JPH03212159A - Switching regulator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、複数個のスイッチングレギュレータ部から構
成され、位相差をもって同期運転させるスイッチングレ
ギュレータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switching regulator that is composed of a plurality of switching regulator sections and that operate synchronously with a phase difference.
大容量の安定化直流電源を構成する場合或いは高電圧の
安定化直流電源を構成する場合に、複数個のスイッチン
グレギュレータ部を同期運転させる構成が知られている
。このようなスイッチングレギュレータに於いては、直
流電源側から供給する電流のリップル成分が大きくなり
、又スイッチングノイズの伝播を防止する為゛に、直流
電源の入力側にコンデンサが設けられている。このコン
デンサの容量を低減し得るようにすることが要望されて
いる。2. Description of the Related Art When constructing a large-capacity stabilized DC power supply or a high-voltage stabilized DC power supply, a configuration in which a plurality of switching regulator sections are operated synchronously is known. In such a switching regulator, the ripple component of the current supplied from the DC power supply becomes large, and a capacitor is provided on the input side of the DC power supply in order to prevent the propagation of switching noise. It is desired to be able to reduce the capacitance of this capacitor.
第6図は従来例の要部ブロック図であり、41はトラン
ス、42はトランス41の一次巻線に接続した電界効果
トランジスタやバイポーラトランジスタ等のスイッチン
グ素子、43は整流器やコンデンサ等を含む整流平滑回
路、44はスイッチング素子42をパルス幅制御する制
御回路、451.45−2はスイッチングレギュレータ
部、46.47は電源側のコンデンサ、48はインダク
タンス、49はバッテリ等の直流電源、50は制御回路
間を接続する制御線である。FIG. 6 is a block diagram of the main parts of the conventional example, where 41 is a transformer, 42 is a switching element such as a field effect transistor or bipolar transistor connected to the primary winding of the transformer 41, and 43 is a rectifier and smoothing element including a rectifier, a capacitor, etc. 44 is a control circuit that controls the pulse width of the switching element 42, 451.45-2 is a switching regulator section, 46.47 is a capacitor on the power supply side, 48 is an inductance, 49 is a DC power source such as a battery, and 50 is a control circuit. This is a control line that connects between
スイッチングレギュレータ部45−1.45−2は、ト
ランス41の一次巻線に接続したスイッチング素子42
を制御回路44からパルス幅制御し、トランス41の二
次巻線に誘起した電圧を整流平滑回路43により整流し
て平滑化して直流出力電圧とし、この直流出力電圧を制
御回路44に於いて基準電圧と比較し、直流出力電圧が
設定値となるように、スイッチング素子42のオン期間
を制御する構成を有するものである。The switching regulator section 45-1, 45-2 includes a switching element 42 connected to the primary winding of the transformer 41.
is pulse width controlled by the control circuit 44, and the voltage induced in the secondary winding of the transformer 41 is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing circuit 43 to obtain a DC output voltage.This DC output voltage is used as a reference in the control circuit 44. The on-period of the switching element 42 is controlled so that the DC output voltage becomes a set value in comparison with the voltage.
このようなスイッチングレギュレータ部45−1.45
−2のそれぞれの直流出力を並列或いは直列にして負荷
に供給する場合、スイッチング素子42のオン、オフを
同期させる為に、制御回路44間を制御線50により接
続し、例えば、一方のスイッチングレギュレータ部45
−1の制御回路44に於ける端子CTの鋸歯状波信号を
、他方のスイッチングレギュレータ部45−2の制御回
路44の端子CTに供給し、同一の鋸歯状波信号を用い
てパルス幅制御を同期化するものである。Such a switching regulator section 45-1.45
-2 in parallel or in series to supply the load, the control circuits 44 are connected by a control line 50 in order to synchronize the on and off of the switching elements 42, for example, one switching regulator Part 45
The sawtooth wave signal of the terminal CT in the control circuit 44 of -1 is supplied to the terminal CT of the control circuit 44 of the other switching regulator section 45-2, and the same sawtooth wave signal is used to control the pulse width. It is synchronized.
又コンデンサ46.47とインダクタンス48七により
、スイッチングノイズが直流電源49側へ伝播すること
を防止し、且つコンデンサ46の充電電荷を、スイッチ
ングレギュレータ部45−1.45−2のスイッチング
素子42が同時にオンとなった時に放電して、トランス
41の一次巻線に供給することにより、直流電源49か
ら供給する電流の変化を抑制している。In addition, the capacitors 46, 47 and the inductance 487 prevent switching noise from propagating to the DC power supply 49 side, and the charging charge of the capacitor 46 is simultaneously transferred to the switching element 42 of the switching regulator section 45-1, 45-2. By discharging when turned on and supplying it to the primary winding of the transformer 41, changes in the current supplied from the DC power supply 49 are suppressed.
又第7図は制御回路のブロック図であり、51は発振器
、52.53は比較器、54.55は誤差増幅器、56
はフリップフロップ、57はオア回路、58.59はノ
ア回路、60はインバータ、61.62はアンド回路、
63.64は出力トランジスタ、RTは抵抗Rを接続す
る端子、CTはコンデンサCを接続する端子、DTはデ
ッドタイム制御端子、+IN、−INは整流平滑出力電
圧を加える入力端子、FBはフィードバック端子、OC
は出力制御端子、CI、C2,El、E2は出力端子で
ある。FIG. 7 is a block diagram of the control circuit, in which 51 is an oscillator, 52.53 is a comparator, 54.55 is an error amplifier, and 56
is a flip-flop, 57 is an OR circuit, 58.59 is a NOR circuit, 60 is an inverter, 61.62 is an AND circuit,
63.64 is the output transistor, RT is the terminal to which the resistor R is connected, CT is the terminal to which the capacitor C is connected, DT is the dead time control terminal, +IN, -IN are the input terminals to which the rectified and smoothed output voltage is applied, FB is the feedback terminal , O.C.
is an output control terminal, and CI, C2, El, and E2 are output terminals.
