JP4097341B2

JP4097341B2 - Switching power supply

Info

Publication number: JP4097341B2
Application number: JP00006499A
Authority: JP
Inventors: 幸一郎三浦; 正彦広川; 寿典長; 繁隆前山
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1999-01-04
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-01-04
Also published as: JPH11275858A

Description

【０００１】
【産業上に利用分野】
本発明は，スイッチング電源装置に関する。特に本発明は，入力された電力をスイッチングして断続するパルス状の波形のスイッチング出力を形成するスイッチ回路を備え，該スイッチ回路により形成されたパルス状の出力を直流に変換して出力するとともに，この直流出力を制御回路によって監視し，該直流出力が一定となるようにスイッチング動作を制御するスイッチング電源装置に関する。より詳細に述べると，本発明は，制御回路としてディジタル回路を用いるスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチング電源装置では，制御回路はアナログ回路によって構成されるのが普通である。この場合，出力電圧または出力電流を表す信号は，アナログ信号の形態であり，このアナログ信号がアナログ量として処理され，その処理結果に基づいて，スイッチング動作を制御するのに必要な制御信号が得られる。
一般に，スイッチング電源装置においては，制御の最適化のために，入力電圧や負荷電流の変動に応じて，電力変換回路の動作モードを変える場合がある。このような場合には，それぞれの動作モードに応じた複数の制御アルゴリズムをあらかじめ用意しておき，それらを適宜切り換えて使用することにより最適制御を行う必要がある。しかし，従来のアナログ制御回路を用いたスイッチング電源装置においては，制御回路における信号処理は，すべてハードウェアとしての回路構成により行われるため，電力変換回路の動作モードの変化に対応して制御アルゴリズムを切り換えて最適制御を実現するには，各制御アルゴリズムに対応した制御回路すなわちハードウェアをあらかじめ用意し，動作モードに応じてそれらを切り換えて使用するようにしなければならない。これは，ハードウェアとしての制御回路を複数種類用意しなければならないことを意味する。従って，この構成は，回路構成が著しく複雑になり，現実的とはいえない。
【０００３】
スイッチング電源装置において，制御回路をディジタル回路で構成すると，アナログ回路で構成した場合と比べて出力信号を検出してから制御信号を出力するまでの信号処理時間が長くなる傾向にある。このことは，負荷電流や入力電圧が急変した時や異常状態が発生した時の追随性が，アナログ回路で構成した場合よりも悪くなる傾向にあることを意味している。
特開昭62-225163 号公報には，スイッチング電源装置において，スイッチ回路にディジタル制御装置を使用する技術が開示されている。この公開特許公報に開示されたスイッチング電源装置は，入力電力をスイッチングするチョッパ回路と負荷変動を検知する検知回路とを備え，該チョッパ回路の制御のためにディジタル・コントローラが設けられる。このディジタル・コントローラは，検出回路により検出された信号に基づいて所定のデューティ比の制御パルスを生成し，この制御信号をスイッチ回路に与えて該スイッチ回路の動作を制御する。
【０００４】
この公開特許公報は，この種のディジタル制御装置を備えたスイッチング電源装置において，該スイッチング電源装置の負荷変動に対応して，適切なスイッチング制御ができるようにする技術を教示する。すなわち，この公開特許公報が推奨する構成は，スイッチ回路の制御のために，あらかじめ負荷に応じて設定されるべき制御量が記憶されている記憶回路を備えており、該記憶回路から負荷に応じた制御量を読み出して所定のデューティ比の制御パルスを生成するものである。この場合，記憶回路にはスイッチング電源装置の動作範囲内すべての制御データを記憶させておく必要がある。
また、特開平2-74152 号公報も，スイッチング電源装置において，スイッチ回路にディジタル制御装置を使用する技術を開示する。この公開特許公報に開示されたスイッチング電源装置は、入力電力をスイッチングするスイッチ回路と，該スイッチ回路の出力を平滑化して出力する平滑化回路とを備え，該スイッチ回路の制御のためにディジタルコントローラが設けられている。このディジタルコントローラは，スイッチング電源装置の出力電圧値に基づいて所定のデューティ比の制御パルス信号を生成し，この制御パルス信号をスイッチ回路に与えて該スイッチ回路の動作を制御する。
【０００５】
この公開特許公報は、この種のディジタル制御装置を備えたスイッチング電源装置において，該スイッチング電源装置への入力を供給する電源の出力に変動があったときに生じるスイッチング電源装置への入力電圧の変化に対応して，適切なスイッチング動作ができるようにする技術を教示する。すなわち，この公開特許公報が推奨する構成は、スイッチ回路の制御のために複数の演算式を準備しておき，スイッチング電源への入力電圧の検出値に応じて該複数の演算式の中から所望のものを選択して使用するものである。この場合，入力電圧は，入力電圧検出手段により検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は，負荷電流や入力電圧が急変した場合や異常状態が発生した場合に，制御アルゴリズムを複雑にすることなく，出力安定度が高いスイッチング電源装置を提供することである。
本発明のもう一つの課題は，記憶しているべき指令値情報を装置の動作中に記憶・修正可能なスイッチング電源装置を提供することである。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
上述した課題解決のため，本発明に係るスイッチング電源は，入力された電力をスイッチングして断続するパルス状の波形のスイッチング出力を形成するスイッチ回路と，該スイッチング出力を直流に変換して出力する出力回路と，ディジタル制御部とを含む。このディジタル制御部は，出力回路から出力される電圧及び電流の少なくとも一方のアナログ信号が入力され該アナログ信号をディジタル信号に変換し，得られた出力電圧ディジタル信号または出力電流ディジタル信号或いはその両方に基づいて，スイッチ回路のスイッチング周波数，オン時間またはオフ時間の少なくとも一つを定める指令値を演算し，この指令値に基づいてパルスを生成し，このパルスをスイッチ回路に供給してそのスイッチ動作を制御する。
【０００８】
特に、本発明のスイッチング電源装置は，あらかじめ出力電圧ディジタル信号及び出力電流ディジタル信号の少なくとも一つに対応する指令値補償情報が記憶手段に記憶されており，該出力電圧ディジタル信号又は出力電流ディジタル信号が急変したときに、指令値補償情報と、出力電圧ディジタル信号及び出力電流ディジタル信号のうちの急変している方の信号とに基づいて，スイッチ回路に与えられる指令値を演算するようになったことを特徴とする。
本発明の一態様においては，出力電圧アナログ信号及び／または出力電流アナログ信号は，スイッチ回路のスイッチング周期に同期して，スイッチング周期の同位相において取り込まれ，このアナログ信号に基づいて出力電圧ディジタル信号及び／または出力電流ディジタル信号が得られる。出力電流アナログ信号は，出力回路のどの部分を流れる電流でも良い。例えば，出力回路に出力を整流し平滑化するための平滑化回路が設けられ，この回路にインダクタが備えられる場合には，該インダクタを流れるインダクタ電流を検出し，出力電流アナログ信号を得ることができる。
