JP2013251965A - Power-supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit.
車載用の電源回路等においては、複数の出力を必要とする場合があり、多段の電圧変換回路を統合した電源回路が使用されることがある。このような電源回路においては、1次側のスイッチング素子と2次側のスイッチング素子との同期をとるようにしている。 In a vehicle-mounted power supply circuit or the like, a plurality of outputs may be required, and a power supply circuit that integrates a multi-stage voltage conversion circuit may be used. In such a power supply circuit, the primary side switching element and the secondary side switching element are synchronized.
例えば、1次巻線と第1および第2の2次巻線とを有する多出力安定化電源装置において、1次巻線への入力信号をオンオフする第1のスイッチング素子と、第2の2次巻線に誘起されるスイッチング信号をオンオフする第2のスイッチング素子とを備えた例がある。このとき、第2のスイッチング素子のオンオフのタイミングを第1のスイッチング素子のタイミングに同期させる同期化手段を設ける。この例では、同期化手段は、第1のスイッチング素子がオンしている間に第2のスイッチング素子をオンさせる。 For example, in a multi-output stabilized power supply device having a primary winding and first and second secondary windings, a first switching element for turning on and off an input signal to the primary winding, and a second 2 There is an example including a second switching element that turns on and off a switching signal induced in the next winding. At this time, synchronization means is provided for synchronizing the on / off timing of the second switching element with the timing of the first switching element. In this example, the synchronization unit turns on the second switching element while the first switching element is on.
このような電源回路においては、例えば立ち上がり時に、突入電流が流れることにより、1次側のスイッチング素子や、出力側に設けられているコンデンサで損失が生じることを防止するため、ソフトスタートを行うことがある。ソフトスタートの開始時には、デューティ比の低いパルスをスイッチング素子に印加することになる。ところで、特許文献1のように1次側と2次側にともにスイッチング素子を設けている場合には、1次側と2次側のスイッチングのタイミングは同期をとる必要がある。しかしながら、ソフトスタート開始時のように、デューティ比の低いパルス同士の同期をとるのは非常に困難であるという問題がある。 In such a power supply circuit, for example, a soft start is performed in order to prevent a loss caused by a switching element on the primary side or a capacitor provided on the output side due to an inrush current flowing at the time of startup. There is. At the start of soft start, a pulse with a low duty ratio is applied to the switching element. By the way, when switching elements are provided on both the primary side and the secondary side as in Patent Document 1, the switching timing of the primary side and the secondary side needs to be synchronized. However, there is a problem that it is very difficult to synchronize pulses having a low duty ratio as at the start of soft start.
上記課題に鑑み、本発明では、スイッチング素子やコンデンサにおける損失を軽減できるとともに、1次側と2次側とのスイッチングの制御が容易な電源回路を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a power supply circuit that can reduce loss in a switching element and a capacitor and can easily control switching between a primary side and a secondary side.
一つの態様である電源回路は、少なくとも一つの第1のスイッチング素子を有し、前記少なくとも一つの第1のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御されることにより交流電圧を出力するスイッチング回路と、前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、前記第2のコイルの出力を整流する整流回路と、前記整流回路に接続される平滑回路と、前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、前記スイッチング回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングの第1のデューティ比を漸次増加させるとともに、前記容量素子の両端の出力電圧が所定の出力に達するまで前記第2のスイッチング素子を前記第1のデューティ比よりも大きい第2のデューティ比でオンオフする制御を行うことを特徴としている。 A power supply circuit according to one aspect includes at least one first switching element, a switching circuit that outputs an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element, and the switching A first coil connected to the circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side, a rectifier circuit for rectifying the output of the second coil, and the rectifier circuit A power connected to the smoothing circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element. A conversion circuit; and a control circuit that controls switching timing of the switching circuit and the second switching element, and the control circuit The first duty ratio of switching of the switching circuit is gradually increased, and the second switching element is made larger than the first duty ratio until the output voltage at both ends of the capacitive element reaches a predetermined output. It is characterized in that control to turn on / off at a duty ratio of 2 is performed.
別の態様である電源回路は、少なくとも一つの第1のスイッチング素子を有し、前記少なくとも一つの第1のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御されることにより交流電圧を出力するスイッチング回路と、前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、前記第2のコイルの出力を整流する整流回路と、前記整流回路に接続される平滑回路と、前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、前記スイッチング回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達するまで前記スイッチング回路のスイッチングのデューティ比を漸次増加させ、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達すると、前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングの制御を開始し、前記容量素子の両端の出力が所定の出力に達するまで、前記第2のスイッチング素子のスイッチングのデューティ比を漸次増加させることを特徴としている。 According to another aspect, a power supply circuit includes at least one first switching element, a switching circuit that outputs an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element, and the switching A first coil connected to the circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side, a rectifier circuit for rectifying the output of the second coil, and the rectifier circuit A power connected to the smoothing circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element. A conversion circuit; and a control circuit that controls a switching timing of the switching circuit and the second switching element. The switching duty ratio of the switching circuit is gradually increased until the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output. When the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output, the switching timing of the second switching element is increased. Control is started, and the switching duty ratio of the second switching element is gradually increased until the outputs at both ends of the capacitive element reach a predetermined output.
