JP2010110148A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
【課題】定電流制御と定電圧制御とを行うことができる電源装置において、従来の電源装置よりも電力損失を低減しつつ、コストが増大するおそれを低減することができる電源装置を提供する。
【解決手段】スイッチング電源回路である電力変換部5aと、出力電圧Voに対応するレベルの電圧制御信号を生成する電圧制御部3と、出力電流Ioの検出結果を示す電流制御信号を生成する電流制御部2と、電流制御信号から得られる電圧と電圧制御信号とを加算することにより、帰還電圧を生成する抵抗65と、抵抗65によって生成された帰還電圧と基準電圧との比較結果に応じて、帰還電圧を基準電圧に近づけるように電力変換部5aのスイッチングを制御するべく制御信号を生成し、電力変換部へ出力するスイッチング制御部4aとを備えた。
【選択図】図1Provided is a power supply device capable of performing constant current control and constant voltage control, which can reduce the risk of increased cost while reducing power loss as compared with a conventional power supply device.
A power converter that is a switching power supply circuit, a voltage controller that generates a voltage control signal at a level corresponding to an output voltage Vo, and a current that generates a current control signal indicating a detection result of an output current Io. By adding the voltage obtained from the control unit 2 and the current control signal and the voltage control signal, the resistor 65 that generates the feedback voltage, and the comparison result between the feedback voltage generated by the resistor 65 and the reference voltage The switching control unit 4a generates a control signal to control the switching of the power conversion unit 5a so that the feedback voltage approaches the reference voltage, and outputs the control signal to the power conversion unit.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、定電流制御と定電圧制御とを行うことができる電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device capable of performing constant current control and constant voltage control.
従来、一定の電流を出力する定電流制御と、一定の電圧を出力する定電圧制御とを実行可能な電源装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の電源装置は、定電流電源回路と定電圧電源回路とを個々に用意し、それぞれの出力をOR結合して出力するようになっている。この電源装置は、通常は定電圧電源回路によって一定の電圧を出力し、負荷側の電圧が所定の電圧に達すると、定電圧電源回路を切り離して定電流電源回路により一定の電流を出力するようになっている。 Conventionally, there is known a power supply device capable of performing constant current control for outputting a constant current and constant voltage control for outputting a constant voltage (see, for example, Patent Document 1). In the power supply device described in Patent Document 1, a constant current power supply circuit and a constant voltage power supply circuit are individually prepared, and the outputs are OR-coupled and output. This power supply device normally outputs a constant voltage by a constant voltage power supply circuit, and when the load side voltage reaches a predetermined voltage, the constant voltage power supply circuit is disconnected and a constant current power supply circuit outputs a constant current. It has become.
この電源装置では、定電圧電源回路は、NPNトランジスタのベースに出力電圧を決定するツェナダイオードを接続するエミッタフォロワ方式で構成されている。また、定電流電源回路は、トランジスタのベース電流を制御することでhFE倍の定電流を得る一般的な定電流回路で構成されている。 In this power supply apparatus, the constant voltage power supply circuit is configured by an emitter follower system in which a Zener diode that determines an output voltage is connected to the base of an NPN transistor. The constant current power supply circuit is configured by a general constant current circuit that obtains a constant current that is double the hFE by controlling the base current of the transistor.
定電圧電源回路から定電流電源回路への出力切替えは、比較器を用いて出力電圧と基準電圧とを比較し、出力電圧が基準電圧を超えると、定電圧電源回路の出力側に設けた半導体スイッチを開にすることで、実現している。
しかしながら、特許文献1に記載の電源装置は、定電圧電源回路及び定電流電源回路のいずれにおいても、負荷への電流出力ライン上に直列にトランジスタが配置されており、特にこれらのトランジスタは非飽和領域で使用されるため、トランジスタでの電力損失が大きいという、不都合があった。 However, the power supply device described in Patent Document 1 includes transistors arranged in series on the current output line to the load in both the constant voltage power supply circuit and the constant current power supply circuit. In particular, these transistors are not saturated. Since it is used in a region, there is a disadvantage that the power loss in the transistor is large.
ここで、電力損失が少ない効率のよい電源回路として、スイッチング電源回路が知られている。しかしながら、特許文献1に記載の定電圧電源回路及び定電流電源回路を、それぞれスイッチング電源回路で構成すると、コストの増大を招くこととなる。 Here, a switching power supply circuit is known as an efficient power supply circuit with little power loss. However, if each of the constant voltage power supply circuit and the constant current power supply circuit described in Patent Document 1 is configured with a switching power supply circuit, the cost increases.
本発明の目的は、定電流制御と定電圧制御とを行うことができる電源装置において、特許文献1に記載の電源装置よりも電力損失を低減しつつ、コストが増大するおそれを低減することができる電源装置を提供することである。 An object of the present invention is to reduce the risk of increasing costs while reducing power loss in a power supply device capable of performing constant current control and constant voltage control as compared with the power supply device described in Patent Document 1. It is providing the power supply device which can be performed.
本発明に係る電源装置は、所定の制御信号に応じてスイッチング素子をオン、オフして入力電力をスイッチングすることにより、当該制御信号に応じた電圧、電流を出力する電力変換部と、前記電力変換部の出力電圧を検出し、当該出力電圧に対応するレベルの電圧制御信号を生成する電圧制御部と、前記電力変換部の出力電流を検出し、当該出力電流の検出結果を示す電流制御信号を生成する電流制御部と、前記電流制御信号から得られる電圧と前記電圧制御信号とを加算することにより、帰還電圧を生成する加算部と、前記加算部によって生成された帰還電圧と予め設定された基準電圧との比較結果に応じて、前記帰還電圧を前記基準電圧に近づけるように前記電力変換部のスイッチングを制御するべく前記制御信号を生成し、前記電力変換部へ出力するスイッチング制御部とを備える。 A power supply apparatus according to the present invention includes a power conversion unit that outputs voltage and current corresponding to a control signal by turning on and off a switching element according to a predetermined control signal to switch input power, and the power A voltage control unit that detects an output voltage of the conversion unit and generates a voltage control signal at a level corresponding to the output voltage; and a current control signal that detects an output current of the power conversion unit and indicates a detection result of the output current A current control unit that generates a voltage, an addition unit that generates a feedback voltage by adding the voltage obtained from the current control signal and the voltage control signal, and a feedback voltage generated by the addition unit. The control signal is generated to control the switching of the power converter so that the feedback voltage approaches the reference voltage according to the comparison result with the reference voltage, and the power And a switching control unit for outputting to the section.