この制御回路は、2石式のスイッチングレギュレータに
も適用できる構成を有し、又図示を省略した基準電圧発
生回路等を含む場合もあり、通常は半導体集積回路化さ
れているものである。This control circuit has a configuration that can be applied to a two-stone switching regulator, and may also include a reference voltage generation circuit (not shown), and is usually a semiconductor integrated circuit.
発振器51は、端子CTに接続したコンデンサCに定電
流充電を行い、所定電圧となった時に急速放電を行わせ
、鋸歯状波信号を発生するものであり、端子RTに接続
する抵抗R(KΩ]と端子CTに接続するコンデンサC
〔μF〕とにより、発振器51の発振周波数fは、
f′、1.2/ (R−C) (KHz)となる。The oscillator 51 charges a capacitor C connected to a terminal CT with a constant current, and when a predetermined voltage is reached, performs rapid discharge to generate a sawtooth wave signal. ] and capacitor C connected to terminal CT
[μF], the oscillation frequency f of the oscillator 51 is f', 1.2/(R-C) (KHz).
第6図に於いては、この端子CTのみを図示しており、
一方のスイッチングレギュレータ部45−1の制御回路
44は、端子CTに前述のコンデンサCを接続し、他方
のスイッチングレギュレータ部45−2の制御回路44
は、端子CTにコンデンサCを接続しないで、一方のス
イッチングレギュレータ部45−1の鋸歯状波信号を、
他方のスイッチングレギュレータ部45−2に供給して
、同期動作させるものである。In FIG. 6, only this terminal CT is shown.
The control circuit 44 of one switching regulator section 45-1 connects the above-mentioned capacitor C to the terminal CT, and the control circuit 44 of the other switching regulator section 45-2
is, without connecting the capacitor C to the terminal CT, the sawtooth wave signal of one switching regulator section 45-1 is
It is supplied to the other switching regulator section 45-2 to cause it to operate synchronously.
又比較器53は、端子CTに生じる鋸歯状波信号と、誤
差増幅器54.55の出力信号とのレベル比較を行って
、オア回路57、ノア回路58゜59を介して出カドラ
ンジスタロ3.64のオン期間を制御するものである。Further, the comparator 53 compares the level of the sawtooth wave signal generated at the terminal CT with the output signal of the error amplifier 54, 55, and outputs the output quadrature transistor 3. 64 on-period.
又出力制御端子ocを“0゛とすると、出カドランジス
タロ3.64は同時にオン、オフ動作を行い、出力制御
端子OCを“1°“とすると、フリップフロップ56の
反転動作に対応して、出カドランジスタロ3.64は逆
相動作を行うことになる。1石式のスイッチングレギュ
レータの場合には、出カドランジスタロ3.64の何れ
一方の出力をスイッチング素子42に直接或いはトラン
ス等を介して加えることになる。When the output control terminal OC is set to "0", the output transistor 3.64 simultaneously turns on and off, and when the output control terminal OC is set to "1°", the output transistor 3.64 turns on and off in response to the inversion operation of the flip-flop 56. , the output transistor 3.64 performs reverse phase operation.In the case of a single-stone switching regulator, the output of either output transistor 3.64 can be directly connected to the switching element 42 or connected to a transformer, etc. It will be added via.
前述のように、複数のスイッチングレギュレータ部45
−1.45−2を同期運転する場合、同一の鋸歯状波信
号を基にパルス幅制御を行うものであり、スイッチング
素子42は同時にオン或いはオフとなるように同期化さ
れることになる。従って、並列接続されたトランス41
の一次巻線に直流電[49から電流を供給することにな
り、同期運転するスイッチングレギュレータ部の個数が
多くなる程、又安定化直流出力電圧を印加する負荷に供
給する電力が多くなる程、直流電源49から供給する電
流が大きくなり、その変化を吸収する為に、直流電源4
9の出力側のコンデンサ46の容量を大きくし、且つ許
容リップル電流値の大きい構成のものを使用しなければ
ならず、大型化すると共にコストアップの原因となる。As mentioned above, the plurality of switching regulator sections 45
When -1.45-2 is operated synchronously, pulse width control is performed based on the same sawtooth wave signal, and the switching elements 42 are synchronized so that they are turned on or off at the same time. Therefore, the transformers 41 connected in parallel
DC current is supplied to the primary winding from [49]. The current supplied from the power supply 49 increases, and in order to absorb the change, the DC power supply 4
It is necessary to increase the capacitance of the capacitor 46 on the output side of the circuit 9 and to use a structure with a large allowable ripple current value, which results in an increase in size and cost.
本発明は、直流電源49の出力側のコンデンサ46のリ
ップル電流値を抑制し、その容量を低減し得るようにす
ることを目的とするものである。An object of the present invention is to suppress the ripple current value of the capacitor 46 on the output side of the DC power supply 49 and to reduce its capacitance.