別の態様である電源回路は、少なくとも一つの第1のスイッチング素子を有し、前記少なくとも一つの第1のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御されることにより交流電圧を出力するスイッチング回路と、前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、第3から第6のスイッチング素子を有し、力行時には前記第2のコイルの出力を整流するとともに、回生時には前記第3から第6のスイッチング素子のタイミングを制御されることにより直流電力を交流に変換して前記第2のコイルに出力するブリッジ回路と、前記ブリッジ回路に接続される平滑回路と、前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、前記ブリッジ回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、回生時に、前記ブリッジ回路のスイッチングの第1のデューティ比を漸次増加させるとともに、前記容量素子の両端の出力電圧が所定の出力に達するまで前記第2のスイッチング素子を前記第1のデューティ比よりも大きい第2のデューティ比でオンオフする制御を行うことを特徴としている。 According to another aspect, a power supply circuit includes at least one first switching element, a switching circuit that outputs an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element, and the switching A first coil connected to the circuit; a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side; and third to sixth switching elements. A bridge circuit that rectifies the output of the coil and converts the DC power into AC by controlling the timing of the third to sixth switching elements during regeneration, and outputs the output to the second coil; and the bridge circuit A smoothing circuit connected to the third coil, at least one first rectifying element connected to the third coil, and a second switch A power conversion circuit having an element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element, and a control circuit for controlling switching timing of the bridge circuit and the second switching element, and the control During regeneration, the circuit gradually increases the first duty ratio of switching of the bridge circuit, and causes the second switching element to move to the first duty until the output voltage at both ends of the capacitive element reaches a predetermined output. Control is performed to turn on / off at a second duty ratio larger than the ratio.
さらに別の態様である電源回路は、少なくとも一つの第1のスイッチング素子を有し、前記少なくとも一つの第1のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御されることにより交流電圧を出力するスイッチング回路と、前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、第3から第6のスイッチング素子を有し、力行時には前記第2のコイルの出力を整流するとともに、回生時には前記第3から第5のスイッチング素子のタイミングを制御されることにより直流電力を交流に変換して前記第2のコイルに出力するブリッジ回路と、前記ブリッジ回路に接続される平滑回路と、前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、前記ブリッジ回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、回生時に、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達するまで前記スイッチング回路のスイッチングのデューティ比を漸次増加させ、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達すると、前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングの制御を開始し、前記容量素子の両端の出力が所定の出力に達するまで、前記第2のスイッチング素子のスイッチングのデューティ比を漸次増加させることを特徴としている。 A power supply circuit according to another aspect includes at least one first switching element, a switching circuit that outputs an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element, and A first coil connected to the switching circuit; a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side; and third to sixth switching elements. A bridge circuit that rectifies the output of the coil and converts the DC power into AC by controlling the timing of the third to fifth switching elements during regeneration, and outputs the output to the second coil. A smoothing circuit connected to the circuit, at least one first rectifier element connected to the third coil, and a second switch. A power conversion circuit having a chucking element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element, and a control circuit for controlling the switching timing of the bridge circuit and the second switching element, The control circuit gradually increases the switching duty ratio of the switching circuit until the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output during regeneration, and when the output voltage of the smoothing circuit reaches the predetermined output, The switching timing of the switching element is controlled, and the switching duty ratio of the second switching element is gradually increased until the outputs at both ends of the capacitive element reach a predetermined output.
本発明によれば、スイッチング素子やコンデンサにおける損失を軽減できるとともに、1次側と2次側とのスイッチングの制御が容易な電源回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the loss in a switching element and a capacitor | condenser can be reduced, and the power supply circuit with easy control of switching with a primary side and a secondary side can be provided.
(第1の実施の形態)
以下、図面を参照しながら、第1の実施の形態による電源回路について説明する。まず、図1を参照しながら、本実施の形態による電源回路1の構成について説明する。図1は、第1の実施の形態による電源回路の構成を示す図である。図1に示すように、電源回路1は、スイッチング回路5、トランス51、整流回路61、チョークコイル63、コンデンサ65、ダイオードD31、D32、トランジスタQ31、ダイオードD33、チョークコイル73、コンデンサ76を備えて構成されている。
(First embodiment)
The power supply circuit according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of the power supply circuit 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply circuit 1 includes a
電源回路1は、端子67A、67B間および端子79A、79B間に充電池を接続することにより充電を行う充電回路の機能を有している。例えば、端子67A、67B間には、端子79A、79B間よりも高い電圧が出力されるように構成される。
The power supply circuit 1 has a function of a charging circuit that performs charging by connecting a rechargeable battery between the
不図示の電源がコンデンサ3の両端の端子4A、4Bに接続される。なお、電源は、例えば商用電源からの入力電力を整流および平滑して直流電力として出力する電源である。スイッチング回路5は、コンデンサ3と並列に接続される。スイッチング回路5は、トランジスタQ11〜Q14を備えたブリッジ回路である。トランジスタQ11〜Q14は、例えば、IGBT(Inslated Gate Bipolar Transistor)を使用することができる。
