本发明专利技术具有：电压检测部(1)，其检测输出电压，将所检测出的所述输出电压转换为规定的比特数的数字值；数字滤波器(4)，其基于目标值与所述电压检测部的输出之间的误差，进行规定的运算；驱动部(5)，其在滤波器特性分析期间以规定的占空比对所述开关元件进行驱动，在所述滤波器特性分析期间结束以后，以基于所述数字滤波器的运算结果的占空比控制所述主开关元件；电流检测部(6)其检测流过所述电感器的电流，将所检测出的电流作为电流检测信号输出；滤波器特性分析部(7)，其基于所述电流检测部的电流检测信号，根据在所述滤波器分析期间流过所述电感器的突入电流的产生期间来对由所述电感器和所述输出电容器构成的滤波器特性进行分析；以及常数存储部(8)，其具有存储有与多个滤波器特性对应的多个滤波器常数的多个数字滤波器常数表，在所述滤波器特性分析期间结束以后，根据所述滤波器特性而从所述多个数字滤波器表中选择适合的滤波器常数，并供给到所述数字滤波器。数字滤波器。数字滤波器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电源装置
[0001]本专利技术涉及应用于非绝缘型降压斩波电路等的开关电源装置。
技术介绍
[0002]作为生成比输入电压低的稳定的电压的方法，广泛使用了非绝缘型降压斩波电路。特别是，在通信基础设施等中较多使用POL(Point of Load：负载点)模块电源。
[0003]该模块电源将控制电路、功率MOSFET(Power MOSFET)和电感器搭载于单个基板上。用户对模块的输出端子与GND之间追加输出电容器，调整输出电容器值。由此，能够抑制伴随开关动作的输出纹波电压，能够调整成使输出负载电流产生急剧变动时的输出电压的变动落入标准范围内。
[0004]一般而言，越大幅调整输出电容器值，输出纹波电压和负载急变时的输出电压变动越少。但是，在控制电路中，数字滤波器的控制常数被设定成能够在设想的范围内进行稳定动作。因此，例如，在使输出电容器以设想以上变大时，反馈控制的控制频带(交越频率)下降而响应特性退化。因此，不仅无法如期待那样抑制负载急变时的输出电压变动，最坏的是，存在相位裕度不足而使动作变得不稳定的问题。
[0005]与此相对，专利文献1所记载的开关电源装置根据在电源启动之后输出电压开始上升而达到规定值之后的滤波器特性分析期间中产生的输出电压的变动，提取控制对象的滤波器特性。该装置通过将所提取的滤波器特性与预先设定的多个模型频率特性进行比较，对滤波器特性进行分析。然后，该装置通过自动选择与模型频率特性对应的数字滤波器的控制常数(控制响应特性)，能够确保较宽的动作范围。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特许第5925724号公报
技术实现思路
[0009]专利技术要解决的课题
[0010]但是，专利文献1的模型频率特性在输出电压达到电源上升后的设定电压时被最优化。因此，滤波器特性分析期间必须要设置在输出电压达到设定电压以后的时机。因此，在电源刚刚启动之后的输出电压较低的状态下，无法对滤波器特性进行分析，滤波器常数设定未完成。因此，在输出电压达到设定电压为止的上升期间内，反馈控制变得不稳定。
[0011]这样，专利文献1的开关电源装置根据在电源启动之后输出电压开始上升并达到设定电压之后的滤波器特性分析期间中产生的输出电压的变动，提取控制对象的滤波器特性，设定最佳的数字滤波器的控制常数。因此，在输出电压达到设定电压为止的上升期间中，控制常数的设定未完成，陷入不稳定动作。
[0012]本专利技术的课题在于提供能够防止在输出电压达到设定电压为止的上升期间中陷入不稳定动作的开关电源装置。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决所述课题，本专利技术的开关电源装置通过使开关元件导通和断开，将从电源供给的第1直流电压经由电感器和输出电容器转换为第2直流电压而向输出负载供给输出电压，其特征在于，该开关电源装置具有：电压检测部，其检测所述输出电压，将所检测出的所述输出电压转换为规定的比特数的数字值；数字滤波器，其基于目标值与所述电压检测部的输出之间的误差，进行规定的运算；驱动部，其在滤波器特性分析期间以规定的占空比对所述开关元件进行驱动，在所述滤波器特性分析期间结束以后，以基于所述数字滤波器的运算结果的占空比控制所述主开关元件；电流检测部，其检测流过所述电感器的电流，将所检测出的电流作为电流检测信号输出；滤波器特性分析部，其基于所述电流检测部的电流检测信号，根据在所述滤波器分析期间流过所述电感器的突入电流的产生期间来对由所述电感器和所述输出电容器构成的滤波器特性进行分析；以及常数存储部，其具有存储有与多个滤波器特性对应的多个滤波器常数的多个数字滤波器常数表，在所述滤波器特性分析期间结束以后，根据所述滤波器特性而从所述多个数字滤波器表中选择适合的滤波器常数，并供给到所述数字滤波器。