本発明のスイッチングレギュレータは、第1図を参照し
て説明すると、トランスlの一次巻線に接続したスイッ
チング素子2と、このトランス1の二次巻線に接続した
整流平滑回路3と、スイッチング素子2をパルス幅制御
する制御回路4とからなる複数のスイッチングレギュレ
ータ部5−1゜5−2.・・・5−nを備え、コンデン
サ6を有する直流電源から各スイッチングレギュレータ
部5−1〜5−nのトランス1の一次巻線にスイッチン
グ素子2を介して電圧を印加し、複数個のスイッチング
レギュレータ部5−1〜5−nを同期運転するスイッチ
ングレギュレータに於いて、制御回路4間を位相遅れ同
期回路7を介して接続し、鋸歯状波信号のレベル識別に
より、スイッチングレギュレータ部5−1〜5−n対応
に鋸歯状波信号の立下りタイミングを相違させるもので
ある。The switching regulator of the present invention will be explained with reference to FIG. 1. The switching regulator includes a switching element 2 connected to the primary winding of a transformer l, a rectifier smoothing circuit 3 connected to the secondary winding of the transformer 1, and a switching element 2 connected to the primary winding of the transformer 1. 2. A plurality of switching regulator sections 5-1 and 5-2. . . 5-n, a voltage is applied from a DC power supply having a capacitor 6 to the primary winding of the transformer 1 of each switching regulator section 5-1 to 5-n via the switching element 2, and a plurality of switching In a switching regulator that operates the regulator sections 5-1 to 5-n in synchronization, the control circuits 4 are connected via a phase delay synchronization circuit 7, and the switching regulator section 5-1 is controlled by level identification of the sawtooth wave signal. The fall timing of the sawtooth wave signal is made different corresponding to 5-n.
又この位相遅れ同期回路7を、マスタとしたスイッチン
グレギュレータ部の制御回路4に於ける鋸歯状波信号の
レベルと、スレーブとしたスイッチングレギュレータ部
対応の基準電圧と比較する比較器と、この比較器の出力
信号の立上りタイミングに於いてスレーブのスイッチン
グレギュレータ部の制御回路4に於ける鋸歯状波信号を
出力する為のコンデンサを強制的に放電させて、その鋸
歯状波信号を強制的に立下げる回路とから構成したもの
である。Also, a comparator for comparing the level of the sawtooth wave signal in the control circuit 4 of the switching regulator section, which uses the phase delay synchronization circuit 7 as a master, with a reference voltage corresponding to the switching regulator section, which serves as a slave, and this comparator. At the rising timing of the output signal, the capacitor for outputting the sawtooth wave signal in the control circuit 4 of the slave switching regulator section is forcibly discharged, and the sawtooth wave signal is forced to fall. It is composed of circuits.
又その位相遅れ同期回路7を、鋸歯状波信号の周期より
短い周期のパルスを出力する発振器と、各スイッチング
レギュレータ部に於ける鋸歯状波信号を出力する為のコ
ンデンサの端子電圧が、各スイッチングレギュレータ部
対応に設定した基準電圧より上昇した時にハイレベルの
信号を出力する第1の比較器と、この第1の比較器の出
力信号がハイレベルの時のみ、発振器からのパルスと前
記基準電圧とを比較して、鋸歯状波信号を出力する為の
コンデンサを強制的に放電させて、その鋸歯状波信号を
強制的に立下げる第2の比較器とから構成したものであ
る。In addition, the phase delay synchronization circuit 7 is connected to an oscillator that outputs a pulse with a period shorter than the period of the sawtooth wave signal, and a terminal voltage of a capacitor for outputting the sawtooth wave signal in each switching regulator section. A first comparator that outputs a high level signal when the voltage rises above a reference voltage set for the regulator section, and only when the output signal of this first comparator is at a high level, pulses from the oscillator and the reference voltage are output. and a second comparator that forcibly discharges the capacitor for outputting the sawtooth wave signal and forcibly lowers the sawtooth wave signal.
複数個のスイッチングレギュレータ部5−1〜5−nの
制御回路4に於いては、位相遅れ同期回路7によりそれ
ぞれ位相差をもって同期化されるから、複数個のスイッ
チングレギュレータ部51〜5−nのスイッチング素子
2が同時にオンとはならないので、直流電源から供給さ
れるピーク電流は低減される。即ち、コンデンサ6のリ
ップル電流が低減されることになり、その容量を小さく
することが可能となる。Since the control circuits 4 of the plurality of switching regulator sections 5-1 to 5-n are synchronized with a phase difference by the phase delay synchronization circuit 7, the control circuits 4 of the plurality of switching regulator sections 51 to 5-n are synchronized with a phase difference. Since the switching elements 2 are not turned on at the same time, the peak current supplied from the DC power supply is reduced. That is, the ripple current of the capacitor 6 is reduced, and its capacitance can be reduced.
又マスタのスイッチングレギュレータ部の鋸歯状波信号
のレベルと、スレーブのスイッチングレギュレータ部対
応に設定した基準電圧とを比較して、スレーブのスイッ
チングレギュレータ部の鋸歯状波信号を出力する為のコ
ンデンサを強制放電させることにより、マスタのスイッ
チングレギュレータ部に対して所定の位相遅れで同期化
されることになり、それによって、スイッチング素子2
はそれぞれ位相差をもってオン又はオフの制御が行われ
る。In addition, the level of the sawtooth wave signal of the master switching regulator section is compared with the reference voltage set for the slave switching regulator section, and the capacitor for outputting the sawtooth wave signal of the slave switching regulator section is forced. By discharging, the switching element 2 is synchronized with a predetermined phase delay with respect to the master switching regulator section.
are controlled to be turned on or off with a phase difference, respectively.