この構成によれば、電力変換部は、スイッチング素子をオン、オフすることにより、制御信号に応じた電圧、電流を出力する。このようにスイッチング素子をオン、オフ動作で使用すると、スイッチング素子は飽和領域で動作するから、背景技術のようにトランジスタを非飽和領域で使用する場合よりも電力損失が低減される。また、電圧制御部によって、電力変換部の出力電圧に対応するレベルの電圧制御信号が生成され、電流制御部によって、電力変換部の出力電流検出結果を示す電流制御信号が生成される。そして、加算部によって、電流制御信号から得られる電圧と電圧制御信号とが加算されて、これが帰還電圧としてスイッチング制御部へフィードバックされる。さらに、スイッチング制御部によって、帰還電圧と基準電圧との比較結果に応じて、帰還電圧を基準電圧に近づけるように電力変換部のスイッチングを制御するべく制御信号を生成され、電力変換部へ出力される。この場合、帰還電圧には電力変換部の出力電圧と出力電流との検出結果が反映されているから、帰還電圧に基づき電力変換部のスイッチングが制御される結果、一つの電力変換部に定電流制御と定電圧制御とを行わせることができるので、スイッチング電源回路を定電流用と定電圧用とで二つ設ける場合よりも、コストが増大するおそれを低減することができる。 According to this configuration, the power conversion unit outputs a voltage and a current according to the control signal by turning on and off the switching element. When the switching element is used in an on / off operation in this manner, the switching element operates in a saturation region, and therefore, power loss is reduced as compared with the case where the transistor is used in a non-saturation region as in the background art. Further, the voltage control unit generates a voltage control signal at a level corresponding to the output voltage of the power conversion unit, and the current control unit generates a current control signal indicating the output current detection result of the power conversion unit. Then, the voltage obtained from the current control signal and the voltage control signal are added by the adding unit, and this is fed back to the switching control unit as a feedback voltage. Further, a control signal is generated by the switching control unit to control switching of the power conversion unit so as to bring the feedback voltage closer to the reference voltage according to the comparison result between the feedback voltage and the reference voltage, and is output to the power conversion unit. The In this case, since the detection result of the output voltage and output current of the power converter is reflected in the feedback voltage, the switching of the power converter is controlled based on the feedback voltage. Since the control and the constant voltage control can be performed, it is possible to reduce the possibility of increasing the cost as compared with the case where two switching power supply circuits are provided for the constant current and the constant voltage.
また、前記スイッチング制御部は、第1、第2、及び第3端子を備え、前記第3端子に入力された前記帰還電圧が前記基準電圧を超えるとき、前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を増大させ、前記第3端子に入力された前記帰還電圧が前記基準電圧を下回るとき、前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を減少させるシャントレギュレータを用いて構成されており、前記制御信号は、前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流に応じて得られることが好ましい。 The switching control unit includes first, second, and third terminals, and when the feedback voltage input to the third terminal exceeds the reference voltage, the first terminal, the second terminal, A shunt regulator that increases a current flowing between the first terminal and the second terminal when the feedback voltage input to the third terminal is lower than the reference voltage. Preferably, the control signal is obtained according to a current flowing between the first terminal and the second terminal.
この構成によれば、スイッチング制御部を汎用のシャントレギュレータを用いて構成することができるので、スイッチング制御部を簡素化することが容易である。 According to this configuration, since the switching control unit can be configured using a general-purpose shunt regulator, it is easy to simplify the switching control unit.
また、前記スイッチング制御部は、さらに、フォトカプラを備え、前記フォトカプラの入力側と前記シャントレギュレータとの直列回路の両端に、前記電力変換部の出力電圧が印加され、前記フォトカプラの出力側端子に流れる電流が、前記制御信号として用いられることが好ましい。 The switching control unit further includes a photocoupler, and the output voltage of the power conversion unit is applied to both ends of a series circuit of the input side of the photocoupler and the shunt regulator, and the output side of the photocoupler It is preferable that a current flowing through the terminal is used as the control signal.
この構成によれば、電力変換部の二次側の出力電圧、電流が反映される帰還電圧が入力されるシャントレギュレータと、電力変換部との間がフォトカプラによって絶縁されるので、電力変換部の一次側と二次側とを絶縁して絶縁型の電源装置を構成することが容易となる。 According to this configuration, since the power converter is insulated from the shunt regulator to which the feedback voltage reflecting the output voltage and current on the secondary side of the power converter is input, and the power converter, the power converter It becomes easy to insulate the primary side from the secondary side, and to constitute an insulation type power supply device.
また、前記電圧制御部は、第1及び第2抵抗の直列回路の両端に、前記電力変換部の出力電圧が印加されて構成され、前記第1及び第2抵抗によって前記出力電圧が分圧されて前記第2抵抗の端子間に生じる電圧が前記電圧制御信号として用いられ、前記電流制御部は、前記電流制御信号を前記第2抵抗に流すと共に当該電流制御信号の電流値を、前記検出された出力電流が定電流出力の電流値として予め設定された目標電流値を超えた場合、予め設定された設定電流値の電流値に設定し、当該出力電流が前記目標電流値に満たない場合、前記設定電流値に満たない電流値に減少させるものであり、前記加算部は、前記第2抵抗に前記電流制御信号が流れることにより生じる電圧が、当該第2抵抗において前記電圧制御信号に重畳されることで生じる電圧を、前記帰還電圧とすることが好ましい。 The voltage control unit is configured by applying the output voltage of the power conversion unit to both ends of a series circuit of first and second resistors, and the output voltage is divided by the first and second resistors. The voltage generated between the terminals of the second resistor is used as the voltage control signal, and the current control unit passes the current control signal through the second resistor and detects the current value of the current control signal. When the output current exceeds the target current value set in advance as the current value of the constant current output, the current value of the set current value set in advance is set, and when the output current is less than the target current value, The adder reduces the voltage that is generated when the current control signal flows through the second resistor to be superimposed on the voltage control signal at the second resistor. That The voltage generated is preferably set to the feedback voltage.
この構成によれば、電力変換部の出力電圧が第1及び第2抵抗で分圧されることで電圧制御信号が得られる。また、電流制御部は、電力変換部の出力電流が定電流出力の目標電流値を超えた場合、設定電流値の電流制御信号を第2抵抗に流し、当該出力電流が目標電流値に満たない場合、設定電流値に満たない電流値の電流制御信号を第2抵抗に流す。そうすると、電流制御信号に応じて第2抵抗で生じる電圧降下が、電力変換部の出力電流が目標電流値を超えるか満たないかに応じて、増減されることとなる。第2抵抗で生じる電圧降下は、第2抵抗において電圧制御信号として得られた電圧に重畳されすなわち加算されることで帰還電圧が得られる。この場合、第2抵抗を用いた簡素な構成で加算部を構成することができるので、加算部のコストを低減することが容易である。 According to this configuration, the voltage control signal is obtained by dividing the output voltage of the power converter by the first and second resistors. In addition, when the output current of the power converter exceeds the target current value of the constant current output, the current control unit sends a current control signal of the set current value to the second resistor, and the output current does not reach the target current value In this case, a current control signal having a current value less than the set current value is passed through the second resistor. If it does so, the voltage drop which arises in 2nd resistance according to a current control signal will be increased / decreased according to whether the output current of a power converter part exceeds a target electric current value. The voltage drop generated in the second resistor is superimposed on the voltage obtained as a voltage control signal in the second resistor, that is, added to obtain a feedback voltage. In this case, since the adder can be configured with a simple configuration using the second resistor, it is easy to reduce the cost of the adder.
