本发明专利技术的开关电源装置，其构成为：输出电压误差检测装置检测ＤＣ－ＤＣ变换器的输出电压而形成误差信号，输入电压偏差检测装置检测与该各ＤＣ－ＤＣ变换器的输入电压对应的电压而形成偏差信号，控制装置将输出电压误差检测装置的误差信号及输入电压偏差检测装置的偏差信号作为输入，对ＤＣ－ＤＣ变换器进行驱动控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对产业用及民用电子设备供给直流稳定电源装置。特别是本专利技术涉及改善开关电源装置的DC-DC变换器的控制稳定性。
技术介绍
近年来，对于开关电源装置，随着电子设备的低价格、小型化、高性能及节能化，迫切要求输出稳定性高、小型、高效率的电源装置。特别是对半导体装置供电的电源，随着半导体的高集成化，越来越要求能够从更低电压、更高稳定度供给大电流的电源装置。图11A、图11B、图11C及图11D所示为以往的开关电源装置中的DC-DC变换器的各种构成例子电路图。图11A表示前向型DC-DC变换器，图11B表示后向型DC-DC变换器，图11C表示半桥型DC-DC变换器，图11D表示全桥型DC-DC变换器。在图11A所示的前向型DC-DC变换器中，标号100是输入直流电源，变压器102的一次绕组102a及主开关元件101的串联电路与输入直流电源100连接。整流二极管103及104的串联电路与变压器102的二次绕组102b连接。整流扼流圈105的一端与2个整流二极管103及104的连接点连接。滤波电容106的一端与整流扼流圈105的另一端连接。滤波电容106的两端成为输出端，与负载107连接，供给负载107的输出电压利用输出电压检测电路111进行检测，并输出给误差放大器109。在误差放大器109中，将来自输出电压设定用的基准电源110的基准电压与输出电压进行比较，将其误差信号进行放大，向控制电路108输出。控制电路108根据误差信号，进行主开关元件101的开关控制。在图11B所示的后向型DC-DC变换器的构成要素具有相同功能给构成的部分，附加相同的标号。图11B所示的后向型DC-DC变换器是去掉图11A所示的前向型DC-DC变换器中的整流二极管104及整流扼流圈105而构成的。在图11C所示的半桥型DC-DC变换器中，标号120是输入直流电源，2个电容121及122的串联电路与输入直流电源120连接。另外，2个主开关元件123及124的串联电路与电容121及122的串联电路并联连接。图中，主开关元件12及124是以MOSFET作为例子表示的。变压器125的一次绕组125a连接在2个电容121及122的连接点与2个主开关元件123及124的连接点之间。变压器125具有第一二次绕组125b及第二二次绕组125c。与整流用开关元件126及127连接。输出扼流圈128的一端与第一二次绕组125b及第二二次绕组125c的连接点连接，滤波电容129与输出扼流圈128的另一端连接。滤波电容129的两端成为输出顿，与负载130连接。供给负载130的输出电压利用输出电压检测电路134进行检测，并输出给误差放大器130。在误差放大器132中，将来自设定用的基准电源133的基准电压与输出电压进行比较，将其误差信号进行放大，向控制电路131输出。控制电路131根据误差信号，进行主开关元件123及124的开关控制。在图11D所示的全桥型DC-DC变换器中，对于与图11C所示的半桥型DC-DC变换器的构成要素具有相同功能及构成的部分，附加相同的标号。图11D所示的全桥型DC-DC变换器是对图11C所示的半桥型DC-DC变换器中的电容121及122加以变化，设置利用控制电路131进行开关控制的主开关元件135及136。通过使主开关元件135及136进行开关动作，在变压器125的一次绕组125a中产生高频电压，在二次绕组125b及125c之匝数比相对应的高频电压。在图11D所示的全桥型DC-DC变换器中，利用整流用开关元件126及127与输出滤波电路128及129的电压及电容对直流进行滤波，对负载130供给直流电压。另外，输出直流电压利用输出电压检测电路134进行检测，输入至误差放大器132的一端，来自基准电源133的基准电压输入至误差放大器132的另一端，在误差放大器132中靓输出直流电压与基准电压进行比较。