “Light load state” means that the output current shown in (D) of FIG. 8 is not suddenly subjected to constant current control (PWM control) as a rated value, but is started with a current lower than the rated value as a target value. I mean.

〔時刻tg〜時刻t3〕
DC/DCコンバータ118の軽負荷状態での起動により、図8中(D)に示す出力電流は定格値より低いレベルで安定する。また、図8中(C)に示すPFC電圧はDC/DCコンバータ118に印加されて徐々に低下する。なお、この間にOVP機能解除電圧までは低下しないので、図8中(B)に示す入力電流は発生していない。
[Time tg to Time t3]
By starting the DC / DC converter 118 in a light load state, the output current shown in FIG. 8D is stabilized at a level lower than the rated value. Further, the PFC voltage shown in FIG. 8C is applied to the DC / DC converter 118 and gradually decreases. Note that the input current shown in FIG. 8B is not generated because the voltage does not drop to the OVP function release voltage during this period.

〔時刻t3〕
時刻t3でPFC制御部110の出力電圧がOVP機能の解除電圧まで低下すると、PFC制御回路114では再びゲートドライブが動作し、出力電圧は上昇する。このとき、OVP機能によってPFC制御部110が一時停止していた間もDC/DCコンバータ118は動作し続けていたが、時刻t3でOVP機能が解除されたタイミングでもDC/DCコンバータ118は軽負荷の状態で動作している(図8中(A))。したがって、時刻t3以降に出力電圧は徐々に降下していくため、PFC制御回路114ではゲートドライブのON幅を特に大きく広げることなく再起動する。これにより、図8中(B)に示す入力電流が特に過大となることはなく、比較例で見られた定格値の2倍を超えるような過大な入力電流が発生することはない(2次起動電流の対策)。
[Time t3]
When the output voltage of the PFC control unit 110 decreases to the release voltage of the OVP function at time t3, the gate drive operates again in the PFC control circuit 114, and the output voltage increases. At this time, the DC / DC converter 118 continued to operate while the PFC control unit 110 was temporarily stopped by the OVP function. However, the DC / DC converter 118 remains lightly loaded even when the OVP function is released at time t3. (A in FIG. 8). Accordingly, since the output voltage gradually decreases after time t3, the PFC control circuit 114 restarts without particularly increasing the ON width of the gate drive. Accordingly, the input current shown in FIG. 8B is not particularly excessive, and an excessive input current exceeding twice the rated value found in the comparative example is not generated (secondary (Measures for starting current).

〔時刻t3〜時刻t4〕
図8中(A)に示されているように、時刻t4までDC/DCコンバータ118は軽負荷の状態で動作しているが、この間は出力電流を徐々に定格値まで増加させる制御を行っている(図8中(D))。
[Time t3 to Time t4]
As shown in FIG. 8A, the DC / DC converter 118 operates in a light load state until time t4. During this period, control is performed to gradually increase the output current to the rated value. ((D) in FIG. 8).

〔時刻t4〕
そして、時刻t4以降でDC/DCコンバータ118は定常負荷の状態となり(図8中(A))、以後、定格値に出力電流は制御される(図8中(D))。
[Time t4]
After time t4, the DC / DC converter 118 enters a steady load state ((A) in FIG. 8), and thereafter, the output current is controlled to the rated value ((D) in FIG. 8).

図9は、図8と同じ時間軸上で入力電圧及び入力電流の時間的な変化を示した図である。このうち図9中(O)が入力電圧の変化を示し、図9中(B)が入力電流の変化を示している。なお、図9中(B)は図8中(B)と同じ入力電流である。   FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in input voltage and input current on the same time axis as FIG. Among these, (O) in FIG. 9 shows the change of the input voltage, and (B) in FIG. 9 shows the change of the input current. Note that (B) in FIG. 9 is the same input current as (B) in FIG.

〔入力電圧〕
図9中(O):上記のように、時刻t1で入力電圧が停止し、瞬時停止後の時刻t2で再投入されている。再投入後の入力電圧は、瞬時停止前と同様に定格値である。
[Input voltage]
In FIG. 9, (O): As described above, the input voltage is stopped at time t1, and is turned on again at time t2 after the instantaneous stop. The input voltage after re-input is the rated value as before the instantaneous stop.