[0015]此外，本专利技术的开关电源装置通过使开关元件导通和断开，将从电源供给的第1直流电压经由电感器和输出电容器转换为第2直流电压而向输出负载供给输出电压，其特征在于，该开关电源装置具有：电压检测部，其检测所述输出电压，将所检测出的所述输出电压转换为规定的比特数的数字值；数字滤波器，其基于目标值与所述电压检测部的输出之间的误差，进行规定的运算；驱动部，其在滤波器特性分析期间以规定的占空比对所述开关元件进行驱动，在所述滤波器特性分析期间结束以后，以基于所述数字滤波器的运算结果的占空比控制所述主开关元件；电流检测部，其检测流过所述电感器的电流，将所检测出的电流作为电流检测信号输出；滤波器特性分析部，其基于所述电流检测部的电流检测信号，根据在所述滤波器分析期间流过所述电感器的突入电流的产生期间来对由所述电感器和所述输出电容器构成的滤波器特性进行分析；以及滤波器常数运算部，其在所述滤波器特性分析期间结束以后，根据所述滤波器特性而计算滤波器常数，并供给到所述数字滤波器。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本专利技术，滤波器特性分析部根据在刚刚启动电源之后并且输出电压开始上升之前的滤波器特性分析期间流动的突入电流产生期间，一次提取由输出电容器和电感器决定的控制对象的滤波器特性。常数存储部从所预先设定并存储的多个数字滤波器常数表中选择最佳的数字滤波器常数并应用于数字滤波器。
[0018]因此，不需要考虑手动操作中的输出电容器和电感器的设定。然后，通过进行软启动动作，使输出电压慢慢地上升至设定电压。
[0019]在输出电压上升至设定电压之前，滤波器常数设定完成，因此能够使软启动期间中的反馈控制稳定。因此，能够防止在输出电压的上升期间中陷入不稳定动作。
附图说明
[0020]图1是实施例1的开关电源装置的电路结构图。
[0021]图2是示出一般电压模式DC/DC转换器的频率特性的图。
[0022]图3是示出按照每个要素对图2所示的频率特性进行分解后的数字滤波器和转换
器的频率特性的图。
[0023]图4是示出输出电容器为较小的值且能够确保充分的相位裕度的情况下的频率特性的图。
[0024]图5是示出输出电容器为较大的值且相位裕度不足的情况下的频率特性的图。
[0025]图6是用于说明实施例1的开关电源装置的动作的各部分的时序图。
[0026]图7是示出在输出电容器为较大的值且谐振频率低于零点频率的情况下交越频率(Crossover frequency)和相位裕度下降时的频率特性的图。
[0027]图8是示出输出电容器为较大的值且伴随谐振频率变低使零点频率向较低的频率偏移并且使增益下降时的频率特性的图。
[0028]图9是实施例2的开关电源装置的电路结构图。
[0029]图10是实施例3的开关电源装置的电路结构图。
[0030]图11是示出在实施例1的开关电源装置中输入电压较高的情况下的输出电压和电感器电流的上升波形的图。
[0031]图12是示出在实施例3的开关电源装置中输入电压较高的情况下的输出电压和电感器电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关电源装置，其通过使开关元件导通和断开，将从电源供给的第1直流电压经由电感器和输出电容器转换为第2直流电压而向输出负载供给输出电压，其特征在于，该开关电源装置具有：电压检测部，其检测所述输出电压，将所检测出的所述输出电压转换为规定的比特数的数字值；数字滤波器，其基于目标值与所述电压检测部的输出之间的误差，进行规定的运算；驱动部，其在滤波器特性分析期间以规定的占空比对所述开关元件进行驱动，在所述滤波器特性分析期间结束以后，以基于所述数字滤波器的运算结果的占空比控制所述主开关元件；电流检测部，其检测流过所述电感器的电流，将所检测出的电流作为电流检测信号输出；滤波器特性分析部，其基于所述电流检测部的电流检测信号，根据在所述滤波器分析期间流过所述电感器的突入电流的产生期间来对由所述电感器和所述输出电容器构成的滤波器特性进行分析；以及常数存储部，其具有存储有与多个滤波器特性对应的多个滤波器常数的多个数字滤波器常数表，在所述滤波器特性分析期间结束以后，根据所述滤波器特性而从所述多个数字滤波器表中选择适合的滤波器常数，并供给到所述数字滤波器。2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关电源装置具有输入电压检测部，该输入电压检测部检测所述电源的输入电压，所述驱动部在所述滤波器特性分析期间以与来自所述输入电压检测部的电压信号对应地发生变化的占空比对所述主开关元件进行驱动。3.根据权利要求1或2所述的开关电源装置，其特征在于，所述滤波器特性分析部根据所述突入电流的产生期间来求出所述电感器和所述电容器的谐振频率，根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村胜，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：
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