【０００９】
指令値演算の周期はスイッチング周期の整数倍とし，アナログ信号の取込みは指令値演算の周期ごとに少なくとも１回ずつ行われる。スイッチング電源装置においては，出力回路で平滑化された出力もスイッチ回路のスイッチング周期に対応してある程度の周期的変動を伴っているが，スイッチング周期の同位相において取り込んだアナログ信号に基づいてディジタル信号を生成し，指令値の演算に使用することにより，この周期的変動の影響を抑制することができる。従って，本発明のこの態様においては，データの平均化のようなデータ前処理を省略することができる。
指令値演算において，記憶手段に記憶されている情報を利用する本発明の一態様においては，必要な情報は，出力電圧ディジタル信号及び／または出力電流ディジタル信号と記憶されている情報とを照合することで得られる。このようにして得られた情報を利用することにより，制御アルゴリズムに基づく複雑な指令値演算を必要とすることなく，容易に指令値を求めることができるので，信号処理（演算）時間の短縮が可能となる。更に，この態様においては，記憶手段にあらかじめ情報を記憶させておくほかに，必要な情報を記憶手段に記憶していくか，または記憶していた情報を修正することも可能である。記憶しているべき情報を適宜記憶・修正可能にすることにより，事前に制御アルゴリズム（演算結果）に対する補正を必要に応じて行えるため，最適な制御を容易に実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスイッチング電源装置の一実施例の電気回路図を示す。本発明のこの実施例によるスイッチング電源装置は，該装置に入力された電力をスイッチングして断続するパルス状の波形のスイッチング出力を形成するスイッチ回路40と，スイッチングされたパルス状波形の出力を直流に変換して出力する出力回路50と，ディジタル制御部70とを含む。
この実施例において，スイッチング電源装置は，交流電力を入力する入力端子IN1, IN2を有しており，該入力端子IN1, IN2に供給された交流電力は，入力フィルタ10を通して，整流平滑化回路20に印加される。整流平滑化回路20は全波整流ダイオード21と平滑コンデンサ22とを含んでいる。整流平滑化回路20の出力はスイッチ回路40に供給される。
【００１１】
スイッチ回路40は，整流平滑化回路20から供給される電力をオン・オフ制御するように働く。スイッチ回路40は，電界効果トランジスタ(FET）で構成されたスイッチング素子42と，そのオン・オフ出力を出力回路50に結合する主トランス41を備える。スイッチング素子42のドレインは主トランス41の一次側コイル411 の一方の端子に直列に接続されている。主トランス41の一次側コイル411 の他方は，整流平滑化回路20に接続されている。
出力回路50は，整流平滑化回路であり，スイッチ回路40から供給されたスイッチング出力を直流に変換して出力する。直流出力Voは出力端子OUT1, OUT2から負荷Z に供給される。出力回路50の電源供給ラインには，出力電流Ｉを検出する出力電流検出回路60が結合されている。出力回路50は，安定化出力を得るため，チョークインプット方式平滑化回路で構成される。図示された平滑化回路は，ダイオード51, 52と，インダクタ53と，コンデンサ54とを含んでいる。一方のダイオード51は，アノードが主トランス41の２次側コイル412 の一方の端子に直列に接続されている。他方のダイオード52は，主トランス41の２次側コイル412 に並列で，カソードがダイオード51のカソードに接続されている。インダクタ53は，ダイオード51とダイオード52の接続点に接続されている。コンデンサ54は，インダクタ53の出力端に接続されている。
【００１２】
出力回路50からの出力は電圧アナログ信号AS1 として取り出され，出力電流検出回路60からの出力は電流アナログ信号AS2 として取り出され，これらのアナログ信号はディジタル制御部70に供給される。そして，このディジタル制御部70からの制御出力がスイッチ回路40を構成するスイッチング素子42に供給される。スイッチング素子42は，オン時間とオフ時間の和として定義できるスイッチング周期における該オン時間とオフ時間の比，すなわちデューティ比を定めるように作動する。
ディジタル制御部70は，出力回路50から出力される電圧アナログ信号AS1 と出力電流検出回路60から出力される電流アナログ信号AS2 を入力として受け，これらアナログ信号AS1, AS2をディジタル信号にそれぞれ変換する。ディジタル制御部70は，得られた出力電圧ディジタル信号及び出力電流ディジタル信号とに基づいて，スイッチ回路40のオン時間及びオフ時間を定める指令値演算する。スイッチ回路40のオン時間及びオフ時間を定める代わりに，あるいはそれに加えて，スイッチング周期を定めるようにしても良い。指令値演算のサイクル時間（以下，「制御周期」と呼ぶこともある）はスイッチング周期の整数倍とし，複数回のスイッチング周期ごとに一回の指令値演算が行われる場合もある。
【００１３】
指令値演算において，記憶手段に記憶されている情報を利用する場合には，必要な情報は，出力電圧ディジタル信号及び／または出力電流ディジタル信号と記憶手段に記憶されている情報とを照合することで得られる。更に，記憶手段にあらかじめ情報を記憶させておくほかに，必要な情報を記憶手段に適宜記憶していくか，または記憶していた情報を修正していくことも可能である。
次に，ディジタル制御部70は，演算により得られた指令値に基づいてパルスを生成し，このパルスをスイッチ回路40に供給してそのスイッチ動作を制御する。これにより，出力端子OUT1, OUT2に現れる直流出力電圧Voおよび直流出力電流Ｉが制御される。
上述したように，本発明によるスイッチング電源装置は，ディジタル制御部70を有するディジタル制御方式を採用するので，動作モードごとの制御アルゴリズムを，ソフトウェアで容易に切り換えて実行することが可能になる。また，制御アルゴリズムの数の増加にはソフトウェアによって対応できるので，回路が複雑化することはない。更に，必要な制御アルゴリズムはソフトウェアによって実行することができるので，ディジタル制御部70のハードウェアを標準化することができる。
【００１４】
図２は，本発明に係るスイッチング電源装置の更に具体的な電気回路図を示すものである。図２において，図１と同一の構成部分は，同一の参照符号を付し，説明は省略する。この実施例において，整流平滑化回路20には起動回路30が接続されている。起動回路30は，交流電源投入後の立ち上げ時に，ディジタル制御部70を動作させる電力を発生させる。起動回路30の出力側には，駆動回路90が接続されている。
主トランス41には，補助電源回路80が接続されている。この補助電源回路80はディジタル制御部70の電源を構成するものであって，主トランス41に設けられた補助巻線81に，整流平滑化回路を含む回路82が接続されている。補助電源回路80は，ディジタル制御部70に供給される電源電圧を生成し，この電源電圧はディジタル制御部70に備えられた電源端子T5、T6に供給される。
【００１５】