また、 定電圧出力の電圧値として予め設定された目標電圧を、前記第1及び第2抵抗で分圧したときに前記第2抵抗で生じる第1電圧の方が、前記設定電流値の電流制御信号が前記第2抵抗を流れることで当該第2抵抗に生じる第2電圧より高く、かつ前記第1電圧が前記基準電圧以上であり、かつ前記第2電圧が前記基準電圧以上となるように、前記第1及び第2抵抗の抵抗値、及び前記設定電流値が設定されていることが好ましい。 Further, when the target voltage preset as the voltage value of the constant voltage output is divided by the first and second resistors, the first voltage generated by the second resistor is the current control of the set current value. A signal is higher than a second voltage generated in the second resistor by flowing through the second resistor, the first voltage is equal to or higher than the reference voltage, and the second voltage is equal to or higher than the reference voltage. It is preferable that resistance values of the first and second resistors and the set current value are set.
この構成によれば、電力変換部の出力電圧が定電圧出力の目標電圧になったときに第1及び第2抵抗で分圧されて得られる第1電圧の方が、電力変換部の出力電流が定電流出力の目標電流値を超えたときに第2抵抗に生じる第2電圧より高くなるように、第1及び第2抵抗の抵抗値、及び設定電流値が設定されている。そうすると、電力変換部が電流制御信号に基づく出力電流値のフィードバックに応じて定電流出力動作をしているときに、負荷状態が変化して電力変換部の出力電圧が定電圧出力の目標電圧になると、帰還電圧は第1電圧と第2電圧との加算値になる一方で、第1電圧の方が第2電圧より高くなるから、帰還電圧における出力電圧値のフィードバック量の方が、出力電流値のフィードバック量より大きくなる結果、電力変換部に、定電圧出力動作を行わせることができる。 According to this configuration, when the output voltage of the power conversion unit reaches the target voltage of the constant voltage output, the first voltage obtained by dividing by the first and second resistors is the output current of the power conversion unit. The resistance value of the first and second resistors and the set current value are set so that the voltage becomes higher than the second voltage generated in the second resistor when the current exceeds the target current value of the constant current output. Then, when the power converter performs a constant current output operation according to the feedback of the output current value based on the current control signal, the load state changes and the output voltage of the power converter changes to the target voltage of the constant voltage output. Then, while the feedback voltage is an added value of the first voltage and the second voltage, the first voltage is higher than the second voltage. Therefore, the feedback amount of the output voltage value in the feedback voltage is greater than the output current. As a result of being larger than the feedback amount, the power converter can be made to perform a constant voltage output operation.
また、前記電力変換部は、二次電池に充電用の電流を供給するための充電回路であり、前記目標電流は、前記二次電池を定電流充電する際の電流値が設定されており、前記目標電圧は、前記二次電池の満充電電圧が設定されていることが好ましい。 The power conversion unit is a charging circuit for supplying a charging current to the secondary battery, and the target current is set to a current value when the secondary battery is charged with a constant current, The target voltage is preferably set to a full charge voltage of the secondary battery.
この構成によれば、電力変換部が電流制御信号に基づく出力電流値のフィードバックに応じて定電流出力動作をすることで、二次電池が定電流充電される。そして、充電に伴い二次電池の端子電圧すなわち電力変換部の出力電圧が上昇し、二次電池の満充電電圧に達すると、第1電圧の方が第2電圧より高くなって電力変換部は定電圧出力動作に切り替わる。そうすると、満充電電圧で二次電池が定電圧充電される。これにより、二次電池を、定電流−定電圧充電(CCCV充電)によって、満充電になるまで充電することが可能となる。 According to this configuration, the secondary battery is charged with a constant current by causing the power conversion unit to perform a constant current output operation according to feedback of the output current value based on the current control signal. Then, the terminal voltage of the secondary battery, that is, the output voltage of the power conversion unit increases with charging, and when the full charge voltage of the secondary battery is reached, the first voltage becomes higher than the second voltage and the power conversion unit Switch to constant voltage output operation. Then, the secondary battery is charged at a constant voltage with a full charge voltage. Thereby, it becomes possible to charge a secondary battery by a constant current-constant voltage charge (CCCV charge) until it becomes a full charge.
また、前記設定電流値の電流制御信号が前記第2抵抗を流れることで当該第2抵抗に生じる第2電圧の方が、定電圧出力の電圧値として予め設定された目標電圧を前記第1及び第2抵抗で分圧したときに前記第2抵抗で生じる第1電圧より高く、かつ前記第1電圧が前記基準電圧以上であり、かつ前記第2電圧が前記基準電圧以上となるように、前記第1及び第2抵抗の抵抗値、及び前記設定電流値が設定されているようにしてもよい。 The second voltage generated in the second resistor when the current control signal of the set current value flows through the second resistor has a target voltage set in advance as a voltage value of a constant voltage output as the first and the second voltages. The first voltage generated by the second resistor when divided by the second resistor is higher than the first voltage, the first voltage is higher than the reference voltage, and the second voltage is higher than the reference voltage. The resistance values of the first and second resistors and the set current value may be set.
この構成によれば、電力変換部の出力電流が定電流出力の目標電流値を超えたときに設定電流値の電流制御信号が第2抵抗に流れて生じる第2電圧の方が、電力変換部の出力電圧が定電圧出力の目標電圧になったときに第1及び第2抵抗で分圧されて得られる第1電圧より高くなるように、第1及び第2抵抗の抵抗値、及び設定電流値が設定されている。これによれば、電力変換部が電圧制御信号に基づく出力電圧値のフィードバックに応じて定電圧出力動作をしているときに、負荷状態が変化して電力変換部の出力電流が目標電流値を超えて設定電流値の電流制御信号が第2抵抗に流れて第2電圧が生じると、帰還電圧は第1電圧と第2電圧との加算値になる一方で、第2電圧の方が第1電圧より高くなるから、帰還電圧における出力電流値のフィードバック量の方が、出力電圧値のフィードバック量より大きくなる結果、電力変換部に、定電流出力動作を行わせることができる。 According to this configuration, when the output current of the power conversion unit exceeds the target current value of the constant current output, the second voltage generated by the current control signal having the set current value flowing through the second resistor is the power conversion unit. The resistance value of the first and second resistors and the set current so that the output voltage of the first and second resistors becomes higher than the first voltage obtained by dividing by the first and second resistors when the output voltage becomes the target voltage of the constant voltage output Value is set. According to this, when the power converter performs a constant voltage output operation according to the feedback of the output voltage value based on the voltage control signal, the load state changes and the output current of the power converter changes the target current value. When the current control signal having the set current value flows to the second resistor and the second voltage is generated, the feedback voltage becomes an added value of the first voltage and the second voltage, while the second voltage is the first voltage. Since it becomes higher than the voltage, the feedback amount of the output current value in the feedback voltage becomes larger than the feedback amount of the output voltage value. As a result, the power conversion unit can perform a constant current output operation.