〔入力電流〕
図9中(B):入力電流は再投入時の時刻t2で上昇するが、比較例で見られたような定格値の2倍を超える値とはならない。同様に、時刻t3以降でも定格値の2倍以上まで過大となることはない。
[Input current]
In FIG. 9, (B): The input current rises at time t2 at the time of recharging, but does not become a value exceeding twice the rated value as seen in the comparative example. Similarly, even after time t3, it will not be excessive to more than twice the rated value.

〔ゲートドライブ波形〕
図10は、第1実施形態で観測されるPFC制御回路114のゲートドライブ波形を示す図である。
第1実施形態においては、交流電源102の再投入後のタイミングにおいてPFC制御回路114のゲートドライブ信号のON幅Wo2は定常と同程度に抑えられている。これは、上記のように再投入後はOVP機能解除後にDC/DCコンバータ118が軽負荷状態で起動しているため、出力電圧の効果幅が抑えられるためである。なお、瞬時停止中はPFC制御部110が動作を停止しているため、ゲートドライブ信号は出力されない。
[Gate drive waveform]
FIG. 10 is a diagram showing a gate drive waveform of the PFC control circuit 114 observed in the first embodiment.
In the first embodiment, the ON width Wo2 of the gate drive signal of the PFC control circuit 114 is suppressed to the same level as the steady state at the timing after the AC power supply 102 is turned on again. This is because the effective range of the output voltage can be suppressed because the DC / DC converter 118 is started in a light load state after the OVP function is released after the reactivation as described above. Note that the gate drive signal is not output during the instantaneous stop because the PFC control unit 110 stops operating.

〔第2実施形態〕
図11は、第2実施形態の電源装置200の構成を概略的に示す回路図である。同様に図12は、第2実施形態の電源装置200の構成を概略的に示すブロック図である。これら図11及び図12中、第1実施形態と同じ構成には共通の符号を付し、重複した説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the power supply device 200 of the second embodiment. Similarly, FIG. 12 is a block diagram schematically showing the configuration of the power supply device 200 of the second embodiment. In these FIG.11 and FIG.12, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

〔起動電圧制御部〕
第2実施形態の場合、起動回路のON/OFF回路124の構成を備えた点が第1実施形態と異なる。
すなわち、起動回路のON/OFF回路124は、入力電圧検出回路122で入力電圧を検出し、入力電圧が印加されていない間は、ON/OFF回路124自身(スイッチング素子Q4)をOFFにすることで起動回路120を停止させ、PFC制御部110(PFC制御回路114)を動作させない構成としている。この場合、起動抵抗R4がダイオードD1のカソード側(P3点)で接続されていても、ON/OFF回路128がOFFである間は起動回路120が停止するため、比較例のような現象が生じることはない。したがって、第1実施形態と同様に1次起動電流及び2次起動電流の対策を有効に機能させることができる。
[Starting voltage controller]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the configuration of the ON / OFF circuit 124 of the activation circuit is provided.
That is, the ON / OFF circuit 124 of the starting circuit detects the input voltage with the input voltage detection circuit 122, and turns off the ON / OFF circuit 124 itself (switching element Q4) while the input voltage is not applied. Thus, the start circuit 120 is stopped and the PFC control unit 110 (PFC control circuit 114) is not operated. In this case, even if the starting resistor R4 is connected on the cathode side (P3 point) of the diode D1, the starting circuit 120 is stopped while the ON / OFF circuit 128 is OFF, so that the phenomenon as in the comparative example occurs. There is nothing. Therefore, the measures for the primary startup current and the secondary startup current can be effectively functioned as in the first embodiment.

〔出力電流制御部〕
図13は、DC/DCコンバータ118の出力電流制御部126が実行するメイン制御処理の手順例を示すフローチャートである。このメイン制御処理は、2次起動電流の対策としてDC/DCコンバータ118を軽負荷状態で起動させるためのものであり、電源装置100,200に対する交流電源の供給が開始(電源投入)されると、出力電流制御部126の制御ICにより開始されるものである。以下、手順例に沿って説明する。
[Output current control section]
FIG. 13 is a flowchart illustrating an exemplary procedure of main control processing executed by the output current control unit 126 of the DC / DC converter 118. This main control process is for starting the DC / DC converter 118 in a light load state as a measure against the secondary starting current, and when the supply of AC power to the power supply devices 100 and 200 is started (powered on). This is started by the control IC of the output current control unit 126. Hereinafter, it demonstrates along the example of a procedure.

