JPH04109867A - Switching power source - Google Patents
Switching power sourceInfo
- Publication number
- JPH04109867A JPH04109867A JP22711890A JP22711890A JPH04109867A JP H04109867 A JPH04109867 A JP H04109867A JP 22711890 A JP22711890 A JP 22711890A JP 22711890 A JP22711890 A JP 22711890A JP H04109867 A JPH04109867 A JP H04109867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- pulse width
- signal
- width modulation
- feedback control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、広範囲入力に対応可能のスイッチング電源装
置に関し、更に詳しくは、パルス幅変調回路で駆動され
るDC/DCコンバータを備え、出力直流電圧が一定に
なるようにパルス幅を制御するようにしたスイッチング
電源装置に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a switching power supply device that can handle a wide range of input, and more specifically, it is equipped with a DC/DC converter driven by a pulse width modulation circuit, and has an output DC The present invention relates to a switching power supply device that controls pulse width so that the voltage is constant.
〈従来の技術〉
広範囲人力に対応可能のDC/DCコンバータを用いた
スイッチング電源装置に関しては、例えば「日経エレク
トロニクスJ1981年9月28日号164頁〜181
頁に詳しく紹介されている。<Prior art> Regarding a switching power supply device using a DC/DC converter that can handle a wide range of human power, see, for example, "Nikkei Electronics J, September 28, 1981 issue, pages 164 to 181.
Detailed information is provided on the page.
この様な広範囲人力に対応可能のスイッチング電源装置
は、品種を統一できること、入力電圧区分に関係なく動
作でき、瞬時電圧の低下等が発生する電源入力にも対応
できること等多くの利点を有している。Switching power supplies that can handle a wide range of human power have many advantages, such as being able to standardize products, being able to operate regardless of the input voltage classification, and being able to handle power inputs where instantaneous voltage drops occur. There is.
この種のスイッチング電源装置においては、入力端子範
囲が大きいために、通常の帰還制御方式では、制御系の
動作点利得が入力端子によって変化するために、全範囲
において、制御系を安定にすることが難しく、これを補
償するためにワイドフォワード制御方式を採用している
。In this type of switching power supply, the input terminal range is large, so with the normal feedback control method, the operating point gain of the control system changes depending on the input terminal, so it is difficult to stabilize the control system over the entire range. is difficult, and a wide forward control method is used to compensate for this.
この方式を採用する従来装置は、パルス幅変調回路のコ
ンパレータに人力する三角波信号の振幅を変えるような
構成になっている。Conventional devices employing this method are configured to manually change the amplitude of the triangular wave signal input to the comparator of the pulse width modulation circuit.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、この様な方式を、市販されている発振器
を内蔵するパルス幅変調(PWM)コントロール用IC
を用いて実現する場合、内部の発振器を停止させ、外部
にこの目的に合った発振器を用意する必要がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, such a method cannot be applied to a commercially available pulse width modulation (PWM) control IC with a built-in oscillator.
When implementing this using , it is necessary to stop the internal oscillator and prepare an external oscillator suitable for this purpose.
本発明は、この様な課題に鑑みてなされたもので、入力
電圧によるフィードフォワード制御方式を適用し、市販
されているPWMコントロールICを用いることの可能
な、簡単な構成で、かつ広範囲入力に対応できるスイッ
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 these problems, and has a simple configuration that applies a feedforward control method using input voltage, can use a commercially available PWM control IC, and has a wide range of input. The purpose is to provide a switching power supply device that can handle this problem.
〈課題を解決するための手段〉
第1図は、本発明の原理的な構成を示すブロック図であ
る。<Means for Solving the Problems> FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.
図において、1はDC/DCコンバータで、線形のパル
ス幅変調特性を有するパルス幅変調回路11と、ここか
らのパルス幅変調信号によってオン/オフに駆動される
スイッチングトランジスタQ1を含んでいる。In the figure, reference numeral 1 denotes a DC/DC converter, which includes a pulse width modulation circuit 11 having linear pulse width modulation characteristics, and a switching transistor Q1 that is driven on/off by a pulse width modulation signal from this circuit.
2はDC/DCコンバータ]の出力電圧Eoを一定に保
つための帰還制御回路で、基準電圧ESと出力電圧に対
応した電圧eoとの差を増幅する誤差増幅器21を含ん
でおり、その出力信号はパルス幅変調回路11の帰還入
力端子に印加されている。2 is a feedback control circuit for keeping the output voltage Eo of the DC/DC converter constant, and includes an error amplifier 21 that amplifies the difference between the reference voltage ES and the voltage eo corresponding to the output voltage, and its output signal is applied to the feedback input terminal of the pulse width modulation circuit 11.