また、前記目標電流としては、前記電力変換部の出力電流が過度に増大することを制限するための制限電流値が設定されていることが好ましい。 In addition, as the target current, it is preferable that a limiting current value for limiting an excessive increase in the output current of the power conversion unit is set.
この構成によれば、電力変換部が定電圧出力動作をしているときに、例えば過負荷状態になるなどして電力変換部の出力電流が制限電流値を超えると、電力変換部は、出力電流値を制限電流値とする定電流出力動作を行うことになるので、電力変換部の出力電流が過度に増大することを制限することができる。 According to this configuration, when the power conversion unit performs a constant voltage output operation, for example, when the output current of the power conversion unit exceeds the limit current value due to an overload state, the power conversion unit outputs Since the constant current output operation with the current value as the limit current value is performed, it is possible to limit an excessive increase in the output current of the power conversion unit.
このような構成の電源装置は、電力変換部は、スイッチング素子をオン、オフすることにより、制御信号に応じた電圧、電流を出力する。このようにスイッチング素子をオン、オフ動作で使用すると、スイッチング素子は飽和領域で動作するから、背景技術のようにトランジスタを非飽和領域で使用する場合よりも電力損失が低減される。また、電圧制御部によって、電力変換部の出力電圧に対応するレベルの電圧制御信号が生成され、電流制御部によって、電力変換部の出力電流検出結果を示す電流制御信号が生成される。そして、加算部によって、電流制御信号から得られる電圧と電圧制御信号とが加算されて、これが帰還電圧としてスイッチング制御部へフィードバックされる。さらに、スイッチング制御部によって、帰還電圧と基準電圧との比較結果に応じて、帰還電圧を基準電圧に近づけるように電力変換部のスイッチングを制御するべく制御信号を生成され、電力変換部へ出力される。この場合、帰還電圧には電力変換部の出力電圧と出力電流との検出結果が反映されているから、帰還電圧に基づき電力変換部のスイッチングが制御される結果、一つの電力変換部に定電流制御と定電圧制御とを行わせることができるので、スイッチング電源回路を定電流用と定電圧用とで二つ設ける場合よりも、コストが増大するおそれを低減することができる。 In the power supply device having such a configuration, the power conversion unit outputs a voltage and a current corresponding to the control signal by turning on and off the switching element. When the switching element is used in an on / off operation in this manner, the switching element operates in a saturation region, and therefore, power loss is reduced as compared with the case where the transistor is used in a non-saturation region as in the background art. Further, the voltage control unit generates a voltage control signal at a level corresponding to the output voltage of the power conversion unit, and the current control unit generates a current control signal indicating the output current detection result of the power conversion unit. Then, the voltage obtained from the current control signal and the voltage control signal are added by the adding unit, and this is fed back to the switching control unit as a feedback voltage. Further, a control signal is generated by the switching control unit to control switching of the power conversion unit so as to bring the feedback voltage closer to the reference voltage according to the comparison result between the feedback voltage and the reference voltage, and is output to the power conversion unit. The In this case, since the detection result of the output voltage and output current of the power converter is reflected in the feedback voltage, the switching of the power converter is controlled based on the feedback voltage. Since the control and the constant voltage control can be performed, it is possible to reduce the possibility of increasing the cost as compared with the case where two switching power supply circuits are provided for the constant current and the constant voltage.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図1は、本発明の一実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す回路図である。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
図1は本発明の一実施形態における絶縁型の電源装置1aの回路図である。図1に示す電源装置1aは、電流制御部2、電圧制御部3、スイッチング制御部4a、電力変換部5a、出力コンデンサ7、+B端子81、−B端子82、V出力端子83、及びG出力端子84を備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram of an insulating
+B端子81、−B端子82は、外部から入力される電源電力を受電する接続端子である。+B端子81、−B端子82によって受電された直流電源電圧が、電力変換部5aへ供給されるようになっている。なお、+B端子81、−B端子82に、例えば商用交流電源電圧を供給するようにしてもよい。この場合、例えば、+B端子81、−B端子82で受電された交流電圧を整流する整流回路や平滑回路を備え、直流電圧に変換してから電力変換部5aへ供給するようにしてもよい。
The +
V出力端子83、G出力端子84は、電源装置1aで生成された電流、電圧を外部負荷へ出力するための接続端子である。V出力端子83とG出力端子84との間に出力コンデンサ7が接続されている。
The
V出力端子83、G出力端子84には、外部負荷として、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等、種々の二次電池6が接続されている。この場合、電源装置1aは、二次電池6を充電する定電流−定電圧充電装置として機能する。
Various secondary batteries 6 such as a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery are connected to the