又位相遅れ制御回路を、発振器と第1と第2の比較器に
より構成した場合、各スイッチングレギュレータ部5−
1〜5−nの鋸歯状波信号は、第1の比較器により基準
電圧と比較されて、その基準電圧以上となると、第2の
比較器により発振器からのパルスと基準電圧とを比較す
るように動作し、そのパルスのタイミングで、鋸歯状波
信号を出力する為のコンデンサを強制的に放電させるか
ら、発振器のパルスのタイミングを基準として、所定数
のパルス毎に鋸歯状波信号を強制的に立下げ、且つスイ
ッチングレギュレータ部毎に異なる位相とすることがで
きる。In addition, when the phase delay control circuit is constituted by an oscillator and first and second comparators, each switching regulator section 5-
The sawtooth wave signals 1 to 5-n are compared with a reference voltage by a first comparator, and when they exceed the reference voltage, a second comparator compares the pulses from the oscillator with the reference voltage. The capacitor for outputting the sawtooth wave signal is forcibly discharged at the timing of the pulse, so the sawtooth wave signal is forcibly output every predetermined number of pulses based on the oscillator pulse timing. The switching regulator can be set to a different phase for each switching regulator section.
〔実施例]
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。[Examples] Examples 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の要部回路図であり、2個の
スイッチングレギュレータ部を同期運転する場合の制御
回路11.12と位相遅れ同期回路との要部を示し、直
流電源の出力側のコンデンサ。FIG. 2 is a circuit diagram of the main parts of one embodiment of the present invention, showing the main parts of the control circuit 11 and 12 and the phase delay synchronization circuit when two switching regulator parts are operated synchronously, Output side capacitor.
トランス、スインチング素子、整流平滑回路等は図示を
省略している。又位相遅れ同期回路は、比較器13.1
4と、基準電圧Vrl、Vr2と、微分回路を構成する
抵抗R3〜R5とコンデンサC3とからなる場合を示す
。又比較器14がスレーブとなるスイッチングレギュレ
ータ部に於けるコンデンサC2を強制放電させる回路を
構成している。The illustration of a transformer, a switching element, a rectifying and smoothing circuit, etc. is omitted. In addition, the phase delay synchronization circuit is the comparator 13.1
4, reference voltages Vrl and Vr2, resistors R3 to R5 and capacitor C3 forming a differential circuit. Further, the comparator 14 constitutes a circuit for forcibly discharging the capacitor C2 in the switching regulator section which serves as a slave.
マスタとなる一方のスイッチングレギュレータ部の制御
回路11の端子CTに、コンデンサC1と比較器13の
一端子が接続され、端子RTに抵抗R1が接続され、端
子Gがアースに接続され、比較器13の十端子に基準電
圧Vrlが加えられている。又スレーブとなる他方のス
イッチングレギュレータ部の制御回路12の端子CTに
、コンデンサC2と比較器14の出力端子とが接続され
、端子RTに抵抗R2が接続され、端子Gがアースに接
続されている。A capacitor C1 and one terminal of the comparator 13 are connected to the terminal CT of the control circuit 11 of one of the switching regulator sections serving as the master, a resistor R1 is connected to the terminal RT, a terminal G is connected to ground, and the comparator 13 is connected to the terminal CT. A reference voltage Vrl is applied to the ten terminals of the . In addition, a capacitor C2 and an output terminal of a comparator 14 are connected to a terminal CT of the control circuit 12 of the other switching regulator section which is a slave, a resistor R2 is connected to a terminal RT, and a terminal G is connected to ground. .
比較器13は、制御回路11の端子CTの鋸歯状波信号
のレベルが上昇して基準電圧Vrlより高くなると、“
0”°の出力信号となり、反対に基準電圧Vrlより低
くなると、パ1”の出力信号となる。又比較器14の十
端子には、抵抗R4゜R5により+Vの電圧が分圧され
て加えられ、且つ比較器13の出力信号が、コンデンサ
C3を含む微分回路により微分されて加えられるもので
、その十端子の電圧が、基準電圧Vr2より低くなると
、比較器14の出力信号は“0”となり、制御回路12
の端子CTに接続されたコンデンサC2の充電電荷が比
較器14に流入し、鋸歯状波信号は強制的に立下げられ
る。When the level of the sawtooth wave signal at the terminal CT of the control circuit 11 rises and becomes higher than the reference voltage Vrl, the comparator 13 outputs "
The output signal becomes 0''°, and conversely, when it becomes lower than the reference voltage Vrl, the output signal becomes 1''. Further, a +V voltage is applied to the terminal of the comparator 14 after being divided by resistors R4 and R5, and the output signal of the comparator 13 is applied after being differentiated by a differentiating circuit including a capacitor C3. When the voltage at the terminal becomes lower than the reference voltage Vr2, the output signal of the comparator 14 becomes "0", and the control circuit 12
The charge stored in the capacitor C2 connected to the terminal CT of the capacitor C2 flows into the comparator 14, and the sawtooth wave signal is forced to fall.
第3図は本発明の一実施例の動作説明図であり、(a)
は制御回路11の端子CTの鋸歯状波信号、■)は比較
器13の出力信号、(C)は微分出力信号、(d)は制
御回路12の端子CTの鋸歯状波信号のそれぞれ一例を
示す。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of one embodiment of the present invention, (a)
is a sawtooth wave signal at the terminal CT of the control circuit 11, (■) is the output signal of the comparator 13, (C) is the differential output signal, and (d) is an example of the sawtooth wave signal at the terminal CT of the control circuit 12. show.
