电源装置及电源装置的控制方法制造方法及图纸

精度良好地计算流过负载的输出电流值。电源装置(10)所具有的电流检测电路(14)从对输出端子(OUT)与开关元件(11)的输出之间进行连接的电感元件(13a)的检测抽头(13b)检测流过电感元件(13a)的电流值，电源装置(10)所具有的控制电路(16)对开关元件(11)的控制端子以及开关元件(12)的控制端子进行控制，并且根据电流检测电路(14)所检测出的电流值，计算流过负载(30)的输出电流值。

Control Method of Power Supply Device and Power Supply Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源装置及电源装置的控制方法
本专利技术涉及一种电源装置及电源装置的控制方法。
技术介绍
在通信基站、信息处理装置(服务器等)或者处理器模块等中，使用包括开关元件的电源装置(开关电源装置)。以往，进行了使用微控制器等控制电路对电源装置进行数字控制的技术。具有如下优点：即，通过进行数字控制，从而能够精密地控制开关元件的开关定时，并且能够通过软件来实现各种各样的功能。在使用数字控制方式的电源装置中，控制电路通过计算求出流过负载的输出电流值，并利用于输出电压值的控制、过电流的防止。能够使用流过连接在电源电路的输出端子与开关元件之间的电感元件的电流值来计算输出电流值。有时在用于检测流过电感元件的电流值的电流检测电路中，设置有与电感元件并联地连接的滤波电路。滤波电路为基于电阻元件和电容元件的串联电路。根据电容元件的两端的电位差vc检测流过电感元件的电流值。将电感元件的电感值设为L，将电感元件的等效串联电阻(ESR：EquivalentSeriesResistance)设为RL，将滤波电路的电阻元件的电阻值设为Rf，将电容元件的电容值设为Cf。通过设计为L/RL＝Rf·Cf，从而电位差vc为vc＝RL·iL(iL为流过电感元件的电流值)，不依赖于电感元件的频率特性。在这种电流检测电路中，能够通过较少的损耗来检测流过电感元件的电流值。另外，电感元件之一具有将形成在印刷基板上的布线图案用为线圈的绕组的平面(Planar)型电感器。现有技术文献专利文献：专利文献1：专利文献1:日本特表2009-537112号公报专利文献2:日本特开2000-227808号公报专利文献3:日本特开2009-136139号公报非专利文献：非专利文献1:HassanPooyaForghani-zadeh,“Current-SensingTechniquesforDC-DCConverters”,CircuitsandSystems,2002.MWSCAS-2002.The200245thMidwestSymposium非专利文献2:Decarlo,“LinearCircuitAnalysis”,secondedition,OxfordUniversityPress,2001，pp.140-141非专利文献3:AymenAmmouri,etal.,“DesignandModelingofplanarMagneticInductorsforPowerConvertersApplications”,ICMIC2015
技术实现思路
专利技术要解决的问题于是，由于电源装置的输出电压越大，纹波电流越小，因此设计为使电感值L变大。当电感值L变大时，为了满足L/RL＝Rf·Cf的关系，设计为Rf·Cf变大。当电容值Cf变大时，损耗增大，因此虽然将电阻值Rf设为较大，但在该情况下，具有如下问题：即，与电位差vc＝RL·iL的数学公式的误差增大，电流值iL的检测精度恶化，流过负载的输出电流值的计算精度恶化。在本专利技术的一个方面中，本专利技术的目的在于提供一种电源装置以及电源装置的控制方法，能够高精度地计算流过负载的输出电流值。用于解决问题的手段在1个实施方式中，提供一种电源装置，该电源装置能够与负载连接，具有第1开关元件、第2开关元件、电感元件、电流检测电路以及控制电路。第1开关元件对从输入端子输入的电流进行开关。第2开关元件对接地电位与第1开关元件的输出之间进行开关。电感元件对输出端子与第1开关元件的输出之间进行连接，并且具有检测端子。电流检测电路从检测端子检测流过电感元件的电流值。控制电路对第1开关元件的第1控制端子以及第2开关元件的第2控制端子进行控制，并且根据电流检测电路所检测出的电流值，计算流过负载的输出电流值。此外，在1个实施方式中，提供一种电源装置的控制方法。专利技术效果在本专利技术的一个方面中，本专利技术能够精度良好地计算流过负载的输出电流值。通过与作为本专利技术的示例而示出优选的实施方式的附图相关联的以下的描述，本专利技术的上述内容和其它目的、特征和优点将变得显而易见。附图说明图1为示出第1实施方式的电源装置的一例的图。图2为示出CPU的功能的一例的功能框图。图3为示出平面型电感器的一例的立体图。图4为示出第1实施方式的电源装置的电感元件的一例的俯视图(其1)。图5为示出第1实施方式的电源装置的电感元件的一例的俯视图(其2)。图6为示出比较例的电源装置的图。图7为示出考虑了直流的动作点的电流检测电路的等效电路的图。图8为示出第1实施方式的电源装置的电感元件与电流检测电路的连接部分的等效电路的图。