A power supply (not shown) is connected to the
トランジスタQ12、Q13は、ドライバ7と接続されることによりオンオフを制御され、トランジスタQ11、Q14は、ドライバ9と接続されることによりオンオフを制御される。
The transistors Q12 and Q13 are controlled to be turned on / off by being connected to the
トランス51は、1次側の第1のコイル53、および2次側の第2のコイル55および第3のコイル57、59を有している。第1のコイル53は、スイッチング回路5の一方のブリッジ辺の中点と、他方のブリッジ辺の中点とに接続される。
The
第2のコイル55の出力側には、整流回路61が接続されている。整流回路61は、ダイオードD21〜D24によるブリッジ回路である。整流回路61の出力側には、整流回路61に並列に、チョークコイル63およびコンデンサ65が接続されている。チョークコイル63およびコンデンサ65は、互いに直列に接続されている。コンデンサ65には、電圧計VS21が接続されている。
A
第3のコイル57は、一端を接地され、他端はダイオードD31のアノード側に接続されている。第3のコイル59は、一端を接地され、他端はダイオードD32のアノード側に接続されている。第3のコイル57と、第3のコイル59とは、互いに逆極性の一端側を接地されている。
The
ダイオードD31、D32のカソード側には、例えばトランジスタQ31が接続される。トランジスタQ31は、ドライバ81からの駆動信号を入力される。トランジスタQ31には、互いに直列に接続されたチョークコイル73およびコンデンサ76と、それらに並列に接続されたダイオードD33が接続されている。ダイオードD33は、アノード側が接地されている。コンデンサ76には、電圧計VS31が接続されている。コントローラ85は、電圧計VS21、VS31に接続されるとともに、ドライバ7、ドライバ9、ドライバ81と接続されている。
For example, a transistor Q31 is connected to the cathode side of the diodes D31 and D32. Transistor Q31 receives a drive signal from driver 81. Connected to the transistor Q31 are a
上記のように構成される電源回路1では、不図示の電源がコンデンサ3の両端の端子4A、4Bに接続され、直流電力を供給する。スイッチング回路5において、ドライバ7とドライバ9とは互いに交互に、それぞれに接続されているトランジスタQ11〜Q14をオンオフさせる。これにより、電流Ipが発生し、スイッチング回路5は、トランス51の1次側の第1のコイル53に交流を出力する。なお、ドライバ7、ドライバ9は、コントローラ85に接続され、コントローラ85からの信号に基づきトランジスタQ11〜Q14の駆動信号を生成する。
In the power supply circuit 1 configured as described above, a power supply (not shown) is connected to the
トランス51において、2次側の第2のコイル55および第3のコイル57、59には、第1のコイル53により、1次側と2次側との巻数比に応じた電流が誘起される。第2のコイル55の出力側の整流回路61は、第2のコイル55に誘起された交流電流を整流し、電流Isを出力する。チョークコイル63およびコンデンサ65は、整流回路61の出力を平滑する。コンデンサ65の両端電圧は、電圧計VS21により計測され、コントローラ85により取得される。コンデンサ65の両端電圧を以後HV電圧という。
In the
第3のコイル57と、第3のコイル59との出力はダイオードD31、D32により整流され、電流Itとなる。トランジスタQ31は、ベース端子にドライバ81からの駆動信号を入力されることによりオンオフを制御され、整流された電力を所定のデューティ比でチョークコイル73側に伝達する。なお、トランジスタQ31は、スイッチング回路5のスイッチングのタイミングと同期するように制御される。ドライバ81は、コントローラ85からの信号に基づきトランジスタQ31への駆動信号を出力する。
The outputs of the
チョークコイル73およびコンデンサ76は、トランジスタQ31からの電力を平滑する。コンデンサ76の両端電圧は、電圧計VS31により計測され、コントローラ85により取得される。コンデンサ76の両端電圧を以後LV電圧という。
コントローラ85は、コンデンサ65、コンデンサ76の両端電圧を取得するとともに、取得した電圧を参照しながら、ドライバ7、ドライバ9、ドライバ81に、トランジスタQ11〜Q14、トランジスタQ31の駆動信号を生成するための信号を出力する。
The
続いて、電源回路1の充電時のソフトスタート動作を、図2、図3を参照しながら説明する。図2は、第1の実施の形態による電源回路1の動作を示すフローチャート、図3は、スイッチング回路5およびトランジスタQ31の動作を説明する図であり、(a)は、デューティ比の時間変化、(b)は、電圧の時間変化を示す。
Next, a soft start operation during charging of the power supply circuit 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power supply circuit 1 according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the
図2に示すように、まず、コントローラ85は、ドライバ81に信号を出力し、ドライバ81は、コントローラ85からの信号に基づきトランジスタQ31を100%のデューティ比で駆動する(S201)。図3において、横軸は時間t、縦軸は、(a)ではデューティ比、(b)では電圧を表す。図3(a)に示すように、t=0からt=t0においては、トランジスタQ31のデューティ比は100%である。一方、1次側のスイッチング回路5は、コントローラ85からの信号に基づきドライバ7およびドライバ9によりトランジスタQ11〜Q14のオンオフを制御される。スイッチング回路5は時刻t=0からスイッチングが開始され、時刻t=0から時刻t=t0において、徐々にデューティ比が増加される。これにより、図3(b)に示すように、HV電圧は徐々に上昇する。
As shown in FIG. 2, first, the
図2に戻って、コントローラ85は、LV電圧が目標値である電圧Vlに到達するまで監視する(S202:No)。図3(b)に示すようにt=t0で、LV電圧が、目標値の電圧Vlに到達すると、コントローラ85は、LV電圧が目標値である電圧Vlに到達したことを取得する(S202:Yes)。さらにコントローラ85は、ドライバ81に、トランジスタQ31を、LV電圧が電圧Vlで一定になるようにPWM(Pulse Width Moduration)制御させるための信号を出力する。図3(a)に示すように、時刻t=t0以降は、ほぼ一定のデューティ比DR31での制御に移行する。このとき、スイッチング回路5は、デューティ比が徐々に増加するように制御されている(S203)。
Returning to FIG. 2, the
コントローラ85は、HV電圧が、目標値である電圧Vhに到達するまで監視する(SS204:No)。コントローラ85は、HV電圧が、電圧Vhに到達したことを取得すると(S204:Yes)、HV電圧が電圧Vhで一定になるようにPWM制御させるための信号をスイッチング回路5に出力する通常制御に移行する。図3(b)に示すように、時刻t=t1においてHV電圧が電圧Vhに到達すると、ほぼ一定のデューティ比DR1の制御に移行する。以上により、ソフトスタート動作は終了する。
The
以上説明したように、第1の実施の形態による電源回路1においては、トランス51の1次側のスイッチング回路5のスイッチングタイミングを徐々に上昇させるソフトスタートを行う。一方トランジスタQ31は、LV電圧が目標値に達するまで、100%のデューティ比に設定される。LV電圧が目標値である電圧Vlに達すると、コントローラ85は、ドライバ81を介してトランジスタQ31を一定のLV電圧を出力させるための通常のPWM制御とする。HV電圧が目標値に達すると、コントローラ85は、ドライバ7、ドライバ9を介して、スイッチング回路5を、一定のHV電圧を出力させるための通常のPWM制御とする。
As described above, in the power supply circuit 1 according to the first embodiment, the soft start for gradually increasing the switching timing of the
以上のように、電源回路1によれば、ソフトスタート開始からLV電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31を100%のデューティ比に固定する。このため、スイッチング回路5が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをスイッチング回路5のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。よって、ソフトスタート時のスイッチング回路5およびトランジスタQ31の制御が容易となる。また、ソフトスタートの開始から所定電圧に達するまで、100%のデューティ比で駆動されるため、ソフトスタートによりスイッチング回路5やコンデンサ76の損失を防止しながら、コンデンサ76の両端電圧を早く立ち上げることが可能となる。よって、効率よく充電を行なうことができる。
As described above, according to the power supply circuit 1, the transistor Q31 is fixed to a duty ratio of 100% from the start of soft start until the LV voltage reaches a predetermined voltage. For this reason, when the
(第1の実施の形態の変形例)
次に、図4および図5を参照しながら、第1の実施の形態の変形例による電源回路1について説明する。第1の実施の形態の変形例による電源回路1は、第1の実施の形態による電源回路1と同一の構成であるので、構成の説明は省略する。
(Modification of the first embodiment)
Next, a power supply circuit 1 according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Since the power supply circuit 1 according to the modification of the first embodiment has the same configuration as the power supply circuit 1 according to the first embodiment, description of the configuration is omitted.