出力電流検出回路60は，インダクタ電流ＩＬを検出する電流センサ61と電流値を電圧値に変換する抵抗62とを備える。電流センサ61はインダクタ53と直列となるように接続される場合もある。本実施例においては，出力回路50がチョークインプット方式整流平滑化回路となっているので，出力電流検出回路60は出力回路50に含まれるインダクタ53のインダクタ電流を電圧値として検出することになる。以下，出力電流検出回路60をインダクタ電流検出回路60と称することとする。次に，ディジタル制御部70は，AD変換部72，ディジタル信号処理部71及びパルス生成部73を備える。ディジタル制御部70は，主要素として,DSPと称されているディジタル・シグナル・プロセッサを含む。 DSPとしては,AD 変換部72をその構成に含むものもある。ディジタル制御部70として,DSPを用いる場合，パルス生成部73はDSP の内部要素として備えても良いし，その一部または全部を外部要素としてDSP に外付けしても良い。
【００１６】
AD変換部72は，出力電圧アナログ信号AS1 及びインダクタ電流アナログ信号AS2 を，ディジタル信号DS1, DS2にそれぞれ変換する。 AD 変換部72は,AD 変換部721 及びAD変換部722 を含むこともできる。ここで,AD 変換部721 には端子T1を通して出力電圧アナログ信号AS1 が供給され,AD 変換部722 には端子T2を通してインダクタ電流アナログ信号AS2 が供給される。
ディジタル制御部70のディジタル信号処理部71は，プログラム・メモリ７１３と，データ・メモリ 714，715, 716と，主演算部（以下CPU と称する）711 とを備える。データ・メモリ714, 715は,AD 変換部72から供給される各ディジタル信号DS1, DS2のデータを一時格納する。 AD 変換部72からのディジタル信号の供給は，各スイッチング周期ごとに行っても良いが，指令値演算のサイクル時間，すなわち制御周期ごとに行っても良い。いずれにしても，スイッチング周期または制御周期に同期して，同位相におけるデータを供給することが好ましい。同位相のデータに基づいて指令値の演算を行うことにより，データの平均化のようなデータ前処理を省略することができる。 CPU711 は，バス712 を経由して，データ・メモリ714, 715からデータを取り込み，その四則演算・論理演算など必要な演算を行う。
【００１７】
パルス生成部73は，カウンタ731, 732, 733 と，ラッチ回路734 と，出力回路735 とを備える。カウンタ731 は，ディジタル信号処理部71から与えられる指令値に基づいて，主スイッチ42のオフ・タイミングを定める。カウンタ732 は，ディジタル信号処理部71から与えられる指令値に基づいて，主スイッチ42のオン・タイミングを定める。カウンタ733 は，指令値演算のサイクル時間，すなわち制御周期を定める。
ラッチ回路734 は，カウンタ732 で設定されたオン・タイミングでセット（論理値１）され，カウンタ731 のオフ・タイミングにおいてリセット（論理値０）される。この動作により，ラッチ回路734 からは主スイッチ42を駆動するパルスが出力される。
【００１８】
駆動回路90は，駆動信号をスイッチ回路40に伝送するパルストランス91と抵抗92を備える。ディジタル制御部70からの駆動信号は抵抗92を通して主スイッチ42に伝送される。
次に，図示された実施例の回路の動作について説明する。
出力回路50の出力電圧Voのアナログ信号AS1 は，ディジタル制御部70に取り込まれ,AD 変換部721 によってディジタル信号DS1 に変換される。この変換されたディジタル信号DS1 はデータ・メモリ714 に一時的に記憶される。インダクタ電流検出回路60によって得られたインダクタ電流ＩＬのアナログ信号AS2 は，ディジタル制御部70に取り込まれ,AD 変換部722 によってディジタル信号DS2 に変換される。インダクタ電流ディジタル信号DS2 は，データ・メモリ715 に一時的に記憶される。
【００１９】
CPU711は，制御プログラムに基づいて，データ・メモリ714, 715の内容を読み取る。そして，読み取られたデータを用いて，スイッチ回路40に含まれる主スイッチ42のオン時間及びオフ時間を定める指令値を計算する。 CPU711 によって計算された指令値は，パルス生成部73に取り込まれる。
時刻t1においてパルス生成部73のカウンタ732 がオーバフローまたはアンダフローすると，それに対応した信号がラッチ回路734 に供給される。ラッチ回路734 は，この信号によって出力が論理値1 にセットされる。
次に,CPU711 によって指令されたオン時間を経過すると，カウンタ731 がオバーフローまたはアンダフローし，主スイッチ42のオフ・タイミングを設定する。カウンタ731 のリップルキャリー信号またはボロー信号は，ラッチ回路734 に供給される。ラッチ回路734 は，この信号によって出力が論理値０にリセットされる。これにより，ラッチ回路734 からは主スイッチ42を駆動するオン時間のパルスが出力される。
【００２０】
指令値演算の制御周期は，カウンタ733 によって設定される。制御周期は，スイッチング周期の整数倍ｍとする。こうすることにより，データ・メモリ714, 715には，制御周期ごとに，検出した各検出信号値が蓄積される。 CPU711 は，データ・メモリ714, 715からデータを読み取り，制御アルゴリズム，例えば，定電圧動作時の制御アルゴリズムなどにより，主スイッチ42のオン時間を計算する。そして，制御周期ごとに更新された指令値をパルス生成部73に供給する。
出力回路735 は，ラッチ回路734 から供給されるパルスをパルストランス91を介して，主スイッチ42のゲートに供給する。これにより，出力回路50の出力電圧Vo及びインダクタ電流ＩＬが,CPU711 の制御アルゴリズムに基づいた値に制御される。
【００２１】
本発明の図示実施例に係るスイッチング電源装置においては，入力電圧，インダクタ電流ILの変化に追随して出力電圧を一定に維持するように制御アルゴリズムを変更する。すなわち、カウンタ733 がオーバーフローまたはアンダーフローされるごとに、各検出ディジタル・データを図３に示すようにCPU 711 に取り込み、各検出ディジタル・データまたは１制御周期まえの各検出ディジタル・データをもとに装置の動作状態を判定し、動作状態に応じて適宜に指令値演算プログラムを選択する。
一例として，図３のフローチャートを参照し，出力電圧Voを定電圧制御するための制御アルゴリズムについて説明する。この場合は，指令値演算手段として，インダクタ電流が負荷に応じて変化することに着目して，インダクタ電流連続時の演算プログラム，インダクタ電流不連続時の演算プログラム，過負荷時の演算プログラム及び負荷急変時の演算プログラムを，あらかじめCPU711のプログラム・メモリ713 に格納しておく。そして，カウンタ733 がオーバーフローまたはアンダーフローする毎に，各検出ディジタル・データをCPU711に取り込み，CPU711は読み取られたデータに基づき，装置の動作状態を判定する。すなわち，インダクタ電流ILが不連続であるかどうかは，例えば，インダクタ電流の連続・不連続の臨界電流値isをプログラムメモリ713 に記憶しておき，この記憶されている臨界電流値isと読み取られたデータとを比較することにより判断できる。また、過負荷であるかどうかは，例えば，最大電流値Ｉ_maxをプログラムメモリ713 に記憶しておき、この記憶されている最大電流値Ｉ_maxと読み取られたデータとを比較することにより判断できる。
【００２２】
さらに，負荷が急変しているかどうかは，例えば，許容出力電圧変動値ΔV₀T1) をプログラムメモリ713 に記憶しておき，読み取られたデータと１制御周期前のデータとの差分と，記憶されている許容出力電圧変動値ΔV₀(LT1) とを比することにより判断できる。そして，その判定に基づいて，それぞれの動作状態に応じた演算プログラムを選択し，指令値を計算する。