制御回路11の端子CTに接続され、定電流充電される
コンデンサC1の端子電圧の鋸歯状波信号のレベルが、
(a)に示すように次第に上昇して基準電圧Vrlを越
えると、比較器13の出力信号は(b)に示すように“
0゛となり、反対に基準電圧Vrlより低下すると°“
I 11となる。この場合の基準電圧Vrlを鋸歯状波
信号のピークレベルの1/2とすれば、比較器13の出
力信号はデユーティ50%の信号となる。The level of the sawtooth wave signal of the terminal voltage of the capacitor C1 connected to the terminal CT of the control circuit 11 and charged with a constant current is
As shown in (a), the output signal of the comparator 13 gradually increases and exceeds the reference voltage Vrl, as shown in (b).
0゛, and conversely, when it drops below the reference voltage Vrl °“
I becomes 11. If the reference voltage Vrl in this case is set to 1/2 of the peak level of the sawtooth wave signal, the output signal of the comparator 13 will be a signal with a duty of 50%.
又比較器13の出力信号は、コンデンサc3を含む微分
回路により微分され、(C)に示す信号となって比較器
14の+端子に加えられる。この微分出力信号と基準電
圧Vr2とが比較器14に於いて比較され、比較器13
の出力信号の立下り時点の微分出力信号が基準電圧Vr
2より低くなるから、比較器14の出力信号は“O”と
なる。それにより、コンデンサC2の充電電荷は比較器
14に流入して放電し、制御回路12の端子CTの鋸歯
状波信号は(d)に示すものとなる。即ち、制御回路1
1に於ける鋸歯状波信号(a)と、制御回路12に於け
る鋸歯状波信号(d)とは180°の位相差を有するも
のとなる。Further, the output signal of the comparator 13 is differentiated by a differentiating circuit including a capacitor c3, and is applied to the + terminal of the comparator 14 as a signal shown in (C). This differential output signal and the reference voltage Vr2 are compared in the comparator 14, and the comparator 13
The differential output signal at the falling edge of the output signal is the reference voltage Vr.
Since it becomes lower than 2, the output signal of the comparator 14 becomes "O". As a result, the charge in the capacitor C2 flows into the comparator 14 and is discharged, and the sawtooth wave signal at the terminal CT of the control circuit 12 becomes as shown in (d). That is, control circuit 1
The sawtooth wave signal (a) in the control circuit 1 and the sawtooth wave signal (d) in the control circuit 12 have a phase difference of 180°.
従って、一方と他方とのスイッチングレギュレータ部に
於けるスイッチング素子のパルス幅制御によるオン、オ
フのタイミングは、180”ずれたものとなり、一方と
他方とのスイッチングレギュレータ部に対して共通の直
流電源側のコンデンサ6(第1図参照)のリップル電流
を低減することができる。それにより、コンデンサ6の
容量を小さくすることができる。Therefore, the on and off timings due to the pulse width control of the switching elements in the switching regulator sections of one side and the other side are shifted by 180'', and the switching regulator sections of one side and the other side are connected to the common DC power supply side. The ripple current of the capacitor 6 (see FIG. 1) can be reduced.Thereby, the capacitance of the capacitor 6 can be reduced.
更に多数のスイッチングレギュレータ部を同期運転する
場合に、比較器13の十端子に加える基準電圧Vrlを
、スイッチングレギュレータ部対応に異なる値に設定す
ることにより、それぞれ異なる位相で鋸歯状波信号を発
生させることが可能となり、それによって、各スイッチ
ングレギュレータ部のスイッチング素子のオン、オフの
タイミングをずらすことができるので、スイッチングレ
ギュレータとしての出力容量を増大した場合でも、直流
電源側のコンデンサのリップル電流を低減することがで
きる。Furthermore, when a large number of switching regulator sections are operated synchronously, the reference voltage Vrl applied to the ten terminals of the comparator 13 is set to a different value for each switching regulator section, thereby generating sawtooth wave signals with different phases for each of the switching regulator sections. As a result, the on/off timing of the switching elements in each switching regulator section can be shifted, so even if the output capacity of the switching regulator is increased, the ripple current in the capacitor on the DC power supply side can be reduced. can do.
第4図は本発明の他の実施例の要部回路図であり、21
.22はスイッチングレギュレータ部の制御回路、23
〜26は比較器、27は発振器、R11−Rl4は抵抗
、C1l、C12はコンデンサ、Vrll、Vr12は
基準電圧であり、位相遅れ同期回路が、第1の比較器2
3.25と第2の比較器24.26と発振器27等によ
り構成された場合を示す。FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of another embodiment of the present invention, and 21
.. 22 is a control circuit of the switching regulator section, 23
26 is a comparator, 27 is an oscillator, R11-Rl4 are resistors, C1l and C12 are capacitors, Vrll and Vr12 are reference voltages, and the phase delay synchronization circuit is the first comparator 2.
3.25, a second comparator 24, 26, an oscillator 27, and the like.
発振器27は、スイッチングレギュレータを構成するス
イッチングレギュレータ部の個数に対応した周波数のパ
ルス信号を出力するものであり、例えば、2個のスイッ
チングレギュレータ部を同期運転する場合、鋸歯状波信
号の周波数の2倍の周波数のパルス信号を出力するもの
である。The oscillator 27 outputs a pulse signal with a frequency corresponding to the number of switching regulator sections constituting the switching regulator. For example, when operating two switching regulator sections synchronously, the oscillator 27 outputs a pulse signal with a frequency corresponding to the number of switching regulator sections constituting the switching regulator. It outputs a pulse signal with twice the frequency.
又 複数個のスイッチングレギュレータ部対応の制御回
路21.22のそれぞれの端子CTにコンデンサC1l
、C12、端子RTに抵抗R11゜R12が接続され、
端子Gがアースに接続されている。第1の比較器23.