ステップS100:出力電流制御部126の制御ICは、内部的にタイマ割込を許可(開始)する。タイマ割込を許可している間、制御ICは周期的(例えば1ms毎)にタイマ割込を発生させ、メイン制御処理とは別途のタイマ割込処理(図示しない)を実行する。   Step S100: The control IC of the output current control unit 126 internally permits (starts) timer interruption. While permitting the timer interrupt, the control IC periodically generates a timer interrupt (for example, every 1 ms), and executes a timer interrupt process (not shown) separate from the main control process.

ステップS102:出力電流制御部126の制御ICは、初期動作安定用PWM信号出力制御を実行する。具体的には、DC/DCコンバータ118の出力電流の第1目標値を定格値より低い値(例えば定格値の25%程度)とし、第1目標値で定電流制御するのに必要なPWM信号出力制御を行う。   Step S102: The control IC of the output current control unit 126 executes the PWM signal output control for initial operation stabilization. Specifically, the first target value of the output current of the DC / DC converter 118 is set to a value lower than the rated value (for example, about 25% of the rated value), and the PWM signal necessary for constant current control with the first target value. Perform output control.

ステップS104:制御ICは、現在がタイマ割込の許可中であるか否かを確認する。ここでは先のステップS100で既にタイマ割込を許可した後であるため(Yes)、制御ICはステップS102をループする。そして以降、制御ICはタイマ割込を禁止(終了)するまでステップS102,S104(Yes)をループし続ける。そして、別途のタイマ割込処理の中でタイマ割込を禁止(終了)すると(No)、制御ICはステップS106以降を実行する。   Step S104: The control IC confirms whether or not the timer interrupt is currently permitted. Here, since the timer interrupt is already permitted in the previous step S100 (Yes), the control IC loops step S102. Thereafter, the control IC continues to loop steps S102 and S104 (Yes) until the timer interrupt is prohibited (terminated). When the timer interrupt is prohibited (terminated) in a separate timer interrupt process (No), the control IC executes step S106 and subsequent steps.

〔ループ中の制御〕
特に図示していないが、タイマ割込処理の中では、DC/DCコンバータ118を軽負荷状態で起動させるための所要時間(例えば100ms〜150ms程度)をカウントダウンし、この所用時間が経過するまで制御ICはステップS102,S104をループする。
また、ステップS102の初期動作安定用PWM出力制御の中では、制御ICは第1の時間帯(図8の時刻tg〜時刻t3)では目標の出力電流を定格値より低い定電流に設定しているが、第2の時間帯(図8の時刻t3〜時刻t4)では出力電流を次第に定格値に向けて増加させる制御を行う。これにより、DC/DCコンバータ118を軽負荷の状態で起動させた後、次第に定常負荷の状態(定常動作)に向けてスムーズに遷移させていくことができる。
そして、上記のループを終了すると、制御ICはステップS106以降を実行する。
[Control during loop]
Although not specifically shown in the figure, in the timer interruption process, the time required for starting the DC / DC converter 118 in a light load state (for example, about 100 ms to 150 ms) is counted down, and control is performed until this required time elapses. The IC loops through steps S102 and S104.
In the initial operation stabilization PWM output control in step S102, the control IC sets the target output current to a constant current lower than the rated value in the first time zone (time tg to time t3 in FIG. 8). However, in the second time zone (time t3 to time t4 in FIG. 8), control is performed to gradually increase the output current toward the rated value. Thereby, after starting the DC / DC converter 118 in a light load state, it is possible to make a smooth transition gradually toward a steady load state (steady operation).
When the above loop is completed, the control IC executes step S106 and subsequent steps.

ステップS106:出力電流制御部126の制御ICは、設定値初期化処理を実行する。この処理では、DC/DCコンバータ118が定常動作するのに必要なPWM制御の設定値(定電流制御の目標値)を初期化する。   Step S106: The control IC of the output current control unit 126 executes a set value initialization process. In this process, a setting value for PWM control (target value for constant current control) necessary for steady operation of the DC / DC converter 118 is initialized.