電力変換部5aの構成を以下に説明する。電力変換部5aは、入力電力を、スイッチング制御部4aからフォトカプラ31を介して出力された制御信号に応じてスイッチング(チョッピング)することにより、当該制御信号に応じた電圧、電流を出力するいわゆるスイッチング電源回路である。
The configuration of the
電力変換部5aは、電源制御回路11、絶縁トランス21、スイッチング素子51、フォトカプラ31の出力側であるフォトトランジスタ31a、及びダイオード33を備えている。スイッチング素子51としては、例えばFET(Field Effect Transistor)等の半導体スイッチング素子を用いることができる。
The
絶縁トランス21の一次巻線21aとスイッチング素子51とは直列に接続されている。そして、当該直列回路の一次巻線21a側の一端は+B端子81に接続され、スイッチング素子51側の一端は−B端子82に接続されている。
The primary winding 21a of the insulating
スイッチング素子51の制御端子すなわちゲート端子は、電源制御回路11に接続されている。フォトカプラ31の出力側であるフォトトランジスタ31aは、電源制御回路11の制御信号入力端子に接続され、スイッチング制御部4aからのフィードバック信号(制御信号)を電源制御回路11へ出力する。
A control terminal, that is, a gate terminal of the switching
絶縁トランス21の二次巻線21bの一端は、ダイオード33を介してV出力端子83に接続され、二次巻線21bの他端は、シャント抵抗61を介してG出力端子84に接続されている。
One end of the secondary winding 21b of the
電源制御回路11は、スイッチング制御部4aからフォトカプラ31を介して出力された制御信号に応じてパルス幅(デューティ比)を変化させたPWM(Pulse Width Modulation)制御信号を、スイッチング素子51のゲートへ出力してスイッチング素子51をオン、オフさせる。そうすると、電源制御回路11、絶縁トランス21、スイッチング素子51、及びダイオード33によって、スイッチング制御部4aからの制御信号に応じた直流電流、直流電圧が生成される。そして、この直流電流、直流電圧が、V出力端子83、及びG出力端子84を介して外部負荷、例えば二次電池6へ供給される。
The power
このようにして構成された電力変換部5aは、負荷への電流供給ラインにはトランジスタが設けられておらず、また、スイッチング素子51は飽和領域でオン、オフされるので、特許文献1に記載の電源装置よりも電力損失を低減することができる。
In the
電圧制御部3の構成を以下に説明する。電圧制御部3は、抵抗64(第1抵抗)と抵抗65(第2抵抗)とが直列接続されて構成されている。また、この直列回路における抵抗64がV出力端子83に接続され、抵抗65が二次巻線21bとシャント抵抗61との接続点に接続されている。この場合、電力変換部5aの出力電圧を抵抗64,65で分圧した電圧が、出力電圧に対応する電圧制御信号に相当している。そして、抵抗64,65の接続点P1の電圧、すなわち抵抗65の両端子間に生じる電圧が、スイッチング制御部4aにおける後述するシャントレギュレータ71のリファレンス端子REFへ帰還電圧Vbkとして供給される。
The configuration of the voltage control unit 3 will be described below. The voltage control unit 3 is configured by connecting a resistor 64 (first resistor) and a resistor 65 (second resistor) in series. Further, the
電流制御部2の構成を以下に説明する。シャント抵抗61の両端は、それぞれ抵抗72、73を介してオペアンプ42に接続される。オペアンプ42には、出力端子から負入力端子に負帰還抵抗74が接続され、出力端から正入力端子にスピードアップコンデンサ93が接続されて構成されている。オペアンプ42の出力端子は、比較器41の正入力端子に接続されている。
The configuration of the
抵抗73,74は、同一の抵抗値にされている。また、抵抗73,74の並列合成抵抗値が、抵抗72の抵抗値と等しくなるように設定されている。これにより、増幅率が1倍の差動増幅回路が構成されている。そして、電力変換部5aの出力電流がシャント抵抗61を流れることで生じる電圧、すなわち電力変換部5aの出力電流を表す電圧が、このオペアンプ42を用いた差動増幅回路によって1倍の差動増幅されることによって、シャント抵抗61で発生する微小電圧信号のノイズ成分が除去された後、比較器41の正入力端子に出力される。
The
抵抗66,67は直列接続されている。また、この直列回路における抵抗66が回路電源に接続され、抵抗67が二次巻線21bとシャント抵抗61との接続点に、接続される。そして、回路電源の電源電圧VCCが、抵抗66,67の直列回路で分圧されて、その分圧電圧が、比較器41の負入力端子に印加される。
The
ここで、電力変換部5aに定電流出力を行わせる場合の電流値である目標電流値Iccの電流がシャント抵抗61を流れた場合にシャント抵抗61で生じる電圧と、電源電圧VCCを抵抗66,67で分圧したときの分圧電圧とが等しくなるように、抵抗66,67の分圧比が予め設定されている。電源装置1aを二次電池6の充電器として用いる場合、目標電流値Iccは、定電流充電を行う場合の電流値となる。
Here, when the current of the target current value Icc, which is a current value when the
比較器41の出力端子は、スピードアップコンデンサ92を介して負入力端子に接続されている。比較器41の出力端子は、ダイオード34を介して抵抗64,65の接続点P1に接続されている。
The output terminal of the
そして、オペアンプ42の出力電圧が抵抗66,67の分圧電圧を超えると、すなわちシャント抵抗61で検出された出力電流値が目標電流値Iccを超えると、比較器41はダイオード34を介して抵抗65へ予め設定された設定電流値Isの電流制御信号を流す。また、比較器41は、シャント抵抗61で検出された出力電流値が目標電流値Iccに満たないと、電流制御信号の電流値を略ゼロに減少させる。設定電流値Isは、例えば比較器41の電流駆動能力によって設定されていてもよく、例えば比較器41の出力端子に抵抗を接続するなどしてその抵抗値によって、設定電流値Isを調節するようにしてもよい。
When the output voltage of the
ここで、シャント抵抗61は非常に小さい抵抗値であることからV出力端子83とG出力端子84との間の出力電圧Voを電力変換部5aの出力電圧として近似し、抵抗64の抵抗値をR64、抵抗65の抵抗値をR65とすると、抵抗65で生じる電圧、すなわち帰還電圧Vbkは、下記の式(1)で得られる。
Here, since the
Vbk=Vo×{R65/(R64+R65)}+Is×R65 ・・・(1)
ここで、Vo×{R65/(R64+R65)}が電圧制御信号に相当し、設定電流値Is×R65が電流制御信号で示される電圧に相当しているから、抵抗65によって、電流制御信号で示される電圧と電圧制御信号とが加算されて、帰還電圧Vbkが生成される。
Vbk = Vo × {R 65 / (R 64 + R 65 )} + Is × R 65 (1)
Here, it corresponds to Vo × {R 65 / (R 64 + R 65)} is a voltage control signal, because the set current value Is × R 65 is equivalent to the voltage indicated by the current control signal, by the
一方、オペアンプ42の出力電圧が抵抗66,67の分圧電圧に満たず、すなわちシャント抵抗61で検出された出力電流値が目標電流値Iccに満たないと、比較器41がオフする。比較器41がオフすると、電流制御信号の電流値がゼロに減少し、すなわち式(1)における設定電流値Isの項がゼロになり、Is×R65の項がゼロとなるから、式(1)はVbk=Vo×{R65/(R64+R65)}となる。
On the other hand, when the output voltage of the
このようにして、抵抗65に電流制御信号が流れることにより生じる電圧が電圧制御信号に重畳されることで生じる電圧が、帰還電圧Vbkにされて、スイッチング制御部4aにおける後述するシャントレギュレータ71のリファレンス端子REFへ印加される。この場合、抵抗65が、加算部の一例に相当している。
Thus, the voltage generated by superimposing the voltage generated by the current control signal flowing through the