25は、端子CTの鋸歯状波信号と基準電圧Vrll、
Vr12とを比較し、鋸歯状波信号のレベルが高い場合
に“1”の出力信号となり、又鋸歯状波信号のレベルが
低い場合に“O”の出力信号となる。In addition, a capacitor C1l is connected to each terminal CT of the control circuit 21 and 22 corresponding to a plurality of switching regulator sections.
, C12, a resistor R11°R12 is connected to the terminal RT,
Terminal G is connected to ground. First comparator 23.
25 is the sawtooth wave signal of the terminal CT and the reference voltage Vrll;
When the level of the sawtooth wave signal is high, the output signal is "1", and when the level of the sawtooth wave signal is low, the output signal is "O".
又第2の比較器24.26は、一端子に第1の比較器2
3.25の出力信号と、抵抗R13,R14を介して発
振器27からのパルス信号とが加えられ、十端子に基準
電圧Vrll、Vr12が加えられる。従って、第1の
比較器23.25の出力信号が“0”であると、抵抗R
13,R14を介してパルス信号が加えられても、第2
の比較器24.26の一端子はローレベルのままとなり
、基準電圧Vrll、Vr12より低いので、出力信号
は°″l”となる。しかし、第1の比較器2325の出
力信号が“°1゛となると、抵抗R13R14を介して
加えられるパルス信号が基準電圧Vrll、Vr12に
より高くなるから、第2の比較器24.26の出力信号
は°“0°゛となり、コンデンサC1l、CI2の充電
電荷は第2の比較器24.26に流入し、鋸歯状波信号
は強制的に立下げられる。Also, the second comparators 24 and 26 have one terminal connected to the first comparator 2.
3.25 output signal and a pulse signal from the oscillator 27 via resistors R13 and R14 are applied, and reference voltages Vrll and Vr12 are applied to the ten terminals. Therefore, when the output signal of the first comparator 23.25 is "0", the resistance R
13, even if a pulse signal is applied via R14, the second
Since one terminal of the comparators 24 and 26 remains at a low level, which is lower than the reference voltages Vrll and Vr12, the output signal becomes ``l''. However, when the output signal of the first comparator 2325 becomes "°1", the pulse signal applied via the resistor R13R14 becomes higher than the reference voltages Vrll and Vr12, so the output signal of the second comparator 24.26 becomes 0°, the charges in the capacitors C1l and CI2 flow into the second comparator 24, 26, and the sawtooth signal is forced to fall.
第5図は本発明の他の実施例の動作説明図であり、(a
)は発振器27からのパルス信号、(b)は制御回路2
1の鋸歯状波信号、(C)は制御回路22の鋸歯状波信
号の一例を示す。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of another embodiment of the present invention, (a
) is the pulse signal from the oscillator 27, (b) is the control circuit 2
(C) shows an example of the sawtooth wave signal of the control circuit 22.
(a) ニ示すバ)LiスPOが抵抗R13,R14を
介して比較器24.26の一端子に加えられた時、制御
回路21の鋸歯状波信号は(b)、制御回路22の鋸歯
状波信号は(C)に示すレベルであると共に、基準電圧
がVrll、Vr12のレベルであるとすると、比較器
25の出力信号は“0゛であるから、比較器26の出力
信号は“′1”のままとなるが、比較器23の出力信号
は1″となるから、比較器24の出力信号は0”となる
。従って、制御回路21の端子CTに接続されたコンデ
ンサC1lは強制放電され、鋸歯状波信号は立下げられ
る。(a) When the Li bus PO is applied to one terminal of the comparator 24.26 through resistors R13 and R14, the sawtooth wave signal of the control circuit 21 becomes (b) the sawtooth wave signal of the control circuit 22. Assuming that the wave signal is at the level shown in (C) and the reference voltages are at the levels of Vrll and Vr12, the output signal of the comparator 25 is "0", so the output signal of the comparator 26 is "'". However, since the output signal of the comparator 23 becomes 1", the output signal of the comparator 24 becomes 0". Therefore, the capacitor C1l connected to the terminal CT of the control circuit 21 is forced to discharge. and the sawtooth signal is lowered.
次のパルスP1の時は、制御回路21の鋸歯状波信号は
基準電圧Vrllより低いレベルであるから、比較器2
3の出力信号は0”となり、従って、比較器24の出力
信号は°′1”のままとなる。しかし、制御回路22の
鋸歯状波信号は基準電圧Vr12より高いレベルとなる
から、比較器25の出力信号は“1パとなり、比較器2
6の出力信号は′°0”となって、端子CTに接続され
たコンデンサC12は強制放電され、鋸歯状波信号は立
下げられる。以下パルスP2.P3. ・・・に従っ
て同様な動作が繰り返され、制御回路21゜22の鋸歯
状波信号は、180°の位相差で発生されるものとなり
、この鋸歯状波信号を基にパルス幅制御が行われるから
、直流電源の出力側のコンデンサのリップル電流を抑制
することができ、そのコンデンサの容量を低減すること
ができる。At the time of the next pulse P1, the sawtooth wave signal of the control circuit 21 is at a level lower than the reference voltage Vrll, so the comparator 2
The output signal of the comparator 24 becomes 0'', and therefore the output signal of the comparator 24 remains at 0'1''. However, since the sawtooth wave signal of the control circuit 22 has a level higher than the reference voltage Vr12, the output signal of the comparator 25 becomes "1P", and the output signal of the comparator 25 becomes "1P".
The output signal of 6 becomes '0', the capacitor C12 connected to terminal CT is forcibly discharged, and the sawtooth wave signal falls.Similar operations are repeated according to pulses P2, P3, and so on. As a result, the sawtooth wave signals of the control circuits 21 and 22 are generated with a phase difference of 180 degrees, and pulse width control is performed based on this sawtooth wave signal. Ripple current can be suppressed and the capacitance of the capacitor can be reduced.
