谐振型电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种谐振型电源装置，其能够抑制输出电压的振荡，提高电源特性。谐振型电源装置(801)包括电源主电路(802)、和以规定的开关频率(Fsw)进行上述电源主电路(802)内的多个开关元件(805)的开关的电源控制电路(803)。上述电源控制电路(803)包括根据参考电压(Vref)、上述电源主电路(802)的输出电压(Vo)和电压控制增益(AVRGainset)计算上述开关频率(Fsw)的电压控制部(902)，和输出上述电压控制增益(AVRGainset)的增益计算部(903)。上述增益计算部(903)输出与上述电压控制部(902)输出的开关频率(Fsw)成比例的上述电压控制增益(AVRGainset)。益(AVRGainset)。益(AVRGainset)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振型电源装置


[0001]本专利技术涉及谐振型电源装置。

技术介绍

[0002]谐振型电源装置例如被用于工业用机器和信息机器等。在谐振型电源装置中，设置有LLC电流谐振型电路。LLC电流谐振型电路利用谐振现象使正弦波状的电流流过，在电流减小的时刻使开关元件断开。由此，实现开关损失小的高效率的谐振型电源装置。
[0003]这样的谐振型电源装置通过调节开关频率来控制输出电压。但是，在LLC电流谐振型电路的特性上，规格范围的输入电压与输出电压的比(以下称为“输入输出电压比”)达到宽范围的情况下，存在电源特性因为关于输出电压的控制增益而劣化的情况。
[0004]对此，专利文献1中公开了通过根据输出电压的电压值与基准电压源的误差来调节比例增益，能够抑制电源特性的劣化的装置。
[0005]根据专利文献1，具有LLC电流谐振型电路和开关元件Q1、Q2的开关电源1检测输出电压的电压值与由基准电压源Vref的电源电压决定的输出电压的目标值的误差，使与检测结果相应的电流对光电晶体管PC2流动。另外，用控制电路，与开关电源的振荡频率相应地控制比例增益，基于控制后的比例增益和端子P1的电压来控制开关元件Q1、Q2的接通/断开的频率。由此，对于比例增益与输入电压的变动相应地变动的状况进行抑制。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2014-54038号公报。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]专利文献1中记载的开关电源，公开了根据输出电压的电压值与由基准电压Vref的电源电压决定的输出电压的目标值的误差电压的振荡频率，来相应地控制比例增益。
[0011]但是，与误差电压的振荡频率相应地控制比例增益，会在振荡发生后使比例增益降低，在振荡平息时使比例增益上升。因此，不能够解决原本想要使输出电压的振荡尽可能不发生而供给稳定的电源的问题。
[0012]用于解决问题的技术手段
[0013]对于本申请所公开的专利技术中的代表性的专利技术的概要简单进行说明，如下所述。
[0014]本专利技术的代表性的实施方式的谐振型电源装置，包括：电源主电路，其具有变压器、与所述变压器的一次侧连接的谐振元件和与所述谐振元件连接的多个开关元件；和电源控制电路，其以规定的开关频率进行所述电源主电路内的所述多个开关元件的开关，所述电源控制电路包括：电压控制部，其根据参考电压、所述电源主电路的输出电压和电压控制增益来计算开关频率；输出所述电压控制增益的增益计算部；和控制信号生成部，其基于所述电压控制部所输出的开关频率来控制所述多个开关元件，所述增益计算部输出与所述
电压控制部所输出的开关频率成比例的所述电压控制增益。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据本专利技术的代表性的实施方式，能够抑制输出电压的振荡，提高电源特性。
附图说明
[0017]图1是表示应用了本专利技术的实施例的谐振型电源装置的结构的一例的图。
[0018]图2是表示应用了本专利技术的实施例的控制量运算器的控制模块例的图。
[0019]图3(a)是表示控制增益是固定值的情况下的电压、电流、开关频率动作例的图。
[0020]图3(b)是表示控制增益是固定值且是比图3(a)大的值的情况下的电压、电流、开关频率动作例的图。
[0021]图4(a)是表示谐振型电源装置中的、与输出电流量相应的开关频率变化量的关系例的图。