図4は、第1の実施の形態の変形例による電源回路1の動作を示すフローチャート、図5は、スイッチング回路5およびトランジスタQ31の動作を説明する図であり、(a)は、デューティ比の時間変化、(b)は、電圧の時間変化を示す。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the power supply circuit 1 according to the modification of the first embodiment, FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the
図4に示すように、1次側のスイッチング回路5は、コントローラ85からの信号に基づきドライバ7およびドライバ9によりトランジスタQ11〜Q14のオンオフを制御されて駆動を開始する。このとき、トランジスタQ31はオフ状態である(S211)。
As shown in FIG. 4, the switching
図5において、横軸は時間t、縦軸は、(a)ではデューティ比、(b)では電圧を表す。図5(a)に示すように、スイッチング回路5は、時刻t=0からスイッチングが開始され、時刻t=0から時刻t=t1においては、スイッチング回路5のデューティ比が徐々に増加する。これにより、図5(b)に示すように、HV電圧は徐々に上昇する。
In FIG. 5, the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the duty ratio in (a), and the voltage in (b). As shown in FIG. 5A, the switching
図4に戻って、コントローラ85は、HV電圧が目標値である電圧Vhに到達するまで監視する(S212:No)。図5(b)に示すようにt=t1で、HV電圧が、目標値の電圧Vhに到達すると、コントローラ85は、HV電圧が目標値である電圧Vhに到達したことを取得する(S212:Yes)。コントローラ85は、HV電圧が、電圧Vhに到達したことを取得すると、HV電圧が電圧Vhで一定になるようにPWM制御させるための駆動信号をドライバ7、ドライバ9に出力する。これにより、ドライバ7、ドライバ9がスイッチング回路5をほぼ一定のデューティ比でPWM制御するための駆動信号を出力する通常制御に移行する。すなわち、図5(b)に示すように、時刻t=t1においてHV電圧が電圧Vhに到達すると、ほぼ一定のデューティ比DR1の制御に移行する。
Returning to FIG. 4, the
コントローラ85は、ドライバ81に、トランジスタQ31を、デューティ比が徐々に増加するように制御する駆動信号を出力させる。これにより、図5(b)に示すように、LV電圧は徐々に上昇する(S213)。
The
コントローラ85は、LV電圧が、目標値である電圧Vlに到達するまで監視する(SS214:No)。コントローラ85は、LV電圧が、電圧Vlに到達したことを取得すると(S214)、ドライバ81に、LV電圧が電圧Vlで一定になるようにPWM制御させるための信号を出力する。これにより、ドライバ81がトランジスタQ31をほぼ一定のディーティ比でPWM制御する通常制御に移行する。図5(b)に示すように、時刻t=t3においてLV電圧が電圧Vlに到達すると、ほぼ一定のデューティ比DR31の制御に移行する。以上により、ソフトスタート動作は終了する。
The
以上説明したように、第1の実施の形態の変形例による電源回路1においては、まず、コントローラ85は、ドライバ7、ドライバ9を介して、トランス51の1次側のスイッチング回路5のスイッチングタイミングを徐々に上昇させるソフトスタートを行う。HV電圧が所定電圧になり、スイッチング回路5のスイッチングが通常制御になると、トランジスタQ31は、スイッチング制御を開始される。コントローラ85は、ドライバ81を介してLV電圧が目標値に達するまで、トランジスタQ31のデューティ比を徐々に増加する。LV電圧が目標値である電圧Vlに達すると、コントローラ85は、ドライバ81を介してトランジスタQ31を一定のLV電圧を出力させるための通常のPWM制御に移行する。
As described above, in the power supply circuit 1 according to the modification of the first embodiment, first, the
以上のように、電源回路1によれば、ソフトスタート開始からHV電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31をオフしておく。このため、スイッチング回路5が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをスイッチング回路5のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。また、HV電圧が所定電圧に達した後に、トランジスタQ31をソフトスタートする。よって、低いデューティ比のパルス同士のタイミングを合わせる必要がなく、ソフトスタート時のスイッチング回路5やコンデンサ76の損失を低減するためのスイッチング回路5およびトランジスタQ31の制御が容易となる。
As described above, according to the power supply circuit 1, the transistor Q31 is turned off from the start of the soft start until the HV voltage reaches the predetermined voltage. For this reason, when the
(第2の実施の形態)
次に、図6を参照しながら、本発明の第2の実施の形態による電源回路230について説明する。第2の実施の形態において、第1の実施の形態またはその変形例と同様の構成および動作については詳細説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a
図6は、第2の実施の形態による電源回路230の構成を示す図である。電源回路230は、電源回路1とほぼ同様の構成であるので異なる部分のみを説明する。電源回路230は、電源回路1に加え、リレー91、105、111およびスイッチ97を備えている。また、例えば端子67A、67B間には、不図示の第1の負荷が接続され、端子79A、79B間には不図示の第2の負荷が接続される。例えば、電源回路230が車載電源であれば、端子67A、67B間には車両高圧バッテリが接続され、端子79A、79B間には、車両低圧バッテリが接続される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the
このように構成される電源回路230は、端子67A、67B間に接続される第1の負荷に応じて電力供給源が変更可能である。すなわち、電源回路230は、第1の負荷が電力を消費しているときには、端子4A、4B間に接続される電源から電力が供給され、第1の負荷から電力が発生しているときには、第1の負荷から電力が供給される。
The
電源回路230は、電源回路1のコンデンサ3の両端にそれぞれリレー91、およびスイッチ97を備えている。また、電源回路230は、チョークコイル63とコンデンサ65との間にリレー105を備え、ダイオードD22、D24のアノードと端子67Bとの間にリレー111を備えている。リレー91、105、111およびスイッチ97は、不図示の制御線を介してコントローラ85により接続を制御される。
The
リレー91は、コンデンサ3の一端を端子93または端子95に選択的に接続する。スイッチ97は、コンデンサ3の他端と端子99との接続をオンオフする。端子95および端子99は、不図示の電源に接続される。端子93は、リレー105の端子107に接続される。リレー105は、端子67Aを端子107または端子109に選択的に接続する。リレー111は、端子67Bを端子113または端子115に選択的に接続する。
リレー105により端子67Aが端子109に接続され、リレー111により端子67Bが端子113に接続されているときには、リレー91により、コンデンサ3の一端は端子95に接続され、スイッチ97によりコンデンサ3の他端は端子99に接続される。このとき電源回路230は、上述の電源回路1と同一の回路となる。このとき、電源回路230は、端子4A、4B間に接続される不図示の電源から電力を供給される。
When the terminal 67A is connected to the terminal 109 by the
一方、端子67A、67B間に電力を発生する負荷が接続されている場合、リレー105により端子67Aが端子107に接続され、リレー111により端子67Bが端子115に接続される。このとき、リレー91により、コンデンサ3の一端は端子93に接続され、スイッチ97はオフされる。電源回路230は、端子67A、67B間に接続された負荷から電力を供給され、第1の実施の形態と同様にトランス51の1次側から第3のコイル57、59に電力が誘起される。
On the other hand, when a load that generates electric power is connected between the
電源回路230においては、電源回路1と同様にソフトスタート動作を行なう。すなわち、第1の実施の形態による図2の動作、および第1の実施の形態の変形例による図4の動作と同様の動作を行なう。このとき、図2のS204、および図4のS212においてHV電圧が目標値に達したか否かを監視する処理に代えて、例えば、第1のコイル53の両端電圧(例えば、実効値)を計測する電圧計を設けて監視するようにしてもよい。
The
以上のように、電源回路230において、例えばソフトスタート開始からLV電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31を100%のデューティ比に固定する。このような動作によれば、スイッチング回路5が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをスイッチング回路5のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。よって、ソフトスタート時のスイッチング回路5およびトランジスタQ31の制御が容易となる。また、ソフトスタートの開始から所定電圧に達するまで、100%のデューティ比で駆動されるため、ソフトスタートによりスイッチング回路5やコンデンサ76の損失を防止しながら、コンデンサ76の両端電圧を早く立ち上げることが可能となる。よって、効率よく充電を行なうことができる。
As described above, in the
また、電源回路230において、例えばソフトスタート開始から1次側の電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31をオフしておく。このような動作によれば、スイッチング回路5が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをスイッチング回路5のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。また、1次側の電圧が所定電圧に達した後に、トランジスタQ31をソフトスタートする。よって、低いデューティ比のパルス同士のタイミングを合わせる必要がなく、ソフトスタート時のスイッチング回路5やコンデンサ76の損失を低減するためのスイッチング回路5およびトランジスタQ31の制御が容易となる。また、電源回路230によれば、双方向の電力変換が可能である。
In the
(第3の実施の形態)
次に、図7および図8を参照しながら、本発明の第3の実施の形態による電源回路250について説明する。第3の実施の形態において、第1の実施の形態、第1の実施の形態の変形例、および第2の実施の形態と同様の構成および動作については詳細説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a
図7は、第3の実施の形態による電源回路250の構成を示す図である。電源回路250は、電源回路1とほぼ同様の構成であるので異なる部分のみを説明する。電源回路250は、電源回路1の整流回路61に代えて、ブリッジ回路90を有している。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the
電源回路250は、端子67A、67B間に接続される負荷に応じて電力供給源が変更可能である。すなわち、電源回路250は、端子67A、67B間に接続される負荷が電力を消費しているときには、端子4A、4B間に接続される電源からの電力がトランス51の1次側から2次側へ供給される力行状態となる。また、端子67A、67B間に接続される負荷から電力が発生しているときには、負荷からの電力がトランス51の2次側から1次側へ供給される、回生状態となる。
In the
ブリッジ回路90は、トランジスタQ21〜Q24を備えたブリッジ回路である。ブリッジ回路90の一方のブリッジ辺の中点と、他方のブリッジ辺の中点とが第2のコイル55に接続される。トランジスタQ21〜Q24は、例えば、IGBTを使用することができる。
The
ブリッジ回路90は、力行状態においては、トランジスタQ21〜Q24にそれぞれ並列接続されるダイオードにより、電源回路1の整流回路61と同様に、第2のコイル55の出力を整流する。回生時には、トランジスタQ22、Q23は、ドライバ87と接続されることによりオンオフを制御され、トランジスタQ21、Q24は、ドライバ89と接続されることによりオンオフを制御される。このとき、ドライバ87とドライバ89とは互いに交互に、それぞれに接続されているトランジスタQ21〜Q24をオンオフさせる。これにより、ブリッジ回路90は、トランス51の第2のコイル55に交流を出力する。なお、ドライバ87、ドライバ89は、コントローラ85に接続され、コントローラ85からの信号に基づきトランジスタQ21〜Q24の駆動信号を生成する。
In the power running state, the
また、第2のコイル55の両端電圧を電圧計VS22で計測しており、コントローラ85は、計測した電圧値を取得する。なお電圧計VS22で計測する電圧(電圧の実効値)を、HV2電圧ということにする。
Moreover, the both-ends voltage of the
このように電源回路250は、力行時には、電源回路1と実質的に同一の動作となる。よって、ソフトスタート時の動作も、第1の実施の形態およびその変形例と同一となる。回生時には、ブリッジ回路90において、上記のように、ドライバ87とドライバ89とが互いに交互に、それぞれに接続されているトランジスタQ21〜Q24をオンオフさせる。これにより、ブリッジ回路90は、トランス51の第2のコイル55に交流を出力する。
Thus, the
第3のコイル57、59には、第2のコイル55との巻数比に応じた電流が誘起される。第3のコイル57と、第3のコイル59との出力はダイオードD31、D32により整流される。トランジスタQ31は、ベース端子にドライバ81からの駆動信号を入力されることによりオンオフを制御され、整流された電力を所定のデューティ比でチョークコイル73側に伝達する。なお、トランジスタQ31は、スイッチング回路5のスイッチングのタイミングと同期するように制御される。ドライバ81は、コントローラ85からの信号に基づきトランジスタQ31への駆動信号を出力する。チョークコイル73およびコンデンサ76は、トランジスタQ31からの電力を平滑する。
In the
以下、回生時のソフトスタートの動作の一例を、図8を参照しながら説明する。図8は、ソフトスタートの動作を説明するフローチャートである。図8に示すように、まず、コントローラ85は、ドライバ81に信号を出力し、ドライバ81は、トランジスタQ31を100%のデューティ比で駆動する(S301)。
Hereinafter, an example of the soft start operation during regeneration will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart for explaining the soft start operation. As shown in FIG. 8, first, the
一方、ブリッジ回路90は、コントローラ85からの信号に基づきドライバ87およびドライバ89によりトランジスタQ21〜Q24のオンオフを制御される。ブリッジ回路90は図3に示したスイッチング回路5のスイッチングタイミングと同様、時刻t=0からスイッチングが開始され、時刻t=0から時刻t=t0において、徐々にデューティ比が増加される。これにより、図3(b)に示した変化と同様、HV2電圧は徐々に上昇する。
On the other hand, in the
図8に戻って、コントローラ85は、LV電圧が目標値である電圧Vlに到達するまで監視する(S302:No)。図3(b)に示すようにt=t0で、LV電圧が、目標値の電圧Vlに到達すると、コントローラ85は、LV電圧が目標値である電圧Vlに到達したことを取得する(S302:Yes)。さらにコントローラ85は、ドライバ81に、トランジスタQ31を、LV電圧が電圧Vlで一定になるようにPWM制御させるための信号を出力する。図3(a)に示すように、時刻t=t1以降は、トランジスタQ31は、ほぼ一定のデューティ比DR31での駆動に移行する。このとき、スイッチング回路5は、デューティ比が徐々に増加するように制御されている(S303)。
Returning to FIG. 8, the
コントローラ85は、HV2電圧が、目標値である電圧に到達するまで監視する(S304:No)。コントローラ85は、HV2電圧が、目標値に到達したことを取得すると(S304:Yes)、HV2電圧が目標値になるようにPWM制御させるための信号をスイッチング回路5に出力する通常制御に移行する。以上により、ソフトスタート動作は終了する。
The
以上のように、電源回路250によれば、ソフトスタート開始からLV電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31を100%デューティ比に固定しておく。このため、ブリッジ回路90が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをブリッジ回路90のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。また、LV電圧が所定電圧に達した後に、トランジスタQ31をソフトスタートする。よって、低いデューティ比のパルス同士のタイミングを合わせる必要がなく、ソフトスタート時のブリッジ回路90やコンデンサ76の損失を低減するためのブリッジ回路90およびトランジスタQ31の制御が容易となる。
As described above, according to the
また、ソフトスタートの開始から所定電圧に達するまで、100%のデューティ比で駆動されるため、ソフトスタートによりブリッジ回路90やコンデンサ76の損失を防止しながら、コンデンサ76の両端電圧を早く立ち上げることが可能となる。よって、効率よく充電を行なうことができる。さらに、電源回路250によれば、双方向の電力変換が可能である。
Further, since it is driven at a duty ratio of 100% from the start of soft start until reaching a predetermined voltage, the voltage across the
(第3の実施の形態の変形例)
次に、図9を参照しながら、第3の実施の形態の変形例による電源回路250について説明する。図9は、第3の実施の形態の変形例によるソフトスタート動作を示すフローチャートである。第3の実施の形態の変形例による電源回路250は、第3の実施の形態による電源回路250と同一の構成であるので、構成の説明は省略する。本変形例は、回生時のソフトスタート動作の別の例であるので、ソフトスタートについてのみ説明する。
(Modification of the third embodiment)
Next, a
図9は、第3の実施の形態の変形例による電源回路250の動作を示すフローチャートである。図9に示すように、ブリッジ回路90は、コントローラ85からの信号に基づきドライバ87およびドライバ89によりトランジスタQ21〜Q24のオンオフを制御されて駆動を開始する。このとき、トランジスタQ31はオフ状態である(S311)。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the
図5に示したように、本変形例においても、ブリッジ回路90においては、時刻t=0からスイッチングが開始され、時刻t=0から時刻t=t1においては、デューティ比が徐々に増加する。これにより、HV2電圧は徐々に上昇する。
As shown in FIG. 5, also in this modification, in the
図9に戻って、コントローラ85は、HV2電圧が目標値に到達するまで監視する(S312:No)。HV2電圧が、目標値に到達すると、コントローラ85は、HV2電圧が目標値に到達したことを取得する(S312:Yes)。コントローラ85は、HV電圧が、目標値に到達したことを取得すると、HV2電圧が目標値で一定になるようにPWM制御させるための駆動信号をドライバ87、ドライバ89がブリッジ回路90に出力する通常制御に移行する。すなわち、HV2電圧が目標値に到達すると、ほぼ一定のデューティ比の制御に移行する。
Returning to FIG. 9, the
コントローラ85は、ドライバ81に、トランジスタQ31を、デューティ比が徐々に増加するように制御する駆動信号を出力させる。これにより、LV電圧は徐々に上昇する(S313)。
The
コントローラ85は、LV電圧が、目標値である電圧Vlに到達するまで監視する(SS314:No)。コントローラ85は、LV電圧が、電圧Vlに到達したことを取得すると(S314:Yes)、LV電圧が電圧Vlで一定になるようにPWM制御させるための信号をトランジスタQ31に出力する通常制御に移行する。LV電圧が電圧Vlに到達すると、ほぼ一定のデューティ比の制御に移行する。以上により、ソフトスタート動作は終了する。
The
以上説明したように、第3の実施の形態の変形例による電源回路250においては、まず、コントローラ85は、ドライバ87、ドライバ89を介して、ブリッジ回路90のスイッチングタイミングを徐々に上昇させるソフトスタートを行う。HV電圧が所定電圧になり、ブリッジ回路90のスイッチングが通常制御になると、トランジスタQ31は、スイッチング制御を開始される。コントローラ85は、ドライバ81を介してLV電圧が目標値に達するまで、トランジスタQ31のデューティ比を徐々に増加する。LV電圧が目標値である電圧Vlに達すると、コントローラ85は、ドライバ81を介してトランジスタQ31を一定のLV電圧を出力させるための通常のPWM制御に移行する。