又3個のスイッチングレギュレータ部を同期運転する場
合は、例えば、発振器27からのパルスの周波数を鋸歯
状波信号の周波数の3倍とし、各スイッチングレギュレ
ータ部は、2個おきのパルス信号に同期した鋸歯状波信
号を発生するように、基準電圧を設定する。その場合は
、各スイッチングレギュレータ部の制御回路の鋸歯状波
信号は、120°の位相差を有するものとなる。In addition, when three switching regulator sections are operated synchronously, for example, the frequency of the pulse from the oscillator 27 is set to three times the frequency of the sawtooth wave signal, and each switching regulator section is operated in synchronization with every second pulse signal. A reference voltage is set to generate a sawtooth signal. In that case, the sawtooth wave signals of the control circuits of each switching regulator section will have a phase difference of 120 degrees.
以上説明したように、本発明は、スイッチングレギュレ
ータ部5−1〜5−nの制御回路4間に位相遅れ同期回
路7を接続し、鋸歯状波信号のレベル比較により、各ス
イッチングレギュレータ部5−1〜5−nに於ける鋸歯
状波信号の位相を異ならせて、パルス幅制御によるスイ
ッチング素子2のオン又はオフが、全スイッチングレギ
ュレータ部5−1〜5−nに於いて同一タイミングとな
ならないように制御するものであり、従って、直流電源
の出力側のコンデンサ6のリップル電流を抑制し、その
容量を低減し得るようにすることが可能となり、小型化
並びにコストダウンを図ることができる。As explained above, the present invention connects the phase delay synchronization circuit 7 between the control circuits 4 of the switching regulator sections 5-1 to 5-n, and compares the levels of sawtooth wave signals to each switching regulator section 5-n. By making the phases of the sawtooth wave signals in the switching regulator sections 1 to 5-n different, the switching element 2 is turned on or off at the same timing by pulse width control in all the switching regulator sections 5-1 to 5-n. Therefore, it is possible to suppress the ripple current of the capacitor 6 on the output side of the DC power supply and reduce its capacitance, making it possible to achieve miniaturization and cost reduction. .
又位相遅れ同期回路7を、マスタのスイッチングレギュ
レータ部の鋸歯状波信号のレベルと基準電圧とを比較す
る比較器13と、スレーブのスイッチングレギュレータ
部の鋸歯状波信号を出力する為のコンデンサC2を強制
放電させる回路として比較器14とにより構成したこと
により、マスタのスイッチングレギュレータ部の鋸歯状
波信号のレベルと比較する基準電圧Vrlを、スレーブ
のスイッチングレギュレータ部対応に選定することによ
り、マスタのスイッチングレギュレータ部の鋸歯状波信
号の基準として、スレーブのスイッチングレギュレータ
部の鋸歯状波信号の位相をそれぞれ相違させて、パルス
幅制御によるスイッチング素子を、スイッチングレギュ
レータ部対応に異なるタイミングで容易に制御できるこ
とになり、直流電源の出力側のコンデンサ6の容量を低
減することができる。Furthermore, the phase delay synchronization circuit 7 includes a comparator 13 that compares the level of the sawtooth wave signal of the master switching regulator section with a reference voltage, and a capacitor C2 for outputting the sawtooth wave signal of the slave switching regulator section. By configuring the comparator 14 as a forced discharge circuit, the reference voltage Vrl to be compared with the level of the sawtooth wave signal of the switching regulator section of the master is selected to correspond to the switching regulator section of the slave. As a reference for the sawtooth wave signal of the regulator section, by making the phases of the sawtooth wave signals of the slave switching regulator sections different, it is possible to easily control the switching elements using pulse width control at different timings corresponding to the switching regulator sections. Therefore, the capacitance of the capacitor 6 on the output side of the DC power supply can be reduced.
又位相遅れ同期回路7を、発振器27と、第1の比較器
23.25と、第2の比較器24.26等により構成し
、発振器27からのパルス信号のスイッチングレギュレ
ータ部の個数おきに、各スイッチングレギュレータ部の
制御回路が同期して鋸歯状波信号を発生させることがで
きるから、パルス幅制御によるスイッチング素子2を、
スイッチングレギュレータ部対応に異なるタイミングで
容易に制御することができることになる。Further, the phase delay synchronization circuit 7 is constituted by an oscillator 27, a first comparator 23.25, a second comparator 24.26, etc., and the pulse signal from the oscillator 27 is controlled for every number of switching regulator sections. Since the control circuits of each switching regulator section can synchronize and generate a sawtooth wave signal, the switching element 2 can be controlled by pulse width control.
This means that it can be easily controlled at different timings depending on the switching regulator section.
第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の一実施
例の要部回路図、−第3図は本発明の一実施例の動作説
明図、第4図は本発明の他の実施例の要部回路図、第5
図は本発明の他の実施例の動作説明図、第6図は従来例
の要部ブロック図、第7図は制御回路のブロック図であ
る。
lはトランス、2はスイッチング素子、3は整流平滑回
路、4は制御回路、5−1.5−2゜・・はスイッチン
グレギュレータ部、6はコンデンサである。Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is a main circuit diagram of an embodiment of the present invention, - Fig. 3 is an explanatory diagram of the operation of an embodiment of the invention, and Fig. 4 is a diagram illustrating the operation of an embodiment of the present invention. Main part circuit diagram of other embodiments, No. 5
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram of the main part of the conventional example, and FIG. 7 is a block diagram of the control circuit. 1 is a transformer, 2 is a switching element, 3 is a rectifier and smoothing circuit, 4 is a control circuit, 5-1.5-2°... is a switching regulator section, and 6 is a capacitor.