3はDC/DCコンバータ1のメイントランスTRの巻
線から入力電圧成分を取り田し、パルス幅変調回路11
の帰還入力端子に印加しその動作点を変化させるフィー
ドフォワード制御回路である。3 takes the input voltage component from the winding of the main transformer TR of the DC/DC converter 1, and connects it to the pulse width modulation circuit 11.
This is a feedforward control circuit that applies voltage to the feedback input terminal of the oscillator to change its operating point.
く作用〉
DC/DCコンバータは、入力直流電圧をスイッチング
トランジスタによりオン/オフして、メイントランスの
1次巻線に与え、2次巻線に得られる電圧を整流平滑し
て直流電圧Eoを出力する。Function> The DC/DC converter turns the input DC voltage on and off using a switching transistor, applies it to the primary winding of the main transformer, rectifies and smoothes the voltage obtained at the secondary winding, and outputs the DC voltage Eo. do.
帰還制御回路は、DC/DCコンバータの出力電圧が基
準電圧ESに対応した一定電圧になるように、誤差信号
をパルス幅変調回路に帰還させる。The feedback control circuit feeds back the error signal to the pulse width modulation circuit so that the output voltage of the DC/DC converter becomes a constant voltage corresponding to the reference voltage ES.
フィードフォワード制御回路は、入力電圧成分をパルス
幅変調回路の帰還入力端子に与え、パルス幅変調回路に
帰還される制御信号を補正する。The feedforward control circuit applies an input voltage component to a feedback input terminal of the pulse width modulation circuit to correct a control signal fed back to the pulse width modulation circuit.
これにより、パルス幅変調回路の動作点を変化させ、広
範囲の入力電圧範囲を実現する。This changes the operating point of the pulse width modulation circuit and realizes a wide input voltage range.
〈実施例〉 以下図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、第1図の各部分と同じものには同一符
号を付して示す。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
DC/DCコンバータ1において、coは平滑用のコン
デンサ、TRはメイントランスで、その1次巻線n1に
、入力直流電圧EiがスイッチングトランジスタQ1に
よりオン/オフされて印加される。DI、CIは2次巻
線n2に生した交番電圧を整流平滑するダイオードと平
滑コンデンサで、平滑コンデンサC1の両端に出力電圧
Eoを得る。In the DC/DC converter 1, co is a smoothing capacitor, TR is a main transformer, and an input DC voltage Ei is applied to its primary winding n1 after being turned on/off by a switching transistor Q1. DI and CI are diodes and smoothing capacitors that rectify and smooth the alternating voltage generated in the secondary winding n2, and an output voltage Eo is obtained across the smoothing capacitor C1.
スイッチングトランジスタQ1は、パルス幅変調回路1
1から出力されるパルス幅信号により、オン/オフに駆
動される。ここで、パルス幅変調回路11は、市販され
ているPWM用コシコントロールICいられていて、帰
還端子FBに印加される帰還信号と出力するパルス幅信
号のデユーティレシオとの関係は、このブロック内に示
すように線形の関係になっている。The switching transistor Q1 is a pulse width modulation circuit 1
It is driven on/off by a pulse width signal output from 1. Here, the pulse width modulation circuit 11 is a commercially available PWM stiffness control IC, and the relationship between the feedback signal applied to the feedback terminal FB and the duty ratio of the output pulse width signal is determined by this block. As shown in the figure, there is a linear relationship.
帰還制御回路2において、R]、]、、R12は出力電
圧Eoを分圧する抵抗で、誤差増幅器21は出力電圧E
oに対応した分圧電圧eoと、基準電圧ESとの差を増
幅する。R13,R14は抵抗、D2はダイオード、T
R2はメイントランスTRの2次巻線n2からの出力信
号によって駆動される信号絶縁用のトランスである。In the feedback control circuit 2, R], ], , R12 are resistors that divide the output voltage Eo, and the error amplifier 21 divides the output voltage Eo.
The difference between the divided voltage eo corresponding to o and the reference voltage ES is amplified. R13 and R14 are resistors, D2 is a diode, and T
R2 is a signal isolation transformer driven by the output signal from the secondary winding n2 of the main transformer TR.