As described above, in the
以上のように、電源回路250によれば、ソフトスタート開始からHV2電圧が所定電圧に達するまでは、トランジスタQ31をオフしておく。このため、ブリッジ回路90が低いデューティ比のパルスで駆動されている際に、トランジスタQ31を駆動するパルスのタイミングをブリッジ回路90のスイッチングタイミングに合わせる必要がない。また、HV2電圧が所定電圧に達した後に、トランジスタQ31をソフトスタートする。よって、低いデューティ比のパルス同士のタイミングを合わせる必要がなく、ソフトスタート時のブリッジ回路90やコンデンサ76の損失を低減するためのブリッジ回路90およびトランジスタQ31の制御が容易となる。
As described above, according to the
なお、上記各実施の形態において、チョークコイル63およびコンデンサ65は平滑回路の一例であり、ダイオードD31、D32は、第1の整流素子の一例である。トランジスタQ11〜Q14は、第1から第4のスイッチング素子の一例であり、トランジスタQ31は第2のスイッチング素子の一例であり、トランジスタQ21〜Q24は、第コンデンサ3から第6のスイッチング素子の一例である。ダイオードD33は、第2の整流素子の一例であり、チョークコイル73は、誘導素子の一例であり、コンデンサ76は、誘導素子の一例であり、リレー91、105、111およびスイッチ97は、切換回路の一例である。
In each of the above embodiments, the
なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を採ることができる。例えば、第1から第3の実施の形態において、時刻t=0から時刻t=t0まで、トランジスタQ31のデューティ比は100%としたが、これに限定されない。トランジスタQ31が通常のPWM制御に移行した後のデューティ比DR31より大きい値、あるいは、スイッチング回路5,またはブリッジ回路90のデューティ比よりも大きい値であればよい。この場合、同期タイミングが発生するものの、そのタイミングの数は少ないので制御が容易になる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various configurations or embodiments can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, in the first to third embodiments, the duty ratio of the transistor Q31 is 100% from the time t = 0 to the time t = t0. However, the present invention is not limited to this. The transistor Q31 may be a value larger than the duty ratio DR31 after the transition to the normal PWM control, or a value larger than the duty ratio of the
電源回路1、電源回路230、電源回路250の回路構成は上記に限定されず、同様の作用効果を奏するものであれば、本発明の範囲であると理解される。例えば、トランジスタQ11〜Q14、トランジスタQ21〜Q24,トランジスタQ31は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を用いた構成でもよい。
The circuit configurations of the power supply circuit 1, the
1 電源回路
3 コンデンサ
5 スイッチング回路
7 ドライバ
9 ドライバ
51 トランス
53 第1のコイル
55 第2のコイル
57 第3のコイル
59 第のコイル
61 整流回路
63 チョークコイル
65 コンデンサ
81 ドライバ
73 チョークコイル
76 コンデンサ
85 コントローラ
230 電源回路
250 電源回路
90 ブリッジ回路
D11〜D14 ダイオード
Q11〜14、Q31 トランジスタ
1 power supply circuit 3
Claims (6)
前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、
前記第2のコイルの出力を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続される平滑回路と、
前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、
前記スイッチング回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングの第1のデューティ比を漸次増加させるとともに、前記容量素子の両端の出力電圧が所定の出力に達するまで前記第2のスイッチング素子を前記第1のデューティ比よりも大きい第2のデューティ比でオンオフする制御を行うことを特徴とする電源回路。 A switching circuit having at least one first switching element and outputting an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element;
A first coil connected to the switching circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side,
A rectifier circuit for rectifying the output of the second coil;
A smoothing circuit connected to the rectifier circuit;
A power conversion circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element;
A control circuit for controlling the switching timing of the switching circuit and the second switching element;
Have
The control circuit gradually increases the first duty ratio of switching of the switching circuit, and causes the second switching element to move to the first duty ratio until an output voltage at both ends of the capacitive element reaches a predetermined output. A power supply circuit that performs control to turn on and off at a second duty ratio that is larger than the first duty ratio.