スイッチング制御部4aは、抵抗68、安定化抵抗69、フィルタ抵抗70、フィルタコンデンサ90、スピードアップコンデンサ91、フォトカプラ31の入力側であるLED(Light Emitting Diode)31b、及びシャントレギュレータ71を備えている。
The switching
シャントレギュレータ71としては、例えば、株式会社ルネサステクノロジのHA1743Hシリーズデータシート(RENESAS HA1743Hシリーズ シャントレギュレータ RJJ03D0646−0300 (Previous:ADJ−204−074B) Rev.3.00 2005.06.15)に記載のものを用いることができる。
The
シャントレギュレータ71は、カソードK(第1端子)、アノードA(第2端子)、及びリファレンス端子REF(第3端子)を備え、リファレンス端子REFに入力された帰還電圧Vbkが、シャントレギュレータ71内部で生成される基準電圧Vref(例えば2.5V)を超えるとき、カソードKとアノードAとの間に流れる電流を増大させ、リファレンス端子REFに入力された帰還電圧Vbkが基準電圧Vrefを下回るとき、カソードKとアノードAとの間に流れる電流を減少させる。
The
抵抗68とLED31bとシャントレギュレータ71とは直列に接続されている。そして、この直列回路における抵抗68が、V出力端子83に接続され、シャントレギュレータ71のアノードAが、二次巻線21bとシャント抵抗61との接続点に接続されている。
The
ここで、式(1)で与えられる帰還電圧Vbkが基準電圧Vrefを超えると、シャントレギュレータ71に流れる電流が増大してLED31bが点灯し、フォトトランジスタ31aがオンする。フォトトランジスタ31aがオンすると、電源制御回路11は、スイッチング素子51のスイッチング(オン、オフデューティ)を制御して、電力変換部5aが負荷へ供給する電力を減少させる。そうすると、式(1)で与えられる帰還電圧Vbkが低下して基準電圧Vrefに近づく。
Here, when the feedback voltage Vbk given by the equation (1) exceeds the reference voltage Vref, the current flowing through the
さらに、式(1)で与えられる帰還電圧Vbkが基準電圧Vrefを下回ると、シャントレギュレータ71に流れる電流が減少してLED31bが消灯し、フォトトランジスタ31aがオフする。フォトトランジスタ31aがオフすると、電源制御回路11は、スイッチング素子51のスイッチングを制御して、電力変換部5aが負荷へ供給する電力を増大させる。そうすると、式(1)で与えられる帰還電圧Vbkが上昇して基準電圧Vrefに近づく。
Further, when the feedback voltage Vbk given by the expression (1) falls below the reference voltage Vref, the current flowing through the
すなわち、スイッチング制御部4aは、帰還電圧Vbkを基準電圧Vrefに近づけるように、フォトカプラ31を介した制御信号によって、電力変換部5aから出力される電力量を制御する。
That is, the switching
安定化抵抗69は、LED31bと並列に接続されている。フィルタ抵抗70とフィルタコンデンサ90は直列に接続され、シャントレギュレータ71の出力端であるカソードKと入力端であるリファレンス端子REFとの間に接続される。また、スピードアップコンデンサ91もシャントレギュレータ71のカソードKとアノードAとの間に接続されている。
The stabilization resistor 69 is connected in parallel with the
そして、電力変換部5aに定電圧出力を行わせる場合の電圧値が、目標電圧値Vfとして予め設定されている。電源装置1aを二次電池6の充電器として用いる場合、目標電圧値Vfは、定電圧充電を行う場合の電圧値であると共に二次電池6の満充電電圧となる。
And the voltage value in the case of making the
ここで、抵抗値R64,R65、及び設定電流値Isは、下記の式(2)、(3)、(4)を満たすように、予め設定されている。 Here, the resistance values R 64 and R 65 and the set current value Is are set in advance so as to satisfy the following expressions (2), (3), and (4).
Vf×{R65/(R64+R65)} ≧ Vref ・・・・・(2)
Is×R65 ≧ Vref ・・・・・・・・・・・(3)
Vf×{R65/(R64+R65)} > Is×R65 ・・・(4)
次に、電源装置1aが、二次電池6の充電装置として用いられる場合の動作について、説明する。図2は、電源装置1aによって、二次電池6を充電する際の電源装置1aの出力電圧Voと、出力電流Ioの変化の一例を示す説明図である。
Vf × {R 65 / (R 64 + R 65 )} ≧ Vref (2)
Is × R 65 ≧ Vref (3)
Vf × {R 65 / (R 64 + R 65 )}> Is × R 65 (4)
Next, the operation when the
まず、タイミングT1において、電力変換部5aは、+B端子81と−B端子82との間に入力された1次側の電力を、電源制御回路11からの指令でスイッチング素子51にスイッチング動作をさせて絶縁トランス21に流れる電流を制御して電力変換を行う。このようにして得られた電流および電圧が、V出力端子83とG出力端子84とを介して二次電池6へ出力される。
First, at timing T <b> 1, the
そうすると、タイミングT1においては、二次電池6はまだ充電されていないから、二次電池6の端子電圧、すなわち出力電圧Voは、低い電圧となる。ここでは、二次電池6の充電開始前の端子電圧をVo=Vb0としている。 Then, at the timing T1, since the secondary battery 6 is not yet charged, the terminal voltage of the secondary battery 6, that is, the output voltage Vo becomes a low voltage. Here, the terminal voltage before starting the charging of the secondary battery 6 is set to Vo = Vb 0 .
そうすると、式(1)において、Vo×{R65/(R64+R65)}の項は小さな値となるから、帰還電圧Vbk≒Is×R65となる。ここで、上述したように、スイッチング制御部4aは、帰還電圧Vbkを基準電圧Vrefに近づけるように、電力変換部5aから出力される電力量を制御するのであるが、このようにして得られた帰還電圧Vbkには、電流制御部2から出力される設定電流値Isが主に反映されるから、電力変換部5aは、電流制御部2において設定されている目標電流値Iccの電流を出力する定電流電源として動作する。
Then, in the expression (1), the term Vo × {R 65 / (R 64 + R 65 )} becomes a small value, so that the feedback voltage Vbk≈Is × R 65 . Here, as described above, the switching
これによって、二次電池6の端子電圧が低いときは、目標電流値Iccの定電流充電が行われることとなる。 Thereby, when the terminal voltage of the secondary battery 6 is low, the constant current charging of the target current value Icc is performed.
以降、二次電池6の充電が進んで二次電池6の端子電圧、すなわち出力電圧Voが上昇しても、Vo×{R65/(R64+R65)}の値がIs×R65の値より小さいときは、電流制御が支配的となる結果、定電流充電(定電流出力)が継続する。 Thereafter, the secondary battery 6 terminal voltage of progressing the charging of the secondary battery 6, i.e., the output voltage Vo rises, the value of Vo × {R 65 / (R 64 + R 65)} is Is × R 65 When the value is smaller than the value, constant current charging (constant current output) continues as a result of the dominant current control.
そして、タイミングT2において、出力電圧Voが二次電池6の満充電電圧である目標電圧値Vfに達すると、式(4)に示すように、Vo×{R65/(R64+R65)}の値がIs×R65の値より大きくなって、帰還電圧Vbkにおける出力電圧Voの影響が支配的になる結果、上述したように、スイッチング制御部4aが、帰還電圧Vbkを基準電圧Vrefに近づけるように電力変換部5aから出力される電力量を制御することで、出力電流Ioが減少する。
At time T2, when the output voltage Vo reaches the target voltage value Vf that is the fully charged voltage of the secondary battery 6, Vo × {R 65 / (R 64 + R 65 )} as shown in Expression (4). value becomes larger than the value of is × R 65, results influence of the output voltage Vo at the feedback voltage Vbk is dominant, as described above, the switching
出力電流Ioが減少して目標電流値Iccを下回ると、比較器41の出力電流がゼロになって、式(1)におけるIs×R65の項がゼロになり、ますます加速的に帰還電圧Vbkにおける出力電圧Voの影響が支配的になる。
When the output current Io decreases and falls below the target current value Icc, the output current of the
そうすると、実質的には出力電圧Voのみに基づいて電力変換部5aが制御される結果、出力電圧を目標電圧値Vfで一定とする定電圧充電(定電圧出力)に移行することとなる。そして、目標電圧値Vfは、二次電池6の満充電電圧であるから、二次電池6を満充電にすることができる。
Then, as a result of the
このように、図1に示す電源装置1aは、スイッチング電源回路である電力変換部5aを一つ備えるだけで、定電流制御と定電圧制御とを行うことができる。また、電源装置1aにおいて、抵抗値R64,R65、及び設定電流値Isを、式(2)、(3)、(4)を満たすように設定することで、二次電池を充電する定電流−定電圧(CCCV)充電器として好適に用いることができる。
As described above, the
次に、電源装置1aを、過電流保護機能付きの定電圧電源として用いる場合の動作について説明する。電源装置1aを過電流保護機能付きの定電圧電源として用いる場合、抵抗値R64,R65、及び設定電流値Isを、式(2)、(3)及び、下記の式(5)を満たすように設定する。
Next, the operation when the
Vf×{R65/(R64+R65)} < Is×R65 ・・・(5)
また、目標電流値Iccが、電力変換部5aの出力電流が過度に増大することを制限するための制限電流値になるように、抵抗66,67の分圧比が設定されている。
Vf × {R 65 / (R 64 + R 65 )} <Is × R 65 (5)
Further, the voltage dividing ratio of the
また、図1に示すように、V出力端子83、G出力端子84には、二次電池6の代わりに負荷回路6aが、接続されている。負荷回路6aとしては、例えばパーソナルコンピュータや携帯電話機、電気自動車のモータ等、種々の負荷回路が想定される。
As shown in FIG. 1, a
図3は、図1に示す電源装置1aを過電流保護機能付きの定電圧電源として用いる場合の電源装置1aの出力電圧Voと、出力電流Ioの変化の一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of changes in the output voltage Vo and the output current Io of the
まず、タイミングT11において、電力変換部5aは、+B端子81と−B端子82との間に入力された1次側の電力を、電源制御回路11からの指令でスイッチング素子51にスイッチング動作をさせて絶縁トランス21に流れる電流を制御して電力変換を行う。このようにして得られた電流および電圧が、V出力端子83とG出力端子84とを介して負荷回路6aへ出力される。
First, at timing T <b> 11, the
そうすると、タイミングT11においては、負荷回路6aが正常であれば、負荷回路6aに流れる電流は目標電流値Iccより少ないから、出力電流Ioが目標電流値Iccを下回り、比較器41の出力電流がゼロになって、式(1)におけるIs×R65の項がゼロになり、帰還電圧Vbk=Vo×{R65/(R64+R65)}となる。
Then, at timing T11, if the
そうすると、実質的には出力電圧Voのみに基づいて電力変換部5aが制御される結果、出力電圧を目標電圧値Vfで一定とする定電圧出力が実行される。このように、定電圧出力が実行されている領域では、負荷変動により出力電流Ioが変動しても、出力電圧Voは目標電圧値Vfで一定に保たれる。
Then, as a result of controlling the
ここで、タイミングT12で、負荷回路6aにおいて、例えば過負荷状態になったり短絡故障が発生する等して出力電流Ioが増大し、目標電流値Iccを超えると比較器41の出力電流が設定電流値Isになる。そうすると、式(5)からIs×R65の項の方が、Vf×{R65/(R64+R65)}より大きくなって、式(1)における電流制御に関する部分の比重が増大する。
Here, at the timing T12, the output current Io increases in the
そうすると、電力変換部5aは、電流制御部2において設定されている目標電流値Iccの電流を出力する定電流電源として動作する。そうすると、出力電流Ioが、定電流動作によって、制限電流値のまま一定に維持されるので、出力電流Ioが、制限電流値を超えて過電流が流れるおそれが低減される。
Then,
なお、電力変換部5aとして、絶縁型のスイッチング電源回路を用いた例を示したが、電力変換部としては、絶縁型に限らず、種々のスイッチング電源回路を用いることができる。
In addition, although the example which used the insulation type switching power supply circuit was shown as the
図4は、電力変換部5aの代わりに、非絶縁型のスイッチング電源回路である電力変換部5bを用いた電源装置1bの一例を示す回路図である。図4に示す電源装置1bは、電源装置1aとは、スイッチング制御部4a、電力変換部5aの代わりに、スイッチング制御部4b、電力変換部5bを備える点で異なる。その他の構成は、電源装置1aと同様であるのでその説明を省略し、以下、特徴的な点について説明する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a
スイッチング制御部4bは、スイッチング制御部4aとは、抵抗68、安定化抵抗69、フォトカプラ31(LED31b)を備えず、シャントレギュレータ71のカソードKが直接電源制御回路11に接続されている点で異なる。
The switching
電力変換部5bは、電力変換部5aとは、絶縁トランス21、及びフォトカプラ31(フォトトランジスタ31a)を備えず、コイル22を備える点で異なる。そして、+B端子81は、コイル22を介してダイオード33のアノードに接続され、コイル22とダイオード33との接続点が、スイッチング素子51を介して−B端子82に接続されている。また、−B端子82は、シャント抵抗61を介してG出力端子84に接続されている。
The
そして、電源制御回路11は、フォトトランジスタ31aに流れる電流の代わりにシャントレギュレータ71に流れる電流を、制御信号として用いる。これにより、電源装置1bは、電源装置1aと同様に動作する。
The power
なお、電力変換部5a,5bとして、絶縁型のスイッチング電源回路と非絶縁型のスイッチング電源回路とを一つずつ例示したが、電力変換部は、スイッチング制御部からの制御信号に応じて変換電力量(電圧、電流)を制御できるスイッチング電源回路であればよく、例えばDC/DCコンバータ等、種々のスイッチング電源回路を用いることができる。
In addition, although the insulation type switching power supply circuit and the non-insulation type switching power supply circuit are illustrated as the
本発明に係る電源装置は、定電流制御と定電圧制御とを行う必要のある電源装置、特に、二次電池の充電装置として用いられる電源装置や、出力電流値を一定の制限電流以下に制限する過電流保護を備えた電源装置として、好適である。 The power supply device according to the present invention is a power supply device that needs to perform constant current control and constant voltage control, in particular, a power supply device used as a charging device for a secondary battery, or an output current value limited to a certain limit current or less. It is suitable as a power supply device having overcurrent protection.
1a,1b 電源装置
2 電流制御部
3 電圧制御部
4a,4b スイッチング制御部
5a,5b 電力変換部
6 二次電池
6a 負荷回路
11 電源制御回路
21 絶縁トランス
21a 一次巻線
21b 二次巻線
22 コイル
31 フォトカプラ
31a フォトトランジスタ
31b LED
33,34 ダイオード
41 比較器
42 オペアンプ
51 スイッチング素子
61 シャント抵抗
64,65,66,67,68 抵抗
69 安定化抵抗
70 フィルタ抵抗
71 シャントレギュレータ
72,73 抵抗
74 負帰還抵抗
81 +B端子
82 −B端子
83 V出力端子
84 G出力端子
90 フィルタコンデンサ
91,92,93 スピードアップコンデンサ
Icc 目標電流値
Vf 目標電圧値
Io 出力電流
Vo 出力電圧
Is 設定電流値
Vref 基準電圧
Vbk 帰還電圧
DESCRIPTION OF
33, 34
Claims (8)
前記電力変換部の出力電圧を検出し、当該出力電圧に対応するレベルの電圧制御信号を生成する電圧制御部と、
前記電力変換部の出力電流を検出し、当該出力電流の検出結果を示す電流制御信号を生成する電流制御部と、
前記電流制御信号から得られる電圧と前記電圧制御信号とを加算することにより、帰還電圧を生成する加算部と、
前記加算部によって生成された帰還電圧と予め設定された基準電圧との比較結果に応じて、前記帰還電圧を前記基準電圧に近づけるように前記電力変換部のスイッチングを制御するべく前記制御信号を生成し、前記電力変換部へ出力するスイッチング制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。 A power converter that outputs a voltage and a current according to the control signal by switching the input power by turning on and off the switching element according to a predetermined control signal;
A voltage control unit that detects an output voltage of the power conversion unit and generates a voltage control signal at a level corresponding to the output voltage;
A current control unit that detects an output current of the power conversion unit and generates a current control signal indicating a detection result of the output current;
An adder that generates a feedback voltage by adding the voltage obtained from the current control signal and the voltage control signal;
In response to a comparison result between the feedback voltage generated by the adding unit and a preset reference voltage, the control signal is generated to control switching of the power conversion unit so that the feedback voltage approaches the reference voltage. And a switching control unit that outputs to the power conversion unit.
第1、第2、及び第3端子を備え、前記第3端子に入力された前記帰還電圧が前記基準電圧を超えるとき、前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を増大させ、前記第3端子に入力された前記帰還電圧が前記基準電圧を下回るとき、前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を減少させるシャントレギュレータを用いて構成されており、
前記制御信号は、
前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流に応じて得られること
を特徴とする請求項1記載の電源装置。 The switching controller is
A first terminal, a second terminal, and a third terminal; when the feedback voltage input to the third terminal exceeds the reference voltage, the current flowing between the first terminal and the second terminal is increased. A shunt regulator configured to reduce a current flowing between the first terminal and the second terminal when the feedback voltage input to the third terminal is lower than the reference voltage.
The control signal is
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is obtained according to a current flowing between the first terminal and the second terminal.
さらに、フォトカプラを備え、
前記フォトカプラの入力側と前記シャントレギュレータとの直列回路の両端に、前記電力変換部の出力電圧が印加され、
前記フォトカプラの出力側端子に流れる電流が、前記制御信号として用いられること
を特徴とする請求項2記載の電源装置。 The switching controller is
In addition, with a photocoupler,
The output voltage of the power converter is applied to both ends of a series circuit of the input side of the photocoupler and the shunt regulator,
The power supply device according to claim 2, wherein a current flowing through an output-side terminal of the photocoupler is used as the control signal.
第1及び第2抵抗の直列回路の両端に、前記電力変換部の出力電圧が印加されて構成され、前記第1及び第2抵抗によって前記出力電圧が分圧されて前記第2抵抗の端子間に生じる電圧が前記電圧制御信号として用いられ、
前記電流制御部は、
前記電流制御信号を前記第2抵抗に流すと共に当該電流制御信号の電流値を、前記検出された出力電流が定電流出力の電流値として予め設定された目標電流値を超えた場合、予め設定された設定電流値の電流値に設定し、当該出力電流が前記目標電流値に満たない場合、前記設定電流値に満たない電流値に減少させるものであり、
前記加算部は、
前記第2抵抗に前記電流制御信号が流れることにより生じる電圧が、当該第2抵抗において前記電圧制御信号に重畳されることで生じる電圧を、前記帰還電圧とすること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源装置。 The voltage controller is
An output voltage of the power conversion unit is applied to both ends of a series circuit of first and second resistors, and the output voltage is divided by the first and second resistors to be connected between terminals of the second resistor. Is used as the voltage control signal,
The current controller is
The current control signal is passed through the second resistor, and the current value of the current control signal is preset when the detected output current exceeds a target current value preset as a current value of a constant current output. If the output current is less than the target current value, the current value of the set current value is reduced to a current value less than the set current value,
The adding unit is
The voltage generated when the voltage generated when the current control signal flows through the second resistor is superimposed on the voltage control signal in the second resistor is used as the feedback voltage. 4. The power supply device according to any one of items 3.
を特徴とする請求項4記載の電源装置。 When the target voltage preset as the voltage value of the constant voltage output is divided by the first and second resistors, the first voltage generated by the second resistor is the current control signal of the set current value. The first voltage is higher than the second voltage generated in the second resistor by flowing through the second resistor, the first voltage is equal to or higher than the reference voltage, and the second voltage is equal to or higher than the reference voltage. The power supply device according to claim 4, wherein resistance values of the first and second resistors and the set current value are set.
前記目標電流は、前記二次電池を定電流充電する際の電流値が設定されており、
前記目標電圧は、前記二次電池の満充電電圧が設定されていること
を特徴とする請求項5記載の電源装置。 The power conversion unit is a charging circuit for supplying a charging current to the secondary battery,
The target current is set to a current value when charging the secondary battery at a constant current,
The power supply device according to claim 5, wherein the target voltage is a fully charged voltage of the secondary battery.
を特徴とする請求項4記載の電源装置。 The second voltage generated in the second resistor when the current control signal of the set current value flows through the second resistor has the target voltage preset as the voltage value of the constant voltage output as the first and second voltages. The first voltage is higher than the first voltage generated by the second resistor when divided by a resistor, the first voltage is greater than or equal to the reference voltage, and the second voltage is greater than or equal to the reference voltage. The power supply device according to claim 4, wherein a resistance value of the second resistor and the set current value are set.
前記電力変換部の出力電流が過度に増大することを制限するための制限電流値が設定されていること
を特徴とする請求項7記載の電源装置。 As the target current,
The power supply device according to claim 7, wherein a limit current value for limiting an excessive increase in output current of the power conversion unit is set.
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