Claims (3)
ング素子(2)と、該トランス(1)の二次巻線に接続
した整流平滑回路(3)と、前記スイッチング素子(2
)をパルス幅制御して前記整流平滑回路(3)の出力直
流電圧を安定化させる制御回路(4)とからなる複数個
のスイッチングレギュレータ部(5−1〜5−n)を備
え、且つ入力側にコンデンサ(6)を備えた直流電源か
ら前記複数個のスイッチングレギュレータ部(5−1〜
5−n)の各トランス(1)の一次巻線に前記スイッチ
ング素子(2)を介して電圧を印加し、前記複数個のス
イッチングレギュレータ部(5−1〜5−n)を同期運
転するスイッチングレギュレータに於いて、 前記複数個のスイッチングレギュレータ部(5−1〜5
−n)の前記制御回路(4)に於けるパルス幅制御の為
の鋸歯状波信号のレベル識別により、前記各スイッチン
グレギュレータ部(5−1〜5−n)対応の前記鋸歯状
波信号の立下りタイミングをそれぞれ相違させる制御を
行う位相遅れ同期回路(7)を、前記各スイッチングレ
ギュレータ部(5−1〜5−n)対応の制御回路(4)
間に接続した ことを特徴とするスイッチングレギュレータ。(1), a switching element (2) connected to the primary winding of the transformer (1), a rectifying and smoothing circuit (3) connected to the secondary winding of the transformer (1), and the switching element (2) connected to the secondary winding of the transformer (1).
) and a control circuit (4) for stabilizing the output DC voltage of the rectifying and smoothing circuit (3) by controlling the pulse width of the input voltage. The plurality of switching regulator sections (5-1 to
5-n) to apply a voltage to the primary winding of each transformer (1) via the switching element (2) to operate the plurality of switching regulator sections (5-1 to 5-n) synchronously; In the regulator, the plurality of switching regulator sections (5-1 to 5
-n) The level identification of the sawtooth wave signal for pulse width control in the control circuit (4) allows the sawtooth wave signal corresponding to each of the switching regulator sections (5-1 to 5-n) to be A control circuit (4) corresponding to each of the switching regulator units (5-1 to 5-n) includes a phase delay synchronization circuit (7) that controls the falling timing to be different from each other.
A switching regulator characterized in that it is connected between.
スイッチングレギュレータ部(5−1〜5−n)の中の
一つをマスタとし、他をスレーブとして、マスタのスイ
ッチングレギュレータ部(5−1)の制御回路(4)に
於ける鋸歯状波信号のレベルと、スレーブのスイッチン
グレギュレータ部(5−2〜5−n)対応の基準電圧と
を比較する比較器と、 前記鋸歯状波信号のレベルが前記基準電圧を越えた時の
前記比較器の出力信号により、スイッチングレギュレー
タ部(5−2〜5−n)の制御回路(4)に於ける鋸歯
状波信号を出力する為のコンデンサを強制的に放電させ
て、該鋸歯状波信号を強制的に立下げる回路とから構成
した ことを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレ
ータ。(2) The phase delay synchronization circuit (7) has one of the plurality of switching regulator sections (5-1 to 5-n) as a master and the others as slaves, and the switching regulator section (7) of the master ( a comparator that compares the level of the sawtooth wave signal in the control circuit (4) of 5-1) with a reference voltage corresponding to the slave switching regulator section (5-2 to 5-n); In order to output a sawtooth wave signal in the control circuit (4) of the switching regulator section (5-2 to 5-n) based on the output signal of the comparator when the level of the wave signal exceeds the reference voltage. 2. The switching regulator according to claim 1, further comprising a circuit for forcibly discharging the capacitor and forcibly lowering the sawtooth wave signal.
信号の周期より短い周期のパルスを出力する発振器と、 前記各スイッチングレギュレータ部(5−1〜5−n)
に於ける鋸歯状波信号を出力する為のコンデンサの端子
電圧が、各スイッチングレギュレータ部(5−1〜5−
n)対応に設定した基準電圧より上昇した時にハイレベ
ルの信号を出力する第1の比較器と、 該第1の比較器の出力信号がハイレベル時のみ前記発振
器からのパルスと前記基準電圧とを比較して、前記コン
デンサを強制的に放電させて、鋸歯状波信号を強制的に
立下げる第2の比較器とから構成した ことを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレ
ータ。(3) The phase delay synchronization circuit (7) includes an oscillator that outputs a pulse with a cycle shorter than the cycle of the sawtooth wave signal, and each of the switching regulator sections (5-1 to 5-n).
The terminal voltage of the capacitor for outputting the sawtooth wave signal in each switching regulator section (5-1 to 5-5-
n) a first comparator that outputs a high level signal when the voltage rises above a correspondingly set reference voltage; 2. The switching regulator according to claim 1, further comprising: a second comparator that compares the values of the two and forcibly discharges the capacitor to forcibly lower the sawtooth wave signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP353190A JPH03212159A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Switching regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP353190A JPH03212159A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Switching regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03212159A true JPH03212159A (en) | 1991-09-17 |
Family
ID=11559975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP353190A Pending JPH03212159A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Switching regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03212159A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008099401A (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nissan Motor Co Ltd | Power converter |
| JP2015128340A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Step-down device and step-up device |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP353190A patent/JPH03212159A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008099401A (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nissan Motor Co Ltd | Power converter |
| JP2015128340A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Step-down device and step-up device |
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