前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、
前記第2のコイルの出力を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続される平滑回路と、
前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、
前記スイッチング回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達するまで前記スイッチング回路のスイッチングのデューティ比を漸次増加させ、
前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達すると、前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングの制御を開始し、前記容量素子の両端の出力が所定の出力に達するまで、前記第2のスイッチング素子のスイッチングのデューティ比を漸次増加させることを特徴とする電源回路。 A switching circuit having at least one first switching element and outputting an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element;
A first coil connected to the switching circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side,
A rectifier circuit for rectifying the output of the second coil;
A smoothing circuit connected to the rectifier circuit;
A power conversion circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element;
A control circuit for controlling the switching timing of the switching circuit and the second switching element;
Have
The control circuit gradually increases the switching duty ratio of the switching circuit until the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output,
When the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output, control of the switching timing of the second switching element is started, and the second switching element until the outputs at both ends of the capacitive element reach a predetermined output. A power supply circuit characterized by gradually increasing the switching duty ratio.
前記制御回路は、さらに前記ブリッジ回路のスイッチングタイミングを制御し、
前記ブリッジ回路は、力行時には前記第2のコイルの出力を整流するとともに、回生時には前記第3から第6のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御されることにより直流電力を交流に変換して前記第2のコイルに出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源回路。 The rectifier circuit is a bridge circuit having third to sixth switching elements,
The control circuit further controls the switching timing of the bridge circuit;
The bridge circuit rectifies the output of the second coil during power running, and converts the DC power into AC by controlling the switching timing of the third to sixth switching elements during regeneration. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit outputs the power to the coil.
をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の電源回路。 A switching circuit that causes an output based on the electric power induced in the second coil to be output from the smoothing circuit at the time of power running, and an input to the smoothing circuit to be input to the switching circuit at the time of regeneration;
The power supply circuit according to claim 3, further comprising:
前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、
第3から第6のスイッチング素子を有し、力行時には前記第2のコイルの出力を整流するとともに、回生時には前記第3から第6のスイッチング素子のタイミングを制御されることにより直流電力を交流に変換して前記第2のコイルに出力するブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路に接続される平滑回路と、
前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、
前記ブリッジ回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、回生時に、前記ブリッジ回路のスイッチングの第1のデューティ比を漸次増加させるとともに、前記容量素子の両端の出力電圧が所定の出力に達するまで前記第2のスイッチング素子を前記第1のデューティ比よりも大きい第2のデューティ比でオンオフする制御を行うことを特徴とする電源回路。 A switching circuit having at least one first switching element and outputting an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element;
A first coil connected to the switching circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side,
It has third to sixth switching elements, rectifies the output of the second coil during power running, and controls the timing of the third to sixth switching elements during regeneration to change the DC power to alternating current. A bridge circuit for converting and outputting to the second coil;
A smoothing circuit connected to the bridge circuit;
A power conversion circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element;
A control circuit for controlling the switching timing of the bridge circuit and the second switching element;
Have
The control circuit gradually increases the first duty ratio of switching of the bridge circuit during regeneration, and causes the second switching element to move to the first switching element until an output voltage at both ends of the capacitive element reaches a predetermined output. A power supply circuit that performs on / off control at a second duty ratio that is larger than the duty ratio.
前記スイッチング回路に接続された第1のコイルと、2次側に設けられた第2のコイルおよび第3のコイルを有するトランスと、
第3から第6のスイッチング素子を有し、力行時には前記第2のコイルの出力を整流するとともに、回生時には前記第3から第5のスイッチング素子のタイミングを制御されることにより直流電力を交流に変換して前記第2のコイルに出力するブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路に接続される平滑回路と、
前記第3のコイルに接続され、少なくとも一つの第1の整流素子と、第2のスイッチング素子と、第2の整流素子と、誘導素子と、容量素子とを有する電力変換回路と、
前記ブリッジ回路および前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングを制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、回生時に、前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達するまで前記スイッチング回路のスイッチングのデューティ比を漸次増加させ、
前記平滑回路の出力電圧が所定の出力に達すると、前記第2のスイッチング素子のスイッチングタイミングの制御を開始し、前記容量素子の両端の出力が所定の出力に達するまで、前記第2のスイッチング素子のスイッチングのデューティ比を漸次増加させることを特徴とする電源回路。
A switching circuit having at least one first switching element and outputting an alternating voltage by controlling a switching timing of the at least one first switching element;
A first coil connected to the switching circuit, a transformer having a second coil and a third coil provided on the secondary side,
It has third to sixth switching elements, rectifies the output of the second coil during power running, and changes the DC power to alternating current by controlling the timing of the third to fifth switching elements during regeneration. A bridge circuit for converting and outputting to the second coil;
A smoothing circuit connected to the bridge circuit;
A power conversion circuit connected to the third coil and having at least one first rectifying element, a second switching element, a second rectifying element, an inductive element, and a capacitive element;
A control circuit for controlling the switching timing of the bridge circuit and the second switching element;
Have
The control circuit, during regeneration, gradually increases the switching duty ratio of the switching circuit until the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output,
When the output voltage of the smoothing circuit reaches a predetermined output, control of the switching timing of the second switching element is started, and the second switching element until the outputs at both ends of the capacitive element reach a predetermined output. A power supply circuit characterized by gradually increasing the switching duty ratio.
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JP (1) | JP2013251965A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016149834A (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 新電元工業株式会社 | Dc/dc converter |
JP2019118194A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社東芝 | Converter, power control method, and program |
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2012
- 2012-05-31 JP JP2012123997A patent/JP2013251965A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016149834A (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 新電元工業株式会社 | Dc/dc converter |
JP2019118194A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社東芝 | Converter, power control method, and program |
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