D3は信号絶縁用トランスTR2を紅で伝達された信号
を整流するダイオード、c2は平滑コンデンサで、この
コンデンサC2の両端に誤差増幅器21の出力信号に対
応した帰還制御信号Ecを得る。D3 is a diode for rectifying the signal transmitted through the signal insulating transformer TR2, and c2 is a smoothing capacitor, and a feedback control signal Ec corresponding to the output signal of the error amplifier 21 is obtained across the capacitor C2.
Q2はこの帰還制御信号Ecかベースに印加されるトラ
ンジスタ、R1はパルス幅変調回路1]の基準電圧端子
VREFと帰還端子FBの間に接続された抵抗で、抵抗
R3を介してトランジスタQ2か並列に接続されている
。また、抵抗R2とコモンライン間に直列に接続されて
いる。Q2 is a transistor to which this feedback control signal Ec is applied to the base, R1 is a resistor connected between the reference voltage terminal VREF of the pulse width modulation circuit 1 and the feedback terminal FB, and the transistor Q2 is connected in parallel through the resistor R3. It is connected to the. Further, it is connected in series between the resistor R2 and the common line.
フィードフォワード制御回路3において、n3はメイン
トランスTRの任意巻線、D4はダイオド、C3はコン
デンサで、これらは入力端子Elの成分を取り出すため
のもので、コンデンサC3の両端に入力端子Eiに対応
する電圧信号Ei1を得る。Dzはツェナーダイオード
、R4は抵抗で、電圧信号Eilをパルス幅変調回路1
1の帰還端子FBに与える。In the feedforward control circuit 3, n3 is an arbitrary winding of the main transformer TR, D4 is a diode, and C3 is a capacitor. These are for extracting the component of the input terminal El, and the capacitor C3 has both ends corresponding to the input terminal Ei. A voltage signal Ei1 is obtained. Dz is a Zener diode, R4 is a resistor, and the voltage signal Eil is connected to the pulse width modulation circuit 1.
1 feedback terminal FB.
このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。The operation of the device configured as described above will be explained as follows.
DC/DCコンバータ1は、パルス幅変調回路11から
のパルス幅信号によって、スイッチングトランジスタQ
1かオン/オフし、駆動される。The DC/DC converter 1 controls the switching transistor Q by the pulse width signal from the pulse width modulation circuit 11.
1 is turned on/off and driven.
帰還制御回路2は、得られた直流出力電圧E0に対応し
た電圧信号eOと、基準電圧ESとの差が無くなるよう
に、すなわち、直流出力電圧EOが基準電圧ESに対応
した一定電圧になるように、帰還制御信号Ecを変化さ
せる。この帰還制御信号Ecは、トランジスタQ2のベ
ースに印加されており、Q2と抵抗R3により、抵抗R
1,R2の分圧比を制御する。The feedback control circuit 2 operates so that there is no difference between the voltage signal eO corresponding to the obtained DC output voltage E0 and the reference voltage ES, that is, so that the DC output voltage EO becomes a constant voltage corresponding to the reference voltage ES. Then, the feedback control signal Ec is changed. This feedback control signal Ec is applied to the base of transistor Q2, and is connected to resistor R by Q2 and resistor R3.
1. Controls the partial pressure ratio of R2.
このために、パルス幅変調回路11の帰還端子FBに印
加される制御電圧か変わり、パルス幅信号のデユーティ
レシオを制御することができる。For this reason, the control voltage applied to the feedback terminal FB of the pulse width modulation circuit 11 changes, and the duty ratio of the pulse width signal can be controlled.
この様な制御方式は、本出願人が実願昭6287396
号、実願昭62−96709号及び実願昭62−967
10号として既に提案している。Such a control system was developed by the present applicant in U.S. Patent Application No. 6287396.
No., Utility Application No. 1983-96709 and Utility Application No. 62-967
It has already been proposed as No. 10.
第3図は、本発明で特徴としているフィードフォワード
制御回路3が設けらていない場合の、帰還制御信号Ec
とパルス幅変調回路11からのパルス幅信号のデユーテ
ィレシオ(Duty)の関係を示す線図である。FIG. 3 shows the feedback control signal Ec when the feedforward control circuit 3, which is a feature of the present invention, is not provided.
3 is a diagram showing the relationship between the pulse width signal and the duty ratio (Duty) of the pulse width signal from the pulse width modulation circuit 11. FIG.