与该比较结果相对应的PWM脉冲，从脉冲发生器即控制电路131供给各主开关元件，对各主开关元件进行开关驱动。通过这样，对负载130供给稳定的直流电压。在以往的开关电源装置中，为了力图增大容量，或者为了力图使电路元器件小型化及减轻电路元器件的重量，采用将多个开关电源装置串联连接的方法。具体来说，随着大规模集成电路(LSI)或微处理器(MPU)那样的半导体元件图形微细化的发展，要力图使半导体元件作用的电源实现低电压及大电流。特别是输入输出电压之间的降压比较大的情况下，例如输入电压为48V、输出电压为1.2V的情况下，变压器的匝数比必然增加。另外，在这样构成的开关电源装置中，若输出电流量增大，则由于变压器的绕组部分的损耗也增加，因此不仅开关电源装置的效率恶化，而且也导致装置大型化。在将多个开关电源装置即DC-DC变换器串联连接时，是利用多个电容降输入直流电压进行分压，并将分压的各电压作为电源，DC-DC变换器分别与之连接。利用控制电路提供的PWM信号，对这些DC-DC变换器进行开关控制，通过这样在并联连接的输出侧形成所希望的直流电压。图12A及图12B所示为将多个开关电源电路串联连接的以往例子。图12A及图12B所示为将多个开关电源电路即DC-DC变换器在输入侧串联连接而构成的以往的开关电源装置电路例子。图12A的电路图为表示用半桥或全桥方式构成的开关电源装置的简图，图12B的电路图为表示用前向方式或后向方式构成的开关电源装置的简图。在图12A及图12B中是这样构成的，其输入直流电源201的输入直流电压利用2个分压电容202及203进行分压，分压后的各直流电压输入至2个DC-DC变换器204及205的各DC-DC变换器。来自DC-DC变换器204及205的输出利用滤波电容206进行滤波，供给负载207。如上所述，输入直流电压利用电容202及203进行分压，将分压后的各电压作为电源，输入至DC-DC变换器204及205。然后，输出侧并联连接的DC-DC变换器对负载207供给所希望的输出电压。但是，在图12A及图12B所示构成的以往的开关电源装置中，实际上由于电路常数及主开关元件的动作产生差异，因此在各DC-DC变换器中，有的情况下对各DC-DC变换器的输入电压失去平衡，产生负载不平衡。若这样的负载不平衡增大，则对主开关元件的使用条件产生恶劣影响，有的情况下不能完成装置的功能。因此，在该领域中应该要解决的问题是提供不产生这样的问题、进行稳定工作的开关电源装置。对于这样的问题而进行开发的装置有日本的特开昭62-138061号公报及特公平4-1589号公报所揭示的开关电源装置。在日本的特开昭62-138061号公报中，揭示了将多个高频逆变器电路的输入侧串联连接的开关调节器电源装置。在该开关调节器电源装置中，以防止2个开关元件损坏为目的，使施加电压平衡。为此，在开关电源装置中，使各高频逆变器电路以相反相位动作，公用输出侧的扼流圈，通过这样消除各高频逆变器电路中的阻抗之差。另外，在日本的特公平4-1589号公报中揭示的控制方法是，规定在多个DC-DC变换器的各输入侧连接的电容应该分别承担的电压目标值，而且检测各电容的施加电压，进行控制使两者的偏差为零。但是，在特开昭62-138061号公报所揭示的开关电源装置中，若在扼流圈以外的高频逆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关电源装置，其特征在于，具备将直流电源的电压进行分压的多个电容、将用所述多个电容进行分压的电压分别作为输入而输出侧并联连接的多个ＤＣ－ＤＣ变换器、检测所述ＤＣ－ＤＣ变换器的输出电压并形成与基准电压的误差信号的输 出电压误差检测装置、检测与各ＤＣ－ＤＣ变换器的输入电压相对应的电压并形成各ＤＣ－ＤＣ变换器输入电压的偏差信号的输入电压偏差检测装置、以及将来自所述输出电压误差检测装置的误差信号及来自所述输入电压偏差检测装置的偏差信号作为输入 并进行所述ＤＣ－ＤＣ变换器的驱动控制的控制装置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松尾光洋，吉田幸司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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