インダクタ電流が連続であると判断されたときは、インダクタ電流連続時の制御アルゴリズム，例えば，制御周期ごとの出力電圧平均値V₀及びインダクタ電平均値ILを算出し、算出された出力電圧平均値V₀及びインダクタ電流平均値IL用いて，回路状態を記述する状態平均化手段，すなわち，図６の式(a) から式(e) にしたがって主スイッチング素子42のオン時間Ton(n)を計算する。
【００２３】
インダクタ電流が不連続であると判断されたときは、インダクタ電流不連続時の制御アルゴリズム，例えば，読み取られた出力電圧値V₀と，あらかじめ記憶段に記憶されているインダクタ電流値ILに対応する制御量ΔV(iT) とに基づく手段，すなわち，図６に示す式(f) にしたがって主スイッチング素子42のオン時間Ton(n)を計算する。
過負荷状態であると判断されたときは、過負荷時の制御アルゴリズム、例えば、読み取られた出力電圧値Ｖｏ、インダクタ電流ＩＬ及び最大電流値Ｉmax とに基づく手段、すなわち図６に示す式(a) から式(e) と式(g) にしたがって、主スイッチ４２のオン時間Ｔon(n) を計算する。
負荷が急変中であると判断されたときは、図４に示す急変時の制御アルゴリズムにしたがって，主スイッチング素子42のオン時間を計算する。すなわち，読み取られた(n-1) 番目の制御周期における出力電圧値Vo(n-1) と(n) 番目の制御周期における出力電圧値Vo(n) との差分ΔVo＝Vo(n) −Vo(n-1) を基に，図５に示す関係にある差分量ΔVoに対応する補正量ΔTon を記憶手段716 に記憶されているデータ・テーブルから求める。このようにして求められた補正量ΔTon を用いて主スイッチング素子42のオン時間Ton(n)を，次式(h)
Ton(n)＝Ton(n-1)＋ΔTon ・・・・(h)
に基づいて計算する。この式において，Ton(n-1)は，(n-1) 番目の制御周期におけるオン時間を表す。
【００２４】
図５に示す出力電圧値Voの差分量と主スイッチング素子42のオン時間の補正量ΔTon の関係は，図６の式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)のように表すことができる。
この実施例においては，式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)から得られる補正量ΔTon を記憶手段であるデータメモリ716 にデータ・テーブルとして記憶させておく。
また，入力電圧が急変すると，それに応じて出力電圧及び出力電流も急変するが，この場合も，上述した負荷の急変に対応する制御アルゴリズムを使用することにより，対処できる。
この実施例では，常時出力電圧及び出力電流を監視しているので，出力端に異常状態が発生しても，上述した負荷急変の場合の制御アルゴリズムを使用することにより，適切な対応をすることができる。例えば，出力電圧Voが異常に上昇した場合には，出力電圧の差分値ΔVoが正の値となり，主スイッチング素子42のオン時間が短くなるように制御される。
【００２５】
このような制御により，負荷電流や入力電圧が急変した場合における制御のための演算を簡素化できるので，演算時間が短縮できる。その結果、追随性が改善され，出力安定度の高い電源装置が得られる。
本発明においては，例えば，スイッチング電源装置が起動し，CPU 711 内部のレジスタやパルス生成部73などの初期設定を行うときに，これと平行して，図６の式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)による演算を行い，補正量ΔＴonを得て，これを記憶手段であるデータメモリ716 にデータテーブルとして記憶させることも可能である。これにより，例えば，応答特性を変更するために，上述の図６の式 (i-1),(i-2),(i-3),(i-4),(i-5)における定数α，βなどを変更する場合においても，補正量ΔＴonのデータテーブルのすべてのデータを書き換えるのではなく，これらの式の変更部のみを修正することにより所望のデータテーブルが得られるので，制御プログラムを標準化することができる。
【００２６】
さらに，本発明においては，例えば，動作中に定数α，βのみを変更した前述の式(i-2) を再度計算することなどにより，必要に応じて記憶手段であるデータメモリ716 に記憶しているデータを修正することもできる。これにより，動作中においても電源装置の応答特性を自由に変更することが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，次のような効果を得ることができる。
(a) 負荷電流や入力電圧が急変した場合や異常状態が発生した場合に，制御アルゴリズムを複雑にすることなく，出力安定度が高いスイッチング電源装置を提供することができる。
(b) 記憶しているべき指令値情報を装置の起動時及び／または動作中に記憶・修正可能なスイッチング電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスイッチング電源装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明によるスイッチング電源装置実施例の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるスイッチング電源装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明によるスイッチング電源装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明によるスイッチング電源装置の制御手順における負荷急変時の制御量を示す図表である。
【図６】本発明のよるスイッチング電源装置の制御の説明のための数式を示すチャートである。
【符号の説明】
20 １次側の整流平滑回路
40 スイッチ回路
41 主トランス
42 主スイッチ
50 出力回路
60 出力電流検出回路（インダクタ電流検出回路)
70 ディジタル制御部
71 ディジタル信号処理部
72 AD変換部
73 パルス生成部
90 駆動回路[0001]
[Industrial fields]
The present invention relates to a switching power supply device. In particular, the present invention includes a switch circuit that forms a switching output of a pulsed waveform that switches input power and intermittently, converts the pulsed output formed by the switching circuit into a direct current, and outputs it. The present invention relates to a switching power supply apparatus that monitors the DC output by a control circuit and controls the switching operation so that the DC output becomes constant. More specifically, the present invention relates to a switching power supply device using a digital circuit as a control circuit.