〔メインループに移行〕
ステップS108:出力電流制御部126の制御ICは、ここからメインループに移行し、設定値確認処理を実行する。この処理では、制御ICは各種の入力信号(例えば、調光動作に必要な外部信号)を参照しつつ、PWM制御で設定するゲートドライブ信号のON幅の値を定常的に確認する。例えば、外部環境の変化に伴い、調光用の外部信号が変化(例えば、暗い→明るいに変化)すると、出力電流制御部126の制御ICはLED照明装置の調光レベルを「高」にするためのゲートドライブ信号のON幅を設定する。
[Transition to main loop]
Step S108: The control IC of the output current control unit 126 shifts from here to the main loop and executes the set value confirmation processing. In this process, the control IC constantly checks the ON width value of the gate drive signal set by the PWM control while referring to various input signals (for example, external signals necessary for the dimming operation). For example, when the external signal for dimming changes (for example, changes from dark to bright) with a change in the external environment, the control IC of the output current control unit 126 sets the dimming level of the LED lighting device to “high”. The ON width of the gate drive signal is set.

ステップS110:そして制御ICは、設定したON幅でPWM信号を出力し、DC/DCコンバータ118のスイッチング動作を行う。これにより、定格の目標値に応じた定電流出力制御が行われる。   Step S110: The control IC outputs a PWM signal with the set ON width, and performs the switching operation of the DC / DC converter 118. As a result, constant current output control according to the rated target value is performed.

以後は出力電流制御部126の制御ICが上記のステップS108,S110を繰り返すことで、調光用の外部信号に応じた設定値を確認しつつ、PWM信号を出力させて出力電流を定常的に制御することができる。   Thereafter, the control IC of the output current control unit 126 repeats the above steps S108 and S110, and while confirming the set value according to the external signal for dimming, the PWM signal is outputted and the output current is steadily changed. Can be controlled.

以上説明したように、第1及び第2実施形態の電源装置100,200によれば、以下の有用性を得ることができる。
(1)インバータ休止待機方式(瞬断時間250ms以下)の無停電電源設備において瞬断時間(250ms)が発生した場合に、瞬時点灯時「定常電流(定格値)の値に対して、起動電流が2倍以下」の規定(電子安定器の規格)を満足することができる。特に、PFC回路を有した定電流制御のLED用照明用電源等において、起動時に発生する1次、2次の起動電流に対し、「定常電流(定格値)の値に対して起動電流が2倍以下」とする対策を実現することができる。
(2)第1実施形態では、入力電圧の非印加時に電解コンデンサC3からの電圧が印加されない経路に起動回路120を接続するだけの簡単な構成で1次起動電流の発生を抑えることができる。
(3)第2実施形態では、起動回路のON/OFF回路124の構成を用いるため、より能動的に1次起動電流の発生を抑えることができる。
(4)図13のメイン制御処理は、出力電流制御部126の制御ICが実行する処理として汎用的なロジックであるため、ステップS102のプログラム調整だけで容易に2次起動電流の対策を実現可能である。
As described above, according to the power supply devices 100 and 200 of the first and second embodiments, the following utility can be obtained.
(1) When an instantaneous interruption time (250 ms) occurs in an uninterruptible power supply facility with an inverter sleep / standby method (instantaneous interruption time of 250 ms or less), the start-up current with respect to the steady-state current (rated value) value during instantaneous lighting Is less than 2 times "(an electronic ballast standard). In particular, in the LED lighting power source with constant current control having a PFC circuit, the starting current is 2 with respect to the value of the steady current (rated value) with respect to the primary and secondary starting currents generated at the time of starting. It is possible to realize a measure of “double or less”.
(2) In the first embodiment, the generation of the primary starting current can be suppressed with a simple configuration in which the starting circuit 120 is simply connected to the path where the voltage from the electrolytic capacitor C3 is not applied when the input voltage is not applied.
(3) In the second embodiment, since the configuration of the ON / OFF circuit 124 of the startup circuit is used, the generation of the primary startup current can be more actively suppressed.
(4) Since the main control process of FIG. 13 is a general-purpose logic as a process executed by the control IC of the output current control unit 126, it is possible to easily implement a countermeasure for the secondary startup current only by adjusting the program in step S102. It is.

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変更して実施することが可能である。例えば、電源装置100,200の詳細なハード構成は図示の例に限らず、適宜に変更することができる。   The present invention can be implemented with various modifications without being limited to the above-described embodiments. For example, the detailed hardware configuration of the power supply apparatuses 100 and 200 is not limited to the illustrated example, and can be changed as appropriate.