入力電圧Eiが低いときは、動作点はデユーティレシオ
が大きいところあるのに対して、入力端子Eiが高くな
ると、動作点はデユーティレシオか小さいところに移動
し、大11に異なっている。When the input voltage Ei is low, the operating point is at a location where the duty ratio is large, but when the input terminal Ei becomes high, the operating point moves to a location where the duty ratio is small, and there is a difference of 11 points.
第2図に戻り、フィードフォワード制御回路3は、メイ
ントランスTRの巻線n3からの入力電圧Eiに対応す
る電圧Eilを作り、これをツェナーダイオードDz、
抵抗R4を介して抵抗R1゜R2の接続点(パルス幅変
調回路11の帰還端子FB)に与えており、これにより
抵抗R1,R2の分圧比を入力電圧成分に応じて変化さ
せる。Returning to FIG. 2, the feedforward control circuit 3 creates a voltage Eil corresponding to the input voltage Ei from the winding n3 of the main transformer TR, and supplies this to the Zener diode Dz,
It is applied to the connection point of the resistors R1 and R2 (feedback terminal FB of the pulse width modulation circuit 11) via the resistor R4, thereby changing the voltage division ratio of the resistors R1 and R2 according to the input voltage component.
第4図は、フィードフォワード制御回路3からの信号E
ilを与えた場合の、帰還制御信号Ecとパルス幅変調
回路11からのパルス幅信号のデユーティレシオ(Du
ty)の関係を示す線図である。FIG. 4 shows the signal E from the feedforward control circuit 3.
The duty ratio of the feedback control signal Ec and the pulse width signal from the pulse width modulation circuit 11 (Du
ty); FIG.
電圧Eilの大きさ、ツェナーダイオードDzの電圧、
抵抗R4の値を調整することにより、帰還制御信号Ec
とデユーティレシオ(Duty)の関係を、第4図に示
すように入力電圧E1に影響されない特性にてきる。The magnitude of voltage Eil, the voltage of Zener diode Dz,
By adjusting the value of resistor R4, the feedback control signal Ec
The relationship between the input voltage E1 and the duty ratio (Duty) is made into a characteristic that is not affected by the input voltage E1, as shown in FIG.
第5図は、1石式DC/DCコンバータの人出力変換特
性図ある。オン−オン型では、変換比Eo/Eiがデユ
ーティレシオ(D)に比例するが、オン−オフ型では、
変換比とデユーティレシオとの関係が非線形になる。本
発明で特徴としているフィードフォワード制御回路によ
る制御は、線形補正であって、オン−オフ型の非線形な
入出力特性の場合には、完全に補正することは困難で、
オン−オン型のDC/DCコンバータを用いる場合の方
が、補正効果が大きいと言える。FIG. 5 is a human output conversion characteristic diagram of a single-stone DC/DC converter. In the on-on type, the conversion ratio Eo/Ei is proportional to the duty ratio (D), but in the on-off type,
The relationship between conversion ratio and duty ratio becomes nonlinear. The control by the feedforward control circuit, which is a feature of the present invention, is linear correction, and in the case of on-off type nonlinear input/output characteristics, it is difficult to completely correct it.
It can be said that the correction effect is greater when an on-on type DC/DC converter is used.
なお、実施例ではメイントランスの1次側を制御するも
のを示したが、2次側を制御する方式のものに適用して
もよい。また、フィードフォワード制御回路のパワーを
アップするための、バッファなとを付加するようにして
もよい。In the embodiment, the primary side of the main transformer is controlled, but the present invention may be applied to a system that controls the secondary side of the main transformer. Further, a buffer or the like may be added to increase the power of the feedforward control circuit.
〈発明の効果〉
以上詳細に説明したように、本発明によれば、入力電圧
成分に応して、帰還制御回路の動作点を補正するように
したもので、市販されているPWMコントロールICを
用いて、入力端子の広範囲の変動に対して安定な動作を
行うスイッチング電源装置が提供できる。<Effects of the Invention> As explained in detail above, according to the present invention, the operating point of the feedback control circuit is corrected according to the input voltage component, and it is possible to use a commercially available PWM control IC. By using the present invention, it is possible to provide a switching power supply device that operates stably over a wide range of fluctuations in input terminals.
また、入力電圧成分を、メイントランスの任意巻線から
取り出すようにしたことにより、安全規格等に対応し易
く、また、1次側、2次側とも同一構成にてきる。Further, by extracting the input voltage component from an arbitrary winding of the main transformer, it is easy to comply with safety standards, etc., and the configuration can be the same on the primary and secondary sides.
第1図は本発明の原理的な構成を示すブロック図、
第2図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、
第3図は本発明で特徴としているフィードフォワード制
御回路が設けらでいない場合の、帰還制御信号とパルス
幅変調回路からのパルス幅信号のデユーティレシオの関
係を示す線図、
第4図はフィードフォワード制御回路からの信号を与え
た場合の、帰還制御信号とパルス幅変調回路からのパル
ス幅信号のデユーティレシオの関係を示す線図、
第5図は1石式DC/DCコンバータの入出力変換特性
図ある。
]・・DC/DCコンバータ
11・・パルス幅変調回路
Ql・・・スイソチンクトランジλ夕
TR・・メイントランス
2・・・帰還制御回路
21・・・誤差増幅器
3・フィートフォワ
ト制御回路
−・・ノ
第1図
I DC/DCコンバータ
第3図
第
デユーティ比(Duty)FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. Figure 4 is a diagram showing the relationship between the duty ratio of the feedback control signal and the pulse width signal from the pulse width modulation circuit when no signal is provided. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the duty ratio of the pulse width signal from the width modulation circuit. ]...DC/DC converter 11...Pulse width modulation circuit Ql...Swiss transition λ/TR...Main transformer 2...Feedback control circuit 21...Error amplifier 3/Feet forward control circuit- ...No Figure 1 I DC/DC converter Figure 3 Duty ratio (Duty)
Claims (1)
C/DCコンバータと、 DC/DCコンバータの出力電圧を一定に保つための帰
還制御信号を前記パルス幅変調回路に与える帰還制御回
路と、 DC/DCコンバータのメイントランスの巻線から入力
電圧成分を取り出し、パルス幅変調回路に与えその動作
点を変化させるフィードフォワード制御回路と を備えたスイッチング電源装置。[Claims] A pulse width modulation circuit having linear pulse width modulation characteristics, and a D driven by a signal from the pulse width modulation circuit.
a C/DC converter; a feedback control circuit that provides the pulse width modulation circuit with a feedback control signal for keeping the output voltage of the DC/DC converter constant; and a feedback control circuit that receives an input voltage component from a winding of a main transformer of the DC/DC converter. A switching power supply device comprising a feedforward control circuit that takes out a pulse width modulation circuit and feeds it to a pulse width modulation circuit to change its operating point.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22711890A JPH04109867A (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Switching power source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22711890A JPH04109867A (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Switching power source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04109867A true JPH04109867A (en) | 1992-04-10 |
Family
ID=16855761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22711890A Pending JPH04109867A (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Switching power source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04109867A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5366026A (en) * | 1992-08-28 | 1994-11-22 | Nissan Motor Company, Ltd. | Impact type clamping apparatus |
JP2008131721A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Cosel Co Ltd | Switching power supply |
-
1990
- 1990-08-29 JP JP22711890A patent/JPH04109867A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5366026A (en) * | 1992-08-28 | 1994-11-22 | Nissan Motor Company, Ltd. | Impact type clamping apparatus |
JP2008131721A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Cosel Co Ltd | Switching power supply |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5805432A (en) | Resonant DC-DC converter capable of controlling by pulse width modulation | |
US4030024A (en) | Switching power supply with floating internal supply circuit | |
US6333624B1 (en) | Circuit and method for a switching power supply with primary side transformer sensing | |
US7098631B2 (en) | Method and control circuit for power factor correction | |
KR20040107043A (en) | Apparatus for providing power | |
US5629841A (en) | Low power dc-dc converter | |
US4460955A (en) | Stabilizing power supply apparatus | |
US5239453A (en) | DC to DC converter employing a free-running single stage blocking oscillator | |
JPH04109867A (en) | Switching power source | |
WO2007054886A2 (en) | Boost converter for power factor correction | |
JPH03253260A (en) | Overcurrent droop point control method | |
JPH0223106Y2 (en) | ||
JPS5910947Y2 (en) | power supply | |
JPH0537664Y2 (en) | ||
JPH11285245A (en) | Power source unit | |
JPS6135564B2 (en) | ||
JPH028552Y2 (en) | ||
JP4212883B2 (en) | Switching power supply | |
JPH02228248A (en) | Switching power source | |
JPH0343836Y2 (en) | ||
JPH0567148U (en) | Slow start-up circuit for power supply | |
JPH0353597Y2 (en) | ||
JPH07107740A (en) | Dc-dc converter having protecting circuit | |
JPS6266707A (en) | Insulating amplifier | |
JPH019270Y2 (en) |