[0022]图4(b)是表示谐振型电源装置中的、控制增益与开关频率的关系的图。
[0023]图5是表示谐振型电源装置中的、3个点的控制增益与开关频率的关系的图。
[0024]图6是说明应用了本专利技术的实施例的、控制增益计算器的变形例的图。
[0025]图7是表示应用了本专利技术的实施例的使用了控制增益计算器的情况下的波形例的图。
[0026]图8是表示本专利技术的实施方式2的谐振型电源装置的结构的一例的图。
[0027]图9是说明本专利技术的实施方式2的谐振型电源装置的控制增益计算器的图。
[0028]图10是表示本专利技术的实施方式3的谐振型电源装置的结构的一例的图。
[0029]图11是表示本专利技术的实施方式4的谐振型电源装置的结构的一例的图。
[0030]图12(a)是表示本专利技术的实施方式5的根据变压器的一次侧和二次侧的匝数、输入电压、输出电压来计算出的电路增益M与开关频率的关系的图。
[0031]图12(b)是表示本专利技术的实施方式5的控制增益与电路增益M的关系的图。
具体实施方式
[0032]以下，基于附图详细说明本专利技术的实施方式。另外，在用于说明实施方式的全部图中，对于同一部分原则上附加同一符号，省略其反复的说明。
[0033](实施例1)
[0034]＜谐振型电源装置的结构＞
[0035]＜＜电源主电路的结构＞＞
[0036]图1是表示应用了本专利技术的实施例1的谐振型电源装置的结构的一例的图。谐振型电源装置101如图1所示，包括电源主电路102、电源控制电路103。谐振型电源装置101将从设置于外部的输入电源114输入的电压变换为规定电压，将变换后的电压输出至负载115。
[0037]输入电源114的高电位侧的端部与后述的电源主电路102的一个输入端P1连接，输入电源114的低电位侧的端部与电源主电路102的另一个输入端P2连接。负载115的高电位侧和低电位侧的端部与电源主电路102的输出端P3、P4分别连接。
[0038]电源主电路102如图1所示，包括输入侧电容器104、一次侧半导体元件105、谐振元件106、变压器107、二次侧半导体元件108、输出侧电容器109。
[0039]输入侧电容器104是吸收电压纹波用的电容器。输入侧电容器104的一对电极如图1所示与电源主电路102的输入端P1、P2分别连接。对于输入侧电容器104，由输入电源114施加规定的输入电压Vin。
[0040]一次侧半导体元件105以规定的开关频率进行对谐振元件106输入的电压的开关。一次侧半导体元件105如图1所示，例如由NMOS(N-Channel MOS)等MOSFET构成的多个开关元件105a～105d构成。这些开关元件105a～105d如图1所示电桥状地连接。
[0041]例如，开关元件105a的一个端部和开关元件105c的一个端部如图1所示与电源主电路102的一个输入端P1连接。开关元件105b的一个端部和开关元件105d的一个端部如图1所示与电源主电路102的另一个输入端P2连接。开关元件105a的另一个端部和开关元件105b的另一个端部与后述的谐振元件106的谐振电感器106a连接。开关元件105c的另一个端部和开关元件105d的另一个端部与后述的谐振元件106的谐振电容器106b连接。开关元件105a～105d的栅极与后述的开关控制信号生成器113分别连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振型电源装置，其特征在于，包括：电源主电路，其具有变压器、与所述变压器的一次侧连接的谐振元件和与所述谐振元件连接的多个开关元件；和电源控制电路，其以规定的开关频率进行所述电源主电路内的所述多个开关元件的开关，所述电源控制电路包括：电压控制部，其根据参考电压、所述电源主电路的输出电压和电压控制增益来计算开关频率；输出所述电压控制增益的增益计算部；和控制信号生成部，其基于所述电压控制部所输出的开关频率来控制所述多个开关元件，所述增益计算部输出与所述电压控制部所输出的开关频率成比例的所述电压控制增益。2.一种谐振型电源装置，其特征在于，包括：电源主电路，其具有变压器、与所述变压器的一次侧连接的谐振元件和与所述谐振元件连接的多个开关元件；和电源控制电路，其以规定的开关频率进行所述电源主电路内的所述多个开关元件的开关，所述电源控制电路包括：电压控制部，其根据参考电压、所述电源主电路的输出电压和电压控制增益来输出电流指令值；电...

【专利技术属性】
技术研发人员：上井雄介，石垣卓也，梁田哲男，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：