各実施形態では、瞬時停止時間として250msを挙げているが、これとは異なる条件で瞬時停止及び再投入が発生する場合に本発明を適用してもよい。   In each embodiment, 250 ms is exemplified as the instantaneous stop time. However, the present invention may be applied to the case where the instantaneous stop and re-input occur under different conditions.

各実施形態では、出力電流制御部126の制御ICが軽負荷状態で制御する電流値を定格値の25%程度としているが、特に目標値の設定は限定されるものではなく、適切に軽負荷状態で起動できるレベルであれば適宜に変更してもよい。   In each embodiment, the current value controlled by the control IC of the output current control unit 126 in the light load state is set to about 25% of the rated value. However, the setting of the target value is not particularly limited, and the light load is appropriately set. The level may be appropriately changed as long as it can be activated in the state.

100,200 電源装置
102 交流電源
104 整流部
108 リップルフィルタ
110 PFC制御部
116 出力電圧検出部
118 DC/DCコンバータ
120 起動回路
121 負荷
124 入力電圧検出部
126 出力電流制御部
128 ON/OFF回路
100, 200 Power supply device 102 AC power supply 104 Rectifier 108 Ripple filter 110 PFC controller 116 Output voltage detector 118 DC / DC converter 120 Start-up circuit 121 Load 124 Input voltage detector 126 Output current controller 128 ON / OFF circuit

Claims (4)

交流電圧を整流した入力電圧を発生する整流部と、
前記入力電圧を力率改善制御して出力電圧を発生するPFC制御部と、
前記PFC制御部の出力電圧を変換して直流電圧を出力するDC/DCコンバータと、
前記整流部から前記DC/DCコンバータまでの間で発生する内部の電圧を用いて前記PFC制御部に起動電圧を印加する起動回路と、
前記入力電圧の印加時は前記起動回路による前記PFC制御部への起動電圧の印加を可能とする一方、前記入力電圧の非印加時は前記起動回路による前記PFC制御部への起動電圧の印加を抑制する起動電圧制御部と
を備えた電源装置。
A rectifying unit for generating an input voltage obtained by rectifying an AC voltage;
A PFC control unit for generating an output voltage by performing power factor correction control on the input voltage;
A DC / DC converter that converts the output voltage of the PFC controller and outputs a DC voltage;
A starting circuit for applying a starting voltage to the PFC control unit using an internal voltage generated between the rectifying unit and the DC / DC converter;
When the input voltage is applied, the start-up circuit can apply the start-up voltage to the PFC control unit, while when the input voltage is not applied, the start-up circuit can apply the start-up voltage to the PFC control unit. The power supply device provided with the starting voltage control part to suppress.
請求項1に記載の電源装置において、
前記PFC制御部による出力電圧の発生開始時に前記DC/DCコンバータから負荷への出力電流を定常値より低くし、時間の経過に伴い出力電流を定常値に向けて次第に増加させる制御を行う出力電流制御部
をさらに備えた電源装置。
The power supply device according to claim 1,
Output current for controlling the output current from the DC / DC converter to the load to be lower than the steady value at the start of the generation of the output voltage by the PFC control unit and gradually increasing the output current toward the steady value as time elapses A power supply apparatus further comprising a control unit.
請求項1又は2に記載の電源装置において、
前記DC/DCコンバータの前段で前記出力電圧を充電する電解コンデンサをさらに含み、
前記起動電圧制御部は、
前記入力電圧の非印加時に前記電解コンデンサからの電圧が印加されない経路に接続されていることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 or 2,
An electrolytic capacitor for charging the output voltage before the DC / DC converter;
The starting voltage controller is
The power supply device is connected to a path through which no voltage from the electrolytic capacitor is applied when the input voltage is not applied.
請求項1又は2に記載の電源装置において、
前記起動電圧制御部は、
前記入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記入力電圧検出部により前記入力電圧の印加が検出されない場合に前記起動回路を停止させるON/OFF回路と
を含むことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 or 2,
The starting voltage controller is
An input voltage detector for detecting the input voltage;
A power supply apparatus comprising: an ON / OFF circuit that stops the starter circuit when application of the input voltage is not detected by the input voltage detector.
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