[0002]
[Prior art]
In a conventional switching power supply device, the control circuit is usually composed of an analog circuit. In this case, the signal representing the output voltage or the output current is in the form of an analog signal, and this analog signal is processed as an analog quantity, and a control signal necessary for controlling the switching operation is obtained based on the processing result. It is done.
In general, in a switching power supply device, an operation mode of a power conversion circuit may be changed in accordance with fluctuations in input voltage or load current in order to optimize control. In such a case, it is necessary to prepare a plurality of control algorithms corresponding to each operation mode in advance, and perform optimal control by switching and using them appropriately. However, in a conventional switching power supply using an analog control circuit, all signal processing in the control circuit is performed by a circuit configuration as hardware, so a control algorithm is applied in response to changes in the operation mode of the power conversion circuit. In order to realize optimal control by switching, it is necessary to prepare control circuits, that is, hardware corresponding to each control algorithm in advance, and switch them to use according to the operation mode. This means that a plurality of types of control circuits as hardware must be prepared. Therefore, this configuration is not practical because the circuit configuration becomes extremely complicated.
[0003]
In a switching power supply device, when the control circuit is configured with a digital circuit, the signal processing time from detection of an output signal to output of the control signal tends to be longer than when the control circuit is configured with an analog circuit. This means that the trackability when the load current or input voltage changes suddenly or when an abnormal state occurs tends to be worse than when it is configured with an analog circuit.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-225163 discloses a technique of using a digital control device for a switch circuit in a switching power supply device. The switching power supply device disclosed in this patent publication includes a chopper circuit that switches input power and a detection circuit that detects a load change, and a digital controller is provided for controlling the chopper circuit. The digital controller generates a control pulse having a predetermined duty ratio based on the signal detected by the detection circuit, and supplies the control signal to the switch circuit to control the operation of the switch circuit.
[0004]
This published patent publication teaches a technique for enabling appropriate switching control in response to load fluctuations of a switching power supply device in a switching power supply device having such a digital control device. That is, the configuration recommended by this published patent publication includes a storage circuit in which a control amount to be set according to a load is stored in advance for controlling the switch circuit, and the storage circuit responds to the load. The control amount is read and a control pulse having a predetermined duty ratio is generated. In this case, it is necessary to store all control data within the operating range of the switching power supply device in the storage circuit.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74152 also discloses a technique of using a digital control device for a switch circuit in a switching power supply device. The switching power supply device disclosed in this patent publication includes a switch circuit that switches input power, and a smoothing circuit that smoothes and outputs the output of the switch circuit, and a digital controller for controlling the switch circuit. Is provided. The digital controller generates a control pulse signal having a predetermined duty ratio based on the output voltage value of the switching power supply device, and supplies the control pulse signal to the switch circuit to control the operation of the switch circuit.
[0005]
This publication discloses a change in the input voltage to the switching power supply that occurs when there is a change in the output of the power supply that supplies the input to the switching power supply in a switching power supply having this type of digital control device. In response to the above, teach the technology to enable proper switching operation. In other words, the configuration recommended by this patent publication is to prepare a plurality of arithmetic expressions for controlling the switch circuit, and to select a desired one of the plurality of arithmetic expressions according to the detected value of the input voltage to the switching power supply. Is to select and use. In this case, the input voltage is detected by the input voltage detection means.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a switching power supply device having high output stability without complicating a control algorithm when a load current or an input voltage changes suddenly or when an abnormal state occurs.
Another object of the present invention is to provide a switching power supply apparatus capable of storing and correcting command value information to be stored during operation of the apparatus.
[0007]
[Means for solving problems]
In order to solve the above-described problems, a switching power supply according to the present invention is a switching circuit that forms a switching output of a pulsed waveform that switches input power and intermittently, and converts the switching output into a direct current and outputs it. An output circuit and a digital control unit are included. The digital control unit receives at least one analog signal of voltage and current output from the output circuit, converts the analog signal into a digital signal, and converts the analog signal into the obtained output voltage digital signal or output current digital signal or both. Based on this, a command value that determines at least one of the switching frequency, on-time or off-time of the switch circuit is calculated, a pulse is generated based on this command value, and this pulse is supplied to the switch circuit to perform the switch operation. Control.
[0008]
In particular, in the switching power supply device of the present invention, command value compensation information corresponding to at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal is stored in advance in the storage means, and the output voltage digital signal or output current digital signal is stored. When a sudden change occurs, the command value given to the switch circuit is calculated based on the command value compensation information and the output voltage digital signal or output current digital signal, whichever changes suddenly. It is characterized by that.
In one aspect of the present invention, the output voltage analog signal and / or the output current analog signal is captured in the same phase of the switching period in synchronization with the switching period of the switch circuit, and the output voltage digital signal is based on the analog signal. And / or an output current digital signal is obtained. The output current analog signal may be a current flowing through any part of the output circuit. For example, if the output circuit is provided with a smoothing circuit for rectifying and smoothing the output, and this circuit is equipped with an inductor, the inductor current flowing through the inductor can be detected to obtain an output current analog signal. it can.
[0009]
The command value calculation cycle is an integral multiple of the switching cycle, and an analog signal is captured at least once every command value calculation cycle. In a switching power supply, the output smoothed by the output circuit also has some periodic fluctuations corresponding to the switching period of the switch circuit, but the digital signal is based on the analog signal captured in the same phase of the switching period. Can be used to calculate the command value, thereby suppressing the influence of this periodic variation. Thus, in this aspect of the invention, data preprocessing such as data averaging can be omitted.
In the command value calculation, in one aspect of the present invention using information stored in the storage means, the necessary information is collated with the output voltage digital signal and / or output current digital signal and the stored information. Can be obtained. By using the information obtained in this way, the command value can be easily obtained without requiring a complicated command value calculation based on the control algorithm, so that the signal processing (calculation) time can be shortened. It becomes possible. Further, in this aspect, in addition to storing information in the storage means in advance, it is possible to store necessary information in the storage means or to correct the stored information. By making it possible to appropriately store and modify the information to be stored, the control algorithm (calculation result) can be corrected in advance as necessary, so that optimal control can be easily realized.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an electric circuit diagram of an embodiment of a switching power supply device according to the present invention. The switching power supply device according to this embodiment of the present invention includes a switching circuit 40 that forms a switching output of a pulsed waveform that switches and interrupts power input to the device, and outputs the switched pulsed waveform as a direct current. And an output circuit 50 for converting to a digital signal and a digital control unit 70.
In this embodiment, the switching power supply device has input terminals IN1 and IN2 for inputting AC power, and the AC power supplied to the input terminals IN1 and IN2 is passed through the input filter 10 to the rectifying / smoothing circuit 20. To be applied. The rectifying / smoothing circuit 20 includes a full-wave rectifying diode 21 and a smoothing capacitor 22. The output of the rectifying / smoothing circuit 20 is supplied to the switch circuit 40.
[0011]
The switch circuit 40 operates to turn on / off the power supplied from the rectifying / smoothing circuit 20. The switch circuit 40 includes a switching element 42 formed of a field effect transistor (FET), and a main transformer 41 that couples the on / off output to the output circuit 50. The drain of the switching element 42 is connected in series to one terminal of the primary side coil 411 of the main transformer 41. The other primary coil 411 of the main transformer 41 is connected to the rectifying / smoothing circuit 20.
The output circuit 50 is a rectifying / smoothing circuit, which converts the switching output supplied from the switch circuit 40 into a direct current and outputs it. The DC output Vo is supplied to the load Z from the output terminals OUT1 and OUT2. An output current detection circuit 60 for detecting the output current I is coupled to the power supply line of the output circuit 50. The output circuit 50 is composed of a choke input type smoothing circuit to obtain a stabilized output. The illustrated smoothing circuit includes diodes 51 and 52, an inductor 53, and a capacitor 54. One diode 51 has an anode connected in series to one terminal of the secondary coil 412 of the main transformer 41. The other diode 52 is in parallel with the secondary coil 412 of the main transformer 41, and the cathode is connected to the cathode of the diode 51. The inductor 53 is connected to a connection point between the diode 51 and the diode 52. The capacitor 54 is connected to the output terminal of the inductor 53.
[0012]
The output from the output circuit 50 is taken out as a voltage analog signal AS1, the output from the output current detection circuit 60 is taken out as a current analog signal AS2, and these analog signals are supplied to the digital controller 70. The control output from the digital control unit 70 is supplied to the switching element 42 constituting the switch circuit 40. The switching element 42 operates so as to determine a ratio of the on time to the off time, that is, a duty ratio, in a switching cycle that can be defined as the sum of the on time and the off time.
The digital control unit 70 receives the voltage analog signal AS1 output from the output circuit 50 and the current analog signal AS2 output from the output current detection circuit 60 as inputs, and converts the analog signals AS1 and AS2 into digital signals, respectively. Based on the output voltage digital signal and the output current digital signal, the digital control unit 70 calculates command values for determining the on time and off time of the switch circuit 40. Instead of or in addition to determining the ON time and OFF time of the switch circuit 40, the switching period may be determined. The cycle time of command value calculation (hereinafter also referred to as “control cycle”) is an integral multiple of the switching cycle, and command value calculation may be performed once for a plurality of switching cycles.
[0013]
When using the information stored in the storage means in the command value calculation, the necessary information is to collate the output voltage digital signal and / or output current digital signal with the information stored in the storage means. It is obtained by. Further, in addition to storing information in the storage means in advance, it is possible to store necessary information in the storage means as appropriate, or to correct the stored information.
Next, the digital control unit 70 generates a pulse based on the command value obtained by the calculation, and supplies the pulse to the switch circuit 40 to control the switch operation. As a result, the DC output voltage Vo and the DC output current I appearing at the output terminals OUT1, OUT2 are controlled.
As described above, since the switching power supply according to the present invention employs the digital control system having the digital control unit 70, the control algorithm for each operation mode can be easily switched and executed by software. In addition, the increase in the number of control algorithms can be handled by software, so that the circuit is not complicated. Further, since necessary control algorithms can be executed by software, the hardware of the digital control unit 70 can be standardized.
[0014]
FIG. 2 shows a more specific electric circuit diagram of the switching power supply device according to the present invention. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, a startup circuit 30 is connected to the rectifying / smoothing circuit 20. The start-up circuit 30 generates electric power for operating the digital control unit 70 when it is started up after the AC power is turned on. A drive circuit 90 is connected to the output side of the starter circuit 30.
An auxiliary power supply circuit 80 is connected to the main transformer 41. The auxiliary power supply circuit 80 constitutes a power supply for the digital control unit 70, and a circuit 82 including a rectifying / smoothing circuit is connected to an auxiliary winding 81 provided in the main transformer 41. The auxiliary power supply circuit 80 generates a power supply voltage to be supplied to the digital control unit 70, and this power supply voltage is supplied to power supply terminals T5 and T6 provided in the digital control unit 70.
[0015]
The output current detection circuit 60 includes a current sensor 61 that detects the inductor current IL and a resistor 62 that converts the current value into a voltage value. The current sensor 61 may be connected in series with the inductor 53. In this embodiment, since the output circuit 50 is a choke input type rectifying and smoothing circuit, the output current detection circuit 60 detects the inductor current of the inductor 53 included in the output circuit 50 as a voltage value. Hereinafter, the output current detection circuit 60 is referred to as an inductor current detection circuit 60. Next, the digital control unit 70 includes an AD conversion unit 72, a digital signal processing unit 71, and a pulse generation unit 73. The digital control unit 70 includes a digital signal processor called DSP as a main element. Some DSPs include an AD converter 72 in their configuration. When a DSP is used as the digital control unit 70, the pulse generation unit 73 may be provided as an internal element of the DSP, or a part or all of it may be externally attached to the DSP as an external element.
[0016]
The AD converter 72 converts the output voltage analog signal AS1 and the inductor current analog signal AS2 into digital signals DS1 and DS2, respectively. The AD conversion unit 72 can also include an AD conversion unit 721 and an AD conversion unit 722. Here, the AD converter 721 is supplied with the output voltage analog signal AS1 through the terminal T1, and the AD converter 722 is supplied with the inductor current analog signal AS2 through the terminal T2.
The digital signal processing unit 71 of the digital control unit 70 includes a program memory 713, data memories 714, 715, and 716, and a main operation unit (hereinafter referred to as CPU) 711. Data memories 714 and 715 temporarily store data of the digital signals DS1 and DS2 supplied from the AD conversion unit 72. The supply of the digital signal from the AD conversion unit 72 may be performed every switching cycle, but may be performed every cycle time of the command value calculation, that is, every control cycle. In any case, it is preferable to supply data in the same phase in synchronization with the switching period or the control period. By calculating the command value based on the data of the same phase, data preprocessing such as data averaging can be omitted. The CPU 711 fetches data from the data memories 714 and 715 via the bus 712 and performs necessary operations such as the four arithmetic operations and logical operations.
[0017]
The pulse generation unit 73 includes counters 731, 732, and 733, a latch circuit 734, and an output circuit 735. The counter 731 determines the off timing of the main switch 42 based on the command value given from the digital signal processing unit 71. The counter 732 determines the ON timing of the main switch 42 based on the command value given from the digital signal processing unit 71. The counter 733 determines a cycle time for command value calculation, that is, a control cycle.
The latch circuit 734 is set (logic value 1) at the on timing set by the counter 732 and reset (logic value 0) at the off timing of the counter 731. By this operation, a pulse for driving the main switch 42 is output from the latch circuit 734.
[0018]
The drive circuit 90 includes a pulse transformer 91 and a resistor 92 that transmit a drive signal to the switch circuit 40. A drive signal from the digital control unit 70 is transmitted to the main switch 42 through the resistor 92.
Next, the operation of the circuit of the illustrated embodiment will be described.
The analog signal AS1 of the output voltage Vo of the output circuit 50 is taken into the digital control unit 70 and converted into the digital signal DS1 by the AD conversion unit 721. The converted digital signal DS1 is temporarily stored in the data memory 714. The analog signal AS2 of the inductor current IL obtained by the inductor current detection circuit 60 is taken into the digital control unit 70 and converted into the digital signal DS2 by the AD conversion unit 722. The inductor current digital signal DS2 is temporarily stored in the data memory 715.
[0019]
The CPU 711 reads the contents of the data memories 714 and 715 based on the control program. Then, using the read data, a command value for determining an on time and an off time of the main switch 42 included in the switch circuit 40 is calculated. The command value calculated by the CPU 711 is taken into the pulse generator 73.
When the counter 732 of the pulse generator 73 overflows or underflows at time t1, a signal corresponding to the counter 732 is supplied to the latch circuit 734. The output of the latch circuit 734 is set to a logical value 1 by this signal.
Next, when the on-time commanded by the CPU 711 elapses, the counter 731 overflows or underflows and sets the main switch 42 off timing. The ripple carry signal or borrow signal of the counter 731 is supplied to the latch circuit 734. The output of the latch circuit 734 is reset to a logical value 0 by this signal. As a result, an on-time pulse for driving the main switch 42 is output from the latch circuit 734.
[0020]
The control cycle of the command value calculation is set by the counter 733. The control cycle is an integer multiple m of the switching cycle. By doing so, the detected values of the detected signals are accumulated in the data memories 714 and 715 for each control period. The CPU 711 reads data from the data memories 714 and 715, and calculates the ON time of the main switch 42 by a control algorithm, for example, a control algorithm during constant voltage operation. Then, the command value updated every control cycle is supplied to the pulse generator 73.
The output circuit 735 supplies the pulse supplied from the latch circuit 734 to the gate of the main switch 42 via the pulse transformer 91. As a result, the output voltage Vo and the inductor current IL of the output circuit 50 are controlled to values based on the control algorithm of the CPU 711.
[0021]
In the switching power supply according to the illustrated embodiment of the present invention, the control algorithm is changed so as to keep the output voltage constant following the changes in the input voltage and the inductor current IL. That is, each time the counter 733 overflows or underflows, each detected digital data is fetched into the CPU 711 as shown in FIG. 3, and each detected digital data or each detected digital data before one control period is used as a basis. Then, the operation state of the apparatus is determined, and a command value calculation program is appropriately selected according to the operation state.
As an example, a control algorithm for controlling the output voltage Vo at a constant voltage will be described with reference to the flowchart of FIG. In this case, paying attention to the fact that the inductor current changes according to the load as the command value calculation means, the calculation program when the inductor current is continuous, the calculation program when the inductor current is discontinuous, the calculation program when the inductor is overloaded, and the load An arithmetic program for sudden change is stored in the program memory 713 of the CPU 711 in advance. Each time the counter 733 overflows or underflows, each detected digital data is taken into the CPU 711, and the CPU 711 determines the operation state of the apparatus based on the read data. That is, whether the inductor current IL is discontinuous is determined by, for example, storing the continuous / discontinuous critical current value is of the inductor current in the program memory 713 and reading the stored critical current value is. It can be judged by comparing the data. Whether or not the load is overloaded is determined by, for example, the maximum current value I _max Is stored in the program memory 713 and the stored maximum current value I is stored. _max And the read data can be compared.
[0022]
Furthermore, whether or not the load is changing suddenly is determined, for example, by the allowable output voltage fluctuation value ΔV ₀ T1) is stored in the program memory 713, the difference between the read data and the data before one control cycle, and the stored allowable output voltage fluctuation value ΔV ₀ It can be judged by comparing with (LT1). Based on the determination, an arithmetic program corresponding to each operation state is selected, and a command value is calculated.
When it is determined that the inductor current is continuous, the control algorithm when the inductor current is continuous, for example, the output voltage average value V per control cycle ₀ And the inductor power average value IL, and the calculated output voltage average value V ₀ And the inductor current average value IL, the state averaging means for describing the circuit state, that is, the on-time Ton (n) of the main switching element 42 is calculated according to the equations (a) to (e) in FIG.
[0023]
When it is determined that the inductor current is discontinuous, the control algorithm when the inductor current is discontinuous, for example, the read output voltage value V ₀ And the control amount ΔV (iT) corresponding to the inductor current value IL stored in advance in the storage stage, that is, the on-time Ton (n of the main switching element 42 according to the equation (f) shown in FIG. ).
When it is determined that the state is an overload state, an overload control algorithm, for example, means based on the read output voltage value Vo, the inductor current IL, and the maximum current value Imax, that is, the equation (a ) To calculate the on-time Ton (n) of the main switch 42 according to the equations (e) and (g).
When it is determined that the load is changing suddenly, the ON time of the main switching element 42 is calculated according to the control algorithm at the time of sudden change shown in FIG. That is, the difference ΔVo = Vo (n) − between the read output voltage value Vo (n-1) in the (n-1) th control cycle and the output voltage value Vo (n) in the (n) th control cycle. Based on Vo (n−1), a correction amount ΔTon corresponding to the difference amount ΔVo having the relationship shown in FIG. 5 is obtained from the data table stored in the storage means 716. Using the correction amount ΔTon thus obtained, the on-time Ton (n) of the main switching element 42 is expressed by the following equation (h)
Ton (n) = Ton (n-1) + ΔTon (h)
Calculate based on In this equation, Ton (n-1) represents the on time in the (n-1) th control cycle.
[0024]
The relationship between the difference amount of the output voltage value Vo shown in FIG. 5 and the correction amount ΔTon of the on-time of the main switching element 42 is expressed by the equations (i-1), (i-2), (i-3), ( i-4) and (i-5).
In this embodiment, the correction amount ΔTon obtained from the equations (i-1), (i-2), (i-3), (i-4), (i-5) is stored in a data memory 716 as storage means. Is stored as a data table.
Further, when the input voltage changes suddenly, the output voltage and output current also change accordingly. This case can also be dealt with by using the control algorithm corresponding to the sudden change in load described above.
In this embodiment, since the output voltage and output current are constantly monitored, even if an abnormal condition occurs at the output end, appropriate countermeasures can be taken by using the control algorithm in the case of sudden load change described above. Can do. For example, when the output voltage Vo rises abnormally, the difference value ΔVo of the output voltage becomes a positive value, and the ON time of the main switching element 42 is controlled to be shortened.
[0025]
Such control can simplify the calculation for the control when the load current and the input voltage change suddenly, thereby reducing the calculation time. As a result, it is possible to obtain a power supply device with improved followability and high output stability.
In the present invention, for example, when the switching power supply device is activated and the initial setting of the CPU 711 internal registers, the pulse generation unit 73, and the like is performed, the equations (i-1), ( i-2), (i-3), (i-4), and (i-5) are performed to obtain a correction amount ΔTon and stored in the data memory 716 as a data table as a data table. Is also possible. Thus, for example, in order to change the response characteristics, the constants in the equations (i-1), (i-2), (i-3), (i-4), (i-5) in FIG. Even when α, β, etc. are changed, the desired data table can be obtained by correcting only the changed part of these equations, rather than rewriting all the data in the data table of the correction amount ΔTon. Can be standardized.
[0026]
Further, in the present invention, for example, the above-described equation (i-2) in which only the constants α and β are changed during the operation is recalculated, so that it is stored in the data memory 716 as a storage means as necessary. You can also correct the data. This makes it possible to freely change the response characteristics of the power supply device even during operation.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(a) It is possible to provide a switching power supply with high output stability without complicating the control algorithm when the load current or input voltage changes suddenly or when an abnormal state occurs.
(b) It is possible to provide a switching power supply device capable of storing and correcting command value information to be stored at the time of starting and / or during operation of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a switching power supply device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of an embodiment of a switching power supply device according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control procedure of the switching power supply device according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a control procedure of the switching power supply device according to the present invention.
FIG. 5 is a chart showing control amounts at the time of sudden load change in the control procedure of the switching power supply according to the present invention.
FIG. 6 is a chart showing mathematical formulas for explaining the control of the switching power supply device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
20 Primary side rectifying and smoothing circuit
40 switch circuit
41 Main transformer
42 Main switch
50 output circuit
60 Output current detection circuit (inductor current detection circuit)
70 Digital controller
71 Digital signal processor
72 AD converter
73 Pulse generator
90 Drive circuit

Claims

A switching circuit that forms a switching output of a pulsed waveform that switches the input power intermittently;
An output circuit for converting the switching output into a direct current and outputting it;
A digital control unit for controlling the switching operation of the switch circuit according to the output of the output circuit;
With
The digital control unit
In response to an output voltage analog signal of the voltage output from the output circuit and an output current analog signal of the current output from the output circuit, the output voltage analog signal and the output current analog signal are output as an output voltage digital signal and an output, respectively. Converted into a digital current signal,
Based on at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal, a switching period of the switch circuit and a command value that determines at least one of an on time and an off time are calculated,
A control pulse is generated based on the command value, and the control pulse is supplied to the switch circuit to control the switch operation.
A switching power supply,
Command value compensation information corresponding to at least one of the output voltage digital signal and the output current digital signal is stored in the storage means in advance, and when the output voltage digital signal or the output current digital signal changes suddenly, a command value compensation information, based on the signal of the direction that a sudden change of the output voltage digital signal and the output current digital signal, Ri Na to compute the command value given to the switching circuit,
The command value compensation information stored in the storage means during the operation of the power supply device can be appropriately corrected.
The switching power supply device characterized by the above-mentioned.