图9为示出PWM电路所输出的控制信号与时间常数电路的输出值的一例的图。图10为示出第1实施方式的电源装置的动作的一例的时序图。图11为示出第1实施方式的电源装置的动作的一例的流程的流程图(其1)。图12为示出第1实施方式的电源装置的动作的一例的流程的流程图(其2)。图13为示出第1实施方式的电源装置的动作的一例的流程的流程图(其3)。图14为示出PWM电路所输出的控制信号与时间常数电路的输出值的一例的图。图15为示出第2实施方式的电源装置的电感元件的一例的图。图16为示出第3实施方式的电源装置的电感元件的一例的图。具体实施方式以下，参照附图对用于实施专利技术的方式进行说明。(第1实施方式)图1为示出第1实施方式的电源装置的一例的图。电源装置10对从电源20供给的输入电压的大小进行变换，并供给到具有负载电阻30a的负载30。电源装置10具有开关元件11、12、电感元件13a、电流检测电路14、电容元件15、控制电路16、门驱动器17以及时间常数电路18。开关元件11对从电源装置10的输入端子IN输入的电流进行开关。开关元件12对接地电位与开关元件11的输出之间进行开关。开关元件11、12例如为n沟道型MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。开关元件11、12分别具有2个端子以及控制端子。在开关元件11、12为n沟道型MOSFET的情况下，2个端子为漏极/源极端子，控制端子为栅极端子。开关元件11的一个端子与输入端子IN连接，另一个端子与开关元件12的一个端子连接，以及经由后述的等效串联电阻13c1与电感元件13a的一个端子连接。开关元件12的另一个端子接地。另外，接地电位可以不一定为0V，也可以稍微变动。开关元件11、12的控制端子与门驱动器17连接。另外，在开关元件11导通时，开关元件12被控制为断开，在开关元件11断开时，开关元件12被控制为导通。电感元件13a对电源装置10的输出端子OUT与开关元件11的输出之间进行连接。电感元件13a的一端经由等效串联电阻13c1与开关元件11的另一个端子(输出端子)连接，电感元件13a的另一端经由等效串联电阻13c2与输出端子OUT连接。此外，电感元件13a具有检测端子(以下，称为检测抽头)13b。在第1实施方式的电源装置10中，当将电感元件13a的匝数设为N时，检测抽头13b设置在从输出端子OUT的一侧起匝数为Na(其中，N＞Na)的位置处。等效串联电阻13c1为电感元件13a的匝数为N－Na侧的部分的等效串联电阻，等效串联电阻13c2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源装置，所述电源装置能够与负载连接，其中，所述电源装置具有：第1开关元件，其对从输入端子输入的电流进行开关；第2开关元件，其对接地电位与所述第1开关元件的输出之间进行开关；电感元件，其对输出端子与所述第1开关元件的输出之间进行连接，并具有检测端子；电流检测电路，其从所述检测端子检测流过所述电感元件的电流值；以及控制电路，其对所述第1开关元件的第1控制端子以及所述第2开关元件的第2控制端子进行控制，并且根据所述电流检测电路所检测出的所述电流值，计算流过所述负载的输出电流值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.27 JP 2017-0134741.一种电源装置，所述电源装置能够与负载连接，其中，所述电源装置具有：第1开关元件，其对从输入端子输入的电流进行开关；第2开关元件，其对接地电位与所述第1开关元件的输出之间进行开关；电感元件，其对输出端子与所述第1开关元件的输出之间进行连接，并具有检测端子；电流检测电路，其从所述检测端子检测流过所述电感元件的电流值；以及控制电路，其对所述第1开关元件的第1控制端子以及所述第2开关元件的第2控制端子进行控制，并且根据所述电流检测电路所检测出的所述电流值，计算流过所述负载的输出电流值。2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，所述电源装置还具有安装所述电流检测电路的基板，通过所述基板的内部布线实现所述电感元件。3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，所述电感元件是匝数为N的线圈，从自所述输出端子的一侧起匝数为Na的位置拉出所述检测端子，其中N＞Na。4.根据权利要求1所述的电源装置，其中，所述电感元件包括第1电感元件以及第2电感元件，所述检测端子与对所述第1电感元件与所述第2电感元件进行连接的连接线连接。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电源装置，其中，所述电源装置还具有时间常数电路，所述时间常数电路被输入控制所述第1控制端子的第1控制信号或者控制所述第2控制端子的第2控制信号中的任意一方，所述控制电路根...

【专利技术属性】
技术研发人员：米泽游，及川淳，永岛荣治，中岛善康，
申请(专利权)人：FDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP